HORSCH Live
В декабре 2022 года HORSCH Live стартовал уже в третий раз. В данном случае серия мероприятий не ограничилась одной неделей. Она продолжалась до середины февраля 2023 года, где различные специалисты смогли представить свои доклады. В центре внимания были темы, касающиеся почвы и растений. В этой статье мы расскажем о докладах на тему промежуточных культур, внекорневых подкормок, а также известкования.
Промежуточные культуры
Кристоф Амслингер, консультант Hanse Agro GmbH по выращиванию промежуточных культур, в своём докладе во время HORSCH Live на тему «Промежуточные культуры: эффективное выращивание с учётом рационального использования запасов влаги и питательных веществ» (доклад от 05.12.2022) подробно объяснил, что роль сидератов в севообороте — это что-то более существенное, чем просто озеленение. Решающим фактором для достижения успеха с применением промежуточных культур является правильное их выращивание, а также интеграция в севооборот.
Цели в области растениеводства
Сельскохозяйственная цель выращивания промежуточных культур — это улучшение плодородия почвы. Чтобы обеспечить питание для макро- и микроорганизмов в почве, необходимо создать достаточную пористость, лучшую инфильтрацию, а также внести органическое вещество. Кроме того, преобразование питательных веществ способствует эффективной защите грунтовых вод и лучшему усвоению питательных элементов. Важную роль играет также борьба с эрозией. «Почва — это капитал фермера», — считает Амслингер. Поэтому с помощью выращивания сидератов стараются уменьшить количество почвенного слоя, выносимого ветром и водой. Для предотвращения появления сорняков используется затенение и конкуренция промежуточных культур, а также выделение корневых экссудатов. Растительную массу верхнего покрова вместе с корнями вносят в почву для накопления гумуса. Это ещё одно целевое назначение сидеральных культур. «Насколько быстро происходит деструкция и какой набор питательных элементов при этом образуется, во многом зависит от соотношения углерода и азота в органическом материале». Фитосанитарные аспекты также важны для борьбы с нематодами.
Введение в севооборот
При выращивании промежуточных культур у многих фермеров возникает вопрос, в частности, как правильно определить момент посева. По мнению Амслингера, с одной стороны, имеет значение время сбора предыдущей культуры. «Есть большая разница, когда идёт сбор зерновых для изготовления силоса (это происходит, как правило, в начале июля), или на поле растёт продовольственная пшеница позднего посева, которую, например, молотят в августе на севере Германии». Решающее значение также имеют: выбор компонентов сидеральных смесей, характеристики земельного участка и цель использования промежуточных культур. Нужно задать себе вопрос, чего мы хотим достичь: вырастить небольшой растительный покров для уменьшения эрозии или получить большой объём биомассы, который можно использовать для накопления гумуса в почве. Чтобы ввести промежуточные культуры в севооборот, можно использовать различные методы посева. Первый вариант — это вспашка, которая обеспечивает возможность посева основной культуры в мульчу или прямого посева. Такой способ обеспечивает однородные посевы промежуточной культуры и позволяет использовать почвенную влагу из более глубоких слоёв. «Недостатком является то, что не хватает времени для обработки растительных остатков [...] и получается соломенный «ковёр». Кроме того, повышается риск эрозии». К этому добавляется также усиленный риск пересыхания почвы. Другой вариант — посев в мульчированную почву. При таком способе есть возможность вносить в почву органические удобрения, устранять уплотнения, использовать соломенную мульчу для защиты от эрозии. При использовании этого метода следует запланировать временной интервал, чтобы сухие злаки успели безопасно прорасти. Прямой посев осуществляется непосредственно по стерне, оставшейся после сбора урожая предыдущей культуры. «Это позволяет выиграть время для промежуточной культуры по сравнению со всходами сорняка. Кроме того, такая технология способствует сохранению влаги. Это весомый аргумент, особенно в условиях засушливого лета 2022 года. К тому же стерня служит очень хорошей защитой от эрозии». Недостатки этого метода Амслингер видит в том, что приходится инвестировать значительные средства в специальную технику, которая позволяет получить надёжный урожай.
Влияние на водный баланс почвы
Потребность во влаге для прорастания зависит от размера семян, наличия оболочки, кожуры, а также запаса питательных элементов. «Чем больше семенам нужно влаги для прорастания, тем выше требования к подготовке посевного ложа». Например, масличной редьке требуется совсем немного воды, поэтому её можно сеять даже в плохо подготовленную почву. А вот бобам нужно много воды, соответственно, требования к подготовке посевного ложа достаточно высоки.От промежуточных культур часто отказываются, потому что они используют запас влаги, которого впоследствии будет не хватать основной культуре. Результаты одного исследования, проведённого в Австрии, свидетельствуют о том, что в засушливые годы (2004 год) на поле с чернозёмом теряется значительно больше влаги, чем на поле с посевами сидератов. «Кроме того, промежуточные культуры образуют биомассу с очень эффективным использованием влаги. Осенью они сначала поглощают влагу, по сравнению с чернозёмом уровень её содержания значительно снижается. Но уже в декабре/январе ситуация начинает меняться: на поле под посевами сидератов постоянно увеличивается запас воды. Это связано с более высокой эффективностью инфильтрации, что позволяет хорошо пополнять запасы влаги в почве в течение зимы. Слой мульчи предотвращает непродуктивное испарение весной».
Управление запасами питательных веществ
Часто возникает вопрос, следует ли удобрять промежуточную культуру. «Мы пытались это прояснить, используя различные сценарии и методы посева». При посеве после вспашки или при уборке соломы с поля внесение удобрения часто не требуется. Если солома остаётся на поле, может потребоваться внесение дополнительных удобрений в соответствии с условиями и нормативными требованиями в размере от 30 до 60 кг азота на гектар.
При посеве мульчи были рассмотрены два сценария обработки стерни. В первом случае стерня была сухой для обработки или после сбора урожая поле оставалось не обработанное. «Если солому убрали с поля, дополнительной потребности в азоте нет. Если солома остаётся на участке, потребность промежуточных культур в азоте и потребность в азоте для деструкции соломы совпадают. Поэтому рекомендуется вносить азотные удобрения, чтобы удовлетворить потребность в этом элементе для разложения соломы».
Во втором случае почва во время обработки стерни была влажной. Процесс разложения начался быстрее, поэтому динамика изменения уровня азота в почве была более равномерной. Следовательно, промежуточная культура не пострадала от чрезмерного азотного голодания. В таком случае нет необходимости вносить дополнительные удобрения. В процессе прямого посева солома лежит сверху, но из-за отсутствия обработки почвы потенциал минерализации также снижается, а потому лучше сделать анализ почвы на содержание азота. «Если показатель превышает 50 кг, вносить удобрение не нужно. Если же он значительно ниже, следует внести сбалансированные дозы азотных удобрений».
Влияние на урожайность следующей культуры
«В благоприятные высокоурожайные годы, когда не было погодных катаклизмов, сахарная свёкла демонстрировала более высокую урожайность, когда её сеяли в чернозём (без промежуточных культур). Чем выше потенциал урожайности, тем заметнее была разница в урожае сахарной свёклы в оптимальных условиях после чернозёма по сравнению с выращиванием после сидератов. На других яровых культурах, в частности кукурузе или яровых зерновых мы не заметили существенных различий». В итоге выяснилось, что в годы с экстремальными погодными условиями выращивание промежуточных культур давало более высокую урожайность, чем без них. Для Амслингера совершенно очевидно, что изменение климата в будущем потребует более стабильных систем ведения сельского хозяйства. Чтобы выращивание промежуточных культур имело преимущества, нужно удачно ввести их в севооборот. Особое внимание при этом необходимо уделять оптимальной технологии посева, чтобы сохранить водный баланс почвы и связанный с ним безопасный рост сидеральных культур в полевых условиях. Нужно также тщательно анализировать роль питательных веществ в технологии выращивания промежуточных культур, чтобы сохранить баланс питательных элементов, которые будут доступны в нужный момент для следующей культуры. Сидераты не всегда способствуют повышению урожайности сахарной свёклы, но они вносят значительный вклад в устойчивую к климату и стабильную систему выращивания. Следовательно, промежуточные культуры могут стать важным звеном экономически привлекательного севооборота со стабильной урожайностью. «Сидераты — это важная часть решения проблемы».
Известкование
Макс Шмидт является независимым консультантом по известкованию и почвоведению. Кроме того, он преподаватель Университета прикладных наук Вайенштефан в Трисдорфе (HSWT) и референт Академии DLG. В своём докладе во время HORSCH Live на тему «Известкование — первый шаг к обеспечению урожайности» (доклад от 12.12.2022) он рассказал, какую роль играет известь в функциональности почвы, стабильности и сопутствующем эффекте урожайности в сельском хозяйстве. Важным вопросов, по мнению Шмидта, является определение того, что растению нужно от почвы. Особое значение имеют четыре фактора: оптимальное пространство для развития корневой системы, влага, питательные вещества и кислород для дыхания корней. «Таким образом, растению нужна достаточно рыхлая почва со сбалансированным содержанием воды, питательных элементов и воздуха». «Преимущественно молодые почвы, образовавшиеся после последнего ледникового периода, содержат большое количество ценных минералов, таких как кварц, а также первичные и вторичные силикаты, такие как слюда, полевой шпат, глинистые минералы, выполняющие важную функцию в накоплении питательных веществ», — объясняет Макс Шмидт. В сельском хозяйстве Германии преобладают минеральные почвы, которые в значительной степени состоят из минеральных элементов песка, суглинка и глины, а также гумуса, содержащего углерод и азот. Содержание гумуса обычно составляет от 1 до 4%. Кроме того, также важны коллоиды, иначе называемые обменными веществами. Это глинистые минералы и гуминовые вещества размером менее 0,002 мм, составляющие от 5 до 50% почвы. Коллоиды имеют отрицательный заряд, потому могут присоединять и накапливать щелочные катионы.
Но какую почву можно считать оптимальной? По мнению Шмидта, лучшими почвами в Германии являются подзолистые почвы из лёсса с содержанием извести около 20-30%. Лёсс — это пылевидная осадочная горная порода с большим содержанием карбонатов кальция, образовавшаяся вследствие механического воздействия на каменную породу во время восхождения ледника. «Эти почвы богаты щелочными и питательными веществами, они глубокие и имеют оптимальную водо- и воздухопроницаемость». Они примерно на 50-55% состоят из твёрдых частиц и на 45-50% пористые. Эти поры очень важны для функциональности почвы, поскольку они хорошо проводят влагу, делают её доступной для проникновения в корневую систему растений и обеспечивают аэрацию.
Если известь исчезает из почвы, это быстро приводит к процессам окисления. Это имеет негативные последствия, в частности перенос глинистых минералов. То есть при уровне рН ниже 6,8 глинистые минералы в почве становятся нестабильными и опускаются с водой в более глубокие слои. Происходит усадка почвы. Перемещение глинистых минералов может привести к уплотнению нижних слоёв почвы и последующему образованию застойных вод. В результате качество почвы ухудшается, что приводит к образованию более бедных форм гумуса, например мора и грубого гумуса, которые частично являются гидрофобными, то есть водоотталкивающими. «Когда почва в меньшей или большей степени находится в процессе саморазрушения, то глинистые минералы тоже разрушаются. Это приводит к возникновению совершенно другого ландшафта». Таким образом, по словам Макса Шмидта, начинается процесс ухудшения качества почвы. «Все эти процессы тесно связаны с декальцинацией почв и их окислением. На лёгких почвах процессы окисления протекают быстрее, чем на тяжёлых, поскольку тяжёлые почвы имеют больший буферный объём». Но эти процессы вполне естественны, они возникают и без участия человека. Внесение удобрений влияет на щёлочность почв. Высокие дозы нитратов или хлоридов перенасыщают почву. Калийные удобрения вымывают анионы из почвы, поскольку они не могут быть связаны. Когда гумус или обменные вещества разрушаются или вымываются, на растениях сразу появляются признаки дефицита: повреждаются побеги или корни. «Растение страдает от дефицита кальция, ведь оно не способно развивать корневую систему в кислой почве. Кальций является важным питательным веществом для образования корневых волосков, развития ростков и побегов». Если показатель рН слишком сильно отклоняется от оптимального значения для определенного региона, в стрессовых условиях доступность питательных веществ для растения ограничивается. И тогда они могут впитывать токсичные элементы. Уровень рН является одним из первых показателей, на который следует обращать внимание для получения стабильного урожая.
Ситуация с известкованием почв в Германии вызывает беспокойство.
Как обеспечить плодородие почв и стабильную урожайность? Для этого необходимо принять меры по известкованию почвы. Кроме того, следует накопить в почве запас двухвалентных катионов для поддержания её устойчивости и улучшения структуры. Существует правило: «Оптимальное обеспечение известью крайне необходимо для устойчивого сельского хозяйства во влажной климатической зоне».
Слушатели интересовались, имеет ли смысл проводить известкование сразу после интенсивных дождей. Ответ Шмидта был утвердительным. Для определённых культур это точно даст результат. Но на практике оказалось также, что благодаря сокращению доз калийных удобрений почвы в некоторых районах стали более устойчивыми. В случае выращивания рапса оптимизация кислотно-щелочного баланса и стабилизация почвы помогут в краткосрочной перспективе предотвратить заиливание.
Исследования состояния почв в Германии показали, насколько важно провести оздоровительное известкование на большом количестве полей. «Мы должны переосмыслить эту ситуацию. Оценка мероприятий по известкованию в Баварии показала, что фермеры ежегодно тратят на этот процесс в среднем 25,00 евро/га. [...] Этого недостаточно, даже чтобы поддерживать уровень гумуса. А накапливается он, лишь когда почва содержит определённое количество оксидов кальция. Только так можно добиться стабильного содержания гумуса в почве. То есть необходимо ускорить оба процесса. Чтобы произошла агрегация почвы, нужен гумус и кальций. Для этого мы должны оптимизировать насыщение почвы щелочами. Эти меры экономичны и очень рентабельны».
Внекорневая подкормка
Хеннинг Яворски (руководитель направления технического менеджмента фирмы Lebosol Dünger GmbH) в своём докладе на тему «Внекорневая подкормка» (доклад от 30.01.2023) рассматривает пользу этого способа внесения питательных веществ, учитывая частые экстремальные погодные условия. Отдельное внимание он уделил роли кремния. За миллионы лет растения научились приспосабливаться к экстремальным погодным явлениям, чтобы сохранить свой вид и продолжить развитие. В связи с изменениями климата сельскохозяйственные культуры подвергаются негативному воздействию высоких температур, связанных с засухой или неожиданными морозами, а также солнечной радиации. По словам Яворски, зимы становятся всё более дождливыми и влажными. «Для сельскохозяйственных культур это означает более поздний вегетационный период весной, потому что почва слишком влажная, следовательно, прогревается медленнее». Ещё одна наблюдаемая тенденция — частые и продолжительные периоды летней жары. Сильная засуха приводит к ограничению доступности питательных веществ для растения. Кроме того, быстрый рост температуры ускоряет развитие растений, что приводит к смещению во времени и значительному сокращению стадий развития. Уменьшается время, необходимое для хорошего развития корневой системы. В такой ситуации растение с плохо развитыми корнями не может поглощать достаточное количество питательных веществ из почвы. Поэтому приходится вносить листовые удобрения, чтобы обеспечить необходимой объём питательных элементов.
Обеспечение растений питательными веществами
Оптимальное обеспечение растений фосфорными удобрениями имеет решающее значение для хорошего развития корневой системы. Фосфор даёт энергию для роста корней и способствует их разветвлению, что позволяет лучше использовать запасы воды и питательных веществ в почве. «После влажной зимы, холодной весны и медленного прогрева почвы в начале вегетации растений можно провести внекорневую подкормку фосфором и аминокислотами в качестве первоначальной меры». Это удовлетворит основную потребность растений и будет стимулировать развитие корневой системы, чтобы впоследствии они могли самостоятельно получать воду и питательные вещества даже при неблагоприятных условиях.
Хеннинг Яворски объясняет, что ещё одним важным элементом, влияющим на устойчивость растений в засушливые периоды, является калий. «Этот элемент поддерживает упругость тканей, а это снижает коэффициент транспирации и, соответственно, непродуктивное потребление воды уменьшается». Таким образом, растения лучше переносят засуху. Исследования показали, что растения нуждаются в регулярном поступлении калия в течение всего сезона. Благодаря этому они лучше переносят стрессовые ситуации.
Для водного баланса растения и развития корневой системы также очень важен бор. Обнаружено, что растения, обеспеченные достаточным количеством бора, намного лучше усваивают калий. Зерновым, например, не требуется особенно много этого элемента. «Потребность в боре составляет от 50 до 150 граммов для урожайности от 8 до 9 тонн пшеницы». Во время эксперимента в 2022 году удалось получить около 700 килограммов дополнительного урожая благодаря подпитке зерновых дозой бора в 130 граммов. Третьим элементом, важность которого в регулировании водного баланса растений считают доказанной, является марганец. Растения, обеспеченные достаточным количеством марганца, также потребляют меньше воды, чем растения, испытывающие его дефицит.
Солнечная радиация как один из факторов стресса для растений
Во второй части доклада речь шла не только о стрессе растений вследствие жары и засухи, но и об абиотическом факторе стресса, в частности, солнечной радиации. Она повреждает чувствительные культуры, растение практически получает солнечный ожог. В ответ на чрезмерное солнечное излучение растения начинают производить слишком много продуктов кислорода в виде радикалов. Это, например, перекись водорода и/или озон. Поскольку этих элементов синтезируется больше, чем расщепляется, клетки растения начинают разрушаться. Здесь следует определить, как можно избежать окислительного стресса, подчеркивает Яворски. В частности, от такой проблемы растения защищают антиоксиданты (поглотители свободных радикалов), связывая свободные радикалы посредством передачи своих электронов. Таким образом, растительная клетка остаётся защищённой. В этом процессе опять же играет важную роль марганец, а также цинк, который, так сказать, обезвреживает кислородные радикалы. И третий вариант защиты — аминокислоты, образующие в растении защитную плёнку, сквозь которую проникает меньшее количество солнечного света.
Кремний
Кремний не относится к основным питательным веществам, поэтому считается для растений не питательным, а полезным элементом. Он также не является биостимулятором. Естественно, возникает вопрос, каково назначение кремния, как его применять и каким образом он влияет на растения. Кремний укрепляет ткани и стенки клеток растения и способствует регуляции водного баланса. Кроме того, кремний усиливает синтез сахаров и таким образом повышает активность корневой системы. Благодаря этому растения становятся более устойчивыми к грибковым заболеваниям и непривлекательными для насекомых. Кремний улучшает способность к транспортировке и хранению некоторых культур, например салата. «Этот элемент способствует усвоению фосфора, калия и кальция. Это, в свою очередь, обеспечивает баланс питательных веществ».
Когда кремний вносят в качестве внекорневой подкормки, главную роль играет состав удобрения, поскольку через листья растение способно поглощать только стабилизированную ортокремниевую кислоту. Вывод Хеннинга Яворски заключается в том, что растения неизбежно подвержены стрессовым периодам, таким как заморозки, жара, засуха или солнечная радиация. Даже если они не повторяются каждый год, рекомендуется проводить раннюю целенаправленную и многократную внекорневую подкормку. Это обеспечит сбалансированное и оптимальное состояние растений, чтобы они могли пережить стрессовые периоды без большого количества потерь. При выборе дозировки удобрения следует ориентироваться, прежде всего, на потребность культуры, а также свойства почвы (в частности, уровень рН, содержание питательных веществ, способность удерживать влагу и так далее), чувствительность определённой культуры к дефициту питательных веществ.
Чтобы усилить устойчивость растений к разнообразным факторам стресса и обеспечить высокую урожайность, необходимо быть готовым вносить удобрения сверх нормы.