Сергеј Банадисев, доктор пољопривредних наука, Дока-Гене Тецхнологиес ЛЛЦ
Плодоред је важан за минимизирање проблема узрокованих нагомилавањем инфекције у земљишту, али их не може у потпуности елиминисати чак ни са 8-годишњим прекидом са враћањем кромпира на одређено поље. Коришћење усева зеленог ђубрива има комплексан позитиван ефекат на систем пољопривреде. Истовремено, својства биофумигације повећавају укупну ефикасност зеленог ђубрива.
Његово ефикасно укључивање у кратке плодореде је економична пољопривредна техника за успешан узгој висококвалитетног кромпира.
Индустријска производња кромпира укључује интензивну обраду тла, поновљене пролазе тешке машинерије преко поља и дуге периоде голог тла. Последица тога је распршивање земљишних честица, прекомерно збијање, уништавање природне структуре земљишта, убрзана минерализација органске материје. Истовремено, не заборавимо да је количина биљних остатака коју оставља кромпир релативно мала, садржај хумуса након кромпира се смањује. У земљишту, на биљним остацима, већина болести и штеточина кромпира дуго опстаје, а повећава се зараженост ораница отпорним коровима. Неки ротациони усеви деле штеточине са кромпиром. Да резимирамо, може се приметити да смањење трајања плодореда на фармама специјализованим за узгој кромпира доводи до погоршања услова земљишта за формирање усева, а код кратких ротација трошкови ђубрива, воде и пестицида могу бити већи, а принос мањи.
Само једногодишњи усеви житарица (пшеница, раж, јечам, овас, тритикале, кукуруз, љуљ) немају уобичајене фитопатогене проблеме са кромпиром.
Соја и репица су подложне ризоктонији и белој плесни. Многе култивисане и коровске врсте пате од вертицилијумске инфекције. Нематоде и инсекти имају алтернативне домаћине и добро одржавају популације у годинама када се кромпир не гаји. На пашњацима, вишегодишњим засадима детелине и житарица
траве стварају добре услове за размножавање жичњака, а ову опцију плодореда треба избегавати ако је уочено оштећење кромпира. Ово су изоловани примери, али генерално, фитопатолошки проблеми имају различите, често међусобно искључиве, начине за њихово превазилажење коришћењем плодореда (Табела 1).
Не постоје универзална решења, али познавање биологије и разлика сваког патогена омогућава нам да пронађемо рационалне опције за поступање у специфичним ситуацијама које настају као резултат велике концентрације кромпира у структури усевних површина.
Ефикасне шеме плодореда и добро одабрани претходници обезбеђују повећање приноса, побољшане агрофизичке, хемијске и биолошке особине, одржавање, па чак и повећану плодност земљишта, оптимизацију потрошње воде, смањење трошкова сузбијања корова, штеточина и болести, смањење потребе за минералним ђубривима, прво од свега – азот, равномерна расподела вршних оптерећења током сезоне пољских радова, могућност широке примене минималне обраде земљишта, стабилизација економичности биљне производње.
Овако сложен ефекат лакше се постиже у дуготрајним плодоредима усева различите намене, не само житарица, већ и сточне хране. Тешка економска реалност не дозвољава већини предузећа да посвете много времена и новца дугорочном узгоју других усева у плодореду и узгоју стоке.
Узимајући у обзир ову значајну околност, размотрићемо могућност кратких ротација усева (не више од две године паузе у враћању кромпира на њиву) за постизање наведених циљева у контексту приоритета решавања проблема узгоја кромпира.
Не говоримо о повећању плодности земљишта при узгоју кромпира. Резултати вишегодишњих научних истраживања јасно показују: никаква количина жетвених остатака и дуги периоди узгоја зачинског биља нису довољни да се одржи константан садржај хумуса, чак и ако кромпир заузима само једно поље у осмопољном плодореду. О кратким ротацијама нема шта да се каже. Али ови исти експерименти су доказали да годишња интензивнија култивација вишегодишњих трава даје бољи пораст органске материје у земљишту у поређењу са вишегодишњим неинтензивним узгојем (Лукин, 2009, Никонцхик П.И., 2012). За баланс хумуса без дефицита потребно је уносити најмање 10 т/ха органских ђубрива годишње или еквивалентну количину периодично. Ако предузеће нема органске материје, онда се сличан ефекат обезбеђује орањем зелених ђубрива, тј. целокупне биомасе усева зеленог ђубрива посебно гајених за ову намену.
Зелено ђубриво је, пре свега, важан извор органске материје и хранљивих материја, „стајњак узгајан на обрадивим површинама“, који по вредности ђубрења није инфериоран у односу на стајско ђубриво. Усеви зеленог ђубрива од махунарки попуњавају биолошке резерве азота у земљишту, претварају минерални азот из земљишта и ђубрива у органски облик који је еколошки прихватљив. Зелено ђубриво повећава стопу искоришћења минералног азота, спречавајући његову штетну акумулацију у земљишту. Зелено ђубриво повећава биолошку активност земљишта, оптимизујући услове живота за биоту земљишта и смањујући фитопатогену позадину земљишта. Зелено ђубриво смањује зараженост усева и земљишта коровом и помаже у смањењу оптерећења пестицидима на агроценозе. Зелено ђубриво повећава ђубриву вредност сламе и других органских ђубрива.
У принципу, било која биљка може бити мирисна. Списак култивисаних биљака које се могу користити за главне и средње усеве у портфељу водећих селекционих и семенских компанија укључује више од 30 артикала, почевши од уобичајене зимске ражи и завршавајући егзотиком као што је Абесинска Гизотија.
Табела 2. Биомаса усева зеленог ђубрива (Русакова И.В., 2017)
Постоје покушаји да се теоретски поткрепи орање равномерног корова (не морате ништа да сејете, само сачекајте неколико месеци у пролеће и то је то - дивни коров лоше траве је спреман). Објективно, биомаса махунарки има највећу вредност у односу на масу врста житарица и крсташа. Ова табела јасно показује предност зеленог ђубрива махунарки (табела 2).
Општа биолошка процена усева гајених у истом плодореду са кромпиром одређена је не само количином и квалитетом органске материје, већ и способношћу биомасе да обезбеди фитосанитарне, тј. лековито дејство. Реч је о релативно недавно откривеној способности јединствених биохемијских једињења појединих биљних врста да инхибирају и сузбијају заразне болести, корове и штеточине. Термин биофумигација је први пут коришћен да опише ефекте плодореда крсташа и зеленог ђубрења усева крсташа на штеточине које живе у земљишту (Маттхиессен и Киркегаард, 2006). Термин подразумева могућност постизања ефекта фумигације земљишта коришћењем биљака, а не хемикалија. Хемијским фумигантима у Русији је дозвољено да се користе само за дезинфекцију просторија, житарица, дрвне грађе итд. А у европским земљама, САД, Канади и Аустралији, хемијска фумигација земљишта се спроводи у великим размерама, у којој се норме од 400-500 кг/ха таквих "ауторитативних" лекова као што су, рецимо, метам-натријум и хлоропикрин се званично користе.
До данас је светска наука прикупила огромну количину података о последицама великог броја биљака на величину и квалитет жетве кромпира.
На пример, у Пољској је откривено ефикасно сузбијање неколико врста нематода коришћењем зелене масе или екстраката из невена, као и озиме грахорице. Али најчешће се примећује ефикасност фумигације усева крсташа. Уљана репица, сенф и ротквица садрже биолошки активне хемикалије које се називају глукозинолати. У земљишту се глукозинолати у корену, стабљици и листовима зелених ђубрива разлажу на изотиоцијанате, који убијају или сузбијају одређене болести, нематоде и корове. Током протеклих 12 година, научници из УСДА спровели су више од 70 студија које су испитивале ефекте различитих ротација на болести које се преносе кромпиром. Иако су резултати варирали од године до године и од поља до поља, генерално гледано, усеви крсташа су смањили болести кромпира (као што су ризоктонија, краставост и вертицилијум), а такође су значајно побољшали приносе кромпира. Најбоље фитонцидно дејство има уљарица, затим сарептска горушица, па бела горушица и репица, тј. Ефикасност усева варира. У Немачкој су створене посебне сорте уљане роткве отпорне на нематоде за сузбијање слободних нематода и нематода са кореновим чворовима.
Активна биохемијска једињења имају жута слатка детелина (Мелилотус оффициналис Деср.) и бела слатка детелина (Мелилотус албус Деср.) - традиционално двогодишње зељасте биљке махунарки, али је издвојена и једногодишња сорта која је веома вредна. Органске и минералне материје које слатка детелина ослобађа у земљиште састоје се од аминокиселина, једињења фосфора, калијума, сумпора, калцијума и других хемијских елемената. Под утицајем кореновог система слатке детелине, слабо растворљива једињења се растварају у земљишту и претварају у облике хранљивих материја које биљке асимилују. Увођењем слатке детелине у плодоред смањује се контаминација земљишта нематодама и жичњацима. Узрок угинућа штеточина и патогена је дикумарин, токсична супстанца која настаје из кумарина при разградњи коренских и жетвених остатака слатке детелине. Различите сорте жуте и беле слатке детелине практично се не разликују по садржају кумарина у биљкама. Хибрид сирка-суданске траве и суданграс су ефикасни против нематода кореновог чвора. Ови усеви ослобађају дурин у земљиште, који се разлаже у цијановодоник. Годишња лупина (алкалоидна и сточна) је главна култура зеленог ђубрива за бусено-подзолска земљишта.
Зелено ђубриво сорте лупине ослобађају у земљиште алкалоиде - деривате хинолизидина са бактериостатским, антивирусним и хербицидним дејством. Истовремено, алкалоиди могу повећати клијавост и енергију клијања семена, продуктивност различитих пољопривредних култура стимулисањем метаболичких процеса у биљкама, смањити накупљање нитрата, а имају и антимутагено дејство. Алкалоиди, као што је већ напоменуто, могу се користити као заштитне супстанце против биљних болести. Показало се да се у животној средини могу брзо деградирати. Према Гросс Р. Винк М., само 0,1 -2,0% спартеина остаје у земљишту 20 дана након његове примене. Антибактеријска и антифунгална активност алкалоидног екстракта биљака Лупинус ангустифолиус проучавана је против стандардних сојева следећих бактерија: Есцхерицхиа цоли, Псеудомонос аеругиноса, Бациллус субтилис и Стапхилоцоццус ауреус, као и против гљивица као што су Цандида албицанс и Ц. крусеицанс. Екстракт алкалоида показао је значајну активност против Бациллус субтилис, Стапхилоцоццус ауреус и Псеудомонос аеругиноса.
Дугогодишњи производни експерименти спроведени у САД и Канади под вођством главног специјалисте за биофумигацију кромпира, професора Ларкина, потврдили су висок потенцијал коришћења крстоносног поврћа у плодореду као прекурсора и зеленог ђубрива за борбу против болести које се преносе из земљишта. Углавном, биофумигација кроз производњу токсичних метаболита је предложени механизам, али ефекти посредовани микробним заједницама земљишта такође играју важну улогу. Бројна истраживања показују да се уљана репица узгајала као новчана култура и да није сва биомаса завршила у земљишту. Ово је доказало да корисни ефекти семена уљане репице нису последица биофумигационих ефеката уграђене зелене биомасе, већ су једноставно резултат узгоја различитих биљних врста. Зелено ђубриво уљане репице и белог сенфа обезбедило је веће смањење инциденције ризоктоније од усева горушице са много вишим нивоима глукозинолата, што указује да производи биофумигације нису били примарни механизам деловања. Генерално, улога зеленог ђубрива је нижа од вредности плодореда. Разноврснији системи усева доводе до повећања биомасе микроорганизама у земљишту. Плодоред је главни извор формирања комплетне структуре микробних заједница. Сваки ротациони усев доприноси јединственим микробним карактеристикама и може утицати на структуру и функцију микробних заједница. Додавање зеленог ђубрива не смањује нужно популацију патогена или преживљавање, али повећава популацију микроорганизама антагонистичких патогена. Ротације јечма и крсташа доследно су имале веће бактеријске популације и микробну активност од већине других ротација, док је континуирани кромпир (без ротације) резултирао највећим смањењем нивоа микробне активности. Комбинација средње озиме ражи са семеном уљане репице доводи до смањења црне и обичне краставости за 25-41% у односу на континуирани плодоред кромпира и за 2137-XNUMX% у односу на стандардни плодоред јечма/детелине. Ови подаци су у складу са концептом да већа микробна активност и разноврсност доводе до боље супресије инфекције.
Међутим, ефекат најбољих претходника често није само позитиван. Утврђено је да је црвена детелина повезана са повећаним нивоом ризоктоније. Пхацелиа, на пример, потискује нематоде чворова корена, али је биљка домаћин нематодама из рода Трицходорус, које преносе вирус Звечке. Овај вирус, заузврат, изазива симптоме гландуларне мрље на кртолама. Сенф може изазвати појаву мрља у жлезди. А било који усеви у ротацији имају своја ограничења или чак негативна својства која треба да знате. Овде је прикладно дати детаљну процену немачких истраживача у вези са утицајем усева у плодореду на врсте нематода и физиолошке поремећаје (Табела 3).
Хајде да окарактеришемо усеве за биофумигацију, чије се семе може користити у главним и средњим усевима на територији Руске Федерације.
1. Рипер суданске траве и сирка, формирач тла, биофумигатор. Хибрид сирка и суданграса (ССХ) је хибрид сирка и судангтраве (суданграсс). Обе врсте се независно користе као зелено ђубриво, али хибрид има предност отпорности на сушу и отпорност на мраз. Биљке сирка уносе огромне количине органске материје у тло када се саде. Ове високе, брзорастуће једногодишње биљке које воле топлоту гуше коров, потискују неке нематоде и продиру дубоко у тло. ССГ је најбоље зелено ђубриво након жетве међу усева и махунарки, јер троши много азота. Има агресиван коренов систем, који делује као аератор земљишта, кошење јача и грана корен суданске траве 5-8 пута. Дебљина стабљике достиже 4 цм у пречнику, висина - до 3 метра.
Корени ССГ луче посебну алелопатску супстанцу - сорголеон. Ово је, у ствари, хербицид који почиње да се ослобађа већ петог дана након клијања. Супстанце сирка имају најтеже дејство на ужадну траву, шљунку, траву у окућници, зелену чекињу, траву од жира и амброзију. Снажно делује и на гајене биљке, па је потребно одржавати интервал између орања суданске траве и садње усева. Сејање суданског сирка уместо пожњевеног усева је одличан начин да се поремети животни циклус многих болести, нематода и других штеточина. Због своје огромне биомасе и подземног кореновог система, судански сирак враћа плодност исцрпљеног и збијеног земљишта у року од годину дана. Ово је најбоље зелено ђубриво за исушивање глиновитих, влажних земљишта на којима је радила тешка опрема. Покошена зелена маса се може користити за малчирање на другим пољима, за сточну храну и силажу. Оптимално је једно кошење по сезони. Биомаси треба дуго да се разгради и не може се оставити без орања. Сузбијање нематода могуће је само при орању свеже зелене масе која није достигла фазу цеви. Сирак има своје штеточине, неке хибридне сорте нису погодне за исхрану стоке јер садрже цијановодоничне киселине.
2. Цруциферно зелено ђубриво испуњавају све захтеве за зелено ђубриво: брзо расту, имају сочну, богату биомасу и огромну мрежу малих корена, сузбијају коров, гљивице, жичане глисте и нематоде, краставост. Неко поврће крсташа, као што је даикон, има корен који може да прође кроз ђон плуга много ефикасније од другог зеленог ђубрива.
Сенф је идеалан за фиксирање азота који је остао након жетве, јер брзо расте зеленило. Сузбијање и сузбијање корова крстоносним зеленим ђубривом је последица брзог раста и „затварања куполе“, односно високе покривне способности земљишта. Не најмању улогу игра алелопатски утицај распадајућих остатака заораних у јесен. Горушица и ротквица ометају развој чобанске торбице, гушчије ноге, чекиње, прутњака, траве окућнице, траве жира и др. Усјеви се могу сејати махунаркама, тј. када су се већ укорениле, не вреди сејати у смешу - биљке крсташа престижу друге биљке и инхибирају њихов развој. Потрошња семена - 10-30 кг/ха. Садња крстоносног зеленог ђубрива може се вршити у било којој фази вегетације, али је оптимално време почетак или средина цветања, за које време биљка достиже максималну биомасу.
Биомаса засађена у касну јесен почиње да ослобађа азот у рано пролеће, тј. баш на време за слетање.
Врсте купуса захтевају додатни азот и сумпор уз њихову помоћ, синтетишу се етерична уља-фунгициди и глукозинолат. Под зеленим ђубривом добро је применити минерална ђубрива, која враћају оно што је нагомилано у хелатном облику. Они добро акумулирају фосфор и чине га доступнијим кроз секреције корена. По садржају угљеника и брзини распадања, поврће крсташа заузима средње место између житарица и махунарки.
Главни проблем са зеленим ђубривима за купус је ризик од оштећења, па чак и потпуног уништења садница од стране крстоносне буве. Поред тога, при коришћењу усева крсташа не треба дозволити да семе сазре, јер се тиме ствара огромна количина нежељених корова за цео плодоред. И још једном је потребно нагласити да врсте и сорте крстоносних усева имају многе биолошке и технолошке разлике и да су далеко од еквивалентних по својствима биофумигације. На првом месту је уљарица (сорте отпорне на нематоде), на другом жута или сарептска сенф. Нажалост, пољопривредна наука није проценила фумигациона својства сорти круциферних усева домаће селекције, а немачке посебне сорте нису званично доступне, јер нису укључене у руски регистар.
3. Слатка детелина - двогодишња, ређе, једногодишња биљка висине у узгоју до 2-2,5 м са стабљиком која не лежи, једна од највреднијих усева за зелено ђубрење.
За разлику од већине других врста махунарки, веома је пластична и формира велику зелену масу. У култивацији акумулира од 100 до 300 кг азота по хектару.
По брзини разлагања органских остатака, због уског односа угљеника и азота (око 20), слатка детелина нема премца међу махунаркама. Његова улога је велика у регулисању равнотеже органске материје, активирању биолошких процеса у земљишту, оптимизацији агрофизичких својстава, посебно на тешким иловастим и глиновитим земљиштима. Ако се при орању 60 т/ха стајњака водопропусност земљишта повећава за 1,5 пута, онда се при орању 20 т зелене масе слатке детелине повећава за 2 пута. Побољшавају се дренажа, аерација, структура, физичко-хемијска својства, а подземни хоризонт је углавном култивисан. Слатка детелина има моћан, дубоко пенетрирајући коренов систем, захваљујући коме се тешко доступна једињења фосфора, калцијума, калијума и других елемената делимично транспортују у горње слојеве. Ово не само да повећава садржај лако доступне хране, већ доприноси и одређеној деоксидацији земљишта услед повећања база у комплексу који апсорбује земљиште.
Пара слатког зеленог ђубрива побољшава прехрамбени, водено-ваздушни режим и дезинфикује земљиште од штетних патогена због повећане микробиолошке активности сапрофитне микрофлоре. Маса зеленог ђубрива слатке детелине, која садржи кумарин, који се током труљења претвара у декумарин, значајно смањује број жичара, нематода и корњавих буба. Поред тога, слатка детелина је „замка“ за лисне уши које преносе вирусе кромпира. Због тога је пара зеленог ђубрива од жуте слатке детелине посебно вредна на фармама специјализованим за производњу кромпира. На пример, Агрофирма Слава Потатоес ДОО користи следећу шему: жута слатка детелина - озима пшеница - кромпир - јаре житарице са пресјавањем слатке детелине. Истовремено, на позадини суше, слатка детелина може критично смањити резерве влаге у тлу. 4. Лупин - жута, бела, плава (усколисна) и друге једногодишње врсте. Плава ангустифолиа лупина је једно од најбољих зелених ђубрива за песковита и песковита иловаста земљишта, даје 30-40 т/ха зелене масе плус 10-15 тона корена, укупно до 50-65 т/ха органске масе, што није инфериоран у вредности ђубрења у односу на стајњак главне врсте Зелена и коренаста маса лупина, поред азота, богата је фосфором, калијумом, калцијумом, микроелементима и то у таквом односу који је неопходан за нормалан раст и развој главних пољопривредних култура. А оно што је веома вредно је то што се ови хранљиви састојци налазе у органској материји која је заорана у земљишту.
Због тога се не испиру из земље, као што се често дешава са минералним ђубривима.
У оним областима где лупина добро расте, треба јој дати предност као вреднију културу. Алтернативно, зелена маса се може сакупљати за исхрану, а остаци жетве ће бити вредно ђубриво. Добри резултати се добијају и када се посеје крајем маја после сече ражи за зелену сточну храну. До јесени добија значајну масу, а коси се на високом засеку (15-20 цм) за силажу, а стрниште се оре испод кромпира. Као резултат, принос кромпира се повећава за 3-5 т/ха. Како су показала истраживања на Новозибковској експерименталној станици, кромпир користи азот из стрништа и остатака корена лупине боље од озиме ражи и јаре житарице. За фумигацију су најпогодније сорте усколисне лупине које у називу имају речи „зелено ђубриво, зелено ђубриво“. То подразумева повећан садржај алкалоида. Лупин, заједно са вишегодишњим травама, детелином и луцерком, спада у категорију биљака које стварају хумус. Као пример употребе лупине, дајемо плодоред пољопривредног производног комплекса „Дмитријеви Гори” у Владимирском региону: 1 - лупина; 2 - озиме житарице; 3 - кромпир; 4 - лупина; 5 - кромпир.
Уз своје предности, једногодишње лупине имају и релативне недостатке. Акумулирају много мање азота у поређењу са трајницама и не могу побољшати структуру земљишта јер им је коренов систем премали. Следећи недостатак једногодишњих махунарки је њихов спор раст на почетку вегетације и осетљивост на контаминацију коровом. Осим тога, у поређењу са другим зеленим ђубривом, семе махунарки је знатно скупље по хектару.
Генерално, фитосанитарна улога зелених ђубрива је повећање биолошке активности земљишта и активни развој сапрофитне микрофлоре земљишта, сузбијање патогена и бројних штеточина. Приликом орања зеленог ђубрива побољшава се квалитет кромпира и повећава принос, смањују се губици током складиштења, побољшава се укус производа. Комбинована употреба зеленог ђубрива је још ефикаснија. Последњих година, вишекомпонентне мешавине зеленог ђубрива постале су широко распрострањене у Немачкој.
Агроклиматски ресурси већине региона за производњу кромпира Руске Федерације су прилично повољни за узгој стрништа и њихово коришћење као зелено ђубриво.
Након жетве озимих и раних пролећних усева, њиве остају незаузете више од 70 дана, а након једногодишњих усева се користе за зелену сточну храну - до 80-90 дана. Под повољним условима, збир ефективних температура за овај период износи 800-1000°Ц, односно 30-40% агроклиматских ресурса целог топлог периода године. Зелено ђубриво се може узгајати током целе сезоне и добити две жетве, на пример, озиму раж + уљану ротквицу, суданску траву, сенф, хељду, лупину. Подједнак ефекат имаће гајење јечма за зрно и стрништа.
Резиме: Плодоред је важан за минимизирање проблема узрокованих нагомилавањем инфекције у земљишту, али их не може у потпуности елиминисати. Употреба зелених усева има комплексан позитиван ефекат на систем гајења (додавање органске материје, сузбијање ерозије, сузбијање корова, побољшање структуре земљишта, повећање његове плодности, повећање продуктивности усева). Истовремено, својства биофумигације повећавају укупну ефикасност зеленог ђубрива. Доказано је да се земљиште може побољшати уз помоћ зеленог ђубрива за усеве крсташа, лупине, суданске траве и слатке детелине.
Укључивање ефикасног зеленог ђубрива у кратке плодореде је економична пољопривредна техника за успешан узгој висококвалитетног кромпира. Сваки усев зеленог ђубрива има своју природну нишу, предности и недостатке, али се увек могу наћи рационална решења. Избор оптималне опције зеленог ђубрива врши се на основу узимања у обзир свих битних околности одређеног предузећа: земљишта, климе, фитопатологије, економије, специјализације. Узгајање усева зеленог ђубрива мора се одвијати на високом организационом и технолошком нивоу, иначе ће резултат бити недовољан или чак негативан.