Факторы плодородия почвы: Влияющие Факторы И Способы Обогащения Полей

Факторы плодородия почвы — Земледелие (Сельское хозяйство и пищевая промышленность)

Лекция 3.

Тема —  Факторы плодородия почвы

План

1. Почва и растение – единое целое.

2. Биологические факторы плодородия.

Для жизни растений требуются пять факторов: тепло, свет, вода, пища и воздух. Поэтому главным качеством почвы является ее способность удовлетворять потребности растений в воде, пище, обеспечивать их корневые системы доста­точным количеством воздуха, тепла и благоприятной средой для нормального роста и развития. Плодородие почвы формируется как в результате развития естественного почвообразовательного процесса, так и в результате сельско­хозяйственного использования.

Различают факторы и условия почвенного плодородия. К первым относятся биологические, водные, воздушные, тепловые и пищевые режимы — необходимые земные факторы жизни и роста растений. Ко вторым — совокупность физических, физико-химических свойств и режимов почв, взаимодействие которых опреде­ляет возможность обеспечения растений земными факторами.

Уровень плодородия зависит от конкретных показателей физико-химических, биохимических, температурных, водно-воздушных, солевых и окислительно-вос­становительных почвенных режимов. В свою очередь, режимы определяются кли­матическими условиями, агрофизическими свойствами почв, их механическим, минералогическим и химическим составом, потенциальным запасом элементов питания, содержанием, составом и запасом гумуса, интенсивностью микробиоло­гических процессов, реакцией и другими физико-химическими свойствами.

Показатели свойств и режимов изменяются во времени и зависят от сезон­ных циклов почвооборазования, приемов воздействия на почву и длительнос­ти ее сельскохозяйственного использования.

Плодородие почв учитывают при проектировании севооборотов, планирова­нии системы обработки почвы, системы удобрений и разработке систем зем­леделия.

Биологические факторы плодородия

Почва и растение — единое целое. Несмотря на первичность по от­ношению к урожаю, почва в значительной мере обязана растению. Функция почвы — обеспечение растения водой, азотом и зольными элементами, кислородом и углекислым газом. В результате жизнедеятельности растений и животных происходит накопление органических остатков и гумуса, элементов минерального питания и органоминеральных соединений. Вместе с эволюцией растительного мира развивается и усложняется почвообразовательный процесс, а почва постепенно, но неуклонно повышает свое плодородие. Экологические системы выработали способность к саморегуляции и самовоспроизводству.

В противоположность естественным устойчивым многовидовым раститель­ным сообществам на пашне выращивают одновидовые или многовидовые сообщества культурных растений. Время взаимодействий растений с почвой резко сок­ращается. В результате снижается устойчивость и продуктивность биологичес­кого круговорота. На пахотных почвах 50-60 % органического вещества отчуж­дается с урожаем безвозвратно. Источником органического вещества являются наземные послеуборочные остатки растений, а также вносимые в почву орга­нические удобрения.

В интенсивном земледелии особенно велико агрономическое значение растительных остатков. Они ежегодно удобряют почву после уборки урожая, в то время как органические удобрения вносят в почву периодически. На их внесение требуются дополнительные затраты. Растительные остатки распределяются в почве равномерно, в них содержится макро- и микроэлементы, необходимые растениям и животным.

Растительные остатки делят на две группы: пожнивные и корневые. Пожнивные остатки включают стерню злаков, листья, части стеблей, корневые шейки растений люцерны и все другие надземные части, которые остаются в поле после уборки урожая. Корневые остатки растений представлены корнями, корневищами, сохранившимися живыми или отмершими к моменту уборки. Корни растений, разветвляясь, контактируют с почвенными частицами и равномерно распределяются, образуют структурные агрегаты и распределяют органическое вещество.

Полевые растения развивают различную корневую систему по массе, по глубине проникновения, по-разному влияют на плодородие почвы.

По количеству корней и пожнивных остатков основные полевые культуры существенно различаются (табл. 1).

В полях севооборота количество органических остатков колеблется от 26,3 до 163 ц/га. Максимум отмечается после многолетних трав, особенно после люцерны. Наименьшее количество органического вещества остается в почве после гороха. Такое действие обуславливается биологическими особенностями растений.

Люцерна взаимодействует с почвой два и более лет. Формируется мощная корневая система. В почве остается 133 ц/га корней. После эспарцета корневых остатков 48,9 ц/га.

На развитие корней оказывают влияние условия выращивания. Чем менее благоприятные условия увлажнения, тем больше проникающая вглубь корневая система.

Кукуруза на силос, несмотря на короткий период вегетации, формирует так­же большую корневую систему. Она растет и развивается в самые жаркие лет­ние месяцы. После нее в почве остается 41,1 ц/га корней.

Озимая пшеница, овсяно-гороховая смесь имеют поверхностную корневую систему, после уборки ее масса меньше и соответственно составляет 28,7 и 27,6 ц/га. Однако наименьшая корневая система и ее масса у гороха. Эта культура отличается коротким периодом вегетации и относительно устойчивой влаголюбивостью.

Аналогичная картина складывается по пожнивным остаткам. Их количество после многолетних – 30,3 ц/га, что по сравнению с однолетними культурами в 3-5 раз больше.

По количеству оставляемых после уборки растительных остатков полевые культуры можно разделить на три группы.

Первую группу составляют многолетние бобовые травы, оставляющие в почве наибольшее количество органического вещества. Более сильное действие их на плодородие почвы объясняется способностью фиксировать азот воздуха.

Вторую группу представляют зерновые культуры. После уборки озимых и яровых культур в среднем остается 40,7-52,3 ц/га растительных остатков.

В третью группу входят зернобобовые, картофель, сахарная свекла, которые оставляют в почве после уборки наименьшее количество растительных остатков.

В питании растений важное значение имеет не только количество растительных остатков, но и химический состав и скорость разложения в почве. Растительные остатки многолетних трав содержат больше элементов питания. В корневых остатках содержится азота 2,25-2,6 %, фосфора — 0,34-0,8 %. В корнях бобово-злаковых смесей количество азота снижается до 0,91%. Злаковые травы содержат значительно меньше азота в корневых и поукосных остатках.

По содержанию азота в растительных остатках возделываемые культуры делят на две группы: с малым содержанием азота в послеуброчных остатках и повышенным его содержанием в корневых и пожнивных остатках. Первая группа представлена такими культурами как озимая пшеница, ячмень, овес, другие культуры, а вторая состоит из люцерны, эспарцета, гороха, сои, чины, свеклы, кукурузы.

В зависимости от соотношения углерода и азота в растительных остатках изменяется скорость разложения. При соотношении больше, чем 20:1, разложение замедляется.

В почве после озимой пшеницы ингибируются аммонификация и нитрификация. На полуразложенных остатках соломы поселяются представители грибной микрофлоры, выделяющие отравляющие токсичные вещества. Растительные остатки люцерны, гороха, эспарцета быстро разлагаются и высвобождают питательные вещества. Чем меньше послеуборочных остатков перед севом озимой пшеницы, тем больше в почве накапливается азота (табл. 2).

Таблица 2

Количество растительных остатков и нитратов в почве перед севом озимой пшеницы по предшественникам

После пара, гороха растительных остатков в почве значительно меньше, чем после ячменя. Однако содержание нитратов в 2-3 раза больше. После ячменя растительных остатков больше на 17,0-31,6 ц/га, чем в почве по пару и после гороха. После ячменя в почве происходит накопление растительных остатков вследствие замедления их разложения. Возделываемые по­сле него культуры будут испытывать азотное голодание. В то же время как по гороху и на парах обеспеченность азотом высокая.

Скорость разложения растительных остатков в почве изменяется в зависимости от вида пара (табл. 3).

Таблица 3

Количество растительных остатков и  скорость разложения в почве в зависимости от вида пара

На сидеральных парах запаханные свежие зеленые растения разлагаются значительно быстрее, чем на парах черных. На последних растительных остатков в это время меньше в 2 — 4 раза. Количество растительных остатков на сидеральных парах 92,7-107,9, занятых — 47,2 и черных — 27,8 ц/га. В течение трех месяцев с момента запашки сидератов на черных парах разложилось 2,1 ц/га. Перед севом озимой пшеницы на всех парах количество растительных остатков выравнива­ется и колеблется от 25,7 до 37,5 ц/га. В то же время на сидеральных парах запаханные в почву растительные остатки разлагаются быстро. Количество разложившейся массы составляет соответственно 70,4 и 60,8 ц/га. На занятых парах, где растительные остатки представлены в основном корнями, количество разложившейся массы меньше в 3-5 раз и составляет 14,2 и 19,3 ц/га. При этом в растительных остатках сидератов и занятых паров содержание азота, фосфора и калия существенно отличается, что влияет на плодородие почвы. На сидеральных парах накапливается азота больше, чем на чистых парах. На занятых парах содержание азота также меньше по срав­нение с сидеральными на 18-19 мг/кг почвы.

Корни и стерневые остатки растений после отмирания разлагаются в результате деятельности микроорганизмов почвы. Ход и скорость разложения изменяется не только от химического состава растительных остатков, но и внешней среды: влажности, температуры, рН почвы, аэрации и питательных веществ.

Превращение первичного органического вещества в почве происходит в несколько этапов. Первый этап — химическое взаимодействие отдельных химических веществ отмершего растения. Второй этап — механическая подготовка и перемешивание почвы с растительными остатками с помощью почвенной фауны. На третьем этапе происходит в первую очередь минерализация органического вещества с помощью микроорганизмов, конечным продуктом которой является СО₂, Н₂О, нитраты, фосфаты, в анаэробных условиях Н₂S и СН₄, а также низкомолекулярные органические кислоты.

Часть продуктов первичного органического вещества превращается в гумусовые вещества в результате гумификации. Гумусовые вещества – это особая группа высокомолекулярных соединений. Их принято подразделять на три основные группы: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины. Исключительно важная роль гумусовых веществ в формировании почвы основана на их способности взаимодействовать с минеральной частью почвы. При взаимодействии с глинными минералами образуются органо-минеральные соединения в почве. В результате повышается устойчивость связанного в них органического вещества к микробиологическому расщеплению и тем самым обеспечивается оптимальное состояние свойств почв. Особенности образования и режима гумусовых веществ определяют формирование гумусового профиля. В гумусовом горизонте накапливаются элементы питания растений, почва приобретает водопрочную структуру, оптимальную порозность.

Рекомендуем посмотреть лекцию «16 Признаки и фазность абстинентного синдрома при злоупотреблении снотворными».

В процессе интенсификации земледелия роль органического вещества почвы, ее гумусового состояния усиливаются. Если в условиях экстенсивного типа земледелия органическое вещество почвы служило основным источником питания растения, то на современном уровне развития земледелия оно определяет экологические пределы интенсификации. Обеспеченность почв органическим веществом определяет возможность минимализации обработки почвы, сокращение энергетических затрат, повышает устойчивость земледелия. По мере интенсификации земледелия утрачивается связь содержания гумуса с урожайностью. Представление о прямой связи содержания гумуса с урожайностью культур является устаревшим. Нельзя превращать воспроизводство гумуса  в самоцель безотносительно к продуктивности культур и экономике производства. В этой связи следует прежде всего изучить особенности содержания гумуса в почвах различных зон края и ландшафтов при их сельскохозяйственном использовании. В должной мере оценить характер поступления в почву растительных остатков, их количественный состав и условия превращения. Свежие органические остатки и промежуточные продукты распада – это наиболее доступная разложению микроорганизмами часть органического вещества.

Динамика поступления свежих органических веществ зависит от возделывания сельскохозяйственных культур. Если годовая продуктивность засушливых степей и луговых степей колеблется от 15 до 20 т/га сухой массы, то в агроценозах соответственно – 10 и 12 т/га. С урожаем зерна, соломы отчуждается половина сухой массы. Следовательно, поступление растительных остатков в почву в севооборотах сокращается в 3 раза. Это, безусловно, не может не приводить к потерям гумуса, которые по многочисленным данным составляют для пахотного слоя 20-30 %. После распашки целины содержание гумуса интенсивно снижается в первые 10-15 лет, а в дальнейшем этот процесс замедляется вследствие приближения к новому уровню стабилизации. Среднегодовые потери гумуса в пахотном слое южного чернозема в зернопаровом севообороте без удобрений в первое десятилетие составили 1 т/га, во второе 0,5 т/га; в третье – 0,4 т/га. Потери гумуса возрастают от многолетних трав к зерновым – пропашным и пару. На парах потери достигают 1-2 т/га в год и сопровождаются накоплением нитратов в почвогрунтах до 2-5 м и грунтовых водах.

Максимальные потери гумуса наблюдаются на солонцах, используемых без мелиорации. Ежегодно обрабатываемые, они дают низкие урожаи при избыточной минерализации гумуса.

Если биологические потери происходят в результате усиления минерализации и сокращения поступления в почву растительных остатков, то более значительные потери гумуса – в условиях эрозии и дефляции. Даже при уклонах 2-3° потери гумуса в пахотном слое выщелоченных черноземов от эрозии составили 18-41 % за 50-130 лет, что в 3-6 раз больше, чем на равнинах.

Сокращение запасов гумуса в почвах определяет необходимость добиваться максимального возвращения растительных остатков, навоза, соломы, сидератов, минимализации обработки почвы. Оптимизация гумусового состояния должна осуществляться всеми звеньями систем земледелия – соотношением угодий, структурой посевов и пара в севооборотах, посевом многолетних трав, системой обработки почвы, противоэрозионной организацией территории, применением органических и минеральных удобрений. Однако, первоочередная задача – регулирование количества и качества легкоразлагаемого органического вещества.

Системы земледелия должны быть построены таким образом, чтобы воспроизводство гумуса в почвах не требовало специальных затрат и являлось следствием мероприятий, направленных на повышение продуктивности агроценозов и защиту почв от деградации.

Факторы воспроизводства плодородия почвы в Краснодарском крае

П.Васюков,
руководитель технологического центра
КНИИСХ им.П.П.Лукьяненко,
д.с.-х.н., профессор

АКТУАЛЬНО

Плодородие почвы в Краснодарском крае — очень больной и сложный вопрос. Больной, потому что ее состояние постоянно из года в год ухудшается, а сложный, потому что кроме разговоров и написания статей не принимается никаких практических мер по улучшению. За 100 лет, с 1914-го по 2014-й, содержание гумуса почвы в крае сократилось на 35%. Мало того, за последние треть века интенсивность уменьшения гумуса повысилась в два раза.

На краевом предуборочном совещании, состоявшемся 15 июня в Каневском районе Краснодарского края, остро стоял вопрос воспроизводства плодородия почвы в сельскохозяйственных предприятиях Кубани, и было объявлено, что по поручению губернатора краевое министерство сельского хозяйства вышло с законодательной инициативой о включении в региональный закон о плодородии земли нормы о наличии в структуре посевных площадей предприятий не менее 10% многолетних бобовых культур и ежегодном внесении не менее пяти тонн органических удобрений на гектар пашни. Мы приветствуем такое решение даже с тех позиций, что подобных решений, связанных с плодородием почвы, не принималось давно. Последнее было в 2002 году, когда запретили сжигание соломы и рекомендовали использовать ее в качестве органического удобрения.

Какие же факторы воспроизводства плодородия почвы необходимо действительно усилить для более эффективного воздействия на улучшение состояния почвы?

1. Обработка почвы

Главной причиной постоянного снижения плодородия являются существующая до сих пор разорительная система обработки почвы, основанная на вспашке, и ничтожно малое внесение органических удобрений. Необходимо срочно переходить на систему минимальной мульчирующей обработки почвы с разуплотнением без оборота пласта. Примером может служить ФГУП им.Калинина Павловского района (директор — д.с.-х.н. В.И.Цыганков). Предприятие перешло на новую систему обработки почвы десять лет назад, и за этот период плодородие почвы на всех полях существенно повысилось. Дефляция почвы в период весенних ветров отсутствует.

2. Минеральные удобрения

Сторонники агрохимической системы земледелия в вопросе сохранения плодородия почвы главную роль отводят внесению минеральных удобрений по балансу выноса их из почвы растениями. Многие руководители и специалисты-агрономы так и считают, но результаты научных исследований и практика показывают, что это большая ошибка.

Надо признаться, что необдуманная интенсификация сельскохозяйственного производства за счет внесения больших доз минеральных удобрений хоть и позволила увеличить производство основных видов продукции, но не привела к принципиальным позитивным изменениям природных ресурсов, повышению плодородия почвы. Данные научных исследований показали, что чем выше дозы внесения минеральных удобрений, тем интенсивнее падение плодородия почвы.

Мы забыли о том, что основой создания, жизни и эффективной деятельности почвы является ее органическое вещество. Без органического вещества сколько грунт ни насыщай минералами, он почвой никогда не станет. Высвобождение элементов питания для растений из почвы идет только через органическое вещество, и если оно по какой-то причине снижается, то при этом почва постепенно утрачивает свойства почвы, теряет плодородие и превращается в деградирующую минерализованную массу, определяющую малоплодородный ландшафт.

Позаимствованная у Запада интенсивная система земледелия, основанная на высоких дозах минеральных удобрений, была величайшей ошибкой и проблему плодородия почв, естественно, не решила, а только усилила их деградацию и в большей степени обнажила экологические проблемы. Мы пошли по ложному пути, перенеся западные технологии с их ущербными почвами на наши лучшие в мире черноземы, к которым нужен особый подход. На этот счет великий П.А.Костычев еще в позапрошлом веке предупреждал: «Западноевропейская сельскохозяйственная наука не может быть вполне приложена к нашему земледелию, и в особенности на черноземе — почве, почти не известной Западной Европе». Да, минеральные удобрения существенно повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Они и в новой минимальной мульчирующей системе обработки почвы играют важную роль. Они помогают достичь определенных результатов в урожайности сельскохозяйственных культур, но никогда не смогут решить основной вопрос земледелия — увеличение плодородия почвы. В научной литературе накоплен большой объем информации, свидетельствующей о том, что постоянное применение минеральных удобрений в малых или умеренных дозах оказывает влияние как на урожайность, так и на микробиологические процессы в почве, на жизнедеятельность микроорганизмов, участвующих не только в процессе разложения органического вещества, но и в процессах гумусообразования. Имеются также данные, свидетельствующие о том, что при значительном отчуждении биологической массы возделываемых растений длительное применение минеральных удобрений в высоких дозах влияет отрицательно на микробиологическую деятельность, на агрофизическое и агрохимическое состояние почвы, на содержание гумуса в почве, т. е. ведет к деградации почвы, снижению продуктивности, увеличению затратности системы.

3. Органические удобрения

В прошлые годы основная роль в вопросе сохранения плодородия почвы отводилась внесению навоза. Действительно, навоз является важным энергетическим материалом, улучшающим физическое, микробиологическое, биологическое, агрохимическое состояние почвы. И там, где имеется животноводство, навоз, естественно, надо использовать. Но делать на него ставку в системе повышения плодородия почвы ошибочно. Во всем мире внесение навоза в почву в первую очередь рассматривается с позиции экологической безопасности его утилизации, а потом уже как элемента увеличения плодородия почвы.

В последние годы в крае в связи с сокращением поголовья в животноводстве на 1 га пашни в среднем вносится 1 тонна навоза, что в 5 раз меньше, чем вносилось в 80-е годы, и в 8-10 раз меньше, чем необходимо. Кроме того, использование навоза для повышения плодородия почвы, с учетом его экологических проблем, — мероприятие очень затратное. Существовавшие в разное время программы плодородия в нашей стране, как правило, не выполнялись. Причины этого состоят в том, что мероприятия по увеличению плодородия почвы отождествлялись с мероприятиями по увеличению производства продукции земледелия. Программы плодородия обычно представлялись в виде миллионов тонн навоза, минеральных удобрений, промышленных мелиорантов, сотен тысяч тракторов, плугов и другой техники. На фоне всего этого повсеместно проводилось сжигание пожнивных остатков, ценнейшего органического удобрения, трамбовалась почва десятками проходов тракторов, не возделывались сидеральные культуры и промежуточные фитомелиоранты.

4 Многолетние травы

В 50-е — 70-е гг. были попытки решить вопрос восстановления плодородия почвы за счет увеличения в структуре посевных площадей многолетних трав. Существовала травопольная система земледелия. Надо сказать, она была ближе других систем к решению вопроса плодородия на тот период. И сейчас имеются сторонники увеличения площади посева многолетних трав, но практическое его осуществление в настоящий период не выдерживает никакой критики. Во-первых, травопольная система предусматривает развитие животноводства в несколько раз, а для этого необходимо не только желание, но и время, как минимум 10 лет. Также надо учесть, что многолетние травы (люцерна, эспарцет, клевер) в среднем занимают поле 3 года, и если под многолетними травами в крае будет занято всего 10% пашни, то как предшественник они будут составлять в 3 раза меньше, то есть 3%.

Таким образом, в севообороте края многолетние травы будут возвращаться на прежнее место только через 30 лет — и какая польза от этого? Если бы они занимали 30-35% и возвращались на поле даже через 10 лет, польза от этого была бы существенной. Поэтому если говорить о многолетних травах как о факторе воспроизводства плодородия, то их надо иметь в структуре посевных площадей как минимум 30% при настоящем состоянии и количестве животных в крае, а это утопический вариант.

Кроме изменения системы обработки почвы, отказа от вспашки и перехода на систему минимальной мульчирующей обработки почвы других факторов воспроизводства плодородия почвы из перечисленных, которые бы определяли основу систем земледелия, пока нет. А этого недостаточно. Надо искать другие пути создания условий расширенного воспроизводства почвенного плодородия. Сторонники биологической концепции земледелия считают, что высвобождение элементов питания идет через разложение органических веществ и, чтобы восстановить плодородие почвы, необходимо внести определенное их количество, так как только при разложении органического вещества в почве появляются дополнительные минералы, доступные растениям.

Когда мы говорим об истощении почвы, о низком ее плодородии, это означает всего лишь то, что почва утратила органическое вещество. Надо дополнительно его создать в почве за счет внесения пожнивных остатков и биологической массы промежуточных (покровных) культур.

5 Пожнивные остатки

В начале статьи мы уже говорили о том, что одним из основных решений администрации края по плодородию почвы было решение о запрете сжигания пожнивных остатков, использовании их в качестве органического удобрения. Это было знаковое решение, и действует оно до сих пор, причем весьма эффективно. Без особого напряжения, без строгого администрирования, будто бы само собой ежегодно как минимум 65% пожнивных остатков сельскохозяйственных культур используется в качестве органического удобрения. В целом это составляет около 7 млн. тонн пожнивных остатков, что по агрономической ценности соответствует внесению ежегодно на каждый гектар пашни по 5 тонн полуперепревшего навоза.

Последние достижения Краснодарского края в урожайности и валовых сборах сельскохозяйственных культур обусловлены именно внедрением минимальной мульчирующей системы обработки почвы и использованием пожнивных остатков в качестве органического удобрения.

Ценный научный материал по влиянию различных технологий обработки почвы на состояние плодородия получен на Северо-Кавказской опытной станции в г.Армавире. Здесь проводились исследования в стационарном опыте с 1974г. в восьмипольном зернопропашном севообороте, где испытывались два варианта обработки почвы:

1. Традиционная (вспашка с оборотом пласта и последующие соответствующие обработки почвы).

2. Рыхление без оборота пласта (с оставлением пожнивных остатков на поверхности почвы).

После 4 ротаций севооборота получены следующие результаты:

— биологическая урожайность севооборота по обеим системам обработки почвы была одинакова;

— многолетнее использование почвозащитных технологий обработки не привело к уплотнению и переуплотнению различных горизонтов почвы;

— минимальная мульчирующая система обработки почвы, имитирующая естественный процесс почво­образования, способствует увеличению содержания гумуса в почве;

— система мульчирующей минимальной обработки почвы обеспечивает дополнительное (до 20 мм) накопление влаги по сравнению с традиционной;

— минимальная мульчирующая система обработки почвы позволяет снизить затраты на производство продукции на 30%, уменьшить расход ГМС на 1 га пашни на 25%.

Результаты настоящих многолетних научных исследований дополнительно показывают бесперспективность традиционной системы обработки почвы, основанной на вспашке с оборотом пласта.

6 Промежуточные сидеральные фитомелиоративные культуры

Основным элементом новой агробиоценотической системы земледелия являются возделывание промежуточных фитомелиоративных культур и использование их в качестве органических удобрений. В почвенно-климатических условиях Краснодарского края, когда в отдельные годы и в зимний период не прекращалась вегетация озимых культур, а в севообороте продолжительность времени от уборки озимой пшеницы до посева основных пропашных культур (кукуруза, подсолнечник, соя) составляет 270-280 дней и сумма эффективных температур за этот период равна 1800-1900°С, вполне реально вырастить определенный объем зеленой массы промежуточной культуры, которого будет достаточно для возмещения отчужденной доли органического вещества, проявления агробиоценотических принципов системы. И просто грех такими условиями не воспользоваться, тем более что количество атмосферных осадков позволяет, и все это за счет возобновления солнечной энергии.

Промежуточные фитомелиоративные культуры в системе мульчирующей минимальной обработки почвы обладают следующими свойствами:

— разуплотняют и мульчируют почву;

— уменьшают объем механизированных работ;

— увеличивают доступность элементов минерального питания в почве;

-обладают симбиотической азотфиксацией;

— затеняют почвы и период между уборкой и посевом основных культур севооборота;

— увеличивают запас органических веществ в почве;

— повышают плодородие почвы.

По сути, возделывание промежуточных фитомелиоративных культур параллельно с эффективным использованием пожнивных остатков является основой агробиоценотической системы, так как эти элементы определяют принципиальный уровень главных требований, которым должна соответствовать система: со­хранение и увеличение плодородия почвы. Именно эти два фактора воспроизводства почвенного плодородия могут решить настоящие проблемы.

Сегодня, когда на сельскохозяйственных предприятиях края в достаточном количестве имеются широкозахватные высокопроизводительные орудия для минимальной мульчирующей обработки почвы, сеялки прямого посева, появились благоприятные условия для возделывания промежуточных фитомелиоративных сидеральных культур. Но, чтобы эффективно заниматься промежуточными сидеральными фитомелиоративными культурами и ежегодно получать планируемые урожаи, надо знать некоторые почвенно-климатические особенности нашего региона и учитывать их.

Чтобы ежегодно получать максимальную урожайность промежуточных культур, надо сеять их сразу после уборки зерновых колосовых культур, предварительно обработав их системой РТС (Salford) или тяжелой бороной.

Сидеральная культура не должна быть мелко-семянной и не должна быть культурой длинного дня, Мелкосемянные культуры – донник белый, горчица белая, редька масличная и др. — при посеве заделываются на глубину 2-3 см, а на Кубани в этот период температура воздуха днем достигает 30-35°С, т.е. если даже получили всходы, то при такой температуре слой 2-3 см быстро пересыхает и растения гибнут. Но если даже при благоприятных условиях мы получим хорошие всходы и нормальную вегетацию растений, то, за счет того, что в период уборки зерновых колосовых на Кубани самый длинный день, а промежуточные культуры — длинного дня, в этих условиях период их вегетации очень короткий, и по настоящим причинам они, как правило, дают низкую урожайность — 60-70ц/га.

В связи с этим для получения своевременных всходов, продолжительной вегетации и высокой урожайности биологической массы промежуточные культуры в Краснодарском крае должны быть культурами короткого дня, кроме этого культурами крупносемянными, чтобы можно было сеять их сеялками прямого посева на глубину 6-7см. Это кукуруза, соя, подсолнечник. В этом случае мы гарантированно можем получать всходы и урожайность биологической массы 200-250 ц/га. Если мы ежегодно будем сеять такую промежуточную культуру на 20% площади, то при настоящей урожайности в переводе биологической массы по агрономической ценности на навоз ежегодно дополнительно будем вносить на каждый гектар пашни 4 тонны навоза. Результаты наших научных исследований в многолетних стационарных опытах показывают, что при настоящей интенсивности земледелия для сохранения бездефицитного баланса гумуса в почве необходимо ежегодно вносить на каждый гектар пашни 9 тонн полуперепревшего навоза. По нашим расчетам, при использовании пожнивных остатков мы ежегодно вносим 5 тонн навоза и, если будем сеять на 20% пашни промежуточные культуры, — еще реальные 4 тонны навоза. Итого 9 тонн на каждый гектар пашни. Это реальное решение воспроизводства плодородия почвы в Краснодарском крае.

По всем вопросам обращаться
по тел.8(861)2222280

Агропромышленная газета юга России,
№19-20 (428-429), 16-30 июня 2016 год

Скачать статью

Плодородие почвы – как правильное управление поддерживает факторы окружающей среды

Майк Харрингтон — MBPR, ОСНОВА, ФАКТЫ, БЕТА, М. рад

Майк Харрингтон — MBPR, ОСНОВА, ФАКТЫ, БЕТА, М.рад

Предоставление производителям исключительных агрономических стратегий для создания здоровой, хорошо сбалансированной и устойчивой системы земледелия.

Опубликовано 15 мая 2018 г.

+ Подписаться

Плодородие почвы

Здоровая плодородная почва обеспечивает круговорот органического материала и отдает питательные вещества растению в то время, когда оно требуется растению, почва в биологически истощенном состоянии не может этого сделать, взаимодействие почва/растение/корень менее эффективно к каскаду проблем, которые требуют внешнего вмешательства для управления этими симптомами. Одна из трудностей в сельском хозяйстве, связанная с плодородием почвы, заключается в том, что мы действительно управляем системой, а используемых методов и инструментов может быть много. Это часто означает, что между группами или компаниями могут быть противоречия относительно того, что у нас есть с точки зрения механики или продуктов. Эти факторы могут сбивать с толку. Однако важно, чтобы мы понимали, как работает почва и как она функционирует, тогда все эти другие способствующие факторы начинают становиться немного яснее.

Обработка почвы по сравнению с прямым посевом

Обработка почвы должна быть «продуманным движением почвы» и состоит в том, чтобы делать как можно больше и как можно меньше. Каждый раз, когда вы возделываете почву, вы в большей или меньшей степени разрушаете структуру почвы и нарушаете окружающую среду. Действительно здоровая плодородная почва с хорошей комковатой структурой и хорошим питанием требует очень немногого в плане обработки. Это когда прямое бурение должно стать вариантом. Несмотря на то, что прямое посевное оборудование может быть наилучшим с точки зрения управления здоровой почвой, вы не можете использовать систему прямого бурения на бедной почве, потому что условия будут слишком плотными и анаэробными. Именно здесь мы должны вмешаться с точки зрения создания условий, подходящих для посева и для прорастания, роста и развития растений. Фактически мы делаем то, чего не может сделать почвенная система. Описание плодородной почвы — это «естественная продуктивная способность почвы без вмешательства». На самом деле это мало что нам говорит, однако Эдафос считает, что все дело в микробах, перерабатывающих органический материал. Вы можете добавить углерод в систему, и микробы будут переваривать, перерабатывать и перерабатывать его в гумус. В этом процессе переваривания/переработки микробы выделяют соединения и питательные вещества, которые на самом деле помогают накормить урожай. Это на самом деле не объясняет, как вы получаете фертильность.

Как сделать почву плодородной

Плодородие — это действительно кульминация всех факторов, которые играют важную роль в финансировании успешной почвы, которая может переваривать, перерабатывать, восстанавливать и высвобождать все, что необходимо для финансирования здорового высокоурожайного урожая. В нашем случае это злаки или кукуруза. В природе это могут быть деревья, цветочные поляны, кактусы. В природе растения находят свое место, в сельском хозяйстве мы их сажаем, так что это тонкая разница, которая очень важна, нам нужно понимать, как природа развивается и функционирует, чтобы мы могли отразить эти требования для наших культур. Нам нужно взглянуть на компоненты фертильности как на работающую систему, чтобы попытаться добиться наилучшего эффекта. Такие компоненты, как воздух и вода, абсолютно необходимы. Растения также являются компонентом плодородия, потому что значительная часть сахаров, которые растения собирают от солнечного света, выделяется из корневой системы, что является непосредственным источником углерода для использования микробами. Нам нужен навоз, который является долговременным углеродом для переваривания в течение зимы с точки зрения расщепления углеродных структур на полезные продукты. Азот, фосфат, калий — все это элементы плодородия, которые помогут изменить динамику почвы в сторону наиболее эффективной.

Плодородие и продуктивность почвы

Почва Плодородие может быть определено способностью почвы обеспечивать растения необходимыми питательными веществами в доступной форме, когда это необходимо растению. В плодородной почве растения можно поддерживать с минимальным вмешательством/усилиями человека; это связано с тем, что в здоровой плодородной почве органический материал переваривается, перерабатывается, восстанавливается, а микробы выделяют питательные вещества, чтобы сделать питательные вещества доступными для растений в то время, когда это требуется для роста. Почва в биологически истощенном состоянии или плодородная почва с физическими ограничениями не может этого сделать, взаимодействие почвы/растения/корня менее эффективно, что приводит к каскаду проблем, которые требуют внешнего вмешательства для управления этими симптомами, что приводит к снижению продуктивности почвы.

Продуктивность почвы является результатом нескольких факторов, таких как плодородие почвы, хорошие методы управления почвой, наличие водоснабжения и подходящий климат. Во-первых, почва является естественной средой для роста растений, и ее ключевая роль заключается в питании сельскохозяйственных культур. Есть почвы, которые очень продуктивны, обеспечены плодородием, хорошими физическими условиями/управлением, обильным водоснабжением и идеальным темпераментом – они могут обеспечить обильный рост и высокие урожаи при минимальном вмешательстве человека. Плодородная почва не всегда продуктивна, и внешний фактор повлияет на ее потенциал. Примером может служить то, что высокоплодородная почва может стать заболоченной, что серьезно повлияет на снабжение кислородом, создавая анаэробные условия и взаимодействие питательных веществ, а также вызывая повышенную потерю питательных веществ в результате выщелачивания и улетучивания, поэтому даже при высоком плодородии; почва не может дать хороший урожай из-за плохих условий, в которых она находится.

Почва — источник жизни

Одним из наиболее важных факторов, который следует помнить, является то, что почва не является инертной средой, и поэтому поддержание жизненной силы абсолютно необходимо для достижения как плодородия, так и продуктивности. Растения осознают важную роль микробов в своих корневых структурах и будут обеспечивать значительную часть своей энергии за счет всего производства фотосинтеза, чтобы кормить микробы в качестве непосредственного источника пищи для продвижения их функций

Исследуйте темы

Важность плодородия почвы для выращивания овощей

Д-р Аджай Наир
Доцент кафедры садоводства Университета штата Айова
[email protected]

Почва играет важную роль в управлении плодородием и питательными веществами. Факторы, напрямую влияющие на урожайность и качество урожая. Независимо от размера вашего поля или участка, снабжение растений нужным количеством питательных веществ в нужное время является ключом к успешному овощеводческому предприятию. Для достижения этой цели первым шагом является мониторинг уровня питательных веществ в почве с помощью ежегодных анализов почвы. Сбор и проведение анализов почвы весной или осенью (предпочтительно) каждый год служит табельным отчетом о состоянии почвы. Отчеты об испытаниях почвы помогают определить органическое вещество почвы, рН, электропроводность, емкость катионного обмена и уровни важных макроэлементов (фосфор, калий, кальций, магний) и микроэлементов (бор, цинк и т. д.). Эти отчеты также помогают оценить нормы внесения извести или серы для повышения или снижения pH почвы соответственно.

Поддержание pH почвы в диапазоне от 6,0 до 7,0 рекомендуется для большинства севооборотов, включающих овощные культуры. Большое количество овощей хорошо растет в этом диапазоне, так как большинство питательных веществ легко доступны. Такие культуры, как спаржа, крестоцветные, чеснок, лук и шпинат, являются культурами, чувствительными к низкому уровню pH и требующему поддержания уровня pH выше 6,5. Чтобы отслеживать тенденции pH почвы в разные годы, измеряйте pH почвы примерно в одно и то же время каждый год, осенью или ранней весной.

Управление оптимальным уровнем питательных веществ в почве является ключом к поддержанию устойчивого и продуктивного предприятия по производству овощей. Прежде чем планировать программу внесения удобрений, важно знать историю выращивания сельскохозяйственных культур и внесения удобрений в почву на поле. Полученная таким образом информация обеспечивает хорошую основу для будущих программ управления питательными веществами. Ниже приведены аспекты управления некоторыми ключевыми питательными веществами:

Азот: Азот является одним из наиболее важных питательных веществ, которым необходимо управлять в системах выращивания овощей. Азот легко выщелачивается, может испаряться, если его не вводить быстро, и может быть иммобилизован почвенными микроорганизмами. Поскольку азот может легко поступать несколькими путями, лаборатории по тестированию почвы обычно не тестируют азот для выработки рекомендаций по урожаю. Вместо этого рекомендации по азоту основаны на уровне органического вещества в почве. Помимо количества, не менее важны сроки внесения азота, методы внесения и источники. Чтобы свести к минимуму потери азота и повысить эффективность использования удобрений, рекомендуется разделить внесение азотных удобрений на два или три применения. Рекомендации по норме внесения азотных удобрений для основных овощных культур см. в Руководстве по выращиванию овощей на Среднем Западе (его можно бесплатно загрузить с сайта ISU Extension and Outreach Store; www.store.extension.iastate.edu).

Источники азотных удобрений включают синтетические и органические удобрения и бобовые покровные культуры, такие как мохнатая вика, красный клевер, малиновый клевер, вигна, соя и т. д., которые фиксируют атмосферный азот. Обычно используемые синтетические удобрения включают мочевину, сульфат аммония, нитрат кальция и калия и нитрат мочевины и аммония. Источники органических удобрений включают компост, выдержанный навоз, фосфоритную муку, соевую муку и рыбную муку.

Фосфор: достаточное количество фосфора необходимо для развития растений. Хотя фосфор требуется в меньших количествах, чем другие основные питательные вещества, он имеет решающее значение на ранних стадиях развития и для передачи энергии внутри растения в течение всего вегетационного периода. Овощные культуры, выращенные в почве с недостаточным уровнем фосфора или ниже оптимального, значительно выигрывают от внесения фосфора и демонстрируют сильную реакцию на добавки фосфорных удобрений. Культуры в почвах, испытывающих оптимум, могут реагировать или не реагировать на дополнительные добавки, но фосфор может применяться для поддержания уровня плодородия в оптимальном диапазоне (удобрение фосфором вносится с нормами удаления урожая). Потребность сельскохозяйственных культур в фосфоре должна быть сбалансирована с экологическим риском наличия слишком большого количества фосфора в почве. Фосфор, потерянный с поля и отложенный в поверхностные воды в результате эрозии почвы, поверхностного стока или дренажных вод, может привести к цветению водорослей и гибели рыбы. Поэтому очень важно контролировать и корректировать внесение фосфора посредством ежегодных тестов почвы. В дополнение к использованию тестов почвы, чтобы поддерживать тест почвы P на оптимальном уровне, норма внесения фосфорных удобрений должна быть приблизительно равна количеству фосфора, удаленному во время сбора урожая. Приблизительная оценка составляет от 15 до 30 фунтов P2O5/акр при сборе урожая большинства овощных культур. Обычные источники фосфорных удобрений включают моноаммонийфосфат, диаммонийфосфат, тройной суперфосфат, каменный фосфат и костную муку.

Калий: Калий требуется растениям примерно в таких же или немного больших количествах, как азот. Калий напрямую влияет на многие критические физиологические процессы, такие как фотосинтез, транспорт углеводов и регуляция воды. Регулирование оптимального уровня калия в почве и растении приводит к повышению устойчивости к болезням, повышению засухоустойчивости и активному вегетативному росту. В результате внесение калийных удобрений часто связано с улучшением качества урожая, а также с лучшими свойствами обработки и хранения. Растения с дефицитом калия отстают в росте и у них развивается плохая корневая система. Культуры, скорее всего, реагируют на калийное удобрение, когда тест почвы показывает, что калий недостаточен или ниже оптимального. Плохое качество плодов томатов (внутреннее побеление, неравномерное созревание и др.) часто связано с дефицитом калия. Общие источники калия включают нитрат калия, сульфат калия и хлорид калия.

Кальций: Кальций, структурный компонент клеточных стенок растений, наиболее распространен в листьях растений. Кальция может быть недостаточно на некоторых почвах, где применялось чрезмерное количество калийных удобрений и/или где сельскохозяйственные культуры подвергаются стрессу от засухи. Дефицит кальция приводит к плохо развитой корневой системе и относительно малому количеству плодов низкого качества. Одним из классических примеров является верхушечная гниль томатов и перца, когда на плодах или рядом с ними образуются пропитанные водой участки, которые затем темнеют и увеличиваются в размерах, образуя постоянно расширяющуюся окружность, пока плод не начнет созревать. Это вызвано недостатком кальция в развивающихся плодах, что может быть связано с недостаточным поглощением кальция из почвы или резкими колебаниями в водоснабжении. Для большинства систем выращивания овощей требуется рН почвы выше 6, что достигается периодическим внесением извести, которая, в свою очередь, поставляет кальций. Кальцитовый известняк или аглим — хороший источник извести. Другие источники включают сульфат кальция (гипс) и нитрат кальция.

Магний: является важным компонентом хлорофилла, поэтому играет решающую роль в фотосинтезе. У овощных культур дефицит магния наблюдается на зрелых нижних листьях в виде межжилкового хлороза. Доломитовый известняк или известняк с высоким содержанием магния обычно используется в почвах с низким содержанием магния и там, где необходимо повысить рН почвы. Магний можно применять в виде опрыскивания листвы (английская соль) для снабжения урожая магнием в критических ситуациях. Органические источники, такие как компосты, навоз и большинство органических удобрений, также содержат магний.

Сера: Сера является важным питательным веществом для растений, особенно для луковых и капустных культур (брокколи, капуста и цветная капуста). В почвах с высоким pH внесение элементарной серы не только снижает pH почвы, но и поставляет серу. Сера также может быть получена за счет внесения серосодержащих азотных удобрений, гипса или английской соли. Нормы внесения серы основаны на поглощении S растениями. Обычно удобрение серой рекомендуется, когда уровень серы в почве превышает 20 частей на миллион.

Микроэлементы: Микроэлементы, как следует из названия, необходимы в очень малых количествах и выражены в частях на миллион (ppm) в тканях растений. К ним относятся бор (B), хлор (Cl), медь (Cu), железо (Fe), марганец (Mn), молибден (Mo), никель (Ni) и цинк (Zn). Другие микроэлементы, необходимые некоторым, но не всем растениям, включают кобальт (Co), кремний (Si), натрий (Na) и ванадий (V). Хотя микроэлементы необходимы в очень малых количествах, они играют важную роль в росте и развитии растений. Большинство из них участвуют в ферментативных реакциях, необходимых для выживания растений, таких как фотосинтез и дыхание. При первом тестировании почвы рекомендуется проверить ее на микроэлементы.