В течение многих лет бытовало мнение, что для адекватного развития корней растений почву нужно вспахивать или готовить механическим путем. Этот традиционный подход нуждается в усовершенствовании, так как не отражает реальных потребностей корней культивируемых растений. Следует оставить традиционную концепцию пахотного слоя почвы с нарушенной структурой, а вместо нее принять концепцию поверхностного слоя с высокой биологической активностью, в котором происходит развитие корней.

Структура почвы и ее плотность являются ключевыми физическими факторами, влияющими на рост корней, инфильтрацию воды и аэрацию почвы

Авторы:
Дирсеу Гассен, Флавиу Гассен,
Бразилия

Урожай требует пищи

Результаты отдельных исследований указывают на некоторое снижение урожайности зерна в течение первых двух лет после перехода на прямой посев, с ее восстановлением – начиная с третьего года применения данной практики. Обычно это явление объясняют иммобилизацией питательных веществ и уплотнением почвы. На самом же деле урожайность снижается из-за неправильного управления посевами (поддержания адекватного уровня азота, внесения избыточного количества удобрений в семенную борозду, проведения сева без использования бороздника, ошибочного использования гербицидов, проблемной плотности культур).

Последние наблюдения свидетельствуют, что урожайность на полях прямого посева, при условии адекватного применения данной технологии, начинает повышаться уже с первого года перехода на новую практику выращивания.

Внедрение пожнивных остатков в почву и аэрация пахотного слоя при традиционном посеве ускоряют разложение органических остатков, снижая содержание органики в почве, приводят к минерализации азота, испарению углерода. Понимание природы круговорота азота и его иммобилизации в процессе разложения органики помогает правильно использовать культурные остатки для повышения урожайности.

Естественные рыхлители полезнее плуга

Некоторые эксперты считают необходимым разуплотнение почвы по прошествии нескольких (4-5) лет применения практики прямого посева. Данная теория основана на опыте выращивания при традиционной подготовке и недостатке информации о способности корней развиваться в уплотненной почве. Уплотнение происходит в ходе сева, уборки или вследствие внесения фитосанитарных продуктов и удобрений в периоды избыточного увлажнения почвы. Оно может быть устранено с помощью бороздника сеялки, причем с большей эффективностью, чем при использовании плугов или подпочвенных рыхлителей.

После начала применения прямого посева нет необходимости проводить разуплотнение почвы, так как физическая обработка возобновляет процесс нарушения структуры и способности к инфильтрации воды. Чтобы разрушить плотный поверхностный слой почвы, где происходит развитие корней растений, достаточно применить бороздники, установленные на сеялки. Разуплотнение и реструктурирование почвы при прямом посеве – результат естественной деятельности корней, дождевых червей, насекомых, а также расширения и сжатия под влиянием дождевой воды. Пожнивные остатки и биологическая деятельность более эффективные средства разуплотнения в средне- и долгосрочной перспективе, нежели применение плугов и подпочвенных рыхлителей.

Защищаемся от засухи

У растений, выращиваемых методом прямого посева, корни концентрируются на поверхности почвы, что в условиях засухи может обусловить более серьезный стресс, чем при традиционной подготовке. Действительно, под пожнивными остатками в самом верхнем слое почвы находится гораздо больше корней растений, чем в случае непокрытых почв. Но корневые системы растений при прямом посеве достигают большей глубины (через галереи, проделанные подземными насекомыми, корнями предыдущих культур, через естественные трещины) в отличие от применения традиционной подготовки, уплотняющей почву. Галереи, прорытые насекомыми и червями, способствуют инфильтрации и циркуляции воды и воздуха в почве, проникновению корней в глубокие слои, обеспечивая растения водой в периоды засухи. А пожнивные остатки на поверхности защищают почву от солнечных лучей и способствуют поддержанию пониженной температуры почвы, что уменьшает потери воды через испарение и сохраняет высокую влажность почвы в течение более продолжительных периодов по сравнению с почвами  традиционной обработки.

Поверхностный корень сои, способный усваивать, например, фосфор, который не проникает вглуб
Растение способно отказаться от основного стержневого корня и развить поверхностные, если под 10 см плодородного слоя — каменная плита

Развиваем корни

Корни поглощают питательные вещества своей апикальной частью (точкой роста) в течение 2-3 дней, после чего деревенеют, превращаясь в канал передачи сока растения. Питательные вещества поглощаются пропорционально развитию корневой системы. Некоторые растения, такие как кукуруза, способны развивать мощные корни, проникающие на глубину до 2 м.

Рост корней, поглощение и транспортировка ими питательных веществ – одно из самых удивительных и сложных явлений в природе. Корни пронизывают слои почвы, характеризующиеся различной плотностью и химическим составом. Они способны находить питательные элементы в различных местах, развиваясь в соответствии с потребностями растения в этих элементах, воде и кислороде. В условиях нулевой технологии глубокие корни извлекают воду, а поверхностные корни извлекают  питательные вещества.

Проникнуть корням в почву при No-till легче благодаря наличию корневых каналов, галерей, прорытых насекомыми, и трещин, образующихся расширением и сжатием почвы в периоды дождей и засухи.

Рис. Извлечение азота и рост корней в период развития растения кукурузы

Длина и объем корней могут изменяться в зависимости от физических, химических и биологических характеристик почвы. Суммарная длина корней растения кукурузы может достигать 3 км (см. рис.). Объем подземной органической массы выращиваемых растений обычно равен или даже превышает объем неземной части. В естественных условиях нет необходимости готовить почву для развития растений. Рост корней и переработка питательных веществ происходят в поверхностном слое – органическом горизонте.

Размножаем микроорганизмы

Интенсивная обработка почвы в течение многих лет подряд приводит к резкому снижению биологической активности и дисбалансу естественной переработки питательных веществ. Применение прямого посева  создает благоприятные условия для восстановления естественных популяций флоры и фауны. Согласно оценкам, баланс между деятельностью микроорганизмов и высвобождением питательных веществ достигается после применения практики прямого посева  в течение 4-6 лет, если на поверхности почвы поддерживается обильный слой пожнивных остатков. Поэтому первые годы в почву необходимо вносить повышенные дозы азота для питания микроорганизмов, участвующих в разложении органического материала. По мере развития деятельности микроорганизмов улучшается соотношение между иммобилизованным азотом и азотом, высвобождающимся при минерализации. Это снижает необходимость вносить питательные вещества в почву. Вертикальные галереи, образованные насекомыми, дождевыми червями и корнями, являются важным фактором, обеспечивающим циркуляцию воды, воздуха и питательных веществ в почве, а также препятствуют ее уплотнению под давлением колес машин.

Увеличение естественной биологической активности в почве определяет успех применения ПП и открывает новые горизонты в сельскохозяйственной практике.

(Опубликовано в №5, 2008 г.)