Вирощування гірчиці для біологічного очищення ґрунтів

Гірчи­ця — це та куль­ту­ра, яка на­би­рає по­пу­ляр­ності ос­танніми ро­ка­ми за­вдя­ки ви­со­ко­му по­пи­ту на світо­вих рин­ках. Але в гірчиці є ще од­на ду­же ко­рис­на вла­с­тивість — це її здатність очи­ща­ти ґрунт від інфекцій шля­хом про­це­су біофумігації. Са­ме про та­ку особ­ливість куль­ту­ри ми й по­го­во­ри­мо в цій статті.

 

 

 

 

 

Біофумігація — це пригнічення розвитку ґрунтових шкідників, нематод і хвороб за допомогою висівання рослин, які виділяють у ґрунт певні хімічні речовини, що інгібують розвиток шкідливих організмів (вторинні метаболіти). До таких рослин належать, зокрема, й деякі види та сорти гірчиці. Для отримання позитивного ефекту ці біофумігантні рослини здебільшого подрібнюють і загортають у ґрунт.

Гірчиця — це добре вивчена рослинабіофумігант. Більшість рослин сімейства капустяних (Brassica) виробляють хімічні речовини, так звані глюкозинолати. Коли останні вступають у контакт із водою і ферментом мірозиназа, що містяться в клітинах рослин гірчиці, ріпаку, то вони перетворюються на іншу групу сполук, так звані ізотіоціанати. Саме такому поєднанню сполук гірчиця й зобов’язана своєю біофумігативною силою.

Ізотіоціанати також відповідають за той гіркувато-пряний присмак, який мають деякі рослини цього сімейства. Ізотіоціанати, які виробляє гірчиця, називаються «алілізотіоціанати» (AITC). AITC представляють собою сполуки, які дуже схожі на хімічні та містяться в деяких хімічних фумігантах, призначених для фумігації ґрунту.

Яким чи­ном відбу­вається контроль шкідли­вих ор­ганізмів за прове­ден­ня біофумігації? У разі використання гірчиці або будь-якої іншої культури як біофуміганта дуже важливо враховувати особливості та життєві цикли тих шкідників або хвороб, проти яких ведеться боротьба. Біофумігантна культура має бути загорнута в ґрунт, коли шкідливий організм міститься у верхньому ґрунтовому шарі (від 15 до 20 см). Дату сівби слід плануватися відповідним чином, щоб урожай вегетативної маси гірчиці досяг максимальних значень, а відтак і кількість вторинних метаболітів (AITC) була максимальною під час загортання гірчиці-біофуміганта в ґрунт.

Науковими дослідженнями встановлено, що гірчиця контролює безліч ґрунтових хвороб і шкідників. До них належать види Verticillium, Rhizoctonia, Fusarium, Pythium, Sclerotinia, парша коренів і бульб і низка видів нематод. Використання гірчиці в якості біофуміганта також засвідчило зменшення шкоди, заподіяної посівам дротяниками.

Для біофумігації потрібні спеціальні сор­ти гірчиці. Гірчиця буває різних сортів, але не всі однаково ефективні за їхнього використання для біофумігації. Так, окремі сорти гірчиці виробляють більше глюкозинолатів порівняно з іншими, а деякі виведені з єдиною метою — суто для біофумігації.

Сор­ти гірчиці, при­зна­чені для біофумігації, ча­с­то ма­ють свої особли­вості порівня­но зі зви­чай­ни­ми сор­та­ми, зо­к­ре­ма:

містять дуже високий рівень глюкозинолатів;

ростуть швидко, а тому зазвичай їх використовують навесні або наприкінці літа, висівають спеціально для біофумігації, оскільки рослини цих сортів сумарно накопичують у вегетативній масі дуже багато глюкозинолатів;

деякі сорти толерантні до посухи та спеки, тому не цвістимуть передчасно за настання стресів;

можуть виробляти більше біомаси протягом літа з тривалим фотоперіодом;

кореневі виділення (ексудати) деяких сортів капустяних, близьких до гірчиці (Eruca sativa), приваблюють нематод, що змушує їх рухатися з глибших шарів ґрунту до верхнього ґрунтового профілю.

 

Нор­ми висіву гірчиці для біо­фумігації

Зазвичай використовують ті норми висіву, які рекомендує оригінатор сорту. Найчастіше гірчицю для біофумігації висівають у нормах 5,6– 12,3 кг/га.

 

Да­та сівби гірчиці

Цю культуру висівають у будь-який час — в осінній або весняно-літній період. Головне — щоб було достатньо вологи для швидкого проростання насіння. Сівба гірчиці в середині або наприкінці літа часто не дає хороших результатів, оскільки сходи виходять гірше розвинені й нерівномірні через посушливі умови.

Якщо насіння гірчиці розкидається полем спредером, то важливо після сівби прикоткувати поле поверхню посіву, щоб забезпечити хороший контакт насіння з ґрунтом, що сприятиме його швидкому й енергійному проростанню.

Дата сівби має ґрунтуватися на обліку циклу розвитку того шкідливого організму, проти якого націлена біофумігація. Слід враховувати, що, залежно від сорту гірчиці та умов її вирощування, для досягнення максимальної біомаси потрібно від 60 до 70 днів.

 

До­б­ри­ва й ґрун­тові фак­то­ри

Щоб отримати найкращі результати від біофумігації, рівень pH ґрунту має бути якомога ближче до 7. Якщо ж рівень рН ґрунту нижчий від значення 5,5, є висока ймовірність того, що процес біофумігації буде невдалий. За високої ґрунтової кислотності слід заздалегідь внести вапно.

Кількість біомаси та наявність глюкозинолатів — це два основні чинники, які мають основоположне значення для проведення успішної біофумігації.

Також за вирощування гірчиці вкрай важливо вносити добрива, оскільки азот дуже важливий для виробництва біомаси, а сірка — для виробництва глюкозинолатів. Добрива слід вносити до висіву гірчиці або одночасно з висіванням. Азот застосовують у нормі від 84 до 140 кг/га залежно від історії поля і ґрунтово-кліматичних умов.

Норма внесення сірки має бути скоригована з урахуванням обраної норми азоту — в співвідношенні 6:1. Наприклад, якщо застосовують азот в нормі 112 кг/га, то пропонована кількість сірки, яку слід внести, становитиме 19 кг/га.

 

За­гор­тан­ня гірчиці в ґрунт

Гірчицю потрібно загорнути в ґрунт до моменту настання повного її цвітіння і до того, як вона почне давати насіння. Дотримання цієї вимоги важливе з таких причин:

якщо гірчицю залишити до моменту утворення життєздатного насіння — існує ймовірність того, що падалиця гірчиці стане проблемою для наступної культури в сівозміні;

рівень глюкозинолатів швидко знижується, як тільки рослини гірчиці починають формувати насіння.

В ідеалі — гірчицю слід загорнути в ґрунт до моменту повного цвітіння рослин, а це зазвичай відбувається приблизно через два тижні після початку цвітіння посіву.

 

Щоб до­мог­ти­ся успіху біофумігації, потрібно чітко до­три­му­ва­ти­ся та­ких пра­вил:

під час висіву культури для кращого загортання насіння та його контакту з ґрунтом слід обирати термін, коли ґрунт має хороший рівень вологості. Не варто цього робити, коли він сухий;

загортати вегетативну масу гірчиці в ґрунт до того, як вона досягне фази повного цвітіння;

загортання слід проводити вранці або ввечері, коли рослинна маса соковитіша;

до того ж дуже важливо якісно подрібнити рослини перед їхнім загортанням у ґрунт, щоб вивільнити фумігант із рослинних клітин. Це можна зробити за допомогою подрібнювача рослинних решток або фрези;

гірчицю потрібно загорнути в ґрунт негайно після скошування, оскільки 80% фуміганта виділяється протягом перших 20 хвилин після скошування;

для ідеального загортання вегетативної маси в ґрунт слід підібрати таку машину, використання якої допоможе помістити якомога більше рослинного матеріалу в 15–20-сантиметровий шар ґрунту (бажано не використовувати плуг);

дуже хороший ефект дає зворотне ущільнення ґрунту після внесення біофуміганта. Це потрібно для невеликих виробничих систем і теплиць, щоб максимально «вловити» природний фумігаційний газ у ґрунті;

після завершення процесу внесення біофуміганта залишаємо поле в спокої на чотирнадцять днів — цей час потрібен, щоб увесь рослинний матеріал розклався в ґрунті. Спроба висіяти іншу культуру до закінчення цього 14-денного періоду може призвести до серйозних пошкоджень сходів, до того ж не повністю розкладена маса гірчиці перешкоджатиме проростанню насіння. Якщо температура ґрунту нижча від 10°С, для розкладання рослинного матеріалу знадобиться триваліший період після загортання біофуміганта в ґрунт.

 

Є різні ме­то­ди за­гор­тан­ня гірчиці в ґрунт або її об­роб­ки за ви­ко­ри­стан­ня як біофуміган­та і зе­ле­но­го до­б­ри­ва, а са­ме:

подрібнення за допомогою котків;

загортання за один прохід агрегату за допомогою потужної фрези;

загортання за допомогою хорошої дискової борони;

заорювання за допомогою оборотного плуга;

загортання з попереднім подрібнення маси фрезою;

загортання в ґрунт диско-лаповим агрегатом типу Horsch Tiger. Один із найпоширеніших методів — це заорювання гірчиці-біофуміганта за допомогою оборотного плуга.

 

Гірчи­ця для біофумігації і сівозміна для неї

Не слід забувати, що гірчиця — це широколиста культура, яка, попри властивості біофуміганта, все ж має загальні хвороби з іншими широколистими культурами. Тому не бажано відразу висівати після такої гірчиці будь-які широколисті культури: капустяні, олійні, льон, овочі, буряки, соняшник, сою. Найбільший ефект і прибуток господарство отримає, якщо після гірчиці висіють будь-яку зернову культуру — кукурудзу, пшеницю, ячмінь, сорго. Менше з тим, якщо все ж таки там планують висівати широколисту культуру відразу після гірчиці, то слід краще використовувати для біофумігації не чисту культуру гірчиці, а суміш культур, що містить злакові компоненти або жито.

 

Куль­ту­ри, які да­ють найбільший при­бу­ток за ви­ко­ри­с­тан­ня гірчиці-біофуміган­та в сівозміні:

цукрові буряки;

картопля;

овочі;

садові, ягідні культури та виноградники;

соняшник;

соя і зернобобові;

злакові зернові культури.

Гірчиця в якості біофуміганта особливо цікава для виробників органічної продукції. Звісно, важливо дотримувати правил, які наведено вище. Правильне подрібнення рослинного матеріалу та його загортання в ґрунт мають першочергове значення.

 

Хо­ча гірчи­ця є хо­ро­шим біофуміган­том, во­на та­кож має й інші пе­ре­ва­ги, вла­с­тиві для будь-якої по­крив­ної куль­ту­ри:

хороший сидерат;

покращує структуру ґрунту, збільшує вміст гумусу та підвищує ґрунтову родючість;

запобігає ґрунтовій ерозії;

покращує рециркуляцію поживних речовин у ґрунті;

засіб захисту від багатьох комах.

Цікаво, що є й інші культури (а також їхні суміші), які створюють подібний ефект біофумігації — це такі культури, як: гречка, перлове просо, сорго-суданська трава, ріпак, олійна редька, дайкон, рукола, суміш гірчиці з дайконом тощо. Таку культуру, як цукрові буряки, вирощувати без біофумігації взагалі проблематично через накопичення в ґрунті нематоди.

Гірчицю можна використовувати в сучасних системах землеробства (класичних, No-till, Strip-till) не тільки як хорошу покривну культуру — зелене добриво, а й для біофумігації ґрунту, що істотно знижує витрати і значно підвищує прибутковість рослинництва.

 

О. Орлов, канд. с.-г. наук, Agricultural Consulting

Журнал «Пропозиція», №2, 2019 р.