Системы содержания почвы в междурядьях плодового сада

Почва в плодовом саду — это среда, обеспечивающая корни водой, кислородом и элементами питания. Выбранная технология ухода за междурядьями напрямую определяет физиологическое состояние растений, а значит — объем и качество вашего урожая. Задача агронома заключается в том, чтобы найти баланс: получить высокую продуктивность насаждений и при этом сохранить или улучшить плодородие земли.

Основой управления садом является правильный водный режим. Деревья наиболее требовательны к влаге весной и в первой половине лета, когда идут процессы интенсивного роста побегов, формирования листьев и налива плодов. Избыток воды во второй половине лета и осенью вреден, так как затягивает вегетацию и мешает древесине своевременно вызреть перед зимовкой. В то же время осенний дефицит влаги также опасен и часто приводит к зимним повреждениям корневой системы и кроны.

Как системы содержания почвы влияют на баланс органики

В зависимости от того, как складывается баланс органического вещества в почве, выделяют три основные системы содержания междурядий. При паровой системе запасы гумуса прогрессивно снижаются из-за постоянной минерализации. Паросидеральная система позволяет уравновесить процессы распада и накопления органики за счет запашки зеленых удобрений. Дерново-перегнойная система (или интенсивное залужение) работает на перспективу и обеспечивает стабильное накопление органического вещества в почве.

Выбор конкретного метода зависит от конструкции самого сада, рельефа участка, почвенно-климатических условий, возраста деревьев и наличия орошения. Агроному важно защитить почву от водной и ветровой эрозии, отрегулировать ее температурный режим и минимизировать затраты на уход. Каждая система решает эти задачи по-своему, но наиболее радикальной с точки зрения борьбы с сорной растительностью остается паровая система.

Технология черного пара: регламент работ, плюсы и минусы

Суть системы черного пара заключается в поддержании междурядий и приствольных полос в постоянно рыхлом и чистом от сорняков состоянии. Осеннюю обработку почвы проводят после Уборка урожая">уборки урожая с учетом типа подвоев и механического состава почвы. Весной и в течение лета выполняют серию культиваций и дискований, глубину которых регулируют в зависимости от видового состава сорняков и плотности почвы.

• Вспашка на семенных подвоях — 18–20 см
• Вспашка на вегетативных подвоях — 16 см
• Дискование легких почв осенью — 14–16 см
• Весеннее рыхление приствольных полос — 10–12 см
• Последующие летние культивации — 7–8 см
• Обработка против корнеотпрысковых сорняков — 10–12 см

Для осенней обработки интенсивных садов применяют рыхлитель ПРВН-2,5А с приспособлением ПРВН-72000. В весенний период приствольные полосы обрабатывают культиваторами с выдвижными секциями. Если на участке вегетируют многолетние корнеотпрысковые сорняки, глубину летней обработки увеличивают, что также помогает разрушить плужную подошву. На средних и тяжелых по механическому составу почвах для эффективного крошения корки и уничтожения сорных растений применяют фрезы.

Преимущества системы черного пара:

• эффективное накопление и сохранение почвенной влаги за счет разрушения капилляров;
• улучшение аэрации и воздушного режима корнеобитаемого слоя;
• быстрое уничтожение сорной растительности, очагов вредителей и патогенов;
• активизация работы аэробных микроорганизмов и усиление нитрификации (накопление доступного азота);
• повышение концентрации подвижного фосфора и обменного калия в зоне корней.

Недостатки системы:

• разрушение почвенной структуры под воздействием рабочих органов машин и ливневых осадков;
• увеличение глубины промерзания почвы в бесснежные зимы;
• снижение лежкости собранных плодов и ухудшение их товарных качеств;
• задержка технологических операций (опрыскивание, вывоз урожая) из-за грязи после дождей.

Черный пар целесообразно содержать на равнинных участках в условиях недостаточного увлажнения или при отсутствии орошения. В южной зоне садоводства, где все приемы агротехники направлены на накопление и сохранение влаги, пар является важным звеном. Также независимо от зоны почву рекомендуется содержать по типу паровой системы в молодых садах в первые два-три года.

Паро-сидеральная система: баланс влаги и органики

Паро-сидеральная система сочетает черный пар с посевом и последующей запашкой однолетних трав (сидератов) в течение года. Сидеральные травы высевают в те же сроки, что и яровые или озимые культуры в конкретной зоне. В районах с ГТК 1,1–1,2 наиболее распространены озимые сидераты: зимующий горох, чина, горох, фацелия, горчица, рожь и викоовсяная смесь.

Технология работы с сидератами включает несколько последовательных этапов:

1. Перед посевной культивацией внесите азотные удобрения из расчета 60 кг/га действующего вещества для улучшения роста растений.
2. Высевайте семена в середину междурядий сеялками СЗТ-3,6, ХСТ-3,6 или СЗС-2,1 полосой шириной около половины расстояния между рядами деревьев.
3. В фазу бутонизации озимых сидератов прикатайте растения катками или измельчите косилкой ИКС-3 (переоборудованной косилкой КИР-1,5).
4. Запашите зеленую массу в почву на удобрение.

Для каждого сидерата установлены оптимальные нормы высева, обеспечивающие плотный травостой:

• Горчица — 25 кг/га
• Фацелия — 20 кг/га
• Зимующий горох — 210 кг/га
• Чина — 220 кг/га
• Рожь — 180 кг/га
• Викоовсяная смесь — 120 кг/га вики + 50–60 кг/га овса

Паро-сидеральную систему применяют в саду периодически — один раз в 3 года в каждом междурядье или через междурядье, чередуя посев трав по годам. В первой половине вегетации она создает отличные условия для роста деревьев, улучшает структуру почвы, пополняет запасы органики и предотвращает летне-осеннюю эрозию. Во второй половине лета сидераты оптимизируют подготовку деревьев к зиме: древесина лучше вызревает, повышается зимостойкость, улучшается окраска плодов. Из недостатков системы агроному нужно учитывать дополнительные затраты, рост потребности сада в поливе и питании, а также временное затруднение доступа техники для ухода за деревьями.

Дерново-перегнойная система: интенсивное задернение междурядий

При этой системе почву в междурядьях содержат под многолетними травами, которые часто скашивают, измельчают и оставляют на месте в виде мульчи. В качестве задернителей используют естественный травостой или сеяные многолетние травы с мелкозалегающей корневой системой. Это мятлик луговой, овсяница луговая, райграс, тимофеевка луговая, костер, ежа сборная, лисохвост луговой. Семена высевают с нормой 15–20 кг/га, причем лучшие результаты дают двухкомпонентные смеси, например мятлик с овсяницей.

Травы скашивают 4–6 раз за сезон при достижении высоты 15–20 см. Приствольные полосы при этом содержат под черным паром, обрабатывая их фрезами или гербицидами.

Дерново-перегнойная система имеет весомые преимущества перед другими способами содержания почвы:

• содержание гумуса повышается за счет разложения корневых остатков и травяной мульчи без внесения навоза;
• предотвращается водная эрозия на склонах;
• почва не уплотняется, так как исключаются частые механические обработки междурядий, при этом исключен риск повредить корни и штамбы техникой;
• под слоем мульчи выравниваются температура и влажность почвы, активно развивается полезная фауна;
• в верхнем слое почвы (0–40 см) увеличивается суммарная длина обрастающих корней плодовых деревьев;
• плоды приобретают лучшую окраску, повышается плотность кожицы и мякоти, увеличивается лежкость при хранении;
• задерненная почва облегчает проход техники для опрыскивания и уборки в дождливую погоду.

Тем не менее, преимуществ у дерново-перегнойной системы значительно больше, чем недостатков. Правильный выбор системы содержания почвы в междурядьях помогает регулировать жизнедеятельность деревьев и защищает их от летней засухи и высоких температур — главных стресс-факторов на юге страны.

На кафедре плодоводства КубГАУ были проведены исследования по определению наиболее эффективного способа содержания почвы в междурядьях неорошаемого сада яблони южного региона, обеспечивающего повышение засухо- и жароустойчивости растений и в этой связи их стабильное и оптимальное плодоношение в различные по погодным условиям годы.

Для достижения поставленной цели в 2003–2010 гг. в учхозе «Кубань» в зоне черноземов выщелоченных (прикубанская зона) в неорошаемом саду яблони, заложенном в 2002 г. по схеме 5×4 м (система ведения – органическая) изучали районированный иммунный к парше сорт яблони Флорина на подвое ММ106. Исследовали следующие способы содержания почвы в междурядьях:

1) черный пар (контроль);

2) задернение черезрядное;

3) задернение междурядное.

Для формирования травостоя на второй год после закладки сада (2003 г.) ранней весной проводили прикатывание выравненной в междурядьях почвы гладкими водоналивными катками. В дальнейшем всходы естественно растущих трав периодически подкашивали при достижении ими высоты более 15–20 см. При этом скошенную массу оставляли на поверхности почвы. В травостое третьего года (2005 г.) отмечали преобладание рыхлокустовых злаковых трав, предпочтительных для задернения междурядий сада.

Приствольные полосы шириной 1,0 м продолжали содержать под черным паром. При этом плотность почвы в пахотном горизонте (0–20 см) увеличилась до 1,61 г/см3.

С началом периода вегетации трав в междурядьях дали всходы растения, более устойчивые к уплотнению почвы. Среди них преобладал (70 % травостоя) портулак огородный и вьюнок полевой. Другие бурьянистые виды имели угнетенный вид и достигали высоты до 10 см.

На следующий год произошла смена видового состава трав. В травостое преобладали горец птичий (спорыш) и злаковый вид кровохлебка пурпурная, относящиеся к почвопокровным растениям. В травостое третьего года отмечено преобладание рыхлокустовых злаковых трав, предпочтительных для задернения междурядий сада. в Рисунок 21 – Этапы формирования естественного травостоя в органическом саду яблони: а – черный пар (2002 г); б – введение дерново-перегнойной системы содержания почвы (2003г); в – черезрядное задернение (2005 г.) Таблица 11– Изменение объемной массы чернозема выщелоченного в ходе эксплуатации сада при использовании прикатывания почвы, г/см3 (сад учхоза «Кубань» КубГАУ закладки 2002 г., схема посадки 5×4 м)

Слой Год после прикатывания почвы почвы, Первый Второй Третий см (2003 г.) (2004 г.) (2005 г.)

0–20 1,61+0,03 1,32+0,06 1,16+0,06 20–40 1,28+0,03 1,13+0,03 1,20+0,08 40–60 1,24+0,05 1,13+0,05 1,21+0,04 60–80 1,27+0,05 1,20+0,05 1,22+0,04 80–100 1,29+0,05 1,25+0,06 1,15+0,08 0–100 1,34+0,02 1,23+0,03 1,19+0,03

В результате применения данного способа содержания почвы к концу четвертого периода вегетации произошло увеличение (в абсолютных величинах) содержания лабильных форм гумуса на 9,5 % по сравнению с этим показателем в контроле (паровая обработка), а общего гумуса – на 0,33 %. Таблица 12 – Содержание общего гумуса (%) и его лабильных форм (вытяжки 0, 1 н NaOH, мг/кг почвы) при различных способах содержания почвы в саду учхоза «Кубань» КУбГАУ

Система Общий гумус, % лабильных форм содержания гумуса (мг/кг почвы) почвы Ап А+АВ Ап А+АВ (0–20) (0–120) (0–20) (0–120) Черный пар 3,48 2,99 980+12 570+45 Формирование 3,81 3,33 1680+102 1420+115 травостоя

Примечательно, что увеличение рассматриваемых параметров произошло во всем гумусовом горизонте. Исходя из представленных данных, при использовании прикатывания почвы в начале эксплуатации сада создаются более жесткие условия для развития «бурьянистых» (по Вильямсу) видов трав, при одновременном появлении устойчивых к уплотнению почвы видов – почвопокровных трав. Таблица 13 – Изменение видового состава трав в междурядьях в ходе эксплуатации сада при использовании прикатывания почвы (сад учхоза «Кубань»

КубГАУ закладки 2002 г., схема посадки 5×4 м)

Год после прикатывания Виды трав % в травостое почвы Первый (2003) Портулак огородный 60

Вьюнок полевой 10

Щетинник зеленый 8

Щирица жминдолистная 12

Просо куриное 10 Второй (2004) Горец птичий 40

Кровохлебка пурпурная 30

Щетинник зеленый 15

Вьюнок полевой 13

Лисохвост 12 Третий (2005) Лисохвост 50

Костер кровельный 25

Ячмень заячий 10

Мятлик узколистный 10

Горец птичий 5

При этом рост и развитие корневой системы многолетних растений, размещаемой в первые годы жизни в зоне приствольной полосы, проходят в оптимальных условиях питания, влажности и воздушного режима. В течение второго-третьего периодов вегетации в междурядьях формируется оптимальный видовой состав злаковых почвопокровных трав, не требующих частого скашивания. В эти же сроки происходит разуплотнение прикатанной почвы, приводящее к оптимизации объемной массы (плотности сложения), гумусового состояния и питательного режима.

Вместе с тем за счет роста трав создаются более жесткие условия питания и водообеспеченности многолетних растений, приводящие к ослаблению их роста и соответственно ускорению вступления в плодоношение.

Исходя из полученных данных, для улучшения гумусного состояния садовых почв большой интерес представляет многолетнее использование естественно растущих трав в качестве задернителей. Характер использования естественно растущих трав при этом можно сравнить с применяемым ранее в земледелии «перелогом», к которому прибегали после длительной обработки почвы и ее истощения. Как указывал В. Р. Вильямс, после перелога урожай сельскохозяйственных культур поднимался до очень значительной величины.

Бонитет чернозема выщелоченного для плодовых культур составляет 100 баллов. Несовершенная технология ухода за почвой сада приводит к снижению содержания гумуса до 3 % и ниже, увеличению плотности сложения до критических величин (более 1,50 г/см3), появлению гидролитической кислотности.

В результате исследований по использованию естественно растущих трав установлено улучшение основных параметров плодородия чернозема выщелоченного.

Оптимизации структурного состояния почвы способствовали минимализация воздействий на почву и фитомелиоративное действие трав.

Так, в варианте с травами сумма агрономически ценных структурных агрегатов (0,25–10,00 мм) классифицировалась как отличная, при паровой обработке как хорошая. Коэффициент структурности возрос с 2,6 (в почве под черным паром) до 7,8 (в почве под травами), улучшилась и качественная составляющая структуры почвы по содержанию водопрочных агрегатов. Их сумма в почве под травами возросла на 20 % и из категории «удовлетворительная» перешла в категорию «хорошая». Таблица 14 – Агрегатный (структурный) состав пахотного слоя почвы (0 –20см) при различных способах содержания* сад учхоза «Кубань» КубГАУ

Размер агрегатов (мм) ски ценных агрегаСумма агрономичеи их содержание (%) от массы тов (0,25 10 мм) воздушно-сухой почвы менее 0,25 Вариант более 10

Кс Черный пар (кон21,6 23,5 12,6 23,6 12,4 6,3 72, 1 2,6 (контроль) Задер9,4 41,8 21,2 21,0 4,7 2,0 88,7 7,8 нение

* Сухое просеивание.

Структурное состояние почвы оказывает влияние на ее физические свойства – плотность сложения, порозность, энергозатраты при ее механической обработке. Изменение показателей плотности сложения почвы происходили в верхнем корнеобитаемом слое. При паровой обработке под пахотным горизонтом формировался уплотненный слой почвы – так называемая плуженая подошва. Это ухудшало водный и воздушный режимы корнеобитаемого слоя. При задернении и минимальном механическом воздействии почва разуплотнялась до оптимальных величин. Таблица 15 – Средняя за вегетационный период плотность сложения почвы при различных способах ее содержания (сад учхоза «Кубань» КубГАУ, закладки 2002 г., 2010 г.)

Слой почвы, см

0–20 20–40 40–60 60–80 80–100 Черный пар

1,02 1,41 1,38 1,28 1,26 Задернение 1,08 1,23 1,27 1,15 1,18

Обогащение почвы органической массой трав способствует стабилизации ее гумусного состояния. В почве пахотного горизонта контрольного варианта (черный пар) содержание общего гумуса составляет 3,63 %, что позволяет отнести ее к слабогумусному виду. Семилетнее задернение почвы способствует аккумуляции органического вещества (4,13 %), что делает ее в малогумусной.

Аналогичные изменения наблюдаются в подпахотном горизонте. Причем количество гумуса в нем на изучаемом варианте соответствует пахотному горизонту контроля. Следует отметить, что эти изменения происходят на фоне оптимального содержания лабильных форм гумуса. Их содержание увеличилось на 11 % в сравнении с паровой обработкой за счет пополнения почвы свежим растительным материалом трав. Уровень соотношения общего гумуса и его лабильных форм, по которому можно оценивать степень окультуренности или деградации почв, соответствует экономически оптимальному и был достигнут в изучаемом варианте ко времени вступления многолетних насаждений в пору товарного плодоношения. Обычно при содержании почвы под черным паром отличаются такими показателями только к концу жизненного цикла сада. Таблица 16 – Агрохимические показатели чернозема выщелоченного при различных способах содержания почвы в саду (сад учхоза «Кубань»

КубГАУ, закладки 2002 г., 2010 г.)

Слой Содержание лабильСодержание Вариант почвы, ных форм гумуса, мг гумуса, % см на 1 кг почвы Черный пар 0–20 3,63 980

20–40 2,71 560

0–20 4,13 1520 Задернение

20–40 3,68 1120

В результате проведенных экспериментов, в варианте с применением в междурядьях неорошаемого сада естественно растущих трав в течение периода вегетации обнаружено заметное (на 5–18 %) снижение (в сравнении с контролем) влажности почвы.

Очевидно, за счет роста трав создаются более жесткие условия водообеспеченности многолетних растений, обусловливающие ослабление активности различных процессов жизнедеятельности. В этом убеждают результаты специальных экспериментов.

Так, по нашим данным, на протяжении вегетации наиболее высокая активность роста побегов яблони зафиксирована при содержании почвы по системе «черный пар», низкие показатели отмечены при задерении междурядий.

Примечательно, что естественно растущие травы в междурядьях неорошаемого сада яблони способствуют более раннему ослаблению и прекращению роста побегов. Такой результат должен обеспечивать лучшее их вызревание и хорошую подготовку многолетних растений (особенно молодых) к зимовке. С другой стороны, некоторое ограничение водоснабжения сада полезно для интенсивно растущих деревьев яблони (например, сорта Флорина). Таблица 17 – Динамика роста побегов яблони сорта Флорина* в течение периода вегетации в зависимости от способа содержания почвы в междурядьях сада (в среднем за 2009–2010 гг.)

Длина побегов, см май июнь июль август

26,3 30,5 38,1 40,6 Задернение 23,4 25,9 31,5 32,0

* Подвой ММ106.

В этом случае у деревьев ослабляется рост и усиливается генеративная функция – формируется больше плодовых образований, обеспечивающих увеличение урожая плодов. И наконец, в присутствии естественно растущих трав (задернение) при действии водного стрессора у растений яблони отмечаются благоприятные приспособительные перестройки в функционировании организма. В частности, у сорта Флорина в указанном варианте опыта повышается в сравнении с контролем водоудерживающая способность (снижаются водопотери) тканей листьев, что обусловливает увеличение эффективности продукционного процесса. Так, в случае использования задернителей у растений яблони в 2–8 раз снижается предуборочное опадение плодов и значительно активизируются закладка и дифференциация цветковых почек.

Однако водный дефицит – не единственный стресс-фактор, лимитирующий стабильное производство плодов в южных регионах России. Повышенные температуры воздуха, практически ежегодно проявляющиеся на этих территориях в летний период, приводят к распаду белков протоплазмы, угнетению жизненных функций многолетних растений и снижению их продуктивности.

Под действием стрессора у растений яблони сорта Флорина происходят приспособительные перестройки обменных процессов.

Так, к концу августа 2010 г., отличавшегося аномально жаркой погодой, интенсивность дыхания листьев растений увеличилась в 1,2 раза, а содержание в них глюкозы снизилось на 60 % по сравнению с перечисленными показателями во второй декаде июля. В эти же сроки отмечено повышение концентрации в листьях данного сорта некоторых органических кислот (α–кетоглутаровая, фумаровая) и аминокислот (глутаминовая, аспарагиновая).

Исходя из представленных данных, можно предположить, что продукты окислительного превращения глюкозы (α–кетоглутаровая и фумаровая кислоты) выполняют роль своеобразных акцепторов, связывающих избыток аммиака, который образуется в результате распада белков и оказывает токсическое действие на растительный организм. По-видимому, такой механизм дезактивации аммиака свойственен устойчивому (относительно устойчивому) к перегреву сорту яблони Флорина.

Вместе с тем проявление жароустойчивости сорта, а следовательно, и его продуктивности в экстремальные по погодным условиям годы во многом зависит от способа содержания почвы в междурядьях сада.

Как показал эксперимент, в большей степени потенциальная устойчивость яблони сорта Флорина (подвой ММ106) к перегреву реализуется при использовании в междурядьях (каждом или через ряд) естественно растущих трав. Даже при повышении температуры до 65°С при таких способах содержания почвы повреждение листьев яблони не превышало 47 %.

И этому есть свое объяснение. По нашим данным, в полуденные часы жаркого периода 2010 г. почва в пахотном слое контрольного варианта (черный пар) прогревалась до 37°С, а при использовании задернения только до 28°С. Вместе с тем при сильном ее нагревании жизненные функции растений (в том числе ответственные за проявление устойчивости) резко тормозятся. Еще большее угнетение процессов жизнедеятельности растительного организма зафиксировано при совместном действии двух стресс-факторов – засухи и повышенных температур воздуха (как это отмечалось, например, в конце августа – первой половине сентября 2010 г.).

Таблица 18 – Жароустойчивость яблони сорта Флорина (подвой ММ106) в зависимости от способа содержания почвы в междурядьях сада

В таких условиях водопотери тканей листьев к концу рассматриваемого периода в различных вариантах опыта увеличились в 3,7–6,4 раза, а содержание в них воды снизилось на 12–19 %. Таблица 19 – Изменение показателей водного режима листьев яблони сорта Флорина в аномальных условиях летне-осеннего периода в зависимости от способа содержания почвы в междурядьях сада (2010 г.)

Вариант Водопотери, % * Оводненность, %

23.08 13.09 23.08 13.09 (контроль) 6,6 42, 2 57, 2 46,5 чрезрядное 5,9 21,7 58,0 50,9 междурядное 7,5 28,4 57,9 50, 1

* Водопотери тканей листьев после 3-часового завядания.

Однако и в эти сроки вегетации при использовании в междурядьях сада естественно растущих трав (особенно при черезрядном их применении) растения яблони легче приспосабливаются к комплексу неблагоприятных факторов (отличаются лучшими в опыте показателями водного режима).

По-видимому, в аномальных условиях летнего периода при черезрядном задернении междурядий складывается благоприятное соотношение температурного и водного режимов почвы, способствующее формированию даже в неорошаемых насаждениях яблони достаточно высоких и относительно стабильных урожаев плодов. Средняя урожайность яблони при таком способе содержания почвы в 3,4 раза больше, чем в контроле, и в 2,2 раза выше этого показателя в варианте «междурядное задернение». Таблица 20 – Урожайность яблони сорта Флорина* в зависимости от способа содержания почвы, в междурядьях сада (сад закладки 2002 г., схема посадки 5 × 4 м), т/га

Годы исследований В среднем

2008 2009 2010 2011 за 2008–2011 гг. (контроль) 3,9 5, 1 10, 2 7,7 6,7 черезрядное

23, 2 18,0 24, 2 26,0 22,8 междурядное

5,5 11,0 7,9 17,6 10,5

НСР05 1,5 3,8 2, 2 4,9 –

Более того, при черезрядном задернении междурядий сада яблоки отличаются лучшим в опыте биохимическим составом: более высоким содержанием сухого вещества и сахаров. При этом концентрация титруемых кислот в плодах по вариантам практически одинакова. Таблица 21 – Химический состав плодов яблони сорта

Флорина в зависимости от способа содержания почвы в междурядьях сада* (сад закладки 2002 г., схема посадки 5 × 4 м, 2009 г.)

Массовая концентрация, %

Вариант сухих титруемых сахаров веществ кислот (контроль) 14, 2 11,58 0,42 черезрядное 15, 1 13, 18 0,43 междурядное 14,9 12,87 040

Таким образом, введение в молодых неорошаемых садах яблони прикубанской зоны (почва чернозем выщелоченный) черезрядного задернения естественно растущими травами обеспечивает обогащение почвы органической массой трав, способствует оптимизации основных параметров почвенного плодородия, ускорению вступления сортов (особенно сильнорослых) в плодоношение, а в процессе эксплуатации насаждений – повышению устойчивости растений к абиотическим стрессорам летнего периода, приводящему к стабилизации генеративной деятельности, увеличению урожая и качества плодов.