Сидерация против деградации почвы
Современные технологии интенсивного земледелия ведут к существенному снижению уровня гумуса в почве и ее деградации. Предотвратить этот процесс можно комплексным внесением органических удобрений, в число которых входит такой прием как сидерация, или зеленое удобрение почвы. Способ заключается в запахивании свежей растительной массы частично или полностью для обогащения почвы органическими веществами и азотом.
Восстановление плодородия – под контролем
С развитием в сельском хозяйстве интенсивных технологий в почве не успевает восстанавливаться свой плодородный слой. Многие стали присматриваться к приему сидерации. Еще в 1960-х годах прошлого столетия ученые увидели необходимость включения комплексных методов обогащения почвы органическими веществами – в том числе с помощью зеленых удобрений.
Сегодня представители науки активно рекомендуют сидерацию, считают данный прием эффективным и снижающим себестоимость сельхозпродукции. В частности, орловские ученые по результатам двухлетних исследований отмечают, что применение сидератов в качестве источника органических удобрений, а также средства восстановления плодородия почв и повышения урожайности ярового рапса обходится дешевле навоза и экономически оправдано.
Дагестанские ученые также считают, что высокая эффективность сидерации позволяет снизить затраты энергии, а значит, и себестоимость возделываемых культур. Комплексные исследования зернотравяного, зернопаропропашного и зернопарового севооборотов, проведенные учеными Татарстана в 2006 году, показали, что сидераты в 2,5 раза дешевле вносимого навоза и в 5 раз – минерального NPK.
Чтобы подобрать культуры, используемые как зеленые удобрения, нужно хорошо знать действие сидератов
По данным научных исследований, за последние 30 лет уровень плодородия почв катастрофически снижается по всей России. В том числе в черноземной части. Например, в Крыму содержание гумуса в почве за последние десятилетия снизилось в среднем на 0,5-0,8%. Уровень плодородия в Краснодарском крае снижается на 0,03-0,05% в год.
Причины тому – интенсивная сельскохозяйственная деятельность, несоблюдение севооборотов, пренебрежение к внесению органических удобрений. Власти во многих регионах увидели необходимость взять под свой контроль процесс восстановления плодородия сельскохозяйственных земель. Внесение органических удобрений и сидерация закреплены законодательно на региональном уровне.
Так, в житнице России – Кубани – идет целенаправленная работа по сохранению плодородия почв, использованию и охране земель сельскохозяйственного назначения. На территории действует соответствующий закон о плодородии земель, исполнение которого регулярно мониторят контролирующие органы. Согласно документу, сельхозтоваропроизводители региона обязаны один раз в пять лет вносить в почву органические удобрения или засевать не менее 5-20% общей посевной площади сидеральными культурами. На законодательном собрании шестого созыва министр сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Ф.И. Дерека в докладе отмечал, что «в 2020 году внесение сельскохозяйственными товаропроизводителями органических удобрений в сравнении с 2019-м осталось на прежнем уровне – 3,7 млн тонн, сидеральными культурами засевалось 23,7 тыс. га – на 52,9% выше уровня 2019-го. Показатель обеспечения посевов многолетних бобовых трав и культур в общей площади посевов в 2019 году выполнен и составил 12,4%, в 2020-м – 10,5%».
Обогащение азотом и органикой
Зеленое удобрение имеет множество преимуществ. Одно из важнейших – обеспечение почвы гумусом и азотом. Для этого предназначены главным образом сидераты семейства бобовых. Большая часть из них обладает азотфиксирующими свойствами. Они восполняют собственные потребности в азотном питании в результате деятельности клубеньковых бактерий, действующих на корнях. Чем больше атмосферного азота связывают растения, тем выше агротехническое достоинство получаемой зеленой массы сидератов. Наибольшей способностью фиксировать атмосферный азот обладают люпин желтый (120-140 кг/га), затем кормовые бобы и чечевица (90-100 кг/га), горох и вика (60-80 кг/га), фасоль (30-50 кг/га).
Дагестанские ученые отмечают, что эффективность сидератов зависит от урожайности зеленой массы и своевременной заделки этой массы в почву. Чем она выше и чем большую массу запахивают в почву, тем сильнее действие и последействие. Заделка на гектар от 25 до 30 тонн сидератов равнозначна внесению подстилочного навоза от 30 до 50 тонн. В пользу сидерации говорит и коэффициент использования азота зеленого удобрения, который в первый год действия в два раза выше, чем такой же коэффициент навоза. В сравнении сидератов с навозом следует также учесть, что сама подготовка навоза и его внесение – процессы более трудоемкие. Сначала навоз требует трехлетнего перепревания, а затем его транспортируют в поля.
Многие ученые уверены, что бобовые растения в лучшей степени влияют на образование гумуса, чем злаковые и крестоцветные. К примеру, многолетнее выращивание люпина способно полностью восстановить плодородный слой почвы на деградировавших землях. Все виды люпинов дают много зеленой массы и накапливают значительное количество азота даже на самых бедных песчаных почвах. Это азотфиксирующее растение, которое разрыхляет грунт. В отличие от других бобовых растений, хорошо растет на кислых почвах. Однолетний люпин лучше всего запахивать в период образования блестящих бобиков на главном стебле. Именно к этому времени он накапливает максимальное количество азота. При более поздней запашке удобрительная ценность сидерата уменьшается вследствие увеличения содержания клетчатки. Перед запашкой люпинов однолетних и многолетних зеленую массу предварительно измельчают дисковыми орудиями. При внесении укосной массы многолетнего люпина также повышается плодородие почвы, и она не иссушается.
Против сорняков и фитопатогенов
Сидераты позволяют бороться с сорной растительностью и снижать количество сорняков на 20-60%. При густом посеве они создают плотный и жизнестойкий растительный покров, способный заглушать сорняки, лишая их света, влаги и питательных веществ. Даже такие выносливые многолетние растения как пырей ползучий не выживают в конкурентной борьбе с сидератами. При смене чистого пара на сидеральный происходит улучшение состояния полей. Запас жизнеспособных семян сорняков в слое почвы от 0 до 30 см после викоовсяной смеси снижается на 3,3%, после ярового рапса – на 12,5%. Также уменьшается количество озимой совки в 1,69 и 1,93 раза соответственно.
Возделывание сидератов подразделяют на четыре вида: самостоятельный, промежуточный, укосный и отавный
В несбалансированных севооборотах происходит накопление в почве грибов, вызывающих развитие патогенов. Пожнивные сидераты при этом выполняют важную фитосанитарную роль и способствуют увеличению в почве количества актиномицетов – антагонистов возбудителя корневой гнили, ускоряющих минерализацию растительных остатков и вытесняющих фитопатогенные грибы.
Чтобы правильно подобрать культуры, используемые как зеленые удобрения, нужно хорошо знать специфическое действие определенных сидератов в подавлении вредителей и патогенных грибов. Также необходимо изучить наличие семян сорняков в обрабатываемом слое почвы.
Кубанские ученые отмечают, что капустные культуры лучше всего оздоравливают почву за один вегетационный период. Их действие на фитопатоген обусловлено веществами, которые содержатся в корнях, корневых выделениях и при разложении пожнивных остатков. Особого внимания заслуживает горчица белая – однолетнее скороспелое растение. Она быстро прорастает и накапливает зеленую массу даже при недостатке тепла до –5 градусов. Обогащает почву натуральным органическим веществом, фосфором и серой, обладает бактерицидными и фунгицидными свойствами, за счет чего эффективно подавляет сорняки и вредные микроорганизмы. Также она имеет обширную и глубоко проникающую корневую систему, которая разрыхляет почву и создает благоприятные условия для полезных почвенных микроорганизмов, а также защищает почву от водной и ветровой эрозии. По данным исследователей Ивановского НИИСХ 2008 года, применение в качестве зеленого удобрения горчицы белой в смеси с редькой масличной и сурепицей озимой обеспечивает прибавку урожая картофеля на 53-58%.
Известно ярко выраженное гербицидное действие суданской травы (сорго суданское). Однако необходимо выдерживать интервал между его запашкой и последующим посевом культур. Растение не требовательно к почвам; засухоустойчиво и жаростойко; дает обилие зеленой массы на удобрение и подавляет патогенные микроорганизмы; имеет мощную корневую систему, которая улучшает структуру почвы – «рыхлит», дренирует, облегчает ее, повышает воздухо- и влагоемкость.
Элемент почвозащитного земледелия
Почва теряет большую часть полезных элементов при использовании интенсивных технологий, поскольку эти элементы мигрируют в более глубокие слои почвы, недоступные для сельхозрастений. Также причинами потери биогенных элементов являются смыв верхнего плодородного слоя и усиление процессов денитрификации. Чем больше площади пашни, не занятые растительностью, тем выше потери. Предотвратить их помогают растущие промежуточные сидераты. Они выступают основными орудиями почвозащитной системы земледелия. Особенно – многолетние травы, например, люпин, вегетирующий осенью и весной между основными культурами севооборота.
Зеленое удобрение изменяет фракционный состав гумуса. Так, под влиянием химических выделений корневой системы люпина труднорастворимые фосфорные соединения растворяются и накапливаются в почве, усваиваемые формами фосфора, которые впоследствии становятся отличным питанием для сельхозкультур. Кроме того, корневая система сидерата проникает в глубокие подпочвенные горизонты к промытым туда ранее питательным веществам. После запашки зеленого удобрения и его минерализации эти элементы становятся доступными для культурных растений.
Сидерат значительно повышает аэрацию пахотного и подпахотного слоев почвы и снижает ее плотность. В свою очередь повышение содержания гумуса и улучшение агрохимических и агрофизических свойств почвы приводит к усилению ее биологической активности. Почвенный и надпочвенный воздух обогащается углекислым газом, что улучшает воздушное питание растений. При этом почвенная микрофлора становится более активной. Запашка пожнивных сидератов увеличивает количество микроорганизмов в 30-сантиметровом слое в 1,5-2 раза по сравнению с контролем, а с внесением под сидерат минеральных удобрений – в 2-3 раза.
Самой мощной корневой системой из всех сидератов обладают донники – азотфиксирующие растения семейства бобовых. Она проникает на глубину до 1,5 метра и обладает ярко выраженной способностью пробивать дно борозды или плужную подошву. Благодаря этому донники отличаются, с одной стороны, высокой засухоустойчивостью, с другой – высоким удобрительным качеством. На зеленое удобрение лучше возделывать двулетние донники. В год посева они растут очень медленно и зацветают лишь при особо благоприятных условиях. Благодаря клубеньковым бактериям на корнях, донник фиксирует из воздуха и накапливает азот. Эффективно поглощает питательные элементы, даже труднорастворимые и недоступные другим растениям. Прекрасно дренирует, разрыхляет, облегчает почву, повышает ее воздухо- и влагоемкость. Все виды донников хорошо растут на нейтральных, богатых кальцием почвах.
Однако не всегда бобовые становятся панацеей. В Центральной орошаемой зоне Ростовской области представители науки изучали влияние сидератов на агрохимические свойства чернозема обыкновенного. В качестве зеленого удобрения использовали горох, яровой рапс, горчицу сарептскую, гречиху и люпин. Наиболее продуктивной культурой в этих исследованиях оказалась горчица сарептская – растение семейства крестоцветных. При ее использовании обогащение почвы нитратным азотом увеличилось на 15%, подвижным фосфором – на 19%, обменным калием – на 16%.
Виды возделывания зеленого удобрения
Возделывание сидератов условно подразделяют на четыре вида – самостоятельный, промежуточный, укосный и отавный. Первый вид представляет собой самостоятельное поле севооборота на протяжении всего периода вегетации. Этот прием используют на неокультуренных почвах в сочетании с другими приемами ускоренного окультуривания. Промежуточное зеленое удобрение применяют между уборкой урожая одной культуры и посевом другой в севообороте – так называемые пожнивные посевы. Осенний и подзимний посев выполняют в сентябре – октябре и позже, а запашку – весной. Укосное зеленое удобрение выращивают в выводном клину, скашивают и перевозят на поля севооборота. В качестве укосного лучше всего подходят многолетние сидераты, например алкалоидный люпин. Отавный вид сидерации применяют в Нечерноземье, Сибири, на Дальнем Востоке, в Заволжье. Для этого запахивают после отрастания рано скошенных бобовых культур.
Зеленое удобрение широко используют аграрии многих стран мира, и почти везде – как промежуточные культуры. Самостоятельные посевы применяют только на сильно истощенных почвах, а также на участках, удаленных на значительное расстояние от животноводческих ферм. В пожнивных посевах сидеральным культурам дают вырасти и развить корневую систему. Возможно, их придется обработать от вредителей и болезней, а также внести под них минеральные удобрения. Молодые и свежие растения богаты азотом, они быстро разлагаются в почве и быстро выделяют азот.
Поэтому зеленую массу растений измельчают до периода бутонизации и начала цветения с помощью дискования. Затем неглубоко запахивают в почву. Если пропустить фазу бутонизации и цветения, то можно получить растения с одревесневшими стеблями, которые минерализуются хуже. Ни в коем случае нельзя дотягивать до фазы осеменения сидератов, поскольку в этом случае они будут вести себя подобно сорным растениям.
Основные сидеральные культуры
Научные учреждения рекомендуют для использования на сидерат в самостоятельных и промежуточных посевах широкий набор культур интенсивного типа, которые способны быстро расти и накапливать большое количество органического вещества. Из бобовых – это многолетний и однолетний люпин, сераделла, донники, озимая и яровая вика, горох посевной и полевой, астрагал, чина, клевер, чечевица, эспарцет, соя. Из злаковых – озимая рожь, райграс однолетний и многолетний. Из крестоцветных – горчица, озимый и яровой рапс, озимая сурепица, масличная редька.
Важно выбирать такой сидерат, который за отведенный отрезок времени накапливает достаточное количество азота и органической массы, не иссушает почву и не обедняет ее питательными веществами, то есть не ослабляет развитие последующей основной культуры, особенно в начале ее роста. Представители науки рекомендуют проводить агрохимический анализ почвы для подбора необходимого сидерата.
С 2016-го по 2019 год крымские ученые проводили исследования формирования продуктивности сидеральных культур в различных погодных условиях юга России. Многолетние бобовые травы (донник, эспарцет, клевер) подсевали в первой декаде марта под покров уравнительного посева. Озимые культуры (тритикале, рожь, вика и смесь озимых культур) высевали в третьей декаде октября, а фацелию – в первой декаде марта в год проведения исследований. В среднем за годы исследований максимальную урожайность зеленой массы сформировали посевы многолетних трав донника и эспарцета (29,1 и 27,1 т/га), озимые тритикале и рожь – 24,5 и 25,8 т/га. Самые низкие показатели продуктивности на протяжении трех лет исследований получены в агроценозах фацелии, имеющей самый короткий период вегетации, и клевера – культуры умеренных широт, более требовательной к условиям увлажнения. Озимые тритикале и рожь превзошли по урожайности сухого вещества донник и эспарцет на 0,10–0,30 т/га (2,7–5,0%) и по поступлению в почву органического вещества на 0,16–0,36 т/га (2,9–5,8%) соответственно. Наибольшее количество органики поступило в почву при использовании в качестве зеленого удобрения: ржи – 5,88 т/га, тритикале – 5,72 т/га, эспарцета – 5,56 т/га и донника – 5,52 т/га.
При выборе видового состава сидеральных культур следует учитывать соответствие их следующим требованиям: эффективное использование осенне-зимних запасов влаги; способность в весенний период в максимально ранние сроки интенсивно формировать биомассу; обеспечение сохранения в почве необходимых запасов доступных питательных веществ и влаги для получения всходов последующих культур севооборота.
ОЛЬГА САВЕЛЬЕВА,Краснодарский край
Фото gas-kvas.com,pinterest.ru,datchnik.ru