Площади, занятые озимыми культурами, подвергаются риску ветровой и водной эрозии в поздний осенний и ранней весенний период. Возможности применения покровных культур при этом ограничены, ведь им может не хватить времени для развития. Площади под соей подвергаются повышенному риску из-за того, что эта культура оставляет после себе сравнительно небольшой объем пожнивных остатков, которые выступают дополнительным удобрением. На Среднем Западе США это превращается в существенную проблему. Пути ее решения предложила ученые Университета шт. Северная Дакота.
За первые 32 дня после сбора урожая оставленные на поле пожнивные остатки сои теряют 68% своей биомассы. А без соответствующего покрытия растительностью или пожнивными остатками происходит потеря почвы и питательных элементов через водную и ветровую эрозию. Так, потери только почвы с «голой» поверхности составляют от 6 до 18 т/га в год.
Большинство исследований покровных культур в посевах сои касались посева после сои или в междурядьях этой культуры ржи. Исследования показали ряд преимуществ ржи в качестве покровной культуры-преемника сои.
Однако для многих фермеров на американском Среднем Западе рожь - не выход, поскольку они сеют после сои яровые пшеницу или другие зерновые. Дело в том, что в условиях технологий минимальной обработки почвы рожь сложно поддается десикации весной, когда температуры низкие. К тому же многие гербициды не могут полностью прекратить вегетацию ржи. В результате растения ржи, которые выжили, вызывают наличие примесей в собранной зерновой массе пшеницы или ячменя.
Сбор сои на Среднем Западе длится с конца сентября по ноябрь. Поэтому покровным культурам не хватает времени для развития. Первый заморозок в этой климатической зоне случается примерно 20 сентября. Но обычно он еще не вредит покровным культурам прохладного сезона, которые при возвращении температуры к плюсовым отметкам восстанавливают вегетацию. Губительными для этих культур является температуры ниже -6°С, которые впервые случаются в середине или в конце октября. В этом случае 60-70-дневный срок вегетации обеспечивается только при условии, что покровную культуру будут подсевать в междурядья сои не позднее середины августа.
Есть несколько технологий подсева покровных культур: сеялкой, вразброс по поверхности, а также разбрасывание с последующим заделыванием в почву. Посев при помощи сеялки возможен до посева основной культуры, одновременно с ним или после уборки основной культуры. Преимущества посева сеялкой перед посевом вразброс - меньший расход посевного материала (до 2 раз) и более быстрые и равномернее всходы. К тому же всхожесть покровных культур в первом случае до 50% выше, даже по сравнению с посевом вразброс с последующей заделкой в почву.
Если посеять покровные культуры сеялкой невозможно, выходом может быть посев вразброс. Главным преимуществом последнего является то, что он может быть осуществлен в любое время, при любой высоте посевов основной культуры. Посев вразброс проводят авиационным методом, или с помощью оборудования с высоким клиренсом (в Северной Дакоте есть производитель сеялок для посева по технологии Твин-Роу с клиренсом 15 см, что позволяет сеять покровные культуры в посевы сои - ред.), или после уборки основной культуры. Главным недостатком посева вразброс является то, что на поверхности почвы семена могут стать жертвой жары, засушливой погоды, птиц, вредителей и т. п. Прорастание семян и получение всходов в этом случае сильно зависит от осадков в течение первой недели после посева. Защитить разбросанные семена от птиц, десикантов и т.д. может легкая заделка в почву, но возможности этого ограничены, пока основная культура не убрана. Чтобы защитить семена и повысить всхожесть, можно разбросать семена покровной культуры сразу перед опаданием листьев основной культуры.
Большинство опытов с подсевом покровной культуры проводились на кукурузе. Они показали, что смеси покровных культур, подсеянных в посевы кукурузы в фазе основной культуры 4-6 листьев, обеспечивает дополнительно 1116 кг/га биомассы, или на треть больше, чем при подсеве в фазе кукурузы 10-12 листьев. Другое исследование показало, что покрытие растительными остатками поля после кукурузы без покровных культур составило 24%, а с подсевом озимой ржи в качестве покровной культуры - 65%. А чем больше покрытие поля, тем лучше оно защищено от ветровой и водной эрозии.
Более того, если подсев проводился вразброс на стадиях развития кукурузы или сои после 4-го листа, он не приводил к снижению урожайности основной культуры. Также приводил к снижению урожайности сои подсев в ее посевы редьки как покровной культуры. При этом он обеспечивал увеличение общей массы пожнивных остатков, в отличие от посева редьки покровной культурой после уборки сои.
Также покровные культуры улучшают структуру почвы, ее водопроницаемость, активность почвенной микробиоты и сохранение питательных элементов, которые без покровных культур вымываются или смываются. Редька сохраняет в почве от 20 до 200 кг/га азота в нитратной форме, а озимый рыжик только за счет надземной биомассы аккумулирует от 24 до 59 кг/га азота. А чтобы получить достаточную для покрытия почвы биомассу покровной культуры, ее следует сеять в сою между фазой полного формирования стручка и фазой прекращения роста бобов (по международной классификации - соответственно R4 и R6).
Опыты продолжались в течение 2 лет в двух разных локациях с двумя разными сроками посева покровных культур на суглинистых почвах с рН 6,8-7,8. Предшественниками сои выступали овес и пшеница. Покровные культуры сеяли в междурядья ГМ-сои в ширину 56 см. Сою сеяли во 2-й декаде мая на глубину 2,5-3,8 см плотностью 500 тыс. всхожих семян/га. В качестве покровных культур применялись озимый горох, кормовая редька, озимый рыжик, озимая рожь и смеси всех четырех вышеупомянутых культур. Подсев в фазе развития сои «полное формирование стручка» происходил 21-26 июля, в фазе прекращения роста бобов - 16-21 августа. Посевная норма для гороха составила 89 кг/га, кормовой редьки - 5,6 кг, озимого рыжика - 6,7, озимой ржи - 67,2 кг/га. Покровные культуры сеяли вручную в борозду глубиной 1,3 см и заделывали в почву. Преемником сои была яровая пшеница, которую сеяли в 1 половине мая по технологии ноу-тилл. Перед посевом покровных культур проводилась десикация сои, а за день до посева пшеницы - десикация покровных культур, в обоих случаях - глифосатом нормой 1,1 кг д. в./га. Удобрение не проводилось, чтобы лучше увидеть эффект от покровных культур.
Замеры биомассы проводились 28 октября и 17-24 апреля. Биомасса после уборки надземной части высушивалась при температуре 70°С.
Осенние замеры биомассы показали, что наибольший показатель урожайности надземной биомассы - 3 т/га - показала кормовая редька. Но это был единственный среди 7 успешных опытов (еще один опыт не удался: из-за засухи в период посева покровные культуры не взошли), где кормовая редька показала наибольшую биомассу. В целом же урожай биомассы кормовой редьки сильно колеблется из года в год в зависимости от условий увлажнения в начальные фазы вегетации, ведь эта культура не любит как сухой, так и переувлажненной почвы.
Озимый горох хорошо взошел и показал наибольшую биомассу в 5 из 7 успешных опытов (от 1,4 до 2,1 т/га). Опыты в другом штате в течение 4 лет показали среднюю урожайность биомассы озимого гороха на уровне 622 кг/га.
Озимый рыжик взошел только в двух опытах из семи. Почти 100%-ная всхожесть наблюдалась при двух обильных (не менее 25 мм с каждым дождем) дождях через неделю и через 2 недели после посева.
В одном из опытов все покровные культуры погибли. Сначала они практически на 100% проросли благодаря двум обильным дождям (не менее 25 мм в каждый), выпавшим соответственно через неделю и две после сева покровных культур. Но затем в течение месяца не было существенных (более 5 мм) дождей, из-за чего соя сбросила листья в течение 10 дней. За это время объем солнечной радиации, полученной всходами покровных культур, вырос в 4,5 раза, что и погубило молодые всходы.
Фермеры сдержанно относятся к подсеву покровных культур из-за опасности засорения семян сои при уборке. Поэтому в данном опыте культуры и даты подсева подбирались так, чтобы максимально избежать засорения зерновой массы в комбайне во время уборки основной культуры. Так, 3 из четырех культур - озимые. Они на время уборки сои вырастают лишь на небольшую высоту. Дополнительно их рост в высоту тормозится за счет того, что их притеняет соя. Поэтому покровные культуры не спутывают стебли сои и находятся ниже нижнего стручка сои. Это снижает вероятность попадания зеленых покровных культур в бобовых массу. В результате исследования показали, что подсев покровных культур по предложенной технологии не приводит к повышению влажности убранных бобов.
Согласно данных весенних замеров, наибольшую биомассу сформировала озимая рожь - 1,74 т/га. Дело в том что озимый горох все-таки вымерз, не выдержав условий самого холодного после Аляски штата США. Исследователи пришли к выводу, что в Северной Дакоте, в отличие от штатов с мягким климатом, слишком холодно для озимого гороха.
Соответственно, смесь покровных культур весной состояла только из озимых ржи и рыжика. Так как редька и озимый горох в смеси вымерзли, она сформировала меньшую биомассу, чем однородные посевы озимого гороха.
Количество азота, накопленное биомассой покровных культур, было прямо пропорционально биомассе и составило 28,7-73,2 кг/га. Осенние замеры показали, что озимая рожь сформировала в своей биомассе 47 кг/га азота, озимый рыжик - 28,7 кг/га, а редька и озимый горох - более 70 кг/га.
Урожай сои на опытных участках составил 29-30 ц/га и на участках различных покровных культур и на контроле отличался не более, чем на 1 ц/га. А вот урожай культуры-преемника - яровой пшеницы - отличался сильнее: от примерно 21,5 ц/га после озимых ржи и рыжика до 27 ц/га после озимого гороха и смеси и на контроле и 28 ц/га после редьки.
Результаты опыта показали, что подсев покровных культур в посевы сои в фазе развития основной культуры между фазой полного формирования стручка и фазой прекращения роста бобов не вызывает снижения урожайности сои. Другие опыты не показали снижения урожайности сои при подсеве озимого рыжика в фазах развития сои начало цветения и цветение (соответственно R1 и R2). Вместе с тем одновременный посев кукурузы и озимого рыжика в междурядья как покровной культуры привел к снижению урожайности основной культуры.
В то же время урожайность преемника сои - яровой пшеницы - была существенно ниже после таких покровных культур, как озимые рожь и рыжик. Исследователи объясняют это тем, что если покровные культуры остаются весной, то они потребляют определенную часть питательных веществ и влаги. А снижение запасов доступной влаги сдерживает развитие и снижает урожайность яровой пшеницы. То же наблюдалось на посевах кукурузы, когда между десикацией озимой ржи и посевом кукурузы оставалось очень мало времени. К тому же озимая рожь содержит определенные алелопатичные вещества, сдерживающие рост других травянистых растений, а также является убежищем для патогенов, которые вызывают болезни корневой системы.
Также подсев покровных культур обеспечил связывание в почве азота в нитратной форме на зимний период.
Источник:
Пропозиція
