Несколько большее значение имеют однолетние травы, дающие отаву, у которых корневая система остается живой и деятельной после скашивания надземной массы (вика, суданская трава и др.). Под ними происходит значительное повышение водопрочности агрегатов и повышение содержания органического вещества [12].

Хотя большинство авторов к наилучшим «структурообразующим» культурам относят многолетние травы, в условиях Зауралья, по мнению Т.С.Мальцева, они дают низкий урожай и поэтому их следует заменить однолетними травами, высеянными по дискованной стерне. В таком случае однолетние травы сохраняют уплотнение почвы в нижней части пахотного слоя, приобретенное в конце года в результате посева зерновых культур. В результате по эффективности крошения почвы однолетние травы почти приравниваются к многолетним травам.

Однако большинство авторов считает, что освоение в пашню естественных кормовых угодий и замена естественных травяных формаций посевами, в основном однолетних культур, приводят к снижению интенсивности гумусонакопления, а также вызывают увеличение поверхностного стока талых, ливневых, ирригационных вод и смыв почвы. В этом отношении особо выделяются пропашные культуры, на посевах которых наблюдается наибольший смыв почвы ввиду наличия свободных от растений междурядий и распыленности почвы под влиянием многократных обработок. На посевах кукурузы твердый сток в 60 - 300 раз больше, чем под многолетними травами или сомкнутой естественной растительностью и в 10 раз больше по сравнению с озимой пшеницей [13].

По данным Г.Н.Лысака большинство пропашных культур, за исключением сахарной свеклы, высеваются в более поздние сроки, до их посева проводят 2—3 поверхностные обработки. В период их роста проводится несколько обработок междурядий. Такое большое количество механических обработок приводит к ухудшению физических свойств почвы. Обработка междурядий способствует распылению структуры верхних слоев почвы, созданию аэробных условий, способствующих разложению гумусовых веществ.

Наряду с деградацией почвы, протекает и обратный процесс восстановления структуры. Однако его темпы значительно отстают от темпов разрушения структуры, так как обогащение органическим веществом и улучшение структурно-агрегатного состава под пропашными культурами происходит только в почве, которая непосредственно прилегает к корням растений. Этого далеко недостаточно для компенсации потерь, связанных с технологией возделывания [12]. Во время ветровой и водной эрозий пропашные культуры не в состоянии защитить почву от выдувания и смыва. В образцах почвы, взятых на паровом поле и под кукурузой, содержится наименьшее количество эрозионно-устойчивых комочков.

С целью повышения продуктивности агроэкосистем и для улучшения качества корма, устойчивости травостоев часто применяются не чистые посевы трав, а смешанные: двух-, трехкомпонентные смеси и еще более сложного состава. Есть мнение, что под травосмесями оптимизация структурного состояния и восстановление плодородия почвы происходят несколько лучше.

Эффект действия смесей многолетних трав (клевер в смеси со злаками на севере и люцерна, одна или в смеси со злаками, в орошаемом хозяйстве на юге) заключается в том, что они обогащают почву большим количеством органического вещества, содействуют интенсивной деятельности червей и насекомых, вызывают бурную активность грибов, бактерий, актиномицетов, способствуют появлению свежих продуктов их жизнедеятельности и автолизу. Все это в совокупности за короткий период (2-4 года) приводит к значительному улучшению структурного состояния почв и появлению водоустойчивых структурных агрегатов. Бобово-злаковые травосмеси, при нормальном развитии их, содержат более мощную корневую систему, которая равномерно распределяется в корнеобитаемом слое и в особенности в ее верхней части. Такое распределение корневой системы обеспечивает равномерное распределение и гумуса.

Бобово-злаковые смеси однолетних культур (особенно чины посевной и гороха посевного с суданской травой) не только повышают урожай и его качество, но и являются почвощадящими культурами. При их возделывании улучшается структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного. Содержание агрономически ценных агрегатов составляет 69,8 - 88,5 %, что выше на 14,7-26,4% по сравнению с почвой под яровой пшеницей. Вследствие этого, а также более равномерного распределения корневых систем растений в смешанных посевах создаются оптимальная плотность и пористость почвы. Кроме того, более равномерное распределение травостоя по площади и повышение проективного покрытия способствует повышению почвоохранной роли смешанных посевов, а также подавлению сорняков. К тому же бобовые компоненты смеси накапливают значительное количество азота, что благотворно сказывается также в урожае и качестве урожая небобового компонента смеси [12].

Накопление гумуса в почвах зависит от соотношения трех основных процессов - разложения органических остатков, синтеза гумусовых веществ и закрепления их в почве. Биосинтез гумуса зависит от таких климатических агентов, как температура и увлажненность почв; также необходимым условием гумификации является высокая биохимическая активность почв. Однако исходное количество растительных остатков не полностью превращается в гумусовые соединения.

Как известно, отмершая часть корневой системы растений, а также их корневые выделения приводят к обогащению почвы органическими остатками. В процессе разложения этих остатков микроорганизмами в почве накапливаются в первую очередь гумусовые вещества и азот. Многочисленные исследования показали, что образование гумуса происходит за счет разложения корневых остатков растений и отмерших микроорганизмов. При этом основным источником образования гумуса под многолетними травами являются их отмершие корни, количество которых может составлять до 50% от продуцируемой ежегодно общей корневой массы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Растения и почвы - главные компоненты любой наземной экосистемы. Растения являются продуцентами, фиксирующими солнечную энергию и производящими первичную биологическую продукцию, почвы - хранители детрита и среда, в которой происходит разрушение органического вещества до минеральных соединений и осуществляется круговорот углерода.

В естественных экосистемах отношение блоков «растения-почвы» носят характер экологического равновесия, что поддерживает и продуктивность растений и плодородие почв. Ситуация резко меняется при замене естественной растительности на агроценозы. В этом случае при отъеме органического вещества с урожаем и постоянной обработке почвы происходит нарушение естественного состояния почвы. «Расход» элементов питания и органического вещества начинает превышать «приход» новой фитомассы. В итоге идет процесс снижения плодородия почв, разрушение органического вещества, деградация природной структуры почв, формируются дефицитные циклы элементов минерального питания.

Эти нарушения экологического равновесия могут быть смягчены за счет системы органических и минеральных удобрений, однако и то и другое - дорогостоящие мероприятия, энергоемкие и загрязняющие окружающую среду. По этой причине сверхзадачей агроэкологии является восстановление (разумеется, не полное, но максимально возможное) равновесия отношений «растения-почвы». Это достигается использованием фитомелиоративного эффекта растений. При фитомелиоративном подходе задействуется природный потенциал растений, которые исторически являлись главным фактором почвообразования. Данный подход позволяет улучшать плодородие почв при минимальных затратах, используя, в первую очередь, бесплатную, экологически чистую и неисчерпаемую энергию солнца, которая усваивается в процессе фотосинтеза. Ослабление этого процесса и воспроизводство плодородия почв связано с оптимизацией гумусного состояния и агрофизических свойств.