Фото: Adobe Stock

Помимо «нуля»

Фото: Adobe Stock

Бес­спор­но, тех­но­ло­гия нуле­вой поч­во­об­ра­бот­ки – луч­шее реше­ние для повы­ше­ния пло­до­ро­дия сель­хоз­уго­дий. Одна­ко и дру­ги­ми при­е­ма­ми мож­но содей­ство­вать гуму­со­об­ра­зо­ва­нию. Наш экс­перт делит­ся неко­то­ры­ми рекомендациями.

Почвенное плодородие

В раз­го­во­рах о кли­ма­ти­че­ских изме­не­ни­ях сего­дня не обхо­дит­ся без упо­ми­на­ния вкла­да сель­хоз­про­из­вод­ства в эмис­сию пар­ни­ко­вых газов (НСХ 5/20, с. 48). Посто­ян­но цити­ру­ет­ся, что с каж­дой обра­бот­кой поч­вы в атмо­сфе­ру выде­ля­ет­ся угле­кис­ло­та. Но поми­мо вре­да, при­чи­ня­е­мо­го кли­ма­ту, дву­окись угле­ро­да, поки­дая поч­вы, сни­жа­ет уро­вень их пло­до­ро­дия, ведь угле­род – неза­ме­ни­мый ком­по­нент гуму­са. Имен­но поэто­му основ­ным эле­мен­том защи­ты кли­ма­та все чаще назы­ва­ют защи­ту почв. Борясь за сохра­не­ние поч­вен­но­го пло­до­ро­дия и накоп­ле­ние гуму­са, мы дела­ем вклад в защи­ту окру­жа­ю­щей среды.

Нуле­вая тех­но­ло­гия поч­во­об­ра­бот­ки в дан­ном кон­тек­сте явля­ет­ся отлич­ным инстру­мен­том. Одна­ко не вез­де она может ока­зать­ся успеш­ной и при­ем­ле­мой. Есть и дру­гие при­е­мы для удер­жа­ния и накоп­ле­ния угле­ро­да в почвах.

Что такое гумус?

Гумус – это орга­ни­че­ская суб­стан­ция, обра­зу­е­мая в резуль­та­те раз­ло­же­ния остат­ков рас­те­ний и поч­во­оби­та­ю­щих орга­низ­мов. Боль­шая часть гуму­са – это ста­биль­ный гумус. На подвиж­ные фор­мы гуму­са – лабиль­ный гумус – при­хо­дит­ся от 5 до 25%, но имен­но лабиль­ный гумус явля­ет­ся основ­ным источ­ни­ком пита­ния и энер­гии для поч­вен­ной биоты.

На 58% гумус состо­ит из угле­ро­да, кото­рый инте­ре­са для рас­те­ний не пред­став­ля­ет, посколь­ку они в про­цес­се фото­син­те­за сами свя­зы­ва­ют угле­кис­лый газ из атмо­сфе­ры и пре­об­ра­зу­ют его в саха­ра. Поэто­му и о выно­се угле­ро­да из поч­вы с уро­жа­ем речи не ведется.

Но есть про­цесс обрат­ный: до 30% про­из­ве­ден­ных в про­цес­се фото­син­те­за саха­ров рас­те­ния через кор­не­вую систе­му отправ­ля­ют в поч­ву, снаб­жая таким обра­зом поч­во­оби­та­ю­щие гри­бы и бак­те­рии необ­хо­ди­мым пита­ни­ем. Неко­то­рые из этих мик­ро­ор­га­низ­мов отве­ча­ют за гуму­со­об­ра­зо­ва­ние. Они же транс­фор­ми­ру­ют азот, фос­фор и калий из орга­ни­че­ских остат­ков в фор­мы, доступ­ные для рас­те­ний. Дру­гие пред­ста­ви­те­ли поч­вен­ной фау­ны участ­ву­ют в про­цес­сах раз­ло­же­ния рас­ти­тель­ных остат­ков и созда­ют гумус как тако­вой, замы­кая кру­го­во­рот углерода.

Содер­жа­ние гуму­са в поч­вах уста­нав­ли­ва­ет­ся умно­же­ни­ем содер­жа­ния в них орга­ни­че­ско­го угле­ро­да на коэф­фи­ци­ент 1,72. В част­но­сти, в Гер­ма­нии содер­жа­ние гуму­са на пахот­ных уго­дьях колеб­лет­ся от 2 до 4%, его доля на паст­би­щах и сено­ко­сах состав­ля­ет 4 – 8%. Самым высо­ким пока­за­те­лем содер­жа­ния гуму­са отли­ча­ют­ся тор­фя­ные поч­вы – свы­ше 30%.

Пре­об­ла­да­ю­щая часть (при­мер­но 2 / 3) орга­ни­че­ско­го угле­ро­да скон­цен­три­ро­ва­на в хоро­шо про­ни­зан­ном кор­ня­ми рас­те­ний верх­нем слое поч­вы (0 – 30 см). На пашне это соот­вет­ству­ет при­мер­но 61 т/га, на зеле­ных уго­дьях – даже 88 т/га.

Сле­дуя кур­сом накоп­ле­ния угле­ро­да, не сто­ит забы­вать и о роли под­поч­вы, где угле­род пре­об­ра­зу­ет­ся намно­го мед­лен­нее. Поэто­му вели­ки зна­че­ние и вклад рас­те­ний с глу­бо­ко­про­ни­ка­ю­щей кор­не­вой систе­мой и рою­щих пред­ста­ви­те­лей фау­ны: они спо­соб­ству­ют удер­жа­нию угле­ро­да в поч­ве на дол­го­сроч­ную пер­спек­ти­ву и тем содей­ству­ют и защи­те климата.

Зелень круглый год

Клю­че­вой эле­мент бес­пе­ре­бой­но­го гуму­со­об­ра­зо­ва­ния – пер­ма­нент­ное нали­чие рас­ти­тель­но­го покро­ва. Пери­од без зеле­ной мас­сы на поверх­но­сти поч­вы дол­жен быть как мож­но более корот­ким. Цель на дан­ном эта­пе – добить­ся мак­си­маль­ной актив­но­сти фото­син­те­за, в про­цес­се кото­ро­го дву­окись угле­ро­да пре­об­ра­зу­ет­ся в саха­ра, отправ­ля­е­мые рас­те­ни­я­ми через кор­ни в поч­ву. Эти саха­ра ста­но­вят­ся источ­ни­ком энер­гии и пита­ния для поч­вен­ных мик­ро­ор­га­низ­мов, сре­ди кото­рых те же мико­риз­ные гри­бы (НСХ 6 / 19, с. 56), азот­фик­си­ру­ю­щие и фос­фат­мо­би­ли­зу­ю­щие бак­те­рии – важ­ней­шие помощ­ни­ки в про­цес­сах гуму­со­об­ра­зо­ва­ния. Раз­ла­га­ясь, кор­ни участ­ву­ют в фор­ми­ро­ва­нии поч­вен­ных агре­га­тов и тем самым ста­би­ли­зи­ру­ют гумус.

В промежутках до и после

Исполь­зо­ва­ние в каче­стве про­ме­жу­точ­ных посе­вов мно­го­ви­до­вых тра­во­сме­сей поз­во­ля­ет не толь­ко каче­ствен­но зате­нять поверх­ность поч­вы, но и за счет мно­го­ярус­но­сти повы­шать коэф­фи­ци­ент инсо­ля­ции. А чем боль­ше сол­неч­ной энер­гии про­ме­жу­точ­ные куль­ту­ры накап­ли­ва­ют в сво­ей назем­ной и под­зем­ной био­мас­се, тем актив­нее про­те­ка­ет раз­ло­же­ние рас­ти­тель­ных остат­ков поч­во­оби­та­ю­щи­ми организмами.

Сами про­ме­жу­точ­ные куль­ту­ры явля­ют­ся для мик­ро­ор­га­низ­мов мате­ри­а­лом лег­ко­раз­ла­га­е­мым. Тем не менее, насколь­ко быст­ро про­изой­дет их рас­пад и высво­бо­дят­ся необ­хо­ди­мые для поч­во­оби­та­ю­щих орга­низ­мов и куль­тур­ных рас­те­ний пита­тель­ные веще­ства, зави­сит от соот­но­ше­ния в поч­ве угле­ро­да и азо­та (С : N). Чем мень­ше оно, тем актив­нее будет раз­ла­гать­ся орга­ни­че­ский мате­ри­ал. Для бобо­вых это соот­но­ше­ние состав­ля­ет от 7:1 до 8:1, для кре­сто­цвет­ных чуть выше – 10:1, для зла­ко­вых трав – 12:1.

Смесь куль­тур в про­ме­жу­точ­ных посе­вах к тому же хоро­ша тем, что и кор­не­вые систе­мы рас­те­ний в соста­ве тра­во­сме­си по сво­ей мас­се, длине, направ­ле­нию раз­рас­та­ния раз­ные, а это спо­соб­ству­ет раз­рых­ле­нию поч­вы и улуч­ша­ет ее инфиль­тра­ци­он­ные характеристики.

Эффект бобовых

Сим­би­оз бобо­вых и ризобий поз­во­ля­ет фик­си­ро­вать азот из атмо­сфе­ры и накап­ли­вать его в клу­бень­ках кор­ней. Кро­ме того, бобо­вые спо­соб­ны «рас­па­ко­вы­вать» труд­но­до­ступ­ный для рас­те­ний фос­фор и погло­щать пита­тель­ные веще­ства из ниж­них гори­зон­тов еще до того, как они нач­нут вымываться.

Интен­сив­ное про­ник­но­ве­ние кор­ней рас­те­ний в поч­ву и свя­зан­ное с ним ее рых­ле­ние тоже на поль­зу гуму­со­об­ра­зо­ва­нию. Иде­аль­ным в дан­ном слу­чае выгля­дит воз­де­лы­ва­ние мно­го­лет­них тра­во­сме­сей на корм с бобо­вы­ми в составе.

Поставщики и потребители

В сево­обо­ро­тах в целях под­дер­жа­ния уров­ня пло­до­ро­дия почв сле­ду­ет выдер­жи­вать баланс меж­ду гуму­со­рас­хо­ду­ю­щи­ми куль­ту­ра­ми, кои­ми явля­ют­ся про­паш­ные, и гуму­со­об­ра­зу­ю­щи­ми (сре­ди про­чих – кле­вер луговой).

Вве­де­ние кон­сер­ви­ру­ю­щих мето­дов поч­во­об­ра­бот­ки и круг­ло­го­дич­ная заня­тость поверх­но­сти поч­вы рас­те­ни­я­ми спо­соб­ству­ют, к при­ме­ру, появ­ле­нию и закреп­ле­нию в поч­ве мико­риз­ных гри­бов вне зави­си­мо­сти от куль­ту­ры в сево­обо­ро­те. Аль­тер­на­тив­ны­ми мето­да­ми хозяй­ство­ва­ния тут могут стать: посев под покров, систе­ма веч­но­зе­ле­ных посе­вов, воз­де­лы­ва­ние куль­тур-попут­чи­ков (напри­мер рапс и бобо­вые), выра­щи­ва­ние и убор­ка двух и более куль­тур в год, систе­ма посад­ки агролесов.

Обеспечить структуру

Рабо­та без обо­ро­та пла­ста и пря­мой посев могут спо­соб­ство­вать повы­ше­нию содер­жа­ния гуму­са в верх­нем пахот­ном слое. Муль­ча оста­ет­ся на поверх­но­сти поч­вы, спо­соб­ствуя акти­ва­ции поч­вен­ной жиз­ни, а в дол­го­сроч­ной пер­спек­ти­ве – фор­ми­ро­ва­нию каче­ствен­ной поч­вен­ной струк­ту­ры. В свою оче­редь нали­чие ста­биль­ных поч­вен­ных агре­га­тов гаран­ти­ру­ет быст­рое впи­ты­ва­ние воды и защи­ту от эрозии.

Задел­ка пожнив­ных остат­ков опре­де­ля­ет состав мик­ро­ор­га­низ­мов и вли­я­ет на такие про­цес­сы, как мине­ра­ли­за­ция и иммо­би­ли­за­ция. Интен­сив­ная поч­во­об­ра­бот­ка ведет к мине­ра­ли­за­ции пита­тель­ных веществ, нару­ша­ет струк­ту­ру поч­вы и мико­риз­ную сеть.

Опти­маль­ное рас­пре­де­ле­ние поч­вен­ных пор гаран­ти­ру­ет обес­пе­че­ние кор­ней и поч­во­оби­та­ю­щих орга­низ­мов кис­ло­ро­дом, сти­му­ли­ру­ет про­рас­та­ние кор­ней вглубь и инфиль­тра­цию. На пере­уп­лот­нен­ных поч­вах гуму­со­об­ра­зо­ва­ние невозможно.

Внимание корням

В 2,3 раза выше вклад кор­не­вой мас­сы по транс­фе­ру орга­ни­че­ско­го угле­ро­да в поч­ву в срав­не­нии с вкла­дом назем­ной био­мас­сы. Попа­да­ние угле­ро­да в поч­ву через кор­ни, напри­мер, про­ме­жу­точ­ных куль­тур будет эффек­тив­нее его поступ­ле­ния с задел­кой соло­мы. Кор­ни куль­тур­ных рас­те­ний ответ­ствен­ны за обра­зо­ва­ние 30% внут­ри­поч­вен­но­го углерода.

Воз­мож­ность для хоро­ше­го раз­ви­тия кор­ней рас­те­ний явля­ет­ся к тому же зало­гом их успеш­но­го про­ти­во­сто­я­ния с засухой.

Остатки – оставить

Наря­ду с кор­не­вой мас­сой тем не менее важ­ную роль в повы­ше­нии поч­вен­но­го пло­до­ро­дия игра­ет и назем­ная био­мас­са рас­те­ний – соло­ма, рас­ти­тель­ные остат­ки. Они выпол­ня­ют поч­во­укрыв­ную функ­цию и созда­ют базу для обра­зо­ва­ния пита­тель­ных веществ и поч­вен­ной струк­ту­ры. Муль­чи­ру­е­мый мате­ри­ал на поверх­но­сти слу­жит кор­мом для мик­ро­ор­га­низ­мов и дож­де­вых чер­вей. Обра­зо­вы­вая гли­ни­сто-гуму­со­вые ком­плек­сы, послед­ние вно­сят свой вклад в нара­щи­ва­ние доли гумуса.

В ногу со временем

Состав­ле­ние балан­са помо­га­ет оце­нить изме­не­ние содер­жа­ния гуму­са в поч­вах в резуль­та­те воз­де­лы­ва­ния тех или иных куль­тур, а так­же вне­се­ния орга­ни­че­ских удоб­ре­ний. Одна­ко такие рас­че­ты мало гово­рят о реаль­ном уровне гуму­са в поч­вах. Имен­но поэто­му реко­мен­ду­ет­ся каж­дые пять-шесть лет вес­ной, перед нача­лом веге­та­ции, брать акту­аль­ные поч­вен­ные пробы.

Инстру­мен­ты для быст­ро­го ана­ли­за, напри­мер БИК-спек­тро­мет­ры, откры­ва­ют новые воз­мож­но­сти для уста­нов­ле­ния содер­жа­ния и дина­ми­ки угле­ро­да в поч­ве. На рын­ке появи­лись пер­вые девай­сы, суще­ствен­но облег­ча­ю­щие про­цесс взя­тия и ана­ли­за поч­вен­ных проб и поз­во­ля­ю­щие оце­нить содер­жа­ние гуму­са в режи­ме реаль­но­го вре­ме­ни (XLab про­из­вод­ства Stenon и Agxtend).

Есть даже при­ло­же­ния для смарт­фо­нов, предо­став­ля­ю­щие воз­мож­ность отсле­жи­вать изме­не­ние содер­жа­ния угле­ро­да в поч­ве во вре­ме­ни (CarboCheck).

Органика

Навоз с соб­ствен­ных ферм постав­ля­ет в поч­вы орга­ни­че­скую суб­стан­цию и основ­ные эле­мен­ты, необ­хо­ди­мые для пита­ния рас­те­ний. Высо­кий уро­вень содер­жа­ния азо­та в орга­ни­че­ских свя­зях спо­соб­ству­ет накоп­ле­нию мик­ро­би­аль­ной био­мас­сы в поч­ве, а мико­ри­за и мик­ро­бы могут прак­ти­че­ски в пол­ной мере обес­пе­чи­вать рас­те­ния необ­хо­ди­мы­ми азо­том и фос­фо­ром. С их уча­сти­ем недо­ступ­ные для рас­те­ний пита­тель­ные эле­мен­ты пре­вра­ща­ют­ся в доступные.

Вне­се­ние на поля ком­по­ста в сред­нем с нор­мой 30 т / га постав­ля­ет в поч­ву при­мер­но 1,2 т / га базис­ных актив­ных эле­мен­тов и в резуль­та­те демон­стри­ру­ет эффект срод­ни извест­ко­ва­нию. Ионы каль­ция созда­ют мости­ки при обра­зо­ва­нии гли­ни­сто-гуму­со­вых ком­плек­сов, появ­ля­ет­ся рых­лая струк­ту­ра поч­вы, воз­рас­та­ет ее ста­биль­ность (НСХ 4 / 20, с. 48).

Многозначимый pH

Для нор­маль­ной жиз­не­де­я­тель­но­сти поч­вен­ным мик­ро­ор­га­низ­мам тре­бу­ет­ся ней­траль­ная реак­ция сре­ды. Кис­лые поч­вы сни­жа­ют бак­те­ри­аль­ную актив­ность и с ней поч­вен­ное пло­до­ро­дие. Поэто­му извест­ко­ва­ние, про­из­во­ди­мое в соот­вет­ствии с потреб­но­стя­ми, спо­соб­ству­ет гумусообразованию.

Правда-неправда

На рын­ке рас­тет пред­ло­же­ние био­пре­па­ра­тов, кото­рые яко­бы сти­му­ли­ру­ют раз­ви­тие поч­вен­ной био­ты. Содер­жа­щи­е­ся в них мико­риз­ные гри­бы, фос­фат­мо­би­ли­зу­ю­щие или азот­фик­си­ру­ю­щие бак­те­рии долж­ны спо­соб­ство­вать росту и раз­ви­тию рас­те­ний, повы­шать плодородие.

Дей­стви­тель­но, исполь­зо­ва­ние таких пре­па­ра­тов в рам­ках отдель­ных меж­ду­на­род­ных иссле­до­ва­ний поз­во­ли­ло уве­ли­чить уро­жай­ность куль­тур вплоть до 16%. Одна­ко надо иметь в виду, что 85 % иссле­до­ва­ний с таки­ми резуль­та­та­ми про­во­ди­лись в тро­пи­ках и суб­тро­пи­ках, где поч­вы изна­чаль­но отли­ча­ют­ся высо­ким содер­жа­ни­ем гуму­са и фос­фо­ра. При­ме­ни­тель­но к типич­ным поч­вам наших широт те же био­пре­па­ра­ты спо­соб­ство­ва­ли полу­че­нию при­ба­вок уро­жая, кото­рые, одна­ко, оста­ва­лись в рам­ках допу­сти­мых слу­чай­ных откло­не­ний. Поэто­му гово­рить о гаран­ти­ро­ван­ном и науч­но под­твер­жден­ном фак­те роста уро­жай­но­сти тут все же не стоит.

Читайте также