Методические рекомендации по использованию сидеральных культур с целью сохранения почвенного плодородия (стр. 3 )

Важным источником гумуса и повышения плодородия почвы является солома зерновых культур. Хороший эффект наблюдается при комбинации соломы и зеленого удобрения. Лучшее действие отмечается при использовании на зеленое удобрение бобовых культур, так солома оказывает положительное влияние на рост бобовых и фиксацию ими азота из атмосферы. Сочетание соломы с зеленым удобрением позволяет исключить внесение минеральных азотных удобрений, а также создает благоприятные условия для образования гумуса в почве после запахивания. При запашке зеленой массы сидерата при высоком содержании в ней азота происходит быстрая минерализация органической массы, что может приводить к непроизводительным потерям азота. Совместное использование соломы и сидератов можно осуществлять в двух направлениях. Первое, когда солома зерновых культур измельчается и запахивается с последующим посевом сидеральных культур, второе – подсев сидеральных культур (ранние сорта клевера) под зерновые с последующим измельчением соломы и рассеиванием ее по полю в виде мульчи.

Интересен опыт СПК «Русь» Верхошижемского района. Они первыми в области приступили к запашке соломы на удобрение и проводят эту работу в течение 15 лет. Тем самым резко снизили затраты на ее уборку. Одним из результатов стал положительный баланс гумуса в почве (Чикилев, 2001).

Под влиянием сидерации улучшается воздушное питание растений, активизируется деятельность почвенной микрофлоры, усиливается биологическая активность почвы. Внесение сидератов способствует развитию в почве микроорганизмов углеродного и азотного циклов и в целом улучшению структуры ее микробного сообщества. По данным исследований и др. (2002) общая биомасса микроорганизмов в почве с внесением сидератов и соломы увеличилась соответственно на 40 и 30 %, тогда как содержание грибов значительно снизилось – в 6 и 13 раз. Наибольшей эффективностью действия на биологическую активность почв обладают сидераты, вследствие их обогащенности углеводами, белками и другими легкогидролизуемыми субстратами, а самой доступной и экономичной в использовании является солома.

Исследования НИИСХ Северо – Востока (гг.) показали, что запашка сидеральной культуры (пелюшка + овес) увеличивала общую численность микроорганизмов в различные периоды вегетации озимой ржи в 1,1-1,6 раза. Разложение льняной ткани при определении биологической активности почвы под рожью при размещении её по сидерату (вика + овес) повышалось на 7,4 и 42% по сравнению с размещением после занятого однолетними травами пара и картофеля. Биологическая активность почвы повышалась в севооборотах с сидеральными парами на 9,5-15,7% по сравнению с севооборотами с занятыми парами.

Разложение льняного полотна в пахотном слое (гг.) в сидеральных севооборотах (донник и смесь горчица + пелюшка + овес) было наибольшим – 56,3 и 59,0% ,что выше на 4,0-8,0% чем в севооборотах с занятыми парами, в этих же севооборотах отмечали снижение пораженности зерновых культур корневыми гнилями.

Сидеральные культуры высвобождают фосфор, калий, кальций и магний из труднодоступных форм в почве и вводят их в биологический круговорот. Они перераспределяют элементы питания из нижних горизонтов в пахотный слой почвы. Зеленое удобрение улучшает агрохимические свойства почвы (увеличивает рН, сумму поглощенных оснований, снижает гидролитическую кислотность и количество подвижного алюминия). Использование промежуточных посевов в качестве сидератов снижает миграцию азотистых веществ по почвенному профилю и предотвращает опасность загрязнения грунтовых вод. В годы с промывным режимом сидеральные культуры сокращают потери азота с инфильтрационными водами до 50-60 %, что имеет важное экологическое значение.

Сидерация сокращает время пребывания почвы без растительности, что предохраняет ее от водной и ветровой эрозии, предотвращает улетучивание азота вследствие процессов денитрификации, что обусловливает охрану окружающей среды. Обогащая почву органическим веществом, зеленое удобрение повышает связность песчаных и супесчаных почв, что улучшает их водно – физические свойства.

Улучшение биологических показателей плодородия почвы сопровождается позитивными изменениями агрофизических свойств почвы. Запашка зеленой массы сидератов снижает плотность сложения почвы в пахотном слое, повышает содержание структурных агрегатов и водопроницаемость почвы. Посевы сидеральных культур оказывают положительное влияние на структуру почвы, от которой в значительной степени зависят многие показатели плодородия. Экспериментальные данные кафедры земледелия Нижегородской сельхозакадемии свидетельствуют о положительном действии сидерации на количество водопрочных агрегатов. По общему количеству водопрочных агрегатов черный неунавоженный пар уступил (в среднем за 1988 – 1990гг.) люпиновому пару на 6,3% (Заикин и др., 1996). По данным и др. (2004) при включении в севообороты сидеральных культур (горчицы) содержание водопрочных агрегатов увеличилось на 10,2-13,0% в сравнении с зерновыми севооборотами без сидератов.

Наши исследования (2001г.) показали, что в пахотном слое сидерального пара (пелюшка+овес) содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов было выше на 8,7% и на 7,2%, чем в чистом (при внесении навоза) и занятом парах.

Весьма существенно влияние сидерального пара на плотность сложения почвы. Так, в слое 10-20см перед посевом озимой пшеницы она была в сидеральном пару на 0,07-0,10г/см3 ниже, по сравнению с чистым паром. Плотность сложения почвы оказывает значительное влияние на условия развития корневой системы возделываемых сельскохозяйственных культур. Отклонение ее от оптимальных значений отрицательно сказывается на мощности корневой системы растений. Запашка зеленых удобрений, обеспечивая снижение плотности почвы, способствует приросту большей массы корней и проникновению их в более глубокие слои почвы (Заикин и др., 1996).

Цель улучшения состояния почвы всегда заключается в повышении ее пористости. Из биологических процессов, способствующих возобновлению объема пор, на первом месте среди культурных растений - сельскохозяйственные культуры со стержневой корневой системой. Сидеральные культуры со стержневой корневой системой улучшают физические свойства почвы. В опытах на дерново-подзолистой почве запашка сидерата способствовала увеличению некапиллярной порозности: на глубине 20-30 см по люпину она была в 2-3 раза выше, чем на контроле. На этой глубине после люпина значительно повышается аэрация и снижается плотность почвы (табл.4).

Таблица 4 – Влияние многолетнего люпина на физические свойства почвы (, 1990)

Варианты	Глубина, см	Общая порозность,%	Аэрация, %	Плотность сложения, г/см3
по всходам	перед уборкой	по всходам	перед уборкой	по всходам	перед уборкой
Без удобрений (контроль)	0-10 10-20 20-30	47,5 41,7 38,0	48,5 43,0 38,9	37,2 24,8 19,8	60,1 49,9 42,8	1,29 1,43 1,53	1,29 1,45 1,54
Многолетний люпин	0-10 10-20 20-30	39,5 42,5 38,3	51,9 45,9 40,5	49,7 28,7 22,4	69,1 56,7 50,5	1,26 1,4 1,51	1,23 1,36 1,53

Актуальность и неоценимая польза сидеральных культур, особенно со стержневой корневой системой, как улучшателей физических свойств почвы возрастает в современном земледелии, когда необходимость снижения расходов сельскохозяйственного производства ведет к появлению на полях все более эффективных машин и, как результат, более тяжелых и габаритных. Это неизбежно ведет не только к переуплотнению пахотного слоя почвы, но и к уплотнению подпахотного на значительной глубине, долговременные последствия которого пока трудно оценить. О таких последствиях предупреждают, например, ученые из Швейцарии(Spiess, Dieserens,2001) и Эстонии (Kuht, 2006). Механическое рыхление почвы подпахотного горизонта является очень трудоёмкой операцией и улучшает ее структуру лишь на короткое время. Восстановление натуральной структуры – это процесс, который длится несколько лет и требует особой защиты от очередного переуплотнения. Отсюда вывод, что прежде всего следует принимать меры, предупреждающие уплотнение глубокого подпахотного слоя, так как ликвидация его последствий очень дорого стоит и может быть неэффективна (А. Шептыцки,2007).

Сидеральные культуры оказывают иссушающее влияние на почву. Однако в условиях Кировской области при выпадении достаточного количества осадков за период от запашки зеленого удобрения до посева озимых культур запасы продуктивной влаги в сидеральном пару активно пополняются, приближаясь по абсолютному значению к запасам продуктивной влаги в черном пару. Промежуточный сидерат, запаханный поздно осенью не уменьшает запасов продуктивной влаги к моменту посева яровых культур.

Наши исследования (гг.) подтверждают, что в особенно засушливые годы количество продуктивной влаги преобладало в севооборотах с чистым и сидеральным парами. В умеренно влажные годы севообороты с чистым, сидеральным и занятым парами по содержанию влаги были на одном уровне.

В годы с недостаточным количеством осадков различия по парам перед посевом озимой ржи выравнивались за счет выпадающих в этот период осадков.

5. Влияние сидеральных культур на фитосанитарное состояние посевов Сидераты выполняют фитосанитарную роль – снижают засоренность и поражаемость болезнями и вредителями возделываемых культур. Ускоряя разложение растительных остатков – носителей почвенных фитопатогенов, зеленое удобрение в несколько раз повышает биологическую активность сапрофитной микрофлоры, которая является антагонистом почвенных грибов – возбудителей многих болезней культурных растений. По данным (2007) пожнивная сидерация горчицей белой снижала поражение ячменя корневыми гнилями в 1,5-2раза. Являясь дополнительным элементом чередования культур в севооборотах узкой специализации, а также зеленым удобрением промежуточные посевы сидеральных культур оказывают положительное влияние на фитосанитарное состояние севооборотов. По данным и др. (2000) пораженность зерновых культур корневыми гнилями при введении в севооборот промежуточных сидератов снижалась на 19-24%. Засорённость ячменя уменьшалась на 15…30%, снижалась потенциальная засорённость почвы. В опытах и др. (1996) запашка зеленой массы многолетнего люпина стимулировала микробиологическую активность по всему профилю пахотного слоя. Распад льняной ткани в слое 10-20 см под ячменем в варианте с сидератом был на 8,1% выше по сравнению с вариантом без него.

Крестоцвеные культуры способны оказывать губительный ризосферный эффект на пырей ползучий, вызывая закупорку сосудов его корневищ метаболитами этих культур в виде бурой массы.

Эффективность зеленоукосных культур в борьбе с сорняками возрастает на фоне весеннего полупара, когда от начала поспевания почвы до 15 июня проводят 3-5 культиваций по мере появления шилец сорняков. При последующем двукратном посеве редьки масличной гибель корневищ пырея составляет 97,5%, горохо-овсяной смеси – 99,6%, вико-овсяной – 97,7%. Редька масличная и рапс яровой одновременно со снижением засоренности многолетними сорняками (на 92%) снижали засоренность и малолетними сорняками (на 90%). Было установлено, что по способности подавлять малолетние сорняки культуры располагаются в следующем убывающем порядке: редька масличная; рапс яровой; рапс озимый; сурепица яровая; сурепица озимая. В уничтожении пырея ползучего велика роль промежуточных и поукосных культур. Например, возделывание редьки масличной и рапса ярового в поукосных посевах снизило количество растений пырея ползучего почти в 3 раза. При этом отмирание его корневищ составило соответственно 65 и 62%, а их масса уменьшилась на 76 и 74%.

В другом случае, после возделывания озимой ржи на зеленый корм и посева после нее пелюшко-овсяной смеси на зеленый корм, засоренность пыреем снизилась при проведении вспашки под обе культуры более чем в 30 раз, а при дисковании без вспашки - в 10 раз. Там, где озимая рожь выращивалась на зерно, засоренность после зяблевой обработки снизилась только в 1,5-2 раза (Ленточкина, Ленточкин, 2007).

В опытах НИИСХ Северо-Востока засоренность поукосных промежуточных посевов была низкой – 4-16шт/м2. Хорошо развитые растения ярового рапса и горчицы белой подавляли растения малолетних сорняков. После промежуточных сидератов с участием горчицы и рапса засоренность посевов яровой пшеницы снизилась. Сидеральные культуры (рапс и горчица), посеянные после вико-овсяной смеси на зеленый корм, снизили засоренность последующей культуры севооборота – яровой пшеницы на 18% по количеству сорных растений и на 40-51% по сухой массе сорняков по сравнению с контролем.

Сидеральные культуры (рапс и горчица), посеянные после озимой ржи на зеленый корм, снизили засоренность последующей культуры севооборота – яровой пшеницы на 33% по количеству сорных растений и на 57-61% по сухой массе сорняков по сравнению с контролем (табл.5).

Таблица 5 – Засоренность посевов яровой пшеницы в зависимости от предшественников (сидеральных культур), 2007 г.

Сидеральные культуры	Сорняков, шт/м2	Сухая масса сорняков, г/м2
штук	%	грамм	%
1.Отава вико-овсяной смеси (контроль)	176	100	86	100
2.Клевер подсевной под вико-овсяную смесь на зеленый корм	186	106	76	88
3.Райграс однолетний подсевной под вико-овсяную смесь на зеленый корм	168	95	59	69
4.Вико-овсяная смесь+рапс после вико-овсяной смеси	145	82	52	60
5.Вико-овсяная смесь+горчица после вико-овсяной смеси	146	82	42	49
6.Клевер луговой (2-й укос)	140	79	40	46

Таблица 6 – Засоренность посевов яровой пшеницы в зависимости от предшественников (сидеральных культур), 2008 г.

Сидеральные культуры	Сорняков, шт/м2	Сухая масса сорняков, г/м2
штук	%	грамм	%
1.Отава озимой ржи (контроль)	205	100	62	100
2.Клевер подсевной под озимую рожь на зеленый корм	135	66	48	77
3.Вико-овсяная смесь+рапс после озимой ржи	137	67	24	39
4.Вико-овсяная смесь+горчица после озимой ржи	138	67	27	43
5.Клевер подсевной под озимую рожь на зерно	152	74	45	72
6.Клевер луговой (2-й укос)	138	67	54	87

В другом опыте НИИСХ Северо-Востока, где выявлялись наиболее благоприятные варианты, позволяющие устранить причины, снижающие урожайность в звеньях с высоким насыщением зерновыми культурами и использованием промежуточных культур (рапс на зеленое удобрение и всевной горох) отмечали снижение засоренности от посевов рапса после озимой ржи и ячменя на следующей культуре – 16,7%, от гороха, который всевался в посев озимой ржи – 64,7%. Количество сорных растений в посевах последней культуры звена (овес) снижалось относительно первой культуры более чем в три раза.

6. Сравнительная урожайность сидеральных культур

В опытах НИИСХ Северо-Востока (гг.) в полевых севооборотах с различными видами сидеральных и занятых паров на дерново-подзолистых слабосуглинистых почвах возделывали сидеральные культуры-клевер луговой, донник, смесь горчица+пелюшка+овес. Минеральные удобрения вносили в дозе N45P45K45 . Сидеральные культуры запахивали за месяц до посева озимой ржи (23-27 июля). Донник подсевали под овес, клевер луговой под ячмень и овес.

В среднем за годы исследований (табл.7) получена высокая урожайность клеверов 7,52-8,79 т/га сухого вещества, донник наращивал не меньшую наземную массу-7,58 т/га, хотя по годам были значительные колебания, урожайность смеси однолетних трав была в среднем на уровне 6,82 т/га.

На урожайность донника и клевера лугового оказывала влияние урожайность покровной культуры, чем выше ее урожайность, тем сильнее снижается урожай клевера и донника. Если смесь горчица+пелюшка+овес попадала в весенне-летнюю засуху, то урожайность ее также существенно снижалась.

Таблица 7 – Урожайность сидеральных культур в севооборотах и содержание в них питательных элементов (г. г.)

Культура	Зеленая масса, т/га	Сухое вещество, т/га	Содержание питательных веществ, кг/га.
N	P2O5	K2O
Клевер I г. п.	26,98	7,52	99,38	24,28	100,24
Клевер II г. п.	28,80	8,79	131,2	25,21	112,1
Донник	17,50	7,58	71,95	24,62	96,69
Горчица+пелюшка+овес	20,44	6,82	64,86	17,37	98,31

Как показали опыты НИИСХ Северо – Востока на осушаемых землях (гг.) более высокую урожайность зеленой массы обеспечили клевер луговой и вико-овсяная смесь (табл.8).Озимую рожь и однолетние травы возделывали на фоне N60P60K60, а клевер луговой – без удобрений.