Зеленое удобрение

Органический материал, оставленный на сельскохозяйственном поле для использования в качестве мульчи или удобрения почвы

В сельском хозяйстве зеленое удобрение — это культура, специально выращиваемая для внесения в почву, пока она еще зеленая. ^{[1] Обычно} биомасса зеленого удобрения вносится с помощью плуга или диска, как это часто делается с (коричневым) навозом . Основная цель — добавить органическое вещество в почву для ее пользы. Зеленое удобрение часто используется с бобовыми культурами для добавления азота в почву для последующих культур, особенно в органическом земледелии , но также используется в традиционном земледелии . ^[2]

Способ применения

Фермеры применяют зеленое удобрение, смешивая имеющиеся растительные отходы с почвой. ^[3] Фермеры начинают процесс зеленого удобрения с выращивания бобовых или сбора обрезков деревьев/кустарников. Комбайны собирают зеленые удобрения и смешивают растительный материал с почвой. Неразложившиеся растения подготавливают почву для товарных культур, медленно выделяя питательные вещества, такие как азот, в почву. ^[3]

Фермеры могут решить вносить зеленое удобрение в почву до или после посадки товарных культур. Такое разнообразие в графиках посадки можно увидеть в рисоводстве. ^[4]

Функции

Фиксация азота зелеными бобовыми культурами

Зеленые удобрения обычно выполняют несколько функций, включая улучшение почвы и ее защиту:

• Зелёные бобовые удобрения, такие как клевер и вика, содержат азотфиксирующие симбиотические бактерии в корневых клубеньках , которые фиксируют атмосферный азот в форме, которую могут использовать растения. Это выполняет жизненно важную функцию удобрения .

В зависимости от вида выращиваемой покровной культуры количество азота, высвобождаемого в почву, составляет от 40 до 200 фунтов на акр. При использовании зеленого удобрения количество азота, доступного для последующей культуры, обычно находится в диапазоне 40-60% от общего количества азота, содержащегося в зеленом удобрении. ^[5]

• Зеленое удобрение действует в основном как подкисляющее почву вещество, снижая щелочность/pH щелочных почв за счет образования гуминовой кислоты и уксусной кислоты .
• Включение покровных культур в почву позволяет высвободить питательные вещества, содержащиеся в зеленом удобрении, и сделать их доступными для последующих культур. Это происходит немедленно из-за увеличения численности почвенных микроорганизмов из-за деградации растительного материала, которые способствуют разложению этого свежего материала. Это дополнительное разложение также позволяет повторно включить питательные вещества, которые находятся в почве в определенной форме, такие как азот (N), калий (K), фосфор (P), кальций (Ca), магний (Mg) и сера (S).
• Микробная активность при внесении покровных культур в почву приводит к образованию мицелия и вязких материалов, которые приносят пользу здоровью почвы, улучшая ее структуру (т.е. за счет агрегации). ^[5]

Повышенный процент органического вещества ( биомассы ) улучшает инфильтрацию и удержание воды , аэрацию и другие характеристики почвы. Почву легче переворачивать или обрабатывать, чем неагрегированную почву. Дальнейшая аэрация почвы является результатом способности корневых систем многих сидеральных культур эффективно проникать в плотные почвы. Количество гумуса , находящегося в почве, также увеличивается с более высокими скоростями разложения, что полезно для роста культуры, следующей за сидеральной культурой. Небобовые культуры в основном используются для увеличения биомассы.

• Корневая система некоторых видов сидератов проникает глубоко в почву и извлекает из нее питательные вещества, недоступные для культур с поверхностной корневой системой .
• Обычные функции покровных культур по подавлению сорняков . В основном используются не бобовые культуры (например, гречиха ). ^[6] Глубокие корневые свойства многих сидеральных культур делают их эффективными в подавлении сорняков . ^[7]
• Некоторые зеленые удобрения, когда им дают цвести , обеспечивают корм для опыляющих насекомых . Зеленые удобрения также часто служат средой обитания для хищных полезных насекомых, что позволяет сократить применение инсектицидов там, где высажены покровные культуры.
• Некоторые зеленые удобрения (например, озимая пшеница и озимая рожь ) также можно использовать для выпаса скота. ^[6]
• При выборе сидеральной покровной культуры для посадки часто также учитывается борьба с эрозией .
• Некоторые зеленые культуры уменьшают количество вредителей и болезней растений . Вертициллезное увядание особенно уменьшается у растений картофеля. ^[8]

Внедрение зеленых удобрений в систему земледелия может значительно сократить потребность в дополнительных продуктах, таких как дополнительные удобрения и пестициды.

Ограничения, которые следует учитывать при использовании зеленого удобрения, — это время, энергия и ресурсы (денежные и природные), необходимые для успешного выращивания и использования этих покровных культур. Следовательно, важно выбирать зеленые удобрения на основе региона выращивания и годового количества осадков, чтобы обеспечить эффективный рост и использование покровной культуры(культур).

Выделение питательных веществ

Зеленое удобрение расщепляется на компоненты питательных веществ для растений гетеротрофными бактериями, которые потребляют органические вещества. Тепло и влага способствуют этому процессу, подобно созданию компостного удобрения. Растительное вещество выделяет большое количество углекислого газа и слабых кислот, которые реагируют с нерастворимыми минералами почвы, высвобождая полезные питательные вещества. Например, в почвы с высоким содержанием минералов кальция можно вносить зеленое удобрение для получения более высокого содержания фосфата в почве, что, в свою очередь, действует как удобрение. ^[6]

Соотношение углерода к азоту в растении является решающим фактором для рассмотрения, поскольку оно повлияет на содержание питательных веществ в почве и может лишить урожай азота, если для производства зеленого удобрения используются неправильные растения. Соотношение углерода к азоту будет отличаться от вида к виду и в зависимости от возраста растения. Соотношение обозначается как C:N. Значение N всегда равно единице, тогда как значение углерода или углеводов выражается значением от примерно 10 до 90; соотношение должно быть меньше 30:1, чтобы не допустить истощения бактериями навоза имеющегося азота в почве. Rhizobium — это почвенные организмы, которые взаимодействуют с зеленым удобрением, чтобы удерживать атмосферный азот в почве. ^[9] Бобовые , такие как фасоль, люцерна, клевер и люпин, имеют корневые системы, богатые ризобиями, что часто делает их предпочтительным источником материала зеленого удобрения. ^{[ требуется ссылка ]}

Урожай

Многие зеленые удобрения высаживают осенью или зимой, чтобы покрыть землю перед весенним или летним посевом. ^[10]

• Люцерна , корни которой проникают глубоко в почву, чтобы доставлять питательные вещества на поверхность. ^{[примечание 1]}
• Гречиха ^{[примечание 2]} в умеренных регионах
• Коровий горох ^{[примечание 1]}
• Клевер (например, однолетний донник ) ^{[примечание 1]}
• Конские бобы ^{[примечание 1]}
• Пажитник
• Папоротники рода Azolla использовались в качестве зеленого удобрения в Юго-Восточной Азии .
• Люпен
• Просо ^{[примечание 2]}
• Горчица
• арахис
• Фацелия пижмолистная ^[11]
• Редька, например, редис пахотный или дайкон.
• Сесбания ^{[примечание 1]}
• Сорго
• Соя ^{[примечание 1]}
• Суданская трава ^{[примечание 2]}
• Конопля сунская — бобовая культура, широко распространённая в тропиках и субтропиках.
• Бархатная фасоль ^{[примечание 1]} ( Mucuna pruriens ), распространенная на юге США в начале 20-го века, прежде чем ее заменили соевые бобы, популярные сегодня в большинстве тропических стран, особенно в Центральной Америке, где она является основным зеленым удобрением, используемым в подсечно-мульчирующих методах земледелия.
• Вика ( Vicia sativa , Vicia villosa ) ^{[примечание 1] [12]}
• Зимняя фасоль ^[11]

1. Это одно из многих бобовых растений , которое можно использовать в качестве зеленого удобрения. ^[5]
2. Это одна из многих немубовых культур, которые можно использовать в качестве зеленого удобрения. ^[5]

История

Зеленые удобрения использовались с древних времен. До изобретения химических азотных удобрений фермеры могли использовать только органические удобрения. Есть свидетельства того, что греки вспахивали кормовые бобы и конские бобы в почву около 300 г. до н. э. Римляне также использовали зеленые удобрения, такие как конские бобы и люпин, чтобы сделать свою почву более плодородной. ^[3] Китайские сельскохозяйственные тексты, датируемые сотнями лет, ссылаются на важность трав и сорняков в обеспечении питательными веществами сельскохозяйственной почвы. Это было также известно ранним североамериканским колонистам, прибывшим из Европы. Обычными колониальными зелеными удобрениями были рожь, гречиха и овес. ^[6]

Традиционно внесение зеленых удобрений в почву известно как паровой цикл севооборота , который использовался для того, чтобы почва восстановила свое плодородие после сбора урожая. ^{[ необходима ссылка ]}

Ограничения зеленого удобрения

Неправильное управление зелеными удобрениями или без дополнительных химических добавок может ограничить урожайность. Смешивание зеленых удобрений с почвой без достаточного времени перед посадкой может остановить поток азота (иммобилизация азота). Когда поток азота прекращается, питательных веществ не будет достаточно для посадки следующей культуры. ^[3] Системы земледелия с короткими периодами роста для зеленых удобрений обычно неэффективны. Фермеры должны взвесить стоимость зеленых удобрений с их производительностью, чтобы определить их пригодность. ^[4]

Смотрите также

• Органическое садоводство
• Почвенный инокулянт
• Обеззараживание почвы
• Покровная культура
• Подкисление почвы
• Веганское органическое садоводство

Ссылки

1. Pieters, Adrian J (1927). Green Manuring (PDF) . John Wiley & Sons, NY. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-02-02 . Получено 2021-09-24 .
2. Ларкин, Роберт П.; Ханикатт, К. Уэйн; Оланья, О. Модесто (01.05.2011). «Управление вертициллезным увяданием картофеля с помощью подавляющих болезнь зеленых удобрений и в зависимости от истории предыдущих посевов». Болезни растений . 95 (5): 568–576. doi :10.1094/PDIS-09-10-0670. ISSN  0191-2917. PMID  30731947.
3. Fageria, NK (2007-05-07). «Зеленое удобрение в растениеводстве». Журнал питания растений . 30 (5): 691–719. Bibcode : 2007JPlaN..30..691F. doi : 10.1080/01904160701289529. ISSN  0190-4167. S2CID  93807349.
4. Becker, M.; Ladha, JK; Ali, M. (1995-07-01). «Технология зеленых удобрений: потенциал, использование и ограничения. Исследование случая выращивания риса в низинах». Plant and Soil . 174 (1): 181–194. Bibcode : 1995PlSoi.174..181B. doi : 10.1007/BF00032246. ISSN  1573-5036. S2CID  28306230.
5. Салливан, Престон (июль 2003 г.). «Обзор покровных культур и зеленых удобрений: основы устойчивого сельского хозяйства». ATTRA.
6. Лоуренс, Джеймс (1980). The Harrowsmith Reader, том II . Camden House Publishing Ltd. стр. 145. ISBN 0920656102.
7. Василакоглу, Иоаннис; Дима, Кико; Анастасопулос, Элиас; Литургидис, Анастасиос; Гугулиас, Николаос; Чулиарас, Николаос (24 февраля 2011 г.). «Зеленое удобрение орегано для подавления сорняков на устойчивых хлопковых и кукурузных полях». Биология и управление сорняками . 11 (1): 38–48. doi :10.1111/j.1445-6664.2011.00403.x.
8. Ларкин, Роберт П.; Ханикатт, Уэйн; Оланья Модесто, О. (май 2011 г.). «Управление вертициллезным увяданием картофеля с помощью подавляющих болезнь зеленых удобрений и в зависимости от истории предыдущих посевов». Plant Dis . 95 (5): 568–576. doi :10.1094/PDIS-09-10-0670. eISSN  1943-7692. ISSN  0191-2917. PMID  30731947.
9. Лоуренс, Джеймс (1980). The Harrowsmith Reader, Том II . Camden House Publishing Ltd. стр. 146. ISBN 0920656102.
10. "Ассоциация фермеров и садоводов штата Мэн" (PDF) . mofga.org . Ноябрь 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21.03.2015 . Получено 27.02.2015 .
11. "Green Manures". Королевское садоводческое общество . Получено 18 октября 2022 г.
12. Филпотт, Том (2013-09-09). "Один странный трюк, чтобы навсегда исправить фермы". Mother Jones . Получено 2014-03-14 .

Внешние ссылки

• Обзор покровных культур и зеленых удобрений
• Методы сидерации удобрений
• Использование зеленого удобрения для выращивания риса [1]
• База данных покровных культур Калифорнийского университета