Технологии органического производства, требующие обязательного наличия мульчирующего покрытия почвы, что является особой заботой земледельца, меняют основную концепцию традиционной системы земледелия с механическим рыхлением почвы и применением синтетических удобрений и СЗР, фунгицидов, гербицидов – кормить растения, защищать их от заболеваний и вредителей. Основная концепция в органическом земледелии – кормить биоту и почвенных обитателей.

В качестве мульчирующего покрытия могут быть использованы как мертвая органика – нетоварная часть продукции растениеводства (солома), торф, отходы деревообработки, так и промежуточные посевы покровных культур как наиболее рентабельные.

Мульча, помимо уменьшения эрозии почвы, защиты от солнечной радиации, увеличения инфильтрации, вместе с корневыми остатками является питанием для многочисленных почвенных организмов – бактерий, грибов, простейших, нематод, червей, членистоногих, грызунов и других почвенных животных.

Имен­но они в процессе питания измельчают и преобразуют поступающую органику в соответствии с их местом в пищевой цепи, кормят и защищают растения от заболеваний и вредителей, вместе с культурами структурируют и пополняют почву органикой животного происхождения в виде экскрементов, равномерно распределенных в ее профиле в количестве 20-40 т/га.

Отношения между почвенными организмами, а также между бактериями и грибами в ризосфере с корнями растений построены на основе симбиоза (взаимовыгоды). Доля усвоенного почвенными животными органического вещества составляет 35-47% потребленного. В состав экскрементов входит 53-65% поглощенной органики, смешанной с микрофлорой кишечно-желудочного тракта, продуктами ее жизнедеятельности и частицами почвы. Экскременты служат источником питания для бактерий, грибов, простейших, нематод и других мелких организмов (биоты).

Биота почвы быстро реагирует ростом своей численности на увеличение биомассы (табл. 1). Значимую роль в повышении численности биоты играют корневые выделения растений (углеводы). Если растение произрастает с микоризой, ризосфера грибокорня и количество микрофлоры увеличиваются в сотни раз. Для получения более высокого урожая товарной продукции необходимо обеспечить больший объем биомассы благодаря возделыванию покровных культур. Если в традиционной системе все вносил земледелец, то в системе земледелия на основе симбиоза роль партнера растений по обеспечению питанием переходит (возвращается!) к АМ-грибам.

Применение одновидовых посевов при возделывании зернобобовых культур по традиционной технологии – это прием, использующий природные ресурсы и увеличивающий зависимость от минеральных удобрений и средств защиты растений.


Введение в сево­оборот покровных культур позволяет минимизировать применение химических средств и одновременно обеспечить питание биоты и почвенных организмов, увеличить их численность и видовое разнообразие – повысить биологическую активность.


Кроме того, достигается разуплотнение и структурирование почвы, повышение уровня припочвенного углекислого газа и эффективности фотосинтеза, фиксации атмосферного и почвенного азота, обеспечения влагой, питанием, защиты от заболеваний.

Возделывание бобово-злаковых травосмесей по эффективности, как правило, выше, чем одновидовых посевов бобовых и злаковых культур. Травосмеси более устойчивы, меньше повреждаются болезнями и вредителями, лучше противостоят неблагоприятным погодным условиям и угнетают сорные растения, эффективнее используют солнечную энергию и хорошо покрывают почву. При выпадении бобовых их место в травостое занимают злаковые растения.

К факторам, влияющим на эффективность выбора и использования покровных культур, относятся: химический состав и физические свойства почвы; предшествующая культура; товарная культура, планируемая к посеву; ожидаемые эффекты и стоимость семян; время и способ формирования травостоя покровных культур; ценность культур в плане влияния на окружающую среду; способность покровных растений, входящих в состав травосмеси, обеспечить планируемую урожайность товарной культуры и защиту от заболеваний и вредителей.


На большей части Украины рожь – наилучший выбор для поглощения питательных веществ после возделывания культур.


К преимуществам ржи можно также отнести ее морозоустойчивость и мощную мочковатую корневую систему, проникающую на глубину 90 см, способность лучше других культур связывать азот, калий и кальций после предшествующей культуры. При раннем (летне-осеннем) посеве рожь может поглотить более 80 кг/га азота (N).

Покровные культуры, особенно бобовые (вика мохнатая, пелюшка, то есть горох полевой), способствуют развитию популяции полезных бактерий, в том числе азотфиксирующих, а также микоризных грибов, которые вырабатывают гломалин, склеивающий частицы почвы в агрегаты и агрегаты между собой. АМ-грибы через гифы поглощают влагу и почвенные питательные элементы, в том числе фосфор, даже при небольшом его содержании в почве, обеспечивая питание культур.

Вика мохнатая выносит низкое плодородие, имеет широкий диапазон pH, ее биомасса быстро разлагается, привнося в почву 102-227 кг/га азота. Возделывание покровных культур с микоризой содействует повышению количества микоризных спор и плотности мицелия.

Таким образом, покровная культура, являясь растением-хозяином микоризы, способствует развитию микоризных отношений при возделывании последующих культур, а также играет ключевую роль в улучшении физических характеристик почвы. Своевременное обеспечение растения необходимыми (заказываемыми растением) элементами питания в требуемых количествах и формах на всех фазах развития позволяет правильно сформировать все его органы, гарантирует высокий иммунитет и максимальное раскрытие генетического потенциала. Приведенные в табл. 2 данные показывают затраты на обеспечение питанием и СЗР сои и кукурузы при традиционной технологии и с использованием промежуточных посевов и микоризы. Применение микоризного инокулянта – одноразово.

В табл. 3 отражены возможности покровных культур (смесей) в обеспечении элементами питания и потребности товарных культур при программируемой урожайности. Например, потребность растений сои в азоте при урожайности 40 ц/га составляет 350 кг/га.

Учитывая, что 60% своих потребностей в азоте соя удовлетворяет за счет азотфиксации из воздуха, растениям нужно 140 кг/га почвенного азота, причем большая часть его необходима в нитратной форме в первые фазы развития. Примерно 90 кг/га азота и 110 кг/га калия рожь накапливает к моменту прерывания вегетации травостоя (конец мая), а 50-80 кг/га азота – поглощение после предшествующей культуры. Вика озимая к прерыванию вегетации накапливает около 140 кг/га азота и 135 кг/га калия.

Две культуры полностью обеспечивают потребность программируемого урожая сои в 40 ц/га. Уничтожение травостоя ржи и вики мохнатой в фазе восковой спелости выполняется механически без применения гербицида. При биологической активности почв значимым источником азота и других элементов питания становятся продукты разложения бактерий.

Распространенными являются смеси ржи и вики мохнатой. В качестве покровных культур перед посевом сои можно использовать смесь: 50-80 кг/га ржи и 15-20 кг/га вики мохнатой. Перед посевом кукурузы – смесь: 50-60 кг/га ржи и 25-30 кг/га вики мохнатой. Смеси лучше контролируют однолетние озимые сорные растения и уменьшают соотношение C:N растительных остатков колосовых культур.

Растительные остатки ржи разлагаются быстрее, но при этом накапливают такой же уровень азота, как и при выращивании ее в качестве монокультуры.

В нескошенной ржи и вике мохнатой численность хищных насекомых, питающихся тлей, в шесть раз больше, чем при нескошенных самосевных сорняках и в 87 раз больше, чем при скашивании травосмеси или сорняков.

Иногда соевая и яванская галловая нематоды размножаются под викой мохнатой. Среди полезных хищных насекомых, связанных с викой, – божьи коровки и хищные клопы. Можно уменьшить передвижение вредителей, оставляя полосы покровных культур вегетировать. Для подавления нематод, почвенных патогенов и некоторых вредителей в состав смеси рожь – вика мохнатая добавляется горчица белая.

Горчица хорошо поглощает свободные элементы питания после предшествующих культур, а после морозов, прекратив вегетацию, быстро разлагается, обеспечивая весной улучшение воздушно-влажностного режима и привнося в почву 40-130 кг/га азота и 3,4-10,2 г/га сухого вещества.

Чтобы преодолеть биотоксическое воздействие покровных культур после прекращения их вегетации, необходим 2-недельный интервал перед посевом основных культур.

Одновременно с обеспечением последующих товарных культур питанием и лучшим влажностным режимом, контролем сорняков покровные культуры также создают другие необходимые условия для продуктивного произрастания растений и прохождения почвенных процессов: разуплотнение и структурирование почвы, повышение ее биологической активности, постоянное поддержание и повышение плодородия.

При необходимости можно использовать в течение непродолжительного времени промежуточные посевы как пастбища.

Использование микоризы и промежуточных посевов – природного механизма при возделывании сельхозкультур, совершенствующегося в течение тысячелетий, позволяет за счет значительного (на 40%) сокращения количества технологических операций, связанных с почво­обработкой, внесением удобрений и обработкой посевов СЗР, химических средств, а также ГСМ и других затрат, уменьшить производственные расходы на 50-60%. 

Что мы тут имеем

  • Кормление биоты и почвенных организмов полностью обеспечивает основные культуры элементами питания при возделывании
  • Восстановление и повышение биологической активности почв посредством включения в сево­оборот покровных культур создают наилучшие условия для продуктивности основных культур
  • При использовании микоризы и промежуточных посевов затраты на возделывание основных культур сокращаются на 50-60%

Таблица 1. Групповой состав микрофлоры ризосферы пшеницы, тыс./г почвы

Фаза развития растения

Бактерии

Актини-мицеты

Грибы

Целлюло-
зоразлагающие организмы

общее количество

неспоро­носные

бациллы

Кущение

300 000

295 000

5000

20

40

100

Колошение

420 000

417 000

3000

80

55

100

Цветение

560 000

546 000

14 000

100

70

1000

Созревание

280 000

205 000

75 000

300

45

10 000

Таблица 2. Затраты на обеспечение растений сои и кукурузы элементами питания и средствами защиты растений, грн/га

п/п

Технологические

операции, материалы, эффекты

Соя, 30 ц/га

Кукуруза, 80 ц/га

Традиционная технология («ЗЕРНО», 2014 г.,
№11, 12)

Технология симбиоза (микоризы)

Традиционная технология

Технология симбиоза (микоризы)

1

Инокулянт – азотфиксатор

640

200

2

Удобрения для возделывания сои, кукурузы:

– при посеве (макро-, микро-)

– вегетационное (Task Force 2)

1840

9600

420

3475

420

3

Средства защиты растений:

– предпосевной фунгицид
+2 глифосата

– вегетационный фунгицид

1583,8

1817

2640,3

4

Предпосевная обработка почвы (плоскорез, культиватор)

110

110

5

Семена ржи и вики мохнатой

524

618

6

Микоризный инокулянт

1450

1450

7

Обработка микоризным инокулянтом

50

50

8

Погрузка семян

30

30

9

Транспортировка зерна на поле

84

84

10

Сев

60

60

11

Прерывание вегетации ржи: каток (плющение)

60

60

12

Разуплотнение почвы и структурирование

+

+

13

Постоянное поддержание и повышение плодородия почвы

+

+

14

Повышение биологической активности почвы

+

+

15

Повышение уровня припочвенного углекислого газа и эффект фотосинтеза

+

+

16

Снижение кислотности почвы

+

+

17

Фиксация азота, обеспечение влагой, сбалансированное питание растений

+

+

Итого:

15 480,80

2988

6115,3

2882

Таблица 3. Обеспеченность культур элементами питания через покровные культуры

Элементы питания

Смеси

Культура, кг/га

для сои:
50-80 кг/га – рожь; 15-20 кг/га – вика мохнатая

для кукурузы:
50-60 кг/га – рожь; 25-30 кг/га – вика мохнатая

Соя, 40 ц/га

Кукуруза,
80 ц/га

Азот

145-200

160-240

350

300

Фосфор

50-70

62-86

95

100

Калий

25-41

62-130

144

220

Кальций

50-62

58-70

100

80

Александр Маслак, Сумской национальный аграрный университет

Алексей Языков, ООО «Живая нива»

Виктор Киричек, ЧНПП «Биак»

 

Читайте также:

 

Севооборот и покровные культуры в системе No-till

Американские ученые советуют применять севооборот и покровные культуры