Растениеводство → Минеральное питание в системе прямого посева

Предлагаю вниманию читателей статью кандидата сельскохозяйственных наук Евгения Васильевича Кожемякина, г.Волгоград.  

По мере освоения системы прямого посева многие специалисты отмечают повышение урожайности сельскохозяйственных культур без увеличения доз удобрений. Как свидетельствует международный опыт, для этого есть веские основания. Рост урожайности, по мере освоения системы прямого посева без увеличения доз удобрений, связан с накоплением органических остатков в почве и слоя мульчи на ее поверхности, способствующих оптимизации водного, воздушного и пищевого режима почвы. Азот – важнейший биогенный элемент, атомы которого составляют незаменимую часть белка, ферментов, хлорофилла – соединений, без которых невозможна жизнь. Корни растений способны усваивать азот в форме аниона NO3  и  катиона NH4.

Доминирующей формой азотного питания является селитра, но на начальной стадии роста растений предпочтительней аммоний. «Бассейн» доступного растениям азота включает: источники органического азота, в том числе почвенные органические материалы (ОМ); азотфиксирующие клубеньковые бактерии; свободно живущие азотфиксирующие микроорганизмы; различные формы азотных удобрений; фиксированный почвой аммоний. Все эти источники азота в  конечном счете становятся селитрой. Это очень подвижный элемент, поэтому почвенный анализ на содержание селитры и  листовая диагностика – обязательные элементы контроля потребности культуры в азотном удобрении. Дуэйн Бек предлагает несколько вариантов эффективного азотного питания растений. Наилучшим по его мнению является непосредственное внесение туков в почву. Далее рекомендуются ленточное поверхностное внесение азота, ранневесенние прикорневые подкормки и некорневые подкормки растений баковыми смесями удобрений и стимуляторов роста и средствами защиты. Наиболее целесообразно вносить стартовые дозы азота между рядками, дабы не угнетать проростки. Эту задачу решают применение отдельных туковых сошников или установка дополнительного оборудования на сеялки. Конструкция Т-образных сошников позволяет разделить рядки семян и удобрений. Если требуемая доза азота составляет менее 90кг/га в физическом весе, можно внести эту дозу в баковых смесях с гербицидами. Обсуждая виды минеральных удобрений, Дуэйн Бек рекомендует вносить фосфорное удобрение вместе с семенами, если азотные удобрения вносятся другими способами. После внесения удобрений желательны прохладная погода или дождь. Если мочевину (N 46%) и карбамидно-аммиачную смесь (КАС N 28%) вносить по поверхности поля, часть удобрений будет утеряна в  случае сухой погоды.  

В системе прямого посева практикуется внесение мочевины в почву или на пожнивные остатки. В этом случае, растворяясь в воде, мочевина превращается в  аммиак. Если же аммоний остается на сухих пожнивных остатках, он часто переходит в  аммиак и испаряется. Так что эффективное использование мочевины возможно только при наличии дождя, орошения или в  водных растворах баковых смесей для некорневых подкормок. Мочевину можно применять как стартовое удобрение, внося ее на 5–7,5см в  сторону от  семян при норме внесения 60–90кг/га. При внесении азотных удобрений по мульче происходит иммобилизация азота (потребление его микроорганизмами, разлагающими клетчатку). Этот азот будет доступен растениям только после минерализации пожнивных остатков, но уже другими видами микроорганизмов. Потери азота возрастают при щелочной реакции почвы. Другие пути утраты азота – это вымывание и  денитрификация. Объем вымывания зависит от  водоудерживающей способности почвы. В этом плане преимущество системы прямого посева заключается в дополнительном накоплении органического вещества, водоудерживающая способность которого значительно больше, чем бедных органикой частиц почвы. Денитрификация возникает как результат использования кислорода, нитратов на дыхание анаэробных микроорганизмов. Вот почему почва должна сохранять природную структуру, т.е. «дышать». Вынос азота с урожаем необходимо компенсировать всеми возможными способами: от  активизации азотфиксирующей деятельности клубеньковых и  ассоциативных микроорганизмов до  внесения минеральных удобрений в зону корневых систем или в виде некорневых подкормок вегетирующих растений. Освоение системы прямого посева запускает механизм круговорота азота в экологической системе «растения – почва», что снижает потребность во внесении азотных минеральных удобрений в почву. Включение в плодосмены товарных и почвопокровных (сидеральных) зернобобовых культур – важнейший фактор стабилизации азотного питания всех товарных культур плодосмена. Учеными США и Канады сформулирована концепция «подготавливающей культуры». Например, кратковременное выращивание покровной культуры до посева товарной культуры оказывает комплексное воздействие на почву, обеспечивая оптимум питания для товарной культуры.

В процессе фиксации азота воздуха бобовые культуры выделяют водород, который стимулирует рост последующих культур. Это одна из причин основополагающей позитивной роли бобовых в плодосменах. Я полагаю, что разработанная российскими учеными (в частности, профессором Донского ГАУ Николаем Зеленским) технология бинарных посевов с использованием зернобобовых культур – это существенный вклад в  решение сразу двух проблем, которые необходимо решать в  системе прямого посева: обеспечить дополнительное азотное питание растений и ускорить накопление мульчи.   Проблемами использования органического азота почвы занимается  американский исследователь, почвовед д-р Реймонд Уорд (Ward Laboratories Inc.). Органический материал почвы – это разложившиеся остатки растений и микроорганизмов. Частицы пожнивных остатков на поверхности почвы – это мульча, а не  собственно органика. В верхнем слое почвы обычно содержится от  1  до  3% органики, в  составе которой содержание углерода достигает 58%, а соотношение C/N составляет 10:1. Ежегодно зерновые культуры разрушают до одного процента органического материала почвы, пропашные – около 2%, летний чистый пар – до 4%. Почему разрушение органического материала нежелательно? Органика почвы – это «хранилище» азота и  других питательных веществ, которые более экономно расходуются в  системе прямого посева. Но, главное – органический материал улучшает влагоудерживающую способность и другие физические свойства почвы, приостанавливая ее эрозию. В  системе прямого посева идет процесс воссоздания органического материала почвы. Для накопления 4кг углерода в почве необходимо удержать 1 кг азота. Поскольку мы не  можем вносить азот «про запас» (будут велики потери), процесс накопления органического материала идет очень медленно. Наиболее доступный способ накопления органического материала почвы – эффективное использование азота воздуха для повышения урожайности всех товарных и покровных культур в условиях умеренной минерализации органических веществ. Эта цель наилучшим образом достигается в  системе прямого посева, потому что нормализуется влажность почвы и активизируется жизнедеятельность микроорганизмов.

По подсчетам Р. Уорда, ежегодное количество азота, получаемое только путем асимбиотической фиксации азота атмосферы, составляет около 6кг/га. А мы, даже в условиях жесткого дефицита осадков, продолжаем разрушать органический материал своих почв! Что происходит с органическими остатками в почве? Если соотношение углерода и азота более 30:1, то микроорганизмы для  разложения органики используют все доступные запасы азота, т.е. произойдет иммобилизация азота. Если соотношение меньше 20:1, то другие популяции микробов станут выделять минеральный азот из органики, т. е. произойдет минерализация. Больший прогресс в накоплении органического материала в системе прямого посева можно обеспечить, насыщая плодосмены зернобобовыми культурами. Только разложение корневых систем зернобобовых культур является стабильным источником доступного для других культур азота. Если прервать процесс накопления органического материала хотя бы одной механической обработкой почвы на поле, покрытом мульчей, мы провоцируем минерализацию органического материала, т.е. «откатываемся» на исходные позиции. Что дальше? Ключом к  эффективности метода No-Till   является овладение философией прямого посева, постоянство в использовании этой системы и работа по созданию необходимой структуры почвы. Рост урожайности культур по мере освоения системы прямого посева без увеличения доз удобрений обеспечивается благодаря действию целого ряда факторов. Увеличение количества мульчи и содержания органических остатков в почве способствуют оптимизации водного, воздушного и пищевого режима почвы.  Правильный подбор товарных и почвопокровных культур в плодосмене, включая зернобобовые, обеспечивает более эффективное использование влаги и питательных веществ по всему профилю корнеобитаемого слоя почвы.  Посев сидеральных культур способствует формированию органического вещества почвы, обогащенного различными питательными элементами; Включение в плодосмен крестоцветных культур и гречихи стимулирует переход недоступных растениям форм питательных веществ в доступные.  Наблюдается дополнительный позитивный эффект от взаимодействия различных факторов. Так, кукуруза давала наибольшую прибавку урожая после гороха, затем после озимой пшеницы, сои, рапса; синергизм проявляется во взаимодействии микоризы и ризобактерий (интенсивное размножение ассоциативных микроорганизмов в ризосфере пшеницы).  Усиление микробиологической активности почв: концентрация ризобактерий на корнях яровой пшеницы была в 700 раз выше после гороха, чем после пшеницы; горох и кукуруза положительно реагируют на размножение микоризы на своих корнях, у растений гороха и кукурузы повышается устойчивость к стрессам.