Использование сидеральных культур для восстановления и повышения плодородия почв земель в экстремальных условиях земледелия

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 631.58

Использование сидеральных культур для восстановления и повышения плодородия почв земель в экстремальных условиях земледелия

А.Ф. Абрамов

Представлены материалы исследования по использованию в качестве сидеральных удобрений зеленой массы озимой ржи, овса, гороха, горохо-овсяной смеси, естественных трав для восстановления плодородия почв пахотных земель Якутии.

Ключевые слова: озимая рожь, овес, горох, горохо-овсяная смесь, естественные травы, урожай, химический состав.

The usage of the federal cultures applying to rehabilitation and enrichment soil under extreme farming agriculture conditions. In this article there are the research materials of the usage as the federal fertilizer of the green mass a sheep winter rye, peas, sheep mixture, natural herb for reconstruction the fertility soil and ground of Yakutia.

Key words: winter rye, oats, peas (a peas oat mix), the natural grasses, a crop, a chemical compound.

В период глобального ухудшения экологического состояния окружающей среды качество производимого продовольственного сырья становится важнейшей проблемой, относящейся не только к проблемам чисто экологическим, но и также к социально-экономическим, определяющим судьбу каждого государства, в конечном счете, здоровье человека.

В настоящее время почти не осталось экологически чистых территорий, не загрязненных химическими токсикантами, где можно было бы производить экологически чистые продукты питания.

С учетом этого в настоящее время усиленное развитие получают научные исследования в получении экологической безопасной продукции за счет использования различных технологий, средств, предотвращающих переход токсикантов по экологической цепи - почва-растение-живот-ное-продукт питания [3]. Среди них ведущая роль отводится разработкам научно-технологических основ органо-биологического земледелия, которое должно обеспечить население, так называемыми, натуральными органическими экологическими продуктами питания [3, 4, 7, 8].

АБРАМОВ Алексей Федорович - д.б.н., проф., зав. лаб. биохимии и массового анализа ГНУ ЯНИИСХ РАСХН, 8(4112) 21-45-74.

Целью органо-биологического земледелия является повышение плодородия земли на основе создания высокогумусированной почвы за счет максимального использования органических удобрений.

Доказано, что главным экологическим свойством гумусовых веществ является связывание не только тяжелых металлов в почве и воде, но и радионуклидов. Поэтому продукция, выращенная на высокогумусированных почвах, является и экологически чистой и оздоравливающей от всех болезней животных и человека. Учитывая это, в настоящее время экологически чистую продукцию, в т.ч. для детского питания, выращивают на полях органо-биологического земледелия [3].

Понимая ведущее значение органо-биологическо-го земледелия, за последние годы ГНУ ЯНИИСХ РАСХН, хоть и медленными шагами, начал разрабатывать технологию сберегающего земледелия - основу органо-биологического земледелия [1, 2, 6].

Во всем мире в системе органо-биологическо-го земледелия важную роль играет использование сидеральных удобрений, которое является могущественным фактором в восстановлении и повышении плодородия земель. Результаты первых исследований по использованию сидеральных удобрений показали неплохие результаты. Учитывая это, в экстремальных условиях Якутии для

восстановления и повышения плодородия почвы в качестве сидеральных удобрений можно использовать зеленую массу естественных трав, зеленую массу и корни озимой ржи, овса, гороха, го-рохо-овсяной смеси.

Характеристика сидеральных культур в Якутии

Озимая рожь. В условиях Якутии может быть использована в качестве сидерального удобрения, так как она эффективно использует осенне-зимнюю влагу, богата белками, углеводами, макро-и микроэлементами [2, 5].

Значение ее для органического земледелия заключается в том, что при использовании ее как сидеральную культуру сохраняется и повышается плодородие почвы в основном за счет развитого растительного покрова, так как корневая система развита слабо. Из корней 85-90% находится в пахотном слое почвы до глубины 5-9 см (табл. 1).

Для развития растений ржи требуется продолжительность дня 14-16 часов, средняя температура воздуха 15-18оС [2].

Рожь отличается меньшей требовательностью к почве. Она может расти на черноземах, серых лесных, дерново-подзолистых, торфяно-болотных и т.д., а по механическому составу - на песчаных, супесчаных, средних и тяжелосуглинистых почвах. Однако она дает наиболее высокие урожаи в легких почвах. Хорошо растет в почвах при рН почвы 7 с наименьшим содержанием алюминия (5,0 мг на 100 г почвы).

При посеве в начале июня озимая рожь, как сидеральная культура, в конце июля при орошении дает в пересчете на 1 га урожай зеленой массы 150-180 ц/га, корней до 19 ц/га. При этом одно зерно ржи давало 2-3 побега с 2 и 4 листьями высотой от 31-75 см. Корневая система была мочковатой с длиной корней от 5-9 см, от общей зеленой массы и корней доля корней составила только 10-12% (табл. 1).

Овес. Овес является идеальной сидеральной культурой, которая может быть использована в Якутии при внедрении технологий сберегающего земледелия, так как при орошении дает хороший урожай зеленой массы и корней с высокой питательной ценностью [2, 5]. Масса корней овса от общей зеленой массы и корней составляет до 35-40%, поэтому как сидеральная культура в Якутии овес занимает первое место (табл. 1).

В условиях Якутии овес образует мощную мочковатую

корневую систему, из которой основная масса корней развивается в пахотном слое почвы до глубины 12 см (табл. 1). Такое развитие корневой системы играет большую роль в обеспечении растения овса питательными веществами и влагой

[2, 5].

При использовании зеленой массы и корней овса как сидеральное растение при норме высева из расчета 4 млн. семян на 1 га в конце июля овес давал 48,0 ц/га зеленой массы и 26,0 ц/га корней. При этом одно зерно давало до 3-10 побегов с двумя и тремя листьями высотой 28-56 см (табл. 1).

Овес хорошо растет и развивается в самых разнообразных по механическому составу почвах, имеющих рН 5,0-7,5. Овес может расти на глинистых, суглинистых, супесчаных и торфянистых почвах, но плохо переносит солонцеватость почвы [5].

Учитывая все преимущества овса для использования как сидеральную культуру, можно рекомендовать для получения максимальной зеленой массы и корней овса в конце июля посев произвести с конца мая по первую декаду июня. Такой срок посева в земледельческих зонах Якутии обеспечивает овес достаточным количеством тепла и влаги за счет осенних запасов влаги почвы и ранних весенне-летних осадков для хорошего развития зеленой массы и корневой системы.

Горох и горохо-овсяная смесь. Горох как самостоятельная культура при посеве в начале июня

- в конце июля в фазу цветения может дать урожай зеленой массы до 140-150 ц/га и корней до 7,0-8,0 ц/га. Высота растения гороха достигает 85-110 см, длина корней от 5-15 см с хорошо развитыми клубеньками [2]. По данным Г. И. Конюхова, высокие урожаи зеленой массы гороха можно получить в условиях тех территорий, где сумма положительных температур составляет более 1350°С, и при посевах на более легких супесчаных почвах, а в смеси с овсом почти во всех южных и центральных земледельческих зонах Якутии в конце июля - начале августа, обогащенной протеином, углеводами и другими питательными веществами [5].

Т а б л и ц а 1

Характеристика вегетативных побегов и корней озимой ржи, овса, гороха при использовании ее как сидеральную культуру в конце июля [2, 6]

Показатели Озимая рожь Овес Горох

Удельный вес от общего сбора зеленой массы и корней, %: - зеленой массы - корней 89,1 10,9 64,9 35,1 98,6 1,4

Количество вегетативных побегов с одного зерна 2-3 3-10 1

Количество листьев в одном побеге 2-4 2-3 60-110

Высота растений, см 31-75 28-56 85-110

Длина корней, см 5-9 9-12 5-15

Т а б л и ц а 2

Урожайность и качество зеленой массы горохо-овсяной смеси [5]

Показатели Сроки уборки

29/УП 12/УПІ 26/УПІ 5/ІХ

Всего зеленая масса, ц/га 261,5 390,7 519,8 605,0

в т. ч. овса 114,3 159,8 164,8 157,9

гороха 147,2 230,9 355,0 420,1

Общая влажность смеси, % 54,7 82,0 77,3 75,7

в т. ч. овса 83,3 81,0 74,7 73,2

гороха 85,9 82,7 78,5 76,8

Содержание протеина в зеленой массе, %: в т. ч. овса 3,39 2,81 3,55 3,77

гороха 3,37 3,26 4,17 5,13

Г. И. Конюхов для получения высоких урожаев овсяно-гороховой смеси рекомендует высевать в начале июня с нормой высева семян в отношении к 1,3 млн. зерен овса 0,8 млн. зерен гороха на 1 га, что составит по массе зерен 40 кг. Такой срок высева позволяет получать урожай при уборке в конце июля до 261,5 ц/га, в т. ч. овса 114,3 ц/га, гороха 147,2 ц/га с содержанием протеина в зеленой массе овса 3,39%, гороха 3,37% и БЭВ 7,5% (табл. 2).

Химический состав зеленой массы и корней сидеральных культур в Якутии

Зеленая масса и корни озимой ржи, овса, ячменя в фазы колошения, горох в фазу цветения в конце июля богаты питательными веществами, поэтому при внесении их в почву в конце июля при создании сидеральных паров обогащают почву органическими, минеральными и другими биоактивными веществами (табл. 3).

Рожь озимая. При содержании питательных веществ, представленных в табл. 4, с 1 ц зеленой массы ржи вносятся до 590 г азота,

700 г жировых веществ, 9,6 кг углеводов, 2,1 кг зольных элементов, в т. ч. 60,0 г фосфора,

410 г калия, а с 1 ц корней -620 г азота, 500 г жировых веществ, 13,1 кг углеводов, 2,5 кг зольных элементов, в т. ч. 50,0 г фосфора, 790 г калия.

Овес. Зеленая масса и корни овса в фазу колошения в конце июля также богаты питательными веществами (табл. 3). При таком содержании питательных веществ с 1 ц зеленой массы овса вносятся в почву до 800 г азота,

740 г жира, 12,4 кг углеводов,

1,8 кг зольных элементов, в т. ч. 70 г фосфора, 460 г калия, а с 1 ц корней 740 г азота, 600 г жировых веществ, 12,5 кг углеводов, 2,4 кг зольных элементов, в т. ч. 50,0 г фосфора, 430 г калия.

В результате использования зеленой массы овса, по данным многих ученых, в почве под овсом повышается содержание гумуса до 0,11-0,34% [5, 6]. Такое увеличение наблюдается в тех почвах, где не использованы минеральные удобрения и химические средства при борьбе с сорняками и различными заболеваниями. А при использовании органических и зеленых удобрений в посевах овса увеличивается количество дождевых червей почти в 4 раза [4, 7].

Горох. В конце июля зеленая масса гороха также накапливает большое количество питательных веществ. Так, из табл. 3 видно, что зеленая масса гороха в конце июля в фазу цветения накапливает питательных веществ в процентах в сырой массе: сырого протеина 4,0, азота 0,64, сырого жира 0,70, углеводов 13,90, сырой золы 1,14, фосфора 0,07, калия 0,41, а в корнях - сырого протеина 3,10, азота 0,50, сырого жира 0,30, углеводов 14,80, фосфора 0,006, калия 0,42.

При таком содержании питательных веществ с 1 ц зеленой массы вносится в почву до 640 г азота, 700 г жира, 13,90 кг углеводов, 1,14 кг зольных веществ, в т. ч. 70,0 г фосфора, 410 г калия, а с 1 ц корней 500 г азота, 300 г жира, 14,9 кг углеводов, 1,80 кг зольных элементов, в т. ч. 60 г фосфора, 420 г калия (табл. 3).

Т а б л и ц а 3

Химический состав зеленой массы и корней сидеральных культур, в % в сырой массе

Компоненты Озимая рожь Овес Горох

зеленая масса корни зеленая масса корни зеленая масса корни

Сырой протеин 3,7 3,9 5,0 4,6 4,0 3,10

Азот 0,59 0,62 0,8 0,74 0,64 0,50

Сырой жир 0,70 0,50 0,8 0,6 0,70 0,30

Сырая клетчатка 5,9 6,1 4,8 5,6 4,30 6,10

Сырая зола 1,8 2,5 1,8 2,4 1,14 1,80

БЭВ 7,8 7,0 7,6 6,9 9,60 8,70

в т.ч. растворимые углеводы 2,1 3,3 2,4 4,1 3,50 3,60

Фосфор 0,06-0,05 0,07 0,05 0,07 0,06

Калий 0,41-0,79 0,46 0,43 0,41 0,42

Т а б л и ц а 4

Содержание макро- и микроэлементов в зеленой массе трав в сырой массе [2]

Таким образом, из представленных данных видно, что использование зеленой массы озимой ржи, овса, ячменя, гороха посевного в качестве сидерального удобрения в республике будет иметь огромное значение в восстановлении плодородия почв земель в экстремальных условиях земледелия Якутии.

Учитывая это, рекомендовано использовать их как основные сидеральные культуры при создании си-деральных паров в конце июля и в начале августа.

Зеленая масса естественных трав. Если нет возможности выращивать сельхозкультуры для использования их в виде зеленых удобрений, то для повышения плодородия почвы на небольших участках населения и фермерских хозяйств можно использовать зеленую массу естественных трав как зеленое удобрение. Запасы их неиссякаемы, т. к. урожаи ежегодно возобновляются [2].

Так, по нашим данным, травы естественных лугов и пастбищ в Якутии до цветения богаты легкорастворимыми питательными веществами, поэтому внесение зеленой массы трав обогащает почву ими уже в год внесения (табл. 4).

Для поддержания плодородия почвы участка и получения неплохого урожая достаточно ежегодное внесение на 1 м2 до 2,0 кг зеленой массы трав, т. к. с этим количеством зеленой массы вносится на 1 м2 участка до 14-15 г азота, 1,2-1,5 г фосфо-

ра, 3,0-5,0 г калия, 40-50 г марганца, 0,3 мг молибдена, 16,0 мг меди, 0,06 мг кобальта, 14,0 мг цинка.

Таким образом, из представленных данных можно заключить, что в экстремальных условиях земледелия Якутии использование зеленой массы и корней озимой ржи, овса, гороха, горохо-ов-сяной смеси и зеленой массы естественных трав до цветения в качестве сидеральных удобрений может обогатить бедную почву достаточным количеством питательных веществ.

Литература

1. Абрамов, А.Ф. Эколого-биохимические основы производства кормов и рационального использования пастбищ в Якутии [Текст]: монография. - Новосибирск: Изд-во СО РАСХН, 2000. - 206 с.

2. Абрамов, А. Ф. Технология сберегающего земледелия в повышении плодородия земель населения и фермерских хозяйств Якутии [Текст]: монография. - Якутск: ОКТАЭДР, 2009. - 131 с.

3. Бокова, Т. И. Закономерности детоксикации антропогенных загрязнений (тяжелых металлов) в системе почва-растение-животное-продукт питания человека [Текст]: автореф. дис. ... д.б.н. / Т.И. Бокова. - Новосибирск: НГНУ, 2005. - 38 с.

4. Игонин, А.М. Как повысить плодородие почвы в десятки раз с помощью дождевых червей [Текст]: монография / А.М. Игонин. - 3-е изд. перераб. - М.: Информационно-внедренческий центр «Маркетинг», 2000.

- 29 с.

5. Конюхов, Г.И. Земледелие в Якутии [Текст]: монография / ГИ. Конюхов. - Новосибирск: Изд-во СО РАСХН,

2005. - 359 с.

6. Николаева, Ф.В. Влияние сидеральных удобрений и приемов их использования на урожайность кормовых культур в условиях Центральной Якутии [Текст]: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Ф.В. Николаева. - Якутск,

2006. - 19 с.

7. Пфайффер Эренфрид, Е. Плодородие земли, его поддержание и обновление [Текст]: монография / Е. Пфайффер Эренфрид. - Пер. с нем. яз. Б.Г. Деева. -Калуга: Духовное познание, 1994. - 289 с.

8. Система биологизации земледелия нечерноземной зоны России [Текст]: монография. - М.: ФГНУ Ро-синформагротех, 2002. - 571 с.

Макро-, микро- элементы Злаки

N, г/кг 7,4 7,7 7,7

P, г/кг 0,60 0,55 0,90

К, г/кг 1,60 1,05 2,73

Mn, мг/кг 23,0 46,3 35,0

Мо, мг/кг 0,14 0,23 0,22

Cu, мг/кг 8,0 5,0 3,3

Co, мг/кг 0,03 0,04 0,03

Zn, мг/кг 7,0 7,3 8,7