Роль удобрений в повышении плодородия почв
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
В условиях интенсивного земледелия наблюдается активная минерализация гумуса. А это приводит к ухудшению агрохимических, физико-химических, биологических и других свойств почвы, т.е. к снижению ее плодородия, поэтому комплексное использование всех видов органических удобрений для пополнения запасов гумуса в почве, создания не только бездефицитного, но и положительного его баланса - важная задача современного земледелия.
В этой связи зеленым удобрениям должно быть уделено значительно большее внимание как мощному средству повышения плодородия почвы.
Зеленое удобрение (сидераты) - это сельскохозяйственные культуры, выращенные на зеленую массу для заделки в почву в качестве органического удобрения. Это один из эффективных способов повышения плодородия почв. Основные научные предпосылки применения зеленого удобрения состоят в следующем.
Зеленое удобрение - важнейший источник гумуса и азота в почве. При заделке высоких урожаев зеленой массы сидератов 35- 40 т/га в почву попадает 150-200 кг азота, что равноценно 30-40 т навоза. Коэффициент использования азота зеленого удобрения (в первый год действия) вдвое выше, чем такой же коэффициент навоза. Бобовые сидераты обогащают пахотный слой почвы усвояемым фосфором, калием и другими элементами. Так, на легких почвах в Вуберне (Великобритания) ежегодное запахивание сидератов в течение 7 лет увеличило содержание органического вещества на 10%, на Ротамстедской опытной станции использование зеленого удобрения в течение 30 лет накопило органического углерода в почве около 35 т/га. В Баварии (ФРГ) применение зеленого удобрения на суглинистой почве в течение 25 лет повысило содержание гумуса с 2,2- до 2,8%, в то время как при внесении только минеральных удобрений содержание гумуса в почве снизилось до 1,9%.
Зеленое удобрение изменяет фракционный состав гумуса. Так, в длительных опытах на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почве зеленая масса люпина увеличивала содержание гуминовых кислот на 20-30%, в то время как абсолютное и относительное содержание фульвокислот уменьшалось. В условиях Средней Азии на типичных сероземных почвах промежуточные культуры на зеленое удобрение вместе с посевами люцерны в хлопково-люцерновых севооборотах существенно улучшают баланс гумуса в почве, мобилизуют накопление в почве доступного для растений фосфора из слаборастворимых фосфатов.
Зеленое удобрение улучшает агрохимические, физикохимические и физические свойства почвы. Они повышают величину pH, сумму поглощенных оснований, снижают величину гидролитической кислотности и подвижного алюминия. Обогащая почву органическим веществом, зеленое удобрение повышает связность песчаных и супесчаных почв, что улучшает их водно-физические и физические свойства.
На серой лесной среднесуглинистой почве Северного Зауралья заделка сидератов снижала объемный вес почвы в 10-сантиметровом слое на 0,07-0,11 г/см3, а в слое 10-20 см - на 0,06-0,12 г/см3. По данным Донского зонального НИИСХ, по снижению объемного веса сидераты были эквивалентны 20-30 т навоза на 1 га. В Дагестане зеленые удобрения при террасировании склонов в среднем за 4 года уменьшили объемный вес почвы в слое 40 см на 9,5%, а содержание гумуса в пахотном слое увеличилось на 0,54-0,71%.
Повышение содержания гумуса и улучшение агрохимических и агрофизических свойств почвы под влиянием сидерации приводит к усилению биологической активности почвы, почвенный и надпочвенный воздух обогащается углекислым газом, что улучшает воздушное питание растений. Активизируется деятельность почвенной микрофлоры. Заделка пожнивных сидератов увеличивает количество микроорганизмов в 30-сантиметровом слое в 1,5-2 раза по сравнению с контролем, а при сочетании сидерата с минеральными удобрениями - в 2-3 раза.
Заделка пожнивной на зеленое удобрение гречихи на дерновослабоподзолистой среднесуглинистой слабоокультуренной почве в Московской области с массой 200-300 ц/га значительно повысила биологическую активность почвы, способствовала увеличению содержания в ней нитратного азота за счет интенсивной минерализации органического вещества.
Положительный эффект от подзимних посевов рапса, горчицы, ржи, ячменя, вики туркменской получены и в условиях Узбекистана. Посеянные в сентябре-октябре, они к началу апреля накапливают надземную зеленую массу свыше 25^40 т/га. Заделка такого количества органической массы в апреле существенно улучшает свойства почвы, значительно активизирует микробиологическую активность, повышается содержание нитратов, сапрофитных микроорганизмов и актиномицетов. Все это оздоровляет почву от патогенной микрофлоры, в том числе и от вилта, поэтому зимние посевы промежуточных культур рекомендуется подсевать в растущий хлопчатник, и в первую очередь на зараженных вилтом полях.
Применение зеленых удобрений в чистом виде и в сочетании с соломой приводило и к изменению видового состава спорообразующих бактерий на опытных полях Тимирязевской сельскохозяйственной академии. При заделке зеленого удобрения и соломы растет доля бацилл, использующих минеральный азот почвы, что является показателем интенсивно идущего процесса разложения органического материала.
Зеленое удобрение является важным звеном интенсивного земледелия, выполняющим функцию защиты окружающей человека природной среды от загрязнения. Так, с развитием химизации земледелия, с увеличением темпов применения минеральных удобрений возрастают потери биогенных элементов в окружающую среду: за счет смыва с поверхности почвы, миграции в более глубокие слои почвы, недоступные для растений, усиления процессов денитрификации и т.д. И чем больше пашня не занята растительностью, тем больше эти потери. И в этом смысле растущие промежуточные сидераты, особенно многолетний люпин, вегетирующий осенью и весной между основными культурами севооборота, предотвращают потери питательных элементов из пахотного слоя почвы, защищают ее от процессов водной и ветровой эрозии, т.е. являются элементами почвозащитной системы земледелия.
К таким удобрениям относятся пожнивные посевы, а также осенние и подзимние (посев в сентябре-октябре и позже с заделкой весной). Такие посевы применяются в орошаемых районах Средней Азии, во влажных субтропиках побережья Кавказа и в Закавказье. В этих районах промежуточное зеленое удобрение не только обогащает почву органическим веществом и биологическим азотом, но и предохраняет почву от водной и ветровой эрозии, предотвращает выщелачивание питательных элементов, особенно на легких почвах, т.е. является средством охраны окружающей среды.
Зеленое удобрение выполняет и важную фитосанитарную роль. Так, запаханная растительная масса многолетнего люпина оказывает фитосанитарное действие; клубни картофеля меньше поражаются паршой, что очень важно при выращивании семенного картофеля. В опытах НИИ земледелия и животноводства западных районов Украины на участках, где запахивали люпин в качестве пожнивного зеленого удобрения в годы с большим количеством осадков, пораженных клубней было лишь 1-2%, а на участках без люпина загнивание клубней достигало 7-8%.
Большой вред сельскохозяйственным культурам причиняют фитопатогенные грибы, вызывающие корневые гнили. Основными носителями инфекции корневых гнилей являются растительные остатки и семена. Чем быстрее разлагаются органические остатки в почве, тем активнее гриб выводится из состояния покоя, а почва освобождается от инфекции. Пожнивные же сидераты способствуют увеличению в почве количества актиномицетов (антагонистов возбудителя корневой гнили), численности сапрофитной микрофлоры, ускоряющей минерализацию растительных остатков и вытесняющей фитопатогенные грибы.
Для поддержания плодородия почвы и повышения урожайности сельскохозяйственных культур большое значение имеет внесение удобрений, которые содержат необходимые для роста и развития растений питательные вещества.
Органические удобрения—продукт растительного и животного происхождения. К органическим удобрениям относятся: навоз, навозная жижа, фекалии, торф, торфонавозные компосты, птичий помет, Домовой мусор, ил, листья различных деревьев.
Навоз содержит все необходимые для растений элементы питания: азот, фосфор, калий, кальций, а также микроэлементы. Он обогащает почву перегноем, улучшает ее структуру и физические свойства. Кроме того, с навозом вносятся в большом количестве полезные микроорганизмы, которые переводят недоступные для питания растений органические вещества в доступную форму. Навоз — лучшее удобрение для всех сельскохозяйственных культур. Обычная норма внесения —2—3 кг на 1 м2.
Торф — весьма доступное в Нечерноземной полосе удобрение. Различают торф верховой, низинный и переходный. Верховой торф обычно обладает повышенной кислотностью и содержит около 1% азота. После предварительного проветривания (в течение 5—6 мес.) его используют для приготовления компостов.
Низинный торф (луговой) имеет слабокислую или нейтральную реакцию, богат зольными элементами и содержит до 4% азота. Его можно использовать как удобрение без компостирования, но предварительно проветрив и добавив не менее 2% извести. Такой торф применяют для улучшения физических свойств легких песчаных и тяжелых глинистых почв.
Зеленые удобрения. Сущность этого удобрения заключается в том, что на участке высевают наиболее приспособленные к местным условиям травы и в период образования максимального количества зеленой массы ее запахивают. Это обогащает почву органическим веществом (гумусом) и улучшает ее структуру.
Компост — исключительно ценное органическое удобрение, приготавливаемое из остатков растительного и животного происхождения путем частичногоразложения их в кучах. Правильно приготовленный компост содержит все необходимые растениям питательные вещества, включая микроэлементы, а также полезные микробы.
Минеральные удобрения обогащают почву питательными веществами, но, в отличие от органических, не обеспечивают образование в почве гумуса (перегноя), во многом определяющего плодородие почвы. Длительное внесение одних минеральных удобрений может привести к снижению количества гумуса и ухудшению ее физических свойств. Нужно совместно применять органические и минеральные удобрения.
При использовании химических удобрений необходимо придерживаться следующих основных правил: – не применять удобрений больше, чем рекомендовано; – не допускать, чтобы минеральные удобрения контактировали с листьями и другими надземными частями растений; – жидкие минеральные удобрения (растворы) нельзя вносить в сухую почву, ее нужно сначала хорошо полить, иначе произойдет ожог корней; – не заделывать удобрения слишком глубоко в почву, поскольку они уйдут в грунтовые воды, загрязняя их; – не рассыпать гранулированные удобрения по поверхности почвы в надежде на то, что они впитаются в землю с дождями. Скорее всего, ими могут отравиться птицы и животные; – вносить азотные удобрения небольшими порциями; – прекращать любые подкормки за 4—10 недель до уборки урожая для того, чтобы как можно больше неорганического азота (нитраты, нитриты) перешло в его безвредные органические формы.
Минеральные удобрения содержат высокий процент питательных веществ. В зависимости от содержания питательных веществ их делят на простые и сложные, или смешанные. Простые содержат только один из необходимых растениям питательный элемент. Но так как растения нуждаются не в одном, а в нескольких питательных элементах и ни один из них не может быть заменен другим, поэтому простые удобрения, как правило, вносят в сочетании друг с другом. Смешанные удобрения содержат два-три и более питательных элементов.
Дозы внесения минеральных удобрений обычно вычисляются на действующее (питательное) вещество: азотные — на азот (N), фосфорные — на фосфорную кислоту (Р205), калийные — на окись калия (К20).
Одним из факторов значительно влияющих на собираемый урожай является плодородие почвы. Если задаться целью повышения урожайности сельскохозяйственных растений, то в долгосрочной перспективе этого никак не сделаешь без повышения плодородия почвы.
За свою историю человечество разработало множество различных способов повышения плодородия почвы. Наиболее эффективными из них учёные признали включение в севооборот многолетних трав, высаживании сидератов и обработку почвы бактериальными удобрениями. При адекватном использовании этих приёмов, при соблюдении технологии обработки почвы, соответствующей природно-климатическим условиям, удаётся добиться значительного улучшения биологических параметров почвы, её водно-воздушного режима, эффективности внесения удобрений. Также повышается плодородие почвы в результате внесения в неё удобрений, известкования, борьбы с сорняками и другими мероприятиями оказывающими воздействие на агрохимические и биологические свойства почвы.
Гарантированно добиться повышения плодородия почвы можно только при использовании научно обоснованного севооборота и выполнении, объединённого в систему, комплекса агромероприятий.
Влияние на плодородие почвы и урожайности культур различных сельхозприёмов
Внесение минеральных удобрений
Их внесение в почву обеспечивает повышение урожайности выращиваемой культуры. Но для каждой культуры существует собственный набор минеральных удобрений, отличающийся по составу и срокам внесения от других культур. Неправильный подбор компонентов и сроков внесения может даже снизить объём полученного урожая. Причина этого то что для многих организмов почвы различные химические соединения будут ядовиты. Также при больших дозах внесения можно отравить почву. Следует отметить, что минеральные удобрения относятся к неорганическим веществам, а основой плодородия являются органические. И если с этой стороны посмотреть на их внесение то они даже уменьшают плодородие почвы, так как снижают в почве долю органических веществ. Ещё одной особенностью минеральных удобрений можно назвать срок их действия большинства из них – в течении года 4/5 из внесённого объёма разрушится до непригодного для потребления растениями вида или будет смыта с поля водой. Из перечисленных особенностей данных удобрений можно сделать вывод, их применение кратковременно повышает урожайность определённых культур, а в долгосрочной перспективе снижает общее плодородие почвы. Однако технологии продолжают совершенствоваться. с появлением новых видов удобрений и методов их внесения можно ожидать изменение этого вопроса.
Внесение органических удобрений
Самое распространённое из органических удобрений – это навоз, но в свежем виде его вносить нельзя, требуется чтобы он перепрел. Свежий навоз выжигает многие растения и его разбрасывание по полю просто уничтожит урожай. Действительно полезно будет внесение компоста из навоза. Основным источником навоза являются животноводческие фермы, откуда он выходит перемешанный с используемой там подстилкой, обычно это солома или опилки. Другие виды органических удобрений встречаются редко, так как по сравнению с навозом отсутствует источник их промышленного получения. Рациональное применение органических удобрений повышает плодородие почвы в достаточно долгосрочной перспективе.
Пестициды
Так называют различные ядохимикаты используемые для защиты растений. Но их применение имеет ряд моментов влияющих на плодородие почвы. Первый момент – неизбирательность воздействия, когда кроме вредителей гибнут полезные организмы, что естественно отрицательно сказывается на урожайности. Особенно это сказывается при частом применении – у вредителей вырабатывается иммунитет к применяемому препарату, а полезные продолжаю гибнуть. Вторым моментом можно назвать замещение одних вредителей другими. Освобождённая экологическая нижа тут же начинает заниматься другими видами. Следующий момент - накопление ядов в почве и сельскохозяйственных культурах. Результатом чего становится гибель почвенных микроорганизмов с последующим её истощением. Могут быть отравлены как поверхностные так и подземные воды.
Нехимические способы повышения плодородия почв и урожайности культур
Основным из них является применение научно-обоснованного севооборота. Различные растения по разному используют ресурсы почвы и оставляют в ней после себя различные элементы. Так после бобовых в почве остаётся повышенное содержание биологически усваиваемого азота. Что обеспечивает повышение скорости восстановления почвы, положительно влияет распространение заболеваний и вредителей растений.
Также стоит отметить биологические способы борьбы с вредителями и сорняками. Например, мульчирование позволяет значительно сократить объём сорняков и при использование растительных материалов хорошо повышает плодородие почвы.
Мелиорация
Это комплекс различных мер направленных на приведение свойств почвы к требуемым, в том числе таких как повышение ей плодородия или введения в сельскохозяйственный оборот. Применяемая в сельском хозяйстве мелиорация делится на три группы. Водная – результатом будет улучшение водообеспечения сельхозугодий, осушения или обводнение. Земельная – представляет собой улучшение свойств почвы, состоит из различных мероприятий по нормализации химического состава почвы, противоэрозионных мер и подобных им. Климатическая – результат её изменяет погодные условия в местности проведения. Включает приёмы вызывающие искусственное выпадение осадков, предотвращение засух и других погодных явлений способных нанести вред сельскохозяйственным культурам. Наиболее распространенным примером климатической мелиорации является высадка ветрозащитных лесополос.
Повышение плодородия почвы идёт очень медленно, в естественных условиях на это потребовались тысячи лет. Необходимо качественно заботится о состоянии почвы и не допускать её истощения – это сможет обеспечить хороший урожай множество лет подряд.
К органическим удобрениям относятся навоз, фекалии, птичий помет, компосты на торфяной основе, сборные компосты, органо-минеральные компосты, зеленые удобрения и т. д. Из них навоз и птичий помёт - главные и повсеместно распространенные органические удобрения.
В дачном земледелии органические удобрения занимают первое и главное место, они являются наряду с другими удобрениями, обязательным звеном в повышении плодородия почв.
Что дают органические удобрения
Птичий помёт в среднем в 10 раз концентрированнее навоза. Все другие органические удобрения содержат элементы питания примерно в тех же количествах, что и навоз. Из-за содержания целого комплекса элементов питания такие удобрения называют полными, они позволяют существенно пополнить запасы питательных веществ в почве и поддержать круговорот элементов в системе почва-растения-удобрения.
Применение органических и минеральных удобрений, - важнейший способ вмешательства человека в круговорот веществ в земледелии, метод расширения объёма этого круговорота, способ повышения плодородия почв и урожайности растений. В этом круговороте органические удобрения играют весьма важную роль. Использование навоза означает вовлечение в него новой порции элементов, ранее находившихся вне этого круговорота веществ. В круговорот веществ в земледелии вовлекается также большое количество азота воздуха, связываемого клубеньковыми бактериями сидеральных бобовых культур.
Навоз и другие органические удобрения являются для растений и почвы не только источником минеральных питательных веществ, но и углекислоты. Под влиянием микроорганизмов почвы эти удобрения разлагаются, выделяя достаточное для создания высокого урожая количество углекислоты, которая насыщает почвенный воздух и приземный слой атмосферы, а в результате улучшается воздушное питание растений. Чем выше дозы внесенного в почву навоза, компоста, тем больше углекислоты образуется при их разложении и тем благоприятнее условия воздушного питания растений, особенно в период максимального развития вегетативной массы растений.
Органические удобрения служат также энергетическим материалом и источником пищи для почвенных микроорганизмов. Кроме того, такие органические удобрения, как навоз, птичий помёт, фекалии, компосты сами очень богаты микрофлорой, и вместе с ними в почву попадает большое количество полезных микроорганизмов. В связи с этим органические удобрения усиливают в почве жизнедеятельность азотфиксирующих бактерий, аммонификаторов, нитрификаторов и других групп микроорганизмов, что существенно повышает плодородие почвы на даче.
На малогумусных, слабоокультуренных дерново-подзолистых почвах значение органических удобрений рельефно выступает не только в качестве источника корневого и воздушного питания растений, но и как важное средство улучшения агрохимических свойств почвы. Возрастает емкость поглощения и степень насыщенности почвы основаниями (Са, Mg, К), несколько снижается ее кислотность, уменьшается подвижность в почве (снижается токсичность) алюминия, железа, марганца и повышается буферность почв. Тяжелые почвы становятся менее связными, легче обрабатываются вручную, повышается их влагоемкость, из таких почв меньше теряется (вымывается) питательных веществ при обильных атмосферных осадках.
Применение органических удобрений, особенно в сочетании с минеральными, создает более благоприятные условия для выращивания высоких и устойчивых урожаев различных сельскохозяйственных культур.
Разумеется, высокие урожаи сельскохозяйственных культур можно вырастить как с применением только одних минеральных, так и с применением только одних органических удобрений. Однако при правильном их сочетании устраняются специфические недостатки обоих видов удобрений и тем самым создаются условия наиболее рационального их совместного использования.
Недостатки органики
Недостатком органических удобрений является то, что питательные вещества становятся доступными растениям лишь по мере их минерализации. Следовательно, внесением одних органических удобрений трудно обеспечить потребность растений в питательных элементах, особенно в фосфоре в первый период вегетации растений, хотя для этого требуется и небольшое количество их подвижных соединений.
Кроме того, минерализация органических удобрений в почве может идти в таком направлении и с такой интенсивностью, что питание растений не будет удовлетворено также и в период максимального потребления ими питательных веществ, календарно это примерно конец июня и весь июль. Поэтому после внесения органических удобрений весной нужно обязательно внести суперфосфат при посеве различных сельскохозяйственных культур, а также и в подкормку вместе с калийными удобрениями в июне при междурядной обработке.
В отличие от органических многие минеральные удобрения являются быстродействующими. Содержащиеся в них питательные вещества могут использоваться растениями с момента их внесения в почву. Поэтому при помощи минеральных удобрений легче обеспечить меняющуюся потребность растений в питании в течение всей вегетации.
Следующим недостатком органических удобрений является то, что при использовании одних органических удобрений соотношение питательных веществ в почве может быть совершенно иным, чем соотношение, необходимое для нормального роста и развития растений. В случае внесения минеральных удобрений или сочетания их с органическими можно создать любое требуемое для растений соотношение питательных элементов.
Из крайности в крайность
Следует признать, что сейчас практика использования органических удобрений, в том числе навоза и птичьего помёта, на многих дачах остается неудовлетворительной. Садоводы и овощеводы склонны кидаться то в сторону применения только одних лишь органических удобрений, то одних минеральных, полагая, что только этим они могут достичь желаемых результатов. И при этом глубоко ошибаются. В земледелии должны применяться органические и минеральные удобрения только в комплексе и в нужных сочетаниях.
Многие садоводы вносят органические удобрения редко или в недостаточных дозах, чем это требуется для поддержания высокого плодородия почвы. Вместо требуемых ежегодных доз навоза по 10 кг на каждый квадратный метр площади садоводы и овощеводы вносят значительно меньше. Нередко допускается неправильное хранение их. Они долго хранят органические удобрения у себя на даче, зачастую более года, оставляя их как бы про запас. Это неразумно, ведь при этом возникает много потерь и снижение качества удобрений.
Допускается хранение органических удобрений в небольших кучах, хранение без укрытия кучи торфом или землёй, что ведёт также к большим потерям. Порой они используют их нерационально: стремятся применить навоз в качестве хорошо перепревшего или даже в виде перегноя, лишая при этом растения полезного углекислотного питания. Некоторые садоводы практикуют осеннее внесение органических удобрений, не понимая, что в этом случае они не оказывает своего положительного действия.
Геннадий Васяев, доцент,
гл. специалист Северо-Западного регионального научного центра Россельхозакадемии
Ольга Васяева, садовод любитель
Читать все части статьи "Навоз и другие органические удобрения"
• Часть 1. Органические удобрения: виды, достоинства, правила использования
• Часть 2. Навоз: виды, применение и хранение
• Часть 3. Компосты и сидераты
Читайте также: