Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Адаптивные системы земледелия

Симбиотическая и ассоциативная азотфиксация сельскохозяйственными культурами

Среди полевых культур способностью к симбиотической фиксации азота из воздуха имеют растения семейства бобовых. Кроме того известно, что более 200 видов растений других семейств также в меньшей степени способны к ассоциативной фиксации. Самую высокую потенциальную возможность к азотфиксации обладает люцерна. На гектаре в условиях орошения она фиксирует до 500 кг азота из воздуха при урожайности сена 25-30 т/га (за счет нескольких укосов). При средних урожаев в богарных условиях 4-5 т/га сена в почве остается фиксированного азота 80-120 кг.

Значительную способность к азотфиксации обладает и клевер, причем с увеличением урожайности надземной массы заметно повышается азотфиксация. Возможности накопления утилизируемого азота клевером составляют от 180 кг при высоком урожая надземной массы до 60-80 кг при урожайности сена 45-55 ц/га.

азотфіксуючою способностью среди полевых культур выделяют люпин (многолетний и безалкалоїдний годовалый), козлятник восточный, лядвинець рогатый и др. При благоприятных условиях симбиоза и урожайности зеленой массы 30-60 т/га может фиксироваться 150-200 кг азота, а со снижением продуктивности этих растений количество его в почве снижается до 30-35 кг/га.

Зернобобовые культуры усваивают значительно меньше азота воздуха, чем многолетние бобовые травы вследствие того, что в них интенсивная фиксация длится 1,5-2 месяца, а у многолетних играл — 3-4 месяца.

Среди однолетних культур наибольшее азотфіксуючу способностью обладают люпин белый, кормовые бобы и соя. По урожайности 300-350 ц/га зеленой массы люпин белый может усвоить из воздуха до 200-220 кг азота, в то время как люпин желтый за такой же производительности фиксирует на 40-80 кг/га азота меньше.

Соя и горох по урожайности зерна 30 ц/га усваивают не более 6070 кг азота на гектаре. Одновременно за такого урожая зерна на его формирование растения используют вдвое больше азота из почвы, то есть такие культуры не создают положительного баланса этого элемента в почве.

Низкий уровень азотфиксации объясняется тем, что бобовые культуры не вступают в симбиоз с ризобактеріями, или активность симбиоза бывает очень слабой вследствие неблагоприятных экологических условий. Высокую интенсивность этого процесса достигают при оптимальной влажности, реакции среды, наличия достаточного количества фосфора и калия, наличие в почве активных штаммов клубеньковых бактерий или при заражении растений вирулентными штаммами специфических рас клубеньковых бактерий. Если какие-то из факторов находятся в неоптимальных размерах, то фиксация азота проходит слабо или совсем не усваивается.

Наряду с симбіотичною фиксацией выявлено широкое распространение и большое видовое разнообразие гетеротрофных бактерий — азотфиксаторов в почвах разных природных зон, в прикорневой зоне и непосредственно на поверхности небобових и бобовых растений, что дает основания предполагать их важную роль в природе.

Поступление с растительными остатками бобовых трав большого количества богатой азотом свежей органической массы обеспечивает повышение биологического потенциала почвы, усиливает в нем процессы превращения органического вещества и формирования гумуса. Поэтому те севообороты, в которых есть не менее 20% бобовых трав, в большинстве случаев обеспечивают стабилизацию гумуса в почве.

По средним данным, ежегодная минерализация гумуса в пахотном слое дерново-подзолистых почв составляет, т/га: под зерновыми и льном — 0,7-0,9; картофелем — 1,3-1,5; сахарной свеклой, кормовыми корнеплодами — 1,5-1,7; кукурузой на силос — 1,2-1,3; однолетними травами на сено — 0,6-0,8 и силосными — 0,5-0,7. Среднегодовые потери гумуса в черноземах под пропашными — 1,5-2,0 и в черном пару — 2,02,5 т/га.

Для расчета новообразованного гумуса из растительных остатков и внесенного навоза используют коэффициенты их гумификации. Они представляют собой долю углерода растительных остатков, после их трансформации поступившей в гумуса почвы. Коэффициенты гумификации растительных остатков в пахотном слое чернозема типичного составляют: для сахарной свеклы — 0,10, пшеницы озимой на зеленый корм и картофеля — 0,13, подсолнечника — 0,14, кукурузы на силос — 0,17, озимой пшеницы и кукурузы на зерно — 0,20, ячменя — 0,22, гороха — 0,23, люцерны — 0,25, навоза — 0,23.

Научно обоснованной сменой культур севооборота, применением многолетних трав, промежуточных культур и сидерата можно свести потери гумуса до минимальной величины. Но применение только минеральных удобрений даже при самом поступлении в почву растительных остатков не обеспечивает полного комплексного действия азота, образовавшийся в результате минерализации органического вещества почвы и вынесенного с хозяйственным урожаем. Если исключить повторное возвращение в почву часть питательных веществ в форме навоза и других органических удобрений, то даже при интенсивном применении минеральных удобрений баланс азота и органического вещества почвы будет неизбежно отрицательным.

Внесение органических удобрений всех видов, структура посевных площадей в севообороте, которая учитывает воспроизводство гумуса, и все мероприятия, направленные на бережное отношение гумуса и сокращения его непроизводительных потерь — обязательные условия расширенного воспроизводства плодородия почвы и постоянного повышения его производительности.

Задача повышения производительности почвы могут быть решены на разных уровнях, для каждого из которых типичны свои категории оптимальности. При таких критериев следует принимать, прежде всего, воспроизводство плодородия почвы в целом и отдельных его составляющих, поскольку именно грунтовая часть является самым слабым звеном любой системы земледелия и землепользования.

Известно значение потенциальной и эффективного плодородия в повышении продуктивности черноземных почв. Об этом свидетельствует уровень урожайности культур, которые выращивают в зоне распространения этих почв. Многолетние исследования НАУ, Института земледелия НААН на черноземах типичных левобережья Лесостепи свидетельствуют, что в условиях современного земледелия с изменением структуры посевных площадей в направлении уменьшения площадей под бобовыми и увеличение доли высокоинтенсивных культур за интенсивными технологиями выращивания, то есть с ростом антропогенной нагрузки, происходит ухудшение физических, химических и других агрономических свойств черноземных почв.

Систематическое применение высоких доз минеральных удобрений, современных технологий обработки почвы стало причиной образования в поверхностном слое почвы высокой концентрации питательных веществ, значительного повышения содержания ионов водорода и существенного снижения содержания кальция и магния в вбирному почвенном комплексе черноземов. При таких условиях изменяется типичный для черноземов гуматний тип гумификации — он становится гуматно-сульфатным, при котором возможно формирование акумулятивного неповнорозвиненого гумусного профиля с признаками деструктивного процесса гумусоутворення.

Вследствие потери из состава гумуса черноземов гуматов кальция происходит снижение содержания в верхнем слое почвы агрономически ценной структуры, ее водоупорности, возрастает способность почвы к заиливания.

Высокое насыщение севооборотов кукурузой и сахарной свеклой создает трудности в поддержании зрівноваженого баланса азота и гумуса, затрудняет водный режим почвы.

Исследования убедительно свидетельствуют, насколько важная роль в регулировании баланса принадлежит многолетним бобовым травам. Среди всех культур, которые выращивают в севооборотах, только они обеспечивают положительный баланс гумуса: при урожайности сена 50-70 ц/га среднегодовое накопление гумуса составляет 1т/га. Именно поэтому севооборот с высоким насыщением бобовыми травами (20-25%) и низким — пропашными культурами (20-25%) положительно влияли на гумусный режим почвы: скорость разложения гумуса и величина его расходов здесь оказываются наименьшими (0,20-0,25 т/га в год).

Увеличение в структуре севооборота доли высокоинтенсивных пропашных культур (кукурузы, сахарной свеклы) за одновременного уменьшения бобовых трав повышает минерализацию гумуса и рост его дефицита до уровня 0,7-1 т/га за год. При таких условиях гумусового баланса становится самой низкой продуктивность черноземов — урожайность озимой пшеницы не превышает 25 ц/га, сахарной свеклы — 200-250 ц/га, кукурузы — 1525 ц/га. В таких севооборотах заметно возрастают расходы на покрытие дефицита гумуса и азота в почве за счет удобрений. В частности, для сохранения уровня продуктивности культур, что соответствует севооборотам с бобовыми травами, здесь следует вносить на 1 га пашни не менее 10 т навоза в сочетании с внесениями — 90-100 кг/га действующего вещества — нормами минеральных удобрений.

Основой регулирования содержания органического вещества, гумуса, азота в почве является прежде всего соблюдение севооборотов с оптимальным соотношением зерновых и пропашных культур, наличием многолетних трав и внесение удобрений.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее