Ценность растительных остатков

При этом значение имеет не только количество, но и качество растительных остатков – в зависимости от той или иной культуры, варьируется и их ценность, также важно состояние самой почвы – ее реальные потребности в органическом веществе и уровень фертильности. Конечно, производителю может быть выгодно продать излишки соломы, на нужды того же животноводства, если на нее будет хороший спрос. Однако, прежде чем принять решение о том, сколько убрать соломы и стоит ли вообще удалять с поля растительные остатки, нужно просчитать стоимость удобрений, необходимых для замены питательных веществ, получаемых из растительных остатков. Чтобы определить, сколько удобрений удаляется вместе с соломой, обычно нужно узнать общую массу соломы и извлечь репрезентативный образец для анализа. В целом, при оценке ценности растительных остатков, первым шагом является определение того, сколько соломы остается в поле после уборки зерна. Второй шаг - определить, сколько соломы можно изъять безболезненно для почвы и своего кармана (вполне вероятно, что растительные остатки будет проще и дешевле оставить в поле, чем получить сиюминутную выгоду, а потом тратиться на внесение дорогостоящих минеральных удобрений). Третий шаг - определить содержание питательных веществ, а также определить стоимость удобрений. Удаление с поля соломы, а с ней и основных питательных веществ в триаде азот, фосфор, калий (кроме того, солома содержит кальций (Ca), магний (Mg), серу (S) и другие важные для почвы макро и микроэлементы) может ускорить истощение почвы и серьезно сказаться на урожайности. Количество растительных остатков, которое необходимо оставить на поверхности почвы (или заделать) для поддержания органического вещества почвы, варьируется в зависимости от типа почвы и способов ее обработки.

Сколько стоит солома? Так сколько же нужного и полезного для почвы и будущего урожая может содержаться в соломе? Согласно исследованиям специалистов отдела агрономии, садоводства и растениеводства университета Сан-Диего (США), в соломе органического вещества содержится в 3-4 раза больше, чем в навозе. На сегодняшний день в США фермеры около 65% органических удобрений, вносимых в почву, получают из растительных остатков. Для американских ферме- ров состав и управление расти- тельными остатками являются и покровные культуры могут выращиваться в занятых парах как промежуточные культуры или заменители основных культур севооборота в течение необходимого периода. Выбор под- хода зависит от характеристик культуры и условий окружающей среды. Например, в более холодных регионах, таких как северо-восточная и северо- центральная часть США, обычно имеется достаточно времени для посева озимой пшеницы или ржи в качестве покровных культур после уборки кукурузы, выращиваемой на силос, но не после кукурузы, выращиваемой на зерно. Другие покровные культуры, такие как вика мохнатая и некоторые виды клевера, должны высеваться до начала сентября, чтобы выжить до следующей весны. Следовательно, во многих технологиях возделывания культур, которые используются в регионах с коротким периодом вегетации, озимая покровная культура может успешно использоваться только в том случае, если для нее есть приемлемые предшественники в основной схеме севооборота. Разбросной посев семян покровных культур на поверхность почвы для их формирования во время роста основных культур обычно приводит к формированию слабого травостоя, хотя иногда отмечался успех с озимой рожью. Причины формирования изреженного травостоя культурами, если они высевались разбросным способом, заключаются в том, что их потребляют насекомые, моллюски и небольшие млекопитающие, а также в том, что все семена не могут поглотить достаточное количество воды для прорастания. Чтобы получить нормальную густоту, семена покровных культур могут быть заделаны в почву во время последней культивации основных культур (практикуется хозяйствами, работающими по технологии минимальной обработки почвы). Заделывание семян по- кровных культур позволяет спрятать их от хищников, питающихся семенами. При этом за счет ускорения прорастания семян сокращается период их подверженности воздействию травоядных. Покровные культуры, посеянные во время последней междурядной культивации, редко представляют суще-ственную конкуренцию основ- ным культурам, хотя всходы покровной культуры могут погибнуть, если основные культуры их сильно затеняют. В регионах с умеренным климатом покровные культуры, используемые в качестве сидератов, обычно убираются с помощью механической об- работки за несколько недель до посева товарных, кормовых или продовольственных культур. Когда покровные культуры используются в качестве мульчи, они зачастую уничто- жаются с помощью гербицидов сплошного действия (глифосаты), которые применяются незадолго до посева следующей культуры. В качестве альтер- нативы может применяться их скашивание после достижения определенной фазы развития. В теплых регионах с доста- точным количеством влаги для производства двух или более культур в год существует больше вариантов для использования покровных культур до, во время и после выращивания основных культур.

Аллелопатия Многие виды растений производят и выделяют в окружающую среду химические вещества, которые токсичны для других рас- тений, это явление назы- вается аллелопатией. Химические вещества, вызывающие аллелопатический эффект, могут выделять и микроорганизмы, которые преобразовывают раститель- ные остатки в процессе их разложения. Живые культуры могут оказывать прямой аллелопатический эффект на сор- няки, но живые и разлагающи- еся сорняки, в свою очередь, способны отрицательно влиять на рост и развитие культуры, снижая этим ее урожайность. Знание аллелопатических свойств предусматривает использование растительных остатков культур для подавления прорастания, формирования и роста сорняков. Ис- следования аллелопатических эффектов растительных остатков культур на сорняки и культуры обычно включают в себя описание симптомов и повреждений у растений, подверженных воздействию растительных остатков или их экстрактов. После этого в лаборатории устанавливают предполагаемых возбудителей выявленных изменений и применяют полученные вещества к здоровым растениям, чтобы определить, могут ли они вызывать такое же негативное воздействие на растение. Используя химическую изоляцию и биологический анализ в лабораторных и тепличных экспериментах, было идентифицировано несколько классов химических веществ, имеющих аллелопатические свойства. Среди них часто встречались алкалоиды, кумарины, цианогенные гликозиды, флавоноиды, фенолокислоты, полиацетилены, хиноны и терпеноиды. Аллелопатический потенциал был выявлен в растительных остатках и экстрактах целого ряда культур. Таким образом, устанолено, что многие виды производят аллелопатические соединения, но организовать целенаправленное аллелопатическое подавление сорняков в полевых условиях сложно. Добавление растительных остатков изменяет содержание питательных веществ, условия температуры, влаги и света. Возможное влияние этих факторов необходимо отличать от влияния химических веществ, полученных из растительных остатков. Мелкосеменные виды сорняков и сельскохозяйственных культур особенно подвержены воздействию химических веществ, вызывающих аллелопатический эффект. И хотя в лабораторных биологических исследованиях крупносеменные культуры зачастую проявляют свою подверженность воздействию аллелопатических веществ, в поле они оказываются относительно нечувствительны к ним. В результате исследований на северо-востоке США практики установили, что растительные остатки различных зерновых культур в значительной степени снижали всхо- жесть латука, редиса, томата и смеси мелкосеменных видов сорняков, в то время как всхожесть огурца, гороха и фасоли обыкновенной повысилась. Дифференцированное подавление мелкосеменных видов под воздействием аллелопатических веществ, выделенных из растительных остатков, может быть результатом двух процессов. Во-первых, от прорастания до всхожести соотношение поверхности к объему мелкосеменных видов обычно больше, следовательно, их подвержен- ность на единицу массы алле- лопатических веществ в почве тоже больше. Во-вторых, когда растительные остатки используются в виде мульчи, аллелопатиче- ские токсины выделяются на поверхность почвы и могут не распространиться в более глубокие слои почвы.

В результате многолетних исследований ученых факультета (США) растениеводства и почвоведения Корнельского университета, выяснилось, что процент прорастания и рост корня в длину у различных видов снижались по мере уменьшения слоя почвы, отделяю- щего семена от растительных остатков ржи, с 15 до 0 мм. Таким образом, мелкие семена культурных и сорных растений, прорастая с поверхностного слоя почвы под аллелопатической мульчей, ощущают наибольшее ее воз- действие, поскольку в этом слое концентрируется больше всего токсинов. И наоборот, крупные семена культурных и сорных растений прорастают с большей глубины, поэтому их прорастание и начальный рост корней происходят в менее токсичной среде. Продуцирование и разложение аллелопатических соединений сильно изменчивы. Научные сотрудники факультета агрономии университета штата Айова (США) считают, что рН почвы и содержание влаги влияли на производство токсинов у различных видов, а концентрация токсинов и темпы их поступления в почву варьируют в зависимости от воз- раста растения. Поскольку токсины поступают из растительных остатков культуры за счет процессов выщелачивания, улетучивания и разложения, чувствительных к температуре и влажности, темпы выброса аллелопатических веществ также меняются по мере изменения условий окружающей среды. Ученые из университета Айовы провели биологический анализ водных вытяжек из почвы, отбираемых еженедельно из-под растительных остатков различных культур, и обнаружили, что производству токсинов обычно предшествовало наличие условий, благоприятных для активности микроорганизмов. Также они установили, что степень и продолжительность токсичного влияния были разными в зависимости от месторасположения, даже в пределах одного поля. Токсичность может также изменяться в зависимости от условий роста целевого растения. Так, кетоны из разряда улетучивающихся из разлагающихся растительных остатков бобовой культуры были более токсичны для хлопка, когда температура в корневой зоне была высокой. А при возделывании сорго наблюдалось увеличение влияния феруловой кислоты на подавление роста проростков сорго при недостатке влаги. Аллелопатические эффекты растительных остатков культур кратковременны. Ученые из Корнельского университета обнаружили, что фитотоксичность различных видов культур значительно уменьшалась после двух-трех недель разложения растительных остатков. Кратковременность аллелопатии и ее зависимость от почвенных и погодных условий представляют собой основные проблемы для использования растительных остатков в управлении сорняками. Токсические свойства растительных остатков культуры являются единственным аспектом их ингибирующего действия на сорняки. Даже для аллелопатически активных материалов, таких как растительные остатки ржи, физические изменения окружающей среды могут играть большую роль в подавлении сорняков.