Солома и сидеральные культуры – важные источники плодородия почвы

Решение задач по экологической безопасности современных систем земледелия и повышению их экономической эффективности должно быть связано с биологизацией земледелия и энергосбережением, одним из главных принципов которых является сохранение и повышение плодородия почвы за счёт использования органических удобрений (навоза, соломы, сидератов).
Биологическая природа плодородия почвы определяется тем, что она создана живыми организмами – растениями и микроорганизмами, которые в агроценозах играют большую роль при формировании плодородия почвы. И, почва, как живой организм, обладает плодородием, пока в ней активно протекают жизненные процессы, связанные с ростом и развитием растений, жизнедеятельностью почвенной микрофлоры. Растения имеют неодинаковый химический состав, и, насыщая почву разными корневыми выделениями, регулируют тем самим состав почвенных микроорганизмов, обновляя его и создавая благоприятные условия для их жизнедеятельности.
Поэтому плодосмен – это средство воздействия растений и микроорганизмов на плодородие почвы, биологический фактор его воспроизводства. Масса поступающих в почву растительных остатков, их качественный состав – важный фактор формирования почвенной биоты.
Процессы разрушения почв и снижения их продуктивности по разным причинам во всем мире приобретают катастрофические размеры. Неблагоприятная ситуация сложилась и в Казахстане, где большая часть почвенных ресурсов в различной степени подвержена деградационным процессам. В настоящее время почти все пахотные почвы заметно утратили плодородие. Содержание гумуса уменьшалось в среднем на 25-30% и значительно изменился его состав. А ежегодные его потери оцениваются в 0,6-1,2 т/га (А.И. Иорганский и др.,2004).

По обобщенным отечественным и зарубежным данным уменьшение содержания гумуса на 1% снижает урожайность зерновых в среднем на 5-6 ц/га. Основные потери гумуса связаны с одной стороны, с его минерализацией под влиянием интенсивной обработки почвы, особенно в паровых полях. А с другой - с недостаточным поступлением в пахотный слой почвы пожнивных остатков и органических удобрений.
В этой связи большое значение придается мульчированию почвы соломой. Солома является хорошим источником восполнения органического вещества в почве. Она содержит всего 15 % воды и примерно на 85 % состоит из органического вещества. В состав органического вещества соломы входят все необходимые растениям питательные элементы, которые минерализуются в почве в легкодоступные формы.
В 1 т соломы содержится 5-6 кг азота, 1-1,4 кг фосфора, 12-18 кг калия, 2-3 кг кальция, 5 г молибдена, 0,2-1,0 г кобальта. Причем, в соломе микроэлементов больше, чем в зерне тех же культур (Васильев В.А., Филиппова И.В., 1985).
Поэтому солому можно рассматривать, как ценное органическое удобрение, способствующее повышению плодородия почвы. Одна тонна соломы зерновых культур по содержанию органического вещества, азота, фосфора и калия равноценна 2-3 тоннам полуперепревшего навоза влажностью 75%.
Однако у соломы широкое соотношение углерода к азоту, и по этой причине в почве она разлагается медленно. Ускорить этот процесс можно внесением минерального азота из расчета 8-10 кг д.в. на 1 тонну соломы, что создает нормальные условия для разложения соломы и деятельности микроорганизмов. Поэтому ее внесение совместно с азотными удобрениями дает высокий эффект. И позволяет избежать отрицательного влияния соломы на урожай в первый год после внесения из-за сильно выраженных процессов иммобилизации минерального азота микроорганизмами в процессе разложения соломы (А. Киреев, Е. Нурманбетов, 2002).

По данным Васько И.А. и Бакаев А.М (1982), полученных во ВНИИЗХ, внесение соломы оказывает положительное влияние на структурное состояние и водопроницаемость почвы, улучшает режим её влажности и фитосанитарное состояние поля. В частности, снижается пораженность яровой пшеницы корневой гнилью. Соломенная мульча, оказывает положительное влияние на накопление почвенной влаги и снижение температуры почвы, способствует лучшему развитию растений яровой пшеницы, повышая её урожай на 1-1,3 ц/га.
Разумеется, использование соломы в качестве источника органического вещества и мульчи не может решить всех вопросов, связанных с улучшением плодородия почвы и созданием оптимального режима питания растений. Применение соломы отнюдь не исключает использования минеральных удобрений, как средства получения приемлемых урожаев высококачественной сельскохозяйственной продукции. Однако в настоящее время минеральные удобрения в Казахстане используются в явно недостаточной степени. Основная причина - их дороговизна.
Другим важнейшим источником повышения плодородия наших почв являются сидеральные культуры, которые используются в качестве органического удобрения, получаемого из зелёной массы возделываемых растений и их корневых и пожнивных остатков. В сочетании с другими органическими и минеральными удобрениями, зелёное удобрение должно стать мощным средством повышения урожаев и увеличения плодородия почв.
Велика роль сидератов в улучшении физико-химических свойств почвы, в повышении биологической её активности. Сидеральные культуры помогают бороться с сорняками и болезнями растений, способствуют снижению засолённости почв, их окультуриванию, защищают почву от всех видов эрозии.
Сидераты являются неисчерпаемым, постоянно возобновляемым источником органического вещества и элементов минерального питания. На сидерат можно использовать весь урожай вегетативной массы, отаву после скашивания культуры на корм или ограничиться только пожнивными остатками. Её можно использовать как подсевную культуру, а при окультуривании участка – в чистом виде.
Сидеральные культуры значительно снижают миграцию питательных элементов по профилю почвы, предотвращая их потери. Пожнивные сидераты - радикальное средство борьбы с эрозией. В осенний период они уменьшают поверхностный и внутрипочвенный сток, защищают почву от эрозии. По сообщению И.А. Максютова (Оренбургский НИИСХ), возделывание яровой пшеницы по сидеральному пару (суданская трава) повышает не только урожайность, но и улучшает качество зерна. Суданская трава даёт хорошие урожаи и в степной засушливой зоне Казахстана. В наших исследованиях (Костанайский НИИСХ) в среднем за 4 года (2009-2012) урожай зелёной массы первого укоса составил 103 ц/га. Отава суданки (а она бывает ежегодно) может с успехом использоваться на сидерат.

Сидеральные удобрения оказывают благотворное влияние на агрофизические и агрохимические свойства почвы при значительной экономии труда и средств.
Летние посевы сидератов более производительно, чем весенние, используют осадки второй половины лета, которые полностью теряются за период парования. Кроме того, растения «уходят» от повреждения вредителями. Например, рапс, при летнем способе посева не повреждается крестоцветной блошкой. Преимущество летних посевов сидератов заключается ещё в том, что при запашке в осенний период, когда в почве преобладают анаэробные процессы, разложение органического вещества идёт медленно, с образованием гумуса. Немаловажную роль в пополнении почвы органикой играют пожнивные и корневые остатки сидеральных растений. В наших условиях они составляют две трети от общей фитомассы. Заделка свежего органического вещества способствует повышению биологической активности почвы, и повышает урожайность последующих культур.
В Северном Казахстане хорошо удаются летние посевы рапса на зелёное удобрение. Урожай зелёной массы в среднем за 4 года (2009-2012) составил 269 ц/га, в том числе в засушливом 2012 году – 262 ц/га. В наших исследованиях мы получили урожай яровой пшеницы после рапса на уровне второй культуры после пара).

Прекрасной сидеральной культурой является донник жёлтый. Это двулетнее бобовое растение. По засухоустойчивости и зимостойкости донник превосходит люцерну и эспарцет. К почвам менее требователен. Хорошо растёт на песчаных, солонцеватых и глинистых почвах. Донник подсевается под любую зерновую культуру, которая впоследствии убирается на высоком срезе. Урожай зелёной массы эта культура даёт на следующий год уже в первой половине лета. Первый укос донника обычно используют на корм скоту, а отаву – на сидерат.
Несмотря на засуху в первой половине лета 2013 года урожай зелёной массы донника в наших исследованиях составил 205 ц/га. В годы с осадками во второй половине лета, донник способен давать хорошею отаву, которая совместно с хорошо развитой корневой системой может с успехом использоваться на сидерат.

Выдающуюся роль в повышении плодородия почвы играют многолетние травы, особенно бобовые. Многолетние травы, как в виде травосмесей (житняк + люцерна + эспарцет), так и в чистом виде (люцерна) при хорошем уходе (подкормка фосфорными и азотными удобрениями, обработка игольчатой бороной БИГ-3) и 4-5-летнем использовании являются гарантированным источником высококачественных грубых кормов, особенно в годы с июньской засухой. В среднем за 6 лет исследований (2008-2013) в стационарных опытах Костанайского НИИСХ урожай сена многолетних трав составил 40 ц/га. В условиях жесточайшей засухи 2012 года был получен урожай высококачественного сена люцерны 2-го года использования 36,7ц/га, а в 2013 году люцерна 3-го года использования дала урожай 35,2 ц/га. Как правило, люцерна 2-3 года использования даёт отаву, равную до 50 % от урожая первого укоса.
Многолетние травы обладают способностью извлекать своими корнями из почвы необходимый для склеивания комочков кальций и переносить его в верхний горизонт, где он, соединяясь с перегноем, придаёт комочкам необходимую прочность.

Возделывание многолетних трав трёх лет жизни положительно сказывается на содержании гумуса. В засушливых условиях больше гумуса накапливают эспарцет, люцерна и козлятник.
Важным показателем агрономического состояния почвы является численность эколого-трофических групп микроорганизмов, участвующих в круговоротах азота и углерода. Они определяют доступность питательных элементов для развивающихся растений.
В исследованиях, проведенных совместно с учеными НГАУ (Л.Н.Коробова, Россия, 2008), учитывались микроорганизмы, расположенные в ризосфере яровой пшеницы. При этом было установлено, что на состав микрофлоры кроме соломы и удобрений значительное влияние оказывают протравители семян. Из проанализированных протравителей наиболее благоприятные условия для развития почвенных микроорганизмов отмечались в вариантах с применением препаратов Юнта и Ламадор. При этом в 4,8-5,8 раза увеличилась скорость минерализации растительных остатков и в 2 с лишним раза - численность свободных несимбиотических азотфиксирующих бактерий.
Все это способствовало повышению плодородия почвы, пополнению ее азотом и лучшему обеспечению этим элементом молодых растений.
Об этом же свидетельствует падение в 2 и более раз численности олигонитрофилов (живущих на остаточных количествах азота) и снижение обилия олигокарбофилов - микроорганизмов, способных перерабатывать гумус в отсутствие легкогидролизуемых растительных остатков. Таким образом, обработка семян яровой пшеницы протравителями Юнта и Ламадор повышает интенсивность микробиологических процессов в круговороте азота.
Кроме этого, протравитель семян Юнта снижает фитотоксичность ризосферных грибов, и тем самым способствует очищению почвы от их токсинов и значительному (более чем в 5 раз) увеличению количества азотфиксирующих бактерий, участвующих в структурообразовательных процессах. При этом усиливается процесс связывания и усвоения растениями минерального азота из неорганических компонентов и удобрений, а также снижаются потери органического вещества из гумуса и соломы.
Стимулирование роста и развития микроорганизмов, повышающих плодородие почвы и продуктивность растений, делает применение протравителя Юнта важным элементом минимальных и нулевых технологий.

Таким образом, забота о плодородии почвы должна проявляться во всех звеньях системы земледелия. На современном этапе развития сельскохозяйственного производства в Казахстане первоочередное внимание на наш взгляд необходимо уделять оптимизации системы обработки почвы, введению и освоению плодосменных севооборотов, использованию измельчённых пожнивных растительных остатков, сидеральных культур, однолетних и многолетних трав, являющихся реальной альтернативой чистых паров во многих регионах Казахстана. Разумеется, все эти меры не исключают необходимости применения минеральных удобрений, без которых важнейший закон земледелия – закон возврата - не будет работать. Следовательно, и все наши усилия по сохранению и повышению плодородия почвы не дадут желаемого результата. Чтобы этого не произошло, и необходим комплекс вышеуказанных мер, которые позволят сохранить и приумножить плодородие почв.