Покровные культуры: Глобальная стратегия защиты и улучшения почвы

Выращивание покровных культур — практика посева растений в первую очередь для улучшения здоровья почвы, а не для сбора урожая — получает мировое признание как краеугольный камень устойчивого сельского хозяйства. От небольших фермерских хозяйств в Африке до крупных предприятий в Северной Америке, покровные культуры предлагают универсальный и эффективный способ улучшить здоровье почвы, защитить от эрозии и повысить общую производительность фермы. В этой статье рассматриваются принципы, преимущества и практическое применение покровных культур в различных мировых условиях.

Что такое покровные культуры?

Покровные культуры — это растения, выращиваемые для покрытия почвы, а не для сбора урожая. К ним могут относиться злаки, бобовые, крестоцветные и другие семейства растений. Выбор подходящих видов покровных культур зависит от различных факторов, включая климат, тип почвы, систему земледелия и желаемые преимущества. Покровные культуры часто высевают после сбора основной товарной культуры, но их также можно высаживать в междурядьях с основной культурой.

Преимущества покровных культур

Преимущества покровных культур многогранны и способствуют созданию более устойчивой и стабильной сельскохозяйственной системы. Вот некоторые ключевые преимущества:

1. Контроль эрозии почвы

Одним из самых значительных преимуществ покровных культур является их способность защищать почву от ветровой и водной эрозии. Густая корневая система покровных культур связывает частицы почвы, снижая риск потери верхнего плодородного слоя, особенно в периоды, когда почва в противном случае оставалась бы голой. Это особенно важно в регионах, подверженных сильным дождям или ветрам.

Пример: На Лёссовом плато в Китае покровные культуры широко используются для борьбы с сильной эрозией почвы, что снижает смыв осадков в реку Хуанхэ и улучшает качество воды.

2. Улучшение здоровья почвы

Покровные культуры вносят значительный вклад в улучшение здоровья почвы посредством:

• Увеличения органического вещества почвы (ОВП): Покровные культуры добавляют органическое вещество в почву при разложении, улучшая её структуру, водопроницаемость и способность удерживать питательные вещества. Более высокий уровень ОВП также повышает способность почвы связывать углерод, смягчая последствия изменения климата.
• Улучшения структуры почвы: Корни покровных культур создают каналы в почве, улучшая аэрацию и дренаж. Это способствует лучшему росту корней последующих культур.
• Повышения инфильтрации воды: Улучшенная структура почвы обеспечивает лучшую инфильтрацию воды, уменьшая поверхностный сток и увеличивая количество воды, доступной растениям в засушливые периоды.
• Улучшения круговорота питательных веществ: Покровные культуры могут поглощать из почвы питательные вещества, которые в противном случае были бы утеряны в результате вымывания. Когда покровные культуры разлагаются, эти вещества высвобождаются обратно в почву, становясь доступными для последующих культур.

Пример: В бразильском регионе Серрадо фермеры используют покровные культуры для улучшения бедных питательными веществами кислых почв, делая их более пригодными для производства сои.

3. Подавление сорняков

Многие покровные культуры могут эффективно подавлять сорняки, конкурируя за ресурсы, такие как свет, вода и питательные вещества. Некоторые покровные культуры также выделяют аллелохимические вещества, которые подавляют прорастание и рост сорняков. Это может снизить потребность в гербицидах, что ведёт к экономии средств и пользе для окружающей среды.

Пример: Рожь (Secale cereale) является распространённой покровной культурой, используемой для подавления сорняков в умеренных климатических зонах по всему миру.

4. Борьба с вредителями и болезнями

Некоторые покровные культуры могут помочь в борьбе с вредителями и болезнями, нарушая их жизненные циклы или предоставляя среду обитания для полезных насекомых. Например, некоторые покровные культуры могут привлекать естественных врагов вредителей сельскохозяйственных культур, снижая потребность в химических инсектицидах. Севооборот, включающий покровные культуры, также может помочь прервать циклы развития болезней в почве.

Пример: Посев горчицы (Brassica juncea) в качестве покровной культуры может помочь подавить почвенных нематод и грибковые заболевания в некоторых системах земледелия.

5. Повышение доступности питательных веществ

Бобовые покровные культуры, такие как клевер, вика и люцерна, способны фиксировать атмосферный азот благодаря симбиозу с бактериями в их корневых клубеньках. Этот азот затем высвобождается в почву при разложении покровной культуры, обеспечивая естественный источник азотного удобрения для последующих культур. Это снижает потребность в синтетических азотных удобрениях, которые могут быть дорогостоящими и вредными для окружающей среды.

Пример: В мелкотоварных фермерских системах в странах Африки к югу от Сахары бобовые покровные культуры имеют решающее значение для повышения плодородия почвы и урожайности при отсутствии доступа к синтетическим удобрениям.

6. Сохранение влаги

Улучшая структуру почвы и повышая инфильтрацию воды, покровные культуры могут увеличить влагоудерживающую способность почвы. Это помогает культурам выдерживать засушливые условия и снижает потребность в орошении. Мульча, создаваемая остатками покровных культур, также помогает уменьшить испарение с поверхности почвы.

Пример: В засушливых и полузасушливых регионах покровные культуры используются для улучшения инфильтрации и накопления воды, делая почву более устойчивой к засухе.

7. Смягчение последствий изменения климата

Покровные культуры могут способствовать смягчению последствий изменения климата, связывая углерод в почве. По мере роста покровные культуры поглощают углекислый газ из атмосферы в процессе фотосинтеза. Этот углерод затем накапливается в почве в виде органического вещества. Увеличивая уровень органического вещества в почве, покровные культуры могут помочь снизить концентрацию углекислого газа в атмосфере и смягчить последствия изменения климата.

Пример: Широкомасштабное внедрение практик выращивания покровных культур может внести значительный вклад в секвестрацию углерода в сельскохозяйственных почвах по всему миру.

Виды покровных культур

Покровные культуры можно условно разделить на следующие категории:

• Злаки: К ним относятся рожь, овёс, ячмень, пшеница и тритикале. Они отлично подходят для борьбы с эрозией почвы и улучшения её структуры.
• Бобовые: К ним относятся клевер, вика, люцерна и горох. Они ценны для фиксации атмосферного азота и повышения плодородия почвы.
• Крестоцветные: К ним относятся редька, репа и горчица. Они эффективны для подавления сорняков и могут помочь разрушить уплотнённые слои почвы.
• Смеси: Смеси различных видов покровных культур могут обеспечить более широкий спектр преимуществ, чем отдельные виды. Например, смесь злаковой и бобовой культуры может обеспечить как контроль эрозии почвы, так и фиксацию азота.

Выбор подходящей покровной культуры

Выбор подходящих видов покровных культур зависит от множества факторов, включая:

• Климат: Покровная культура должна быть адаптирована к местному климату, включая температуру, количество осадков и продолжительность вегетационного периода.
• Тип почвы: Покровная культура должна подходить к типу почвы, включая её текстуру, дренаж и pH.
• Система земледелия: Покровная культура должна быть совместима с существующей системой земледелия, включая севооборот, методы обработки почвы и стратегии борьбы с вредителями.
• Желаемые преимущества: Покровную культуру следует выбирать исходя из желаемых преимуществ, таких как контроль эрозии почвы, подавление сорняков, фиксация азота или улучшение здоровья почвы.
• Стоимость и доступность: Учитывайте стоимость семян и наличие различных видов покровных культур в вашем регионе.

Пример: В холодном климате популярным выбором является озимая рожь из-за её морозостойкости, в то время как в более тёплом климате более подходящими могут быть вигна или кроталярия.

Интеграция покровных культур в системы земледелия

Интеграция покровных культур в существующие системы земледелия требует тщательного планирования и управления. Вот некоторые ключевые соображения:

1. Сроки посева и прекращения вегетации

Сроки посева и прекращения вегетации покровных культур имеют решающее значение для их успеха. Покровные культуры следует высевать как можно скорее после сбора основной культуры, чтобы максимизировать их рост и пользу. Вегетация покровной культуры должна быть прекращена до того, как она начнёт мешать посеву следующей культуры. Методы прекращения вегетации включают скашивание, запахивание, применение гербицидов или естественное вымерзание зимой.

2. Методы посева

Покровные культуры можно высевать различными способами, включая разбросной посев, рядовой посев и авиапосев. Выбор метода посева зависит от вида покровной культуры, размера засеваемой площади и доступного оборудования.

3. Управление питательными веществами

Хотя покровные культуры могут улучшить круговорот питательных веществ, важно обеспечить их достаточным количеством питательных веществ для роста и получения пользы. Анализ почвы может помочь определить, нужны ли какие-либо поправки.

4. Управление водными ресурсами

Покровные культуры могут влиять на доступность воды, особенно в засушливых регионах. Важно следить за уровнем влажности почвы и при необходимости корректировать методы орошения.

5. Борьба с вредителями и болезнями

Хотя покровные культуры могут помочь в борьбе с вредителями и болезнями, иногда они могут служить убежищем для вредителей или болезней, которые могут поразить последующие культуры. Важно следить за покровными культурами на предмет проблем с вредителями или болезнями и принимать соответствующие меры.

Мировые примеры успешных систем с покровными культурами

Покровные культуры успешно применяются в различных сельскохозяйственных системах по всему миру. Вот несколько примеров:

• США: Покровные культуры широко используются на Среднем Западе для улучшения здоровья почвы, снижения эрозии и повышения урожайности кукурузы и сои.
• Бразилия: Системы нулевой обработки почвы с использованием покровных культур распространены в регионе Серрадо, улучшая плодородие почвы и инфильтрацию воды для производства сои.
• Китай: Покровные культуры широко используются на Лёссовом плато для борьбы с эрозией почвы и улучшения качества воды.
• Страны Африки к югу от Сахары: Бобовые покровные культуры интегрируются в мелкотоварные фермерские системы для повышения плодородия почвы и урожайности, особенно в районах с ограниченным доступом к синтетическим удобрениям.
• Европа: Нормативы по зелёному покрову способствуют использованию покровных культур для снижения вымывания нитратов и улучшения качества воды во многих европейских странах.
• Австралия: Покровные культуры используются на виноградниках и в садах для подавления сорняков, улучшения здоровья почвы и сохранения влаги.

Трудности и соображения

Хотя покровные культуры предлагают многочисленные преимущества, существуют также некоторые трудности и соображения, которые следует учитывать:

• Первоначальные инвестиции: Посев покровных культур требует первоначальных вложений в семена и рабочую силу.
• Навыки управления: Эффективное управление покровными культурами требует знаний о видах культур, методах посева и прекращения вегетации, а также о потенциальном влиянии на последующие культуры.
• Доступность воды: В засушливых регионах покровные культуры могут конкурировать с товарными культурами за воду.
• Проблемы с вредителями и болезнями: Некоторые покровные культуры могут служить убежищем для вредителей или болезней, которые могут поразить последующие культуры.
• Климатическая изменчивость: На успех покровных культур может влиять климатическая изменчивость, такая как засуха или экстремальные температуры.

Заключение

Покровные культуры — это мощный инструмент для улучшения здоровья почвы, защиты от эрозии и повышения устойчивости сельскохозяйственных систем во всём мире. Тщательно подбирая виды покровных культур и интегрируя их в существующие методы ведения сельского хозяйства, фермеры могут извлечь многочисленные выгоды из этой практики. Хотя существуют трудности и соображения, долгосрочные преимущества покровных культур значительно перевешивают недостатки, что делает их неотъемлемым компонентом устойчивого сельского хозяйства в 21 веке и в будущем. Внедрение практик выращивания покровных культур способствует созданию более устойчивой, продуктивной и экологически безопасной глобальной продовольственной системы.

Ресурсы для дальнейшего изучения

Существует множество ресурсов, которые помогут фермерам узнать больше о покровных культурах. К ним относятся:

• Местные консультационные службы: Ваша местная сельскохозяйственная консультационная служба может предоставить информацию и советы по практикам выращивания покровных культур, специфичным для вашего региона.
• Университетские исследования: Многие университеты проводят исследования по покровным культурам и предоставляют онлайн-ресурсы и публикации.
• Некоммерческие организации: Несколько некоммерческих организаций продвигают покровные культуры и предоставляют учебные материалы и техническую помощь.
• Онлайн-сообщества: Онлайн-форумы и сообщества могут связать вас с другими фермерами, использующими покровные культуры, и предоставить платформу для обмена информацией и опытом.