В современных технологиях земледелия важное место отводится приемам биологизации, разработке принципиально новых подходов к ведению аграрного производства. Интенсивные технологии заменяют на ресурсосберегающие, природоохранные и экологически безопасные, сохраняющие плодородие почвы, эффективно использующие влагу и элементы питания.
Для поддержания производительной способности почвы одного внесения в почву минеральных удобрений недостаточно. Необходимо восполнять органическое вещество почвы с помощью достаточного объёма органических удобрений: навоза, компостов, соломы, запашки зеленого удобрения сидеральных культур.
В отличие от минеральных туков, зеленые удобрения способны улучшить физические, химические и биологические свойства любых типов почв. Европейцы переняли приём заделки в почву скошенной биомассы растений у китайцев и начали его распространять еще во времена Древней Греции.
Промежуточные сидеральные культуры выращивают в межсезонье после уборки урожая основных культур севооборота и после скашивания заделывают их биомассу в почву. Таким образом плодородие почвы поддерживается с помощью пожнивного возделывания быстрорастущих сидеральных культур, корневая система и быстроразлагающаяся зеленая масса которых помогает восстановить качественные характеристики почвы.
Применение в качестве зелёного органического удобрения биомассы сидеральных культур активизирует прохождение в почве микробиологических процессов. Разложение растительных остатков сидератов активизирует деятельность почвенных бактерий, для которых они служат питанием, чем улучшаются агрономические свойства почвы. Таким образом пахотный слой обогащается органическим веществом, азотом, фосфором и калием в доступных растениям формах.
Пожнивное возделывание сидератов защищает почву от эрозии и минерализации органического вещества, снижает вымывание питательных веществ. Наибольшая эффективность сидеральных культур отмечается на лёгких почвах, где они способствуют увеличению водоудерживающей способности почвы и обогащению органическим веществом. На тяжелых почвах глубоко проникающая корневая система сидератов способствует разрыхлению почвы, поднимает питательные вещества из более глубоких слоев к поверхности, что улучшает водно-воздушный и питательный режим, облегчает проникновение воды вглубь. Последействие сидерации помогает последующим культурам севооборота увеличивать корневые системы и справляться со стрессом.
В результате выращивания и заделки зелёной массы сидеральных культур снижается засоренность полей и поражение культур севооборота болезнями. Выращивание и заделка зеленого удобрения в почву схожа с действием навоза, но для разложения навоза требуется больше времени. Неоспоримым преимуществом зеленого удобрения перед навозом является отсутствие заноса семян сорняков и запашка скашиваемой биомассы на месте выращивания без транспортировки. Поступившие в почву с зеленым удобрением элементы питания способствуют повышению урожайности не только первой, но и последующих культур севооборота.
В земледелии в качестве сидератов используют озимые и яровые культуры, каждая из которых имеет определённые преимущества и недостатки, выполняет в севообороте конкретные задачи. Ценность зеленых удобрений определяется величиной урожая и химическим составом их биомассы. В частности, в Беларуси из крестоцветных на сидераты можно высевать редьку масличную, горчицу белую, сурепицу и рапс. Из бобовых используют фацелию, люпин, горох, люцерну, донник, эспарцет, клевер, сераделлу и вику, из злаковых – рожь, овес и райграс. Также можно высевать различные травосмеси бобово-злаковых культур, сорговые, гречиху и даже календулу.
В зависимости от климата сидераты начинают высевать с августа и до поздней осени или ранней весной. Озимые сидераты наращивают хорошую корневую массу до начала заморозков и ранней весной отрастают быстрее сорняков. Бобовые травянистые культуры можно высевать под покров яровых зерновых.
Эффективность сидератов зависит от почвенно-климатических и погодных условий, видового состава и способов использования биомассы. Более высокий эффект достигается при использовании их в системе севооборотов с учётом способности вида сидеральной культуры решать отдельные проблемы почвы участка: улучшить физические и агрохимические свойства почвы, сдержать развитие сорняков, болезни или вредителя, поскольку нарушение аграриями севооборотов приводит к вспышкам заболеваний и снижению плодородия.
В современных условиях с помощью сидеральных культур решают вопросы оздоровления почв севооборота, так как правильно подобранные сидераты обладают свойством не только сохранения плодородия, но и угнетения обитающих в почве вредителей, патогенов и сорняков с помощью выделяемых ими фитонцидов. В каждом конкретном случае необходимы определенные виды сидеральной культуры.
К почвопокровным сидеральным культурам, хорошо поглощающим и сохраняющим почвенный азот, а также подавляющим сорняки, относятся быстро растущие озимая рожь, суданское сорго, редька масличная, овес и гречиха. В качестве почвообразователей используют донник, рожь и сорго, запахиваемая биомасса которых является источником значительного количества органического вещества.
В зеленой массе злаковых культур содержится больше углерода, чем у бобовых, поэтому в почве они разлагаются медленнее, что приводит к более высокому накоплению гумуса, чем от бобовых. Бобовые культуры накапливают в почве больше азота, что эффективно для последующей культуры севооборота. По содержанию углерода и скорости разложения промежуточное положение между злаками и бобовыми занимают крестоцветные сидераты.
В севообороте зеленое удобрение борется с обитающими в почве фитопатогенами и нематодой, что позволяет экономить на снижении применения дорогостоящих пестицидов и улучшать состояние почвы. Зеленое удобрение служит источником энергии для полезных микроорганизмов, которые, увеличиваясь количественно, вытесняют патогенные микроорганизмы. Чтобы гарантировать смешивание биофумиганта с почвой, на практике зеленую массу перед внесением измельчают. Следует учитывать, что угнетение почвенных патогенов и вредителей от сидерата носит кратковременный эффект, поскольку его действие слабее, чем химических средств защиты растений.
Обычно сразу после скашивания сидерата его зелёную массу сразу заделывают на глубину 8-10 см в самый плодородный, верхний слой, где она обеспечивает максимальный эффект. В другом случае скошенную массу сидерата сначала рекомендуют подвялить и только после этого заделывать в почву, поскольку на сырой массе в почве развиваются анаэробные микроорганизмы. Поскольку злаковые виды сидератов разлагаются в почве медленнее, а бобовые быстрее, то логичнее перед заделкой в почву подвяливать биомассу бобовых и крестоцветных сидератов.
Таким образом, сидерация приближает агроценоз к биоценозу, оптимизирует условия минерального питания культур, под которые запахивают зелёную массу. Продолжительность полезных эффектов от зеленого удобрения зависит от структуры почвы, температуры и влажности, приёма обработки почвы, вида культуры, фазы её скашивания, системы севооборота и климата.
Низкие расходы на возделывание и заделку зелёной массы в почву делают сидерацию экономически выгодной и заслуживающей внимания аграриев во всех регионах. Большой ассортимент сидеральных культур для самостоятельных и промежуточных посевов способствует их подбору с учётом климатических, почвенных и экономических условий. На выбор сидерата также влияет уровень развития семеноводства в регионе.
Наиболее доступными, устойчивыми к холоду и быстрорастущими являются горчица белая, редька масличная и рапс, которые обычно сеют в августе – сентябре, скашивают и заделывают в почву осенью или следующей весной за неделю до посева основной культуры. На зеленое удобрение крестоцветные лучше скосить в начале цветения, что хорошо влияет на процессе разложения зеленой массы в почве.
Засухоустойчивая горчица растёт на любых почвах, быстро производит биомассу, поглощает труднорастворимые питательные вещества и переводит их в доступные для растений формы, хорошо рыхлит почву, пригодна на сидерат через 30-50 дней после посева. Её используют в севообороте для восстановления низкоплодородных почв и в качестве биофумигатора, так как выделяемые в почву горчицей фитонциды подавляют распространение патогенов и вредоносных нематод. Совместный посев горчицы с рапсом в овощных севооборотах значительно снижает накопление в почве переносчиков фитофторы, парши, ризоктонии, гнилостных микроорганизмов, влияет на снижение численности проволочника и слизней. Вместе они также мешают распространению многих сорных растений, отпугивают тлю и плодожорку.
Аналогичными агрономически ценными свойствами обладает и редька масличная, период от посева до заделки биомассы которой составляет 40-50 дней. Корневая система редьки обогащает почву 85 кг/га азота, 25 кг фосфора и 100 кг/га калия. После крестоцветных сидератов высевают любые зерновые культуры.
У крестоцветных сидератов имеется один недостаток: при прохладной весне может проявляться их фитотоксичность. Выделяемые крестоцветными глюкозинолаты при внесении в почву образуют токсичное соединение. Концентрация глюкозинолатов достигает своего пика перед цветением и сохраняется до высыхания растений. Крестоцветные также неустойчивы к мучнистой росе и альтернариозу, киле и белой ржавчине и передают эти заболевания следующим в севообороте культурам.
Самый популярный злаковый сидерат – озимая рожь является хорошим источником органического вещества, отличается мощной корневой системой, способной предотвращать потери азота из почвы, существенно снижает общую плотность сорняков. В отношении обеспечения культур фосфором рожь является самым бедным сидератом. Хорошо растет на низкоплодородных песчаных, кислых и заболоченных почвах. Сев озимой ржи на сидерат растянут с августа по октябрь.
На зеленое удобрение рожь скашивают при высоте 30 см и рекомендуют запахивать глубоко. Один из недостатков ржи заключается в том, что она является растением-хозяином для нематод. Если в почве участка завелись вредоносные нематоды, то для борьбы с ними лучше высевать редьку масличную.
Овес в качестве сидерата легче заделывается в почву, чем рожь, и быстрее разлагается, не привлекает вредителей, обладает аллелопатическими свойствами к сорнякам и некоторым культурам при разложении в почве. Поэтому после запашки биомассы овса необходимо выдерживать 2 недели. Овес менее холодостойкий и в жарких условиях погоды чувствуют себя лучше, чем рожь. Под зиму овёс высевают в конце августа – начале сентября (за 40-60 дней до первых заморозков). Также используют ранневесенний посев овса. В смесях с бобовыми овёс повышает их продуктивность и накапливает в почве много калия.
Быстрорастущая злаковая трава райграс хорошо растёт в условиях достаточного увлажнения. В качестве сидерата предотвращает эрозию, улучшает структуру почвы, накапливает гумус, подавляет сорняки, формирует рыхлый плодородный слой. Сеют райграс осенью за 40 дней до первых стойких заморозков, а весной он растёт дольше. Биомассу райграса заделывают в почву в период цветения, поскольку скашивание не убивает это растение. После заделки посев следующей культуры проводят через 2-3 недели, дождавшись разложения биомассы для высвобождения питательных веществ. Траву райграса можно подкашивать с целью мульчирования почвы. Так же, как и рожь, он предотвращает потери подвижного азота из почвы.
Морозоустойчивую фацелию выращивают на любых типах почвах и в разных климатических условиях. Она обладает широким диапазоном сроков сева – с начала весны до глубокой осени и в качестве предшественника отлично подходит для всех культур. Весной фацелию высевают сразу после таяния снега, за полтора месяца она формирует значительную биомассу. После начала цветения фацелию скашивают, её биомасса быстро перегнивает в почве, нормализует кислотность, предупреждает появление корневой гнили и фитофтороза, подавляет проволочника и почвенных нематод. Фацелия – универсальная культура, способная решить все проблемы участка, особенно перед посадкой картофеля.
При севе фацелии с конца лета и до середины осени её всходы необязательно скашивать перед зимой. Чтобы получить ранневесенние всходы, сев фацелии проводят под зиму, скашивают и заделывают в почву за 2 недели до сева основной культуры севооборота.
Донник хорошо и быстро растёт на любых почвах, при этом не любит кислую среду. Его считают одним из лучших сидератов для начала окультуривания бедных и запущенных земель, на которых его в первый год не скашивают. Он хорошо переносит морозы, и под ним почва оказывается увлажненной и плодородной. Двухлетний бобовый сидерат даёт очень много зеленой массы. Вместе с этим его разветвлённая корневая система глубоко проникает в почву и основательно её разрыхляет. Однако если допустить проникновение корней донника в землю глубже 50 см, то почву впоследствии будет сложно перепахать.
Высевать донник можно как ранней весной, так и в конце сентября. При несвоевременной уборке он легко размножается самосевом. На сидерат донник жёлтый, белый или синий сеют по отдельности, так как эти виды являются антагонистами.
Своевременное скашивание донника на сидерат проводят до начала цветения или при высоте растений 60 см, срезая прямо под корень. После скашивания зеленую массу оставляют на поверхности почвы и для лучшего разложения обрабатывают специальными бактериальными препаратами.
После донника на сидерат практически не появляются сорные растения, избегают селиться мыши и не откладывают яйца майские жуки. Посевы донника подавляют развитие в почве корневой гнили и губительно действуют на проволочника. Эта бобовая культура накапливает в почве азот и является отличным предшественником для овощных культур.
Люпин можно возделывать на впервые культивируемых почвах. Влияние люпина на урожайность последующих культур севооборота продолжается два года, а его выбор обосновывают угнетающим воздействием на нематод и ризоктонию, особенно перед возделыванием картофеля. Глубоко проникающая в почву корневая система люпина хорошо рыхлит почву, поднимает к поверхности и накапливает в зеленой массе большое количество фосфора, калия и до 160 кг/га атмосферного азота. Зелёную массу люпина скашивают через 8 недель после сева в фазе бутонизации. Если всю массу белого люпина заделать в почву, то она заменит внесение минеральных удобрений и органики под картофель. В растениях синего и жёлтого люпина содержится вещество, способное отпугивать вредоносных нематод, проволочника и майского жука, уничтожать почвенных патогенов.
Что касается вики, то в холодных условиях ранней весной на сидерат можно сеять как яровую, так и озимую форму. После трехлетнего выращивания и заделки зеленой массы вики плодородный слой восстанавливается.
Лучше всего выращивать вику на сидерат с осени, чтобы её остатки в почве к весне успели полностью разложиться. С августа по ноябрь культура успевает дважды нарастить биомассу. Также яровую вику можно сеять в конце августа, а после её заделки в почву высевать озимую вику, которая взойдет весной сразу после таяния снега. Зелёную массу вики на сидерат скашивают при появлении бутонов. Вика выделяет в почву обеззараживающие алкалоиды вицин и вицинин, которые также снижают кислотность. Поэтому после вики отсутствуют признаки поражения овощей и корнеплодов проволочником и нематодой.
В плане накопления и минерализации фосфора гречихе нет равных, поскольку её корни выделяют в почву вещества, преобразующие труднодоступные формы фосфора в доступные для питания растений. Гречиха хорошо растет на бедных и лёгких почвах, переносит холод, но чувствительна к засухе и слишком уплотненной почве. Зацветает через месяц после сева, способна отрастать после скашивания. Уборку и заделку зелёной массы гречихи на сидерат проводят на 7-10 день цветения, не допуская обсеменения культуры. Преимуществом зелёной массы гречихи является её быстрое разложение в почве сразу после заделки и отсутствие аллелопатического влияния на других. Отсюда и возможность сразу после заделки гречихи сеять любые культуры севооборота.
Устойчивые к засухе и морозам гибриды сорго и суданская трава пока мало распространены в Беларуси. Однако аграриям следует знать следующее о возможностях сорговых, включая просо. Корневая система сорго выделяет в почву аллелопатическое вещество в форме гербицида, способное воздействовать на целый ряд сорных растений (канатник, росичку, ежовник, щетинник зеленый, щирицу и амброзию), а также и на культуры. Поэтому между запашкой видов сорго и посевом других культур необходимо выдерживать интервал. Поскольку суданское сорго потребляет из почвы много азота, то на сидерат его лучше сеять после уборки бобовых. Установлено, что суданская трава и просо производят дуррин, который уничтожает корневых нематод.
Для решения проблем с почвой на участке обычно выращивают несколько видов сидератов, каждый из которых выполняет свою функцию. В производстве практикуют возделывание двух- и трёхкомпонентных смесей бобовых и злаковых культур, которые используют для быстрого восстановления бедных почв. Используют совместные посевы озимой ржи с озимой викой, яровой вики с райграсом и овсом. При формировании смесей с викой следует учитывать, что эта бобовая травянистая культура чувствительна к засухе, плохо растет на кислых почвах и не любит песчаные почвы.
Сорговые культуры на сидерат можно сеять в смеси с гречихой и ползучими бобовыми травами. Для повышения плодородия почвы с осени выращивают горчицу и бобовые, которые высевают вместе через ряд.
В аридных условиях степной зоны Крыма на слабо гумусированном карбонатном чернозёме (гумус 2,4-2,6%) изучали агроценозы донника желтого, клевера лугового, эспарцета песчаного, ржи посевной, тритикале, вики паннонской, фацелии пижмолистной и травосмеси озимых культур (тритикале, ржи и вики). Донник, эспарцет и клевер подсевали под покров ярового ячменя. Озимые культуры и их смесь сеяли в третьей декаде октября, а фацелию – в первой декаде марта. Надземную фитомассу сидеральных культур скашивали и измельчали кормоуборочным комбайном в фазе начала колошения у злаковых и бутонизации – начала цветения у остальных культур. Заделку в почву проводили тяжелой дисковой бороной на глубину 10-15 см в два следа.
Установили, что по урожайности биомассы выделились фитоценозы озимых злаковых (тритикале, рожь) и многолетних бобовых трав (донник, эспарцет), которые сформировали 6,0-6,3 т/га сухого вещества и максимально обогатили почву органическим веществом (5,52-5,88 т/га). Донник аккумулировал в биомассе 156 кг/га азота, эспарцет – 142 кг/га азота, рожь – 37 кг/га фосфора, озимая злаково-бобовая смесь (тритикале, рожь, вика) – 148 кг/га калия.
Наибольшее содержание нитратного азота наблюдалось после эспарцета, донника и клевера. Максимальное накопление подвижных форм фосфора и калия отмечено после фацелии, которая лучше других изучаемых культур поглощала элементы питания из труднорастворимых соединений почвы.
Применение зеленого удобрения при возделывании сельскохозяйственных культур сопровождается дополнительными производственными затратами, которые должны быть экономически оправданными и окупаться прибавкой урожая.
Производственные затраты, связанные с использованием зеленых удобрений, варьировали от 6,6 тыс. руб./га при сидерации фацелией и до 19,3 тыс. руб./га – вики. Затраты в значительной степени зависели от стоимости посевного материала. Наименьшая стоимость гектарной нормы семян (1,4-1,6 тыс. руб.) была у донника и клевера, что занимало в структуре общих затрат около 20%, а максимальная у вики (13 тыс. руб.), или 67,5% структуры затрат.
Максимальный сбор зерновых единиц (2,29 т/га севооборотной площади) получили при сидерации смесью озимых культур. Минимальная себестоимость зерновой единицы 4,92 руб. при наибольшей чистой прибыли – 20,4 тыс. руб./га и рентабельности – 187% получена при использовании в качестве зеленого удобрения биомассы фацелии. После сидерации викой себестоимость зерновой единицы наивысшая – 6,80 тыс. руб./т.
Как сидерация влияет на урожайность полевых культур и продуктивность севооборота, установили в Кабардино-Балкарском ГАУ (Россия) в звене севооборота: сидеральный пар – озимая пшеница – кукуруза на зерно – ячмень в умеренно тёплом климате с умеренным увлажнением на чернозёме обыкновенном среднемощном. Сидеральные культуры (горох, яровую вику, горчицу белую и суданскую траву) запахивали в фазе цветения. Установили, что севообороты с сидеральными парами увеличивали выход кормовых единиц на 7,5-21,8% в зависимости от сидеральной культуры. Эффективность севооборота с горчичным сидеральным паром превосходила другие его виды (прибавка 1,48 т/га к. ед.). Наименее эффективной была сидерация суданской травой. Эффективность сидерации оказалась более выраженной на второй культуре севооборота (кукуруза). Во избежание изреженности посевов озимой культуры продуктами разложения зелёной массы сидератов следующими культурами за сидеральным паром лучше планировать яровые.
Статья опубликована в журнале «Наше сельское хозяйство» за ноябрь 2024 года, №21.