Что такое покровные культуры

Покровные культуры в прямом посеве: особенности применения

Ранее считалось, что при возделывании сельскохозяйственных культур, в промежутке между культурами севооборота почве необходимо дать возможность отдохнуть, и поэтому ничего не выращивалось.

Ранее считалось, что при возделывании сельскохозяйственных культур, в промежутке между культурами севооборота почве необходимо дать возможность отдохнуть, и поэтому ничего не выращивалось.

Сегодня в среде практиков, работающих по технологии прямого посева, все чаще заходит речь о промежуточных покровных (сидеральных) культурах, как о растениях, способствующих повышению плодородия почвы и увеличению урожайности тех самых основных культур севооборота, на которых держится экономика хозяйства

Что это такое?

Всем известно, что сидераты (зеленые удобрения) – это растения, выращиваемые с целью их последующей заделки в почву для улучшения ее структуры, обогащения азотом и угнетения роста сорняков. Но в системе no-till, при которой почва не обрабатывается, заделка сидератов недопустима. Поэтому, они как в зеленом виде, так и в сухом состоянии (после завершения вегетации) в виде растительных остатков находятся на поверхности поля, создавая постоянный покров. Отсюда и название – покровные культуры. Причем, ценность покровных культур заключается в том, что они не занимают отдельно отведенного для них поля, как это происходит с сидеральным паром. Покровные культуры используют для формирования урожая зеленой массы агроклиматические ресурсы теплого времени года, между основными культурами севооборота: когда одна культура убрана, а до сева следующей остается определенное количество времени.

Опытные делянки с покровными культурами при летнем сроке сева (АБиП, август 2017 г.)

Например, для звена севооборота горох – озимая пшеница – подсолнечник этот период может достигать от трех (с июля по октябрь) до девяти (с июля по апрель – в случае с подсолнечником) месяцев. Для выращивания промежуточных покровных культур необходим теплый период года (60-80 дней с суммой эффективных температур 800-1000° С) с влагообеспеченностью на уровне 120-200 мм осадков. Проанализировав метеоданные за последние 27 лет, мы выяснили, что, в среднем, с конца июня (уборка озимого ячменя) до ноября (первые заморозки) месяца сумма эффективных температур в нашем регионе составляла от 1750 до 2240° С, сумма осадков свыше 200 мм отмечалась в 19 лет из 27.

Только с 22%-ной вероятностью, в этот период выпадали осадки менее 200 мм. Но каким бы жарким ни было крымское лето, очень часто бывает так, что в момент уборки озимых зерновых выпадают осадки ливневого характера. Только вся эта влага, как правило, достаточно быстро испаряется. И если есть возможность в этот период защитить нашу почву от прямых солнечных лучей и непродуктивного испарения влаги, то мы должны такую возможность максимально использовать. Единственный способ защитить почву от испарения – это выращивать на ней покровную культуру.

Тогда будет задерживаться и влага ливневых осадков, почве не будут страшны сильные ветра. Примечательно, что американские фермеры начали высевать почвопокровные культуры на фоне технологии прямого посева совсем недавно, преследуя основную цель – снижение уровня эрозии, преимущественно, на склоновых землях, то есть, чтобы защитить почву от ветровой и водной эрозии. Это уже позже они заметили, что если на поле что-то растет, то наблюдается существенное повышение урожайности следующей культуры.

Ассортимент покровных культур

В качестве покрова в промежуточном посеве используется широкий набор как из традиционных отечественных, так и из достаточно редких для нас культур. Условно их можно разделить на 5 основных групп, согласно семействам: бобовые, злаковые, крестоцветные, гречишные, сложноцветные.

Смесь покровных культур при летнем сроке сева (АБиП, июль 2017 г.)

Растения каждого из семейств оказывают определенное воздействие на структуру почвы, выполняя при этом функции накопления или высвобождения того или иного элемента, необходимого для питания. Так, бобовые обогащают почву азотом, корнями хорошо разрыхляют и, одновременно, оструктуривают верхний слой почвы. Злаковые накапливают органическое вещество, предохраняют от эрозии. Крестоцветные, помимо высвобождения недоступных питательных веществ, привлекают полезных насекомых. Определив приоритетные цели, с помощью этой таблицы каждый сельхозпроизводитель может самостоятельно выбрать для себя культуру, а лучше смесь из нескольких культур для использования их в качестве покровных.

Практические советы по выращиванию

1. Сеять покровные культуры следует в день уборки предшественника. Это первое и самое строгое правило. Есть примеры, когда семена крестоцветных покровных культур разбрасывают по полю за несколько дней до уборки зерновых.

2. Подбирая культуры для промежуточного посева, необходимо помнить о том, какая культура на этом поле будет следующей. Чем сильнее отличие промежуточной покровной культуры от культур севооборота, тем выше вероятность биологического баланса почвы и уменьшения проблем с насекомыми-вредителями и заболеваниями (почва и культуры).

3. Норму высева покровной культуры следует уменьшать в 4 раза от той нормы, которой принято ее высевать в вашей зоне в основном посеве, то есть при оптимальном температурном режиме и лучших условиях по обеспеченности почвенной влагой. На кафедре земледелия и агрономической химии Академии биоресурсов и природопользования (АБиП) разработана и проходит практическую проверку методика расчета нормы высева для покровных культур.

Результаты исследований

В результате исследований, проводимых ранее, мы выяснили, что максимальный урожай зеленой массы в промежуточных посевах обеспечивают смеси с суданской травой и кукурузой. Не смотря на то, что покровные культуры находились на поле всего два-три месяца, они по-разному влияли на плотность и структуру почвы. Стержневая корневая система, когда достигает плужной подошвы, изменяет направление своего роста. Мочковатой корневой системе достаточно наличие мелких пор между почвенными частицами, по ним корневые волоски распространяются в горизонтальном направлении. В наших опытах к концу вегетации покровных культур пористость аэрации была максимальной (59,5 и 54,7%) в посевах просо и суданской травы.

Пожнивный посев сои после осенних заморозков (ООО «Кубань-Агро», ноябрь 2017 г.)

Сегодня в четырехпольном севообороте «горох – пшеница озимая – кукуруза – ячмень озимый» после пшеницы перед кукурузой мы высеваем покровные культуры: рожь, вику, рапс, овес, редьку масличную и другие. При этом выбор был сделан в пользу максимально доступных крымскому фермеру культур. Высеваем каждую культуру отдельно, также составляем смеси из двух, трех, пяти и более компонентов. Есть вариант, где в смеси насчитывается 13 культур.

Нам важно выяснить, как поведет себя та или иная культура в разных сочетаниях и какое влияние она окажет на влажность почвы, ее структуру и урожай кукурузы. К весне от смеси из яровых культур, которые погибли от морозов, не осталось и следа, а вот, чтобы остановить рост озимых, нам пришлось применить гербицид. Мы сделали это в начале апреля – за 2 недели до сева основной культуры. Сегодня на этом поле уже посеяна кукуруза.

Опыт сельхозпроизводителей

В ряде хозяйств Крыма выращиваются покровные культуры: в Сакском районе у Михаила Драганчука, в Советском районе у Андрея Думкевича, в Черноморском — у Сергея Перепелицы (ООО «Сезам-Агро»).

Есть еще интересный опыт возделывания покровных культур у Александра Титова в ООО «Кубань-Агро» Краснодарского края. После уборки озимого ячменя 20 июня 2017 года он посеял пожнивную сою — запас ее семян имелся в хозяйстве в достаточном количестве. Соя взошла и имела хорошее развитие. К сентябрю месяцу корни были богаты клубеньками и завязывались полноценные плоды. Появилась вполне реальная надежда на получение второго урожая. Единственный фактор, который помешал этой надежде осуществиться – это заморозки, которые прошли в том регионе 25 сентября, а сорт сои был не раннеспелый, а среднеранний. Тем не менее, эта соя выполнила все свои функции, как покровная культура: обогатила почву азотом, обеспечила ее защиту от водной и ветровой эрозии, уменьшила потери влаги в летний период, а зимой обеспечила максимальное снегозадержание.

Александр Титов на фоне пожнивного посева сои после озимого ячменя 3 сентября 2017 г. (ООО «Кубань-Агро», Краснодарский край)

С помощью покровных культур мы можем обеспечить покрытость почвы 12 месяцев в году. А это дает самое главное преимущество – защиту почвенной влаги от испарения. Дальше – еще больше положительных моментов: накопление органического вещества в почве; рыхление почвы на такую глубину, куда никакими орудиями не достанешь; снегозадержание; развитие полезной микрофлоры в почве; защита почвы от водной и ветровой эрозии; контроль над колебаниями температуры почвы; улучшение почвенной биологии (макро- и микрофлоры и фауны); подавление роста сорняков; улучшение физических свойств почвы (агрегация почвенных частиц, инфильтрация, пористость, проникающая способность и прочее).

Дадим еще один совет: если вы всерьез занимаетесь прямым посевом и решили включить покровную культуру в свой севооборот начните с малого: посейте на одном поле несколько смесей и обязательно оставьте контрольный вариант без покрова. И тогда многие вещи для вас станут на свои места уже на следующий год.

Источник

Растениеводство → Обратно к целине: как подобрать почвопокровные культуры

Почвопокровные культуры всем хороши – они могут структурировать почву, обогащать её азотом, защищать от эрозии, а также подавлять сорняки и патогены. Вместе с тем у аграриев, которые решили прибегнуть к этому агроприёму, возникает много вопросов. Какие культуры использовать? Когда и чем сеять? Не отнимет ли покров дефицитную влагу у последующей, коммерческой культуры? Каким будет экономический эффект?

Найти ответы растениеводы могли в рамках онлайн-семинара, который провело Национальное движение сберегающего земледелия на платформе «Золотая осень».

+1% гумуса

Фермер Андрей Бедненко из Белгородской области в этом году отметил свой 18-й сезон на технологии ноутил. Последние восемь лет между сменами
коммерческих культур обязательно сеет покровные. На вопрос «Зачем?» отвечает: «Жизнь заставила».

– Когда мы стали вникать, за счёт чего работает ноутил, как формируется плодородие, мы пришли к тому, что в почве должны всегда оставаться живые корни для поддержания микоризной составляющей. Поле – это грибница, у которого, когда мы сеем коммерческую культуру, меняется хозяин, – сказал Андрей Алексеевич. – В промежутках, когда нет коммерческой составляющей, эта грибница не должна впадать в споровое состояние.

Путём проб и ошибок Бедненко пришёл к выводу, что лучше всего использовать сразу смесь покровных культур. Посевной агрегат фермер пускает сразу после прохода комбайна. Некоторые зарубежные «нулевики» практикуют даже не сев, а разбрасывание покровных культур. Но в КФХ Бедненко к такому методу относятся сдержанно.

– Разбросным способом можно сеять только мелкосемянные культуры, максимум – вику. Остальные уже не посеете. Горох, кукуруза останутся на поверхности и погибнут, – говорит Андрей Алексеевич.

Онлайн-семинар по покровным культурам

Покровные культуры позволили КФХ Бедненко увеличить урожайность коммерческих посевов и в целом, утверждает растениевод, улучшить состояние почвы.

– У нас были разные поля, с кислотностью от 3,5 до 6,0 pH. Сейчас на тех полях, что имели 3,5, кислотность не ниже 5,2 pH. Раньше мы не могли получать урожай выше 2,5 тонны с гектара, а в 2020 году собрали 6,5 тонны, – сказал Андрей Бедненко, отметив, что гумуса за последние 18 лет в почве стало на 1% больше.

Кто из «покровных» в чём хорош?

Таких примеров можно найти немало в сообществе «нулевиков» – и все они вызывают у приверженцев «классики» понятный скепсис. Научное звучание идее покровных культур на семинаре придала к. с.-х. н. Ольга Томашова, доцент кафедры земледелия и агрономической химии Академии биоресурсов и природопользования Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского.

Засушливые условия Крыма требуют особых подходов к сельхозпроизводству, поэтому сберегающее земледелие здесь изучают активно. Несколько лет назад группа учёных КФУ взялась исследовать роль покровных культур и пришла к интересным выводам. В частности, о том, что не всякий «покров» способен поддерживать ту самую микоризную составляющую.

– Мы в своих опытах определили, что есть растения, которые нейтрально влияют на активность микроорганизмов, а есть – вроде вики или овса – которые очень активно их питают, – рассказала Ольга Томашова.

Учёные провели несколько опытов для изучения арбускулярной микоризы. Под микроскопом рассматривали корни покровных культур – тех, что выросли на естественном фоне, и тех, которым при посеве «добавили» в почву гранулированную микоризу.

Различное влияние оказывали покровные культуры на структуру почвы. Чемпионом по
«склеиванию» мелких частиц оказалась фацелия. Горох и бобы хотя и обогащали почву азотом, были эффективны лишь в составе смеси.

– Если есть проблема с уплотнением в верхних слоях – добавляйте в смесь представителей семейства мятликовых, если требуется борьба со скважностью, с плужной подошвой – представителей крестоцветных: рапс, редьку, дайкон, – посоветовала учёный.

Крестоцветные, однако, рискованный вариант в засушливый год: исследования КФУ показали, что рапс и масличная редька «выносили» с поля в два раза больше влаги – если сравнивать с полями, на которых не было посеяно почвопокровных культур и влага просто испарялась.

Лидером по сохранению влаги оказалась вика в монокультуре и со смесью: опыты показали, что растения потребляли влаги меньше, чем если бы она просто испарялась.

Многокомпонентные смеси покровных культур никак не влияли на накопление влаги. И всё равно, по мнению Ольги Томашовой, имели эффект.

– Если на «чистом поле» влага просто уходила, то на участках с почвопокровными культурами она помогла накопить органическое вещество.

Академия биоресурсов и природопользования КФУ подсчитала, сколько питательных веществ аккумулируют покровные культуры. Вика с урожайностью зелёной массы 37 ц/га «оставила» 18 кг азота, 8,5 кг фосфора и 23,7 кг калия; редька с урожайностью 50 ц/га – 10 кг азота, 7 кг фосфора и 28 кг калия.

Многокомпонентная смесь из кукурузы, гороха, льна, подсолнечника и чечевицы (общая масса – 122 ц/га) обогатит почву на 43 кг азота, 12 кг фосфора и 52 кг калия. Злаковая смесь (суданская трава, вика, просо, горчица) массой 181 ц/га дали 59 кг азота, 16,3 кг фосфора, 68 кг калия.

– С помощью почвопокровных культур мы можем аккумулировать на своих полях от 50 до 143 кг/га азота, фосфора и калия в сумме, – сказала Ольга Томашова, отметив, правда, что для этого нужны осадки.

Покров и засуха

А если дождей нет? Даже в этом случае сев покрова имеет смысл, считает Ольга Томашова. В подтверждение она рассказала историю прошлого лета, когда Крым пережил жесточайшую засуху.

Сев покровных культур в КФУ шёл по расписанию: через два дня после уборки пшеницы учёные прошлись по полю гербицидом, а ещё через двое суток – посеяли смесь. Первый дождь (16 мм) принёс лишь единичные всходы мелкосемянных культур. В течение месяца поле было практически голым, и лишь после осадков в конце августа начало преображаться. Но всходов всё равно было мало.

– Мы успокоили себя тем, что у нас всё равно есть живые корни, в которых накапливается углерод, – сказала Ольга Леонидовна.
К концу ноября влаги было уже достаточно, поля совсем зазеленели. Хладостойкие культуры продолжали вегетировать и в декабре.

– А в середине января, когда выпал снег, мы увидели вот такую картину: на участке, обработанном по классической технологии, глубина снега составляла 5,7 сантиметра. На участке ноутил – 16,8 сантиметра. А там, где были посеяны почвопокровные культуры, глубина снега варьировалась от 26 до 29 сантиметров.
Такое снегозадержание, уверена Ольга Томашова, положительно скажется на урожайности последующей культуры.

– Обычно в разговоре про покровные культуры аграрии спрашивают, возможны ли такие посевы в их климатических условиях. Во-первых, период для вегетации покровных культур должен составлять не менее месяца, а во-вторых, посмотрите, сколько у вас выпадает осадков за этот период. По данным различных учёных, достаточно от 30 до 80 мм осадков. Но, конечно, если мы говорим о 30 мм, то лучше, чтобы они выпали в течение первых двух недель, а не двух месяцев после посева, – отметила Ольга Леонидовна.

Смесь особого назначения

Вопрос зависимости урожая от «покровного» предшественника в КФУ тоже изучали. Схема была следующая: после пшеницы сеяли почвопокровную культуру, а затем – кукурузу.

– Рапс отлично перезимовал и на момент сева кукурузы оказался серьёзным конкурентом за влагу. Мы видим ежегодное снижение урожайности после рапса, в этом году по кукурузе недобор составил 4,6 ц/га, – рассказала Ольга Томашова.

После смеси из масличной редьки с овсом кукуруза «прибавила» полцентнера с гектара, после смесей из 5 и 8 культур прибавка составляла до 7,3 ц/га.

Аналогичный опыт был проделан в севообороте озимая пшеница – почвопокровная культура – озимая пшеница.

– После овса с викой мы имели прибавку 0,5 ц/га, а различные смеси давали прибавку от 0,9 до 2,4 ц/га, – сказала Ольга Томашова.

Ольга Леонидовна посоветовала аграриям подбирать почвопокровные культуры в зависимости от цели использования: для разуплотнения почвы – максимально разнообразную смесь из злаковых и крестоцветных; для высвобождения питательных веществ – крестоцветные с гречихой; для накопления органики – злаковая смесь и бобовые травы.

В КФУ разработали несколько «рецептов» смеси. Например, коктейль из покровных культур для микоризы будет содержать восемь культур: по 20% чечевицы, льна и кукурузы (5, 2 и 1 кг семян соответственно), по 10% яровой вики, гороха и подсолнечника (2,5, 5 и 0,15 кг), а также по 5% проса и суданской травы (0,125 и 0,15 кг).

Азотфиксирующая смесь будет состоять на 20% из озимой вики (5 кг), иметь по 10% таких культур, как горох (5 кг), чина, кормовые бобы, чечевица, нут (по 2,5 кг семян каждого) и соя (0,624 кг), по 5% подсолнечника (0,075 кг), льна (0,5 кг), кукурузы (0,25 кг) и овса (2,5 кг).

Аналогичные рецепты есть для «разуплотняющего» покрова, для покрова, который высвобождает сложные формы калия и фосфора, и так далее (все «рецепты» смотрите на сайте Agrobook.ru).

Творог из кирпича

Крымский растениевод Алексей Перепелица, агроном ООО «Сезам-Агро», четыре года экспериментирует с покровными культурами и утверждает, что некоторые положительные изменения видны невооружённым взглядом.
Два года назад хозяйство провело такой опыт: разделило поле на две части, и одну засеяло покровными культурами, а другую оставило под парами. Весной поле засеяли кукурузой.

«Творог» на участке с покровными культурами (слева) и «кирпич» на поле с паром

– Разницы в урожайности мы не увидели. Более того, перед севом провели анализ почвы и выяснили, что под покровными культурами меньше влаги, чем на парах. Но в то же время на «укрытом» участке накопилось больше элементов питания, да и структура почвы была лучше. На участке под парами мы копнули два раза и обнаружили «кирпич», а почва под покровными культурами была похожа на рассыпчатый творог, – рассказал Алексей Перепелица.

No-till. Пять принципов здоровья почвы. Опыт «Сезам-Агро» (Крым)

«Сезам-Агро» экспериментировал с разными смесями культур, лучший эффект давали многокомпонентные коктейли из 12 видов растений. В прошлом году в результате жесточайшей засухи средняя урожайность пшеницы в хозяйстве снизилась до 12 ц/га. Вместе с тем поля после покровных культур принесли по 14-16 ц/га. В лучшие времена покров давал прибавку в 5-10 ц/га.

Мощное развитие корней ячменя после применения смеси покровных культур. Никаких стимуляторов и удобрений Алексей Перепелица не применял

С прошлого года покровные культуры перестали быть экспериментом и превратились в нашем хозяйстве в обязательный агроприём. Все площади после уборки мы засеяли смесями, – рассказал Алексей Сергеевич. – Но опыты продолжаем. Мы собрали коктейль из 30 различных культур и посеяли их, чтобы проверить идею о том, что разнообразные растения стимулируют развитие почвенной биоты. Мы предполагаем, что благодаря такому разнообразию почвенная биота заработает как единый организм – так, как это происходит в нетронутой природе, в степи, на целине.

Источник

Что дают покровные культуры для почвозащитного земледелия

Процесс деградации почвы, наблюдаемый во многих регионах мира, приобретает угрожающий размах и выходит за пределы контроля. Деградация почвы – одна из главных проблем в сельскохозяйственном производстве

По данным ФАО, в мире 1214 млн га земель деградировано. Основные факторы деградации таковы: водная эрозия – 61,6%, ветровая эрозия – 23,1%, химическая деградация – 12,1% и физическая деградация – 3,2%.

Водная эрозия наиболее опасна на открытых холмистых территориях с высоким уровнем осадков. Ветровая эрозия доминирует в условиях сухого климата и отсутствия растительности на полях. Применение машинных технологий производства во многих случаях также приводит к деградации почвы (химической и физической). Применение несовершенных технологий производства – один из основных факторов деградации почвы.

Конфликт между земледелием и животноводством, системами землепользования, трудозатратами, технологиями и рынком заставляет многие страны обращаться к устойчивым почвозащитным системам земледелия.

При выработке стратегий развития сельского хозяйства, максимально учитывающих сложность реальной ситуации в землепользовании, их следует основывать на целостном подходе, который основывается на потребностях хозяйств и особенностях социально-экономической среды. При этом особое внимание должно уделяться технологиям, которые позволяют хозяйствам поддерживать и развивать их социальный статус при одновременном поддержании и развитии ресурсной базы производства. На первый план выходят проблемы быстрой приостановки процесса деградации почвы, сокращения трудозатрат, сохранения почвенной влаги, увеличения доступности питательных веществ для растений, повышения урожайности культур и устойчивости с.-х. производства. Все эти проблемы являются основным препятствием для гарантированного производства безопасных продуктов питания.

При развитии почвозащитного земледелия специалисты и руководители хозяйств осознают важность таких процессов как посев покровных культур, сохранение пожнивных остатков с использованием севооборотов, посев в междурядьях и беспахотное земледелие. Поиск технологий, интегрирующих эти процессы, привел к минимальной и нулевой обработке почвы, которые в последнее время все более широко применяются во всем мире.

Способы минимальной обработки почвы обеспечивают улучшенный почвенный покров, уменьшают разрушение почвы, увеличивают содержание в ней органического вещества и позитивно влияют на региональные системы земледелия.

Одним из наиболее эффективных приемов снижения деградации почвы является возделывание покровных культур в севооборотах минимальной обработки почвы с целью создания барьера, предотвращающего в первую очередь ее эрозию. Кроме того, покровные культуры могут повышать качество почвы за счет увеличения в ней органического вещества и питательных веществ, повышения стабильности, уменьшения выщелачивания.

Покровные культуры также высевают для создания растительного покрова, живого мульчирования, зеленых удобрений, а также для возделывания культур, подавляющих сорняки, получения корма для животных или продуктов питания. Они бывают однолетними и многолетними, включая бобовые культуры, злаковые и др.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР

Эрозия почвы происходит наиболее часто на полях, не занятых растительностью (рис. 1).

Покровные культуры могут защищать поле от эрозии в период отсутствия основной культуры. Растительные остатки защищают почву от дождевых капель, которые в случае падения на голую почву разрушают почвенные частицы и делают их эрозионно-опасными. Поверхностные стоки замедляются покровными культурами, что улучшает инфильтрацию влаги.

Почвозащитные функции выполняет не только растительная часть покровных культур, но и их корневая система. Кроме того, покровные культуры уменьшают вымывание питательных веществ и пестицидов, а также попадание их в грунтовые воды. Покровные культуры могут обеспечить более ранний доступ машинно-тракторным агрегатам к весенне-полевым работам за счет увеличения несущей способности вспаханной почвы и улучшения тяговых свойств машинных двигателей.

Увеличение органического вещества в почве. Так же как органические удобрения или растительные остатки, покровные культуры могут увеличивать содержание органического вещества в почве. Несмотря на то что увеличение органического вещества в почве происходит медленно, включение покровных культур в севообороты может способствовать поддержанию или незначительному увеличению содержания органического вещества в почве. Покровные культуры особенно полезны в том случае, если из поля убирается вся биологическая масса (например, при выращивании кукурузы на силос).

Увеличение органического вещества в почве повышает качество ее обработки и продуктивность. В процессе разложения органического вещества и растительных остатков в почве образуются составы, цементирующие почвенные частицы в агрегаты, что улучшает структуру и обрабатываемость почвы. Агрегаты способствуют улучшению воздухопроницаемости, аэрации, водной инфильтрации, водозадерживающей способности, облегчают всхожесть и рост корней растений.

Фиксация атмосферного азота. Бобовые растения в совокупности с определенными бактериями обладают способностью извлекать азот из атмосферы и накапливать его в растении. Растения используют полученный азот для образования протеина и других компонентов. Остатки азотфиксирующих растений после разложения в поле образуют азот и другие питательные вещества, которые могут быть использованы последующими культурами. По рекомендации служб распространения знаний Висконсинского университета (США) неубранная масса клевера красного может образовывать в зависимости от густоты стояния растений 56-90 кг/га азота для последующей культуры, например кукурузы. Это количество азота определено с учетом биомассы растения и его корневой системы (рис. 2).

Чем больше биомасса, тем больше азота образует растение естественным образом, а следовательно, тем меньше потребуется вносить его под последующую культуру. Для красного клевера отношение углерода растения к азоту (С:N) находится в пределах от 11:1 до 17:1 и является достаточно малым для быстрого разложения растительных остатков, в процессе которого образуется доступный для растений почвенный азот. Данные Висконсинского университета (Rock County, Kelvin Shelly) показывают, что около 70% от общей массы образованного азота доступно для растений в первый год после выращивания красного клевера. Интенсивное выделение азота происходит в период максимального поглощения его кукурузой (рис. 3).

Размеры симбиотической азотфиксации зависят от многих факторов: от типа и возраста растений, плотности стояния, способа почвообработки, но основополагающий фактор – это вид растения.

Наибольших размеров азотфиксация (до 500 кг/га) достигает при выращивании люцерны, особенно в южных умеренно увлажненных регионах. Высокой азотфиксирующей способностью отличаются люцерна и многолетний люпин. Наименьшее количество азота фиксируют такие однолетние бобовые культуры как горох, вика, сераделла, соя. С точки зрения управления доступность питательных веществ может в некоторой степени зависеть от качества, количества, расположения и времени разложе- ния остатков покровных культур.

Рециркуляция и накапливание неиспользованных питательных веществ. Неиспользованный почвенный азот, оставшийся в почве, в конце выращиваемого сезона имеет тенденцию к выщелачиванию в течение осени, зимы и весны и может попадать в грунтовые воды. Некоторые покровные культуры обладают свойством рециркуляции или накапливания излишних питательных веществ. Обычно эти культуры должны переносить относительно холодные условия для продолжающегося роста после уборки основных культур.

После разложения покровной культуры или уборки ее на корм в почве образуется азот, который будет повторно использован последующим культурами.
Выщелачивание почвы является одной из наиболее острых экологических проблем XXI века, так как приводит к огромным и зачастую невосполнимым потерям питательных веществ. На выщелачивание почвы влияет ряд факторов, причем технологии возделывания сельскохозяйственных культур могут оказывать на нее решающее влияние (рис. 4).

Из графика (рис. 5) видно, что как при традиционной (с применением плужной обработки), так и при минимальной обработке без возделывания покровных культур загрязнение грунтовых вод нитратами, а следовательно, и потери питательных веществ неизбежны. В течение ряда лет после использования озимой ржи как покровной культуры выщелачивание практически было приостановлено.

На процессы выщелачивания влияет ряд взаимосвязанных факторов не только разной природы, но и имеющих различную продолжительность во времени. При этом эти факторы являются трудноуправляемыми и трудноконтролируемыми. Применение покровных культур в севооборотах минимальной обработки почвы является одним из главных приемов, уменьшающих процессы выщелачивания.

Анализ ряда исследований отечественных и зарубежных авторов показывает, что применение покровных культур в севооборотах является стратегически эффективной мерой защиты и восстановления почвенного плодородия в различных агроэкосистемах мира.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР

– Защита почвы и уменьшение почвенной эрозии (водной и ветровой);
– использование живого мульчирования в качестве почвенного покрова,который может служить физическим барьером, подавляющим всходы семян сорных растений и их рост;
– подавление роста некоторых сорных растений путем конкуренции покровных культур с ними за свет, влагу, питательные вещества и пространство;
– улучшение водоудерживающей способности и водной инфильтрации почвы;
– уменьшение температуры почвы и ее защита от температурных колебаний;
– улучшение циркуляции питательных веществ;
– увеличение почвенного азота за счет фиксации атмосферного азота (бобовые);
– увеличение количества почвенных червей, насекомых и микроорганизмов, которые могут повысить качество почвы и ее питательность за счет ускорения разложения органического вещества и растительных остатков (почвенные черви увеличивают инфильтрацию и структуру почвы);
– мощные корневые системы некоторых покровных культур являются своего рода «биологическим плугом» и разрушают подпахотные, уплотненные слои почвы, способствуют развитию почвенных организмов;
– улучшение физических свойств почвы (агрегация почвенных частиц, инфильтрация, пористость, проникающая способность и др.);
– севообороты с применением разных видов покровных культур обеспечивают баланс почвы и способствуют уменьшению проблем с насекомыми-вредителями и заболеваниями (почва и культуры);
– добавление органических остатков покровных культур способствует увеличению содержания в почве органического вещества;
– уменьшение потерь питательных веществ и выщелачивания почвы;
– обеспечение хороших условий для впитывания воды и питательных веществ растениями.

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР

– Потребуются дополнительные средства для посева покровных культур, включающие стоимость семян, а также труд и время для их посева;
– взаимодействие с основной культурой – при бесконтрольном выращивании покровных культур могут проявлять свойства сорняков и конкурировать с основной культурой за свет, влагу, питательные вещества и пространство;
– в засушливый сезон покровные культуры могут отобрать ценную влагу у основной культуры, в другой период – поглотить основное количество азота у основной культуры при неправильном управлении ими;
– для большинства севооборотов с покровными культурами рекомендуется использование стартовой дозы азотных удобрений в процессе посева основной культуры, что компенсирует поглощение азота покровными культурами в начале их роста;
– проблемы, связанные с вредителями и болезнями покровных культур, так же как и поля, заросшие сорняками, могут служить прибежищем для насекомых, болезней и нематод, которые могут отрицательно воздействовать не только на покровные культуры, но и на последующие возделываемые культуры.
Принятие во внимание положительных и отрицательных аспектов покровных культур позволяет оптимизировать их выращивание наряду с основными культурами.
Наилучшим способом достижения устойчивости и сохранения плодородия почвы является принцип сохранения почвенной структуры и регулярное добавление в верхний слой почвы органического углерода, в том числе возделыванием покровным культурам. По данным некоторых исследований (рис. 5), применение покровных культур в совокупности с компостами сопровождается положительным синергетическим эффектом.
При этом следует особенно отметить, что при применении компостов с покровными культурами не только увеличивается содержание нитратов в почве, но они становятся доступными для растений в ранние фазы развития. В последние время в ЕС, а также в ряде других стран для посева семян покровных культур все более широкое применение находит способ совмещения разбросного посева с одной из операций почвообработки (Till-Seeding concept) (рис. 6).

Посев покровных культур при совмещении операций с почвообработкой позволяет:
– уменьшить расход денег при посеве;
– сократить количество культиваций;
– уменьшить износ машин;
– снизить расход топлива;
– уменьшить затраты труда в пиковые периоды сезона;
– произвести более ранний, пожнивный посев;
– выполнить посев в оптимальные сроки;
– сохранить больше влаги;
– повысить плотность стояния растений;
– уменьшить нормы высева;
– уменьшить потребность в дополнительном внесении азотных удобрений;
– улучшить условия роста растений и повысить урожайность.

Таким образом, применение покровных культур стимулирует важные изменения в свойствах почвы. Правильное применение севооборота с покровными культурами на протяжении нескольких лет позитивно сказывается на свойствах почвы (физических, химических и биологических).

Перед выбором покровных культур следует изучить системы производства растениеводческой продукции. При выборе покровных культур важными их свойствами являются: длительность жизненного цикла, нормы высева, зимостойкость, азотфиксация, способность накапливать питательные вещества, продуктовая и кормовая ценность, а также стоимость посева. Конечно, не существует какой-либо одной покровной культуры, удовлетворяющей всем этим свойствам.

Рекомендуется начать адаптацию покровной культуры на небольшом участке, пытаясь понять и проследить интеграцию всех компонентов, включенных в конкретные системы земледелия. Первым шагом к этому должен стать поиск возможности максимального покрова почвы на протяжении всего года. Сюда входит и правильное использование пожнивных остатков, отказ от сжигания растительных остатков (культур и сорных трав), а также подбор подходящих покровных культур (местных и экзотических) для севооборотов, куда также нужно включать пищевые и товарные культуры. Кроме того, необходимо учитывать время для выращивания покровной культуры и период вегетации в соответствии с агроэкологическими зонами и почвенно-климатическими условиями, чтобы обеспечить наилучшее воздействие на почву и на последующие культуры.

При применении покровных культур увеличиваются популяции почвенных макро- и микроорганизмов по сравнению с традиционной почвообрабатывающей системой. Растительные остатки в данном случае способствуют улучшению почвенной структуры, увеличивая стабильность почвенных агрегатов в воде (цементирующее действие органических веществ, полисахаридов, гифов и грибков), водоудерживающую способность почвы, повышая уровень инфильтрации, обеспечивая большую пористость почвы, способствуя почвенной аэрации и уменьшению испарения благодаря мульчирующему слою на поверхности почвы.

Каждое хозяйство может разработать приемлемую для себя систему почвозащитного земледелия в зависимости от местоположения – агроэкологической зоны, топографических особенностей рельефа, высоты над уровнем моря и состава почвы (химических, физических и биологических свойств). (Источник: журнал «Агроном». Автор: Василий Дринча, д. т. н., проф., Агроинженерный центр).

Источник