Почему здоровье почвы так важно?

Все больше сельскохозяйственных производителей понимает, что здоровые почвы более продуктивны и способствуют выращиванию более здоровых культур. Эта статья о методах, которые могут помочь создать здоровую почву. Изучите преимущества использования покровных культур, севооборота, внесения удобрений, компостирования и многого другого в сложной системе жизни под поверхностью почвы.

Факторы здоровой почвы

Здоровая почва помогает получать богатый урожай и выращивать здоровые растения, дающие качественную продукцию. Она лучше удерживает питательные вещества и делает их доступными для растений, помогает сдерживать вредителей. Благодаря хорошей структуре такая почва лучше впитывает и удерживает воду. Всё это может повысить прибыльность хозяйства.

А что нам говорит, что почва здоровая? На что мы обращаем внимание когда занимаемся улучшением здоровья нашей почвы,

Агрегатный состав​

Почвенные агрегаты состоят из частиц песка, ила и глины, которые связываются друг с другом прочнее, чем с другими частицами. Образующиеся в результате этого поры между почвенными отдельностями позволяют воздуху и воде легче проникать в почву, улучшая ее аэрацию, инфильтрацию воды и влагоудерживающую способность. Покровные культуры способствуют образованию высокоустойчивых почвенных агрегатов, которые могут противостоять разрушению в результате сильных дождей и ветра.

Доступный объем воды​

Доступная влагоемкость, или влагоудерживающая способность, - это количество воды, которое может накапливаться в почве и которое доступно для растений (т.е. хранится в корневой зоне). Влагоудерживающую способность можно увеличить с помощью методов, которые уменьшают уплотнение, улучшают инфильтрацию и увеличивают как содержание органического вещества в почве, так и биоразнообразие почвы. Увеличение содержания органического вещества в почве на 1 процент может позволить почве накапливать до 250 кубометров воды на гектар.

Биоразнообразие​

Биологическое разнообразие относится к широкому разнообразию видов растений и животных в хозяйстве, как по всей территории, так и в течение всего сезона. Как правило, повышение биоразнообразия приводит к оздоровлению почв, снижению затрат на вводимые ресурсы, лучшему управлению рисками, улучшению круговорота питательных веществ и увеличению количества полезных насекомых, таких как опылители и насекомые-хищники. Биоразнообразие важно для здоровья почв. Миллиарды организмов вносят свой вклад в структуру почвы и играют жизненно важную роль в круговороте питательных веществ, хранении воды, борьбе с вредителями и повышении продуктивности. Разнообразие на поверхности способствует разнообразию под землей.

Уплотнение​

Уплотнение происходит из-за использования тяжелой техники, особенно на влажной почве. Покровные культуры, такие как редька и суданская трава, особенно эффективны для уменьшения уплотнения. Ограниченная обработка почвы также может облегчить уплотнение, но часто это временное решение, если не используются другие стратегии, включая покровные культуры, севообороты и контролируемое передвижение. С образованием корки на поверхности можно бороться, снижая интенсивность обработки и применяя другие методы формирования почвы.

Эрозия​

Эрозия - это когда ветер или вода уносят поверхностный слой почвы с поля. Эрозия является основным фактором потери фосфора, поскольку фосфор связывается с частицами почвы. Покрытие поверхности почвы живыми растениями (покровные культуры, севообороты) и остатками (противоэрозионная обработка почвы) защищает частицы почвы от эрозионного воздействия ветра и воды (например, дождя или таяния снега). Когда почва обладает хорошей агрегатной стабильностью, ее частицы прочно связаны друг с другом и могут лучше противостоять водной и ветровой эрозии.

Рентабельность​

Часто бывает трудно оценить в денежном выражении методы, которые улучшают состояние почвы с течением времени, но существует множество возможностей сэкономить на затратах, таких как орошение и удобрения, при сохранении или повышении урожайности. Например, в ходе долгосрочных исследований обнаружили, что интегрированный подход (выращивание основной культуры + севооборот + пастбище для КРС) использует на 25% меньше воды для орошения, на 40% меньше азотных удобрений, является столь же прибыльным и обеспечивает множество других преимуществ для здоровья почвы.

Питательные вещества​

Методы, способствующие оздоровлению почвы, во многом влияют на общую стратегию хозяйства по рациональному использованию питательных веществ. Когда в почву в качестве источника питательных веществ добавляют компост, навоз, покровные культуры или растительные остатки, активность микроорганизмов в почве расщепляет эту органику на питательные вещества, которые могут быть использованы растениями. Поскольку различные структуры почвы обладают разной способностью поглощать и удерживать питательные вещества и не могут быть изменены, создание органического материала - лучший способ улучшить способность почвы удерживать питательные вещества.

Контроль вредителей​

Методы обработки почвы согласовываются со стратегиями борьбы с вредителями тремя основными способами: выращивание здоровых растений, собственно борьба с вредителями и создание благоприятной среды для полезных организмов. Здоровые растения, имеющие доступ к воде и питательным веществам, могут лучше защищаться от травм и болезней. Такие методы, как использование покровных культур и внесение компоста, способствуют сохранению биоразнообразия над и под почвой. Покровные культуры нарушают жизненный цикл вредителей и сбивают их с толку в поисках основной культуры, одновременно поддерживая полезные организмы, которые атакуют вредителей и вытесняют их из конкуренции. Компостирование может способствовать развитию полезных почвенных организмов, которые подавляют вредные организмы.

Качество воды​

Избыток питательных веществ в почве, таких как нитраты и фосфор, может привести к попаданию их в водные объекты и ухудшению качества воды в них. Тщательное регулирование круговорота питательных веществ за счет комплексного использования удобрений и бобовых и других покровных культур в севооборотах может гарантировать, что питательные вещества, содержащиеся в почве, используются растениями и не теряются из-за вымывания и стока. Методы, улучшающие структуру почвы и проникновение воды, также приводят к уменьшению стока во время сильных дождей.

Методы управления

Существует множество методов, которые могут способствовать сохранению жизни организмов и улучшению состояния почвы. Эти методы часто применяются по отдельности для решения конкретных проблем, связанных с почвой и растениями, но чем чаще они используются, тем сильнее их влияние на здоровье почвы в целом.

Компост​

Компостирование органического материала и его последующее внесение в почву — это проверенный способ, который, при правильном использовании, способен значительно уменьшить количество болезнетворных микроорганизмов, семян сорняков и многих остатков пестицидов.
Компост не только улучшает влагоудерживающую способность почвы, но и замедляет выделение азота, подавляет ряд болезнетворных бактерий и даже повышает способность растений бороться с заболеваниями. Компостировать можно растительные отходы, навоз и даже туши животных.

Большинство сельскохозяйственных отходов и органических остатков можно компостировать. Компост - отличная добавка, которая улучшает структуру почвы и возвращает питательные вещества на поля. Его также можно продавать, что может сделать компостирование привлекательной стратегией обращения с навозом для животноводства.

Сберегающая обработка почвы​

Сберегающая обработка почвы включает в себя любую систему обработки почвы, при которой на поверхности остается 30% или более растительных остатков. Чрезмерная обработка почвы может привести к уменьшению содержания органического вещества в почве, негативно повлиять на структуру почвы и привести к усилению эрозии. Основные преимущества внедрения системы сберегающей обработки почвы: снижение эрозии, накопление органического вещества в почве и улучшение структуры почвы.

Покровные культуры​

Покровные культуры предназначены для защиты и улучшения состояния почвы. В зависимости от вида или комбинации видов, которые используются в качестве покровных культур, преимущества могут быть разнообразными: увеличение содержания органического вещества в почве; активизация полезных микоризных грибов; обогащение или поглощение питательных веществ; подавление сорняков и паразитических нематод; защита от эрозии и уплотнения почвы; улучшение структуры почвы и повышение её водопроницаемости; привлечение полезных членистоногих.
Всё больше земледельцев понимают, что покровные культуры играют ключевую роль в поддержании здоровья почвы, сохранении ресурсов и повышении прибыльности сельскохозяйственного производства.

Бобовые растения получают азот из атмосферы за счет азотфиксации - симбиотического процесса между бактериями-ризобиями и корнями растений. Небобовые культуры, такие как злаки, кормовые травы и широколиственные виды, могут поглощать избыток азота и других питательных веществ. Распространенной практикой является чередование бобовых культур и требовательных к азоту культур, таких как кукуруза.

Совмещение растениеводства и животноводства​

Совмещение растениеводства и животноводства может существенно улучшить состояние почвы и снизить экономические риски. Навоз, вносимый в почву как машинами, так и животными, обогащает её органическими веществами.
В систему земледелия можно включить скот, позволяя ему использовать покровные культуры или включать в севооборот многолетние кормовые растениями. Эти культуры с глубокими корнями или покровные культуры улучшают структуру почвы, способствуя образованию агрегатов и сохранению питательных веществ.

Выращивание сельскохозяйственных культур и скота в одном хозяйстве сокращает потребность во внешних ресурсах. Многолетние кормовые и покровные культуры скармливаются животным, а питательные вещества возвращаются в почву в виде навоза удобряя её.

Севооборот​

Тщательно спланированный севооборот может принести множество преимуществ. Урожайность культур, выращиваемых в севооборотах, обычно на 10% выше, чем при постоянном выращивании, а в засуху - на целых 25%. Чередование культур может помочь бороться с болезнями растений и нематодами, особенно при чередовании зерновых и широколиственных культур. Чередование культур с разной глубиной укоренения улучшает структуру почвы, а покровные культуры улучшают содержание органического вещества и защищают от эрозии.

Севообороты являются важной частью любой устойчивой сельскохозяйственной системы. Существуют различные подходы, которые вы можете использовать в зависимости от вашей системы и региона. Фактические севообороты следует планировать с учетом местных условий; невозможно рекомендовать конкретные севообороты для широкого спектра ситуаций.

Оценка состояния почвы​

С помощью почвенных тестов и полевых наблюдений вы можете оценить состояние вашей почвы, определить ограничения по урожайности и определить шаги по улучшению. Традиционно лабораторные исследования почвы были сосредоточены на содержании питательных веществ в почве, но новые тесты также оценивают физические и биологические свойства почвы, такие как органическое вещество, стабильность агрегатов и способность удерживать воду. Полевые наблюдения могут быть направлены на изучение урожайности, симптомов стресса, состояния почвы и многого другого.

При комплексной оценке состояния почвы будут учитываться важные физические, химические и биологические показатели. Понимание свойств почвы, таких как способность почвы образовывать устойчивые агрегаты, уровень органического вещества, разнообразие микроорганизмов и уровень питательных веществ, важно для оптимизации производства в хозяйствах.

Функционирование почвенной жизни

Организмы, обитающие в почве, играют важную роль в поддержании более здоровой почвенной экосистемы и повышении жизнестойкости растений. Увеличение содержания органического вещества способствует большей активности и разнообразию жизни в почве, что, в свою очередь, стимулирует почвенные процессы, которые приводят к росту здоровых растений.

Органическое вещество​

Органическое вещество почвы состоит из живых организмов, свежих и хорошо разложившихся остатков. Это основа продуктивных почв, оказывающая положительное влияние практически на все свойства почвы, влияющие на здоровье растений. Исследования показали, что увеличение содержания органического вещества на 1% может повысить урожайность на 12%.

Увеличение содержания органического вещества способствует большей активности и разнообразию жизни в почве, что, в свою очередь, стимулирует многие почвенные процессы, которые приводят к росту здоровых растений.

Микроорганизмы​

Биологическая активность почвенных микроорганизмов играет важную роль в поддержании здоровья почвы. Эти микроорганизмы, которые встречаются в верхнем слое почвы чаще, чем в подпочве, получают множество питательных веществ из корней растений и органических веществ. Особенно много микроорганизмов обитает в ризосфере — области, прилегающей к корням растений, где они активно взаимодействуют с ними. Почвенные микроорганизмы являются основными участниками процесса разложения органического вещества, что способствует его минерализации и улучшает структуру почвы. Основными типами микроорганизмов, присутствующих в почве, являются бактерии, грибы и простейшие.

В одной чайной ложке сельскохозяйственной почвы может содержаться:
  • от 100 миллионов до 1 миллиарда бактерий
  • несколько метров мицелия
  • несколько тысяч простейших
  • 10-20 нематод

Бактерии​
Бактерии являются первичными редуцентами органического материала (это означает, что они непосредственно употребляют его в пищу) и играют важную роль в повышении доступности питательных веществ. Они могут преобразовывать фосфор в доступную растениям форму. Бактерии выполняют в почве множество функций. Некоторые из них отвечают за фиксацию азота, другие способствуют преобразованию питательных веществ в почве, а третьи являются патогенными или могут ограничивать популяцию других патогенов.​

Грибы​
Как и бактерии, грибы играют важную роль в разложении органического материала и способствуют поддержанию здоровья почвы. В почве они выполняют функцию первичных редуцентов, образуя симбиотические отношения с растениями, что, в свою очередь, увеличивает усвоение питательных веществ. Некоторые виды грибов также помогают бороться с патогенами, поедая болезнетворных нематод в почве, которые могут находиться рядом с корнями растений. Грибы, как правило, более распространены в системах с менее интенсивной обработкой почвы, где уровень загрязнения ниже и остается больше органических остатков.​

Многие растения способны образовывать симбиотические связи с микоризными грибами. Эти грибы колонизируют корни растений, образуя корнеподобные структуры, известные как гифы. Гифы проникают в почву за пределами корней растения, обеспечивая доступ к воде и питательным веществам, особенно к фосфору. Взамен растения поставляют углеводы, необходимые грибам для роста и развития. Заросли грибковых гиф способствуют укреплению почвенных агрегатов, что в свою очередь повышает устойчивость почвы к эрозии.​

Простейшие​
Простейшие представляют собой одноклеточные организмы, которые играют ключевую роль в процессе круговорота питательных веществ в почве. Хотя они не потребляют органические вещества напрямую, их рацион в основном состоит из бактерий, а иногда и грибков, других простейших и органических молекул. Употребляя в пищу бактерии, богатые азотом, и выделяя излишки питательных веществ вблизи корней растений, простейшие способствуют минерализации или высвобождению доступного растениям азота. Кроме того, простейшие играют важную роль в регулировании численности микроорганизмов в почве. Когда они поедают бактерии, это стимулирует рост их популяций, что, в свою очередь, усиливает процессы разложения и агрегации почвы.​
​
Простейшие - это водные микроорганизмы, которые живут в водной пленке и заполненных водой порах вблизи поверхности почвы. Некоторые простейшие вырастают до размеров, в несколько раз превышающих размеры бактерий, и одно простейшее может потреблять до 5 миллионов бактерий в день.​

Нематоды​

На планете существуют тысячи видов нематод, и большинство из них плохо изучены. Обычно они обитают в водной пленке вокруг почвенных образований, а многие питаются корнями растений, насекомыми, бактериями, грибками и другими нематодами. Нематоды могут быть полезными или вредными организмами. Полезные нематоды могут помочь как в борьбе с вредителями, так и в круговороте питательных веществ. Паразитические нематоды - это вредители, которые питаются корнями растений и могут играть определенную роль в распространении грибковых и бактериальных заболеваний.

Друг или враг? Существуют тысячи видов нематод. Некоторые из них играют полезную роль, а некоторые являются вредителями, в зависимости от того, что они едят.

ПАРАЗИТИЧЕСКИЕ НЕМАТОДЫ питаются корнями растений, и это питание не только непосредственно повреждает растения, но и может увеличить вероятность заражения растения болезнетворными грибами через раны, нанесенные нематодами.

ПОЛЕЗНЫЕ НЕМАТОДЫ могут принимать различные формы. Некоторые из них обеспечивают биологическую борьбу с вредителями, заражая и уничтожая личинки насекомых-вредителей. Некоторые ограничивают популяции паразитирующих на растениях нематод, конкурируя за ресурсы. Другие способствуют круговороту питательных веществ, преобразуя их в доступные для растений формы.

Членистоногие​

К членистоногим относятся насекомые (например, жуки и муравьи), ракообразные (например, мокрицы), паукообразные (например, пауки и клещи) и многоножки. Питаясь, членистоногие аэрируют и перемешивают почву, регулируют численность других почвенных организмов и измельчают органический материал. Многие хищные членистоногие поедают вредителей сельскохозяйственных культур, что делает их полезными биологическими средствами борьбы.

Членистоногие играют важную роль в улучшении состояния почвы. Некоторые из них, питаясь растениями, могут стать вредителями, но большинство приносят пользу. Почвенные членистоногие вносят значительный вклад в обеспечение растений питательными веществами, что способствует поддержанию здоровой почвы. Некоторые членистоногие питаются грибами и бактериями, содержащимися в растительных остатках, что способствует минерализации содержащихся в них питательных веществ. Другие виды членистоногих обеспечивают биологическую борьбу с вредителями, поедая листву и корни растений.

Земляные (дождевые) черви​

Конкретные функции червей различаются в зависимости от вида, но в целом они играют важную роль в поддержании здоровья почвы. Питаясь, они расщепляют органические вещества на доступные растениям питательные вещества, смешивают органические вещества с почвенными минералами и переносят органические вещества с поверхности в почву. Их норы увеличивают проникновение воды, аэрируют почву и создают каналы для роста корней растений, облегчая растениям доступ к питательным веществам и воде. Обработка почвы может снизить их популяцию.

На площади в полгектара может приходиться до 1 миллиона червей. Это может означать, что в почву вкапываются сотни тысяч маленьких соломинок для поглощения дождевой воды, газообмена с атмосферой и уменьшения уплотнения. Дождевые черви являются важными редуцентами органики, питаясь растительными остатками и смешивая их с почвой. Они перемешивают почву, действуя как естественные плуги.

Дождевые черви питаются почвой и растительными остатками. Их выделения представляют из себя частицы почвы, богатые питательными веществами и органикой. Дождевые черви также способствуют формированию микробного сообщества, обогащая почву бактериями, которые участвуют в круговороте питательных веществ. Эти бактерии попадают в почву через кишечник червей.