Сельскохозяйственное завещание Глава 6 Развитие индорского процесса

Оглавление

Сэр Альберт Говард

Глава 6
Развитие индорского процесса

Зеленые удобрения

ПОСКОЛЬКУ Шульц-Люпиц впервые показал около 1880 года, как открытые песчаные почвы Северной Германии могут быть улучшены по текстуре и плодородию за счет заделки зеленых культур люпина, возможности этого метода обогащения земли были тщательно исследованы Экспериментом. Станции. После того, как была доказана роль клубеньков на корнях зернобобовых растений в фиксации атмосферного азота, проблемы зеленых удобрений, естественно, сосредоточились вокруг использования зернобобовых культур для пополнения запасов азота и органических веществ в почве. . В конце девятнадцатого века казалось таким легким, просто возделав зернобобовые культуры, одним махом и очень экономично решить великую проблему сохранения плодородия почвы. За счет небольших хлопот зернобобовые клубеньки можно было бы использовать как азотную фабрику, а остальную часть урожая можно было бы использовать для производства гумуса. Все это можно сделать с небольшими затратами и без серьезного вмешательства в обычную обработку урожая. Эти ожидания, естественное наследие менталитета NPK, привели к бесчисленным экспериментам по выращиванию зеленых удобрений по всему миру практически со всеми видами зернобобовых культур. В нескольких случаях, особенно на открытых, хорошо аэрируемых почвах, где осадки после вспашки зеленых культур были хорошо распределены и было достаточно времени для разложения, результаты были удовлетворительными. Однако в большинстве случаев они не оправдали ожиданий. Поэтому будет полезно изучить предмет в целом и определить, если возможно, причины, по которым этот метод повышения плодородия почвы так часто оказывается неудачным.

Рассмотрение факторов, влияющих на рост, гниение и использование остатков зеленых культур, сразу же объяснит общую неспособность зеленых удобрений увеличить следующий урожай, а также навсегда положит конец несколько экстравагантным надеждам. повторения немецких результатов, что удалось, потому что все факторы, включая время, оказались благоприятными. Бесполезно рабски копировать этот метод, если мы не можем в то же время воспроизвести почву и климатические условия Северной Германии.

Основными факторами при выращивании зеленых удобрений являются: (1) знание азотного цикла применительно к местному сельскому хозяйству; (2) условия, необходимые для быстрого роста, а также для образования обильных клубеньков на корнях зернобобовых культур, используемых для внесения зеленых удобрений; (3) химический состав зелени на момент вспашки; (4) почвенные условия в период разложения. Эти четыре фактора должны быть изучены, прежде чем можно будет изучить возможности создания зеленых удобрений.

Важность азотного цикла для местного сельского хозяйства является фактором при выращивании зеленых удобрений, которому уделяется слишком мало внимания. Как будет более полно показано в главе 14, все возможности зеленых удобрений могут быть использованы только тогда, когда мы знаем, в какие периоды года происходит накопление нитратов, как эти накопления согласуются с местной сельскохозяйственной практикой и когда происходит накопление нитратов. могут быть потеряны в результате выщелачивания и других средств. Если культура не в полной мере использует нитраты, это ценное вещество необходимо иммобилизовать с помощью сидератов или сорняков и водорослей. Нельзя оставлять его наедине с собой. Он должен быть либо поглощен урожаем, либо каким-то другим растением.

Почвенные условия, необходимые для выращивания зернобобовых культур, используемых в качестве сидератов, никогда не были изучены в достаточной степени. Кларк обнаружил в Шахджаханпуре в Индии, что было выгодно внести в землю небольшую подкормку из навоза с фермы непосредственно перед посевом зеленых культур. Эффект от этого заключается в значительном стимулировании роста и узлового развития. Кроме того, зеленая культура при переворачивании гниет намного быстрее, чем при отсутствии этого предварительного удобрения. Возможно, что помимо стимуляции клубневого развития, небольшая обработка навоза с фермы необходима для эффективного действия микоризной ассоциации, которая, как известно, существует в корнях большинства зернобобовых растений. Эта ассоциация — фактор, о котором полностью забыли при внесении зеленых удобрений. В превосходном резюме Ваксмана на стр. 208-14 последнего издания его монографии о гумусе нет упоминания об этом. Этот фактор, вероятно, также окажется важным при использовании гумуса, оставшегося при внесении зеленых удобрений.

Живой мост между гумусом в почве и растением необходимо правильно подкормить, иначе почти наверняка пострадает питание урожая, который мы хотим получить.

По мере роста химический состав зеленой культуры меняется очень значительно: материал молодой или зрелой культуры, когда он представлен микроорганизмам почвы, приводит к очень разным результатам. Ваксман и Тенни представили результаты разложения типичного зеленого удобрения (ржи), собранного в разные периоды роста. Когда растения молодые, они быстро разлагаются: большая часть азота выделяется в виде аммиака и становится доступной. Когда растения созревают, они разлагаются гораздо медленнее: азота для разложения недостаточно, поэтому микроорганизмы используют часть нитратов почвы, чтобы восполнить дефицит. Вместо обогащения почвы доступным азотом гниение урожая приводит к временному обеднению. Эти фундаментальные вопросы суммированы в следующей таблице:

Таблица 5
Скорость разложения растений ржи на разных стадиях роста
(Ваксман и Тенни) Два грамма сухого материала разложились за 27 дней.
Стадия ростаCO 2 выделяетсяАзот выделяется в виде аммиакаПотребление азота из СМИ
ххmg. Cmg. Nmg. N
Растения всего 25-35 см. высокий286.822.20
Незадолго до того, как головы начнут формироваться280.43.00
Незадолго до цветения199.500
Растения почти созрели187.908.9

Количество гумуса, образующегося в результате гниения зеленых культур, также зависит от возраста растений. Молодые растения с низким содержанием лигнина и целлюлозы оставляют очень небольшой остаток гумуса. С другой стороны, зрелые растения богаты целлюлозой и лигнином и дают большое количество гумуса. Эти различия показаны в таблице 6.

Таблица 6
Образование гумуса при разложении растений ржи на разных стадиях развития

(Ваксман и Тенни)
Химические составляющиеВ начале разложения *В конце периода разложения **
Незадолго до того, как головы начнут формироваться
ххmg.mg.% от оригинала
Общее нерастворимое в воде органическое вещество7,4652,01527.0
Пентозаны2,05038018.5
Целлюлоза2,61061023.4
Лигнин1,18075063.6
Белок нерастворим в воде81625331.0
Растения почти созрели
ххmg.mg.% от оригинала
Общее нерастворимое в воде органическое вещество15,1148,77058.0
Пентозаны3,9281,55339.5
Целлюлоза6,2622,76644.2
Лигнин3,4033,01988.7
Белок нерастворим в воде181519286.7
* 10 г. материал (на сухой основе) используется для молодых растений и 20 гр. для старых растений.
** 30 дней для молодых растений и 60 дней для зрелых растений.

Из этих результатов следует, что если мы хотим использовать зеленые удобрения для быстрого увеличения количества питательных веществ в почве, мы всегда должны вспахивать зеленые культуры на молодой стадии; если наша цель — увеличить содержание гумуса в почве, мы должны подождать, пока урожай сидератов не достигнет своего максимального роста.

Почвенные условия после вспашки зеленой культуры не менее важны, чем химический состав урожая. Микроорганизмам, разлагающим сидераты, необходимы четыре вещи: (1) достаточное количество комбинированного азота и минералов; (2) влажность; (3) воздух; (4) подходящая температура. Все это должно быть предоставлено вместе.

Фактор, который так часто приводит к неприятностям, — это бедность почвы — недостаточное количество азота и минералов. Отсюда следует, что при вспашке зрелой культуры эффект ее гниения на следующую культуру всегда будет зависеть от плодородия почвы. Если почва находится в плохом состоянии, большая часть доступного связанного азота будет иммобилизована для разложения сидератов; следующий урожай пострадает от голода; внесение зеленых удобрений будет временным провалом. Если, однако, почва плодородна или если мы вспахиваем свежеприготовленный перегной вместе с зелеными культурами, тогда будет присутствовать дополнительный связанный азот, необходимый для гниения; следующий урожай не пострадает. Плодородие почвы в этом, как и во многих других вопросах, дает фермеру значительную свободу действий. С почвой в добром сердце можно делать все, что угодно, о чем не может быть и речи, когда почва неплодородна. Поэтому хороший запас плодородия всегда будет важным фактором при выращивании зеленых удобрений.

Поскольку разложение зеленого урожая осуществляется микроорганизмами, гниение прекращается, если влажность опускается ниже определенного уровня.

Опять же, если подача воздуха прекращается из-за сильного дождя после вспашки или из-за слишком глубокого закапывания зеленых культур, быстро развивается анаэробная почвенная флора, которая начинает получать кислород из субстрата. Ценные белки подвергаются атаке, и их азот выделяется в виде газа. Химические реакции торфяного болота заменяют те, которые происходят на ранних стадиях правильно управляемой компостной кучи. Это часто случается в сезон дождей, и это одна из причин, почему использование зеленых удобрений в тропическом сельском хозяйстве так часто неудовлетворительно.

Наконец, температурный фактор важен в таких странах, как Великобритания, где есть зима. Здесь сидеральные культуры часто приходится убирать осенью, прежде чем почва станет слишком холодной, чтобы завершить первые стадии гниения до наступления зимы.

Теперь можно рассмотреть использование зеленых удобрений в сельском хозяйстве. Вообще говоря, они делятся на три класса: (1) защита от накопления нитратов; (2) производство гумуса и (3) сочетание того и другого.

Защита накопления нитратов

Изучая этот важный вопрос, мы должны прежде всего подумать о том, как Природа, если она предоставлена ​​самой себе, всегда имеет дело с нитратами, полученными из органических веществ микроорганизмами в почве. Им никогда не разрешается выбрасывать отходы, они обездвиживаются растениями, в том числе пленкой водорослей на поверхности почвы. Последние легко разлагаются: поэтому они являются чрезвычайно ценными агентами для защиты нитратов.

В распоряжении фермера есть два метода иммобилизации нитратов. Он может либо перехватить свои избыточные накопления нитратов, посеяв бобовые культуры, либо управляя своими сорняками и почвенными водорослями, чтобы они делали то же самое автоматически. В любом случае нитраты, которые в противном случае превратились бы в отходы, превращаются в молодые свежие побеги, которые затем не могут быть потеряны при выщелачивании и которые позже могут быть быстро преобразованы обратно в доступный азот и минералы организмами в почве. Очевидно, что если с сорняками можно справиться так, чтобы можно было использовать все скопления нитратов, а образовавшийся рост можно было заглушить и разложить для получения следующего урожая, то нет необходимости сеять зернобобовые культуры, чтобы делать то, что сама природа может сделать намного лучше. .

Один из лучших примеров комбинированного использования сорняков и промежуточных культур для иммобилизации нитратов, который я видел, был разработан г-ном Л. П. Хейнсом в большом хмельном саду компании Arthur Guinness, Son & Co. в Бодиаме в Сассексе. Поверхностное выращивание в этом саду прекращается в августе вскоре после того, как сформируется хмель. Затем засевают немного горчицы, которая вместе с звездчаткой вскоре образует зеленый ковер, не мешая созреванию хмеля. Во время сбора смешанные сеянцы хорошо приживаются, после чего нитраты, образующиеся в конце лета и в начале осени, полностью остаются в их распоряжении. Рост очень быстрый. Осенью привозят овец пасти горчицу. Их моча и помет попадают на звездчатку и, таким образом, составляют часть основных отходов животного происхождения. Весной легко разлагающуюся звездчатку вспахивают в плодородную почву и вовремя разлагают для следующего урожая хмеля. Почва этого хмелевого сада теперь сильно заряжена семенами звездчатки, так что в момент прекращения поверхностного культивирования в августе следующего года начинается новый урожай. Это обращение с обычным сорняком плодородной почвы для соответствия потребностям хмеля показалось мне не чем иным, как гениальным ходом. Трудно найти более эффективную культуру на основе сидератов, чем та, которую природа не предусмотрела. Может ли быть лучший пример использования резерва плодородия для быстрого разложения зеленого урожая ранней весной? Земля в Бодиаме почти никогда не раскрывается; заселен хмелем или звездчаткой; один урожай совпадает с другим; энергия солнечного света почти полностью утилизируется в течение года; невидимая рабочая сила хмеля — дождевые черви и микроорганизмы — полностью занята. Поскольку использование искусственных средств и ядовитых аэрозолей будет сокращено, эффективность в этой части невидимого заведения возрастет.

Этот метод озеленения можно было бы использовать гораздо шире в таких странах, как Великобритания. В частности, в области выращивания фруктов, овощей и картофеля нет причин, по которым осенний посев сорняков не следует рассматривать как сидеральный на линиях Бодиама. Если земля в добром сердце, почва не будет иметь трудностей в разложении сорняков. Если земля бедна органическими веществами, следует обработать сорняки свежеприготовленным перегноем плотностью не менее 5 тонн на акр до того, как они исчезнут.

Производство гумуса

Получение гумуса из сидеральных культур — дело гораздо более трудное, чем использование этого метода иммобилизации нитратов. Тем не менее, он имеет первостепенное значение для поддержания плодородия почвы. Факторы, участвующие в преобразовании зеленых удобрений в гумус в почве, такие же, как и в компостной куче. Все факторы должны действовать вместе. Неудача одного из них полностью нарушит процесс. Если это произойдет, следующий урожай будет посеян в почву, находящуюся в неприемлемом состоянии. Земля будет использована для завершения образования гумуса и одновременного выращивания урожая. Это слишком многого. Почва возьмет на себя прерванную работу и приступит к производству перегноя. Это приведет к пренебрежению урожаем. Неуправляемым фактором являются осадки. Это должно быть правильно, если мы хотим, чтобы производство гумуса в почве было успешным. В Индии, например, за двадцатишестилетний опыт работы это было правильно примерно раз в шесть или семь лет. В остальном все было совершенно неправильно. Часто после вспашки было слишком много дождя, когда аэробная фаза не развивалась, а вместо этого создавались болотные условия. В другое время дождя было недостаточно для ранней стадии грибка. Однако там, где есть ирригация, нехватка индийских муссонов не имеет значения.

Однако в исключительных случаях можно продолжать производство перегноя в почве без какого-либо риска временной поломки. Можно процитировать один британский пример. На некоторых крупных фермах Голландского отделения Линкольншира горох выращивают вместе с картофелем в севообороте. Проблема в том, чтобы произвести перегной до посадки следующего урожая картофеля. Это было решено. В начале июля горох режут и отправляют на лущильные машины, где отделяются зеленые семена и остается большое количество измельченной ботвы. Сразу после удаления гороха землю засевают фасолью. Затем измельченный стебель гороха разбрасывают по поверхности вновь засеянной земли с последующей легкой обработкой навоза с фермы — около 6-7 тонн на акр. Бобы прорастают через ферментирующий слой на поверхности почвы и помогают сохранять ее влажной. Пока бобы растут, гумус производится тонким листом по всему полю. В конце сентября, когда бобы зацветут, компостирование этого листа на земле завершается. Затем зелень слегка вспахивают вместе со слоем свежеприготовленного компоста. Затем производство гумуса продолжается в почве. Бобы в этих условиях быстро разлагаются; процесс изготовления перегноя завершается перед посадкой следующего урожая картофеля.

Сохранение нитратов после производства гумуса

Иммобилизация нитратов с помощью зеленых культур с последующим преобразованием сидератов в перегной требует времени и полного контроля над всеми операциями. Пример успешного использования этого метода описан в главе 14. Тяжелые посевы сахарного тростника были выращены в Шахджаханпуре в Соединенных провинциях путем улавливания нитратов, накопленных в разгар юго-западного муссона, с помощью зернобобовых и зернобобовых культур. затем преобразование этого в гумус с помощью осеннего накопления нитратов в той же почве.

Из принципов, лежащих в основе зеленых удобрений, и применения этих принципов в сельскохозяйственной практике следует, что вспашка зеленых культур — это не простой вопрос добавления такого количества фунтов азота на акр, а обширный и многогранный вопрос. биологическая проблема. Более того, он динамичен, а не статичен; вовлеченные агенты живы; их деятельность должна согласовываться друг с другом, с сельскохозяйственной практикой, с одной стороны, и с сезоном — с другой. Если мы попытаемся решить такую ​​сложную задачу на основе простого содержания азота или соотношения углерода: азота, мы обязательно пойдем вразрез с великими биологическими принципами и вступим в конфликт с одним правилом в природе за другим. Поэтому неудивительно, что внесение зеленых удобрений привело к такому недоразумению и разочарованию.

Реформа зеленых удобрений

Неопределенность производства гумуса в почве может быть преодолена путем выращивания зеленых культур, чтобы обеспечить материал для компостирования. Это, конечно, увеличивает трудозатраты и расходы, но во многих странах оказывается коммерческим предложением. В Родезии, например, в настоящее время регулярно выращивают посевы соленой конопли, чтобы обеспечить подстилку, богатую азотом, для смешивания со стеблями кукурузы, чтобы улучшить соотношение углерода и азота в подстилке, используемой в кралях для крупного рогатого скота. Таким образом значительно снижается нагрузка на почву; он предназначен только для разложения того, что осталось от корневой системы зеленых культур во время сбора урожая. Производство перегноя распределяется между почвой и компостной кучей.

При преобразовании материалов с низким содержанием азота (таких как листья сахарного тростника и стебли хлопчатника) в перегной очень выгодно смешивать эти огнеупорные материалы с некоторыми бобовыми растениями в зеленом состоянии. Ускорено и упрощено производство перегноя; уменьшается количество необходимой воды; земля, на которой был выращен зеленый урожай, приносит пользу.

Библиография

Кларк, Г. «Некоторые аспекты улучшения почвы в связи с производством сельскохозяйственных культур», Proc. Семнадцатого Индийского научного конгресса, Азиатское общество Бенгалии, Калькутта, 1930, стр. 23.

Ваксман С.А. и Тенни Ф.Г. «Состав природных органических материалов и их разложение в почве», Почвоведение, xxiv, 1927, с. 275; xxviii, 1929, стр. 55; и xxx, 1930, стр. 143.

Запись опубликована в рубрике Общий дизайн с метками , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий