Поиск

Удобрения и биологическое земледелие
29.03.2015

Один из ведущих факторов интенсификации земледелия — применение органических и минеральных удобрений.
Однако при систематическом внесении минеральных удобрений увеличивается гидролитическая кислотность почвы, уменьшаются сумма поглощенных оснований и степень насыщенности поглощающего комплекса почвы, снижается содержание обменного кальция и магния, возрастает количество подвижного алюминия и т. д.
Использование только минеральных удобрений, особенно в повышенных дозах, приводит к уменьшению численности почвенных микроорганизмов, обеднению видового состава микрофлоры, снижению уровня биологической активности почвы.
В результате сокращения объема внесения органических и азотных удобрений обеспеченность растений азотом снизилась до уровня экстенсивного земледелия, когда растения могут получить азот только при его круговороте.
При любой системе земледелия важно создать растениям необходимые условия жизни. Если же стоит задача получить высокий урожай, то сельскохозяйственные культуры должны быть обеспечены биогенными элементами в доступной для растений форме в необходимом количестве и оптимальном соотношении. Это основное условие формирования высокого урожая и качества продукции.
Обычно на хорошо окультуренных почвах формируются высокие урожаи. В таком случае возрастает и вынос питательных элементов с единицы площади посева. Для улучшения химического состава продукции требуется большое количество питательных элементов на единицу урожая.
Одним из путей, позволяющих компенсировать негативные стороны применения минеральных туков, является внесение навоза и других органических удобрений. Навоз рекомендуют использовать после хранения или компостировать его аэробным способом. При компостировании добавляют солому, растительные остатки, для стимулирования биологических процессов — культуру бактерий, грибов. Определенную роль отводят дождевым червям.
При внесении навоза происходит улучшение физико-химических, агрофизических свойств почвы: увеличиваются оструктуренность, пористость и водоудерживающая способность, а также несколько снижается уровень кислотности. Благодаря этому улучшаются водно-воздушный и тепловой режимы почвы.
В южных районах Украины, Средней Азии отмечено увеличение содержания органического вещества в почве при возделывании сидеральных культур. В условиях с коротким вегетационным периодом (Калининская область) введение в севооборот пожнивной горчицы привело к повышению запасов органического вещества на 2,48...4,48 т/га.
Зеленая масса сидерата служит пищей для бактерий, актиномицетов, грибов. По данным Н. В. Парахина, В. Т. Лобкова, зеленые удобрения повышают общую численность почвенных микроорганизмов в 1,3...1,4 раза.
При переработке дождевыми червями 1 т сухих растительных остатков получают 600 кг сухого гранулированного гумусного удобрения с содержанием гумуса от 20 до 40 %, в котором имеются все микроэлементы, необходимые растениям. Остальные 400 кг органических веществ трансформируются в 100 кг полноценного белка в виде биомассы живых червей. В состав этой биомассы входят многочисленные витамины, микроэлементы, ферменты. Под влиянием дождевых червей улучшаются агрохимические показатели почвы. Химический анализ капролитов дождевых червей, собранных на поверхности почвы, показал, что содержание в них аммиачного азота в 6,6 раза, а подвижного фосфора в 1,2 раза выше, чем в окружающей почве. В почве, заселенной дождевыми червями, прослеживается закономерность увеличения содержания нитратного азота. В опытах ВНИИ зернобобовых и крупяных культур установлено, что умеренное включение зернобобовых культур в севооборот (около 17 %) способствует увеличению численности клубеньковых бактерий в почве. При увеличении насыщения севооборотов зернобобовыми культурами и особенно при бессменном их возделывании в почве снижается количество клубеньковых бактерий.
Уплотняя севообороты промежуточными культурами, можно наиболее полно использовать (коэффициент использования возрастает до 1,38) атмосферные осадки, солнечную энергию и при сравнительно небольших затратах труда и средств получать высокие урожаи зеленой массы и даже зерна, причем с повышенным содержанием протеина, клейковины, с улучшенным аминокислотным составом. При возделывании промежуточных и сидеральных культур почва обогащается органическим веществом, улучшаются ее агрофизические свойства. При этом создаются посевы, выполняющие функцию активного биологического противодействия сорнякам и устойчивые к неблагоприятным природным факторам, к поражению болезнями и вредителями. Однако полная замена азота минеральных удобрений на биологический может привести к снижению продуктивности земледелия и, следовательно, к нежелательным экономическим последствиям.
Имеется немало фактов положительного действия на почву и урожайность культур совместного применения органических и минеральных удобрений. Они, по мнению некоторых авторов, дополняют друг друга в отношении гумусонакопления и увеличения эффективности системы земледелия.
Эти данные подтверждают исследования Л. К. Харгитая и др.; В. Г. Минеева, Г. Ф. Голоновой, которые свидетельствуют о том, что при совместном применении органических и минеральных удобрений обеспечивается большая прибавка гумуса в почве, чем сумма прибавок от их раздельного применения. Сочетание органических и минеральных удобрений способствует увеличению содержания гумуса в пахотном слое черноземов.
Если проблема азота в биологическом земледелии решается в основном путем повышения доли бобовых культур в севообороте, в результате чего создаются условия для активной симбиотической азотфиксации, то баланс фосфора, калия и микроэлементов складывается более напряженно. Данную проблему можно решить за счет использования промежуточных культур, которые способствуют мобилизации Р, К, Ca, Mg из глубоких генетических горизонтов, а также из труднорастворимых соединений почвы. По корневой системе зольные элементы транспортируются из нижних слоев в верхние.
Наиболее доступный и дешевый источник органики — сидеральные культуры. Их можно выращивать на зеленое удобрение в паровых полях (сидеральный пар), а также поукосно и пожнивно. Запашка 20...30 т/га зеленой массы сидератов эквивалентна 30...50 т/га навоза. Выращивание сидератов и заделка их в почву почти в два раза дешевле, чем применение навоза.
При использовании донника на зеленые удобрения при его запашке под озимую рожь в почву попадает до 195 кг/га азота, а из глубоких слоев почвы донник мобилизует до 40 кг/га фосфора и примерно по 100 кг/га калия и кальция.
Одна из основных задач, стоящих перед любой системой земледелия, в том числе и перед биологической, — исключение дефицита питательных элементов, который приводит к снижению плодородия почвы и продуктивности культур.
В отличие от минеральных органические удобрения по содержанию питательных веществ менее концентрированные, количество питательных элементов в них измеряется долями процентов, а не десятками, как в минеральных. Тем не менее, учитывая немалые объемы применения органических удобрений, они являются важным источником пополнения запасов питательных веществ в почве.
Регулярное применение органических удобрений, особенно в высоких дозах, способствует повышению уровня гумусированности почв, тогда как минеральные удобрения влияют на этот показатель только косвенно и их действие гораздо слабее.
В биологическом направлении земледелия органическим удобрениям принадлежит большая роль, они служат основным источником воспроизводства плодородия почв. В них содержатся основные биогенные элементы, необходимые для роста и развития растений, прежде всего N, Р, К, Ca, Mg и ряд микроэлементов.
Ведущую роль органических удобрений, в первую очередь навоза, в улучшении баланса гумуса отмечают в своих работах многие исследователи.
Под влиянием систематического применения навоза происходят и качественные изменения гумуса, увеличение в его составе гуминовых кислот, расширение соотношения Сгк : Сфк.
Кроме всего прочего, навоз является источником поступления в почву микроэлементов.
Д. Н. Прянишников так оценивал роль навоза в земледелии: «Особая роль навоза в общей системе удобрений состоит в том, что его применение составляет главное средство обратного вовлечения в круговорот веществ в земледелии тех количеств питательных веществ, которые были взяты растениями из почвы и вносились в почву с удобрениями».
Применение навоза способствует улучшению устойчивости почвы к эрозии, особенно четко это проявляется на легких почвах.
При поступлении в почву органических удобрений увеличивается содержание легкодоступного для микроорганизмов энергетического материала, что вызывает активизацию их деятельности и расширение видового состава.
В результате систематического обогащения почвы органическим материалом стабилизируется высокое содержание гумуса, улучшаются физические свойства почвы и в конечном счете значительно повышается устойчивость почвы к водной и ветровой эрозии.
Независимо от типа почв в меньшей степени подвержены уплотнению почвы с высоким содержанием органического вещества. Значение органического вещества в оптимизации физико-химических свойств почвы обусловлено главным образом сильно выраженными коллоидными свойствами гумусовых веществ. Почва с содержанием углерода 1,48 % в широком диапазоне влажности не уплотнялась выше уровня 1,62 г/см3 против 1,73 г/см3 для почвы с содержанием углерода 0,97 %.
В опытах, проведенных в Дании, при внесении навоза по сравнению с применением минеральных удобрений значительно увеличивалась численность дождевых червей, что способствовало оптимизации агрофизических свойств почвы. Сообщают об этом и другие авторы. Корневое питание растений улучшается благодаря содержанию в навозе азота, зольных элементов и микроэлементов. Навоз содержит в среднем 0,5 % азота, 0,25 % фосфора, 0,6 % калия и 0,7 % кальция. При внесении на 1 га пашни 30 т навоза в почву поступают 150 кг д. в. азота, 75 кг д. в. фосфора, 180 кг д. в. калия, а также ряд микроэлементов (кальций, магний, марганец, железо и др.). В легкодоступной для растений форме находится лишь небольшое количество элементов, основная же часть усваивается растениями после минерализации навоза.
Органические удобрения в значительной мере нейтрализуют негативное воздействие минеральных туков, способствуя снижению кислотности почвенного раствора, увеличению буферности почвы.
При внесении навоза также снижается плотность почвы.
Многолетний опыт показывает, что содержание органического вещества и основных элементов питания в навозе в значительной степени зависит от сроков его хранения. Поэтому правильное хранение навоза — важный фактор повышения степени усвоения растениями его питательных веществ, особенно азота. Оптимальное сочетание навоза и минеральных удобрений способствует увеличению урожайности сельскохозяйственных культур как при бессменном возделывании, так и в севообороте. Навоз в севообороте целесообразнее вносить под пропашные культуры, минеральные удобрения — под зерновые, так как питательные вещества навоза лучше усваиваются культурами с более длительным вегетационным периодом.
Очень часто в практике сельскохозяйственного производства вывезенный и разбросанный по полю навоз не удается запахать сразу. Такая задержка приводит к целому ряду негативных последствий.
Данные Кубанского ГАУ (государственного аграрного университета) показывают, что запоздание с запашкой органических удобрений в почву на 12 ч ведет к потере аммиачного азота от 44 до 68 %; на 1 сут — от 61 до 82 %; на 3 сут — от 82 до 92 %.
Совместное внесение минеральных и органических удобрений в сравнении с раздельным внесением приводит к снижению кислотности почвы, повышению суммы поглощенных оснований, улучшению водно-физических свойств почвы, к стабилизации, а часто и к увеличению содержания гумуса, улучшению его качественного состава, обеспечению оптимального питательного режима почвы в течение всего вегетационного периода. При этом повышается коэффициент использования питательных веществ из удобрений, усиливается микробиологическая деятельность, повышаются урожайность возделываемых культур, чистый доход с 1 га, увеличивается продуктивность севооборота в целом, улучшается качество продукции.
Еще Д. Н. Прянишников писал: «Максимальные урожаи достигаются комбинацией навоза и минеральных удобрений, которая позволяет обильно снабдить растения усваиваемой пищей на первых стадиях развития и дать в то же время в виде навоза резерв постепенно приходящих в действие питательных веществ».
Исследования свидетельствуют о целесообразности сочетания органических и минеральных удобрений. Согласно экспериментальным данным, при внесении органических и минеральных удобрений в рекомендованных сочетаниях в растительной продукции не отмечается накопление нитратов и тяжелых металлов в токсичных концентрациях.
В связи с этим в условиях биологизации земледелия необходимо создавать синтетические удобрения нового поколения, а также расширять производство органических удобрений и применять системы удобрения.
При использовании органических удобрений, в частности навоза, накапливается прежде всего водорастворимый гумус, то есть подвижные органические вещества, находящиеся на ранних стадиях гумификации и способствующие обогащению почв доступными соединениями. Причем закономерности в накоплении этих форм гумусовых веществ и общего количества гумуса по типам почв обычно аналогичны. Так, больше их накапливается на слабогумусированных почвах в сравнении с высокогумусированными черноземами. Например, при систематическом внесении навоза в течение 36 лет содержание гумуса в древесно-подзолистых почвах возросло на 34 %, в типичном сероземе — на 50 %, а в слабовыщелоченном черноземе — на 5 %.
Основываясь на экономических показателях сегодняшнего дня, можно сказать, что при резком сокращении поголовья скота навоз не может быть единственным источником органических удобрений для приостановления деградации почв.
Важным источником гумуса в почве и повышения ее плодородия служит солома зерновых культур. Побочная продукция растениеводства, в том числе и солома, в земледелии должна быть правильно и эффективно использована на удобрения. Солома содержит всего около 15 % воды и примерно на 85 % состоит из органического вещества, причем очень ценного для повышения плодородия. Целлюлоза, пентозаны, гемицеллюлоза и лигнин (всего около 80 %) — углеродсодержащие энергетические материалы для почвенных микроорганизмов. Солома также содержит макро- и микроэлементы.
Химический состав ее изменяется довольно широко в зависимости от почвенных и погодных условий. По данным В. Д. Бергмана, в 65 т соломы может содержаться 20...35 кг азота, 5...7 кг фосфора, 60...90 кг калия, 10... 15 кг кальция, 4...6 кг магния, 5...7 кг серы. Кроме того, она содержит различные микроэлементы: В, Co, Mo, Cu, Mn, Zn.
После уборки озимых в почве остается 2,5...3,0 т/га (воздушносухой массы) корней, после яровых зерновых культур — 15...20 % корней, которые содержат 0,8...1,1 % азота, 0,15...0,2 % фосфора и 0,8...1,5 % калия.
Внесение соломы способствует повышению микробиологической активности, сокращению потерь азота удобрений, оказывает положительное влияние на водно-физические свойства почвы, она становится более устойчивой к водной и ветровой эрозии. Однако главное достоинство соломы — повышение содержания гумуса в почве. Исследования Всероссийского научно-исследовательского, конструкторского и проектно-технологического института органических удобрений и торфа (ВНИПТИОУ) показали, что солома при определенных условиях по воздействию на урожай не уступает навозу и компостам и за счет ее можно полностью компенсировать минерализацию гумуса. Во многих европейских странах широко применяют запашку соломы зерновых культур в почву.
Существуют несколько способов использования соломы на удобрения. Большое значение при удобрении почвы имеет степень измельчения соломы: при увеличении длины ее фрагментов (более 5 см) замедляется разложение, а выделяемые при этом токсичные вещества угнетают рост растений, что приводит к снижению урожайности последующих культур.
Солому рекомендуют сначала перемешать с верхним слоем почвы путем дискования, а затем запахивать на глубину 20...25 см, для ускорения разложения ее смешивают с азотными удобрениями. Разложению соломы способствует также хорошее увлажнение почвы (60 % ППВ).
Кроме основных групп органических соединений в соломе присутствуют в небольших количествах белок, воска, сахара, соли и нерастворимая зола. Наибольшее количество водорастворимых веществ содержит солома яровых культур, золы — солома риса, мякина ржи, пептозанов — ржи и озимой пшеницы. Органические соединения химически стабильны и могут быть использованы растениями только после разложения микроорганизмами.
Солома злаковых культур характеризуется невысоким содержанием протеина (до 5...8%) и жира (до 1,0...1,2%). Содержание золы в среднем составляет около 4...7 %. Удобрение соломой влияет на водно-воздушные свойства почвы. При этом отмечается некоторое повышение влажности, влагоемкости и водопроницаемости, что связано, вероятно, с более полным накоплением и сохранением влаги осадков в осенний период после запашки соломы и весной следующего года. При внесении соломы в больших дозах (до 10...15 т/га) почва становится более рыхлой, в ней увеличивается общая и некапиллярная пористость, что приводит к улучшению ее воздушных свойств.
Большое количество исследований посвящено изучению происходящих в почве микробиологических процессов при внесении в нее органических удобрений (навоза, соломы, зеленой массы, растительных остатков). В опытах, проведенных на различных почвах в разных условиях, было установлено, что в разложении различных видов органических удобрений принимают участие разные группы микроорганизмов.
Микробиологическое разложение органических веществ, входящих в состав соломы, оказывает неодинаковое влияние на активность разных групп почвенных микроорганизмов и на процессы, происходящие в почве. Некоторые исследователи отмечают, что удобрение соломой способствовало лучшему развитию аэробных азотфиксаторов при поверхностном ее внесении и анаэробных — при запашке плугом.
Важный резерв повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур — применение зеленых удобрений. Зеленые удобрения бывают трех типов:
• самостоятельные удобрения, если поле севооборота занимают бобовые растения с весны в течение почти всего вегетационного периода. Они могут быть запаханы как под озимые, так и под яровые культуры;
• промежуточные удобрения, если сидерат высевают в промежуток времени между уборкой урожая одной культуры и посевом другой;
• укосные удобрения, когда растения выращивают в выводном поле, а затем зеленую массу перевозят в поля севооборота и запахивают.
Зеленые удобрения — важный источник пополнения органического вещества, а за счет бобовых сидератов — и азота в почве. В качестве сидеральных культур рекомендуется применять три группы растений: многолетние бобовые (донник, эспарцет), озимые (вика, рапс) и яровые (редька масличная, горчица, рапс). Выбор культур зависит от гидротермических условий и предшественника.
Промежуточные культуры, выращиваемые на сидерат вместо полупаровой обработки или в паровых полях и имеющие постоянный растительный покров на пашне в районах неустойчивого и недостаточного увлажнения, могут стать одним из средств смягчения воздействия засухи и регулирования поверхностного стока. Постоянный растительный покров способствует изменению поверхностного стока через улучшение агрофизических свойств почвы (увеличение количества водопрочных агрегатов, особенно крупных фракций; повышение некапиллярной скважности; снижение объемной массы почвы). Сток ливневых осадков почти полностью исключается из-за сплошного растительного покрова, устраняющего ударное действие дождевых капель. В результате снижается эрозионная опасность, что особенно важно в условиях Центрально-Черноземного региона.
При запашке зеленого удобрения наряду с улучшением агрохимических и агрофизических свойств в почве усиленно развиваются разные группы микроорганизмов. По данным Н. В. Парахина, В. Т. Лобкова, применение зеленых удобрений приводит к повышению общей численности почвенных микроорганизмов в 1,3...1,4 раза.
Использование промежуточных культур на зеленое удобрение способствует мобилизации Р, К, Ca, Mg из глубоких генетических горизонтов, а также из труднорастворимых соединений почвы. По корневой системе зольные элементы транспортируются из нижних слоев почвы в верхние. По данным М. И. Ходько, при использовании донника на зеленое удобрение при его запашке под озимую рожь в почву попадает до 195 кг/га азота, а из глубоких слоев почвы донник мобилизует до 40 кг фосфора и примерно по 100 кг/га калия и кальция. Однако зеленая масса содержит сравнительно мало целлюлозы, лигнина и других соединений, которые служат источником углерода и энергии для почвенной микрофлоры, а также основным материалом для синтеза гумуса в почве.
А. М. Лыков считает, что зеленые удобрения являются наиболее подвижной и легкоразлагаемой формой органического вещества и закрепление его в почве в виде гумусовых веществ незначительно — 1...2% внесенного сухого вещества, поэтому особенно актуальны поиски путей увеличения коэффициента гумификации сидератов. Один из путей — одновременное внесение с зелеными удобрениями соломы.
При использовании редьки масличной в качестве сидеральной культуры в зернотравяном севообороте Н. А. Батехина установила, что удобрительное действие зеленой массы редьки не уступает действию навоза, а в сочетании с ним обеспечивает наибольший эффект.
Промежуточные культуры, выращиваемые на зеленые удобрения, способствуют увеличению некапиллярной и капиллярной пористости, оструктуриванию почвы, повышению содержания в почве водопрочных агрегатов. Это подтверждают результаты исследований, проведенных в различных почвенно-климатических зонах.
Один из факторов повышения эффективности зеленых удобрений — оптимальные сроки запашки. По данным НИИ основной агротехники (бывш. ЧССР), распад остатков люцерны при запашке ее в августе составлял 35...60 %, при запашке ее в октябре — 5...30%.
Чем дольше пашня не занята растительностью, тем больше потери биогенных элементов из-за смыва их с поверхности почвы и миграции в более глубокие слои. В результате биогенные элементы становятся недоступными для растений. При выращивании промежуточных культур после озимых (на корм и другие цели), ранних яровых и на зеленое удобрение уменьшается эрозия почвы.
Зеленые удобрения также выполняют важную фитосанитарную роль. По данным В. П. Зайкина, Н. Д. Трусова, А. Г. Шаблыкина, люпин, посеянный под покров и запаханный в октябре, способствует снижению засоренности ячменя.
Таким образом, научно обоснованное применение зеленого удобрения в севооборотах — важный фактор высокой культуры земледелия. Зеленые удобрения оказывают комплексное воздействие на почву: обусловливают накопление гумуса и азота, в значительной степени способствуют улучшению агрофизических свойств, положительно воздействуют на микробиологические процессы в почве.
Исходя из вышеперечисленного можно заключить, что при переходе на биологическое земледелие необходимо максимально использовать различные виды органических удобрений, в том числе сидератов, также следует ограниченно вносить минеральные удобрения для оптимизации питания растений.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *