Почва и ее значение

Почва является одним из самых важных природных ресурсов на Земле и поэтому должна быть надлежащим образом защищена. К сожалению, не всегда происходит так. Ущерб, нанесенный почвенной среде в результате человеческой деятельности, является необратимым и влияет на почву в течение многих десятилетий. Достаточно, например, сочетания сильного дождя, неподходящей посевной культуры, фазы ее роста, а также определенного наклона земли, чтобы привести к смыву и потере огромного количества верхнего слоя почвы с поля. Это усугубляется тем фактом, что текущий период характеризуется усилением давления на продуктивную способность почвы, а также иногда неподходящими системами технологического управления.

Основные угрозы для снижения качества сельскохозяйственных земель включают водную и ветровую эрозию, потерю органического вещества, сокращение биологической активности и уплотнение. Деградация сельскохозяйственных угодий является суммой всех или большинства вышеперечисленных нежелательных явлений. Они связанны друг с другом и между ними можно найти причинно-следственную связь. Управление земельными ресурсами всегда должно быть направлено на сохранение и повышение плодородия почвы и ее экологических функций.

Нарушение земель

Нарушение почвы подразделяется на физическое или механическое, химическое и биологическое. Основное и наиболее разрушительное воздействие, которое мы оказываем на почву, - физическое, то есть все, что разрушает или укрепляет структуру почвы. Это происходит, когда почва обрабатывается или подвергается механическим нагрузкам или даже длительному присутствию домашнего скота. Химическое нарушение включает все виды деятельности, которые приводят к изменению рН, засолению и резкому увеличению содержания питательных веществ в почве. Использование средств защиты растений также может привести к химическому нарушению почвы. Для мира почвенных микроорганизмов все, что существенно влияет на содержание элементов в почве или является биологически токсичным, является химическим нарушением. Мы должны знать, что все, что мы добавляем в почву, влияет на живущие в ней организмы. Более того, в настоящее время мы сталкиваемся со значительным недостатком информации о влиянии пестицидов и других СЗР на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Мы знаем только, что некоторые из них смертельно опасны для определенных видов, а другие могут быть разлагаться и впоследствии использоваться микроорганизмами в качестве источника энергии или питательных веществ. В большинстве случаев исследуется влияние только одного препарата, а не их смеси, которая может присутствовать в виде их остатков в почве. Биологические нарушения чаще всего проявляются в виде низкого разнообразия растений, произрастающих в течение года, или вызваны чрезмерным выпасом скота. Причина такого нарушения заключается в том, что в первом случае один вид растений не в состоянии удовлетворить потребности всех видов и штаммов почвенных микроорганизмов, а во втором - в том, что растения, подвергшиеся перевыпасу, перестают питать микроорганизмы, которые затем уменьшаются и погибают.

Правильная структура и функциональность почвы обусловлена деятельностью почвенных микроорганизмов, спор, корней растений и других животных. Мы должны поддерживать этих важных обитателей почвы, обеспечивая им подходящую среду обитания, чтобы они и почва могли функционировать должным образом. О том, что система работает, можно судить по накоплению углерода в почве, что приводит, помимо прочего, к улучшению плодородия и повышению устойчивости к половодью и засухе. Почвенные организмы, не имеющие достаточного количества пищи в виде корневых экссудатов, начинают потреблять другие доступные источники энергии, а именно органическое вещество и гумус, что приводит к фатальным последствиям для почвы, ее плодородия и других функций. Если система нефункциональна, то процесс восстановления занимает время, и каждый раз, когда система нарушается, ее необходимо перезапускать

Влияние обработки почвы на функциональность почвы

Обработка почвы всегда была связана с усилиями человека создать наилучшие условия для роста желаемых растений. В прошлом обработка почвы была ограничена как материальными возможностями того времени, так и доступной силой, будь то человек или животное. Любая обработка почвы должна быть направлена на создание оптимальных условий для роста сельскохозяйственных культур при сохранении качества почвы и предотвращении ее деградации.

После каждой обработки почва обычно находится в неустойчивом, рыхлом состоянии. Структура почвы, макро- и микропоры, почвенные агрегаты и капиллярные поры, образовавшиеся к этому времени, разрушаются. Стабильное и желательное соотношение воздуха и воды, жизненно важное для почвенной биоты, также нарушается.

Механическое воздействие на почву разрушает почвенные агрегаты, позволяя потреблять биологический ил, который удерживает эти частицы вместе. Чем интенсивнее обработка почвы, тем больше углерода исчезает из почвы. Аэрация почвы используется бактериями для потребления наиболее хрупких фракций органического вещества почвы - биологических слизей, которые удерживают почвенные микроагрегаты вместе. В результате почвы находятся в неустойчивом состоянии, которое может стать еще более неустойчивым при поступлении осадков. Вода уносит частицы почвы от нарушенных агрегатов и затапливает пути, по которым в противном случае вода могла бы проникнуть глубже в почву, что приводит к застою воды на плоской земле и водной эрозии на наклонной. На пахотных землях проблема заключается в стабильности почвенных агрегатов, а не в эрозии, которая является лишь следствием, хотя ее часто называют причиной проблемы. Снижение способности почвы выполнять свои основные функции, такие как инфильтрация и удержание воды, является симптомом дисфункциональной, нездоровой почвы.

Другие виды обработки земли

Если мы хотим поддержать жизнь в почве и создать для нее благоприятные условия, мы должны максимально ограничить механическое и химическое воздействие на почву. Поскольку современное сельское хозяйство борется с эрозией и деградацией почв, менее интенсивная обработка, которая имеет очевидный противоэрозионный эффект, является беспроигрышным вариантом. Идеальный вариант - начать с минимальной обработки почвы и посева или посадки основной культуры в мульчу, стерню или непосредственно в покров из промежуточных культур.

Вывод

Обычные пахотные земли обрабатываются механически несколько раз в год. От предыдущих поколений мы переняли нынешнее состояние почвы, которое считаем стандартом. Мы должны осознать, что неправильно понимаем, как изначально была устроена земля. Большинство сельскохозяйственных угодий в настоящее время страдает от некоторого сочетания чрезмерного нарушения, низкого разнообразия культур и отсутствия почвенного покрова. Десятилетия интенсивного земледелия и поставки промышленных удобрений пока не улучшили это состояние. Мы находимся в ситуации, когда плодородие почвы в большинстве мест значительно снижается. Раньше, пока в почвах было большое количество органического вещества и гумуса, эффект от переработки был не так заметен. Но органическое вещество начало уменьшаться. Попытки справиться с этим привели к увеличению интенсивности и глубины культивации, что только еще больше ускорило его сокращение.

Почвенная жизнь постоянно работает и обновляет структуру почвы. Если мы занимаемся сельским хозяйством так, что разрушаем эту невидимую жизнь, мы создаем большую проблему для себя. Обрабатывая почву, мы не создаем подходящую структуру почвы, а скорее разрушаем ее и лишь временно подавляем симптомы, вызванные предыдущей обработкой. После этого почва перестает выполнять свои функции и деградирует. Если мы примем во внимание тот факт, что культивирование не происходит в природе по определенным причинам, упомянутым выше, мы можем подумать о том, как использовать природные механизмы с максимальной выгодой для себя.

Выбор вида

Перед посевом промежуточных культур необходимо определить, что требуется от культуры. Для уменьшения последствий эрозии, для разрушения уплотнения почвы, для борьбы с болезнями, для фиксации азота в воздухе, для более длительной фиксации питательных веществ в виде органического материала или для его быстрого разложения? Выбор типа или типов промежуточных культур также имеет решающее значение для выбора основной культуры в севообороте. Если предлагается многокомпонентная смесь промежуточных культур, рекомендуется включать бобовые, широколиственные и другие, преимущественно широколиственные виды, желательно, чтобы в смеси было не менее 3 представителей каждой группы.

Соотношение углерода и азота для различных видов с/х культур

Ключом к пониманию управления почвенным покровом и разложения растительных остатков является понимание соотношения углерода и азота в органическом материале. В севообороте бывают ситуации, когда растительные остатки должны быстро разложиться и исчезнуть с поля, а иногда наоборот - сохранить их как можно дольше. Почвенные микроорганизмы используют углерод в качестве источника энергии и для своей жизнедеятельности нуждаются C : N в соотношении 24 : 1, и чем ближе соотношение послеуборочных остатков к этому соотношению, тем быстрее микроорганизмы будут их потреблять и тем меньше времени будет покрыта поверхность почвы.

В целом, чем более продвинутая стадия роста растения, тем выше соотношение C : N и тем больше времени потребуется для разложения его органического вещества, и наоборот, чем меньше соотношение, тем быстрее разлагаются растительные остатки. Это соотношение также связано с количеством азота, доступного для последующей культуры. Культуры или смесь промежуточных культур с соотношением C : N более 24 : 1 разлагаются медленно и выделяют азот медленно, что может привести к временному дефициту азота, пока некоторые микробы не умрут и их тела не минерализуются. Напротив, растительность с соотношением C : N менее 24 : :1 подвергается очень быстрому разложению с одновременным выделением азота в почву.

Посев промежуточных культур

Самое главное при промежуточном культивировании - это то, что его следует проводить как можно скорее после уборки основной культуры, желательно в течение 48 часов. Лучшим способом заложения культуры является прямой посев без предварительной обработки почвы или, при необходимости, очень мелкая культивация на глубину посева. При прямом посеве в стерню предпочтительнее более высокая стерня (15-25 см) для лучшего бурения и лучшего всхода, которая в то же время обеспечивает тень и, прежде всего, ограничивает скорость ветра на уровне земли, что является одним из основных факторов испарения. Вовремя посетые промежуточные культуры максимально используют длинный день, сумму температур, запасы влаги в почве, летние осадки и питательные вещества, высвобождающиеся во время летней минерализации, для производства биомассы. В случае отложенного посева рекомендуется провести подкормку для борьбы с сорняками непосредственно перед посевом.

Утилизация растений

Промежуточные культуры можно утилизировать химическим путем, применяя гербициды, или механически - прикатыванием режущими катками или мульчированием, промораживанием во время зимы или выпасом скота. Корни промежуточных культур заботятся о структуре почвы и создают каналы, по которым вода может просачиваться в почву. Поэтому при их утилизации идеально выбирать только поверхностное внесение их биомассы, так как вспашка и более глубокая обработка почвы полностью уничтожит работу, проделанную корнями и почвенными организмами. Режущие вальцы работают быстро, легко разрезая хрупкий материал и обеспечивая контакт с почвой, что быстро запускает процесс разложения органических веществ. Каналы, оставленные корнями промежуточных культур и дождевыми червями, остаются нетронутыми в почве, что позволяет лучше использовать дождевые осадки и защищает поверхность почвы растительной массой. Другой вариант - мульчирование между культурами, которое требует больше времени и энергии, но большая часть массы остается на поверхности, где она также защищает почву, а почвенные организмы обеспечивают ее расщепление и смешивание с почвой. Окончательная утилизация промежуточных культур с помощью дисковых орудий происходит быстро и обеспечивает хорошее перемешивание зеленой массы с верхним слоем почвы. Однако при правильном использовании промежуточные посевы могут постепенно полностью заменить механическую обработку почвы, а при создании основной культуры могут быть может быть выбрано прямое бурение.

Как успешно проводить севооборот?

Главное - экспериментировать, так как для каждой среды подходят разные виды. Выбирайте промежуточные культуры с учетом: их положения в севообороте, длины периода промежуточного выращивания основных культур, скорости их роста, соотношения C : N и скорости разложения и наличия питательных веществ, восприимчивости к заморозкам, фитосанитарного эффекта и способности подавлять сорняки.