Agricultural Consulting Service

Українська

Бизнес-консалтинг. Создание современного бизнеса под ключ. Технический аудит. Как получить дополнительную прибыль? Консультационные услуги по сельскому хозяйству, аквакультуре, природным ресурсам, окружающей среде, безопасной энергии в промышленности и строительстве...

Home      О нас     Реализованные проекты

Наши конкурентные преимущества   Курсы агрономов

Проектный менеджмент     Политика конфиденциальности

Технический, операционный и управленческий аудит

География наших проектов

Почему выгодно инвестировать в аграрный бизнес и сельское хозяйство

Наши публикации в ведущих мировых изданиях

Publisert: 20.01.2019 | Oppdatert: 2.12.2024

Растениеводство в условиях критических уровней рН и засоления почв

Кандидат с.х. наук, PhD, Алексей Орлов

Кислотность и засоление почв и их влияние на питание растений и их выращивание

Как кислотность почв влияет на урожайность и прибыль? Многие фермеры сталкиваются с тем, что почва на их полях имеет высокую кислотность (песчаные почвы Полесья и западных регионов Украины, а также часто встречаются поля с высоким уровнем засоления – солончаки (степная и лесостепная зоны, южные регионы Украины). В Данной статье мы рассмотрим, самые главные особенности выращивания культур на таких почвах и то, какие сельскохозяйственные культуры для этого можно использовать!

Уровень pH почвы

Именно уровень pH почвы определяет - кислые почвы, или они щелочные. Большинство почв в Украине, имеют уровень рН от нейтрального (pH 7,0) до щелочного (pH> 7,0). Это относится к большинству черноземов. pH почвы влияет на доступность питательных веществ, особенно фосфора, микроэлементов и на биологическую активность почвы. Уровень рН почвы обусловлен исходным материалом почвы, типом растительности, климатическими особенностями (особенно количеством осадков) и возрастом почв.

Исследование кислотности и щелочности почв свидетельствует, что большинство сельскохозяйственных почв в Украине, являются геологически молодыми (<12 тыс. лет) и развиваются при умеренных количествах осадков. Эти условия способствовали формированию нейтральных или слабощелочных  почв.

Исключение составляют песчаные почвы, которые выщелачиваются или развиваются в Полесской зоне, торфяные и пойменные почвы.

Карта кислотности почв мира. Коричневый - кислые почвы. Синий - щелочные (Source: T. Hengl, A Practical Guide to Geostatistical Mapping)

Карта кислотности почв Европы. Коричневый - кислые почвы. Синий - щелочные. Эта карта показывает, что в Украине очень много кислых и щелочных почв (Source: T. Hengl, A Practical Guide to Geostatistical Mapping)

При низком уровне pH почвы (кислые почвы):

• снижается урожайность и прибыльность

• ингибируется развитие азотофиксирующих бактерий Rhizobium, которые обеспечивают фиксацию атмосферного азота (рис. 1)

• гербициды из семейства имидазолинонов (imi-гербициды), такие как Евролайтинг или Фабиан, медленно разрушаются в кислых почвах (рис. 2)

• алюминий, содержащийся в почве становиться токсичным для растений и вызывает нарушения физиологических процессов, протекающих в растениях и приводит к слабому развитию корневой системы и повреждениям растений

• даже при высоком минеральном фоне, не гарантируется получение урожая, так как многие элементы становиться токсичными и нарушается баланс минеральных элементов в растениях.

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Рис. 1. На почвах с нейтральной реакцией, клубеньковые бактерии развиваются нормально, как у сои на фото, но развитие клубеньковых бактерий Rhizobium часто ингибируется в случае применения imi-гербицидов, и наличия кислых почв. Это касается всех бобовых: сои, гороха, люцерны, клевера, нута, чечевицы, и т.д. (дата съемки 10.06.2017, Черкасская область)

----------------------

Каждая сельскохозяйственная культура, имеет свои требования к уровню кислотности почвы. И наивысшая урожайность будет только при определенном показателе кислотности почвы. На разных типах почвы, одна и та же культура, имеет разные требования к оптимальной кислотности почвы. Также уровень содержания органического вещества в почве очень сильно влияет на оптимальный уровень pH почвы для той или иной культуры.

Например, клубника предпочитает слабокислые почвы с рН между 5,5 (на легких почвах) и 6,8 (на тяжелых почвах). Поэтому, известкование не распространено при выращивании клубники. В почвах с более высоким содержанием органического вещества клубника может переносить несколько ниже уровень рН. На клубнике, когда рН почвы падает ниже 5,5, усвоение магния, кальция, фосфора и молибдена также снижается, поэтому следует применять подкормки. На клубнике, при рН выше 7,0 может не хватать цинка, марганца и железа.

----------------------

При высоком уровне pH почвы (щелочные почвы):

• снижается урожайность и прибыльность

• доступность фосфора и большинства микроэлементов снижается, что делает правильное внесение этих элементов более важным

• потери мочевины из почв на улетучивание больше

• увеличивается риски получения растениями ожогов от контакта корней с  мочевиной

• гербициды из семейства сульфонилмочевин и триазинов (атразин), медленно разрушаются в таких почвах (рис. 3)

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Рис. 2. На фото – деформация растений подсолнечника после внесения imi-гербицида на кислой почве. Последействие imi-гербицидов на растения на кислых почвах значительно усиливается (дата съемки 10.07.2017, Житомирская область)

Многими из этих проблем плодородия, на почвах с высоким рН, можно  управлять с помощью правильных сроков и методов внесения удобрений. Не рекомендуется заблаговременное внесение минеральных и органических удобрений.

Известкование эффективно повышает pH кислых почв.

Видео - современный сахарный завод - это не только производство сахара, но и производство высокоэффективного удобрения для известкования кислых почв - дефеката (видео Südzucker AG)

Подкисление почв также может происходить за счет применения азотных и серных удобрений.

Однако на щелочных почвах и черноземах, этот эффект ничтожен и не имеет сильного влияния. Попытки подкисления щелочных почв обычно не увенчались успехом, поскольку высокое содержание карбоната кальция эффективно нейтрализует кислотность от добавления в почву серы или азотных удобрений.

А в современном садоводстве и овощеводстве, для подкисления, часто добавляют специальные кислоты в систему капельного полива, что положительно сказывается на росте и развитии культурных растений.

Почвы с высоким рН, могут быть результатом эрозии, неправильной ирригации, обработки почвы, выравнивания почвы или смешивания горизонтов почвы. Различные культуры по-разному реагируют на уровень кислотности почвы (таблица 1).

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Рис. 3. На почвах с низким содержанием гумуса или с высоким содержанием песка, или же, как на данном фото – щелочных почвах (угнетение подсолнечника на высококарбонатных почвах на мергелевой основе), гербициды некоторых групп (сульфонилмочевины, триазины, ацетохлор), разлагаются медленнее, в результате чего проявляется фитоксичность (последействие) на растения (дата съемки 22.05.2017)

Таблица 1

Критический уровень рН, ниже которого сельскохозяйственные культуры значительно снижают урожайность

* - на кислых почвах происходит ингибирование развития клубеньковых бактерий

Сельскохозяйственные культуры, отлично растущие на кислых почвах и дающие высокие урожаи на кислых почвах:

• Голубика (pH от 4,5 до 5,5 оптимально)

• Черника (pH от 4,5 до 5,5 оптимально)

• Клюква (pH от 4,5 до 5,5 оптимально)

• Морошка (pH от 4,5 до 5,5 оптимально)

• Облепиха

• Клубника / земляника (между 5,5 - легкие почвы, и 6,8 - тяжелые почвы)

• Малина

• Ежевика

• Яблоня

• Картофель

• Морковь

• Брюква и турнепс

• Рожь

• Рапс

• Пастбищные травы

Наиболее распространенными культурами, для выращивания на кислых почвах, являются пшеница, овес, спельта, рожь, подсолнечник, нут, чечевица, по некоторым данным белый люпин и бобы. Также часто выращивают, лен и в некоторых случаях - рапс, горчицу, рыжик и сою. Также хорошо растет киноа и техническая конопля. При проведении известкования, можно выращивать и кукурузу, кормовую свеклу, энергетическую свеклу и сахарную свеклу.

Из кормовых трав на кислых почвах хорошо выращивать  люцерну. Очень хорошо переносят такие почвы пастбищные травы и травосмеси. Хорошо растут покровные культуры.

Из овощных культур на кислых почвах - можно выращивать картофель (лучше всего), морковь, капусту, брокколи, брюкву и турнепс, дайкон, салаты.

В грунтовых теплицах можно выращивать огурцы и томаты.

С садовых и ягодных культур на кислых почвах хорошо растут: клубника (садовая земляника), ежевика, малина, яблоня, хмель, жимолость, слива, алыча, шиповник, облепиха, бузина, культурный терн, лещина, черника и голубика. Некоторые фермеры, при правильной подготовке поля, выращивают виноград.

Что касается голубики, то она может давать хорошие урожаи только на кислых почвах, поэтому при выращивании ее в тех регионах, где почва не кислые, надо специально завозить кислый грунт (торф) под голубику.

Лекарственные травы, медоносы можно выращивать на кислых почвах.

Энергетические культуры на кислых почвах - большинство энергетических культур хорошо переносят кислые почвы (ольха, ива, травы).

Декоративные культуры, например хвойные, также будут хорошо расти на кислых почвах.

Решением для выращивания культур, которые не выносят кислых почв, в тех регионах, где почвы кислые, является выращивание таких культур в современных теплицах, на гидропонике, это касается овощных культур, ягодных культур и некоторых садовых культур.

Степень влияния кислотности почв на развитие той или иной культуры очень сильно зависит от местных условий. Для получения хороших и стабильных результатов, следует обязательно проводить технический аудит местных условий для эффективного выращивания той или иной сельскохозяйственной культуры.

Также положительными факторами на кислых почвах является внесение органических удобрений и использования технологий No-Till & Strip-Till и ее разновидностей, а также организация дренажа и капельного орошения.

Засоление почв и влияние засоления почвы на рост и развитие растений

Засоление почвы - это такое состояние почвы, когда водорастворимые соли в зоне расположения корневой системы растений, препятствуют росту и развитию сельскохозяйственных культур.

Засоление почв - это сложная проблема и стратегия для решения этой проблемы зависит от результатов анализа почвы – нужно определить количественное содержание и тип присутствующих солей.

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Рис. 4. Подсолнечник (слева) и горчица (справа), являются одними из самых устойчивых к засолению почв культур

Высокое содержание соли увеличивает осмотический потенциал почвенного раствора и препятствует поглощению воды растениями.

Растения большинства сельскохозяйственных культур,  как правило, наиболее чувствительны к засолению период всходов и в начальных  фазах развития.

Некоторые виды растений более чувствительны к уровню засоления почв, чем другие, в зависимости от их генетических особенностей.

Чтобы оценить тип проблемы засоления, следует провести анализы, как на обрабатываемых полях, так и рядом, на незатронутых обработкой участках. Анализы должны проводиться для определения  электропроводности ЭП (EC), pH, насыщения катионного основания и содержания кальция, магния, натрия и органического вещества. Электропроводность водной вытяжки из почвы, является показателем концентрации растворенных солей в почве. По мере увеличения содержания соли также играет роль значение ЭП (EC) (таблица 2).

Таблица 2

Влияние уровня засоления на рост сельскохозяйственных культур

* - как определено методом насыщенных водой почвенных паст

** - диапазон значения солености, при котором урожай можно рассчитывать, как минимум, на 50% от нормального урожая

Большинство сельскохозяйственных культур снижают урожайность при засолении почв и субстратов при выращивании их методом гидропоники. Например, клубника очень чувствительна к уровню засоления (рис. 5).

Photo source: YARA

Влияние уровня засоления на развитие клубники, слева - направо: низкая соленость, средняя соленость, высокая соленость. Видно, что при высокой солености растения развиваются слабее, они дают намного меньший урожай

Вся оросительная вода содержит растворенные минеральные соли, но их концентрация и состав варьируются. Вода с наибольшей концентрацией приведет к большим проблемам с соленостью и снижению урожая. Например, при выращивании клубники, если соленость оросительной воды превышает идеальный уровень ЭП (0,7 мСм/см), произойдет уменьшение урожайности, а при более высоком показателе ЭП урожайность уменьшается намного больше.

Другой тип проблемы  - это когда уровни натрия высокие по отношению к кальцию и магнию в почве. Эти почвы очень липкие и скользкие, когда они насыщены влагой и очень твердые, комковатые и склонны к образованию корки при подсушивании. Соотношение адсорбции натрия (SAR) должно определяться в почвенной лаборатории. SAR представляет собой соотношение натрия к полезным структурным катионам почвы, кальцию и магнию. Когда значение SAR превышает 13, почва является «натриевой». Если SAR превышает 13, а EC больше 4, почва считается «солено-натриевой» почвой.

По некоторым данным (Gary S. Banuelos), полевыми культурами, наиболее устойчивыми к засолению почв являются: подсолнечник, горчица, сафлор, а из энергетических культур - соляная трава (Distichlis spicata L.) и тополь.

Также существуют существенные сортовые различия в уровне устойчивости различных сортов культур к уровню засоления почв и к почвам с высокой кислотностью. Также присутствуют различия в устойчивости гибридов (F1) и сортов, а также подвоев в садоводстве.

Многие энергетические культуры хорошо переносят засоление почв (травы, тополь).

Таким образом, современные исследования влияния кислотности и щелочности почв на развитие растений и их урожайность, показывают, что существует существенное влияние на растения. Уменьшить негативные последствия можно с помощью указанных выше агроприемов, а также благодаря выращиванию тех культур, которые более устойчивы

Если вы хотите увеличить прибыльность бизнеса в условиях кислых, щелочных или засоленных почв, обращайтесь к нам - мы поможем!

Продолжение следует.....

-----------------------

Сокращенный вариант статьи был опубликован в журнале "The Ukrainian FARMER", 2018

Заказывайте качественное агрономическое сопровождение для получения рекордных урожаев рапса в Agricultural Consulting!

Обращайтесь к нам для агроконсалтинга и создания прибыльного аграрного бизнеса!

Гарантируем качество услуг наивысшего международного уровня!

Контакты

Дисклеймер

©Все права защищены. Защита авторских прав и правила сайта

©Agricultural Consulting Service. Бизнес-консалтинг. Создание современного бизнеса под ключ. Технический аудит. Как получить дополнительную прибыль? Консультационные услуги по сельскому хозяйству, аквакультуре, природным ресурсам, окружающей среде, безопасной энергии в промышленности и строительстве...

www.farming.org.ua