Спецвозможности
Аналитика

Рекомендации по восстановлению плодородия чорноземов

26.11.2021
3144
Рекомендации по восстановлению плодородия чорноземов фото, иллюстрация

Площадь почвенного покрова Украины, занимаемая светло-серыми лесными, серыми лесными, темно-серыми оподзоленными, — 4,33 млн га и дерново-подзолистые, оподзоленные, оглеенные почвы — 3,85 млн га, пашня — 80,5 и 74, 1% соответственно (рис. 1). Если черноземы славятся высоким содержанием органического вещества (внешний признак окраски), оптимальными агрофизическими, физико-химическими свойствами, то вышеперечисленные почвы обладают низким уровнем естественного плодородия. Так, содержание органического вещества в легких песчаных, глинисто-песчаных почвах составляет 0,5-0,8%, а в легкосуглинистых - 1,1-2% (серые лесные и темно-серые - содержат гумуса 1,31-2,80%); сумма обменных основ - 8,5-25 мг-экв./100 г почвы (темно-серых лесных - 11-35); реакция почвенного раствора рНКСl – 4,0–5,7, Нг – 1,65–3,15 мг-экв./100 г почвы. Поэтому эти почвы постоянно нуждаются в окультуривании и тщательном управлении с проведением мелиоративных мероприятий.

 

Современное состояние ведения интенсивного земледелия проявляется в повышении уровня ежегодной деградации почв

Рис. 1. Ґрунтовий розподіл: площа с.-г. угідь (млн га) та рілля (%)

Площадь деградированных и малоплодородных почв в Украине составляет более 10 млн га (2019 г.), потери гумуса и питательных веществ - 43%, переуплотнение, заиление почвы и коркообразование - 39 и 38% от показателя проанализированной площади - 32 млн га (рис. 2 ). По степени засоления, являющегося распространенным явлением на черноземных, темно-каштановых почвах, их делят на слабо-, средне-, сильно- и очень сильно засоленные. Соответственно, потери основной продукции и продуктивности агрокультур на слабозасоленных почвах в среднем снижается до 25%, на среднезасоленных - до 50%, на сильнозасоленных - до 75%, а для культур со средней и высокой чувствительностью потери могут достигать 85-90%. На сильно засоленных почвах культуры со средней чувствительностью вообще могут не сформировать урожай. Следует отметить, что влияние токсичного действия солонцовых почв возрастает при комплексном действии факторов, особенно при снижении содержания влаги и предварительно проведенном внесении минеральных удобрений.

Выращивание большинства агрокультур и достижение высокого уровня их продуктивности на щелочных почвах невозможно, ведь происходит снижение уровня доступности фосфора, железа, мангана и бора. Высокое осмотическое давление почвенного раствора превышает давление клеточного сока, снижает поступление воды в растение, растет транспирация, ухудшаются процессы дыхания растений и образования сахаров, что приводит к высыханию и гибели растительного организма. То есть, такие условия ухудшают здоровье растения, и речь о полноценном и качественном его функционировании не идет. В зависимости от мелиоративно-технологической группы солонцовых почв, которых существует пять, проводят различные технологические мероприятия.

Выращивание культур на кислых почвах может привести к потерям урожайности, которые могут составлять 9-11%, при среднем уровне закисления почв - 22-30%, а при сильном, в которых рНКСl ≤4,5 - даже превышать 30-45%. Без должного уровня химической мелиорации на таких почвах ежегодно ухудшается качество почвы, наблюдаются почвоутомление и снижение урожайности из-за нереализации продуктивности культур в соответствии с физиологическим и генетическим их потенциалом.

Благодаря аэробным процессам в почве, способствующим разложению растительной органической биомассы, происходит воспроизводство потенциального плодородия черноземов и других, менее продуктивных и плодородных почв. Воспроизвести естественный почвообразующий процесс и предотвратить потери плодородия при формировании высоких урожаев и предотвратить химическую и физическую деградацию земель возможно благодаря ряду эффективных мероприятий, в частности:
 
• вовлечению в систему питания органических удобрений, нетоварной части урожая, посеву сидератов, что улучшит состояние почвы;

• формированию правильного чередования культур в севообороте, что является эффективной мерой борьбы с сорняками, болезнями;

• правильно сложившейся системе удобрения культур, что обеспечит равномерное расходование элементов питания без существенных перепадов и ощутимого дефицита в процессе потребления культурными растениями;
 
• вовлечению бобовых культур (на уровне 40–50%) в севооборот — способствует накоплению органического вещества в почве;
 
• применению микробиологических препаратов и мобилизаторов, что будет влиять на агрохимические и физико-химические показатели почвы и доступность элементов питания для растения;

• системе обработки и культуры ведения земледелия — оптимизация агрофизических свойств, которые изменяются под действием почвообрабатывающего орудия с разным принципом действия на почву: переворачивание пласта, разрезание его и подрывание или вообще минимальное действие на почву, что предусматривает только прорезание узкой щели для семян.

Изменения, постоянно и динамично происходящие в почве, требуют достаточно четкого и стабильного мониторинга, без которого невозможно достичь желаемого результата, ведь их вектор и интенсивность тоже должны быть контролируемыми и целенаправленными с учетом условий хозяйствования. Сегодня проблема химической деградации, вероятно без преувеличений, в отдельных случаях уступает физической. А также воздействие на почву ряда негативных факторов: снижение предельно допустимого продуктивного уровня запасов влаги; рост температуры воздуха и почвы; распространение непродолжительных, но достаточно интенсивных эрозионных ветровых процессов, особенно интенсивное влияние которых наблюдается на песчаных и супесчаных почвах. И одновременное действие в комплексе – дефицит влаги, рост суточной температуры воздуха и распространение атмосферной засухи даже в тех районах, для которых это нетипично, – в целом эти факторы негативно влияют на общее состояние системы «почва – растение – питательная среда».

Что же касается вопроса ветровой эрозии, которая проявляется путем сдувания ветром почвенного покрова и развеиванием, перемещением (переносом) и разрушением частиц с поверхности почвенной пыли, зависит от интенсивности, скорости и продолжительности действия ветра (рис. 3), экспозиции почвенной поверхности, гранулометрического состава почвы, поверхности, подвергающейся действию ветра (открытая, без растительности, или покрытая растительным покровом). Причем имеет значение и стадия вегетации растений на поверхности почвы — начало или интенсивное нарастание растительной массы. Или же, когда поверхность покрыта растительными остатками, имеет значение локализация побочной продукции предшественника, которую оставляют на поверхности поля в зависимости от принципа применяемой технологии полеводства и действия рабочих органов почвообрабатывающего агрегата. То есть, или выполняли отвальную обработку, или безотвальную (дискование, плоскорезное рыхление, чизельное рыхление), или применяли технологию no-till, которая в этой ситуации будет самая актуальная.

Мерами, которые снизят интенсивность ветровой эрозии и потери плодородного слоя и питательных элементов из почвы (которые могут составлять от 0,5 до более 10 т/га ежегодно — рис. 4), агрономически ценной структуры почвы и остановят распространение других деградационных процессов, являются:
 
• насаждение лесных и противоветровых эрозионных полос;
 
• распространение безотвальных способов основной почвообработки;
 
• оставление стерни на поверхности поля;

• применение жаток для вычесывания растений при выращивании зерновых колосовых культур;

• проведение химической мелиорации (известкование бесструктурных, с низким природным плодородием почв, гипсование — с насыщением ППК Ca2+ и уменьшением действия Na+) с насыщением почвы основами и восстанавливая ее плодородие, которое является предпосылкой формирования структуры почвы и регулирования водного режима.

Допустимые ежегодные потери почвы при дефляционной эрозии не должны превышать нормы: для малоплодородных почв — 0,25–0,5 т/га и ≥0,5 т/га — для плодородных продуктивных почв, к которым относятся, согласно классификации и делению, в том числе и черноземы. Конечно, в случае пылевых бурь действие такого мероприятия, как вычесывание, будет меньшим, чем внедрение контурно-мелиоративной технологии, но все же интенсивность действия бури будет меньше, особенно при кратковременном ее действии. Пыльные бури являются характерным явлением для пустынь и полупустынь, а также для полевых поверхностей, не покрытых растительным покровом, которые могут наблюдаться в посевах широкорядных культур (кукуруза, подсолнечник и др.) в стартовый период. В Украине обычно это явление характерно для центрального и южного региона (Херсонская, Николаевская, Одесская области), однако в условиях весны 2020 г. были зафиксированы пылевые бури интенсивного типа, которые наблюдали и в северной, и в западной части Украины, что является нехарактерным явлением для этих регионов.

В основном это явление вызвано снижением густоты лесных насаждений, а также нетипичными гидротермическими условиями (не только для этих регионов, но и для всей территории) осенне-зимнего периода – снижением уровня осадков и дефицитом снежного покрова (рис. 5). Особенность и опасность эрозионных процессов связана с тем, что они происходят на основе полноценного функционирования почвенного профиля, который постоянно обедняется органическим веществом. Именно это оказывает значительное влияние на уничтожение минералов, иммобилизацию и перемещение элементов питания, сорбцию пестицидов и других СЗР, формирование ионообменных свойств и водоупорных структурных почвенных агрегатов и агрономически ценной структуры почвы.

Детальнее проанализируем контролируемые факторы влияния на показатели и свойства почвы. Это, в частности, система основной обработки, уход за посевами, система удобрения, севооборот и т. д. Система обработки почвы (основной и уход за посевами) — это комплексное действие почвозащитного принципа, который обеспечивает водный, воздушный (аэрация), тепловой и питательный режимы в оптимальном состоянии и не приводит к деградации и ежегодным потерям в системе почвы.

Рис. 5. Ерозія в посівах зернових (Волинь, Рожищенський р-н, 2020 р.)В научной литературе преимущественно представляется информация, что среди современного адаптивного земледелия система основной обработки почвы, направленная на сохранение и формирование оптимальных ее агрофизических свойств, обеспечивается, в основном, проведением бесполочной обработки с минимальной глубиной обрабатываемого слоя и воздействием на почву. К таким системам относятся дисковая мелкая обработка, а также mini-till и no-till, которые имеют совершенно иной принцип действия на почву и не разрушают ее структуру по всей поверхности горизонтально и вертикально, как это прослеживается во время вспашки или рыхления плоскорезом или чизелем.

В комплексе с правильно подобранной системой основной обработки почвы дополнение действия возможно благодаря оставлению на поле нетоварной части урожая культур, применению пожнивных посевов и посева сидеральных культур (горчица белая, редька масличная, люпин, эспарцет, люцерна, фацелия, амарант, сорго) с мощно развитой корневой системой, обеспечивающей в почве аэрацию и локализацию свежего органического вещества. Это позволяет покрыть поверхность почвы растительной биомассой, которая служит питательным субстратом для почвенных микроорганизмов, а также положительно влияет на питательный режим культур, особенно при выращивании бобовых культур, после которых остается 200 кг и более азота, способствует восстановлению плодородия почвы.

Применение биомассы культур, особенно при интенсивном типе производства, после которых остается более 6–8,5 т/га растительных остатков (озимая пшеница, кукуруза на зерно, подсолнечник) в качестве мульчи, является достаточно эффективной мерой в борьбе с ветровой и водной эрозиями почвы, а также мерой восстановления ее плодородия, что непосредственно влияет на структуру и формирование прочных водоудерживающих почвенных агрегатов. Почва, покрытая полуразложенными (биомасса с утраченным анатомическим строением и формой) растительными остатками, не перегревается весной, когда поверхность поля еще не покрыта растениями. Следовательно, снижаются непродуктивные потери влаги, а также формируется устойчивость почвы к осадкам ливневого характера (усиливающие интенсивность водной эрозии и процессы агрофизической деградации); устойчивость к смыванию верхнего плодородного слоя почвы, даже с посевным материалом и минеральными удобрениями, которые локализуются ниже 2-5 см от посевного слоя; не происходит заплывания поверхности благодаря наличию буферной зоны – слоя растительной биомассы, которая уменьшает и «гасит» силу удара капель. Что касается особенностей прогрева верхнего посевного слоя почвы по no-till технологии для ранних яровых культур, то этот вопрос достаточно актуален. Несколько интенсивнее происходит прогревание посевного слоя почвы при посеве поздних яровых культур, однако ежегодные, нетипичные для весны, гидротермические условия не дают возможности сделать вывод о влиянии и непосредственном действии этой системы почвообработки.

Благодаря совокупному действию системы основной обработки почвы, высеву сидеральных культур, привлечению нетоварной части урожая формируется общий объем биомассы на поверхности и в верхнем 0–10-сантиметровом слое. Это предупредительная мера деградации почвы — как физической, так и химической.
 
В целом все указанные выше агротехнические мероприятия направлены на сохранение и воспроизводство плодородия, в частности:
 
• формирование комковатой структуры на поверхности почвы, где содержание почвенных агрегатов должно составлять 50–60% размером ≥1 мм;
 
• снижение общей доли или вообще отказ от летней и осенней вспашки – именно из-за «обнажения» почвы от растительных остатков и создания благоприятных условий для деградации почвы;

• внедрение безотвальных систем основной обработки почвы или других обработок, которые будут обеспечивать укрытие поверхности растениями; перемешивание растительной биомассы пожнивных остатков с почвой - формирование эрозионно-устойчивой поверхности почвы;

• увеличение высоты среза стерни при уборке зерновых колосовых культур (минимально на уровне 18–22 см от поверхности почвы), а в районах с постоянной эрозией — до максимально возможной высоты среза;
 
• измельчение биомассы кукурузы и подсолнечника лущильником, мульчирователями, что обеспечит равномерное распределение растительных остатков и по возможности — частичное перемешивание с почвой для создания большего контакта и лучшего заселения их микроорганизмами;
 
• проведение глубокого чизельного или плоскорезного рыхления или щеливания раз в несколько лет для предупреждения водной эрозии почвы.

 

Н. Борис, канд. с.-х. наук, старш. научн. сотрудник отдела агропочвоведения и почвенной мікробіологии, ННЦ «Институт земледелия НААН»

Журнал «Пропозиція», №5, 2020 р.

Интервью
Все мы любим в выходные побаловать родных и близких походом в приличный ресторан, кафе, чтобы посидеть, пообщаться, отдохнуть. А Вы в курсе, что представители HoReCa давно мечтают о сотрудничестве
Компания «Нертус» активно развивает два направления. Первое - семеноводство гибридов подсолнечника и кукурузы сербской селекции. Второе - СЗР и микроудобрения. На сегодняшний день в портфеле компании «Нертус» уже 70 препаратов для зерновых... Подробнее

1
0