多卡基因技術有限責任公司農業科學博士Sergey Banadysev
輪作對於減少因土壤中的感染積累而引起的問題很重要,但即使經過8年的休耕期,並且馬鈴薯又回到了特定田地,輪作仍無法完全消除。 綠肥的使用對耕作制度具有全面的積極影響。 同時具有生物熏蒸特性,可提高側枝的整體效力。
有效地將其包含在短輪作中是成功種植優質馬鈴薯的一種經濟的農業方法。
馬鈴薯的工業化生產與密集耕作,重型機械多次穿過田地以及長時間未發現土壤有關。 其結果是噴灑土壤顆粒,過度固結,破壞土壤自然結構,加速有機物礦化。 同時,別忘了土豆留下的植物殘渣數量相對較少,土豆之後的腐殖質含量降低了。 在土壤中,在植物殘渣上,馬鈴薯的大多數病蟲害持續很長時間,對具有抗性雜草的田地的侵害增加了。 一些輪作作物與馬鈴薯共享害蟲。 綜上所述,可以注意到,專門從事馬鈴薯種植的農場中作物輪作的持續時間減少,導致形成作物的土壤條件惡化,輪作時間短,化肥,水和殺蟲劑的成本降低。可以更高,而產量-更低。
只有一年生的穀物(小麥,黑麥,大麥,燕麥,小黑麥,玉米,黑麥草)沒有馬鈴薯常見的植物致病性問題。
大豆和油菜籽容易患上裂孔菌和白黴病。 許多栽培和雜草植物都患有黃萎病。 線蟲和昆蟲具有替代寄主,在馬鈴薯沒有種植的那些年裡可以很好地保護種群。 在牧場上,多年生的三葉草和穀類作物
草為線蟲的繁殖創造了良好的條件,如果注意到馬鈴薯受損,則應避免這種輪作方式。 這些是孤立的例子,一般而言,植物病理學問題具有不同的,通常是互斥的方法,可以通過輪作克服它們(表1)。
沒有通用的解決方案,但是生物學知識和每種病原體的差異使我們能夠找到合理的方法來克服因播種地區結構中馬鈴薯濃度高而引起的特殊情況。
有效的輪作計劃,精心挑選的前作能夠提高產量,改善農業物理,化學和生物學特性,維持甚至提高土壤肥力,優化耗水量,降低抗除雜草,害蟲和雜草的成本疾病,首先是對礦物肥料的需求減少-氮,田間工作季節高峰負荷的均勻分佈,廣泛使用最小耕作的可能性,穩定作物生產的經濟性。
在各種用途的作物的多年生作物輪作中,不僅穀物,而且飼料,更容易獲得這種複雜的效果。 嚴峻的經濟現實不允許大多數企業將大量的時間和金錢轉移到其他輪作作物和牲畜的長期種植上。
鑑於這種重大情況,我們將考慮在解決馬鈴薯問題的優先背景下,輪作短期(將馬鈴薯返還田地的時間不超過兩年)的可能性。
我們並不是在談論種植馬鈴薯時要增加土壤的肥力。 多年科學研究的結果明確地證明:即使馬鈴薯在八大田的輪作中只佔據一個田地,也沒有大量的農作物殘留物和長期種植草藥不足以維持恆定的腐殖質含量。 沒有什麼可談的短輪換。 但是,這些相同的實驗證明,多年生多年生禾草的年度集約耕作與非集約草相比,在土壤中有機質的增加更好(Lukin,2009,Nikonchik P.I.,2012)。 為了使腐殖質達到無虧平衡,每年必須至少施用10噸/公頃的有機肥料或定期施用等量的有機肥料。 如果企業沒有有機物,則耕作綠色肥料會產生類似的效果,即 所有專門用於此側枝作物的生物質。
首先,綠色肥料是有機物質和養分的重要來源,即“在可耕地上種植的肥料”,在肥料價值方面不亞於糞肥。 綠豆作物補充了土壤中的生物氮儲備,將土壤中的礦物質氮和肥料轉化為對環境無害的有機形式。 綠色肥料可提高礦質氮的利用率,防止其對土壤的環境危害性積累。 綠色肥料增加了土壤的生物活性,優化了土壤生物區系的生活條件,並減少了植物致病的土壤背景。 側身減少了農作物和土壤的雜草,並有助於減少農桿菌的殺蟲負荷。 綠色肥料提高了秸稈和其他有機肥料的肥料價值。
原則上,任何植物都可以聞香。 在領先的選擇和種子公司的投資組合中,可用於主季作物和中級作物的栽培植物包括30多種,從通常的黑麥開始,到以阿比西尼亞古吉斯提亞等外來植物結束。
表2.綠色肥料作物的生物量(Rusakova I.V.,2017年)
從理論上講,有嘗試證實甚至是雜草的耕作(您根本不需要播種任何東西,只需從春季開始等待幾個月,就是這樣-奇妙的雜草已準備就緒)。 客觀地講,豆科植物的生物量具有最高價值;穀物和十字花科植物的質量可靠地低於它們。 該表清楚地顯示了豆科綠肥的優勢(表2)。
與馬鈴薯在同一輪作中生長的農作物的一般生物學評估不僅取決於有機物的數量和質量,還取決於生物質提供植物檢疫能力的能力,即 健康行動。 我們正在談論最近發現的某些植物獨特的生化化合物抑制,抑制疾病,雜草和害蟲的傳染性原理的能力。 “生物熏蒸”一詞最初用於描述十字花科作物的輪作和十字花科作物的綠色肥料對土壤傳播的有害生物的影響(Matthiessen和Kirkegaard,2006年)。 該術語暗示有可能使用植物而不是化學方法來達到熏蒸土壤的效果。 俄羅斯的化學熏蒸劑僅可用於處所,穀物,木材等的消毒。 在歐洲國家(美國,加拿大,澳大利亞),對土壤進行了化學熏蒸處理,其中正式使用了400-500千克/公頃的此類“著名”製劑,例如間位鈉和氯仿。
迄今為止,世界科學已經積累了許多數據,這些數據對多種植物對馬鈴薯作物的大小和質量產生的影響。
例如,在波蘭,人們發現借助綠色團塊或萬壽菊提取物以及冬季維基,可以有效抑制幾種線蟲。 但最常見的是十字花科作物的熏蒸效率。 油菜籽,芥末,蘿蔔含有稱為芥子油苷的生物活性化學物質。 在土壤中,綠色肥料的根,莖和葉的芥子油苷分解為異硫氰酸鹽,從而殺死或抑制某些疾病,線蟲和雜草。 在過去的12年中,美國農業部的科學家進行了70多次研究,研究了各種輪作對馬鈴薯土壤傳播疾病的影響。 儘管結果每年都不同,並且田間不同,十字花科作物通常減少了馬鈴薯疾病(如根瘤菌,結sc和黃萎病),也顯著提高了馬鈴薯的產量。 蘿蔔,油菜籽芥末,白芥末和油菜籽具有最佳的殺菌作用。 作物的功效是不同的。 在德國,已經開發了特殊的抗線蟲油蘿蔔品種來抑制游離和膽蟲線蟲。
活性生物化學化合物具有黃色的甜三葉草(Melilotus officinalis Desr。)和白色的(Melilotus albus Desr。)-傳統上是兩年一度的豆科草本植物,但也具有年度優勢,非常有價值。 甜三葉草釋放到土壤中的有機和礦物質由氨基酸,磷,鉀,硫,鈣和其他化學元素組成。 在甜三葉草的根系的影響下,幾乎不溶的化合物溶解在土壤中,它們轉化為可吸收給植物的營養形式。 向農作物輪作中引入甜菜減少了線蟲和線蟲對土壤的侵擾。 害蟲和病原體死亡的原因是雙香豆素,這是香豆素在甜三葉草的根和農作物殘渣分解過程中由香豆素形成的有毒物質。 黃色和白色甜三葉草的不同品種實際上在植物中的香豆素含量沒有差異。 高粱-蘇丹雜種和蘇丹草對根蟲線蟲有效。 這些農作物將杜林精釋放到土壤中,然後分解成氰化氫。 一年生羽扇豆(生物鹼和飼料)是草皮土壤的主要綠肥作物。
羽扇豆的綠肥品種將生物鹼釋放到土壤中-喹唑烷衍生物具有抑菌,抗病毒和除草作用。 同時,生物鹼通過刺激植物的新陳代謝過程,可以增加種子的發芽和發芽能量,提高各種農作物的生產力,減少硝酸鹽的積累,並且還具有抗誘變作用。 如前所述,生物鹼可以用作抗植物病害的保護性物質。 已經證明它們可以在環境中迅速降解。 根據格羅斯·溫克(Gross R. Wink M.)的說法,施藥0,1天后,僅2,0-20%的斯巴登素殘留在土壤中。 研究了羽扇豆植物生物鹼提取物對以下細菌的標準菌株的抗菌和抗真菌活性:大腸桿菌,銅綠假單胞菌,枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌,以及諸如白色念珠菌和克魯斯梭菌的真菌。 生物鹼提取物顯示出對枯草芽孢桿菌,金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌的顯著活性。
在馬鈴薯生物熏蒸首席專家拉金教授的指導下,在美國和加拿大進行的多年生產實驗證實,在作物輪作中使用十字花科植物作為前驅體和綠色肥料來對抗土壤傳播的疾病具有很高的潛力。 在大多數情況下,通過產生有毒代謝產物進行生物熏蒸是一種推定的機制,但土壤微生物群落介導的作用也很重要。 大量研究表明,油菜籽是作為商業作物種植的,並非所有生物質都進入土壤。 這證明了油菜籽的有益作用與摻入的綠色生物質的生物熏蒸作用無關,而僅僅是生長另一種植物的結果。 油菜籽和白芥菜的綠色施肥比芥子油苷水平高得多的芥菜作物減少了根瘤菌的發生,這表明生物熏蒸產品不是主要的作用機理。 通常,綠色肥料的作用低於作物輪作的價值。 更多樣化的耕作制度導致土壤微生物的生物量增加。 輪作是形成微生物群落完整結構的主要來源。 每種輪作作物都有助於形成獨特的微生物特徵,並可能影響微生物群落的結構和功能。 添加綠肥並不一定會減少病原體的數量或存活,但會增加與病原體對立的微生物的數量。 大麥和十字花科的輪作始終比大多數其他輪作具有更高的細菌種群和微生物活性,而連續馬鈴薯(無輪作)導致微生物活性下降最大。 冬季黑麥與油菜籽的結合使用,相對於馬鈴薯連續輪作,黑sc和普通黑sc減少了25-41%,相對於標準大麥/三葉草輪作,減少了2137%。 這些發現與更高的微生物活性和多樣性有助於更好地抑制感染的觀點是一致的。
但是,最好的前輩的影響往往不僅是積極的。 事實證明,紅三葉草與精神分裂症的水平增加有關。 例如,Phacelia抑制膽蟲線蟲,但它是攜帶響尾蛇病毒的Trichodorus屬線蟲的寄主植物。 而這種病毒反過來會引起塊莖腺斑症狀。 芥末可以引起腺斑。 而且任何農作物輪作都有其自身的局限性,甚至是您需要了解的負面特性。 對於栽培作物對線蟲種類和生理干擾的影響,德國研究人員應進行全面評估(表3)。
我們對生物熏蒸作物進行了表徵,其種子可用於俄羅斯聯邦境內的主要和中間作物。
1.蘇丹草和高粱鬆土器,土壤形成劑,生物熏蒸劑。 高粱-蘇丹雜交種(SSH)是高粱和蘇丹草(Sudanggrass)的雜交種。 這兩個物種都被單獨用作綠肥,但是雜交種具有抗干旱和抗霜凍的優勢。 高粱植物在播種期間將大量有機物質引入土壤。 這些高大,快速生長的嗜熱一年生植物能除雜草,抑制某些線蟲並深入土壤。 SSG是收穫大田作物和豆類之後的最佳綠肥,因為它消耗大量氮。 它具有侵略性的根系,這是一種土壤增氧劑,可以修剪和割裂蘇丹草根部5-8次。 莖厚4厘米,最高3米。
SSG根分泌一種特殊的化感物質-高粱油酮。 實際上,它是一種除草劑,最早在發芽後的第五天就開始釋放。 高粱的物質對繩草,蟹草,bar,綠色猪鬃草,烏賊和豚草的影響最嚴重。 它也強烈影響栽培植物,因此有必要保持耕作蘇丹草和種植作物之間的間隔。 用蘇丹高粱代替收成的農作物是破壞許多疾病,線蟲和其他害蟲生命週期的好方法。 由於蘇丹高粱具有巨大的生物量和下層土壤根系,它一年內可以使枯竭和壓實的土壤恢復肥力。 這是用於排幹黏土,潮濕土壤的最佳綠肥,重型設備已在該土壤上工作。 割成的綠色塊可以用於其他領域的覆蓋,用於飼料和青貯飼料。 每個季節一次切割是最佳選擇。 生物質會分解很長時間,如果不耕作就不能留下。 僅當耕作尚未到達試管階段的新鮮綠色塊時才有可能抑制線蟲。 高粱有自己的害蟲;一些雜交品種不適合用作牲畜飼料,因為它們含有氫氰酸。
2. 十字花科綠肥 滿足綠色肥料的所有要求:它們生長迅速,具有豐富的多汁生物量和巨大的小根網絡,抑制雜草,真菌,線蟲和線蟲,結ab。 一些十字花科植物,例如白蘿蔔,具有可以比其他雜草更有效地穿過犁底的根。
芥菜是固定收穫後殘留的氮的理想選擇,因為它可以迅速積聚蔬菜。 十字花科綠肥對雜草的抑制和控制歸因於快速生長和“圓頂封閉”,即土壤的高覆蓋能力。 分解在秋天耕種的殘留物的化感作用在其中起著至關重要的作用。 芥菜和油菜蘿蔔會干擾牧羊人的錢包,馬里,猪鬃草,普魯特尼克,bar草,魷魚和其他農作物的生長。 當它們已經生根時,不值得在混合物中播種-十字花科植物會取代其他植物並抑制其發育。 種子消耗-10-30公斤/公頃。 可以在生長期的任何階段進行十字花科綠肥的包埋,但是最佳時間是開花的開始中期,在此期間植物達到最大生物量。
從秋末開始的生物質在早春即開始釋放氮。 剛好降落。
白菜物種需要額外的氮和硫;在它們的幫助下,合成了精油,殺菌劑和芥子油苷。 由於礦物肥料以螯合形式返回,因此可以在綠肥下精確施用。 它們可以很好地積累磷,借助根系分泌物使磷更易於吸收。 就碳含量和分解率而言,十字花科植物在穀物和豆類之間處於中間位置。
捲心菜綠色肥料的主要問題是十字花科跳蚤有損害甚至完全破壞幼苗的危險。 此外,在使用十字花科植物時,不應讓種子成熟,因為這會在整個作物輪作中形成大量不需要的雜草。 再次需要強調的是,十字花科作物的物種和品種具有許多生物學和技術上的差異,並且在生物熏蒸特性方面遠非平等。 首先是油蘿蔔(抗線蟲品種),其次是黃色或芥菜芥末。 不幸的是,農業科學尚未對國內育種的十字花科品種的熏蒸特性進行評估,並且由於德國的特殊品種未列入俄羅斯登記冊,因此德國的特殊品種也沒有正式上市。
3.甜三葉草-每兩年一次 少見的一年生植物,其莖稈不間斷地耕種,高度可達2-2,5 m,是最有價值的側枝作物之一。
與大多數其他豆科物種不同,它具有很高的可塑性,並形成較大的綠色塊。 在耕種過程中,每公頃氮素累積量為100至300千克。
就有機殘留物的分解速度而言,由於碳和氮的比例狹窄(約20),豆類中的三葉草不相等。 它在調節有機物平衡,激活土壤中的生物過程,優化農業物理特性(特別是在肥沃的壤土和黏土)上具有重要作用。 如果在耕種60噸/公頃肥料時,土壤的水滲透率增加1,5倍,那麼在耕種20噸綠色三葉草的綠色質量時,土壤的滲透性將提高2倍。 排水,通氣,結構,理化特性得到改善,地下地層通常得到種植。 Melilot具有強大而深入的根系,由於磷,鈣,鉀和其他元素難以到達的化合物被部分轉移到上層。 這不僅增加了容易獲得的食物的含量,而且由於吸收土壤的複合物中鹼的增加而導致土壤的某些脫氧。
Melilot綠肥蒸汽改善了食物,水和空氣的狀況,並由於腐生菌群的微生物活性增強而使土壤免受有害病原體的污染。 含有香豆素的甜三葉草的側向質量在腐爛過程中變成十氫大麻酚,顯著減少了線蟲,線蟲和角蟲科的數量。 此外,甜三葉草是攜帶馬鈴薯病毒的蚜蟲的“陷阱”。 因此,黃me的綠肥休閒在專門生產馬鈴薯的農場中特別有價值。 因此,例如,LLC“ Agrofirma” Slava土豆“使用以下方案:黃色甜三葉草-冬小麥-土豆-春季穀物與甜三葉草的過量播種。 同時,在乾旱的背景下,甜三葉草可以顯著減少土壤中的水分儲備。 4.羽扇豆-黃色,白色,藍色(窄葉)等一年生物種。 羽扇豆藍窄葉-沙質和砂質壤土最好的綠肥之一,可提供30-40噸/公頃的綠色物質加上10-15噸的根,有機物總量可達50-65噸/公頃,在肥料價值方面不遜於主要物種肥料。 除了氮之外,羽扇豆的綠色和根部還富含磷,鉀,鈣,微量元素,並且其比例對於主要農作物的正常生長和發育是必需的。 而且非常有價值的是-這些營養物質存在於耕種到土壤中的有機物中。
因此,它們不會像礦物肥料那樣從土壤中沖洗掉。
在羽扇豆生長良好的地區,應優先選擇羽扇豆作為更有價值的作物。 或者,可以收穫未加工的草料作為飼料,而農作物的殘留物將是一種有價值的肥料。 在15月底將黑麥播種成綠色飼料後,也將獲得良好的效果。 到了秋天,它獲得了可觀的質量,並被高切(20-3厘米)切成小塊,並在土豆下耕種了茬。 結果,馬鈴薯的產量增加了5-1噸/公頃。 正如新羅布科夫斯克實驗站的研究表明,馬鈴薯使用羽扇豆殘茬根殘留物中的氮要好於冬季黑麥和春季穀物。 對於熏蒸,最適合的窄葉羽扇豆品種,其名稱包含單詞“ siderat,綠肥”。 這意味著生物鹼含量增加。 羽扇豆以及多年生草,三葉草,苜蓿屬於腐殖質形成劑。 作為使用羽扇豆的示例,我們給出了弗拉基米爾地區SPK“ Dmitrievy Gory”的作物輪作:2-羽扇豆; 3-冬季穀物; 4-土豆; 5-羽扇豆; XNUMX-土豆。
除了優勢,一年生羽扇豆也有相對的劣勢。 與多年生植物相比,它們積聚的氮少得多,因為其根系太小,無法改善土壤結構。 一年生豆類的下一個缺點是它們在生長期開始時生長緩慢,並且對雜草污染敏感。 此外,與其他雜草相比,豆類種子每公頃的價格要昂貴得多。
一般而言,綠色肥料的植物檢疫作用是增加土壤的生物活性,並積極發展腐生土壤微生物區系,抑制病原體和許多害蟲。 耕種綠肥時,馬鈴薯的質量提高了,產量增加了,貯藏損失減少了,產品的味道也得到了改善。 結合使用草酸鹽更為有效。 在德國,近年來,多組分側鏈混合物已被廣泛使用。
俄羅斯聯邦大多數馬鈴薯產區的農業氣候資源非常有利於種植農作物並將其用作側枝。
在收穫冬季和早春作物之後,這些土地空置了超過70天,而一年生青草飼料之後則長達80-90天。 在有利條件下,此時期的有效溫度之和為800-1000°C,佔一年中整個溫暖時期農業氣候資源的30-40%。 Siderata可以全季種植,並有兩次收穫,例如,冬季黑麥+蘿蔔,蘇丹草,芥末,蕎麥,羽扇豆。 大麥種植穀物和留茬綠肥的效果相同。
簡介:輪作對於最大程度地減少土壤中感染積累引起的問題很重要,但不能完全消除它們。 綠肥的使用對農業系統具有全面的積極影響(增加有機質,控制侵蝕,控制雜草,改善土壤結構,提高土壤肥力,提高作物生產力)。 同時具有生物熏蒸特性,可提高側枝的整體效力。 十字花科作物,羽扇豆,蘇丹草和三葉草的綠色肥料幫助土壤改良。
在短輪作中加入有效側枝是成功種植優質馬鈴薯的一種經濟的農業方法。 任何綠人文化都有其自身的天然利基,優勢和劣勢,但您始終可以找到合理的解決方案。 最佳配種方案的選擇是基於特定企業的所有基本情況:土壤,氣候,植物病理學,經濟學和專業化。 綠色肥料文化的培育必須在較高的組織和技術水平上進行,否則結果將不充分甚至是負面的。