Глава 6. Регулирование почвенных условий в органическом земледелии

Глава 6. Регулирование почвенных условий
в органическом земледелии
6.1. Влияние многолетних трав на плодородие почвы
Плодородие – сложное интегральное свойство почвы, которое определяется ее механическим, химическим и минералогическим составами, но при
этом важнейшее значение имеет содержание в почве органического вещества
и его качественное состояние.
Органические вещество почвы образуется из остатков растений, отмерших микроорганизмов, почвенных животных, а также продуктов их жизнедеятельности.
Академик В. П. Мосолов (1950) утверждает, что многолетие травы, бобовые и злаковые, оставляют после себя в почве большое количество корней
и пожнивных остатков, оказывают огромное влияние на повышение плодородия почвы.
Корневые и пожнивные остатки, разлагаясь при доступе воздуха, образуют перегной, который увеличивает растворимость почвенных минералов и
распадается до просты солей. Происходит процесс минерализации органического вещества.
Растительные остатки служат также энергетическим материалом для
развития жизнедеятельности полезных почвенных микроорганизмов.
Культура травосмеси из многолетних бобовых и злаковых трав имеет
преимущество перед посевом каждой из этих трав в отдельности и громадное значение в поднятии плодородия почвы: многолетние злаковые травы,
развивая корневую систему, главным образом, в пахотном горизонте, после отмирания разлагаются при доступе воздуха и способствуют развитию
аэробных бактерий. Второй компонент травосмеси – многолетние бобовые
травы уходят своими корнями глубоко в почву, извлекают из почвенных
слоев и переносят в верхние горизонты питательные вещества – фосфор,
кальций.
А.И. Кузнецова (1966) утверждает, что одна из главных задач травя-
ного поля в севообороте – накопление в почве возможно большего количества органического вещества и создание мелкозернистой структуры. Чем
лучше развитие надземной массы трав, тем лучше и развитие корневой
системы, ежегодно обогащающей почвы свежим органическим веществом.
Многолетние бобовые травы оставляют в слое 0-20 см более 78-80% корней.
Влияние трав на почвенное плодородие определяется количеством
корней, ежегодно отмирающих в почве, количеством пожнивных остатков,
характером и темпами разложения запаханной органической массы. Ежегодное отмирание корней многолетних трав в ½ - ¼ от всей массы в почве.
Ход процесса гумификации органических остатков зависит также от вида и
возраста травы и от почвенных условий.
Культура многолетних трав является одним из важных приемов восстановления утраченных запасов гумуса в почвах, находящихся в сельскохозяйственном пользовании, причем это влияние сопровождается как уже
было указано, значительным улучшением структурности почв.
Наибольшее количество растительных остатков бывает после запашки
трав. Это богатый источник органического вещества, который обеспечивает
плодородие почвы на несколько лет. Ценность пласта многолетних трав состоит в том, что запахиваются корни, содержащие значительное количество
белков, углеводов и других органических веществ. В корнях бобовых трав,
особенно клевера и люцерны, содержится много азота и кальция.
Растения с глубокой и мощной корневой системой, такие как люцерна
и другие, кроме большой массы корневых остатков, оказывают на плодородие почвы многостороннее влияние. Оно состоит в том, что их сильные
стержневые корни пронизывают плотные подпахотные слои, проделывая в
них большие ходы. Отмирая, такие корни оставляют трубы, наполненные
рыхлым органическим веществом. Корни дренируют почву на большую глубину, и это очень помогает росту последующих культур.
Корни этих культур производят еще одну важную работу. Они из глубоких слоев почвы подают не только воду, но и значительное количество минеральных солей. В глубоких подпахотных слоях накапливается много углекислого газа, который, растворяясь, образует угольную кислоту Н2СО3, в
свою очередь, растворяющую минералы. При этом в раствор переходят фосфор, калий, кальций и другие элементы. Корни растений поднимают растворенные соли, а после отмирания значительная часть их откладывается в пахотном слое почвы.
Из группы глубококорневых культур завоевал авторитет донник. Кроме кормового достоинства, донник показал себя хорошим мелиоратором. На
солонцах он дает приличный урожай сена, а самое главное способствует их
улучшению. Мощная корневая система донника пронизывает слои солонца,
улучшает их водный и воздушный режим, что способствует рассолению этих
слоев. Урожай последующих зерновых культур значительно повышается.
В.Е. Шевчук (1977) пишет, что следует отметить большую ценность
растительных остатков бобовых культур. Пожнивные остатки и корни бобовых содержат 1,5-2% азота, а небобовых – 0,5-0,8%. Таким образом, бобовые
концентрируют рассеянный в почве азот в органические соединения, которые
в дальнейшем хорошо разлагаются в почве.
После бобовых, даже без симбиотической азотфиксации, содержание
азота в корнях и растительных остатках увеличивается. Это связано как с
биологическими особенностями бобовых, так и с тем, что вегетирующие растения изменяют энергетические условия для почвенных микроорганизмов. В
результате происходит усиленная трансформация азота самой почвы, поглощение и накопление его в разных частях растений.
Основное значение в накоплении органического вещества почвы имеют
пожнивные остатки сельскохозяйственных культур. Поступающие в почву
растительные остатки служат источником энергии для жизнедеятельности
микроорганизмов и элементов минерального питания для растений, а также
исходным материалом для образования гумуса.
Среди различных сельскохозяйственных культур бобовым принадлежит ведущее место в обогащении почвы органическим веществом, как с точки зрения количества, так и его качества.
Наибольшее количество органического вещества оставляют многолетние бобовые травы (люцерна, клевер) второго и третьего года жизни.
Роль бобовых культур в регулировании почвенного плодородия сложна
и многообразна. Они не только изменяют круговорот азота в земледелии и
способствуют накоплению органического вещества с низким отношением
углерода к азоту, но и оказывают воздействие на развитие микроорганизмов
и ферментативную активность почвы.
В процессе жизнедеятельности растений через корневую систему в
почву выделяются различные органические вещества, оказывающие влияние
на питание многочисленной и разнообразной гетеротрофной микрофлоры.
Вследствие этого, в ней и особенно в ризосфере увеличивается численность и
изменяется качественный состав микроорганизмов.
Повышение биологической активности почвы при возделывании бобовых является одним из основных факторов повышения плодородия почвы,
роста продуктивности последующих культур и улучшения качества урожая.
При изучении многолетних трав Ш.К. Хуснидинов и др. (1999) выделяют козлятник восточный, который обладает рядом ценных биологических
особенностей. Как бобовое растение, козлятник обладает способностью усваивать атмосферный азот и накапливать его в почве, а за счет мощной, хорошо развитой корневой системы усваивать фосфор и калий из трудно растворимых соединений и подпахотных горизонтов, и перекачивать их в пахотный слой.
Главное достоинство козлятника - большое количество органического
вещества, которое остается после уборки культуры. Наблюдения показали,
что содержание общего количества органического вещества в корневых и
пожнивных остатках галеги составляет 12,2 т/га. Содержание гумуса в ре-
зультате применения сидерации повысилось на 0,61 т/га. Пахотный горизонт
обогащался азотом, фосфором и калием, в почву вносилось соответственно:
азота 183,4, фосфора-24,0, калия-86,8 кг/га.
Посевы козлятника благоприятно влияют на почвенную структуру, с
которой связаны водно-физические свойства почвы.
В эспарцетовом занятом пару, по данным Н.И. Зезюкова и др. (2000),
накапливается 8,2 т/га растительных остатков, в которых содержалось 142
кг/га азота, 26 – фосфора и 77 кг/га калия. Соотношение углерода к азоту в
них было 22.
При возделывании в занятом пару донника, который менее требователен, к почвам, чем эспарцет, более засухоустойчив, накапливалось 8,7 т/га
пожнивно-корневых остатков, в них содержалось 154 кг/га азота, 25 фосфора
и 84 кг/га калия. Урожай зеленой массы донника выше, чем эспарцета.
Если использовать эти культуры в качестве сидератов, то их запашка
будет эквивалентна внесению 30-40 т/га навоза. При этом затраты на выращивание и запашку в 2-3 раза ниже, чем при заделке навоза, особенно на
дальних полях.
О.В. Рябинина и др., (2002) считают, что возделывание эспарцета песчаного является весьма важным направлением экологизации и биологизации
земледелия, резервом успешного решения проблемы, как производство высококачественных кормов, так и улучшение плодородия почвы.
Совершенно очевидно, что увеличение площадей под многолетними
бобовыми травами, их смесями со злаковыми является наиболее дешевым и
доступным способом обеспечения животноводства высококачественными
кормами, повышения продуктивности пашни, сохранения и повышения плодородия почв.
При наличии трав в севооборотах на уровне 25% ликвидируется отрицательный баланс гумуса (Серегин и др., 2003).
Каждый гектар многолетних трав оставляет 4-5 т корневых и пожнивных остатков и около 150-160 кг связанного азота, 1 кг которого обходится в
восемь раз дешевле, чем 1 кг азота промышленных туков.
Поэтому очень важно расширять посевы бобовых трав не только в кормовых и специализированных севооборотах, но и в полевых (Дедов, 2002).