В то же время они могут уменьшить затраты, увеличить доходы и даже создать новые источники дохода. В течение многих лет вы будете получать дивиденды от ваших инвестиций в покровные культуры, потому что преимущества этих растений накапливаются в течение длительного периода времени.
Увеличение затрат на электроэнергию окажет сильное влияние на экономику фермы в последующие годы. Пока это издание поступит в печать, невозможно спрогнозировать, как быстро увеличатся затраты на энергоносители, но так как экономика покровных культур основывается на динамике азота (сколько азота вы сэкономите или произведете с помощью покровных культур), затраты на топливо (стоимость азота и количество проходов по полю), цены на сырьевые товары и цены на энергоносители определенно повлияют на экономику использования покровных культур.
Экономические сравнения во втором издании основывались на устаревших расчетах, когда кукуруза стоила два доллара, азот двадцать центов, а газ был дешевым. Некоторые исследования показали, что использование покровных культур становится более рентабельным по мере увеличения цены на азот. Мы сохранили некоторые из этих исследований, потому что данные новых исследований еще не доступны. Что мы в действительности знаем, так это то, что покровные культуры могут помочь вам увеличить урожай, сэкономить на затратах на азот, уменьшить количество проходов по полю по полю, а также получить много других агрономических преимуществ.
Практически для каждой ситуации на ферме можно подобрать покровную культуру. Целью этой книги является определение: какие покровные культуры подходят для выращивания именно на вашей ферме.
Фермеры по всей стране с нарастающим интересом смотрят на долгосрочное положительное воздействие покровных культур на систему фермы в целом. Наиболее успешные фермеры те, которые увидели преимущества покровных культур и заставляют их работать на себя. Вместо того чтобы адаптировать покровные культуры к существующим системам, они переделывают свои системы земледелия для лучшего соответствия характеристикам роста покровных культур, время позволяет делать это.
Целью этого третьего издания книги Рентабельное возделывание покровных культур является накопление результатов фермерской деятельности и результаты других исследований за последние десять лет. Мы видоизменили информацию из второго издания и по всей книге добавили новые результаты, обновленные фермерские системы и новые данные. Мы также добавили две новых главы.
В главе Крестоцветные и горчица излагаются современная теория и принципы управления покровными культурами из семейства крестоцветных. Считается, что покровные культуры из семейства крестоцветных играют определенную роль в управлении нематодами, сорняками и заболеваниями, посредством высвобождения химических компонентов в результате разложения остатков. Результаты многообещающие, но непоследовательные. Высевайте крестоцветные на небольших участках и консультируйтесь с местными экспертами для получения дополнительной информации.
В главе Управление покровными культурами в системах самовосстанавливающегося земледелия рассказывается о сложности управления системами сокращенной обработки. Если вы уже используете покровные культуры, то эта глава поможет вам уменьшить применение механической обработки. Если вы уже используете самовосстанавливающееся земледелие, она покажет вам, как начать использовать покровные культуры или лучше управлять ими. Совместно покровные культуры и самовосстанавливающееся земледелие сокращают использование энергии на вашей ферме, и это означает получение большей прибыли.
Мы попытались включить в это издание достаточно информации для того, чтобы вы выбрали и использовали покровную культуру, которая бы подходила для вашей фермы. Мы рекомендуем вам определить причины того, почему вы выращиваете покровные культуры Выбор оптимальных покровных культур для вашей фермы может помочь в этом – а выбору и управлению покровными культурами уделяйте столько же времени, сколько бы вы уделили товарным культурам.
Факторы регионального и местного масштаба могут усложнить управление покровными культурами. Ни одна книга не может в полной мере охватить все переменные создания системы выращивания культур. Перед посевом покровных культур изучите эту книгу настолько, насколько можете и пообщайтесь с другими фермерами, у которых уже есть опыт выращивания покровных культур.
Мы надеемся, что это обновленное и расширенное издание книги Рентабельное возделывание покровных культур приведет к успешному использованию покровных культур в более широких масштабах, по мере того как мы продолжаем увеличивать устойчивость наших систем земледелия.
Система Самовосстанавливающегося Земледелия (ССЗ)
Июнь, 2007
Преимущества возделывания покровных культур
Покровные культуры способны повысить вашу прибыльность в первый же год их возделывания. Они могут еще больше улучшить вашу итоговую прибыльность спустя несколько лет по мере того, как будут накапливаться результаты благоприятного воздействия на почву. Другие положительные моменты – снижение загрязнения, эрозии, а также засорения сорняками и заражения вредителями – может оказаться сложно выразить в цифрах, поэтому они могут не отразиться в ваших финансовых отчетах. Однако выявление такого рода положительного влияния поможет вам принять разумное долгосрочное решение для работы всей фермы.
После этого очень важно оценить экономические и экологические аспекты возделывания покровных культур. Данные преимущества (детально описанные ниже) варьируют в зависимости от местности и времени года, но как минимум одно или два обычно проявляются при возделывании любой покровной культуры. Обратитесь за консультацией к местным фермерским группам и агентствам, которые имеют опыт возделывания покровных культур, чтобы составить более точный бюджет, необходимый для возделывания культур:
1) сокращение затрат на удобрения;
2) снижение необходимости внесения гербицидов и других пестицидов;
3) повышение урожайности за счет улучшения здоровья почвы;
4) предотвращение эрозии почвы;
5) сохранение почвенной влаги;
6) защита качества воды;
7) сохранение и защита здоровья человека.
Оцените влияние покровной культуры так, как вы делали бы это для любой другой культуры, балансируя затраты с прибылью по всем параметрам. Однако не ограничивайте свои расчеты целевым преимуществом от возделывания покровной культуры. Наличие покрова, как правило, предоставляет несколько преимуществ. Многие покровные культуры можно убирать на фураж, использовать для выпаса, а также собирать семенной материал, что дает хорошие результаты в системах возделывания нескольких культур, включающих и животноводческие хозяйства.
Пояснения
Ниже приведен краткий обзор преимуществ, которые вы можете получить на своей ферме. Покровные культуры могут:
Сократить затраты на удобрения, поскольку они являются источником N, потребляемого товарными культурами, а также поглощают и сохраняют почвенные питательные вещества.
Бобовые покровные культуры преобразуют газообразный азот из атмосферы в почвенный азот, который могут использовать растения. См. раздел «Образование клубеньков: использование соответствующего количества инокулянта для максимального увеличения содержания N». Культуры, которые выращиваются на полях после бобовых, могут поглотить как минимум 30-60 % N, произведенного бобовой культурой. Соответственно вы можете сократить норму внесения азотных удобрений. Для получения дополнительной информации о динамике азота и о том, как рассчитать сокращение нормы внесения удобрения, см. раздел «Повышение плодородности почвы и ее качества посредством возделывания покровных культур». Показатель N, поступающего при возделывании бобовых, рассчитать проще всего, как агрономически, так и экономически. Одно только это естественное повышение плодородия может оправдать использование покровных культур.
- Вика мохнатая способствовала повышению урожайности кукурузы, выращиваемой по технологии No-till, и этого было более чем достаточно, чтобы покрыть расходы на формирование ее травостоя (результаты трехлетнего исследования, проведенного в Мериленде). Кроме того, вика может сократить экономические риски, и зачастую выращивание после нее кукурузы по технологии No-till будет более прибыльным, чем после озимой пшеницы, которая возделывалась в качестве покровной культуры (данные за 1993 год). Результат достигался, даже когда цена на кукурузу была низкая, на уровне 71 $/т, или N вносился в количестве 204 кг/га (173).
- Красный клевер, засеянный с овсом и викой мохнатой, мог заменить 74-117 кг азотных удобрений на гектар, о чем свидетельствуют данные четырехлетнего исследования, проводившегося в Висконсине, основанного на изучении двухлетнего севооборота овес/бобовые > кукуруза. Средняя зерновая урожайность кукурузы после бобовых составила 10,4 т/га для клевера и 10,6 т/га для вики мохнатой. При возделывании без бобового предшественника или без внесения N урожайность была 8,5 т/га (400).
- Австралийский озимый горох, вика мохнатая и люцерна NITRO могут на 80-100 % удовлетворить потребность последующей культуры картофеля в азоте, как показало исследование, проведенное на северо-западном побережье Тихого океана (394).
- Мелкозерные или хлебные злаки с мочковатой корневой системой особенно хорошо поглощают излишки питательных веществ, в особенности N, которые остаются в почве после уборки товарных культур. Как показало исследование, проведенное в Мериленде (46), большая часть азота остается в растениях до тех пор, пока они не разложатся. Озимые злаковые или травянистые культуры могут поглощать до 81 кг N/га в течение 3 месяцев после посева. Включение покровных культур в севооборот кукуруза > соя и кукуруза > арахис > хлопок и своевременное внесение удобрений обычно способствует сокращению потерь N, не вызывая сокращения урожайности последующих культур, что подтверждает исследование на основе компьютерного моделирования USDA-ARS (354).
Сокращение потребности в гербицидах
Покровные культуры подавляют сорняки и сокращают вред, наносимый заболеваниями, насекомыми и нематодами. Многие покровные культуры эффективно подавляют сорняки, потому что:
- выступают в качестве заглушающей культуры, которая имеет преимущество над сорняками при конкуренции за воду и питательные элементы;
- растительные остатки или растущий лиственный покров, который блокирует свет, изменяют частоту световых волн и температуру поверхности почвы;
- это источник корневых экссудатов или соединений, которые оказывают естественный гербицидный эффект.
В разделе «Управление вредителями с помощью покровных культур» рассказано о том, что покровные культуры могут:
- выступать хозяином для полезных микроорганизмов, которые препятствуют развитию заболеваний;
- создать неблагоприятную почвенную среду для многих почвенных заболеваний;
- способствовать появлению полезных насекомых-хищников и паразитоидов, которые могут сократить уровень ущерба, наносимый насекомыми, ниже порога экономической вредоносности;
- вырабатывать соединения, которые сокращают популяции нематодвредителей;
- способствовать развитию полезных видов нематод.
При проведении исследования в Вайоминге использование севооборота солодовый ячмень > редис в качестве покровной культуры > сахарная свекла успешно сократило популяции свекловичной нематоды, что способствовало повышению урожайности сахарной свеклы. Использование этой крестоцветной покровной культуры после солодового ячменя или кукурузы на силос способствовало повышению прибыльности, чего можно было бы достичь и при внесении нематоцидов, когда популяции нематод были умеренными (231). Как показало исследование, проведенное на юго-востоке Пенсильвании, севооборот кукуруза > рожь > соя > пшеница > вика мохнатая, использование которого способствует сокращению затрат на пестициды, имеет, как минимум, аналогичную рентабельность, что и традиционные севообороты, включающие зерновые без покровных культур (174). Крестоцветные покровные культуры, засеваемые одновременно с проведением механической культивации, помогают производителям позднеспелого картофеля поддерживать рентабельную урожайность и сократить внесение гербицидов на 25 или более процентов, что показало исследование, проведенное в континентальной части северозападного побережья Тихого океана (394).
Повышение урожайности путем улучшения здоровья почвы
Покровные культуры улучшают почву, поскольку:
- интенсифицируют инфильтрацию излишков влаги на поверхности;
- способствуют разуплотнению и улучшению структуры интенсивно обрабатываемой механически почвы;
- привносят органическое вещество, что способствует развитию полезных почвенных микроорганизмов;
- улучшают круговорот питательных веществ.
В разделе «Повышение плодородия почвы и ее качества посредством использования покровных культур» детально описаны биологические и химические процессы, посредством которых покровные культуры улучшают здоровье почвы и круговорот питательных веществ. Среди лидирующих почвообразующих культур – рожь (растительные остатки являются источником органического вещества и сохраняют влагу), сорго-суданская трава (глубоко проникающие в почву корни могут разрушить уплотнение) и плевел (стабилизирует полевые дороги, междурядья и границы, когда почва влажная).
Чтобы рассчитать потенциальную экономию на азотных удобрениях за счет возделывания покровной культуры, см. информацию во вставке «Сколько азота?».
Предотвращение эрозии почвы
Быстро растущие покровные культуры удерживают почву, сокращают растрескивание и защищают от эрозии, возникающей вследствие выпадения осадков или ветра. Надземная часть покровных культур помогает защитить почву от воздействия дождевых капель. Длительное использование покровных культур повышает инфильтрацию влаги и сокращает сток, который может унести частицы почвы. Ключевой аспект – обеспечить достаточный рост стеблей и листьев, чтобы предотвратить потери почвы. Сочные бобовые культуры быстро разлагаются, особенно в теплую погоду. Озимые злаковые и многие крестоцветные имеют лучшие шансы перезимовать в условиях более холодного климата. Эти культуры, которые засеваются в конце лета или начале осени, зачастую достаточно хорошо развиваются, даже когда температуры опускаются до 10 ºС, и являются более морозоустойчивыми, чем бобовые (361). Как свидетельствует исследование, проведенное в Миссисипи, в системе возделывания хлопка с использованием технологии No-till выращивание покровных культур, таких как озимая пшеница, клевер пунцовый и вика мохнатая, может сократить эрозию почвы и поддержать урожайность хлопка на высоком уровне (35).
Сохранение почвенной влаги
Растительные остатки покровных культур способствуют повышению инфильтрации влаги и сокращению испарения, результатом чего является снижение стресса, обусловленного недостатком влаги во время засухи. Легкая заделка покровных культур может позволить достичь сразу двух целей. Растительные остатки улавливают влагу на поверхности почвы и служат источником органического вещества, что повышает инфильтрацию в корнеобитаемый слой. Особенно эффективными в качестве покрова являются злаковые покровные культуры, такие как рожь, пшеница и сорго-суданская трава. Некоторые бобовые, эффективно использующие влагу, такие как люцерна и чечевица INDIANHEAD, обеспечивают получение преимуществ от возделывания покровных культур в засушливых регионах и в то же время позволяют сохранить больше влаги, чем традиционный черный пар (383). Своевременная десикация покровной культуры весной поможет избежать негативного влияния противоположных влажностных условий: чрезмерно большое количество растительных остатков удерживает слишком много влаги для посева во влажные годы, а живые растения потребляют слишком много влаги из почвы в засушливые годы.
Защита качества воды
Замедляя эрозию и сток, покровные культуры сокращают рассредоточенное загрязнение, обусловленное содержанием в сточнойводеосадка,питательных веществ и сельскохозяйственных химических препаратов. Поглощая излишки почвенного азота, покровные культуры предотвращают просачивание N в грунтовые воды. Покровные культуры также служат средой обитания для животных. Как показало исследование, проведенное в штате Джорджия, рожь, которая возделывалась в качестве покровной культуры, поглощала от 25 до 100 % остаточного азота с полей, где кукуруза выращивалась как с помощью традиционной обработки, так и по технологии No-till. Вносилось N до 204 кг/га. Ячмень, который возделывался в качестве покровной культуры, поглотил 64 % почвенного азота, когда норма его внесения составляла в среднем 121 кг/ га (220).
Помогают защитить здоровье человека
Способствуя сокращению использования сельскохозяйственных химпрепаратов для производства товарных культур, покровные культуры помогают защитить здоровье вашей семьи, соседей и работников фермы. Они также помогают решить проблемы, связанные с обеспокоенностью сельских жителей влиянием на здоровье и экологию рассредоточенных загрязнений, являющихся результатом фермерской деятельности.
Кумулятивные преимущества
Вы можете расширить спектр преимуществ, повысив разнообразие возделываемых покровных культур, частоту их использования между выращиванием товарных и продолжительность периода, в который покровные культуры растут в поле.
