Роль почвопокровных культур в севооборотах на прямом посеве

При технологии прямого посева разработка схем севооборотов обуславливается не только законом плодосмена, а и обязательным присутствием промежуточных почвопокровных (пожнивных, подсевных, озимых) культур.
Промежуточная почвопокровная культура – это любая культура (чаще смесь культур), которой засевается поле в тот период времени, когда одна культура севооборота убрана и до посева следующей есть 45-60 дней для вегетации. Высеваются такие культуры не с целью получения дополнительного урожая, а с целью создания растительного покрова почвы и питания почвенной биоты. В технологии прямого посева выращивают промежуточные почвопокровные культуры (рис. 1) без последующей заделки в почву.

Использование почвопокровных культур является надежным подходом к наращиванию сельскохозяйственного производства за счет восстановления почвенного плодородия, поскольку с момента появления покрытия почвы органическим веществом начинаются процессы почвообразования. Сформированная вегетативная биомасса обеспечивает накопление органического углерода, усиливает биологическую активность почвы, чем улучшает её качество и повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Промежуточные культуры положительно влияют на водный режим почвы за счет лучшего снегозадержания во время зимних метелей и на плотность почвы за счет разуплотнения корневой системой возделываемых растений переуплотненных её слоев (Калегари А., 2008).
Введение промежуточных (поукосных и пожнивных) посевов в севооборот гарантирует снижение количества сорных растений в посевах полевых культур на 27-46 %, в основном за счет малолетних, зимующих и других злостных сорняков и значительно понижает засоренность почвы сорными растениями и потенциальную засоренность их семенами (Лошаков В.Г., 1982; Арнт В.А., Арнт А.А., 2000).
Главная цель технологии прямого посева – запустить естественные процессы восстановления плодородия почвы, максимально приблизить плодородие почвы к природному. Применение данной технологии способствует плавному переходу к органическому земледелию, что позволит уменьшить использование химических удобрений и пестицидов за счет накопления мульчирующего слоя на поверхности почвы, внедрения оптимальных севооборотов и увеличения популяции полезных микроорганизмов.
Если рассмотреть стратегию внедрения технологии прямого посева в любом предприятии, то неизменно выделяются 4 этапа.
1. Отказ от обработки почвы. Почва механическими орудиями не обрабатывается, поверхность её укрывается растительными остатками, а семена возделываемых культур размещаются на линию посева специализированными агрегатами – сеялками прямого посева;
2. Внедрение плодосменных севооборотов, «где основным принципом их построения является чередование культур с мочковатой и стержневой корневой системой, узколистных и широколистных растений, культур теплого и более холодного периода произрастания» (Pittelkova C.M. et al., 2015);
3. Выращивание промежуточных почвопокровных культур как важнейший элемент сохранения и повышения плодородия почвы. Польза от промежуточных почвопокровных культур выражается в образовании растительной массы, которая, в свою очередь, укрывает почву от прямых солнечных лучей, а после отмирания становится пищей для почвенных микроорганизмов, которые переводят элементы питания из недоступной в доступную для растений форму (Ивенин В.В., Ивенин А.В., 2015.). Высокий уровень конкуренции промежуточных культур с сорной растительностью «позволяет уменьшить гербицидную нагрузку и влечет за собой увеличение экономической эффективности севооборота и улучшение экологической обстановки» (Либманн М. и др., 2012);
4. Управление биологической активностью почвы. Создание благоприятных условий для увеличения активности почвенной микробиоты за счет отказа от пестицидов, использования компостов и интеграции животных.
В учебнике «Земледелие» в главе «Комплексная защита почв от эрозии», говоря о почвозащитных севооборотах, авторы дают следующее определение почвопокровным культурам: «Промежуточные культуры могут выполнять почвозащитную функцию. Их применение не требует особых затрат, ограничивается только агроклиматическими ресурсами в послеуборочный период. Промежуточные культуры (озимые, пожнивные, подсевные, поукосные) называют почвопокровными, они защищают почву от эрозии, дают дополнительный урожай, обогащают почву свежим органическим веществом, улучшают агрофизические, агрохимические свойства, фитосанитарный потенциал посевов и почвы» (Земледелие, 2015). Если сузить это определение в контексте технологии прямого посева, то оно будет звучать следующим образом: Промежуточная почвопокровная культура – это любая культура (смесь культур), которой засевается поле в промежутке между основными товарными культурами не для дополнительного урожая, а с целью формирования достаточного покрова почвы и питания почвенной биоты.
На основании данных литературных источников и результатов собственных исследований, приведенных ниже, нами были выделены экономическая и экологическая польза почвопокровных культур.
Почвопокровные культуры в промежуточных посевах обеспечивают:
1. Сокращение доз минеральных удобрений (от 50 до 150 кг/га) благодаря накоплению питательных веществ в виде живой материи в результате процесса фотосинтеза;
2. Снижение затрат на гербицидные обработки (от 1000 руб./га) за счет подавления сорняков и падалицы почвопокровными культурами;
3. Управление почвенной влагой (накопление и сохранение при её недостатке/использование излишков влаги в регионах с достаточным и избыточным увлажнением);
4. Улучшение агрофизических свойств почвы: разуплотнение почвы на глубине плужной подошвы, улучшение структуры, пористости, водопроницаемости, водопрочности;
5. Увеличение биологической активности, стимулирование развития грибов арбускулярной микоризы;
6. Накопление органического вещества, повышение плодородия почвы;
7. Защита почвы от прямых солнечных лучей (регулирование температурного режима);
8. Создание покрытия, защита почвы от ветровой и водной эрозии;
9. Увеличение урожайности последующих культур;
10. Увеличение разнообразия культур в севообороте.
Изучение эффективности возделывания почвопокровных культур в технологии прямого посева было начато нами в 2017 году, и касалось оно таких южных регионов, как Республика Крым, Ростовская область, Краснодарский и Ставропольский края. В связи с глобальным потеплением и расширением площадей применения системы земледелия без обработки почвы в более северных регионах появилась возможность применять почвопокровные культуры в Ульяновской, Самарской, Воронежской областях, в Забайкальском и Алтайском краях.
В литературе нередко упоминается о ценности живых растений. Ученые отмечают, что зеленые удобрения снижают засоренность полей, выполняя фитосанитарную роль. Они повышают продуктивность севооборота, качество получаемой продукции (Довбан К.И., 2009).
В традиционном земледелии в качестве зеленого удобрения (сидератов) чаще всего высевали самостоятельные (в чистом виде) крестоцветные культуры – горчицу белую или редьку масличную. Как правило, такие посевы проводились в оптимальные весенние сроки с полной нормой высева на паровых полях (отсюда и название – сидеральный пар). Высокие урожаи полученной зеленой массы заделывали в почву. В промежуточных посевах сидеральными культурами целесообразно было заниматься только при условии наличия искусственного орошения или в регионах с избыточной влагообеспеченностью. Однако, в зоне с недостаточным уровнем влагообеспеченности в жаркий летний период такие одновидовые посевы себя не оправдали (рис. 2).

В условиях высоких летних температур одновидовой посев горчицы нормой высева 8 кг/га привёл к тому, что растения не смогли вырасти выше 15-20 см. Проявлялась внутривидовая конкуренция, то есть, под каждым растением с одинаковой глубины выносились одинаковые элементы питания и влага.
Наблюдалось резкое сокращение межфазных периодов, ускорялось цветение и формирование стручков со щуплыми семенами в них. Развитие биоты при таком монопосеве однобоко, т.к. каждому виду растений соответствуют свои штаммы микроорганизмов. Так как крестоцветные культуры подавляют развитие микроскопических грибов, в том числе арбускулярной микоризы, то в виду отсутствия разнообразия, в почве под горчицей сформировалась бактериальная среда, со всеми вытекающими последствиями (Cover crops as ..., 2020).

Источник: Монография "Севообороты для технологии прямого посева в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья" / А. Л. Тойгильдин, О. Л. Кибалюк, И. А. Тойгильдина, Д. Э. Аюпов. – Ульяновск: УлГАУ, 2023. – 192 с.
Кандидат с.-х. наук, Кибалюк Ольга Леонидовна: "Роль почвопокровных культур в севооборотах на прямом посеве"