Сергей Банадисев, доктор на селскостопанските науки, Doka Genetic Technologies LLC
Сеитбооборотът е важен, за да се сведе до минимум проблемите, причинени от натрупването на инфекция в почвата, но не може да ги премахне напълно дори след 8-годишна прекъсване с връщането на картофите в определено поле. Използването на зелен тор има цялостен положителен ефект върху системата за отглеждане. В същото време свойствата на биофумигация повишават общата ефективност на сидерацията.
Ефективното му включване в кратки сеитбообороти е икономичен селскостопански метод за успешно отглеждане на качествени картофи.
Индустриалното производство на картофи е свързано с интензивна обработка на почвата, многократни преминавания на тежки машини през полетата и дълги периоди на непокрита почва. Последицата от това е пръскането на почвените частици, свръх консолидацията, разрушаването на естествената структура на почвата, ускорената минерализация на органичните вещества. В същото време нека не забравяме, че количеството растителни остатъци, оставени от картофите, е относително малко, съдържанието на хумус след картофите намалява. В почвата, върху растителните остатъци, повечето болести и вредители по картофите продължават да съществуват дълго време, настъпва увеличаване на заразяването на полета с устойчиви плевели. Някои ротационни култури споделят вредители с картофи. Обобщавайки, може да се отбележи, че намаляването на продължителността на сеитбооборота във ферми, специализирани в отглеждането на картофи, води до влошаване на почвените условия за формиране на реколтата, а при кратки ротации разходите за торове, вода и пестициди може да бъде по-висока, а добивът - по-нисък.
Само годишните зърнени култури (пшеница, ръж, ечемик, овес, тритикале, царевица, райграс) нямат общи фитопатогенни проблеми с картофите.
Соята и рапицата са податливи на ризоктония и бяла плесен. Много от култивирани и плевели видове растения страдат от вертицилоза. Нематодите и насекомите имат алтернативни домакини и запазват добре популациите в онези години, когато картофите не се отглеждат. На пасища, многогодишни култури от детелина и зърнени култури
тревите създават добри условия за размножаване на телени червеи и този вариант на сеитбообръщение трябва да се избягва, ако се отбележи увреждане на картофите. Това са изолирани примери и като цяло фитопатологичните проблеми имат различни, често взаимно изключващи се начини за преодоляването им чрез сеитбообращение (Таблица 1).
Няма универсални решения, но познаването на биологията и различията на всеки патоген ни позволява да намерим рационални варианти за преодоляване на конкретни ситуации, произтичащи от високата концентрация на картофи в структурата на засетите площи.
Ефективни схеми за сеитбообръщение, добре подбрани предшественици осигуряват увеличаване на добивите, подобряване на агрофизичните, химичните и биологичните свойства, поддържането и дори увеличаване на плодородието на почвата, оптимизиране на потреблението на вода, намаляване на разходите за борба с плевелите, вредителите и болести, намаляване на нуждата от минерални торове, на първо място - азот, равномерно разпределение на пиковите натоварвания през сезона на полевите работи, възможността за широко използване на минимална обработка на почвата, стабилизиране на икономиката на растениевъдството.
Такъв сложен ефект е по-лесно да се получи при многогодишни сеитбообращения на култури за различни цели, не само зърнени култури, но и фураж. Суровите икономически реалности не позволяват на повечето предприятия да отклонят много време и пари за дългосрочно отглеждане на други култури и селекция от сеитбооборот.
Като се има предвид това съществено обстоятелство, ще разгледаме възможността за кратки сеитбообращения (не повече от две години при връщане на картофи на полето) за постигане на изброените цели в контекста на приоритета за решаване на картофените проблеми.
Не говорим за умножаване на плодородието на почвата при отглеждане на картофи. Резултатите от многогодишни научни изследвания недвусмислено свидетелстват: никакви обеми от културни остатъци и дълги периоди на отглеждане на билки не са достатъчни за поддържане на постоянно съдържание на хумус, дори ако картофът заема само едно поле при сеитбооборот. Няма какво да говорим за кратки ротации. Но същите тези експерименти доказаха, че годишното интензивно отглеждане на многогодишни треви дава по-добро увеличение на органичната материя в почвата в сравнение с неинтензивната в продължение на много години (Lukin, 2009, Nikonchik P.I., 2012). За бездефицитен хумусен баланс трябва да се прилагат поне 10 т / дка органични торове годишно или еквивалентна норма периодично. Ако предприятието няма органична материя, тогава оранът на зелени торове осигурява подобен ефект, т.е. цялата биомаса, специално култивирана за тези странични култури.
Зеленият тор е на първо място важен източник на органични вещества и хранителни вещества, „оборски тор, отглеждан върху обработваема земя“, който не отстъпва по отношение на стойността на тора спрямо торещия тор. Зелените зърнени култури попълват запасите от биологичен азот в почвата, превръщат минералния азот на почвата и торове в органична форма, която е екологична за околната среда. Зеленият тор увеличава оползотворяването на минералния азот, предотвратявайки натрупването му в околната среда в почвата. Зеленият тор повишава биологичната активност на почвата, оптимизирайки условията на живот за почвената биота и намалявайки фитопатогенния почвен фон. Сидерацията намалява плевелността на културите и почвата и спомага за намаляване на пестицидното натоварване върху агроценозите. Зеленият тор увеличава стойността на тора на слама и други органични торове.
По принцип всякакви растения могат да бъдат ароматизирани. Списъкът с култивирани растения, които могат да се използват за основни и междинни култури в портфолиото на водещи селекционни и семена за семена, включва повече от 30 позиции, като се започне от обичайния ръжен зимен ръж и завърши с такава екзотика като абисинската гисотия.
Таблица 2. Биомаса от зелени култури (Русакова И. В., 2017)
Има опити да се обоснове теоретично оранта на равномерни плевели (изобщо не е нужно да сеете нищо, просто изчакайте няколко месеца от пролетта и това е - прекрасната трева от дъвка е готова). Обективно, биомасата на бобовите растения има най-висока стойност; масата на зърнените и кръстоцветните растителни видове надеждно отстъпва на тях. Тази таблица ясно показва предимството на бобовите зелени торове (Таблица 2).
Общата биологична оценка на културите, отглеждани в една и съща сеитбооборот с картофи, се определя не само от количеството и качеството на органичната материя, но и от способността на биомасата да осигурява фитосанитарна, т.е. уелнес действие. Говорим за неотдавна откритата способност на уникалните биохимични съединения на някои растителни видове да инхибират, потискат инфекциозните принципи на болести, плевели и вредители. Терминът „биофумигация“ е използван за първи път за описание на въздействието на ротация на културите с кръстоцветни култури и зелен тор от кръстоцветни култури върху вредители, пренасяни в почвата (Matthiessen and Kirkegaard, 2006). Терминът предполага възможността за постигане на ефекта от опушването на почвата с помощта на растения, а не с химия. Химическите фумиганти в Русия са разрешени да се използват само за дезинфекция на помещения, зърно, дървен материал и др. А в европейските страни, САЩ, Канада, Австралия, химическото опушване на почвите се извършва в големи количества, в които официално се използват нормите от 400-500 кг / ха на такива "реномирани" препарати, например метам-натрий и хлоропикрин.
Към днешна дата световната наука е натрупала огромен масив от данни за ефекта на голямо разнообразие от растения в последствие върху размера и качеството на картофената култура.
Например в Полша беше разкрито ефективно потискане на няколко вида нематоди с помощта на зелена маса или екстракти от невенчета, както и зимни уикита. Но най-често се отбелязва ефективността на фумигацията на кръстоносните култури. Рапицата, горчицата, репичката съдържат биологично активни химикали, наречени глюкозинолати. В почвата глюкозинолатите от корени, стъбла и листа от зелени торове се разграждат до изотиоцианати, които убиват или потискат някои болести, нематоди и плевели. През последните 12 години учени от Министерството на земеделието на САЩ проведоха над 70 изследвания, за да проучат ефекта на различни ротации върху болести, предавани от картофена почва. Въпреки че резултатите варират от година на година и от поле на поле, кръстоносните култури като цяло намаляват картофените заболявания (като ризоктония, краста и вертицилоза) и също така значително подобряват добивите от картофи. Най-добрият фитонциден ефект притежават маслената репичка, след това горчицата Сарепта, след това бялата горчица и рапицата, т.е. ефективността на културите е различна. В Германия са създадени специални устойчиви на нематода сортове маслена репичка за потискане на свободни и жлъчни нематоди.
Активните биохимични съединения имат жълта сладка детелина (Melilotus officinalis Desr.) И бяла (Melilotus albus Desr.) - традиционно двугодишни бобови тревисти растения, но се отличава и едногодишен сорт, който е много ценен. Органичните и минералните вещества, изпускани в почвата от мелилот, се състоят от аминокиселини, съединения на фосфор, калий, сяра, калций и други химични елементи. Под въздействието на кореновата система на сладката детелина, трудно разтворимите съединения се разтварят в почвата, те се трансформират във форми на хранителни вещества, които се усвояват за растенията. Въвеждането на мелилот в сеитбообръщение намалява почвеното заразяване с нематоди и телени червеи. Причината за смъртта на вредители и патогени е дикумарин - отровно вещество, образувано от кумарин по време на разлагането на остатъци от корени и култури от сладка детелина. Различните сортове жълта и бяла сладка детелина практически не се различават по съдържанието на кумарин в растенията. Сорго-суданският хибрид и суданската трева са ефективни срещу нематоди от коренови червеи. Тези култури отделят дурин в почвата, който се разлага на циановодород. Едногодишният лупин (алкалоид и фураж) е основната култура на зелено торене за дерново-подзолисти почви.
Сортовете зелено торене на лупина освобождават алкалоиди в почвата - производни на хинолизидин с бактериостатичен, антивирусен и хербициден ефект. В същото време алкалоидите могат да увеличат кълняемостта и енергията на покълване на семената, производителността на различни селскостопански култури чрез стимулиране на метаболитните процеси в растенията, намаляване на натрупването на нитрати и те също имат антимутагенен ефект. Алкалоидите, както вече беше отбелязано, могат да се използват като защитни вещества срещу болести по растенията. Доказано е, че те могат бързо да се разграждат в околната среда. Според Gross R. Wink M. само 0,1-2,0% от спартеина остава в почвата 20 дни след нанасянето. Изследвана е антибактериалната и противогъбична активност на алкалоидния екстракт от растения Lupinus angustifolius срещу стандартни щамове на следните бактерии: Escherichia coli, Pseudomonos aeruginosa, Bacillus subtilis и Staphylococcus aureus, както и срещу гъби като Candida albicans и C. krusei. Екстрактът от алкалоид показва значителна активност срещу Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus и Pseudomonos aeruginosa.
Години на производствени експерименти, проведени в САЩ и Канада под ръководството на главния специалист по биофумигация на картофи - професор Ларкин - потвърдиха високия потенциал за използване на кръстоцветни растения в сеитбооборота като предшественик и зелен тор за борба с болестите, пренасяни от почвата. В по-голямата си част биомигацията чрез производството на токсични метаболити е предполагаемият механизъм, но ефектите, медиирани от почвените микробни съобщества, също играят важна роля. Редица проучвания показват, че рапицата е отглеждана като търговска култура и не цялата биомаса е постъпвала в почвата. Това доказа, че полезните ефекти на рапицата не са свързани с ефектите от биофумигацията на вградената зелена биомаса, а просто са резултат от отглеждането на друг растителен вид. Зеленото торене на рапица и бяла горчица осигури по-голямо намаляване на честотата на ризоктония от горчичните култури с много по-високи нива на глюкозинолат, което показва, че продуктите за биофумигация не са основният механизъм на действие. Като цяло ролята на зеления тор е по-ниска от стойността на сеитбооборота. По-разнообразните системи за отглеждане водят до увеличаване на биомасата на почвените микроорганизми. Ротацията на културите е основният източник за формиране на пълноценна структура на микробните съобщества. Всяка редуваща се култура допринася за формирането на уникални микробни характеристики и може да повлияе на структурата и функцията на микробните съобщества. Добавянето на зелено торене не намалява непременно патогенните популации или оцеляването, но увеличава популацията на патогенно-антагонистични микроорганизми. Въртенията на ечемика и кръстоцветните постоянно са имали по-високи бактериални популации и микробна активност от повечето други ротации, докато непрекъснатите картофи (без въртене) водят до най-голямо намаляване на микробната активност. Комбинацията от междинна зимна ръж с рапица води до намаляване с 25-41% на черна краста и обикновена краста спрямо непрекъснато сеитбообращение и с 2137% спрямо стандартна сеитба на ечемик / детелина. Тези открития са в съответствие с концепцията, че по-високата микробна активност и разнообразието допринасят за по-добро потискане на инфекцията.
Ефектът от най-добрите предшественици обаче често не е само положителен. Оказа се, че червената детелина се свързва с повишено ниво на ризоктония. Фацелия например потиска жлъчните нематоди, но е растението гостоприемник на нематодите от рода Trichodorus, които пренасят вируса на дрънкалката. А този вирус от своя страна причинява симптоми на жлезисто зацапване на грудки. Горчицата може да причини жлезисто зацапване. И всяка сеитбооборот има свои собствени ограничения или дори отрицателни свойства, които трябва да знаете. Подходящо е да се даде подробна оценка на германските изследователи относно влиянието на култивираните културни растения върху срещащите се видове нематоди и физиологичните смущения (Таблица 3).
Ние характеризираме биофумигационните култури, семената на които могат да се използват в основните и междинните култури на територията на Руската федерация.
1. Суданска трева и сорго-рипер, почвен бивш, биофумигатор. Сорго-Судан Хибрид (SSH) е хибрид от сорго и суданска трева (Sudanggrass). И двата вида се използват независимо като зелено торене, но хибридът има предимството на устойчивост на суша и замръзване. Соргото внася огромно количество органични вещества в почвата по време на засяване. Тези високи, бързорастящи, термофилни едногодишни се задушават върху плевелите, инхибират някои нематоди и проникват дълбоко в почвата. SSG е най-добрият зелен тор след прибиране на реколтата и бобовите култури, тъй като консумира много азот. Има агресивна коренова система, която е аератор на почвата, косене укрепва и разклонява корена на суданската трева 5-8 пъти. Стъблото е с дебелина 4 см и височина до 3 метра.
SSG корените отделят специално алелопатично вещество - сорголеон. Всъщност това е хербицид, който започва да се освобождава още на петия ден след поникването. Веществата от сорго влияят най-силно на въжената трева, рачиста трева, хамбар, зелена четина, ширина, амброзия. Той също така силно засяга култивираните растения, поради което е необходимо да се поддържа интервалът между оранта на суданската трева и засаждането на култури. Засяването на суданско сорго на мястото на събраната реколта е чудесен начин за нарушаване на жизнения цикъл на много болести, нематоди и други вредители. Благодарение на огромната биомаса и подпочвената коренова система, суданското сорго възстановява плодородието на изчерпаната и уплътнена почва за една година. Това е най-доброто зелено торене за отводняване на глинести, влажни почви, върху които работи тежко оборудване. Косената зелена маса може да се използва за мулчиране на други полета, за фураж и силаж. Оптимално е едно рязане на сезон. Биомасата се разлага дълго време, не може да остане без оран. Потискането на нематодите е възможно само при оран на прясна зелена маса, която не е достигнала етапа на тръбата. Соргото има свои вредители, някои хибридни сортове не са подходящи за фураж на добитъка, тъй като съдържат циановодородна киселина.
2. Кръстоцветен зелен оборски тор отговарят на всички изисквания за зелен оборски тор: те растат бързо, имат богата сочна биомаса и огромна мрежа от малки корени, потискат плевели, гъбички, телени червеи и нематоди, краста. Някои кръстоцветни растения, например, дайкон, имат корен, който може да премине през подметката на плуга много по-ефективно от другите сидерати.
Горчицата е идеална за фиксиране на азота, останал след прибиране на реколтата, тъй като бързо натрупва зеленина. Потискането и борбата с плевелите от кръстоцветни зелени торове се дължи на бързия растеж и „затваряне на купола“, тоест на високата покривна способност на почвата. Не на последно място ролята играе алелопатичното влияние на разлагащите се остатъци, разорени през есента. Горчицата и маслодайната ряпа пречат на развитието на овчарска торбичка, мари, четинеста трева, прутник, тревна трева, калмари и други култури. когато те вече са вкоренени, не си струва да се сее в сместа - кръстоцветните растения изпреварват други растения и възпрепятстват развитието им. Разход на семена - 10-30 кг / ха. Засаждането на кръстоцветни торове може да се извършва на всеки етап от вегетационния период, но оптималното време е началото-средата на цъфтежа, през този период растението достига максималната си биомаса.
Започната в края на есента биомаса започва да отделя азот в началото на пролетта, т.е. точно навреме за кацане.
Видовете зеле се нуждаят от допълнителен азот и сяра, с тяхна помощ се синтезират етерични масла-фунгициди и глюкозинолат. Минералните торове се прилагат добре под зелен оборски тор, тъй като те връщат натрупани в хелатна форма. Те натрупват добре фосфор, правят го по-достъпен с помощта на коренови секрети. По отношение на съдържанието на въглерод и скоростта на разлагане, кръстоносните растения заемат междинно положение между зърнените и бобовите култури.
Основният проблем на зелените зелеви торове е опасността от увреждане и дори пълно унищожаване на разсад от кръстоцветната бълха. Освен това, когато се използват кръстоцветни растения, семената не трябва да се оставят да узреят, тъй като това формира огромен запас от нежелани плевели за цялата сеитбооборот. И още веднъж е необходимо да се подчертае, че видовете и сортовете кръстоцветни култури имат много биологични и технологични различия и далеч не са равни по отношение на биофумигационните свойства. На първо място - маслодайна репичка (нематодорезистентни сортове), на второ - жълта или горчица Sarepta. За съжаление аграрната наука не е извършила оценка на фумигационните свойства на кръстоцветните сортове от местната селекция и специалните немски сортове не са официално достъпни, тъй като не са включени в руския регистър.
3. Сладка детелина - двугодишно, по-рядко едногодишно растение с височина до 2-2,5 м в култура с непрекръстено стъбло, една от най-ценните странични култури.
За разлика от повечето други бобови видове, той е много пластичен и образува голяма зелена маса. По време на отглеждането натрупва от 100 до 300 кг азот на декар.
По степента на разлагане на органичните остатъци, поради тясното съотношение на въглерод и азот (около 20), сладката детелина няма равна сред бобовите растения. Неговата роля е голяма в регулирането на баланса на органичните вещества, активирането на биологичните процеси в почвата, в оптимизирането на агрофизичните свойства и особено върху тежките глинести и глинести почви. Ако при оран 60 т / ха оборски тор, пропускливостта на почвата се увеличава 1,5 пъти, то при оран 20 тона зелена маса от сладка детелина - 2 пъти. Дренажът, аерацията, структурата, физикохимичните свойства се подобряват и подземният хоризонт обикновено се обработва. Мелилот има мощна дълбоко проникваща коренова система, поради което труднодостъпните съединения на фосфор, калций, калий и други елементи се прехвърлят частично в горните слоеве. Това не само увеличава съдържанието на лесно достъпна храна, но също така допринася за известна деоксидация на почвата поради увеличаване на основите в поглъщащия почвата комплекс.
Угарът от зелено торене Melilot подобрява хранителния, водно-въздушния режим и дезинфекцира почвата от вредни патогени поради повишената микробиологична активност на сапрофитната микрофлора. Сидералната маса на сладка детелина, съдържаща кумарин, който по време на гниене се превръща в декумарин, значително намалява броя на телените червеи, нематодите и роговиците. Освен това сладката детелина е „капан“ за листни въшки, които пренасят картофени вируси. Следователно угарът от зелен тор от жълто мелило е особено ценен във ферми, специализирани в производството на картофи. Например LLC Agrofirma Slava Potato използва следната схема: жълта сладка детелина - зимна пшеница - картофи - пролетни зърнени култури с пресяване на сладка детелина. В същото време на фона на сушата сладката детелина може критично да намали запасите от влага в почвата. 4. Лупин - жълт, бял, син (теснолистен) и други едногодишни видове. Лупиново синьо теснолистно - едно от най-добрите зелени торове за песъчливи и песъчливи почви, дава 30-40 т / ха зелена маса плюс 10-15 тона корени, до 50-65 т / ха органично вещество, което не отстъпва на основните видове по отношение на торенето оборски тор. В допълнение към азота, зелената и кореновата маса на лупините е богата на фосфор, калий, калций, микроелементи и в такова съотношение, което е необходимо за нормалния растеж и развитие на основните култури. И това, което е много ценно - тези хранителни вещества се намират в органичното вещество, изорано в почвата.
Следователно те не се измиват от почвата, както често се случва с минерални торове.
В райони, където лупината расте добре, тя трябва да бъде предпочитана като по-ценна култура. Алтернативно, зелената маса може да бъде събрана за фураж, а остатъците от култури ще бъдат ценен тор. Добри резултати се получават и когато се засява в края на май след ръж, окосена за зелен фураж. До есента той набира значителна маса и се изсича при висок разрез (15-20 см) за силосване, а стърнището се изора под картофите. В резултат на това добивът от картофи се увеличава с 3-5 т / ха. Както показват проучванията на експерименталната станция Новозибковск, картофите използват азот от остатъците от стърнища на лупина по-добре от зимната ръж и пролетните зърнени култури. За фумигация най-подходящи сортове теснолистна лупина, чието име съдържа думите "сидерат, зелено торене". Това предполага повишено съдържание на алкалоиди. Лупинът, заедно с многогодишни треви, детелина, люцерна, принадлежи към категорията хумусообразуващи агенти. Като пример за използването на лупина даваме сеитбооборота на SPK "Дмитриеви гори" от района на Владимир: 1 - лупина; 2 - зърнени зимни култури; 3 - картофи; 4 - лупина; 5 - картофи.
Наред с предимствата, годишните лупини имат и относителни недостатъци. Те натрупват много по-малко азот в сравнение с многогодишните, не могат да подобрят почвената структура, тъй като кореновата им система е твърде малка. Следващият недостатък на годишните бобови растения е бавният им растеж в началото на вегетационния сезон и чувствителността към замърсяване с плевели. Освен това, в сравнение с други сидерати, семената от бобови растения са значително по-скъпи на хектар.
Като цяло фитосанитарната роля на зелените торове е да повишат биологичната активност на почвата и активното развитие на сапрофитна почвена микрофлора, потискане на патогени и редица вредители. При оран на зелен оборски тор се подобрява качеството и добивът на картофи се увеличава, загубите при съхранение намаляват и вкусът на продукта се подобрява. Комбинираната употреба на сидерати е още по-ефективна. В Германия през последните години многокомпонентните странични смеси стават широко използвани.
Агроклиматичните ресурси на повечето райони за производство на картофи на Руската федерация са доста благоприятни за отглеждане на културни култури и използването им като сидерати.
След прибиране на зимните и ранните пролетни култури нивите остават незаети повече от 70 дни, а след едногодишни култури за зелен фураж - до 80-90 дни. При благоприятни условия сумата на ефективните температури за този период е 800-1000 ° C, или 30-40% от агроклиматичните ресурси през целия топъл период на годината. Сидерата може да се култивира цял сезон и да се получат две реколти, например зимна ръж + репичка, суданска трева, горчица, елда, лупина. Еднакв ефект ще даде и отглеждането на ечемик за зърнени култури и зелено торене.
Резюме: Сеитбообращението е важно за минимизиране на проблемите, причинени от натрупването на инфекция в почвата, но не може да ги премахне напълно. Използването на зелен тор има цялостен положителен ефект върху селскостопанската система (добавяне на органични вещества, контрол на ерозията, борба с плевелите, подобряване на структурата на почвата, повишаване на нейното плодородие, увеличаване на селскостопанската производителност). В същото време свойствата на биофумигация повишават общата ефективност на сидерацията. Доказано е подобряването на почвата с помощта на зелен тор от кръстоцветни култури, лупин, суданска трева и детелина.
Включването на ефективна сидерация в късите сеитбообращения е икономичен селскостопански метод за успешно отглеждане на качествени картофи. Всяка култура на зеления човек има своя естествена ниша, предимства и недостатъци, но винаги можете да намерите рационални решения. Изборът на оптималния вариант за отстраняване се извършва въз основа на отчитане на всички съществени обстоятелства на конкретно предприятие: почва, климат, фитопатология, икономика и специализация. Отглеждането на култури със зелен тор трябва да се извършва на високо организационно и технологично ниво, в противен случай резултатът ще бъде недостатъчен или дори отрицателен.