agronom.me
Меню

Агрохимия

Влияние пожнивных и корневых остатков на плодородие почв

Студенту

8 мин чтения

АГРОХИМИЯ А

Пожнивные и корневые остатки — это постоянный и бесплатный источник органического вещества для поля. Их фактическое количество зависит от биологических особенностей выращиваемых культур и общей продуктивности севооборота. Разумная работа с этими остатками помогает агроному сохранять плодородие почвы без дополнительных затрат на покупную органику.

Минеральные и органические удобрения значительно увеличивают накопление корневой и пожнивной массы. Этот эффект проявляется как на отдельных культурах, так и в целом за ротацию севооборота. При этом объем надземных остатков сильно зависит от высоты среза и выбранного способа уборки.

Высота среза при уборке напрямую регулирует объем пожнивных остатков. Чем выше срез, тем больше органики и элементов питания возвращается в почву.

  • Максимум корневых остатков клевера с удобрениями — 39,1 ц/га
  • Минимум пожнивных остатков картофеля без удобрений — 1,1 ц/га
  • Накопление азота клевером с удобрениями — 97,78 кг/га
  • Накопление азота картофелем без удобрений — 15,68 кг/га

По химическому составу остатки культур далеко не равноценны. Наибольшая концентрация азота и фосфора содержится в остатках многолетних бобовых трав, а также в корнях картофеля. Удобрения не только увеличивают общую биомассу, но и повышают процентное содержание азота, фосфора и калия в растительных тканях.

Культура Без удобрений, ц/га С удобрениями, ц/га
Пожнивные остатки Корневые остатки Пожнивные остатки Корневые остатки
Озимая рожь на зеленую массу 2,3 19,1 4,8 24,1
Люпин 4,7 14,4 6,7 20,6
Озимая рожь 8,4 15,7 11,2 20,7
Сахарная свекла – 7,3 – 11,0
Овес 6,1 15,8 8,6 22,1
Кукуруза 3,6 12,7 6,8 22,5
Клевер 9,6 32,4 12,4 39,1
Картофель 1,1 7,5 2,6 8,8
Ячмень 6,6 19,1 8,8 21,6
Всего за ротацию 50,6 158,8 73,3 212,0
На 1 га пашни 5,6 17,1 8,1 23,6
Культура Накопление элементов без удобрений, кг/га Накопление элементов с удобрениями, кг/га
N P2O5 K2O N P2O5 K2O
Озимая рожь на зеленую массу 25,26 8,12 10,88 38,98 11,92 22,11
Люпин 34,19 6,87 6,67 47,10 11,05 18,38
Озимая рожь 19,47 6,34 12,32 30,37 8,96 23,55
Сахарная свекла 10,50 2,97 3,81 14,85 4,49 7,45
Овес 17,36 5,90 10,73 25,91 9,54 23,80
Кукуруза 17,25 4,45 7,06 30,93 9,20 22,50
Клевер 77,18 19,93 16,87 97,78 28,05 38,40
Картофель 15,68 3,12 1,75 19,50 3,91 4,16
Ячмень 26,42 7,37 8,64 32,66 8,92 17,50
Всего за ротацию 260,83 71,01 90,48 367,37 105,55 206,61
На 1 га пашни 28,83 7,89 10,05 40,82 11,72 22,96

Зеленое удобрение: как работает сидерация на практике

Сидерация — это классический прием обогащения почвы органикой за счет выращивания и последующего запахивания живой зеленой массы. В отличие от соломы или перепревшего навоза, при сидерации в почву заделывают еще неотмершую, сочную растительную биомассу. Она содержит легкодоступные сахара, крахмал, белки, азот, а также активно работающую корневую систему.

В мировом земледелии сидерация применяется около 3000 лет, начиная с древнего Китая и Индии, где под нее сегодня отводят более 10 млн га. Высокую ценность этой технологии отмечали еще в источниках 79 года н. э., указывая на эффективность заделки люпина. В Европе этот метод начал распространяться с XVI века во Франции и Испании, а с конца XVIII века — в Германии. В первых отечественных опытах с люпином в качестве зеленого удобрения, которые проводились с 1881 по 1905 год, а также в 1888 году, было доказано положительное влияние сидератов на урожайность последующих культур.

Запашку люпина на зеленое удобрение нужно проводить строго до образования бобов. В противном случае стебли растений одревеснеют, содержание азота в них снизится, а период разложения органики в почве увеличится.

  1. Выращивание сидеральной культуры до накопления вегетативной массы.
  2. Измельчение и заделка в почву сочной зеленой биомассы строго до образования бобов.
  3. Запашка корневой системы растений, еще функционирующей ко времени обработки почвы.

Питательная ценность сидератов и управление минерализацией

Бобовые сидераты работают на поле как эффективный и доступный источник азота. Клубеньковые бактерии на их корнях фиксируют азот из воздуха, переводя его в почву в органической форме. Зеленая масса люпина или донника по питательной ценности не уступает традиционному навозу, позволяя компенсировать дефицит органики без затрат на покупку и доставку сторонних удобрений.

  • Выход зеленой массы бобовых — до 50 т/га
  • Содержание азота в биомассе — до 200 кг/га
  • Эквивалент по азоту — 1 т сидерата = 1 т навоза
Удобрение Азот (N), кг/т Фосфор (Р2O5), кг/т Калий (К2O), кг/т Кальций (СаО), кг/т
Навоз смешанный 5,0 2,0 6,0 7,0
Зеленая масса люпина 4,5 1,0 1,7 4,7
Зеленая масса донника 5,7 0,5 1,9 9,7

Азот в запаханной зеленой массе изначально находится в составе белков. Почвенная микрофлора постепенно минерализует их: сначала идет процесс аммонификации, затем — нитрификации, что превращает азот в доступные для растений минеральные формы. Скоростью этого процесса можно управлять, адаптируя его под потребности конкретной культуры в севообороте.

Скорость разложения сидерата зависит от его возраста, влажности и гранулометрического состава почвы, а также глубины заделки. На легких почвах молодая биомасса при мелкой заделке минерализуется быстрее, отдавая питание в первый же сезон. Глубокая заделка более зрелых растений на тяжелых почвах замедляет разложение, повышая коэффициент гумификации.

Если запахать бобовые сидераты совместно со злаковыми смесями, соломой или торфом, процесс разложения резко замедлится. Медленная минерализация снижает отдачу азота в первый год, но активнее работает на накопление гумуса в долгосрочной перспективе.

Влияние на свойства почвы и баланс гумуса

Корневая система бобовых сидератов проникает глубоко в почву, вытягивая калий, фосфор и кальций из нижних горизонтов и труднорастворимых соединений. При запашке эти элементы концентрируются в пахотном слое в легкоусвояемой форме. Дополнительно зеленое удобрение снижает кислотность почвы, уменьшает подвижность токсичного для растений алюминия, повышает буферность и емкость поглощения.

Заделка сидеральной массы кардинально меняет физические свойства почвы. Она разрыхляет пахотный слой, снижает его объемную массу и плотность, что помогает устранить последствия уплотнения почвы тяжелой техникой. В результате повышаются водопроницаемость и влагоемкость, сокращается поверхностный сток осадков, а почвенный воздух обогащается углекислотой, ускоряющей растворение почвенных фосфатов.

Выращивание пропашных и зерновых культур неизбежно приводит к потерям органического вещества почвы. Положительный баланс гумуса обеспечивают только однолетние и многолетние бобовые травы. Для поддержания бездефицитного баланса необходимо сочетать сидерацию с внесением соломы, навоза или компостов.

Культура Расход (-) или приход (+) органического вещества, т/га
Основные: пропашные От -2,9 до -4,4
Основные: кукуруза От -2,2 до -3,3
Основные: зерновые, лен, конопля От -1,1 до -1,6
Основные: однолетние бобовые От +0,6 до +0,8
Основные: многолетние бобовые травы От +2,7 до +3,3
Пожнивные: пропашные (брюква, turnip/турнепс) От -1,5 до -2,2
Пожнивные: однолетние бобовые От +0,4 до +0,6
Пожнивные: многолетние подпокровные От +1,8 до +2,2

Для точного расчета накопления гумуса используют коэффициенты гумификации различных видов органики. Наибольшим потенциалом накопления обладает солома, в то время как зеленое удобрение работает в основном на быструю активацию биологических процессов и питание растений текущего сезона. Это позволяет планировать долгосрочный баланс питательных веществ при проектировании севооборота.

Тип удобрения Содержание сухого вещества, % Коэффициент гумификации
Подстилочный навоз 25 0,20
Твердая фракция экскрементов КРС 20 0,16
Твердая фракция экскрементов свиней 25 0,20
Твердая фракция экскрементов овец 30 0,24
Твердая фракция экскрементов птицы 30 0,24
Твердая фракция экскрементов лошадей 25 0,24
Жидкий навоз 1–4 0,005–0,02
Солома — 0,68
Компост 25–30 0,06–0,08
Сапропель — 0,05
Зеленое удобрение 10–15 0,04–0,06
Осадок сточных вод — 0,10

Зная объем выноса органического вещества культурой, можно точно рассчитать потребность поля в удобрениях. Например, кукуруза расходует за сезон около 2,2 т/га гумуса. Восполнить эти потери можно внесением подстилочного или жидкого навоза, а также заделкой зеленой массы сидератов.

  • Потребление гумуса кукурузой — 2,2 т/га
  • Норма подстилочного навоза (соотношение 2,2:0,20) — не менее 11 т/га
  • Норма жидкого навоза (до 4 % сухого вещества) — 110 т/га
  • Расход зеленой массы сидерата (соотношение 2,2:0,06 или 2,2:0,04) — 37–55 т/га
  • Накопление органического вещества многолетним люпином — до 2,2 т/га

В качестве зеленого удобрения возделывают преимущественно бобовые культуры: люпин, донник, вику, чину, эспарцет, сераделлу и кормовой горох. В отдельных случаях используют небобовые растения — горчицу, гречиху, амарант или смеси бобовых со злаками. Влияние сидератов на накопление гумуса зависит от технологии: запахивается ли вся надземная масса на месте роста, заделываются ли только пожнивные и корневые остатки, или зеленое удобрение применяется совместно с соломой. Так, многолетние травы (в частности, многолетний люпин) даже под покровом зерновых и в пожнивный период накапливают до 2,2 т/га органического вещества.

Сроки заделки и способы интеграции сидератов в севооборот

Сроки запашки сидератов напрямую влияют на накопление азота и гумуса в почве. На легких по гранулометрическому составу почвах летняя заделка под озимые культуры приводит к слишком быстрому разложению биомассы. Весенняя запашка в таких условиях предпочтительнее, так как она создает лучшие условия для сохранения азота и органики.

При запашке сидератов в июле-августе на легких почвах освободившийся нитратный азот, калий, кальций и магний могут вымываться осенне-зимними и ранневесенними осадками за пределы корнеобитаемого слоя.

Запашка зеленой массы сидератов (многолетнего люпина, белого донника, сераделлы) совместно с соломой или пожнивными остатками покровной культуры замедляет минерализацию. Солома выступает ингибитором нитрификации, что предотвращает быстрое разложение органики и способствует накоплению гумуса.

Небобовые сидераты (рапс, горчица, сурепица) эффективно защищают почву от вымывания нитратов в осенний период. Однако под них, а также под следующую за ними культуру необходимо дополнительно вносить минеральный азот. Выбор конкретного способа возделывания сидеральных культур зависит от почвенно-климатических и хозяйственных условий.

Посевы сидератов разделяют на самостоятельные и промежуточные:

  • Самостоятельные посевы. Поле занимает только сидеральная культура, зеленую массу которой запахивают полностью. Этот прием приводит к потере товарного урожая в текущем сезоне, поэтому его используют в основном на малоплодородных почвах.
  • Промежуточные посевы. Сидераты выращивают в свободное от основных культур время — до их посева или после уборки. В зависимости от сроков сева промежуточные культуры делят на подсевные, послеукосные и пожнивные.

Подсевные сидераты высевают под покров предшествующей основной продовольственной культуры. Растение развивается в нижнем ярусе, не мешая основному, что сокращает время вегетации сидерата на данном участке. После уборки покровной культуры сидерат быстро наращивает биомассу и затем заделывается в почву. Этот способ наиболее эффективен в регионах, где период между уборкой предшественника и посевом последующей культуры слишком короток.

Читайте также