Производство экологически безопасных продуктов питания в биологическом земледелии В целях решения продовольственной проблемы в большинстве стран мира проводится значительная работа по повышению урожайности и валовых сборов зерна путем внедрения факторов интенсификации, связанных с применением все возрастающих количеств минеральных удобрений и средств защиты растений искусственными химическими веществами. Однако внесение высоких норм минеральных удобрений, интенсив¬ная обработка почвы с использованием тяжеловесных машин и орудий, широкое применение пестицидов и других факторов интенсификации привели к целому ряду негативных экологических последствий. Для устранения загрязнения почвы, воды и воздуха отработанными газами, тяжелыми металлами, радионуклидами, нитратами, пестицидами всё в больших масштабах получают новые направления - так называемые органическое, экологическое, биологическое земледелие. Под органическим земледелием, понимается такое при котором технологический цикл производства, переработки и хранения продуктов растениеводства протекает без использования синтетических минеральных удобрений, пестицидов и регуляторов роста. Эти направления имеют незначительное различие и, будучи распространенными во многих странах, объединяются общим понятием биологического земледелия. Основными принципами биологического земледелия являются: • правильная организация накопления, хранения и использования органических удобрений путём оптимального сочетания отраслей растениеводства и животноводства и внесения в почву навоза, компостов, перегноя, соломы, сидеральных удобрений; • воспроизводство плодородия почвы, на основе введения научно обоснованных севооборотов, что позволяет снизить вредоносность от сорняков, вредителей, болезней и сокращать до разумного минимума глубину и число обработок и осваивать почвозащитные обработки; • максимальное использование биологического азота в агробиоценозах путём активизации фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями на корнях бобовых растений; • получение продукции высокого качества, не загрязненной пестицидами и нитратами, пригодной для диетического питания и длительного хранения. При этом для борьбы с вредителями, болезнями и сорняками допускается применение в качестве инсектицидов микробных препаратов: ризоторфина, поликарбацина; растительных инсектицидов: пиретрума, табачной пыли, минеральных масел, мыла, а в качестве фунгицидов -серы, бордосской жидкости; • снижение энергоемкости сельскохозяйственного производства, использование энергосберегающих технологий; • внедрение биологического земледелия требует обязательного контроля за балансом питательных веществ в системе почва - растения для поддержания оптимального их количества и соотношения. Это решается внедрением правильной структурой посевных площадей в которой расширяются посевы бобовых культур и создаются благоприятные условия для симбиотической азотофиксации, чередованием культур, имеющих стержневую и мочковатую корневую систему, посевом культур, растворяющих своими корневыми выделениями труднорастворимые соединения фосфора (люпин, горчица, донник, гречиха), использованием промежуточных культур с внесением в почву органических удобрений, соломы, сидератов, различных компостов: • введение биологического земледелия требует постоянного контроля за состоянием агроэкосистемы, учета баланса токсических веществ, предотвращения накопления тяжёлых металлов, нитратов; • биологическое земледелие требует высокой технологической дисциплины, высокой профессиональной подготовки специалистов. Основным звеном биологического земледелия являются научно обоснованные севообороты. Все остальные звенья (система обработки почвы, система удобрений, интегральная система защиты растений) базируются на севообороте. Обогащение почвы органическим веществом с внесением навоза, компостов и других соединений стабилизирует содержание гумуса и элементов минерального питания, улучшает физико-химические свойства почвы, изменяет структуру микроценоза, снижая численность фитотоксичных форм из рода Penicilium, и повышает количество грибов из рода Trichoderma, благоприятно воздействующего на растения, способствуя повышению их урожайности. Не меньшее значение имеют и жидкие удобрения которые после компостирования с соломой являются прекрасным удобрением. Для сидеральных паров используют люпин, донник, рапс, горчицу и др. растения. Важная роль в экологическом земледелии отводится многолетним бобовым травам, которые ставляют в почве 5-8 т/га сухой надземной и подземной массы. В предлагаемом рационе питания КРС будет применяться специальный севооборот. Его вид-травопольный, где соотношение культур: многолетние травы 80-90% и зерновые 10-20%. При этом в почве возрастает количество диатомовых водорослей, микроартропод, дождевых червей. Биогенность почвы возра¬стает при внесении соломы злаков с добавлением 10-15 кг/га мине¬рального азота или соломы бобовых культур. Биологическая активность почвы усиливается с применением поверхностной обработки вместо вспашки, так как пр>'и безотвальном рыхлении и плоскорезной обработке условия почвообразования максимально приближаются к естественным. В биологическом земледелии важно осваивать смешанные посевы растений, так как в простых агроценозах всегда имеются свободные ниши, которые занимаются сорняками, вредителями и болезнями. Предотвратить это явление можно, если свободные ниши занять другими культурными растениями, т. е. применять смешанные посевы. В этих целях можно применять посевы овса с горохом, яровой пшеницы с горохом. Установлено, что смешанные посевы хорошо противостоят отрицательным факторам внешней среды, лучше исполь¬зуют питательные вещества и влагу, меньше страдают от сорняков, вредителей и болезней, бобовые травосмеси обогащают почву азотом. Всё вместе взятое способствует повышению урожайности. Неплохие результаты получаются при внедрении подсевных, по¬жнивных и поукосных культур, в которых почва в течение всего лета находится под растениями и не подвергается отрицательному влиянию солнпд, дождя и ветра. Распашка больших массивов почвы, сплошная вырубка лесов при¬водят к однообразным по своей структуре агрофитоценозам. Лесные массивы в агроландшафтах - важнейший климатообразующий фактор, оказывающий влияние на прилегающие к нему посевы. Леса и лесополосы повышают в 1,5-2,0 раза мощность снегового покрова, снижается глубина промерзания почвы и скорость снеготаяния, что способствует впитыванию влаги в почву. Снижается скорость ветра, предотвращается развитие водной и ветровой эрозии. В конечном итоге это повышает урожайность зерновых культур на 15-20%, сахарной свеклы и картофеля -на 25-30%. Лесополосы являются естественной преградой распространению вредителей и болезней, возрастает количество полезных насекомых, птиц. Увеличивается экологическая ёмкость и устойчивость агроландшафтов, максимально сохраняются биохимические природные потоки. Для усиления влияния лесополос на урожайность необходимо, чтобы лесоаграрные ландшафты состояли из отдельных лесоаграрных единиц, под которыми понимается минимальная территория, включающая все его Гементы. у Лучшая форма закладки прямоугольная площадью 100 га. В нашей зоне 600-500м на 1500-2000м. Полосы должны быть 2х-3х рядные. Вдоль лесополос должны создаваться буферные зоны, засеваемые многолетними травами, а далее нужно располагать посевы зерновых культур. Переход на экологическое земледелие даст возможность соединить воедино лесоаграрные ландшафты с природными, не нарушая при этом естественного хода развития биосферы.
Органические удобрения и содержание гумуса в почве Органические удобрения: навоз подстилочный и бесподстилочный (КРС, овечий, свиной, конский), птичий помет (термически высушенный, сухой, подстилочный, бесподстилочный), торф, сидераты, солома, сап¬ропель (осадочный ил открытых пресноводных водоемов), фекалии (физиологические отходы жизнедеятельности человека). Органическими их называют по той причине, что в их составе кроме минеральных соединений содержатся и органические компоненты (белок, пектин, органические кислоты, крахмал) в количествах от 5 (бесподстилочные-формы) до 20-28% - в подстилочных видах и до 90% - в торфе низинном. Ценность для почвы органических удобрений заключается в дополнительной поставке в почву макро- и микроэлементов, повышение численности и активности полезной микрофлоры, увеличение емкости поглощения и степени насыщенности основаниями, улучшение структуры, восполнение запасов гумуса, снижение уровня использования искусственных туков с целью избежания чрезмерного загрязнения воды минеральными соединениями, а растительной продукции - нитратами. При неграмотном использовании органических удобрений возможны следующие негативные последствия: - засорение почвы семенами сорных растений в случае применения бес подстилочных форм, а также слабоперепревших подстилочных удобрений (возможное поступление семян сорняков с 1 тонной: птичий помет - 100-400, свиной - 200-700 тыс. шт., навоза крупно-рогатого скота -2 млн. шт.); - снижение всхожести семян с.-х.культур при внесении чрезмерно высоких норм удобрений, в особенности птичьего помета; -усиление пестроты плодородия почв в результате неравномерного распределения органических удобрений по их поверхности и пахотному слою; -усиление эффекта иммобилизации минерального азота почвы целлюлозоразрушающими бактериями при использовании соломы и слаборазложившегося соломистого навоза; -загрязнение воды грунтовой и открытых водоемов в случае отсутствия у навозохранилищ гидроизоляции; - источник возбудителей заболеваний" при использовании необеззараженных бесподстилочных форм навоза и птичьего помета; образование побочных вредных соединений при разложении соломы (производные фенола, салициловая, бензойная, кумаровая и ванилиновая кислоты). Сравнительная удобрительная ценность различных видов органических удобрений Качество органических удобрений оценивается, прежде всего, по содержанию в них органических соединений и степени их гумификации, по количеству азота (общего, белкового, аммонийно-аммиачно-амидного, нитратного), фосфора, калия и других химических элементов, общей зольности, а также по отношению между углеродом и азотом. Содержание макроэлементов в экскрементах с.-х. животных и различных видах Органических удобрений показано в таблицах 1,2. Таблица 1 Химический состав свежих экскрементов, % (ВИУА)
Вода Сухое вещество N общ. Р205 К20 C:N 1. Среднее в смеси экскрементов КРС 90 10 0.43 0.28 0,40 8: 1 Свиньи 90 10 0,72 0,47 0,21 5: 1 Овцы 72 28 0,95 0,22 0,75 11: 1 Куры 70 30 1,80 1,40 0,62 8: 1 2.Кал КРС 84 16 0,29 0.17 0,26 15: 1 Свиньи 82 18 0,43 0.41 0,15 10: 1 Лошади 76 24 0,44 0,35 0,35 19: 1 Овцы 66 34 0,55 0,31 0,26 22: 1 3. Моча КРС 94 6 0,58 0.01 0,83 2: 1 Свиньи 97 3 0,60 0,01 0,49 1 : 1 Лошади 90 10 К55 0 1.50 2: 1 Овцы 83 13 1,95 0,01 2,26 2: 1 В смеси экскрементов (кал, моча), по относительному содержанию, на первом месте находится азот (0,43-1,8%), на втором - фосфор (0,22-1,40%), на третьем - калий (0,21- 0,75%). В кале животных макроэлементы располагаются в таком же порядке, однако их содержание находится на более низком уровне по сравнению со смесью экскрементов: азот - 0,29-0,55%, фосфор - 0,17-0,41%, калий -0,15-0,35%. Азот и фосфор кала становятся доступными лишь после минерализации органического вещества, калий же используется растениями, ибо он сосредоточен только в составе минеральных соединений твердых выделений животных. В моче содержание азота и калия примерно одинаковое - количество 58-1,95 и 0,49-2,26%, фосфор же в жидких выделениях практически отсутствует, элементы мочи сразу же могут быть использованы растениями, так как они входят в состав легкорастворимых и легко минерализуемых соединений. Из подстилки (солома, торф) макроэлементы становятся доступными для растений только после минерализации органических компонентов. Наибольшей удобрительной ценностью ртличается термически высушенный птичий помет (89 кг/т, по сумме: азот + фосфор +калий), далее, в порядке снижения, следуют сапропель, помет кур, навоз КРС, а также навоз конский, свиной, овечий. В полевых севооборотах, в особенности при участии в них парового поля, отмечается отрицательный баланс гумуса в почве. В настоящее время применяют на существующий рацион питания КРС следующий полевой севооборот: Его вид парозернотравено-пропашной, где зерновые культуры занимают 50%-60%, пропашные 15%-20%, многолетние травы 15%-20%, пары 10%-20%. За основу при расчете такого баланса берется азот, ибо он практически полностью сосредоточен в органическом веществе почвы, и его появление в виде минеральных соединений, а также вынос растениями, - это результат минерализации гумуса и негумифицированных органических веществ. При расчете баланса гумуса учитывается и следующее обстоятельство: 50% азота, отчуждаемого с урожаем, - это азот гумуса. Таблица 2 Сравнительное содержание макроэлементов в органических удобрениях (обобщенные данные НИУ РФ) Эле¬мент Подстилочные формы Бесподстилочные формы Птичий помет -терм и ч ески высуше нный Сиде-раты Соло¬ма Фека¬лии Сапро пель Торф iBepMHKjiM-посты КРС сви¬ной кон¬ский овечи й II 111ЧИ й помет КРС сви¬ной птичий помет верхо вой низин ный 1. Относительное содержание элементов питания, % (при фактическом влажности) N,-, общ. 0,55 0,84 0,59 0.86 2,1 0,49 0,60 1,7 4,5 0,60 0,50 0,67 2,2 [ДО 3,0 0,83 РА 0.20 0.58 0.26 0.47 2.5 0.26 0.30 1.5 2.7 0.10 0.07 0.33 0.5 0.10 0.4 0.44 КгО 0,60 0,62 0,59 0,88 0,9 0,40 0,20 0,8 1,7 0,15 0,65 0,20 0,6 0,07 0,2 1,38 2. Содержание общего азота, % на абсолютно сухое вещество общ. 1,9 2,1 1,9 1,7 3,3 1 3,0 [ 4,0 4,6 5,5 2,5 0,6 2,3 3,0 1,1 3,2 2,6 3. Суммарное количество макроэлементов в 1 т удобрений, кг 13,5 20,4 14,4 22,1 55,0 11,5 11,0 | 40,0 89,0 8,5 12,2 12,0 33,0 12,7 36,0 26,5 Принимая во внимание, что в гумусе содержится около 5% азота, понятно, что произведение величины расхода почвенного азота на коэффициент 20 позволяет рассчитать массу минерализованного гумуса, которая, в свою очередь, зависит от механического состава почвы и вида полевой культуры. На этот счет предлагаются следующие поправочные коэффициенты:
поправка на культуру – К1 поправка на м/состав - К2 - многолет. травы - 1,0 - тяжелый суглинок - 0,8 - зерновые - 1,2 - средний суглинок - 1,0 - пропашные - 1,6 - легкий суглинок - 1,2 - супесь - 1,4 На основе отмеченной выше информации предлагаются следующие формулы для расчета убыли массы гумуса: а) в почве, под полевыми культурами У г/к = (BN х 0,5 х 20 х К, хК2)-(Г, +Г2 ) б) в почве, при ее паровании Уг/чп = (Ы-Ш3х4х20хК2)- (Г, +Г 2 ) где: Уг - убыль массы гумуса, кг/га в год; BN - вынос азота урожаем основной и побочной продукции, кг/га; К 1,2 - поправочные коэффициенты; N-N03 - содержание азота нитратов в слое почвы 0-40 см, мг/кг; 20 - коэффициент пересчета массы азота в массу гумуса; 0,5 - доля азота гумуса от размеров общего его выноса урожаем; 4 - условный коэффициент глубины исследуемого слоя почвы; Г1+ Г2- гумус, вновь образовавшийся за счет поверхностных остатков и корневой системы, кг/га. Расчет величин Г1 рекомендуется осуществлять по следующим формулам: Г, = (М, х 0,128) х 100 Г2= (М2Х 0,128 X 1,3) X 100, где: М1 и М2 - масса соответственно поверхностных остатков и корневой системы (см. уравнения регрессии в табл. 3). Таблица 3 Определение массы растительных остатков по урожаю основной продукции в посевах полевых культур Культура Урожайность основной про¬дукции, ц/га (У) Уравнения побочная продукция поверхност¬ные остатки корни 1 2 3 4 5 Рожь 10-25 26-40 1,8у + 3,8 1.0у + 25 0,3у + 3,2 0,2у + 6.3 0,6у + 8,9 0,6у + 13,9 Озимая пшейица 10-25 26-40 1,7у + 3,4 0,8у + 26 0.4у + 2,6 0,1у +8.9 0.9у + 5,8 0,7у + 10,2 Яр. пшеница 10-20 21-30 1,3у + 4.2 0,5у + 19,8 0.4у+ 1,8 0,2у + 5.4 0,8у + 6,5 0.8у +6,0 Ячмень 10-20 21-35 0,9у + 6,5 0,9 + 7,2 0,4у+1,8 0,09у + 7,6 0,8у + 6,5 0,4у + 13,4 Овес 10-20 21-35 1,5у-1,2 0,7у + 16,2 0,3у + 3.3 0,15у + 6,1 1,0у + 2,0 0,4у + 16 Просо 5-20 21-30 1,5у + 4.5 2,0у + 7,1 0,2у + 5,0 0,3у+ 3.3 0,8у +7 0,56у + 11,2 Горох 5-20 21-30 1,3у + 4,5 1,2у + 3,0 0,14у + 3,5 0,2у4 1,7 0,66у + 7,5 0,37у+12,9 Гречиха 5-15 16-30 1,7y+4,7 1,3y + 10,3 0,25у + 4,3 0,2у + 5,2 Uy-5.3 0,54у+14,1 Картофель 50-200 0,12у + 2,0 0,04у + 1,0 0,08у + 4 Кукуруза (з/м) 100-200 - 0,03у + 3,6 0,12у+ 8,7 Однол. травы 10-40 - 0,13у + 6,0 0,7у + 7,5 Многол. травы 10-40 - 0,2у + 6,0 0.8у+11,0 Подсолнечник (семена) 8-30 1,8у + 5.3 0,4у + 3,1 1,0у+ 6.6 Кормовые корнеплоды 50-200 0,08у + 0,1 0,01у+1,0 0.05у + 5,5 . — — — — 0,128 - средневзвешенный коэффициент, учитывающий содержание органического вещества и коэффициент его гумификации; 1,3 - коэффициент, учитывающий долю наиболее мелких корешков и их выде¬лений. На основе таких расчётов возможно определить и норму органических удобрений для обеспечения бездефицитного баланса гумуса: Н = У:(Сх0,01 хК) где: Н- норма органического удобрения для обеспечения бездефицитного баланса гумуса, т/га; С - содержание органического вещества в удобрении, %; К - коэффициент гумификации органического вещества удобрения. ПРИМЕР РАСЧЕТА Исходная информация: поле - чистый пар; содержание в почве N -N03 = 25 мг/кг, последняя культура в севообороте - ячмень; урожайность зерна 10 ц/га; вид удобрения - навоз КРС, подстилочный, полуперепревший; С = 20%; К = 0,5. Решение: М, =(0,4x10)+1,8 = 5,8 ц/га, М2 = (0,8 х 10) = 6,5 = 14,5 ц/га, Г,= (5,8 х 0,128) х 100 = 74 кг/га, Г2 = (14,5 х 0,128 х 1,3) х 100 = 241 кг/га, У = (25 х 4 х 20 х 1,2) - (74 + 241) = 2085 кг/га = 2,09 т/га. Н= 2,09 : (20 х 0,01 х 0,5) = 20,9 т/га Таблица 4 Сравнительная ценность органических удобрений при восполнении гумуса Вид удобрения Содер¬жание Органи¬ческого вещества, % Коэффиц иент гумифи-кац. органич.вещества Средняя норма внесения удобрен.. т/га Количество, т/га Посту¬пившегоорганическ. вещества образо¬вавшегося гумуса 1. Зеленая масса сидеральных культур 20 0,20 10 2,0 0,40 2. Пожнивно-корневые остатки 80 0,16 2 1,6 0,32 3. Солома зерновых культур 80 0.15 3 2.4 0,36 4. Навоз КРС подстилочный 21 0,50 30 6,3 3,15 5. Навоз КРС бесподстилочный 6 0,50 50 3,0 1,50 6. Птичий помет сырой 20 0.20 5 1,0 0,20 7. Торф низинный 90 0,85 50 45,0 38.25 Сравнительная ценность органических удобрений в деле восполнения запасов гумуса в почве показана в таблице 4. Накопление и хранение органических удобрений В условиях хозяйств возможно использование следующих способов хранения подстилочных форм органических удобрений: Рыхлое Штабель формируется послойно, со следующими параметрами каждого слоя: ширина -5 м, высота -1м, длина - произвольная. Общая высота штабеля - 3 м. Уплотнение слоев не производится, условия внутри штабеля - аэробные, а темпе¬ратура достигает 60-70°. В таких условиях потери азота и органических веществ достигают максимальных значений. Срок годности: полуперепревшие формы -1.5 мес, перепревшие - 4 месяца. Рыхлоплотное Укладка штабеля осуществляется поначалу без уплотнения, но при достиже¬нии внутри штабеля температуры 60-70° (срок - 7 дней) он уплотняется. Срок готовности: полуперепревший - 2 мес, перепревший - 4.5 месяца. Плотное В штабеле уплотняется каждый слой, условия - анаэробные, температура -невысокая (30-40°С). Потери азота и органического вещества - минимальные. Срок готовности: полуперепревший - 3-4 мес, перепревший - 7-8 мес Различают следующие 4 степени разложения навоза: -слаборавложившийся: солома имеет типичную окраску, водная вытяжка красно-желтая либо зеленоватая; -полуперепревший: солома теряет свою прочность и становится темно-коричневой, водная вытяжка густая и черная. Потери массы по причине улетучивания метана, диоксида углерода и паров воды составляет 25%; -перепревший: навоз представляет собой черную мажущуюся массу, солома уже незаметна, водная вытяжка бесцветная. Потеря массы - 50%. -перегной: черная, однородно-землистая и суховатая масса в размере 25% от первоначально заложенного количества навоза. Расчет выхода подстилочных форм органических удобрений возможно осуществлять по одной из следующих формул: В =7хЧхКхП, где: В - выход подстилочного навоза за стойловый период, т; Ч - численность с.-х. животных, голов; К- коэффициент перевода животных в условные головы (0,8 - КРС, в среднем; 0,5 - лошади; 0,2 - свиньи; 0,1 - овцы; 0,001 - птица); П - поправочный коэффициент на степень перепревания навоза (полуперепревший - 0,75; перепревший - 0,5; перегной - 0,25); 7 - масса навоза от 1 гол КРС за стойловый период. Применение органических удобрений в земледелии К использованию рекомендуются прежде всего полуперепревшие и перепревшие формы подстилочного навоза. Исключение составляют огурцы, под которые можно вносить даже свежий навоз, а также морковь и лук, лучше всего отзывающиеся на перегной. Оптимальный способ внесения - вразброс, под отвальную вспашку, с минимальным интервалом от разбрасывания до основной обработки почвы во избежание существенных потерь азота. Лучшие объекты для внесения - пар, картофель, овощи, подсолнечник, кукуруза на зеленую массу. Нормы внесения: подсолнечник, кукуруза - 20 т, картофель, овощи -40-60 т, пар - от 20 до 60 т/га ( меньше - на черноземах типичных и выщелочен¬ных, больше - на темно-каштановых почвах). Нормы внесения навозной жижи: 5-10 т/га при весенней подкормке озимьгх зерновых культур и многолетних трав, 20 т/га - под отвальную вспашку. Нормы внесения бесподстилочного навоза: зерновые культуры - 30-35 т, картофель - 40-60 т, кукуруза - 60-80 т, свекла - 80-90 т/га. Перед внесением он подлежит бактериологическому и гельминтологическому обследованию, и в случае обнаружения возбудителей болезней его подвергают обеззараживанию. . Основой для корректировки средних доз бесподстилочного навоза и определения окончательных их величин является содержание общего азота. Для полевых культур рекомендуется средняя доза такого навоза на уровне 25 т/га при содержании N , 0,4%. При отклонении фактических данных по содержанию N от отмеченной выше величины необходима корректировка средней дозы навоза с использованием коэффициентов пересчёта. Содержание Коэффициент пересчета Содержание Коэффициент пересчета 0,2 2,00 0,8 0,50 0,3 1,33 0.9 0,44 0,4 1,00 1,0 0,40 0,5 0,80 1.1 0,36 0,6 0,67 1,2 0,33 0,7 0,57 1,3 0,30 Весь урожай соломы, за исключением расхода ее на подстилку, необходимо оставлять при уборке зерновых культур на поверхности почвы в виде резки. В определенной степени это поможет снизить темпы убыли массы гумуса. Во всех видах соломы, кроме зернобобовых культур, очень широкое соотношение углерода к азоту (C:N = 80-100). От величины этого соотношения зависит скорость разложения соломы: чем уже это соотношение, тем быстрее она разлагается, и наоборот. При разложении соломы возможны депрессивные эффекты у растений (замедление роста и дыхания корней) по причине образования побочных вредных соединений фенола, бензойной, салициловой, кумаровой и ванилиновой кислот. При разложении соломы целлюлозоразрушающими бактериями происходит иммобилизация азота в результате перехода минеральных его соединений из почвенных запасов в плазму тела микроорганизмов, что вызывает определенное азотное голодание полевых культур. Снизить эти негативные процессы возможно за счет азота минеральных удобрений, который стимулирует почвенный микробиологический комплекс, способствуя тем самым более быстрому усвоению микроорганизмами фитотоксических соединений. Азотные удобрения при этом вносятся в размере 1% от массы оставляемой в почве соломы. Вместо азотных удобрений для совместной запашки с соломой хорошо использовать жидкий навоз в норме 40-50 т/га, что сужает соотношение между углеродом и азотом в разлагающейся соломе до такой величины, при которой происходит сравнительно более быстрая ее минерализация, без существенного уменьшения усвояемого азота в почве. В сравнении с другими видами органических удобрений, в птичьем помете макроэлементы находятся в более усвояемых для растений соединениях. Основная часть азота в нем представлена в виде мочевой кислоты, которая при хранении превращается поначалу в мочевину, а затем в углекислый аммоний - (NН4)2СОз. Последний при хранении быстро разлагается на аммиак, углекислый газ и воду, что приводит к потерям 50% азота от первоначального его содержания в помете птиц. Снизить эти потери возможно добавлением порошковидного суперфосфата в размере 10% от массы помета, а также перегноя (30-50%), либо земли (30%). Нормы внесения помета до посева: сухой (картофель, овощи) - 1 -2 т, сырой -4-10 т/га (меньше - под зерновые, больше - под пропашные культуры). При подкормке применяют 1 т/га сырого помета и 0,5 т - при использовании сухих его форм. Для жидкой подкормки сырой помет разбавляется водой в 6-7 раз. Зеленое удобрение (сидераты) - это свежая растительная масса, запахиваемая в почву для обогащения ее органическим веществом и азотом. В качестве сиде-ральных культур применяются люпин, сераделла, донник, чина, эспарцет, горчица и гречиха. Черви и окультуривание почв Чарльз Дарвин-был первым, кто установил и сумел количественно оценить невидимый человеческому глазу титанический труд дождевых червей, формирующих почвы. Черви составляют около 50-70 % всей биомассы почвенных беспозвоночных. На одном гектаре хорошо ухоженных лугов или пастбищ их насчитывается от 1 до 2 млн. особей. Вес всей суммарной биомассы червей равен 2-5 тоннам на гектар, что в 100 раз превышает биомассу наземных животных на этой площади. Химизация, однако, может резко сократить численность червей. Замечательная особенность их заключается в том, что при своем питании, поглощая и усваивая бактерии, водоросли, грибы, простейших, органические остатки, черви пропускают через свой кишечник за сутки такое количество почвы, которое равно их весу (в среднем 0,5 г - одна особь). Если допустить, что на 1 м2 находится 100 червей (1000000 особей на гектар), то за одни сутки они перерабатывают таким образом 50 граммов на 1 м2 или 0,5 т/га. При этом происходит обогащение почвы ферментами, слизью, аминокислотами, витаминами, другими биологически активными веществами. Почва очищается, поскольку при прохождении почвенной массы через кишечник червей происходит ее активное освобождение от патогенной микрофлоры. Копролиты - выделения червей, представляют собой существенно улучшенную оструктуренную почву. Копролиты дождевых червей имеют более высокие значения рН (т.е. более щелочную реакцию), чем сама почва. Эти образования обладают высокой водопрочностью, влагоемкостью, большой гумусированностью. Почвы, обогащенные копролитами, обладают и более высоким плодородием. Черви мелиорируют почву благодаря их активному разрыхлению. Так, за лето популяция из 100 червей на одном квадратном метре прокладывает в почве километр ходов. Можно повысить численность червей и усилить их деятельность. Промышленное производство червей, для улучшения свойств почв, было начато ещё в 1939 г. когда был открыт калифорнийский червь, который перерабатывает органическое вещество, разрыхляет и улучшает почву. Этот червь в 100 раз превосходит по своей плодовитости диких сородичей -навозных (компостных) червей и в 4 раза - по продолжительности жизни. Одна пара производит в год от 500 до 1500 особей. Они улучшают физические свойства почв, повышают их плодородие, перерабатывают огромную массу органических остатков, превращая их в почвенный гумус. В мировой практике проблема улучшения свойств почв с использованием червей приобрела размах индустриального производства. В 1980 г. в США функционировало 1500, а в 1989 - более 30000 крупных специализированных производств по культивированию червей, многие из которых перерабатывали за сутки 150 и более тонн подстилочного навоза. В нашей стране эта технология пока не имеет широкого производственного распространения. Но первые результаты оказались достаточно перспективными. Помимо получения прямого мелиорирующего эффекта, с помощью червей изготавливают гранулированное гумусное органическое удобрение (400 кг с каждой тонны подстилочного навоза). Дозы вермикомпоста при основном внесении: - под полевые культуры - 3-20 т/га; - под тепличные огурцы, локально в лунку - 50-100 г ; - под овощи открытого грунта - 0,5-0,8 кг/м (150 г/1 пог. метр или 4-6 столовых ложек на 1 растение); - под ягодные культуры - 0,5-1 кг/1 куст; - под плодовые - 1-2 кг/1 дерево. Подкормка растений раствором вермикомпоста: 2 кг удобрения + 10 л воды, настоять 12-24 часа и разбавить полученный раствор водой при соотношении 1:4. Способ подкормки - под корень растения, норма расхода раствора - как и при поливе обычной водой. Самый значительный вред почве, её быстрой деградации и большим потерям из неё гумуса приносит водная и ветровая эрозия Деградация почв от эрозии. Эрозия почвы наносит большой ущерб не только ее плодородию, но и всему народному хозяйству. Она приводит к деградации почвы и сокращению сельхозугодий, снижению потенциального плодородия почв, ухудшению её химических и агрофизических свойств, водного режима, снижению биологической и ферментативной активности и, в конечном итоге, снижению урожайности и ухудшению качества продукции. Потери гумусового слоя во время пыльных бурь составляют от 1 до 10 см. Для сравнения следует отметить, что на создание 1 см гумусового слоя в обычных природных условиях требуется 100 лет и более. При утрате 1 мм слоя чернозёма с 1 га теряется 76 кг азота, 24 кг фосфора, 80 кг калия, а для выращивания 1 т зерна требуется в среднем соответственно 66, 20 и 26 кг этих веществ. В результате эрозии происходят большие потери гумуса (табл. 5), содержание и запасы которого с увеличением смытости почв значительно сокращаются. По данным Почвенного института им. В.В. Докучаева, запасы гумуса лучших в мире русских чернозёмов за 70 лет после распашки уменьшились почти на 250 т/га, водоудерживающая способность их сократилась на 500-600 т/га, а потенциальная урожайность зерна — на 0,5-0,6 т/га. Эрозия почвы приводит к изме¬нению качественного состава гумуса, в котором отношение гуминовых кислот (ГК) и фульвокислот (ФК) сдвигается в сторону последних. Таблица 5 Содержание гумуса и питательных веществ на различных по степени смытости почвах Степень смытости почвы Содержание Гумус, % N Р2О5 к2о мг/100гпочвы Не смытая 6,2 120 20,0 30,0 Слабосмытая 4,1 41,5 4,0 16,7 Среднесмытая 2,0 3,5 2,5 12,5 Сильносмытая 0 1,5 1,2 8,3 На эродированных склоновых землях в значительной степени изменяется фитосанитарный потенциал. На них развивается характерный агрофитоценоз, значительно отличающийся от равнинных земель. На смытых почвах увеличивается засорённость, повышается заражённость корневыми гнилями. Из-за ухудшения физических свойств эродированных почв (уменьшение количества структурных агрегатов, связности, водо- поглотительной и водоудерживающей способности) снижается их способность усваивать талые и дождевые воды. В связи с этим, коэффициент стока в них нередко возрастает до 0,8-0,9. Кроме того, на эродированных почвах с плохими физическими свойствами увеличиваются потери влаги на испарение, резко сокращаются запасы воды в метровом слое из-за уменьшения водоудерживающей способности (табл. 6). Таблица 6 Запасы влаги на эродированных почвах Степень смытости почвы Запас воды в метровом слоек почвы, м3/га Не смытая 3052 Слабосмытая 1560 Среднесмытая 400 Сильносмытая 72 Подсчитано, что с годовым склоновым стоком по стране уходит до 60-80 млрд м3 воды, что порождает почвенную засуху. На фоне «эрозионной засухи» часто проявляется дефляция, или ветровая эрозия почвы. В результате ухудшения агрономических свойств эродированных почв, больших потерь гумуса, питательных веществ и воды от эрозии урожайность сельскохозяйственных культур снижается на слабосмытых почвах на 10-30; на среднесмытых — на 30-50; на сильносмытых — на 50-70%. С эродированных сельскохозяйственных угодий ежегодно в целом по стране недополучают 1/3-1/4 валового сбора продукции растениеводства. Однако ущерб, наносимый водной и ветровой эрозиями, не ограничивается этими потерями. В результате поверхностного смыва и размыва почвы ухудшаются микрорельеф, водный режим на пахотных землях, заиливаются многие реки и озёра, снижается продуктивность естественных кормовых угодий, устойчивость и продуктивность земледелия, рентабельность всего сельскохозяйственного производства. В Среднем Поволжье главными факторами проявления эрозии являются: большая распаханность территории (в среднем 59%, в т.ч. в южной зоне — 73%); сравнительно слабая облесенность полей (средняя лесистость 13,9%, в т.ч. в южной зоне — 2,7%); наличие средне- и легкосуглинистых, супесчаных и песчаных почв; особенности климата, когда в отдельные годы погодные условия складываются либо по типу влажной природной зоны, либо по типу сухой полупустынной природной зоны; пересечённый рельеф местности (табл. 7). Таблица 7 Распределение пашни Самарской области по крутизне склонов, % Зоны области Категории крутизны пахотных склонов Меньше 1° 1-1,5° 1,5-3° 3-5° 5-7° Больше 7° Северная 15,1 32,9 31,9 14,9 4,0 1,2 Центральная 40,2 24,4 24,1 9,0 2,0 0,3 Южная 44,5 26,2 22,9 5,3 0,8 0,3 В целом по области 38,4 27,2 24,5 7,9 1,6 0,4 Совместное проявление этих факторов негативно влияет на плодородие почв, способствует развитию её эрозии. Например, в Самарской области, по данным ВолгоНИИгипрозема,- значительные площади подвержены эрозии (табл. 8). Таблица 8 Площади эродированных (числитель) и эрозионно-опасных (знаменатель) пахотных земель Самарской области, % от общей площади пашни Зоны области Общая площадь В том числе водной ветровой совместной Северная 43,5/34,2 43,5/32,9 0/1,3 0/- Центральная 23,8/52,6 18,9/24,4 3,5/28,2 1,4/- Южная 26,1/64,4 18,1/26,2 0,3/38,2 7,7/- В целом по области 29,6/51,9 24,9/27,2 1,5/24,7 3,2/- Ущерб от эрозии в Самарской области из-за потери гумуса, питательных веществ, воды на сток с полей составляет около 2 млн т в зерновом выражении (т.е. с каждого гектара пашни область не добирает 4-6 ц зерна). Таким образом, экологически устойчивые методы ведения хозяйств предполагают устранить или уменьшить вредные для человека и всего живого последствия экологического кризиса, сохранить природу и получать безвредные продукты питания. Это достигается путем разнообразия, динамичности и адаптации к местным условиям ведения хозяйств, что предупреждают или снижают проблемы, связанные с эрозией почв, ее загрязнениям и окружающей среды, отрицательных воздействий засух, вредителей, болезней, сорняков, способствует увеличению продуктивности культур, поддерживая или даже увеличивая плодородие почв при ограниченном применении синтетических веществ или при полном их исключении. Этот вопрос должен решаться в каждом конкретном случае. исходя из обстановки и в переходный период попускается их ограниченное применение при необходимости. Следует особо подчеркнуть в необходимости разработки научнообоснованного плана (проекта) и его освоения для каждого хозяйства высококвалифицированными специалистами с участием всех заинтересованных лиц и, особенно, тех кто это будет осваивать и воплощать в жизнь. Зав. кафедрой земледелия, профессор Г.И.Казаков
|