04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
Влияние растений на эрозию почвы
 06.09.2012

В течение последних нескольких лет большое внимание уделяется вопросу влияния растений на эрозию почвы. Надземные части растений или растительный покров, уменьшая силу падения дождевых капель, в значительной степени предохраняют почву от эрозии. На почвах, защищенных сомкнутым растительным покровом, эрозия сводится к минимуму. Доказано, что агротехнические приемы, улучшающие рост растений, ослабляют действие эрозии на почву. Очевидно, внесение любой формы азотных удобрений, как и внесение фосфора, калия, кальция и других элементов питания, повышающих урожаи культур, будет уменьшать эрозию. Обычно эрозия вызывает максимальные потери почвы в сезон сильных ливней, который на юго-востоке приходится на июнь-июль и август. Агротехнические приемы, улучшающие рост растений именно в эти месяцы, будут уменьшать эрозию почвы. От способа посева озимых бобовых культур зависит ослабление ими эрозии почвы. Известно, что свежевспаханная почва легче подвергается эрозии, чем невспаханная, на поверхности которой после уборки урожая остаются листья, стебли и сорняки. Падающие капли дождя раздробляются о растительные остатки, которые, являясь небольшими препятствиями, ослабляют поверхностный сток и смыв почвы. Почва, длительное время не подвергающаяся вспашке, приобретает комковатую структуру благодаря попеременному увлажнению и высыханию и действию корней, которые облегчают просачивание воды в почву, уменьшают смыв и поверхностный сток.
На свежевспаханном поле капли дождя, ударяясь о почву, превращают ее в суспензию; мелкие частицы почвы образуют на ее поверхности тонкий слой-корку, сильно замедляющую просачивание воды в почву. Вследствие образования корки свежевспаханная почва может в течение нескольких дней задерживать воду в бороздах, в то время как в понижениях нераспаханного поля с оставшимися на его поверхности растительными остатками вода редко застаивается на продолжительное время. Причины усиления эрозии на вспаханной почве совершенно ясны. Невспаханная почва, защищенная естественным покровом из трав и растительных остатков, не подвергается эрозии. Многие фермеры рано прекращают междурядную обработку, что способствует лучшему развитию защитного растительного покрова из сорных и других трав.
Вспашка поля осенью под посев сидеральных культур будет увеличивать смыв почвы до тех пор, пока на вспаханной почве не разовьется такой же хороший растительный покров, как и на невспаханной, что на юго-востоке наступает не ранее конца марта или начала апреля. Смыв почвы не увеличивается, если озимые покровные культуры высевают рядовой сеялкой по невспаханному полю или посев их производят во время последней культивации предшествующей яровой культуры, как, например, сев люцерны или посев вразброс по невспаханному полю. Для борьбы с эрозией более желательно сеять идущие под зиму бобовые, например люцерну, которые можно подсеять к предшествующей пропашной яровой культуре во время последней культивации, чем сеять культуры, требующие подготовки почвы.
Экономический ущерб от смыва 50,4 т почвы был определен, исходя из потерь азота, фосфора и калия, оцененных по стоимости натриевой селитры, суперфосфата и хлористого калия. Подсчитано, что в 50,4 т почвы содержится этих элементов питания на сумму:

Влияние растений на эрозию почвы

Отсюда автор вычислил стоимость 17-сантиметрового слоя почвы на 1 га, вес которого составляет 2250 т:
Влияние растений на эрозию почвы

Приведенные цифры не совпадают с фактической стоимостью земли. Возможно, что причиной этого является значительно меньшая усвояемость содержащихся в почве азота, фосфора и калия в сравнении с усвояемостью тех же элементов питания в минеральных удобрениях. Вредное действие эрозии, по-видимому, связано с потерями азотсодержащего органического вещества, так как во многих случаях смытые почвы, лишенные пахотного слоя, содержат столько же или даже больше фосфора и калия, как и унесенный эрозией пахотный горизонт. Бобовые, злаковые и другие растения могут восстановить в почве запасы органического вещества, если она будет задернена.
Эрозия на время сильно снизила плодородие многих песчаных почв с песчаным пахотным и песчанисто-глинистым подпахотным слоями. Этим почвам можно вернуть высокое плодородие, предоставив природе снова заселить их растительностью и восстановить запасы органического вещества, утерянные вследствие эрозии. Но значительно быстрее плодородие этих почв можно восстановить путем возделывания культур сплошного сева (рис. 12). Так как песчанисто-глинистый подпахотный слой почвы, выходящий в результате эрозии на поверхность, отличается более высоким содержанием всех элементов питания растений, за исключением азота, по сравнению с пахотным слоем неэродированной почвы, то применение правильных агротехнических приемов на эродированных почвах позволяет сделать их более плодородными, чем в том случае, если бы они не были подвергнуты действию эрозии. Многим хорошо известны примеры высокоплодородных почв, образовавшихся на земельных участках, которые когда-то считали совершенно разрушенными эрозией.
Влияние растений на эрозию почвы

Плодородие занятых пропашными культурами легких суглинков, подстилаемых тяжелыми глинами, резко снизилось в результате эрозии, и они могут навсегда остаться непригодными для возделывания этих культур. При использовании таких почв под пропашные культуры они оказались неустойчивыми, лучше использовать их под выпас скота или оставить под лесами; к счастью, они все еще пригодны для этих целей. При соответствующих условиях природа может восстановить лесной растительный покров.
Возделывание пропашных культур на неподходящих для них крутых склонах привело к тому, что во многих случаях эрозия сильно ухудшила физические свойства почв этих склонов; к счастью, на них еще могут вырасти хорошие леса, если природе будет предоставлена возможность восстановить лесной растительный покров. Заброшенные дома, заросшие осокой (sedge) поля, сосновая поросль показывают, что эти земли уже признаны непригодными для возделывания пропашных культур; отысканы более доходные земли или другие занятия, и тем самым природа получила возможность возобновить на этих землях более подходящий для них лесной растительный покров.
Смываемые с водоразделов песчаные частицы улучшают качество плохо дренированных тяжелых низинных почв, если площадь последних велика, и ухудшают их качество, если площадь мала. Многие низины, покрытые в настоящее время плодородными почвами, ранее, до отложения песка на них, нельзя было обрабатывать из-за плохого дренажа.
Каждый земельный массив был пригоден для возделывания какой-либо товарной культуры, прежде чем его начали обрабатывать; большинство земель обладает потенциальной способностью давать высокие урожаи той культуры, для которой они были наиболее пригодны в девственном состоянии, до начала их обработки. Рекордные урожаи большинства культурных растений получены только в последние годы, а это доказывает, что почвы не утеряли своего потенциального плодородия.
Вопрос заключается лишь в том, чтобы правильно определить, для какой культуры наиболее подходит данная земля, а затем уже урожаи этой культуры покажут, что нужно сделать для ее прочного внедрения. Тем временем неиспользованную землю природа снова покроет растительностью, обычно той же самой, которая произрастала на ней до ее вовлечения в обработку. Во многих случаях старые поля снова покрываются чистым сосняком, очень ценной древесной породой, тогда как соседние лесосеки покрываются менее ценным дубом. Старопахотные земли, заброшенные вследствие эрозии, могут оказаться более подходящими для возобновления лесов, чем лесосеки, расположенные на девственных землях.
Посев озимых бобовых иногда приводит к тому, что насекомые-вредители полностью уничтожают основную культуру и вызывают необходимость пересева ее. При неблагоприятных погодных условиях основная культура при посеве ее после озимых бобовых сидератов может совсем не дать урожая, тогда как без них она дает хороший урожай. Поэтому при оценке озимых бобовых культур следует учитывать возможность такого рода потерь.
Использование озимых бобовых культур под хлопчатник может привести к запаздыванию с его посевом. При поздних сроках посева возрастает опасность поражения хлопчатника хлопковым долгоносиком. Несмотря на то, что многие опытные станции проводят борьбу с хлопковым долгоносиком, большинство фермеров не борется с ним. В зонах распространения хлопкового долгоносика хлопчатник желательно сеять в ранние сроки. Если использование озимых бобовых культур приводит к поздним срокам посева хлопчатника в хозяйствах, где не проводится борьба с хлопковым долгоносиком, то данные опытных станций, полученные в условиях борьбы с долгоносиком, представляют небольшую ценность для фермеров.
При объяснении влияния минеральных удобрений на урожай озимых бобовых культур следует учитывать вышеприведенные данные о том, что внесение суперфосфата под озимые бобовые не заменяет внесения его под хлопчатник, за исключением тех случаев, когда в почве поддерживается высокое содержание кальция. Фактически потребность сидеральных культур в суперфосфате и извести служит показателем необходимости внесения этих удобрений под хлопчатник. На тех почвах, где хлопчатник хорошо отзывается на суперфосфат, последний необходим также и для успешного возделывания озимых бобовых. Если получение хороших урожаев озимых бобовых зависит от внесения в почву суперфосфата и извести, то стоимость этих удобрений должна быть включена в затраты на возделывание сидеральных культур, что повышает стоимость их выращивания значительно выше стоимости прибавки урожая от внесения минерального азота.
В 1940 г. стоимость возделывания 1 га озимых бобовых культур на зеленое удобрение выражалась примерно в следующих цифрах:
Влияние растений на эрозию почвы

Цены, исходя из которых были вычислены эти затраты, могут изменяться, но дополнительные затраты на зеленое удобрение и некоторый риск, связанный с получением стеблестоя следующей культуры, останутся. На большинстве почв озимые бобовые сидераты дают такие же прибавки урожая последующей культуры, как 84 или 112 кг/га аммиачной селитры, стоящие от 5 до 6,87 долл.
В целом данные по использованию озимых бобовых культур показывают, что на немногих почвах они воздействуют на урожай последующей культуры лучше, чем минеральный азот, однако на большем количестве почв они уступают влиянию азота минеральных удобрений. Иногда введение озимых бобовых понижает урожай последующей культуры. Возможно, что снижение урожая происходит вследствие того, что запашка сидератов приводит к запаздыванию с посевом последующей культуры и не позволяет получить хороший стеблестой.
Успех использования озимых бобовых культур на зеленое удобрение зависит от почвы. На тяжелых почвах обработку под посев кукурузы или хлопчатника следует производить осенью или зимой. Вспашка этих почв во влажном состоянии осенью и зимой не оказывает вредного влияния, так как увлажнение и пересыхание почвы успевают придать ей комковатое строение до наступления весны. Посев озимых сидератов переносит предпосевную обработку тяжелых почв на весну, что может привести к поздним срокам посева основной культуры. На легких суглинках предпосевную обработку обычно проводят весной, а поэтому озимые сидераты дают на этих или сходных с ними почвах лучшие результаты, чем на тяжелых почвах.
Часто возникает вопрос, какое количество азота в сидеральных культурах равноценно 1 кг азота в натриевой селитре? В Луизиане на одной плодородной почве 3 кг азота в вике оказались равноценными 1 кг азота в натриевой селитре.
На очень плодородных почвах 1 кг азота в озимых бобовых иногда оказывает почти такое же действие, как и 1 кг азота натриевой селитры, но подобные случаи редки. Хотя относительная стоимость азота в озимых бобовых культурах и натриевой селитре может изменяться, но все же, по-видимому, в среднем для получения одинаковой прибавки урожая необходимо с зелеными удобрениями вносить в 2,5-3 раза больше азота, чем с минеральными удобрениями.
Содержание азота в озимых бобовых составляет приблизительно 6 кг на 1 т зеленой массы. Азот зеленых удобрений вдвое менее эффективен, чем азот натриевой селитры. Обычно азот аммиачной селитры стоит около 18 центов за 1 кг. Азот зеленых удобрений, вероятно, стоит не дороже 7 центов за 1 кг, если исходить из приведенных выше данных, согласно которым на делянках без азота урожай хлопка-сырца был равен 868 кг 1га. Стоимость азота, содержащегося в зеленых удобрениях, меняется, но 7 центов за 1 кг, по-видимому, является хорошей средней стоимостью азота озимых бобовых сидератов на юго-востоке. Цена 7 центов за 1 кг азота или 40 центов за 1 т зеленого удобрения является хорошей оценкой их стоимости как зеленого удобрения.
Фиксация 1 кг атмосферного азота клубеньковыми бактериями снижает урожай бобовых растений по сравнению с урожаем, полученным за счет азота почвы. Замечено, что в засушливые годы, когда растения накапливали мало пластических веществ, фиксация 1 кг атмосферного азота клубеньковыми бактериями снижала урожай сои примерно на 56 кг/га по сравнению с урожаем, созданным за счет азота почвы. Возможно, что урожай снижается особенно сильно при недостатке пластических веществ, а в годы с обильными осадками, когда образуется много пластических веществ, снижение урожая бывает малозаметным. В благоприятные годы бобовое растение создает такое количество пластических веществ, которого хватает и для клубеньковых бактерий и для самого растения.
Недостаток азота или воды в почве обычно ограничивает получение урожаев кукурузы. Когда недостаток азота сильно снижает урожай кукурузы, а воды в почве хватает для получения более высокого урожая, подсев сои (или других бобовых) к кукурузе слабо уменьшает или совсем не влияет на ее урожай в первый год. Вместе с тем бобовые, хотя бы на время, повышают содержание азота в почве. Причем если почвенно-климатические условия благоприятствуют сохранению в почве значительной части накопленного азота, то этот азот может повысить урожай последующей культуры.