Система защиты плодородия почвы

Восстановление и сохранение плодородия почвы – залог щедрого урожая

Проблема сохранения плодородия и повышения качества почв сегодня является одной из главных проблем земледелия. Почва – уникальное природное творение, которое дает человеку возможность жить за счет его продукции. Состояние почвенного покрова сельскохозяйственных ландшафтов является источником, обеспечивающим стабильное развитие общества.

В ближайшее столетие главным источником полноценной еды для людей останутся сельскохозяйственные продукты, производство которых основано на использовании самого ценного подарка природы – плодородия почвы. Его определяет такой компонент, как гумус – органическое вещество, которое образуется из остатков отмерших организмов, а также в результате жизнедеятельности организмов, перерабатывающих эти остатки.

В последнее время в результате увеличения выноса элементов питания урожаем сельскохозяйственных культур без возвращения их вследствие уменьшения использования минеральных удобрений, дефицит питательных веществ вырос в два раза и достиг более 135 кг на гектар посевной площади.

Основными причинами понижения плодородия почвы являются:

— многоразовая обработка при помощи мощных, тяжелых колесных тракторов и комбайнов;

— водная и ветровая эрозии;

— применение высоких доз минеральных удобрений и химических средств защиты растений, сопровождающееся загрязнением балластными веществами (хлоридами, сульфатами), накоплением ядохимикатов в почвах, почвенных водах.

Важным моментом сохранения и восстановления плодородия почв является остановка эрозийных процессов.

Деградированные земли распространены почти во всех природных регионах Украины, причем интенсивность процессов деградации в последние десятилетия дольно высокая и достигает катастрофических размеров. С увеличением антропогенных нагрузок нарушились сбалансированные природно-экологические связи, прогрессирует эрозия почв.

Эрозия почв является самой распространенной изо всех видов их деградации. Она наносит огромный экономический и экологический ущерб, поскольку угрожает самому существованию почвы как основному средству сельскохозяйственного производства и неизменному компоненту биосферы.

Только за последние 25 лет площадь эродированных почв увеличилась в 2,3 раза. Почвы имеют тенденцию к ухудшению, в них не хватает азота, фосфора, калия, кальция и гумуса.

В первую очередь, для обеспечения простого восстановления плодородия почвы следует обратить внимание на использование органических веществ за счет внедрений в производство почвоохранных севосмен с оптимальным соотношением культур, а также за счет расширения площадей многолетними и сидеральными травами, свертывания в почву послеуборочных остатков. К примеру, многолетние бобовые травы ежегодно образуют от 500-700 кг/га гумуса, что эквивалентно 20-50 тоннам гноя на гектар.

Сегодня также следует взять на вооружение и применение сидеральных удобрений. В 1 тонне зеленого удобрения сидеральных культур содержится 4,5-7,7 кг азота, 0,5-1,2 кг фосфора, 1,8-2,0 кг калия. Зеленое удобрение при урожае сидеральных культур 350-400 ц/га в среднем эквивалентно 30-40 тоннам гноя. Лучше всего на сидераты высеивать редьку масличную (при ранней уборке основной культуры), либо же озимую рожь или озимый рапс. Эти культуры являются хорошими фитосанитарами, понижают загрязненность полей сорняками.

Сидерация, помимо обогащения почвы органическим и питательными веществами, оказывает влияние на ряд почвенных процессов и качеств: предупреждает эрозию и деградацию почвы; улучшает структурные показатели, аэрацию и водный режим почвы, агрофизические и агрохимические свойства почвы; активизирует биологическую активность в 1,5-2,0 раза и т. п.

Известно, что важным фактором сохранения плодородия почв является соблюдение севооборотов. Необходимо внедрять в земледелие научно обоснованные севообороты, что даст возможность повысить продуктивность земель на 40-50%, обеспечив при этом восстановление плодородия почв и сохранение окружающей среды. Ведь севосмены являются основой стабильности земледелия, поскольку они положительно влияют на все важные почвенные режимы, способствуют активной детоксикации вредных веществ.

Таким образом, важную роль в сохранении и восстановлении плодородия почв играют не только минеральные и органические удобрения, а и соблюдение агротехнических энергосберегающих технологий систем земледелия.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Почвозащитные комплексы

Почвозащитный комплекс мероприятий — составная часть системы земледелия, направленная на защиту почв от эрозии и предупреждение развития и распространения эрозионных процессов. Включает агролесомелиоративные, агротехнические, организационные, водохозяйственные меры, применение почвозащитных приемов в севообороте, системе обработки почвы, системе удобрения и т.п.

Значение почвозащитного комплекса мероприятий возрастает при интенсификации земледелия и возрастающих нагрузках на почву. В условиях России, где в каждом регионе в той или иной степени наблюдаются водная или ветровая эрозия, системы земледелия должны учитывать систему защиты почв.

Важным условием создания эрозионно устойчивых агроландшафтов является системный подход, адаптивность к местным условиям, комплексность, экологическая устойчивость, экономическая и техническая обоснованность, природоохранная и социально-экономическая целесообразность.

Разработка почвозащитного комплекса

Почвозащитные комплексы мероприятий разрабатываются для каждой почвенно-климатической зоны с учетом местных особенностей, типа и степени проявления эрозии, природной экологической и эрозионной обстановки:

• общего состояния земельной территории (ландшафта) угодий, района, области, края, республики по подверженности эрозии;
• характера почвенного покрова и потенциальной опасности эрозии;
• особенностей рельефа местности;
• растительного покрова, например, облесенности, наличия естественных сенокосов и пастбищ, задерненности, структуры посевных площадей;
• особенностей климата;
• хозяйственной деятельности человека, то есть специализации, системы земледелия, способов обработки почвы, применения удобрений, техники и т.д.;
• экономических, социальных и экологических последствий.

В зонах проявления водной эрозии почвозащитные мероприятия проектируют и осуществляют в границах водосборных бассейнов в следующей последовательности: от водораздела до подножия склона, от водораздельной линии овражно-балочной системы до устья. В зонах проявления ветровой эрозии комплекс мероприятий охватывает весь эрозионный район, включая группу агропредприятий или административных районов. В зонах совместного проявления водной и ветровой эрозии должны выполняться оба требования.

Вопрос о необходимости использования конкретного противоэрозионного приема должен решаться на основе комплексного учета условий: климата, рельефа, особенностей почвенного покрова и экономических возможностей предприятия. Экономичность почвозащитных мер — достижение наибольшей эффективности приемов и их комплекса при минимальном отводе ценных земель, наименьших затратах ресурсов на их осуществление.

Проектирование противоэрозионных мероприятий состоит из:

• составления генеральных схем комплекса противоэрозионных мероприятий для республики, края, области;
• составления схем противоэрозионных мероприятий по почвенно-эрозионным зонам, включающим взаимосвязанные агропредприятия и административные районы;
• разработки противоэрозионных комплексов для предприятия;
• разработки проектно-сметной документации на строительство гидротехнических, водохозяйственных сооружений и создание защитных насаждений.

Разработка схемы комплекса противоэрозионных мероприятий для республики, края, области включает почвенно-эрозионное районирование, выделение зон и районов, сходных по характеру проявления эрозионных процессов и комплексу запланированных почвозащитных приемов. Определяют виды, объемы, сроки выполнения и стоимость работ по защите почв.

На основе схемы разрабатывают ежегодные планы проведения противоэрозионных мероприятий. Каждое предприятие должно иметь проект и перспективный план проведения почвозащитных мероприятий и мероприятий по повышению плодородия эродированных земель. Со стороны специалистов и руководителей предприятий должен организовываться контроль выполнения этих мероприятий.

Проект комплекса почвозащитных мероприятий подготавливают на основе: документации внутрихозяйственного землеустройства, почвенных и агрономических карт, карт рельефа и крутизны склонов, данных о количестве и характере атмосферных осадков, данных о размерах стока талых вод, развитии ветровой и водной эрозий.

При проектировании учитывают:

• влияние степени смытости и распыленности верхнего слоя на урожайность культур;
• возможность использования почвозащитной, гумусовой и симбиотической роли отдельных культур;
• время нахождения почвы не занятой растениями или растительными остатками;
• особенности каждого земельного участка;
• возможность применения противоэрозионных мероприятий в конкретных условиях.

Проектирование противоэрозионных мероприятий проводится в следующем порядке:

1. Изучается рельеф, крутизна, длина, форма и экспозиция склонов, климатические условия (количество, распределение и характер выпадения атмосферных осадков, скорость и направление ветра, температурный режим). Учитывают запасы воды снежного покрова, интенсивность таяния и состояние почвы к периоду снеготаяния. Определяется период возникновения опасности проявления эрозии. Анализируются данные почвенных условий, таких как, гранулометрический состав, структурность, мощность гумусового слоя, плотность и влажность почвы, степень смытости и выдувания.
2. Оценивается эрозионная опасность культур в севооборотах. Для этого используют коэффициенты эрозионной опасности полевых культур, определенные А.С. Станцявичюсом для северо-западных районах Нечерноземной зоны на склоновых землях. К эрозионно опасным относят: черный пар — 1,0, корнеплоды — 0,8, кукуруза на силос — 0,5, яровые зерновые — 0,5. К почвозащитным относят: бобово-злаковые смеси — 0,4, яровые с подсевом многолетних трав — 0,3, озимая рожь — 0,2, озимые с подсевом многолетних трав — 0,1, многолетние травы первого года пользования — 0,05, многолетние травы второго года пользования — 0,03, многолетние травы третьего года и более длительного пользования — 0,01.
3. Устанавливаются способы размещения культур на склоновых землях или на почвах, подверженных риску ветровой эрозии, например, полосное, сплошное, контурно-полосное, с созданием буферных полос и т.п. Состав и порядок чередования культур в севооборотах при их полосном размещении должны обеспечивать защиту почв в течение всего эрозионно опасного периода.
4. Выстраивается систему удобрения в севообороте с учетом почвозащитных требований.
5. Определяются противоэрозионные приемы обработки почвы под каждую культуры.
6. Определяются способы посева и приемы ухода за посевами каждой культуры.
7. Определяются почвообрабатывающие, посевные, уборочные агрегаты и направление их движения.
8. Предусматриваются мероприятия по накоплению и регулированию снеготаяния.

Для более детального изучения проводят полевое комплексное обследование территории.

Источник

Почвенное плодородие и пути его стабилизации

В настоящее время большой проблемой сельскохозяйственного производства является существенное снижение плодородия почвы, прежде всего содержания гумуса, негативно сказывающееся на производстве растениеводческой продукции.

По данным областной станции агрохимической службы «Самарская» к 2016 году в Самарской области исчезли тучные черноземы. В сравнении с 1986 годом сократились почвы с повышенным и средним содержанием гумуса и значительно возросли площади слабогумусированных почв – на 686 тыс. га (9,3%), см. рис.1.

По данным наших расчетов, для сохранения гумуса на исходном уровне в почву региона необходимо вносить ежегодно на богаре 5-7 т, орошении 8-10 т навоза на 1 га и 70-80 кг/га д.в. минеральных удобрений.

Реализация этих мер в настоящее время нереальна. Поэтому при современной ресурсном состоянии хозяйств проблему воспроизводства плодородия почв и увеличения производства зерна обеспечивает в первую очередь биологизация земледелия (сидераты, введение в севооборот многолетних трав, зернобобовых культур, использование соломы на удобрение, поукосные и послеуборочные посевы сидеральных культур).

Применение минеральных удобрений при этом будет направлено лишь на улучшение минерального питания культурных растений и повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Их использование необходимо только в те периоды жизнедеятельности растений и развития почвенных процессов, когда естественным путем невозможно восстановить те или иные показатели плодородия почвы. Это позволит добиться запланированного прироста продукции и одновременно повысить окупаемость удобрений.

Не менее важным является и то, что при такой системе воспроизводства почвенного плодородия и использования минеральных удобрений улучшается качество продукции растениеводства, обеспечивается экологическая безопасность сельскохозяйственного производства. Для сохранения почвенного плодородия необходимо в первую очередь обеспечить сбалансированный оборот элементов питания, бездефицитный баланс гумуса в почвах.

Самарским НИИСХ в целях стабилизации содержания гумуса в почвах области предложен комплекс мер по биологизации земледелия, использованию альтернативных источников поступления органического вещества в почву.

Наибольшие объемы воспроизводства гумуса, компенсации минерализованного гумуса, обеспечивает использование измельченной соломы на удобрение и посевы многолетних трав (425 тыс. т – 40% от количества необходимого для бездефицитного баланса), см. табл. 1.

Из других источников воспроизводства гумуса в Программе задействованы сидеральные пары, использование биопрепаратов и всего накопленного от существующего поголовья скота навоза. Согласно проведенным расчетам оптимальным для Самарской области является введение сидеральных и промежуточных культур на площадь 150 тыс.га, использование 1,2 – 1,5 млн т соломы на удобрение, увеличение доли многолетних бобовых трав до 200 тыс. га.

За счет улучшения гумусового состояния почв прирост зерна составит 480 тыс. т в год. Воспроизводство гумуса этом составит 850 тыс. т в год.

Одним из самых дешевых источников поступления в почву органического вещества является солома. Содержание основных элементов питания в соломе различных зерновых культур приведены в табл. 2.

При таком содержании элементов питания растений с 4 т/га соломы, соответствующей урожаю зерна 2,0-3,0 т/га, в почву поступит в (кг/га) органического вещества – 3200, азота – 14-22, фосфора – 3-7, калия – 22-35, кальция – 9-37, магния – 2-7 и микроэлементов (г/га): серы – 5-8, бора – 24, меди – 12, марганца – 116, молибдена – 1,6, цинка – 160, кобальта – 0,4.

Для эффективного использования соломы, особенно зерновых колосовых культур, необходимо создание оптимальных условий для быстрого ее разложения. Органические соединения соломы химически стабильны и могут быть использованы растениями только после разрушения их микроорганизмами.

Важным приемом ускорения гумификации соломы является компенсирующее внесение при заделке соломы 7-10 кг азота на 1 т соломы, что предотвращает снижение урожая первой культуры, активизирует биологические процессы в почве.

При внесении соломы с дополнительным применением азотных удобрений продуктивность пашни в севооборотах возрастает на 25-28%. Внесение азотных удобрений для повышения эффективности соломы может быть заменено совместным ее использованием с бесподстилочным (жидким) навозом.

Для сохранения почвенного плодородия необходимо обеспечить сбалансированный оборот элементов питания, бездефицитный баланс гумуса в почвах

Такой способ удобрения является наиболее рентабельным. Солому измельчают одновременно с уборкой или сразу после уборки из обмолоченных валков. Затем вносят жидкий навоз и заделывают его вместе с соломой в почву. При этом аммиак, содержащийся в жидком навозе, восполняет потребность целлюлозоразлагающих и других микроорганизмов в дополнительном навозе, ускоряет разложение соломы в почве. Применение жидкого навоза совместно с соломой снижает потери азота из навоза с 42 до 12%.

Наиболее эффективно внесение соломы совместно жидким навозом под бобовые культуры, пропашные и в пары под озимые зерновые культуры. По данным исследований, в первый год после внесения соломы совместно с жидким навозом или компостом, за счет этих источников содержание азота в аммиачной и нитратной формах возрастает незначительно (4-6 кг на 30 т/га). В последующие годы общие прибавки урожая за ротацию севооборота составляют от 1,9 до 3,1 т/га кормовых единиц.

В засушливых районах целесообразно использование соломы не только как органического удобрения, но и в качестве поверхностной мульчи для борьбы с водной и ветровой эрозией.

Мульчирование уменьшает поверхностный сток, ослабляет испарение влаги. При безотвальнойобработке почвы, когда на поверхности поля остается измельченная солома и стерня, уменьшается угроза ветровой эрозии.

Положительное действие соломы в качестве удобрения отмечено и при орошении. Одной из важных особенностей использования соломы, которую необходимо учитывать для орошаемых земель – возможность более интенсивного разложения после запашки, что позволяет применять ее под отдельные культуры (кукурузу и др.) без дополнительного внесения азотных удобрений.

В современных условиях большое значение приобретает использование на удобрение соломы при ресурсосберегающих технологиях с применением минимальных способов обработки почвы.

Систематическое применение соломы в этом случае выступает не только как средство питания растений, но и в качестве эффективного способа сохранения почвенного плодородия. Однако солома не решает всех проблем по сохранению и воспроизводству почвенного плодородия.

Разность между потерями и восстановлением гумуса показывает потребность хозяйств во внесении органических удобрений или привлечении других нетрадиционных источников органического веществ (табл.3).

Данные таблицы свидетельствуют о том, что из сельскохозяйственных культур гумус может восполняться за счет многолетних трав и сидеральных культур.

Многолетние травы накапливают в почве большое количество пожнивно-корневых остатков с содержанием до 160-170 кг азота на 1 га, способствуют накоплению гумуса.

В большинстве случаев они не уступают по продуктивности однолетним кормовым травам, но на 30-40 % экономят затраты на их возделывание. Кроме удобрительных свойств многолетние травы выполняют фитосанитарную роль.

Они снижают засоренность посевов и уменьшают повреждение растений болезнями. Их посевы способствуют снижению водной и ветровой эрозии почвы, а также предотвращению миграции элементов питания за пределы корнеобитаемого слоя.

Использование отавы многолетних трав на удобрение на 8-10% увеличивает содержание в почве количества водопрочных агрегатов, способствует улучшению водного режима почвы, снижает коэффициент водопотребления последующих культур на 8-15%. Рентабельность их использования для удобрения выше, чем у подстилочного навоза.

Роль многолетних трав в пределах Среднего Поволжья возрастает на слабоструктурных солонцеватых почвах.

По мнению академика П.Н. Константинов «Подъем пласта нужно производить возможно раньше, тотчас после снятия укоса….».

Аналогичного мненияпридерживался К.Г. Шульмейстер, в своих трудах он писал: «Во всех засушливых районах ранний подъем пласта многолетних трав вслед за первым укосом – необходимое условие для проявления его эффективного плодородия…. Пласт бобовых многолетних трав при правильной его обработке является наилучшим предшественником для яровой пшеницы и других культур в севообороте».

В центральной и степной зонах области многолетние травы наиболее целесообразно использовать в полевых севооборотах в виде выводных полей, а в лесостепной – в зерно-травяно-пропашных и плодосменных севооборотах с 2-3-летним сроком использования.

При возделывании сидеральных культур заделка их зеленой массы обеспечивает накопление в почве гумуса (при систематическом использовании – на 0,5-0,7 %), увеличивает количество водопрочных почвенных агрегатов, сокращает потребность в азотных удобрениях, повышает урожайность озимых в благоприятные по увлажнению годы на 0,7-0,8 т/га, в засушливые – на 0,12- 0,30 т/га, яровой твердой пшеницы – на 0,26 т/га. При этом также увеличивается содержание в зерне белка и клейковины.

При выборе сидеральных культур особое внимание должно быть уделено возможности получения в сравнительно короткий срок высокого урожая зеленой массы, богатой азотистыми соединениями, способной разлагаться в короткие сроки (однолетние и многолетние бобовые культуры, рапс и др.).

В качестве сидеральных культур в условиях Среднего Поволжья наиболее целесообразно использовать донник желтый, белый и однолетний, из бобовых – вику яровую из других культур – горчицу, яровой рапс, фацелию, редьку масличную, озимую рожь.

Возможно использование также смесей бобовых со злаковыми (вика – овес, горох – овес и др.). Особенно эффективны на зеленые удобрения бобовые, способные накапливать большое количество азота, что равноценно их содержанию в 15-20 т/га навоза.

В качестве подсевных сидератов рекомендуется донник желтый и белый. Лучшие покровные культуры – однолетние бобово – злаковые смеси, убираемые на зеленый корм, и сено.

В Поволжье в качестве пожнивных культур могут использоваться также рапс – яровой, горчица, редька масличная, яровая вика.

Оптимальные сроки сева рапса – в период до первой декады августа.

В Самарском НИИСХ в 1995-1997гг. изучались различные сидеральные культуры.

Максимальной продуктивностью отличались трехкомпонентная смесь подсолнечник + горох + овес. В среднем за 3 года ее урожайность составила 16,06 т/га. Относительной стабильностью по продуктивности отличались посевы фацелии и смесь вики с суданской травой (12,63 и 12,05 т/га). По сумме накопления трех основных элементов питания лучшими из сидератов были подсолнечник + горох + овес (24,57 т/га) и фацелия(25,51 т/га), что эквивалентно 21,4 и 22,2 т/га навоза.

На эродированных землях использование сидерального пара позволяет сократить потери верхнего плодородного слоя от водной эрозии в 3,5 – 6,7 раза в сравнении с чистым паром.

Использование сидеральных культур в биологизированных системах земледелия следует рассматривать как одно из средств, способных за счет создания более благоприятной биоты повысить окупаемость минеральных удобрений и соответственно уменьшить дозу их внесения при сохранении высокой продуктивности пашни.

В опытах Самарского НИИСХ окупаемость минеральных удобрений в зернопаропропашном севообороте с сидеральным паром повысилась на 35-40% по сравнению с зернопаровым.

Полевые севообороты с сидеральными парами будут особенно выгодны на землях, отдаленных от животноводческих ферм.

По данным Самарского НИИСХ, внесение соломы повысило общий сбор зерна по трем культурам севооборота на 0,86 т/га, а заделка зеленой массы сидератов (вики, донника) – на 1,08 – 1,26 т/га.

Введение промежуточных и сидеральных культур в зерновом севообороте обеспечило баланс гумуса, близкий к бездефицитному. Применение сидеральных паров под озимые культуры в степных районах Среднего Поволжья в большинстве случаев неоправдано – оно может носить только факультативный характер.

По данным Самарского НИИСХ, урожайность озимых культур в среднем за 7 лет (1992-1998 гг.) составила по чистому пару 3,03-3,14 т/га, по сидеральному – 2,44 т/га.

В ряде опытных учреждений Поволжья, где по парам высеваются яровые культуры, получены положительные результаты от летних посевов сидератов (в третьей декаде июля).

Обострившиеся в последнее время экономические и экологические проблемы требуют значительных изменений применяемых технологий в сторону их биологизации и ресурсосбережения при обеспечении рентабельности производства.

Важным фактором в реализации этой проблемы является использование биопрепаратов, позволяющих активизировать почвенные процессы, повысить интенсивность фотосинтеза, обеспечить защиту посевов от листостебельных и других болезней.

В многочисленных исследованиях установлено, что на содержание гумуса существенное влияние оказывает система основной обработки почвы в севообороте.

Установлено, что технологии прямого посева значительно снижают минерализацию гумуса по сравнению с традиционной технологией. Однако при этом надо учитывать, что технологии прямого посева существенно снижают материальные и трудовые затраты, но при этом они значительно увеличивают затраты на единицу ума.

По данным наших исследований при таких технологиях сокращаются потери содержания гумуса в пахотном слое более чем в два раза, по сравнению с традиционной технологией (табл. 4).

Наблюдения за одиннадцатилетний период за содержанием гумуса в заключительном поле зернопарового севооборота свидетельствуют о том, что технология с прямым посевом зерновых культур достоверно замедляет его минерализацию в пахотном слое. В среднем за годы исследований на этом варианте установлено наибольшее содержание гумуса – 3,93%, что на 0,59 % выше контроля (рис. 2).

Почвенное плодородие измеряется не только содержанием гумуса, но другими параметрами. По данным наших исследований технологии прямого посева обеспечивают при равной с традиционной технологией урожайностью зерновых и плотностью почвы увеличение запасов продуктивной влаги и содержание подвижных питательных веществ (табл. 5).

Необходимо отметить, что основной фактор бурного освоения новых технологий с прямым посевом в мировой практике – экономический.

Если проанализировать распространение перспективных производственных систем no-till, mini-till, strip-till, то мож- но увидеть, что наибольшее применение в мире они нашли там, где государство помогает сельхозпроизводителю минимально или совсем не выделяет денег на аграрный сектор. В частности, новые технологии максимально освоены в Австралии, Новой Зеландии, Аргентине, Чили, Парагвае, Боливии, Уругвае, Канаде, США, где в аграрном секторе правительствами покрывается от 0 до 20% затрат при возделывании сельскохозяйственных культур.

Источник