Польза от сои для почвы

Наблюдения показали, что возделывание сои оказывает влияние на различные свойства почвы. Это может быть связано с двумя основными факторами: 1) глубокая и хорошо разрастающаяся корневая система; 2) оставление в почве большого количества биомассы в виде корней после сбора надземной части и поступление органического вещества в виде опавших листьев перед сбором урожая многих культурных сортов. Даже если предположить, что соотношение корней к наземной части составляет только 1:3, то сбор 2 т урожая семян при процентном отношении массы урожая к полной массе растений 0,33, как правило, дает 2 т корневой биомассы под землей и еще 1 т биомассы в виде опавшей листвы. Добавление такого большого количества органического вещества культурой, которая растет около четырех месяцев несомненно оказывает воздействие на свойства почвы. Влияние возделывания сои на различные свойства почвы описаны ниже.

Химические свойства

Важные химические свойства, на которые влияет соя, связаны с содержанием различных питательных веществ. Поскольку эта культура при содействии Bradyrhizobium способна фиксировать атмосферный азот, она часто влияет на баланс азота в почве. Кроме того, поскольку сою, как правило, возделывают с добавлением больших доз фосфора и калия, возделывание культуры также оказывает воздействие на содержание этих элементов в почве. Добавление значительного количества пожнивных остатков может повлиять на многие другие химические свойства почвы. Гаванде и др. (2007) сообщают о значительном накоплении азота, фосфора и калия в почве, на которой возделывали сою. Шоко и Тагвира (2007) также наблюдали значительное улучшение химических свойств почвы с введением сои в севооборот с сахарным тростником.

Органический углерод

Было выявлено, что в севообороте соя–пшеница, количество почвенного органического углерода в течение 30 лет увеличивается на 29–104 % при условии использования различных комбинаций азота. фосфора. калия и навоза. Даже без использования удобрений количество органического углерода в почве за 30 лет увеличилось на 9 %, возможно, благодаря накоплению углерода через корни и растительные остатки, так как каждый год в почву в качестве удобрений добавлялось около 124 кг/га биомассы в виде опавших листьев сои и 85 кг/га биомассы в виде стерневых пожнивных остатков пшеницы. Содержание в почве органического углерода при использовании севооборота кукуруза–соя–пшеница оказалось выше, чем в севообороте кукуруза–пшеница.

Азот

Азот является одним из наиболее подвижных элементов в почве.

В связи с несколькими химическими реакциями, связанными с этим питательным веществом, трудно определить степень влияния сои на этот элемент. Однако в ряде исследований было достоверно доказано, что возделывание сои оказывает положительный эффект на наличие азота в почве после ее уборки. Кроме того, доступность азота в почве также связана с минерализацией послеуборочных растительных остатков сои в виде корней и опавших листьев.

Было также обнаружено, что заделка в почву соевых растительных остатков повышает содержание азота. Если сою возделывали в чистом посеве или в смеси с кукурузой, количество остатков составляло 4,84 т/га и 1,75–2,36 т/га соответственно, или 60,0 кг/га и 21,7–29,3 кг/га азота. Через два года азотный баланс был положительным (59,4 кг/га) в севообороте кукуруза–соя–пшеница и отрицательным (–6,1 кг/га) в севообороте кукуруза–пшеница. Во многих регионах нетоварную часть урожая сои удаляют с поля после уборки. В таких ситуациях источником азота является только остаточная биомасса сои. В Индии остаточная биомасса сои, включающая опавшие листья, корни, клубеньки и прикорневую зону, привносит 7,02–16,94 кг/га, 11,65–28,83 кг/га, 3,31–8,91 кг/га и 11,30–23,80 кг/га азота соответственно.

В севообороте соя–пшеница за 30-летний период общее количество азота в почве увеличилось на 51–86 % при внесении азота, фосфора, калия и навоза. Там, где удобрения не применялись, увеличение составило 23 %. Рамеш и Редди (2004) установили, что возделывание сои обогащает почву азотом, особенно в комплексе с применением рекомендуемых доз азотных удобрений.

Фосфор

Фосфор – это элемент, на который оказывает влияние возделывание сои. Однако его положительный или отрицательный баланс зависит от начального содержания в почве фосфора, добавленного в виде удобрений. Поскольку значительное количество применяемого фосфора остается в почве вместе с большим количеством пожнивных остатков, то этим элементом, скорее всего, богаты почвы районов, где регулярно используют удобрения. Шоко и Тагвира (2007) наблюдали значительное увеличение содержания почвенного фосфора с введением сои в качестве сидеральной культуры при возделывании сахарного тростника. В длительных исследованиях севооборота соя–пшеница с применением фосфорных удобрений и навоза содержание фосфора возросло на 25–50 %.

Калий

Степень влияния сои на динамику калия в почве является переменной и сложной. Поскольку существует равновесие между различными типами калия (например, фиксированный и доступный), часто бывает трудно изучить незначительные колебания, являющиеся результатом возделывания сои. Однако применение доз калия ниже оптимальных в течение определенного периода времени может уменьшить запасы этого элемента в почве. Содержание в почве калия может не увеличиться, даже несмотря на применение калийных удобрений, поскольку его использует не только соя, но и другие культуры севооборота. Гаванде и др. (2007) наблюдали значительное накопление калия при последовательном чередовании сои и сорго, по сравнению с зернобобовыми культурами, что указывает на положительный эффект сои на накопление калия в почве.

Другие параметры

Другие важные химические параметры, на которые может оказывать влияние возделывание сои – это рН и электрическая проводимость. С каждым урожаем в почву добавляется значительное количество биомассы, что может привести к увеличению содержания органических веществ и, следовательно, повлечет за собой увеличение содержания органического углерода и других ионов. Также могут быть затронуты емкость катионного и ионного обмена и электропроводность.

Физические свойства

Глубокая и хорошо разветвленная корневая система сои оказывает на почву эффект разрыхления, а добавление большого количества биомассы в виде корней и опавших листьев улучшает физические свойства почвы. Ее влияние более выражено на рыхлых почвах, при условии изначально меньшего содержания органического вещества и медленной скорости его разложения. При этом в тропических условиях влияние сои выражено не так четко в связи с ускоренным разрушением органических веществ под воздействием высоких температур. Главным образом, оно сказывается на плотности почвы, аэрации, инфильтрации и водоудерживающей способности. При измерении плотности почвы в период роста хлопчатника с помощью конусного пенетрометра оказалось, что если хлопок был посеян после сои, то этот показатель был значительно лучше, чем при непрерывном возделывании хлопка.

Биологические свойства

Возделывание сои влияет и на биологические свойства почвы. Соя оказывает благотворное воздействие на микро- и макрофлору и фауну почвы. Возможно, это связано с типом корневой системы, которая обеспечивает хорошую аэрацию ризосферы, а также с добавлением биомассы, повышающей содержание органических веществ, что создает условия для биологической активности почвы. В пробах, взятых во время цветения кукурузы и перед уборкой урожая, содержание нитрата азота, гидролизируемого азота, протеазы и активность микроорганизмов были более высокими в севообороте соя–кукуруза, чем при возделывании кукурузы в монокультуре. Это указывает на существование больших резервов лабильного азота и более высокую способность азота к минерализации в почве, на которой кукуруза возделывается в севообороте с соей, чем при бессменном возделывании культуры. В другом опыте Лонг и др. (2008) обнаружили, что высеянная в междурядьях чая, соя значительно улучшила фитосанитарное состояние чайной плантации за счет снижения роста сорняков и распространения вредителей и болезней, а также увеличила урожайность чая и улучшила рентабельность основной культуры.

Эффект аллелопатии

Длительное, непрерывное возделывание сои приводит к снижению ее урожайности. Это может быть вызвано многими причинам, в том числе болезнями корней, вредителями и нематодами, дисбалансом почвенной среды или ухудшением свойств почвы, изменением микроорганизмов ризосферы или токсичностью разлагающихся пожнивных остатков и корневых выделений. В связи с эффектом аллелопатии разлагающийся корневой материал может снизить всхожесть, рост и урожайность сои. Повысить ее урожайность поможет использование севооборота вместо возделывании сои в монокультуре. При длительном (30 лет) изучении системы севооборота соя–пшеница не было замечено снижения урожайности сои, связанного с аллелопатией. Возможно, соя оказывает аллелопатическое воздействие на сорняки и, следовательно, могла бы помочь в борьбе с ними. Например, Роуз и др. (1984) установили, что корневые выделения сои снизили сухую массу канатника Теофраста (Abutilon theophrasti), но не угнетали просо итальянское (Setaria italica).

На росте сои, высеянной после пшеницы озимой, отрицательно сказывается фильтрат пшеничной соломы. Однако дополнительное применение азота позволяет преодолеть замедление темпа роста и снижение урожайности сои.