Зеленые удобрения как фактор повышения урожайности
В современном земледелии ключевым фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур является воспроизводство плодородия земель. Высокий уровень плодородия обусловливается способностью почвы обеспечивать условия для нормальной жизнедеятельности растений. Одним из основных показателей плодородия почвы является наличие в ней органического вещества – гумуса. Он улучшает питание растений, способствует оптимизации водного, воздушного и теплового режимов, активизирует биохимические и физиологические процессы в почве.
По пути биологизации
Во времена Советского Союза в Крыму преобладало многопрофильное растениеводство. В структуре посевных площадей поддерживался определенный баланс между зерновыми, техническими и кормовыми культурами; соблюдалось чередование культур в севооборотах; систематически вносились органические удобрения. Но после развала СССР экономика перешла на так называемые рыночные отношения. Новые собственники земли в погоне за большими доходами стали выращивать преимущественно экономически выгодные культуры – озимые пшеницу и ячмень, подсолнечник, кориандр. В регионе произошло резкое снижение поголовья животных. Аграрии перестали выдерживать севообороты и вносить на поля органические удобрения в виде навоза. За последние десятилетия внесение органических удобрений снизилось с 8,2 до 0,4 т/га посевных площадей. По данным ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, недостаток органических удобрений отрицательно сказывается на балансе гумуса и питательных веществ, а также биологической активности почвы, что ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Севооборот по изучению сидератов
Выращивание на протяжении нескольких лет ограниченного набора культур способствовало распространению определенных видов сорняков и вредителей, накоплению возбудителей болезней, привело к дисбалансу элементов питания. Для получения высоких урожаев сельхозтоваропроизводители вынуждены были значительно увеличить применение химии в агротехнологиях. В результате такого хозяйствования проявились негативные явления – истощение и деградация почв. С каждым годом ситуация усугублялась, отрицательные эффекты накапливались, плодородие почв резко снижалось. За этот период в Крыму содержание гумуса в почве уменьшилось на 0,5–0,8%, усилились процессы эрозии. После 2014 года ко всему прочему добавились еще и проблемы с орошением. Нужно было срочно искать выход.
Ученые НИИСХ Крыма решили пойти по пути биологизации земледелия и стали искать альтернативное навозу органическое удобрение: изучали в качестве удобрения солому и пожнивные растительные остатки сельскохозяйственных культур, птичий помет, сапропели (иловые отложения водоемов), зеленые удобрения (сидераты).
Восстановить и приумножить плодородие
В естественных условиях основным источником поступления органического вещества в почву являются остатки растений. Академик Д.Н. Прянишников считал зеленые удобрения мало используемым, но доступным резервом эффективного и комплексного повышения плодородия почвы. По его мнению, когда для улучшения почв необходимо их обогащение органическим веществом, а навоза по той или иной причине не хватает, зеленое удобрение, или сидерация, приобретает особенно важное значение.
Донник
Сидераты – специально выращиваемые растения-фитомелиоранты, способствующие восстановлению или повышению плодородия почв, эффективно влияющие на почвообразовательные процессы. Их биомассу заделывают в почву, где она с помощью почвенных микроорганизмов разлагается, образуя гумус. Зеленые удобрения обогащают почву органикой, улучшают ее структуру, помогают сохранить влагу, подавляют рост сорняков, снижают количество болезней и вредителей, что в результате способствует увеличению урожая. К тому же использование сидератов дешевле, чем применение минеральных удобрений.
В различных почвенно-климатических условиях сидеральный пар приближается по влиянию на урожайность первой и второй культур зернопарового севооборота к действию чистого пара. Однако эффективность сидерации в значительной степени зависит от сидеральной культуры и почвенно-климатических условий. Поэтому первоочередной задачей при разработке системы сидерации является подбор соответствующих культур, удовлетворяющих зональным условиям земледелия. Особенно актуальным этот вопрос является для зон с недостаточным и неустойчивым увлажнением, где продуктивность сельскохозяйственных культур определяется метеорологическими условиями периода вегетации растений. По характеру водного баланса степной Крым относится к зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения. В таких условиях продуктивность сельскохозяйственных культур определяется гидротермическими условиями вегетационного периода.
Сидераты бобовых растений, используя симбиоз с азотфиксирующими клубеньковыми бактериями, связывают атмосферный азот, обогащая им почву. Благодаря мощной корневой системе, проникающей на большую глубину, они используют вымытые в нижние горизонты почвы питательные элементы, возвращая их в верхние слои в доступной для культурных растений форме. Злаковые культуры (озимые рожь и тритикале) способствуют накоплению в почве органики. Озимая рожь, фацелия и крестоцветные мобилизуют нерастворимые питательные соединения, обогащая почву фосфатами, кальцием, железом и микроэлементами. Горчица оздоравливает почву от фитопатогенов. Редька масличная и черный овес активно подавляют сорняки.
Смесь
На своих экспериментальных полях ученые НИИСХ Крыма выращивали и изучали в качестве сидератов многолетние травы (эспарцет, донник, клевер), озимые (вику, рожь, тритикале) и яровые (овес, горох, горчицу, фацелию) культуры. Результаты многолетних научных исследований подтвердили, что именно зеленые удобрения являются одним из лучших источников органического вещества и альтернативой навозу.
Сидеральные культуры в Крыму
В условиях Крыма сидеральные культуры характеризуются нестабильной продуктивностью из-за дефицита влаги. Самую высокую урожайность зеленой массы обеспечили фитоценозы многолетних трав: донника и эспарцета – 29,1 и 27,1 т/га. Самая низкая продуктивность – у фацелии и клевера – 12,2 и 12,8 т/га. Более высокое содержание органики в сухом веществе биомассы отмечено в фитоценозах эспарцета, ржи и тритикале – 92,6-93,0%, азота – 2,57-2,60% у донника и клевера (почти в 2 раза превышает содержание у злаковых трав: тритикале и рожь). По содержанию фосфора выделилась смесь озимых культур и фацелия – 0,61-0,64 %, по содержанию калия – фацелия 3,26%. Наибольшее количество органики поступило в почву при использовании в качестве удобрения ржи, тритикале, эспарцета и донника – от 5,5 до 5,8 т/га. А самое низкое – 1,6 и 2,5 т/га – в агроценозах фацелии и клевера.
При содержании почвы в состоянии паров происходят процессы минерализации органического вещества, преобразование их в доступные для культурных растений минеральные соединения. За период от заделки сидератов до сева озимой пшеницы содержание органического вещества в слое почвы 0–30 см в разрезе культур снизилось от 3,8–6,4 до 2,4–2,6%. При этом содержание азота повысилось от 0,10–0,21 до 1,20–2,28 мг/100 г почвы. Максимальное увеличение отмечено после сидерации эспарцета – в 13,5 и вики – в 12,3 раза. Самые высокие показатели содержания в почве фосфора – 3,27 и калия – 32,7 мг/100 г почвы отмечены после использования на зеленое удобрение фацелии. Эта культура лучше других использует труднорастворимые соли, преобразовывая их в соединения, доступные для культурных растений.
По-разному проявили себя изучаемые сидераты и в отношении накопления и использования влаги. Фитоценозы многолетних трав в ранневесенний период содержали в метровом слое почвы 98–107 мм влаги, в то время как у полевых культур они находились в диапазоне от 84 до 91 мм. Ко времени достижения фазы использования запасы влаги резко снижались. Наиболее активное потребление влаги наблюдалось у эспарцета и тритикале. Эти культуры использовали 67 и 69% от ранневесенних запасов почвенной влаги.
Исследования, проведенные в НИИСХ Крыма, показали, что более высокие урожаи озимых пшеницы и ячменя получены после использования в качестве зеленого удобрения смеси озимой вики с тритикале и рожью. Она сочетает в себе все положительные качества компонентов смеси.
Фацелия
Главное – соблюдать севооборот
Но использованием одних только сидератов решить проблему повышения плодородия крымских почв невозможно. Самое важное – соблюдение севооборота. Чередуя культуры разных биологических групп, высевая их после лучших предшественников, можно предотвратить развитие болезней, вредителей и эффективно использовать природный почвенный ресурс. Например, бобовые на одном месте можно высевать не ранее чем через четыре года, зерновые – хотя бы через год, но лучше через два. Снижение экономической эффективности при выращивании менее рентабельных культур компенсируется в последующий период и позволит получать более высокие и стабильные урожаи.
Очень важно также после уборки урожая не сжигать и не вывозить с полей солому и другие растительные остатки, а измельчать и заделывать, используя их также в качестве удобрения для пополнения в почве органики.
А.В. ПРИХОДЬКО,
А.В. ЧЕРКАШИНА,
Н.В. КАРАЕВА,
научные сотрудники лаборатории
земледелия ФГБУН «НИИСХ Крыма»
ФОТО udobreniya.net