Влияние бобовых сидеральных культур на содержание кальция в почве

06.09.2012

Фермеры, ведущие хозяйство на малоплодородных почвах, оценивали результаты применения бобовых сидеральных культур следующим образом: «В течение нескольких лет вика росла хорошо и значительно повышала урожаи хлопчатника, но затем она перестала расти, и хлопчатник после вики стал развиваться очень плохо»; «Вика лучше растет на землях, ранее не занимаемых ею, чем там, где она уже высевалась»; «Урожаи кукурузы падают после использования слишком большого количества зеленых удобрений». На высокоплодородных почвах фермеры не сталкивались с такими неблагоприятными результатами применения бобовых сидератов, какие имели место на малоплодородных почвах. Как на малоплодородных, так и на высокоплодородных почвах протекают одни и те же процессы, поэтому можно ожидать, что и на более плодородных почвах сидераты со временем станут давать столь же плохие результаты, если не будут приняты необходимые предупредительные меры.
Бактерии, живущие в клубеньках на корнях бобовых растений, усваивают азот воздуха, который затем используется самим бобовым растением. Азот используется для построения белков, входящих в состав растения. После разложения запаханных в почву бобовых растений азот переходит в аммиачную форму. Аммиачный азот либо усваивается растениями, либо превращается в нитратный азот. Использованный растениями нитратный азот выносится с поля вместе с урожаем, а неиспользованный вымывается из почвы дренажными водами. Нитраты хорошо растворяются в воде, вследствие чего нитратный азот легко вымывается из почвы. Аммиак поглощается иловатыми частицами. Так как иловатые частицы имеют относительно большие размеры и потому не вымываются из почвы, то и поглощенный ими аммиачный азот трудно поддается вымыванию. Однако все нитраты растворимы в воде, а поэтому подвержены вымыванию.
Все, кто изучал влияние азотных удобрений на содержание кальция в почве, приходят к следующим общим выводам:
1. Азот хлопкового жмыха, мочевины и аммиачной селитры способствует вымыванию кальция и калия из почвы.
2. Азот сульфата аммония и фосфата аммония понижает содержание кальция и калия в почве; содержащиеся в этих удобрениях фосфорная и серная кислоты также уменьшают количество кальция в почве.
3. Азот натриевой и кальциевой селитры понижает количество кальция в почве, но содержащиеся в этих удобрениях натрий и кальций вполне компенсируют потери кальция, вызванные внесением этих удобрений.
В какой степени азот всех перечисленных выше форм азотных удобрений понижает содержание кальция и калия в почве, зависит от количества неиспользованного растениями азота. Усвоенный бобовыми растениями атмосферный азот в конечном счете превращается в нитраты, которые или используются растениями и выносятся с поля частью урожая, или вымываются из почвы в виде азотнокислых солей кальция, магния, натрия и калия.
На сельскохозяйственной опытной станции штата Кентукки определяли потери азота с дренажными водами под травостоем различных бобовых культур, мятлика и травосмесей бобовых с мятликом или рожью, которые время от времени скашивали и убирали (табл. 95). В течение первых трех лет наибольшие потери азота наблюдались под однолетней корейской леспедецей, а меньшие - под многолетним белым и красным клевером и люцерной. Под двухлетним красным клевером азот вымывался сильнее в год отмирания клевера. Под травосмесью бобовых с мятликом из почвы вымывалось очень мало азота, за исключением травосмеси с леспедецей, где мятлик уменьшил вымывание азота вдвое. В 1935-1936 гг. рожь, высеянная осенью после леспедецы, понизила потери азота от вымывания с 108,6 до менее 1 кг/га. Очень мало азота вымывалось из почв, занятых люцерной. У люцерны, ежегодно отрастающей от старых корневых шеек, разлагается мало корней и стерни, а поэтому высвобождается мало азота. Большие потери азота наблюдались на участках пара.

Влияние бобовых сидеральных культур на содержание кальция в почве

Заделка леспедецы в почву (Кентукки) дискованием вдвое увеличивает потери азота от вымывания по сравнению с потерями его под незаделанной леспедецей. При посеве ржи 1 октября весь азот, освободившийся из заделанной путем дискования леспедецы, был сохранен (табл. 96). Рожь и другие культуры используют азот, который без них был бы вымыт из почвы в виде нитратов кальция или других оснований. Растения уменьшают вымывание азота еще и потому, что они используют воду, которая иначе вымывала бы азот. Посев озимых следует проводить достаточно рано, чтобы они успели хорошо разрастись и поглотить значительное количество азота до наступления холодной погоды. Всходы небобовых культур, содержащих 2% азота, должны дать не менее 11,2 ц/га сухого вещества, чтобы предохранить от вымывания из почвы 22,4 кг азота. Только очень немногие почвы могут дать 11,2 ц/га ржи или других зерновых культур до наступления холодной погоды. Поэтому озимые небобовые культуры в условиях большей части сельскохозяйственных районов, по-видимому, могут сохранить только небольшое количество азота.

Роберте, Кентукки, объясняет потери азота путем вымывания из почвы следующим образом: «В процессе перехода в растворимую форму азот превращается в азотную кислоту, которая, являясь очень сильной кислотой, соединяется в почве с элементами, имеющими большое значение в питании растений, например с кальцием, калием и другими элементами, и образует с ними легко вымывающиеся растворимые соединения, что приводит к потерям этих элементов наряду с потерями азота».
Использование бобовых предшественников для обеспечения азотом последующих культур на юге и юго-востоке США не имело такого успеха, как на Среднем Западе. Следующие данные могут объяснить причину различия в успехе применения бобовых в указанных выше двух областях:
1. В районе дельты Миссисипи озимые бобовые, запаханные в почву непосредственно перед посевом хлопчатника, оказались высокоэффективными:

2. В Иллинойсе высокий эффект дал севооборот кукуруза-овес-донник:

В районе дельты Миссисипи в среднем 14% азота было вынесено из почвы урожаем и около 86% азота не было использовано; в Иллинойсе в среднем за 8 лет 88% азота было вынесено урожаем и только 12% - потеряно. В районах теплого климата, в особенности на хорошо дренированных почвах, потери азота при запашке бобовых культур в почву бывают очень велики. Вместе с нитратным азотом из почвы вымываются кальций, магний и калий. Данные о потерях азота, полученные в проведенных в Иллинойсе опытах, возможно, слегка занижены по сравнению с обычным вымыванием.
В Род-Айленде для нейтрализации кислотности почв необходимы были следующие дозы извести: без зеленого удобрения - 32,0 ц, после ржи - 33,9 ц и после клевера - 49,3 ц. Сидеральные культуры высевали ежегодно после прекращения междурядной обработки кукурузы. Длительность опыта не указана, но, вероятно, он продолжался около 15 лет. Рожь, запаханная на удобрение, не оказала влияния на потребность почвы в извести, но бобовые сидераты увеличили потребность в извести более чем на 16,8 ц/га. Кроталярия, заделанная в почву в январе в количестве, соответствующем 110,8 кг/га азота, уже в середине июня следующего года не отражалась на содержании нитратного азота в песчаной почве во Флориде. Большая часть азота запаханной в почву кроталярии превратилась в нитраты, которые были вымыты из почвы еще до наступления июня.
Влияние возделывания кроталярии на вымывание азота, кальция и калия определяли на опытной станции штата Южная Каролина. Кроталярию выращивали в двух лизиметрах в течение одного года, а затем в одном лизиметре два года подряд возделывали просо. Урожай проса убирали. В другом лизиметре продолжала расти кроталярия, которую осенью ежегодно скашивали и оставляли на поверхности почвы. В том лизиметре, где росла только кроталярия, из почвы было вымыто в дренажных водах больше элементов питания растений, чем в другом лизиметре, где росло просо:

В подобном же опыте посев после кроталярии ржи в качестве озимой покровной культуры уменьшил вымывание азота и других элементов питания в той же степени, как и просо. Рожь ослабила вымывание элементов питания благодаря использованию их в процессе роста, а кроме того, поглотила часть воды, которая могла бы вымыть эти основания.