Роль сидеральных паров в повышении продуктивности севооборотов и сохранении плодородия черноземов Средней Сибири

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В области земледелия важнейшей задачей была и остается разработка комплексных мер, обеспечивающих сохранение плодородия почв, повышение продуктивности сельскохозяйственных культур, охрану окружающей среды, рациональное природопользование.

Динамика количественного и качественного состава земельного фонда Красноярского края отражает немало негативных процессов в использовании земли. Так, за период с 1975 по 1995 гг. общая площадь земельных угодий в сельскохозяйственных предприятиях края сократилась на 480 тыс.га (Ю.А. Лютых, 1995). При этом площадь пашни за десятилетний период перехода к рыночным отношениям (1990-2000 гг.) сократилась на 156 тыс.га (с 3200 до 3044 тыс. га), а посевы зерновых - на 545 тыс.га. По имеющимся оценкам, в настоящее время до 1,3 млн. га пашни подвержено ветровой и водной эрозии.

Результаты трех циклов агрохимического обследования почв, проведенного ГЦАС "Красноярский" с 1965 по 1996 гг., свидетельствуют о том, что в эти годы урожай сельскохозяйственных культур в целом по краю на 60-80% формировался за счет естественного плодородия почв. За указанный период в 18 районах из 37 отмечается тенденция к снижению содержания гумуса в пахотных почвах, а в Канском - достоверное его снижение с 6,4 до 5,7%. Во всех районах края фиксировался отрицательный баланс гумуса, который по сравнению с 1973-1981 гг. к середине 90-х годов увеличился с 3,8 до 4,2 ц/га, а среднегодовой отрицательный баланс питательных веществ в расчете на 1 гектар пашни возрос с 47,6 кг д.в. до 76,6 кг (Ю.П. Танделов, Е.И. Волошин и др., 1997).

По известным причинам за последнее десятилетие объемы внесения минеральных удобрений сократились с 47 кг до 7 кг на гектар пашни, а органических - с 2,5 до 0,4 ё т/га. В результате в 2001 г. возврат элементов питания в целом по краю составил 21%, в том числе возврат азота от выноса составил 22%, фосфора - 35,9% и калия - 12,7%. Особую озабоченность вызывает резкое сокращение объемов использования органических удобрений. Достаточно отметить, что, например, в 1995 г. из 414 коллективных хозяйств органические удобрения не вносились в 303.

Безвозвратное отчуждение органического вещества с пахотных земель в форме урожая неминуемо ведет к деградации почв, а в итоге к спаду производства сельскохозяйственной продукции.

Для достижения бездефицитного баланса гумуса в почвах необходимо ежегодное внесение 5,4-6,2 т/га органических удобрений. Если учесть, что при существовавшем до 1990 г. поголовье скота покрыть потребность в них за счет традиционного навоза можно было только на 50%, то в условиях сегодняшних реалий - в лучшем случае на четверть.

В сложившейся ситуации проблема положительного баланса органического вещества в почвах в наибольшей степени должна решаться путем широкого использования зеленого удобрения - одного из наиболее доступных и эффективных способов повышения плодородия почв в силу многообразного и комплексного положительного воздействия на нее. К несомненным преимуществам зеленых удобрений относятся их экологическая безопасность и возможность сокращения энергозатрат, связанных с применением удобрений вообще и органических в частности.

Несмотря на известные достоинства зеленых удобрений, этот важнейший резерв повышения плодородия не находит широкого применения в хозяйствах края. В большей части это объясняется суровыми климатическими условиями Восточной Сибири. Короткий безморозный и вегетационный период, небольшое количество осадков и неравномерное их распределение ограничивают набор культур, используемых на зеленое удобрение, а поздние сроки уборки зерновых культур не позволяют внедрять пожнивные посевы сидератов. Но следует признать и другую реальность - слабая изученность эффективности сидерации в условиях Приенисейской Сибири.

Вышеупомянутое послужило основным мотивом для обобщения экспериментальных данных, полученных в течение последних 25 лет автором и его сотрудниками, а также сотрудниками кафедры почвоведения и агрохимии (д.б.н., профессор В.В. Чупрова, к.с.-х.н. А.А. Шпедт), микробиологии (д.б.н. Д.Е. Полонская), проводивших исследования на базе стационарных опытов кафедры земледелия.

Работа являлась частью исследований государственного задания, выполняемого Красноярским государственным аграрным университетом: "Разработать и внедрить зональные системы земледелия, обеспечивающие рациональное использование сельскохозяйственных угодий, сохранение плодородия и защиту почв от эрозии, повышение продуктивности и устойчивости растениеводства". Шифр: 0.51.01. Задание Т. 1а. 03.01. (№ Гос.регистрации 79065638).

Цель исследований - разработать теоретические основы и практические приемы подготовки сидеральных паров в Средней Сибири, обеспечивающих повышение продуктивности севооборотов и сохранение плодородия черноземов.

Задачи исследований: - создать условия для роста продуктивности сельскохозяйственных культур в севооборотах и обеспечить при этом воспроизводство плодородия;

изучить влияние сидеральных культур и различных систем удобрения на агрофизические и водно-физические свойства почвы, биологическую активность почвы и обеспеченность посевов подвижными элементами питания;

определить особенности водного режима почв в чистых и сидеральных парах и под последующими культурами севооборотов и его значение в формировании урожая растений;

оценить роль систем применения удобрения на засоренность культур агроценозов в севооборотах с чистыми и сидеральными парами;

определить баланс питательных веществ и гумуса за ротацию севооборота;

дать оценку продуктивности севооборотов с разными видами паров, их экономической и биоэнергетической эффективности;

разработать и предложить производству комплекс мероприятий, направленных на повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранение плодородия почв в севооборотах с сидеральными парами.

Научная новизна. Впервые в условиях Приенисейской Сибири дана сравнительная оценка чистых и сидеральных паров в зернопаропропашном севообороте за две ротации при различных системах удобрения. Впервые в качестве сидеральной культуры использовалась озимая рожь, возделываемая по новой технологии, подтвержденной авторским свидетельством на изобретение за № 683664 от 14 мая 1979 г., при которой в отличие от традиционного осеннего срока сева озимая рожь высевалась весной под покров зерновых культур перекрестным способом. На основании установленных связей между июньско-июльскими осадками и урожаем зерновых в недостаточно увлажненной открытой Красноярской лесостепи обоснованы сроки и глубина запашки сидеральной массы. Разработан способ накопления влаги в сидеральных парах, защищенный патентом на изобретение № 2132602 от 10 июля 1999 г., заключающийся в мульчировании почвы соломой зерновых культур и щелевании сидерально-кулисного пара на 40-45 см при промерзании почвы на глубину 8-10 см. Предлагаемый способ позволяет существенно увеличить коэффициент использования зимне-весенних осадков.

Защищаемые положения. На защиту выносятся:

результаты сравнительного изучения влияния видов пара (чистый и сидеральные) на продуктивность севооборотов, баланс органического вещества, водно-физические и агрохимические свойства почв и засоренность посевов;

теоретические положения и практические приемы систем применения органических (навоз, сидеральные культуры) и минеральных удобрений в севооборотах, обеспечивающих сохранение и повышение плодородия почв, повышение урожайности полевых культур;

экономическая и энергетическая эффективность видов пара и систем применения удобрений;

высокоэффективные приемы оптимизации водного и питательного режимов почвы при подготовке сидеральных паров, включающие выбор культур, сроки и глубину заделки биомассы сидеральных культур, посев кулис и предзимнее щелевание;

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Сидеральные пары по сравнению с чистыми улучшают агрофизические и агрохимические показатели плодородия, способствуют предотвращению дегумификации почвы, не ведут к усилению засоренности посевов, а при применении комплекса приемов, направленных на накопление и сохранение влаги в почве, повышают урожайность яровой пшеницы на 7,2%, а картофеля на 37%. Зеленые удобрения по сравнению с навозом экологически безопасны и менее энергоемки.

Результаты исследований внедрены в хозяйствах Сухобузимского района (учхоз "Миндерлинское" КрасГАУ, АО "Таежный"), АО "Курбатовское" Балахтинского района, АО "Приморское" Новоселовского района, АО "Прогресс" Канского района, использованы в учебных пособиях: "Агроэкономическая и биоэнергетическая оценка севооборотов и агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур (2000), "Зональные особенности обработки почвы в Приенисейской Сибири" (2001).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на двух международных (Москва, 2002), всесоюзных (Новосибирск, 1990), всероссийских (Красноярск, 1999; 2000), региональных (Челябинск, 1985; Волгоград, 1988), межвузовских (Красноярск, 1977), краевых (1974, 1989, 1992) научно-производственных и теоретических конференциях, на конференциях СО ВАСХНИЛ (Красноярск, 1996) и научных конференциях профессорско-преподавательского состава КрасГАУ (1989, 1993, 1995), совещании-семинаре заведующих кафедрами земледелия и растениеводства аграрных вузов Сибирского федерального округа (Новосибирск, 2002).

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации и основные ее положения опубликованы в 46 научных работах, в том числе в четырех монографиях, авторском изобретении и патенте на изобретение, в журналах "Агрохимия", "Земледелие", "Земля Сибирская Дальневосточная", "Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий".

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 364 страницах компьютерного текста и содержит: введение, семь глав текста с 115 таблицами и 13 рисунками, общие выводы и предложения производству, список использованной литературы из 333 наименований, включая 25 работ зарубежных авторов.

Автор выражает глубокую признательность консультантам, д.б.н. профессору Г.П. Гамзикову, д.т.н. профессору Н.В. Цугленку за консультации и помощь в подготовке работы, д.б.н. П.И. Крупкину за ценные замечания к рукописи диссертации, коллегам по совместной научной деятельности, к.с.-х.н. Ю.Н. Синих, аспирантам В.А. Полосиной, А.А. Черных, А.А. Дорогому, С.Н. Погонину, участвовавшим в выполнении исследований и обработке экспериментальных данных, д.б.н. профессору В.В. Чупровой, д.б.н. Д.Е. Полонской, к.с.-х.н. А.А. Шпедту, проводившим исследования на базе наших опытов, а также большой группе студентов агрономического факультета, участвовавшим в проведении полевых работ и лабораторно-аналитических исследований.

Глава I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РОЛИ ЗЕЛЕНЫХ УДОБРЕНИЙ В ПОВЫШЕНИИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

Известно, что с ростом интенсификации земледелия роль севооборота не только не снижается, а, наоборот, возрастает. Именно с проектирования правильного севооборота должна начинаться разработка любой научнообоснованной системы земледелия, поскольку все остальные ее звенья (система обработки почвы, система удобрений, интегрированная система защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, рациональное использование высокопродуктивных сортов, любой агротехнический прием) высокоэффективны лишь в том случае, если они базируются на научно обоснованном севообороте.

Никакие интенсивные технологии возделывания культур не дадут эффекта, если в хозяйстве отсутствуют научно-обоснованные севообороты (В.Г. Минеев и др., 1993).

Дальнейший научно-технический прогресс в земледелии во многом определяется повышением качественного состояния почвы, приемами, направленными на воспроизводство ее плодородия. По С.С. Сдобникову (1994) - это исходное условие интенсификации земледелия. При этом на первом месте практически для всех типов почв стоит забота о поддержании и накоплении оптимального уровня органического вещества, а в этой связи значительно возрастает роль органических удобрений как источника компенсации потерь гумуса, активизации биологических процессов, приводящих к образованию доступных форм питательных элементов. Значимость органических удобрений возрастает в связи с необходимостью улучшения водно-физических свойств почвы и экологической обстановки, которая ухудшается по мере роста химизации земледелия.

Использование органических удобрений важно, прежде всего, для создания бездефицитного или положительного баланса гумуса. Источниками гумуса в почве могут быть: корневые и пожнивные остатки культур, возделываемых в севооборотах; наличие севооборота с двумя полями многолетних трав, которые компенсируют потребность в органических удобрениях для бездефицитного баланса не менее чем на 20-25% (В.Г. Минеев и др., 1993); использование всех видов навоза, птичьего помета, торфа, компостов; запашка соломы и, наконец, широкое использование в севооборотах зеленого удобрения (сидератов).

Сидерация - один из наиболее эффективных способов повышения плодородия почв в силу многообразного и комплексного положительного воздействия, которое сводится к следующему:

- способствует накоплению гумуса (А.И.Кузнецова, Ш. Хуснидинов, 1974; М.К. Пантюхов, 1977; Г. Кант, 1982; Г.Д. Чимитдержиева, 1989; К.И. Довбан, 1990; Н.Д. Трусова, М.П. Усова, 1990; В.Г. Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур, 1993; Ю.Н. Синих, 1995);

- способствует накоплению азота (А. Угаров, В. Шевчук, О. Шевчук, 1960; Д.Н. Прянишников, 1965; В.Г. Лошаков, 1980; Г. Кант, 1982; Г.П. Гамзиков, 1985; В.Я. Шагаев, М.И. Ходько, 1986; Т.М. Салова, И.В. Велюханов, 1987; К.И. Довбан, 1990; Ю.М. Возняковская, 1990; В.Г. Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур, 1993; Ю.Н. Синих, 1995; В.В. Чупрова, 1998);

- приводит к усилению биологической активности почвы (Д.Н. Прянишников, 1965; В.Е. Шевчук, 1963; К.И. Довбан, 1981; А.М. Лыков, 1985; В.Г. Лошаков, В.Т. Емцев, Л. К. Ницэ, 1986; Ю.М. Возняковская и др., 1988, 1999; Г.М. Михеева, В.И. Брикман, 1988; К.М. Маринеску, 1989; В.П. Волынсков, Е.Н. Островская, П.М. Смутнев, 1997);

- увеличивает сумму поглощенных оснований, снижает гидролитическую кислотность и количество подвижного алюминия (В.Г. Минеев, Д.Б. Добрецени, Т.Мазур, 1993);

- сокращает потери минеральных веществ от вымывания за пределы корнеобитаемого слоя (Г. Кант, 1982; А. Разингер, 1982; Н.Д. Molitor, 1984; К. Metzler, 1986; M. Smukalski, S. Obenauf, 1988; W. Blasse, 1990; Г.П. Гамзиков, 1990; П.А. Барсуков, 1990; М.Н. Новиков, 1991; В.Г. Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур, 1993);

- в значительной степени улучшает такие физические свойства почвы, как водопроницаемость, влагоемкость, связность, плотность (Г.В. Назаров, 1970; Л.Д. Фоменко, М.В. Бучман, Е.М. Воробей, 1972; А.И. Кузнецова, Ш. Хуснидинов, 1974; Г. Кант, 1982, И.К. Хабиров, Ф.Х. Хазиев и др., 1991; В.Г. Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур, 1993);

- повышает оструктуривание почвы и водопрочность агрегатов (А. Угаров, В. Шевчук, О. Шевчук, 1960; Ш. Хуснидинов, 1974; К.Х. Шарифзян, 1974; М.К. Пантюхов, 1977; Г. Кант, 1982; М. Кёршенс, Э. Бус, 1983; В.И. Михайлина, 1984; А.М. Бердников, 1990; В.Ф. Кормилицын, 1994; 1999);

- приводит к более полному усвоению и эффективному использованию осадков для формирования урожая (Г. Кант, 1982; Н.И. Зезюков, Н.И. Придворев, А.В. Дедов, 1999; А.А. Туманов, 1999);

- приводит к защите почв от водной и ветровой эрозии (А.В. Полупуднов, 1965; Г. Кант, 1982; А. Разингер, 1982; А. Н. Каштанов, М.Н. Заславский, 1984; W. Buchner, K. Koller, 1985; Н.Н. Зезин, 1986; С.Г. Скоропанов, 1989; М. Шабата, 1989; К.И. Довбан, 1990; В.М. Тужилин, М.Н. Новиков, А.В. Быкова, 1990; В.Г. Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур, 1993);

- ослабляет воздействие сорняков на культурные растения (М.М. Шубин, 1966; Г. Кант, 1982; А. Разингер, 1982; В.Г. Лошаков, С.Ф. Иванова, Е.Ш. Дмитриева, 1990; Ф.П. Румянцев, 1990; В.Ф. Кормилицын, 1994);

- выполняет важную фитосанитарную роль в борьбе с вредителями и болезнями (Г. Кант, 1982; А. Разингер, 1982; М.М. Султанов, 1982; К.И. Довбан, 1990; Ф.П. Румянцев, 1990; М.Н. Новиков, 1991; В.Г Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур, 1993; В.А. Чулкина и др., 2000);

- приводит к повышению урожаев последующих культур (И.М. Волхонский, 1957; М.М. Шубин, 1958, 1966; Е.К. Алексеев, 1959; П.П. Барбалис, Ю.О. Якобсон, 1959; А. Угаров, В. Шевчук, О. Шевчук, 1960; В.В. Суворов, 1962; М. К. Пантюхов, 1977; В.Г Лошаков, 1980; Г. Кант, 1982; М. Кёршенс, Э. Бус, 1983; P. Kundler, 1985; К.И. Довбан, 1990; Ю.И. Кудашов, 1991; В.Ф. Кормилицын, 1994, 1999; В.Г. Лошаков, Ю.Н. Синих, 1999);

- повышает качество растениеводческой продукции (К.И. Довбан, 1982; В.А. Васильев, И.И. Лукьяненков, В. Г. Минеев, 1984; D.V. Ficher, 1989; И.А. Максютов, Г.А. Кремер, 1998);

- является важнейшим средством экологизации в альтернативных (биологизированных) системах земледелия, когда сидеральные культуры выступают как акцепторы минеральных удобрений с последующим высвобождением питательных веществ под культуры в севооборотах (В.И. Кирюшин, 1995), а бобовые сидераты осуществляют биологический перевод азота воздуха в органические азотосодержащие соединения, что позволяет частично сократить применение энергоемких синтетических минеральных азотных удобрений (Г. Кант, 1988; В. Г. Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур, 1993; Н.А. Картамышев, 1999).

Большинство из перечисленных положительных воздействий сидерации на показатели почвенного плодородия достаточно убедительно подтверждено многими опытами, но что касается ее влияния на накопление гумуса в почве, то в этом отношении имеющиеся данные довольно противоречивы, но чаще всего исследователи констатируют незначительное влияние зеленого удобрения на содержание гумуса.

К настоящему времени накоплено довольно много данных, свидетельствующих о существенном снижении содержания гумуса в пахотных почвах.

По оценкам В.А. Ковды (1981), за 70-80 лет потери гумуса в пахотных почвах страны по сравнению с началом века составили 40-50%.

По данным К.В. Дьяконовой (1988), 40-60-летнее использование дерново-подзолистых почв без удобрения приводит к уменьшению содержания гумуса на 38-40%. Ежегодные потери гумуса из пахотного слоя дерново-подзолистых почв составляют 0,5-1,0 т/га (В.В. Егоров, 1978). На значительные потери гумуса из дерново-подзолистых почв под влиянием сельскохозяйственного освоения указывает И.А. Терешенкова (1986).

По данным зарубежных исследователей, потери гумуса в почвах нечерноземного ряда при длительном использовании составляют 13-25% к исходному содержанию, на отдельных участках зафиксировано снижение гумуса до 61-72% (Z. Reuter, 1981).

Длительное сельскохозяйственное использование черноземов также приводит к значительному снижению содержания гумуса (Р. Тейт, 1991; Л.А. Гришина, 1986).

Например, распашка типичных черноземов лесостепи Украины более 100 лет назад и введение их в сельскохозяйственное использование снизило содержание валового гумуса в слое 0-50 см в 2-2,6 раза по сравнению с участком выкашиваемой целины (А.Ф. Гнатенко и др., 1990).

В работах сибирских ученых показано существенное снижение содержания органического вещества в черноземах при освоении земель (В.И. Котельников, 1966; Т.Я. Палецкая, А.И. Шевлягин, 1969; И.Т. Трофимов, 1972; Н.И. Богданов, 1976).

По данным Бурятского филиала института "Востсибгипрозем", более чем за 20 лет произошло следующее изменение содержания гумуса в основных типах почв в слое 0-20 см: каштановые почвы - содержание гумуса в 1960-1961 гг. 2-3%, в 1984-1985 гг. - 1-2%, черноземы - соответственно 3-5 и 2-3%, серые лесные почвы - 3-5 и 2,5-3%, т.е. потери гумуса составили от 20 до 50% (И.А. Ишигенов, В.Е. Максимов, М.Д. Дагбаева, 1988).

Поддержанию высокого уровня гумусированности способствуют высокая культура земледелия и широкое использование органических удобрений.

Органическое вещество почвы является ее главным биоэнергетическим ресурсом. В условиях интенсивного использования и минерализации даже таких почв, как черноземы, органические удобрения действуют как катализатор, биостимулятор плодородия, позволяющий преодолевать "пороги" низкой и недостаточной продуктивности. Об этом свидетельствует опыт многих хозяйств Кубани и, особенно, Нечерноземья, получающих по 40-60 ц/га зерна (А.Н. Каштанов, А.М. Лыков, И.С. Кауричев, 1983).

При недостаточном поступлении в почву источников новообразования гумуса (послеуборочных остатков, органических удобрений) снижается содержание наиболее мобильной части органического вещества, которая определяет жизнь почвы, ее важнейшие агрономические свойства и эффективное плодородие. При отсутствии органических удобрений, пополнение органическим веществом происходит за счет пожнивных и корневых остатков, но их количество обычно в несколько раз меньше необходимого для поддержания оптимального гумусного состояния почв.

Для нормального функционирования пахотной почвы среднегодовое поступление послеуборочных остатков и сухого вещества органических удобрений должно составлять примерно 6-8 т/га. Больше всего источников гумуса оставляют многолетние травы (4-8 т/га), меньше - зерновые культуры (2-3) и еще меньше (0,5-1,0 т/га) - пропашные (Н.Ф. Ганжара, 1986).

Многочисленные длительные полевые опыты с удобрениями, проведенные на разных почвах, показали, что внесение навоза в севообороте способствует повышению содержания гумуса (Б.С. Носко, Н.А. Кучир, 1985; Л.И. Мартынович, Н.Н. Мартынович, 1989; А.И. Столяров, Л.А. Фанина, 1989; С.С. Трофимов, 1975). Д.В. Дружинин (1958), С.С. Трофимов (1975) по материалам 20-летнего опыта на Мариинской опытной станции Кемеровской области также признают роль навоза в повышении содержания гумуса в почве. Так, в почве многолетней залежи гумуса содержалось 10,52%, после многолетнего использования пашни без внесения удобрений осталось 9,08%, при внесении NPK - 9,30%. Внесение навоза повышало содержание гумуса в почве до 10,33%. Однако некоторые исследователи констатируют факт неизменности количества гумуса в почве не только при внесении навоза в отдельности, но и в сочетании с минеральными удобрениями (А.Д. Хлыстовский, П.А. Вехов, В.П. Бугаев, 1978; З.И. Наконечная, 1988). Так, в длительном опыте Западно-Сибирской картофельной станции (Алтайский край) на не удобрявшихся в течение 22 лет делянках содержание гумуса уменьшилось, а при систематическом внесении органических и минеральных удобрений количество гумуса оставалось на исходном уровне (Г.И. Самойлов, 1970).

В то же время, по данным Н.Ф. Ганжара (1988), в результате длительного (50 лет) интенсивного использования чернозема выщелоченного (ЦЧО) в севообороте при систематическом внесении минеральных удобрений и в сочетании их с навозом обнаружено уменьшение содержания гумуса в среднем с 6 до 4,8% в пахотном и с 5,6 до 3,9% - в подпахотном слое.

На каштановых маломощных и малогумусных почвах сухостепной зоны Забайкалья внесение перепревшего навоза из расчета 20 т/га за ротацию четырехпольного севооборота сдерживает снижение гумуса, но не компенсирует его расход в почве. Для предотвращения снижения почвенного плодородия необходимо внесение 50 т/га перепревшего навоза один раз в ротацию и внесение минеральных удобрений под каждую культуру четырехпольного севооборота с учетом потребности в них культуры (В.А. Ревенский, 1989).

Увеличение содержания гумуса отмечается и при длительном использовании соломы в качестве органического удобрения. На несмытом выщелоченном черноземе Алтайского НИИ земледелия и селекции сельскохозяйственных культур при ежегодном внесении соломы в течение 5 лет количество гумуса в слое 0-40 см увеличилось на 0,2-0,4%. При разовом внесении соломы повышения содержания гумуса за этот период не установлено (А.Я. Жежер, Л.В. Жежер, 2001).

Длительное применение одних минеральных удобрений на черноземах, как правило, полностью не предотвращает потерь гумуса (Б.С. Носко, 1987; Л.М. Державин, 1991), а сочетание органических и минеральных удобрений оказывает наиболее устойчивое положительное влияние на поддержание исходного уровня гумуса в почвах (Т.Н. Кулаковская, Л.И. Костюкович, 1984; К.В. Дьяконова, 1988; А.И. Кокшаров, 1990).

По данным Н.Д. Коновалова (1983), постоянное содержание гумуса в типичном черноземе Тамбовщины поддерживается только при среднегодовом внесении 7,5 т/га навоза и 3,5 ц/га туков.

Обзор результатов длительных полевых опытов с органическими, минеральными удобрениями и их сочетанием, полученных во многих зарубежных странах: Германии, Венгрии, Польше, Дании, США, Швейцарии, Франции, Англии (Л.С. Любарская, 1968), а также ряд других публикаций (Asmus F., Lorlitz H., Ansorge H., 1981; Bosch M., Ambeger A., 1983; Kundler P., 1982; Reuter G., 1986), свидетельствуют о том, что в этих опытах получены те же закономерности, что и в опытах нашей страны: внесение в почву навоза как в отдельности, так и в сочетании с минеральными удобрениями во всех случаях увеличивало содержание гумуса.

Если оценки навоза в повышении содержания гумуса в почве, как правило, положительные, то единого мнения о влиянии сидеральных удобрений на содержание органического вещества, в т.ч. гумуса, нет.

В свое время Э. Рассел (1955) считал, что зеленое удобрение нельзя использовать для увеличения в почве органического вещества, поскольку при внесении свежего органического вещества повышается активность микроорганизмов, что усиливает минерализацию гумуса и растительного вещества почвы.

По мнению Э. Рюбензама и К. Рауэ (1969), незначительное влияние сидерального удобрения на содержание гумуса объясняется тем, что при интенсивном разложении зеленой массы молодых растений, которые богаты легкорастворимыми питательными веществами и азотом (бобовые), но бедны лигнином, в почве в форме гумуса закрепляется только незначительная часть азота. Вновь образованный гумус не компенсирует его потери, возникающие при обработке почвы. Исследованиями с применением изотопов показано, что при разложении свежего растительного вещества почвенно-биологические процессы активизируются в такой степени, что это вызывает даже расходование запаса гумуса почвы.

Анализируя аргументы в пользу повышения содержания в почве гумуса от внесения зеленых удобрений, А. Разингер (1982) подчеркивает условность такой действительности, так как, по его данным, даже при неоднократном внесении зеленых удобрений не наблюдается повышения в почве гумуса в поддающихся измерению масштабах. По его мнению, органические вещества зеленых удобрений, прежде всего, служат для повышения «жизненности» почв, то есть активизации обмена органических веществ, что в свою очередь благоприятно влияет на содержание в почве питательных веществ, структуру почвы и ее здоровое состояние.

Не происходило накопления гумуса без внесения минеральных удобрений в опытах К.И. Довбана (1990), но только в том случае, если в почву запахивалась не вся растительная масса люпина, а только привозная надземная (без корней). Так же, как и Э. Рюбензам и К. Рауэ, К.И. Довбан объясняет это тем, что запаханная нежная масса сидерата, богатая белком и углеводами, но бедная лигнином, быстро минерализуется и в форме гумуса не закрепляется. Если же запашка многолетнего люпина, белого донника, сераделлы проводится с соломой или пожнивными остатками покровной зерновой культуры, под которую подсевают сидерат, то последние, выступая в роли ингибитора нитрификации, способствуют замедлению разложения зеленой массы сидерата, что создает условия для накопления гумуса в почве. Исследования, проведенные К.И. Довбаном в длительных стационарных опытах на дерново-подзолистой почве Белоруссии, подтверждают увеличение содержания гумуса и общего азота во всех слоях почвы при использовании в качестве сидерата люпина. При этом отмечается, что особенно много гумуса накапливается на глубине 40-60 см. По мнению ученого, нельзя считать верным, когда многие исследователи сравнивают эффективность зеленого удобрения с навозом или другими органическими удобрениями по влиянию на содержание гумуса только в пахотном слое.

В отличие от К.И. Довбана, результаты вегетационно-полевого опыта в сосудах без дна на дефлированных каштановых почвах Забайкалья свидетельствуют, что даже при внесении только надземной массы донника, люцерны или рапса содержание гумуса и азота может существенно повышаться. Более того, в модельных лабораторных опытах при компостировании этих почв с надземной и корневой массами донника и люцерны, внесенных в почву из расчета 50 т/га, содержание углерода гумуса почвы повышалось на 45% по сравнению с контролем, а гумус приобретал устойчивый гуматный характер (Г.Д. Чимитдоржиева, 1989).

О положительном балансе органического вещества за всю ротацию четырехпольного севооборота с донником свидетельствуют и данные А. И. Кузнецовой, Ш. Хуснидинова (1974). На выщелоченном черноземе Оекского учхоза Иркутского СХИ к концу второго года ротации содержание гумуса в слое почвы 0-30 см увеличилось на 0,07% от исходной величины в начале опыта.

Увеличение содержания гумуса на песчаных почвах при длительном функционировании сидеральных севооборотов зафиксировано Н.Д. Трусовой и М.П. Усовой (1990). За двадцать лет (1966-1986 гг.), после четырех ротаций севооборота, содержание гумуса на таких почвах увеличилось с 0,36 до 0,79%.

Вероятность увеличения содержания гумуса в почве возрастает при ежегодном использовании зеленых удобрений. Так, на легких почвах в Вуберне (Великобритания) при ежегодном запахивании сидератов в течение 7 лет содержание органического вещества увеличилось на 10%, на Ротамстедской опытной станции в результате использования зеленого удобрения в течение 30 лет накопилось органического углерода в почве около 35 т/га, а в Баварии применение зеленого удобрения на суглинистой почве в течение 25 лет способствовало повышению содержания гумуса с 2,2-2,3 до 2,8%, в то время как при внесении только минеральных удобрений оно снизилось до 1,9% (В.Г. Минеев и др., 1993).

Накопительный эффект от длительного использования пожнивной горчицы на зеленое удобрение, как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой, зафиксирован Ю.Н. Синих (1995) на дерново-подзолистой почве опытного поля ТСХА «Михайловское». Здесь в годы первой ротации шестипольного зернового севооборота отмечено снижение содержания гумуса в слое почвы 0-40 см, а в годы второй ротации - увеличение на 0,48% по сравнению с исходным.

По данным А.С. Моторина, Н.В. Перфильева, В.Л. Телицына (1996), на серых лесных почвах Тюменской области за ротацию 6- польного зернопаропропашного севооборота с сидеральным гороховым паром на фоне довольно высокого уровня минерального питания (N106P83K80) накопление гумуса по сравнению с исходным содержанием составило 0,58%.

Повышение содержания гумуса отмечено и в опытах Ульяновского НИИСХ при запашке сидератов из таких культур, как горох, вика, овес, вико-овсяная смесь, рапс, сераделла, донник, эспарцет (Г.А. Сатаров, 1996).

Таким образом, ознакомление с отечественной и зарубежной литературой позволяет сделать заключение, что зеленые удобрения повышают содержание органического вещества в целом и, в частности, гумуса не только на слабогумусированных легких почвах, но и на высокогумусированных почвах, в том числе и на черноземах. Необходимо особо подчеркнуть, что накопление органического вещества в почве чаще всего наблюдается при длительном систематическом применении органических и минеральных удобрений в севообороте. При этом во многих случаях преимущество бывает за совместным применением этих удобрений.

Тезис о том, что зеленое удобрение - важнейший источник азота в почве признается практически всеми исследователями.

При запашке 35-40 т/га зеленой массы в почву попадает 150-200 кг азота, что равноценно 30-40 т навоза (В.Г. Минеев и др., 1993). Клубеньковые бактерии - симбиониты бобовых сидератов, связывая и накопляя атмосферный азот, улучшают его баланс в почве. Подсчитано, например, что горох при хорошем урожае оставляет после себя на гектаре поля примерно от 50 до 100 кг усвояемого азота, то есть такого азота, которым могут отлично воспользоваться другие растения, посеянные на этом поле (В. Елагин, 1963).

Фиксация азота воздуха свободно живущими на корнях донника клубеньковыми бактериями приводит к тому, что эта культура за два года жизни накапливает в надземной части и корнях, по разным источникам, 154-180 кг/га азота, а максимальное накопление азота донником достигает 500 кг/га (К.И. Довбан, 1990).

В условиях Иркутской области при запашке 380 ц зеленой массы донника 1-го года жизни (85 ц сухого вещества) и содержании в ней 3,32% азота только с надземной фитомассой в пахотный слой почвы поступало около 280 кг/га азота. Даже при позднем сроке запашки (конец августа) зеленая масса донника 1-го года жизни (беспокровный посев) до наступления устойчивого похолодания успевает частично разложиться, накопив достаточное количество нитратов для последующих культур. Если в пахотном слое серой лесной почвы к предзимнему периоду (20.10) в неудобренном органикой пару содержится нитратного азота 12,3 мг на кг сухой почвы, а в унавоженном пару - 77,4 мг/кг, то при запашке на зеленое удобрение донника - 66,6 мг/кг (А. Угаров и др., 1960).

При запашке зеленого удобрения в пахотном слое почвы накапливаются не только азот, но и другие питательные вещества. Корни бобовых сидератов проникают глубоко в почву, усваивают питательные вещества из труднорастворимых соединений нижних слоев почвы, оставляя питательные элементы верхних слоев почвы для последующих культур. О перекачке бобовыми зольных элементов из нижних слоев почвы в верхние и в растительную массу упоминают в своих работах Е.К. Алексеев (1948) и К.И. Довбан (1990).

По данным А.Г. Быковец и др. (1962), горох, кроме накопления 50-100 кг азота (что равноценно содержанию азота в 10-20 т навоза), значительно улучшает условия фосфорно-калийного питания. В пожнивных остатках эта культура оставляет в 2,5 раза больше азота, в 1,5 раза больше фосфорной кислоты и в 1,2 раза больше калия, чем овес и ячмень (Д.П. Булк, А.И. Резник, 1962).

Общеизвестная способность донника использовать питательные элементы (фосфор, калий и кальций) из труднорастворимых соединений приводит к тому, что донник за два года жизни накапливает в надземной части и корнях 23 кг/га фосфора, 86 кг/га калия (К.И. Довбан, 1990).

Опытами Иркутского СХИ установлено, что в результате применения отавной донниковой сидерации каждый гектар пашни обогащается 140-180 кг азота, 36-48 кг фосфора, 116-154 кг калия (Ш.К. Хуснидинов, 1983).

Говоря о сокращении потерь минеральных веществ из почвы при внесении зеленых удобрений, следует прежде всего обратить внимание на зернопаропропашные севообороты, так как в чистых парах и под пропашными культурами идет интенсивная минерализация органического вещества почвы, убыль которого ведет к снижению ее потенциального плодородия.

В.Г. Минеев и др. (1993) представляют следующие ориентировочные данные о ежегодной минерализации гумуса под различными группами сельскохозяйственных культур, полученные на основании размеров выноса ими почвенного азота и скорректированные по материалам отечественных и зарубежных длительных опытов: под зерновыми культурами 0,5-1 т/га, пропашными - 1,5-2,5, под чистым паром - 2-3,5 т/га.

По совокупным данным опытов, процент разложения гумуса в чистом пару, по С.С. Сдобникову (1994), достигает 2,5-3%, под пропашными около 3%, под зерновыми около 1%. В районах Поволжья, ЦЧО и Восточной Сибири ежегодная минерализация гумуса несколько ниже и составляет под зерновыми 0,5%, под пропашными 1,4-2 и в чистом пару 2-2,2%.

Интенсивные процессы минерализации гумуса почв приводят к тому, что азота в пахотном слое парового поля накапливается значительно больше, чем требуется для формирования урожая последующей культуры севооборота. Значительная часть его теряется в газообразной форме в атмосферу вследствие процессов денитрификации, а в условиях достаточного увлажнения и хорошей дренированности часть азота мигрирует по профилю почвы или смывается с поверхности дождевыми осадками.

По данным ВНИИЗХ, за время парования в пахотном слое почвы накапливается более 100-120 мг NО3 на 1 кг почвы. Этого количества нитратов достаточно для создания урожая зерна свыше 40 ц/га, однако из-за недостатка фосфора и влаги они не используются пшеницей (С.С. Сдобников, 1994).

На темно-каштановых почвах Северного Казахстана в период парования поля в слое 0-40 см может накапливаться до 20 мг/кг нитратного азота. Такое его количество не может потребить следующая культура, и поэтому во влажные годы имеет место миграция небольшого количества нитратов за пределы 0-100 см, причем не только в пару, но и под растениями (В.Г. Черненок, В.П. Грицких, 1990). На каштановых почвах Бурятии (с 1-2,5% гумуса) хорошо подготовленные пары накапливают до 70 кг азота, которого достаточно для получения 30 ц/га зерна (В.А. Ревенский, 1990).

По обобщенным данным 72 опытов, проведенных в условиях Канской лесостепи Красноярского края, установлено, что на выщелоченном черноземе по парам даже при среднем содержании азота 28 мг/кг в пахотном слое азотные удобрения неэффективны во все годы исследований (Н.Н. Крыжановская, В.П. Астафьева, 1990).

Потери биогенных элементов в окружающую среду возрастают с развитием химизации земледелия, увеличением доз применения минеральных удобрений. Чем дольше пашня не занята растительностью, тем больше такие потери. Растущие промежуточные сидераты, особенно вегетирующие осенью и весной между основными культурами севооборота, а также продуцирующие в занятом сидеральном пару, предотвращают потери питательных элементов из пахотного слоя почвы. Будучи запаханными в почву, зеленые удобрения также сокращают потери минеральных веществ от вымывания за счет временной растянутости процесса их минерализации и связывания возможного избытка минерального азота биологической иммобилизацией (Г.П. Гамзиков, 1990; П.А. Барсуков, 1990).

Несмотря на пересмотр положений о роли структуры почвы в повышении плодородия почвы, обоснованных в свое время академиком В.Р. Вильямсом, практически во всех проведенных исследованиях подтверждена положительная роль агрономически ценной водопрочной структуры почвы и необходимость осуществления мероприятий по ее сохранению и восстановлению (К.К. Гедройц, 1926; П.В. Вершинин, В.П. Константинова, 1935; Ф.Е. Колясев, 1948; Д.И. Буров, 1953; Н.А. Качинский, 1963, 1965; С.Н. Рыжов, М.В. Мухамеджанов, 1968; Р.А. Шмидт, 1970; П.П. Заев, А.В. Королев, 1972; И.Б. Ревут, 1972; А.В. Королев, 1982). В этом отношении положительное влияние сидерации на оструктуривание почвы также обнаруживается в абсолютном большинстве опытов. При этом оструктуривание почвы обосновывается положительным влиянием сидерации на содержание органического вещества в почве, структурообразующим воздействием корней и стабилизацией структуры благодаря почвенным микроорганизмам.

Большую роль в обогащении почвы органическим веществом играет такая сидеральная культура, как донник, имеющий мощно развитую корневую систему. Например, по данным А. И. Кузнецовой и Ш. Хуснидинова (1974), донник оставляет в 30-сантиметровом слое почвы 28-29 ц/га корней, а в слое 0-50 см - 50-55 ц/га. Такое же количество корней, но с пожнивными остатками донника зафиксировано А.В. Полупудновым (1965) на Читинском сортоучастке, где в среднем за 4 года в 30-сантиметровом слое оставалось 28,5 ц/га корней в переводе на сухую массу.

Структурообразующее влияние донника обнаруживается в период его вегетации. Так, например, по данным Иркутского СХИ, в почве под донником общая сумма частиц размером от 10 до 0,25 мм увеличилась в среднем по горизонтам почвы на 10-20%, одновременно увеличилась сумма наиболее агрономически ценной фракции размерами от 3 до 1 мм как на дерново-карбонатной почве, так и на выщелоченном черноземе. Уменьшалось содержание фракции пыли по всем горизонтам пахотного слоя на обоих типах почв (К.Х. Шарифзян, 1974).

Структурообразующее воздействие корневой системы сидеральных культур и наличие свежеосажденного органического вещества, которое при наличии кальция обладает клеющей способностью, обеспечивает создание водопрочной структуры. Например, на серых лесных почвах Иркутской области, по данным А. Угарова и др. (1960), под воздействием донника содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое (28,9%) увеличилось на 6,8% по сравнению с почвой чистого пара (22,1%).

На обыкновенных и выщелоченных черноземах Алтайского края в севообороте с сидеральным паром содержание водопрочных агрегатов по сравнению с севооборотом с чистым паром увеличилось на 9,5% под повторными посевами пшеницы по пару и на 4,9% под посевами 3-й зерновой культуры (В.В. Вольнов, 2000).

В опытах К.И. Довбана (1990) на дерново-подзолистой почве количество водопрочных агрегатов в вариантах с запашкой всей растительной массы люпина, а также с запашкой корневых и пожнивных остатков в сравнении с контролем (без удобрений) увеличилось на 36-46%, а при запашке только одной надземной массы - лишь на 7%.

Запашка на зеленое удобрение 40-60 т/га надземной массы бобовых растений (тригонелла, горох) на глубину 30 см повышала количество водопрочных агрегатов на орошаемой темно-каштановой почве Поволжья на 10-15 % уже в год прямого действия, и этот показатель, по данным В.Ф. Кормилицына (1994), сохранялся на протяжении трех-четырех лет.

В отличие от органических, применение минеральных удобрений может сопровождаться ухудшением агрегатного состава и водопрочности структуры.

На слабовыщелоченном черноземе Мироновского НИИ селекции и семеноводства пшеницы в опыте, заложенном в 1912 г., при систиематическом внесении минеральных удобрений, в сравнении с неудобренным в течение 54 лет участком, содержание водопрочных агрегатов размером 0,5-0,25 мм снизилось на 2-9%, при внесении органических удобрений увеличилось на 65-75%, органо-минеральных - на 64% (Ю.К. Кудзин, Н.В. Гниненко, 1969).

На типичном черноземе Украины при внесении высоких доз NPK содержание агрономически ценных агрегатов снижалось с 70 (контроль) до 60%, а водопрочных - с 49 до 36% (В.В. Медведев, 1978). В то же время при внесении полуторных доз NPK на фоне навоза улучшался агрегатный состав и водопрочность структуры дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв (Н.П. Панов, М.Н. Стратонович, Р.Ф. Байбеков, 1986).

Запашка соломы, сурепицы на зеленое удобрение и сурепицы в смеси с соломой оказывала последействие на структурное состояние и водопрочность агрегатов серой лесной почвы Тюменской области через 4 года. При сухом просеивании содержание агрономически ценных агрегатов на фоне запашки соломы, сурепицы и сурепицы+солома было выше по сравнению с контролем соответственно на 13,8, 12,6 и 20,0%, а содержание водопрочных агрегатов соответственно на 7,0, 2,3 и 3,2% выше (Е.П. Ренёв, 1999).

В процессе роста таких сидеральных культур, как многолетний люпин, донник, их мощная корневая система пронизывает пахотный и подпахотный слои, способствуя не только оструктуриванию, но и рыхлению почвы и подпочвы. После отмирания корневой системы увеличивается относительный объем свободных промежутков между структурными отдельностями, что имеет важное значение для улучшения воднофизических свойств, особенно на связных по гранулометрическому составу почв. По данным К.И.Довбана (1990), некапиллярная пористость по запаханному сидерату в слое 0-10 см была выше контроля на 70-80 %, но особенно увеличилась она в подпахотных слоях (20-30 и 30-40 см), превышая контроль в 2-3 раза. Однако существенные различия в плотности почвы (на 0,03-0,09 г/см3) характерны только для слоев, в которые запахивается надземная масса сидерата. На глубине 20-30 и 30-40 см по запаханному люпину плотность почвы оказывается ниже, чем на контроле, всего на 0,01-0,02 г/см3.

На серой лесной среднесуглинистой почве Северного Зауралья при запашке сидератов плотность почвы в 10-сантиметровом слое снижалась на 0,07-0,11 г/см3, а в слое 10-20 см - на 0,06-0,12 г/см3 (В.Г. Минеев и др.,1993).

Обогащение почвы органическим веществом, пустоты, образовавшиеся после разложения корней и зеленой массы сидератов, снижение плотности почвы, оказывают положительное влияние на воднофизические свойства почвы. Так, например, если при запашке 60 т/га навоза водопроницаемость почвы увеличивается в 1,5 раза, то при запашке 20 т зеленой массы донника она увеличивается в два раза (В.В. Суворов, 1962). Сидерация приводит к увеличению влагоемкости и снижению водоподъемной способности почвы.

По данным В.Ф. Кормилицына (1999), сидераты больше, чем навоз, способствуют улучшению физических свойств почвы: повышают содержание водопрочной структуры, увеличивают порозность и влагоемкость, уменьшают уплотненность не только пахотного, но и подпахотного горизонтов за счет биодренажа корневой системой, что особенно характерно для донника.

В длительных опытах Мироновского НИИ ССП минеральные удобрения повышали водопроницаемость слабовыщелоченного чернозема, но значительно меньше, чем органические или органо-минеральные удобрения. Так, если водопроницаемость почвы в варианте без удобрений принять за 100%, то в варианте с NPK за 10 минут она составила 173%, в варианте с навозом - 288%, а с навозом+NPK - 284% (Ю.К. Кудзин, Н.В. Гниненко, 1969).

Применение сидератов значительно повышает поглощение почвой выпадающих осадков и тем самым уменьшает сток и смыв почвы. При запашке в слабосмытую почву 82-108 ц/га, а в среднесмытую 65-81 ц/га зеленой массы гороха и чины, интенсивность поглощения влаги почвой увеличивалась на 1,0-2,6 мм/мин в сравнении с паром, где сидераты не запахивали. Причем использование сидератов оказалось более эффективным, чем запашка в почву 10 т/га перегноя (А.Н. Каштанов, М.Н. Заславский, 1984).

Повышение содержания органического вещества и улучшение агрохимических и агрофизических свойств почвы под влиянием сидерации приводят к усилению биологической активности почвы, почвенный и надпочвенный воздух обогащается диоксидом углерода, что улучшает воздушное питание растений, активизируется деятельность почвенной микрофлоры. Микробиологические процессы в почве значительно усиливаются уже в период роста и развития сидератов, если они представлены бобовыми культурами. Под такими посевами наблюдается повышенная деятельность клубеньковых бактерий (Д.Н. Прянишников, 1965). После запашки сидератов для почвенной микрофлоры создаются еще лучшие условия, так как внесенный с зелеными удобрениями материал, богатый углеводами и протеинами, при благоприятной влажности и температуре почвы способствует бурному развитию микрофлоры. При благоприятных условиях скорость размножения почвенных микроорганизмов может удваиваться каждые 20-60 мин (А.М. Лыков, 1985).

В опытах К.И. Довбана (1990) на дерново-подзолистой почве запашка всей растительной массы многолетнего люпина резко увеличила численность всех групп микроорганизмов. Общая численность бактерий возросла по сравнению с контролем (без удобрений) в 2-3 раза, аммонификаторов - почти в 2 раза, споровых аммонификаторов - в 2-3,6, клубеньковых бактерий - в 2,5-3, актиномицетов - в 1,8-2,2 и плесневых грибов в 1,4-1,6 раза. Запашка люпина увеличивала продуцирование углекислого газа почвой в течение всего вегетационного периода.

По данным К.М. Маринеску (1989), на сильносмытом тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе внесение минеральных удобрений (N60P60K60) активизировало микробиологические и биохимические процессы в почве на протяжении двух лет, внесение навоза и сидерата - четырех лет. Чина, запаханная на зеленое удобрение на фоне минеральных удобрений, повышала биологическую активность и эффективное плодородие почвы в течение шести лет.

К положительным качествам зеленого удобрения относится и то, что оно разлагается в почве значительно быстрее, чем другие органические удобрения, богатые клетчаткой, а коэффициент использования азота зеленого удобрения (в первый год действия) вдвое выше, чем навоза (В.Г. Минеев и др., 1993).

Возделывание сидеральных культур в севообороте квалифицируется как элемент почвозащитной системы земледелия. Сидераты, выращиваемые в качестве промежуточных культур, и особенно в паровых полях, в наибольшей степени подверженных эрозии, выполняют почвозащитную роль, смягчая разрушающее комки почвы воздействие ветра, дождя, солнца.

Известно, что растительный покров значительно снижает скорость ветра в приземном слое.

Подчеркивая важную роль растительности в системе мер противоэрозионного земледелия, академик С.Г. Скоропанов (1989) отмечает, что вся без исключения обрабатываемая площадь почвы, не покрытая растительностью, эрозионно опасна.

В опытах А.В. Полупудного (1965), проведенных на Читинском сортоучастке, почва в донниковом пару, защищенная в ранневесенний период стерней покровной культуры, а затем развивающимися растениями донника, практически не сносилась ветром. Сидераты гасят и энергию ливневых дождей. Часть осадков задерживается растительным покровом, уменьшая тем самым склоновый сток. Падающие капли дождя при встрече с растительностью распыляются на мелкие частицы, в результате резко снижается их эродирующая способность и создаются условия для более полного поглощения почвой выпадающих осадков. Почвозащитный эффект достигается и за счет благоприятного воздействия на структуру почвы и укрепления почвы корнями сидеральных культур. Исследования, проведенные К.И. Довбаном (1990) на дерново-подзолистых почвах, показали, что растущие сидераты в осенне-зимний и ранневесенний периоды снижали вредное действие водной и ветровой эрозии до минимума.

В Сибири на почвах солонцового комплекса наиболее пригодной культурой для сидерации почвы признан донник, который является соле-солонцоустойчивой и фитомелиоративной культурой (А.С. Петров, 1974; Е.Я. Ожгибицева, 1983; И.Н. Елагин, 1985; К.П. Пак, 1988).

Фитомелиоративная роль донника на солонцах состоит в том, что он своей корневой системой перехватывает потоки капиллярной влаги и предотвращает тем самым засоление и осолонцовывание мелиорированных почв; способен за счет высокого урожая зеленой массы и корневой системы снабжать почву азотом, подвижными формами элементов питания и повышать ее биологическую активность.

На почвозащитную роль сидератов указывают Н.Н. Зезин (1986), В.М. Тужилин и др. (1990), М. Шабата (1989), W. Buchner, K. Koller (1985), J. Rosner (1989).

Использование зеленых удобрений является одним из приемов, ограничивающих возникновение специфических заболеваний и увеличение заселенности вредителями и сорняками.

Зеленые удобрения в севооборотах способствуют борьбе с сорняками за счет затенения и антагонистического действия, а также истребления их в процессе ухода за сидеральными парами. Однако, как показывает опыт, в степи и лесостепи Алтайского края борьба с сорной растительностью на сидеральных парах может быть проведена так же успешно, как и на чистых, только при условии вспашки сидеральных паров в оптимальные сроки: конец июня - начало июля. При поздних сроках запашки сидерата борьба с сорняками проходит плохо, так как, по мнению М.М. Шубина (1966), время ухода за парами сокращается и создаются менее благоприятные условия для прорастания семян сорняков.