Аэрация Почвы И Ее Влияние На Развитие Культур

Что Такое Аэрация Почвы?

В результате аэрации земля насыщается воздухом: между порами земли и атмосферой происходит обмен кислородом и углекислым газом. Такая циркуляция предотвращает кислородное голодание посевов и снижает вредное влияние углекислого газа, если его концентрация в верхних слоях грунта повышается.

От Каких Свойств Почвы Зависит Ее Аэрация

Чтобы выполнить процесс аэрации правильно, необходимо учитывать факторы, которые на него влияют. Таким образом, фермеры смогут улучшить аэрацию и минимизировать негативные последствия. К таким факторам относятся:

• влажность почвы;
• текстура грунта;
• инфильтрационные свойства;
• движение техники;
• внесение органического вещества;
• использование угодий для выпаса скота и др.

Перечисленные факторы могут привести к уплотнению почвы, избыточному содержанию углекислого газа и дефициту кислорода.

Уплотнение Почвы

В большинстве случаев недостаточная аэрация почвы вызвана ее уплотнением. В грунтах с мелкими частицами уплотнение происходит быстрее. Чем мельче частицы, тем плотнее они прикрепляются друг к другу, и тем меньше остается пространства для кислорода. Без кислорода и растения, и почвенные аэробы погибают. Уплотнение может быть негативным последствием нерационального орошения и других полевых работ.

Подтопление

Независимо от причины (природные явления или антропогенные факторы), подтопление нарушает аэрацию почвы. После сильных ливней, наводнений или чрезмерного полива, вода заполняет все земляные поры. В результате воздух из земли вытесняется, а концентрация кислорода снижается почти до нуля. Грубо говоря, воздух не поступает в землю, потому что все пространство”занято” водой. Однако, после высыхания баланс восстанавливается: вода испаряется, а воздух снова поступает в грунт.

Органическое Вещество

Внесение органического вещества в почву повышает ее плодородие. Однако, разложение органического вещества сопровождается сильным выделением углекислого газа. Соответственно, при высоких концентрациях органического вещества CO2 может вырабатываться слишком быстро. Следовательно, и выводится углекислый газ в этом случае медленнее, а иногда достигает токсических концентраций.

Другая проблема заключается в том, что медленное выведение углекислого газа также задерживает поступление кислорода, необходимого корневым системам растений, а приток кислорода происходит в процессе циркуляции почвенного и атмосферного воздуха. По этой причине вносить органическое удобрение следует в умеренных количествах и уже в компостированном виде.

Выпас Скота

Пасущиеся животные повышают плодородие грунта путем органического удобрения навозом. Однако, длительный выпас скота на одном месте приводит к уплотнению земли копытами животных. Ротация пастбищ является оптимальным решением этой проблемы.

Регулярное Перемещение Техники

Под тяжестью сельскохозяйственных машин земля на полях сжимается, что также приводит к уплотнению. По этой причине движение массивной техники (кормоуборочных комбайнов, разбрасывателей навоза) следует ограничить, а количество операций рационально сократить. Ситуация усугубляется, когда машины перемещаются по влажной земле.

Как Делать Аэрацию Почвы

Аэрация проводится с целью насыщения верхнего слоя почвы кислородом, который необходим для функционирования корней и микроорганизмов. Аэрация также разрыхляет верхний слой грунта и улучшает его инфильтрационные свойства. Улучшить аэрацию почвы можно несколькими методами, выбор которых зависит от размера территорий и их специфики.

Самый радикальный подход – это снять верхний слой и завезти землю на поле заново. Осуществить такой метод не всегда представляется возможным, не говоря об усилиях и затратах. Аэрация почвы является более приемлемым решением. Стандартные приемы улучшения аэрации проводят удалением пробок, а также с помощью шипов и жидкостей.

Шиповая Аэрация Почвы

При аэрации почвы шипами почвенный покров нарушается меньше всего: в грунте делают отверстия, через которые проникает воздух. Размеры обрабатываемых таким способом участков очень малы из-за небольшой ширины захвата применяемых инструментов. Такими инструментами являются обувь для аэрации, зубцы, колесные аэраторы и насадки на косилки – у всех из них есть шипы, которые прокалывают землю.

В первых трех вариантах надевают обувь и ходят в ней по полю или управляют инструментами вручную: толкают перед собой или перемещают с помощью колес. С одной стороны, такой метод – самый простой. С другой стороны, для него нужна большая физическая сила. Использование насадок на косилки требует минимальных усилий человека, поскольку они крепятся на сельхозтехнику.

Удаление Пробок

Данный метод аэрации почвы предполагает удаление спрессованных комков (“пробок”), что особенно актуально для уплотненных глинистых грунтов. Пробки образуются из глины, остатков корней, соломы в верхнем слое земли. В отличие от предыдущего метода, аэрация происходит не за счет прокалывания шипами, а за счет удаления кусочков грунта.

Удаление “пробок” – не самый аккуратный способ аэрации почвы, но он имеет определенные преимущества:

• усиление газообмена;
• насыщение прикорневой зоны кислородом;
• повышение скорости инфильтрации воды;
• улучшение структуры земли;
• заделка органического вещества.

Для пробковой аэрации почвы применят аэраторы с ручным управлением и насадки на косилки.

Жидкая Аэрация Почвы

Предыдущие методы предполагают непосредственную обработку грунта, но применение жидкостей способствует аэрации по-другому. В состав жидких аэраторов входят смачивающий агент и питательные вещества для почвенной биоты.

Смачивающие агенты улучшают инфильтрацию, и вода проникает в почву глубже. Благодаря этому, почвенные микроорганизмы могут перемещаться вглубь почвенного профиля и таким образом рыхлить землю. В результате деятельности микроорганизмов вода просачивается еще ниже, что благотворно сказывается на развитии корней.

Более того, жидкие аэраторы содержат питательную среду для бактерий (в основном, экстракт водорослей), которая стимулирует их активность. В свою очередь, активность бактерий стимулирует активность дождевых червей, перемещение которых улучшает пористость грунта. В результате воздух и вода проникают по “ходам” червей вглубь почвенного профиля. Дождевые черви и насекомые также участвуют в разложении органического вещества, что улучшает плодородие земли.

Почему Вспашка – Не Лучший Метод Аэрации Почвы

Вспашка – наиболее интенсивный способ механической обработки почвы, при котором землю переворачивают, а большие комы разбивают на мелкие. Без сомнения, пахотные операции улучшают приток кислорода и уменьшают уплотнение почвы, но эффективность вспашки краткосрочна. Негативное влияние интенсивной обработки почвы ставит под сомнение целесообразность ее частого применения:

• ухудшение качества земли из-за рисков возникновения ветровой и водной эрозии;
• уничтожение полезных микроорганизмов (однако, вспашка как метод интегрированной защиты растений также снижает популяции вредителей и их личинок);
• перемещение семян сорняков на поверхность грунта (но в то же время, попадание семян сорняков вглубь почвенного профиля в результате пахотных операций семена снижает вероятность их прорастания, поэтому вспашка является механическим способом борьбы с сорняками);
• загрязнение атмосферы из-за сжигания топлива, которое используется сельскохозяйственной техникой (что является одной из причин изменения климата).

Таким образом, вспашка помогает улучшить аэрацию почвы только в краткосрочной перспективе. Кроме того, данный способ приводит к эрозии, что является серьезным негативным последствием.

Аэрация Почвы И Функционал EOSDA Crop Monitoring

Несмотря на то, что определить недостаточность аэрации почвы непосредственно довольно затруднительно, можно косвенно сделать выводы о влиянии этого фактора на продуктивность полей. В частности, проследить качество аэрации почвы можно по картам дифференцированного внесения на платформе EOSDA Crop Monitoring. Фермеры могут сравнивать серию карт за длительный интервал времени, чтобы анализировать состояние культур.

Причиной неудовлетворительного состояния посевов может быть дефицит необходимых питательных веществ или не подходящая культурам структура грунта. Определить причину возникшей проблемы поможет раздел “Скаутинг” в приложении EOSDA Crop Monitoring, в котором фермеры могут назначить задание скаутам тщательно изучить ситуацию. Данный метод особенно полезен при минимальной и нулевой обработке полей, а также при культивировании суглинков, поскольку почва этого типа быстро уплотняется. Фермеры могут отслеживать состояние культур и выделять участки поля с различной интенсивностью вегетации, таким образом оценивая продуктивность поля.

Аналитика за выбранный период в продукте EOSDA отображается по нескольким кривым на графике и другим данным:

• указанный вегетационный индекс (NDVI, NDRE, MSAVI, ReCl) или индекс влажности NDMI;
• влажность почвы в прикорневой зоне или на поверхности грунта;
• стадии роста культур;
• атмосферные осадки.

Аэрация Почвы: Важность Для Развития Культур

Доступность питательных веществ для сельскохозяйственных культур напрямую связана со степенью аэрации почвы. Хорошо аэрированные грунты обеспечивают более благоприятные условия для роста, а дисбаланс питательных веществ и недостаточная аэрация препятствуют здоровому развитию растений.

Влияние аэрации почвы на содержание питательных веществ следующее:

• Азот. Биологическая азотфиксация и минерализация осуществляются азотфиксирующими растениями (особенно бобовыми), а также путем внесения органического вещества, навоза или птичьего помета. Органический азот расщепляется до усваиваемых растениями форм аэробными бактериями, которые могут нормально функционировать только при условии достаточной аэрации почвы.При недостаточной аэрации происходит расщепление нитратов на оксид азота (N2O), который является сильнодействующим парниковым газом. Кроме того, на обедненных грунтах денитрифицирующие бактерии используют необходимые посевам нитраты. Так происходит потому, что большинство денитрифицирующих бактерий являются факультативными аэробами. Это означает, что когда O2 доступен, бактерии будут его использовать (аэробное дыхание). Когда уровень O2 низкий, факультативные аэробы берут кислород из NO3 или NO2 (анаэробное дыхание).
• Марганец и железо имеют высокую валентность в хорошо аэрируемых грунтах и низкую валентность в недостаточно аэрируемых. Низковалентные формы хорошо усваиваются растениями, но повышенные концентрации этих минералов для культур токсичны. В этом случае риски токсичности снижаются путем аэрации почвы.
• Сера в аэрируемых грунтах находится в соединениях сульфатов, что приемлемо для нормального развития растений. При недостаточной аэрации (подтоплении) сульфат преобразуется в сульфид, а сероводород (сульфид водорода) – это токсин для сельскохозяйственных культур.

Дисбаланс питательных веществ приводит к аномалиям в формировании корней, что неизбежно негативно сказывается на развитии всего растения и вызывает потери урожая. О недостаточной аэрации почвы свидетельствуют утолщённые, короткие, темные корни неправильной формы, слаборазвитые волоски и т. д.

Другой существенный минус недостаточной аэрации почвы – более высокая восприимчивость культур к патогенам, в частности, к грибкам, вызывающим загнивание корней. Соответственно, аэрация становится эффективным методом профилактики, который снижает риски болезней растений и деревьев.

Вышеперечисленные факторы иллюстрируют многогранность влияния аэрации почвы на развитие растений. Онлайн-приложения для фермеров помогают проанализировать необходимость проведения аэрации почвы и выбрать правильный метод и оптимальное время для аэрационных мероприятий. Запросите демоверсию и оцените возможности применения EOSDA Crop Monitoring на своем поле.