多卡基因技术有限责任公司农业科学博士Sergey Banadysev
轮作对于减少因土壤中的感染积累而引起的问题很重要,但即使经过8年的休耕期,并且马铃薯又回到了特定田地,轮作仍无法完全消除。 绿肥的使用对耕作制度具有全面的积极影响。 同时具有生物熏蒸特性,可提高侧枝的整体效力。
有效地将其包含在短轮作中是成功种植优质马铃薯的一种经济的农业方法。
马铃薯的工业化生产与密集耕作,重型机械多次穿过田地以及长时间未发现土壤有关。 其结果是喷洒土壤颗粒,过度固结,破坏土壤自然结构,加速有机物矿化。 同时,别忘了土豆留下的植物残渣数量相对较少,土豆之后的腐殖质含量降低了。 在土壤中,在植物残渣上,大多数马铃薯的病虫害持续很长时间,对具有抗性杂草的田地的侵害增加。 一些轮作作物与马铃薯共享害虫。 综上所述,可以注意到,专门种植马铃薯的农场的轮作持续时间缩短,导致形成作物的土壤条件恶化,轮作时间短,化肥,水和杀虫剂的成本降低可以更高,而产量-更低。
只有一年生的谷物(小麦,黑麦,大麦,燕麦,黑小麦,玉米,黑麦草)没有马铃薯常见的致病性问题。
大豆和油菜籽容易患上裂孔菌和白霉病。 许多栽培和杂草植物都患有黄萎病。 线虫和昆虫具有替代寄主,在马铃薯没有种植的那些年里可以很好地保护种群。 在牧场上,多年生的三叶草和谷类作物
草为线虫的繁殖创造了良好的条件,如果注意到马铃薯受损,则应避免这种轮作方式。 这些是孤立的例子,一般而言,植物病理学问题具有不同的,通常是互斥的方法,可以通过轮作克服它们(表1)。
没有通用的解决方案,但是生物学知识和每种病原体的差异使我们能够找到合理的方法来克服因播种区域结构中马铃薯浓度高而引起的特殊情况。
有效的作物轮作计划,精心挑选的前作能够提高产量,改善农业物理,化学和生物学特性,维持甚至提高土壤肥力,优化耗水量,降低抗除杂草,害虫和杂草的成本疾病,首先是对矿物肥料的需求减少-氮,田间工作季节高峰负荷的均匀分布,广泛使用最小耕作的可能性,稳定作物生产的经济性。
在各种用途的作物的多年生作物轮作中,不仅谷物,而且饲料,更容易获得这种复杂的效果。 严峻的经济现实不允许大多数企业将大量的时间和金钱转移到其他轮作作物和牲畜的长期种植上。
在这种重大情况下,我们将考虑在解决马铃薯问题的优先背景下,轮作的短时间轮作(将马铃薯返还田地不超过两年)的可能性。
我们并不是在谈论种植马铃薯时要增加土壤的肥力。 多年科学研究的结果明确地证明:即使马铃薯在八大田的轮作中只占据一个田地,也没有大量的农作物残留物和长期种植草药不足以维持恒定的腐殖质含量。 没有什么可谈的短轮换。 但是,这些相同的实验证明,多年生多年生禾草的年度集约耕作与非集约草相比,在土壤中有机质的增加更好(Lukin,2009,Nikonchik P.I.,2012)。 为了使腐殖质达到无亏平衡,每年必须至少施用10吨/公顷的有机肥料或定期施用等量的有机肥料。 如果企业没有有机物,则耕作绿色肥料会产生类似的效果,即 所有专门用于此侧枝作物的生物质。
首先,绿色肥料是有机物质和养分的重要来源,即“在可耕地上种植的肥料”,在肥料价值方面不亚于粪肥。 绿豆作物补充了土壤中的生物氮储备,将土壤中的矿物质氮和肥料转化为对环境无害的有机形式。 绿色肥料可提高矿质氮的利用率,防止其对土壤的环境危害性积累。 绿色肥料增加了土壤的生物活性,优化了土壤生物区系的生活条件,并减少了植物致病的土壤背景。 侧身减少了农作物和土壤的杂草,并有助于减少农杆菌的杀虫负荷。 绿色肥料提高了秸秆和其他有机肥料的肥料价值。
原则上,任何植物都可以闻香。 在领先的选择和种子公司的投资组合中,可用于主季作物和中级作物的栽培植物包括30多种,从通常的黑麦开始,到以阿比西尼亚古吉斯提亚等外来植物结束。
表2.绿色肥料作物的生物量(Rusakova I.V.,2017年)
从理论上讲,有尝试证实甚至是杂草的耕作(您根本不需要播种任何东西,只需从春季开始等待几个月,就是这样-奇妙的口香糖草已经准备好)。 客观地讲,豆科植物的生物量具有最高价值;谷物和十字花科植物的质量可靠地低于它们。 该表清楚地表明了豆科绿肥的优势(表2)。
与马铃薯在同一轮作中生长的农作物的一般生物学评估不仅取决于有机物的数量和质量,还取决于生物质提供植物检疫能力的能力,即 健康行动。 我们正在谈论最近发现的某些植物独特的生化化合物抑制,抑制疾病,杂草和害虫的传染性原理的能力。 “生物熏蒸”一词最初用于描述十字花科作物的轮作和十字花科作物的绿色肥料对土壤传播害虫的影响(Matthiessen和Kirkegaard,2006年)。 该术语暗示有可能使用植物而不是化学方法来达到熏蒸土壤的效果。 俄罗斯的化学熏蒸剂仅可用于处所,谷物,木材等的消毒。 在欧洲国家(美国,加拿大,澳大利亚),对土壤进行了化学熏蒸处理,其中正式使用了400-500千克/公顷的此类“著名”制剂,例如间位钠和氯仿。
迄今为止,世界科学已经积累了许多数据,这些数据对多种植物对马铃薯作物的大小和质量产生的影响。
例如,在波兰,人们发现借助绿色团块或万寿菊提取物以及冬季维基,可以有效抑制几种线虫。 但最常见的是十字花科作物的熏蒸效率。 油菜籽,芥末,萝卜含有称为芥子油苷的生物活性化学物质。 在土壤中,绿色肥料的根,茎和叶的芥子油苷分解为异硫氰酸盐,从而杀死或抑制某些疾病,线虫和杂草。 在过去的12年中,美国农业部的科学家进行了70多次研究,研究了各种轮作对马铃薯土壤传播疾病的影响。 尽管结果每年不同,田间也有所不同,但十字花科作物普遍减少了马铃薯疾病(如根瘤菌,结ab和黄萎病),并显着提高了马铃薯的产量。 萝卜,油菜籽芥末,白芥末和油菜籽具有最佳的杀菌作用。 作物的功效是不同的。 在德国,已经开发了特殊的抗线虫油萝卜品种来抑制游离和胆虫线虫。
黄色的甜三叶草(Melilotus officinalis Desr。)和白色的(Melilotus albus Desr。)具有活性的生化化合物-传统上是两年生的豆科草本植物,但每年的变种也很杰出,非常有价值。 甜三叶草释放到土壤中的有机和矿物质由氨基酸,磷,钾,硫,钙和其他化学元素组成。 在甜三叶草的根系的影响下,几乎不溶的化合物溶解在土壤中,它们转化为可吸收给植物的营养形式。 向农作物轮作中引入甜菜减少了线虫和线虫对土壤的侵扰。 害虫和病原体的死亡原因是地瓜(Dicumarin)-一种香豆素在甜三叶草的根和农作物残渣分解过程中形成的有毒物质。 黄色和白色甜三叶草的不同品种实际上在植物中的香豆素含量没有差异。 高粱-苏丹杂种和苏丹草对根虫线虫有效。 这些农作物将杜林精释放到土壤中,然后分解成氰化氢。 一年生羽扇豆(生物碱和饲料)是草皮土壤的主要绿肥作物。
羽扇豆的绿色肥料品种将生物碱释放到土壤中-喹唑烷衍生物具有抑菌,抗病毒和除草作用。 同时,生物碱通过刺激植物的新陈代谢过程,可以增加种子的发芽和发芽能量,提高各种农作物的生产力,减少硝酸盐的积累,并且还具有抗诱变作用。 如前所述,生物碱可以用作抗植物病害的保护性物质。 已经证明它们可以在环境中迅速降解。 根据格罗斯·温克(Gross R. Wink M.)的说法,施药0,1天后仅2,0-20%的斯巴登素残留在土壤中。 研究了羽扇豆植物的生物碱提取物对以下细菌的标准菌株的抗菌和抗真菌活性:大肠杆菌,铜绿假单胞菌,枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌,以及诸如白色念珠菌和克鲁斯梭菌的真菌。 生物碱提取物显示出对枯草芽孢杆菌,金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的显着活性。
在马铃薯生物熏蒸首席专家拉金教授的指导下,在美国和加拿大进行的多年生产实验证实,在作物轮作中使用十字花科植物作为前驱体和绿色肥料来对抗土壤传播的疾病具有很高的潜力。 在大多数情况下,通过产生有毒代谢产物进行生物熏蒸是一种推测的机制,但土壤微生物群落介导的作用也很重要。 许多研究表明,油菜籽是作为经济作物生长的,并非所有生物质都释放到土壤中。 这证明了油菜籽的有益作用与掺入的绿色生物质的生物熏蒸作用无关,而仅仅是生长另一种植物的结果。 油菜籽和白芥菜的绿色施肥比芥子油苷水平高得多的芥菜作物减少了根瘤菌的发生,这表明生物熏蒸产品不是主要的作用机理。 通常,绿色肥料的作用低于作物轮作的价值。 更多样化的耕作制度导致土壤微生物的生物量增加。 轮作是形成微生物群落完整结构的主要来源。 每种轮作作物都有助于形成独特的微生物特征,并可能影响微生物群落的结构和功能。 添加绿肥并不一定会减少病原体的数量或存活,但会增加与病原体对立的微生物的数量。 大麦和十字花科的轮作始终比大多数其他轮作具有更高的细菌种群和微生物活性,而连续马铃薯(无轮作)导致微生物活性下降最大。 冬季黑麦与油菜籽的结合使用,相对于马铃薯连续轮作,黑sc和普通黑sc减少了25-41%,相对于标准大麦/三叶草轮作,减少了2137%。 这些数据与更高的微生物活性和多样性有助于更好地抑制感染这一概念是一致的。
但是,最好的前辈的影响往往不仅是积极的。 事实证明,红三叶草与精神分裂症的水平增加有关。 例如,Phacelia抑制胆虫线虫,但它是携带响尾蛇病毒的Trichodorus属线虫的寄主植物。 而这种病毒反过来会引起块茎腺斑症状。 芥末可以引起腺斑。 而且任何农作物轮作都有其自身的局限性,甚至是您需要了解的负面特性。 对于栽培作物对线虫种类和生理干扰的影响,德国研究人员应进行全面评估(表3)。
我们对生物熏蒸作物进行了表征,其种子可用于俄罗斯联邦境内的主要和中间作物。
1.苏丹草和高粱松土器,土壤形成剂,生物熏蒸剂。 高粱-苏丹杂交种(SSH)是高粱和苏丹草(Sudanggrass)的杂交种。 这两个物种都被单独用作绿肥,但是杂交种具有抗干旱和抗霜冻的优势。 高粱植物在播种期间将大量有机物质引入土壤。 这些高大,快速生长的嗜热一年生植物能除杂草,抑制某些线虫并深入土壤。 SSG是收获大田作物和豆类之后的最佳绿肥,因为它消耗大量氮。 它具有侵略性的根系,这是一种土壤增氧剂,可以修剪和割裂苏丹草根部5-8次。 茎粗直径可达4厘米,高度-可达3米。
SSG根分泌一种特殊的化感物质-高粱油酮。 实际上,这是一种除草剂,最早在发芽后的第五天就开始释放。 高粱的物质对绳草,马草,bar,绿色的猪鬃,shirina,豚草的影响最严重。 它还强烈影响栽培植物,因此有必要保持耕作苏丹草和种植作物之间的间隔。 用苏丹高粱代替收成的农作物是破坏许多疾病,线虫和其他害虫生命周期的好方法。 由于巨大的生物量和下层土壤根系,苏丹高粱在一年内恢复了枯竭和压实土壤的肥力。 这是用于排出黏土,潮湿的土壤的最佳绿肥,重型设备一直在这些土壤上工作。 割成的绿色块可以用于其他领域的覆盖,用于饲料和青贮饲料。 每个季节一次切割是最佳选择。 生物质会长时间分解,如果不耕作就不可能离开。 仅当耕作尚未到达试管阶段的新鲜绿色块时,才有可能抑制线虫。 高粱有自己的害虫,一些杂交品种不适合用作牲畜饲料,因为它们含有氢氰酸。
2. 十字花科绿肥 满足绿肥的所有要求:它们生长快,生物质丰富,根部庞大,可抑制杂草,真菌,线虫和线虫,结ab。 一些十字花科植物,例如白萝卜,具有可以比其他杂草更有效地穿过犁底的根。
芥菜是固定收获后残留的氮的理想选择,因为它可以快速积聚果岭。 十字花科绿肥对杂草的抑制和控制归因于快速生长和“封闭的圆顶”,即土壤的高覆盖能力。 分解掉在秋天犁下的残留物的化感作用在其中起着至关重要的作用。 芥末和油萝卜会干扰牧羊人的钱包,马里,猪鬃草,普鲁特尼克,bar草,鱿鱼等的生长。农作物可以播种到豆类中,即当它们已经生根时,不值得在混合物中播种-十字花科植物会取代其他植物并抑制其发育。 种子消耗-10-30公斤/公顷。 可以在生长期的任何阶段进行十字花科绿肥的包埋,但是最佳时间是开花的开始中期,在此期间植物达到最大生物量。
从秋末开始的生物质在早春即开始释放氮。 刚好降落。
白菜物种需要额外的氮和硫;在它们的帮助下,合成了精油,杀菌剂和芥子油苷。 由于矿物肥料以螯合形式返回,因此可以在绿肥下精确施用。 它们可以很好地积累磷,借助根系分泌物使磷更易于吸收。 就碳含量和分解率而言,十字花科植物在谷物和豆类之间处于中间位置。
卷心菜绿色肥料的主要问题是十字花科跳蚤有损坏甚至完全破坏幼苗的危险。 此外,在使用十字花科植物时,不应让种子成熟,因为这会在整个作物轮作中形成大量不需要的杂草。 再次需要强调的是,十字花科作物的物种和品种具有许多生物学和技术上的差异,并且在生物熏蒸特性方面远非平等。 首先是油萝卜(抗线虫品种),其次是黄色或芥菜芥末。 不幸的是,农业科学尚未对国内育种的十字花科品种的熏蒸特性进行评估,并且由于德国的特殊品种未列入俄罗斯登记册,因此德国的特殊品种也没有正式上市。
3.甜三叶草-每两年一次 少见的一年生植物,其茎秆不间断地耕种,高度可达2-2,5 m,是最有价值的侧枝作物之一。
与大多数其他豆科物种不同,它具有很高的可塑性,并形成较大的绿色块。 在耕种过程中,每公顷氮素累积量为100至300千克。
就有机残留物的分解速度而言,由于碳和氮的比例狭窄(约20),豆类中的三叶草不相等。 它在调节有机物平衡,激活土壤中的生物过程,优化农业物理特性(特别是在肥沃的壤土和黏土)上具有重要作用。 如果在耕种60吨/公顷肥料时,土壤的渗透性增加1,5倍,那么在耕种20吨绿色三叶草的绿色质量时,土壤的渗透性将提高2倍。 排水,通气,结构,理化特性得到改善,地下地层通常得到种植。 Melilot具有强大而深入的根系,由于磷,钙,钾和其他元素难以到达的化合物被部分转移到上层。 这不仅增加了容易获得的食物的含量,而且由于土壤吸收复合物中碱的增加而导致土壤的某些脱氧。
Melilot绿肥蒸汽改善了食物,水和空气的状况,并由于腐生菌群的微生物活性增强而使土壤免受有害病原体的污染。 含有香豆素的甜三叶草的侧向质量在腐烂过程中变成十氢大麻酚,显着减少了线虫,线虫和角虫科的数量。 此外,甜三叶草是携带马铃薯病毒的蚜虫的“陷阱”。 因此,黄me的绿肥休闲在专门生产马铃薯的农场中特别有价值。 因此,例如,LLC“ Agrofirma” Slava土豆“使用以下方案:黄色甜三叶草-冬小麦-土豆-春季谷物与甜三叶草的过量播种。 同时,在干旱的背景下,甜三叶草可以显着减少土壤中的水分储备。 4.羽扇豆-黄色,白色,蓝色(窄叶)等一年生物种。 羽扇豆蓝窄叶-沙质和砂质壤土最好的绿肥之一,可提供30-40吨/公顷的绿肥加上10-15吨的根,有机物总量最高可达50-65吨/公顷,在肥料价值方面不逊于主要品种肥料。 除了氮之外,羽扇豆的绿色和根部还富含磷,钾,钙,微量元素,并且其比例对于主要农作物的正常生长和发育是必需的。 而且非常有价值的是-这些营养物质存在于耕种到土壤中的有机物中。
因此,它们不会像矿物肥料那样从土壤中冲洗掉。
在羽扇豆生长良好的地区,应优先选择羽扇豆作为更有价值的作物。 或者,可以收获未加工的草料作为饲料,而农作物的残留物将是一种有价值的肥料。 在15月底将黑麦播种成绿色饲料后,也将获得良好的效果。 到秋天,它获得了可观的质量,并被高切(20-3厘米)切成小块,并在土豆下耕种了茬。 结果,马铃薯的产量增加了5-1吨/公顷。 如新罗布科夫斯克实验站的研究表明,马铃薯使用羽扇豆残茬根残留物中的氮要比冬季黑麦和春季谷物更好。 对于熏蒸,最适合的窄叶羽扇豆品种,其名称包含“ siderat,绿肥”一词。 这意味着更高的生物碱含量。 羽扇豆以及多年生草,三叶草,苜蓿属于腐殖质形成剂。 作为使用羽扇豆的示例,我们给出了弗拉基米尔地区SPK“ Dmitrievy Gory”的作物轮作:2-羽扇豆; 3-冬季谷物; 4-土豆; 5-羽扇豆; XNUMX-土豆。
除了优势,一年生羽扇豆也有相对的劣势。 与多年生植物相比,它们积累的氮要少得多,因为它们的根系太小,无法改善土壤结构。 一年生豆类的下一个缺点是它们在生长期开始时生长缓慢,并且对杂草污染敏感。 此外,与其他杂草相比,豆类种子每公顷的价格要昂贵得多。
一般而言,绿色肥料的植物检疫作用是增加土壤的生物活性,并积极发展腐生土壤微生物区系,抑制病原体和许多害虫。 耕种绿肥时,马铃薯的质量提高了,产量增加了,贮藏损失减少了,产品的味道也得到了改善。 结合使用草酸盐更为有效。 在德国,近年来,多组分侧链混合物已被广泛使用。
俄罗斯联邦大多数马铃薯产区的农业气候资源非常有利于种植农作物并将其用作侧枝。
收获冬季和早春作物后,这些土地空置了超过70天,一年生青草饲料之后-长达80-90天。 在有利条件下,此时期的有效温度之和为800-1000°C,占一年中整个温暖时期农业气候资源的30-40%。 Siderata可以全季种植,并有两次收获,例如,冬黑麦+萝卜,苏丹草,芥末,荞麦,羽扇豆。 大麦种植谷物和留茬绿肥将产生相同的效果。
简介:轮作对于最大程度地减少土壤中感染积累引起的问题很重要,但不能完全消除它们。 绿肥的使用对农业系统具有全面的积极影响(增加有机物,控制侵蚀,控制杂草,改善土壤结构,提高土壤肥力,提高农业生产力)。 同时具有生物熏蒸特性,可提高侧枝的整体效力。 十字花科作物,羽扇豆,苏丹草和三叶草的绿色肥料帮助土壤改良。
在短轮作中包括有效侧耕是成功种植优质马铃薯的一种经济的农业方法。 任何绿人文化都有其自身的天然利基,优势和劣势,但您始终可以找到合理的解决方案。 在考虑到特定企业的所有基本情况(土壤,气候,植物病理学,经济学和专业化)的基础上,选择最佳的均化方案。 绿肥文化的培育必须在较高的组织和技术水平上进行,否则结果将不充分甚至是负面的。