Procesul degradării solului, care se observă în multe parți ale lumii, devine amenințător și pare scăpat de sub control. Degradarea solului este una dintre principalele probleme în producția agricolă.
Potrivit FAO (Food and Agricultural Organization), 1214 milioane de hectare de teren sunt degradate în lume, principalii factori de degradare fiind eroziunea apei – 61,6%, eroziunea eoliana – 23,1%, degradarea chimică – 12,1% și degradarea fizică – 3,2%.
Eroziunea apei este cea mai periculoasa în zonele deluroase deschise, cu precipitații mari. Eroziunea eoliana domină într-un climat uscat și lipsit de vegetație pe câmpuri. Utilizarea tehnologiilor de producție a mașinilor în multe cazuri duce, de asemenea, la degradarea solului (chimic și fizic). Utilizarea tehnologiilor de producție imperfecte este unul dintre principalii factori de degradare a solului.
Conflictul dintre producția de culturi și animale, sistemele de utilizare a terenurilor, forța de muncă, tehnologia și piața obliga multe tari sa apeleze la sisteme de culturi durabile.
Atunci când se dezvolta strategii pentru dezvoltarea agriculturii, ținând seama cât mai mult de complexitatea situației reale în utilizarea terenurilor, acestea ar trebui sa se bazeze pe o abordare holistică care se bazează pe nevoile fermelor și pe caracteristicile mediului socio-economic.
In același timp, ar trebui acordata o atenție specială tehnologiilor care permit fermelor sa își mențină și să își dezvolte statutul social, menținând și dezvoltând baza resurselor de producție. Toate situațiile dificile precum procesul de degradare a solului, reducerea costurilor cu forța de muncă, conservarea umidității în sol, creșterea disponibilității nutrienților pentru plante, creșterea randamentelor culturilor sau stabilitatea culturilor agricole sunt un real obstacol în calea producției garantate de alimente sigure.
Odată cu dezvoltarea agriculturii de conservare a solului, specialiștii și administratorii fermelor își dau seama de importanta unor astfel de procese, cum ar fi însămânțarea culturilor de acoperire, conservarea reziduurilor culturilor folosind rotațiile de culturi, însămânțarea intre rânduri și chiar cultivarea fără prelucrare.
Metodele de prelucrare minima asigura o acoperire îmbunătățita a solului, reduc degradarea solului, măresc materia organică a solului și au un impact pozitiv asupra sistemelor agricole regionale.
Una dintre cele mai eficiente metode de reducere a degradării solului este cultivarea culturilor de acoperire prin rotații ale culturilor, cu prelucrare minimă a solului, pentru a crea o bariera care previne, în primul rând, eroziunea sa. In plus, culturile de acoperire pot îmbunătăți calitatea solului prin creșterea materiei organice și a nutrienților solului, creșterea stabilității și reducerea levigării.
Culturile de acoperire sunt, de asemenea, însămânțate pentru vegetație, mulcire vie, gunoi de grajd verde și culturi pentru combaterea buruienilor, furaje pentru animale sau hrana. Sunt anuale și perene, inclusiv leguminoase, cereale etc.
Avantajele utilizării culturilor de acoperire
Eroziunea solului apare cel mai adesea în câmpurile neocupate de vegetație (Fig. 1).
Fig. 1 Influenta gradului de acoperire a solului de către vegetație asupra pierderilor sale de eroziune
Culturile de acoperire pot proteja câmpul de eroziune atunci când nu exista o cultura principala. Reziduurile vegetale protejează solul de picăturile de ploaie, care, dacă sunt aruncate pe sol gol, distrug particulele de sol și le fac erozive. Scurgerea suprafeței este încetinita de culturile de acoperire, ceea ce îmbunătățește infiltrarea umezelii.
Funcțiile de protecție a solului sunt îndeplinite nu numai de partea plantelor din culturile de acoperire, ci și de sistemul lor radicular. In plus, culturile de acoperire reduc levigarea nutrienților și pesticidelor, precum și eliberarea în apele subterane. De asemenea, pot oferi acces mai timpuriu pentru mașini și tractoare la lucrările de primăvara.
Creșterea materiei organice din sol. La fel ca îngrășămintele organice sau reziduurile culturilor, culturile de acoperire pot creste materia organica din sol. Deși creșterea materiei organice din sol este lenta, includerea culturilor de acoperire în rotații poate ajuta la menținerea sau la creșterea ușoară a materiei organice a solului. Culturile de acoperire sunt utile în special atunci când toată biomasa este îndepărtata de pe camp (de exemplu, când avem cultura porumb pentru siloz ).
Creșterea materiei organice din sol îmbunătățește calitatea procesării și productivitatea acesteia. In procesul de descompunere a materiei organice și a reziduurilor vegetale din sol, se formează compuși care cimentează particulele de sol în agregate, ceea ce îmbunătățește structura și lucrabilitatea solului. Agregatele îmbunătățesc permeabilitatea aerului, aerarea, infiltrarea apei, capacitatea de reținere a apei, facilitează germinarea și creșterea rădăcinilor plantelor.
Fixarea azotului atmosferic. Plantele leguminoase, împreuna cu anumite bacterii, au capacitatea de a extrage azotul din atmosfera și de a-l acumula în plantă. Plantele folosesc acest azot pentru a forma proteine și alte componente. Rămășitele plantelor care fixează azotul după descompunere în câmp, formează azot și alți nutrienți care pot fi folosiți de culturile ulterioare. Conform recomandării serviciilor de diseminare a cunoștințelor de la Universitatea din Wisconsin (SUA), masa neexploatata de trifoi rosu poate forma, în funcție de densitatea plantelor, 56-90 kg / ha de azot pentru culturile ulterioare, de exemplu, porumbul. Aceasta cantitate de azot este determinata luând în considerare biomasa plantei și sistemul radicular al acesteia (Fig. 2).
Fig. 2 Distribuția azotului în plante și în părțile radiculare ale biomasei de trifoi rosu
Cu cât mai multa biomasa, cu atât mai mult azot este produs în mod natural de planta și prin urmare, cu atât mai puțin va trebui adăugat pentru cultura ulterioară. Pentru trifoiul rosu, raportul carbon – azot (C : N) al plantei variază de la 11: 1 la 17: 1 și este suficient de mic pentru a descompune rapid resturile vegetale, care produc azot din sol disponibil plantelor. Datele de la Universitatea din Wisconsin arată ca aproximativ 70% din azotul total produs este disponibil plantelor în primul an după cultivarea trifoiului rosu. O eliberare intensiva de azot are loc în perioada de absorbție maxima a acestuia de către porumb.
Mărimea fixării simbiotice a azotului depinde de mulți factori: tipul și vârsta plantelor, densitatea stării, metoda lucrării, dar factorul fundamental este tipul plantei.
Cea mai mare dimensiune de fixare a azotului (pana la 500 kg / ha) se realizează la creșterea lucernei, în special în regiunile sudice moderat umede. Lucerna și lupinul peren se disting prin capacitatea lor ridicata de fixare a azotului. Cea mai mică cantitate de azot este înregistrata de astfel la leguminoase anuale, cum ar fi mazărea, mazăriche, seradella și soia.
Din punct de vedere al managementului, disponibilitatea nutrienților poate depinde într-o oarecare măsura de calitatea, cantitatea, locația și timpul de descompunere a reziduurilor culturilor de acoperire.
Recircularea și depozitarea nutrienților neutilizați. Azotul nefolosit al solului care rămâne în sol la sfârșitul sezonului de creștere, tinde sa se scurgă în toamnă, iarna și primăvara și poate pătrunde în apele subterane. Unele culturi de acoperire au proprietatea de a recicla sau depozita excesul de nutrienți. De obicei, aceste culturi trebuie sa tolereze condiții relativ reci pentru continuarea creșterii după recoltarea principalelor culturi.
După descompunerea culturii de acoperire sau recoltarea acesteia pentru furaje, se formează azot în sol, care va fi reutilizat de culturile ulterioare.
Levigarea solului este una dintre cele mai presante probleme de mediu din secolul XXI, deoarece duce la pierderi uriașe și deseori ireparabile de nutrienți. Levigarea solului este influențata de o serie de factori, iar tehnologiile de cultivare a culturilor pot avea o influenta decisiva asupra acestuia.
Se poate observa ca atât cu metoda tradițională (folosind cultivarea plugului) cât și cu metoda de cultivare minima, fără culturile de acoperire se ajunge inevitabil la poluarea apelor subterane cu nitrați și mai ales la pierderea de nutrienți. Timp de câțiva ani după utilizarea secarei de iarnă ca cultura de acoperire, levigarea a fost practic oprita.
Procesele de levigare sunt influențate de o serie de factori interdependenți nu numai de natura diferita, ci și de durata diferita în timp. Mai mult, acești factori sunt dificil de controlat. Utilizarea culturilor de acoperire în rotațiile culturilor este una dintre principalele tehnici pentru reducerea proceselor de levigare.
O analiza a unui mare număr de studii realizate arată ca utilizarea acestor culturi de acoperire reprezinta o măsura eficientă din punct de vedere strategic pentru protejarea și restabilirea fertilității solului, în diferite agroecosisteme ale lumii.
Avantajele utilizării culturilor de acoperire
- protecția solului și reducerea eroziunii solului (apă și vânt);
- utilizarea mulcirii vii ca acoperire a solului, care poate servi drept bariera fizică pentru
a inhiba apariția și creșterea semințelor de buruieni; - suprimarea creșterii unor buruieni prin concurenta culturilor de acoperire cu acestea pentru lumina, umiditate, nutrienți și spațiu;
- îmbunatățirea capacității de reținere a apei și infiltrarea apei în sol;
- reducerea temperaturii solului și protejarea acestuia de fluctuațiile de temperatura;
- circulație îmbunătățita a nutrienților;
- o creștere a azotului din sol datorită fixării azotului atmosferic (leguminoaselor);
- o creștere a numărului de viermi, insecte și microorganisme din sol, care pot îmbunătăți calitatea solului și valoarea nutritiva a acestuia prin accelerarea descompunerii materiei organice și a reziduurilor vegetale (viermii solului cresc infiltrarea și structura solului);
- sistemele radiculare puternice ale unor culturi de acoperire sunt un fel de „plug biologic” și distrug straturile de sol sub-arabile, compactate, promovează dezvoltarea organismelor solului;
- îmbunatățirea proprietăților fizice ale solului (agregarea particulelor de sol, infiltrarea, porozitatea, capacitatea de penetrare etc.);
- rotațiile culturilor folosind diferite tipuri de culturi de acoperire asigura echilibrul solului și contribuie la reducerea problemelor de dăunători și boli (sol și culturi);
- adăugarea de reziduuri organice din culturile de acoperire creste conținutul de materie organică din sol;
- reducerea pierderilor de nutrienți și a levigării solului;
- asigurând condiții bune pentru absorbția apei și a nutrienților de către plante.
Aspecte negative ale utilizării culturilor de acoperire
- vor fi necesare fonduri suplimentare pentru însămânțarea culturilor de acoperire, inclusiv costul semințelor, precum și forța de muncă și timpul pentru însămânțare;
- interacțiunea cu cultura principala – cu cultivarea necontrolata a culturilor de acoperire, acestea pot prezenta proprietăți de buruieni și pot concura cu cultura principala pentru lumina, umiditate, nutrienți și spațiu;
- în timpul sezonului uscat, culturile de acoperire pot îndepărta umezeala valoroasa din cultura principala, într-o alta perioada pot absorbi cantitatea principala de azot din cultura principala dacă nu sunt gestionate corespunzător;
- pentru majoritatea rotațiilor culturilor cu culturi acoperitoare, se recomanda utilizarea unei doze inițiale de îngrășăminte cu azot în timpul însămânțării și culturii principale, care compensează absorbția azotului prin culturi acoperitoare la începutul creșterii lor;
- acoperă problemele dăunătorilor și bolilor culturilor, precum și câmpurile de buruieni, pot adăposti insecte, boli și nematode, care pot afecta negativ nu numai acoperirea culturilor, ci și culturile ulterioare.
Luând în considerare aspectele pozitive și negative ale culturilor de acoperire, se poate optimiza producția alături de culturile principale.
Cea mai buna modalitate de a atinge durabilitatea și de a menține fertilitatea solului este de a păstra structura solului și de a adaugă în mod regulat carbon organic la solul vegetal, inclusiv prin cultivarea culturilor de acoperire. Conform unor studii , utilizarea culturilor de acoperire în combinație cu composturile este însoțita de un efect sinergic pozitiv.
Trebuie remarcat în special faptul că atunci când se utilizează composturi cu culturi de acoperire, nu numai conținutul de nitrați din sol creste, ci acestea devin disponibile plantelor în primele etape de dezvoltare. In ultimii ani, în UE, precum și în numeroase alte tari, pentru însămânțarea semințelor de cultura de acoperire, metoda de combinare a însămânțării pe scara larga cu una dintre operațiunile de prelucrare a solului (conceptul Till-Seeds) a fost din ce în ce mai utilizata (Fig. 3).
Fig. 3 Metode de însămânțare acoperă culturile atunci când se combina operațiunile: a) însămânțarea semințelor în porumb în timpul cultivării; b) însămânțarea unei culturi de acoperire a miriștilor
Avantajele semănării culturilor de acoperire:
- reduce costurile cu însămânțarea;
- reduce numărul de culturi;
- reduce uzura mașinii;
- reduce consumul de combustibil;
- reduce costul forței de muncă în perioadele de vârf ale sezonului;
- faceți o însămânțare mai timpurie, de miriște;
- efectuați însămânțarea la momentul optim;
- retine mai multa umiditate;
- pentru a creste densitatea stării plantelor;
- reduce ratele de însămânțare;
- reduce nevoia de aplicare suplimentara a îngrășămintelor azotate;
- îmbunătățește condițiile de creștere a plantelor și creste randamentele.
Astfel, utilizarea culturilor de acoperire stimulează schimbări importante ale proprietăților solului. Aplicarea corecta a rotației culturilor cu culturi de acoperire pe parcursul mai multor ani are un efect pozitiv asupra proprietăților solului (fizic, chimic și biologic).
Sistemele de producție a culturilor ar trebui examinate înainte de selectarea culturilor de acoperire. La alegerea culturilor de acoperire, proprietățile lor importante sunt: durata ciclului de viata, ratele de însămânțare, rezistenta la iarna, fixarea azotului, capacitatea de a acumula substanțe nutritive, valoarea alimentelor și furajelor și costul însămânțării. Desigur, nu exista o cultura de acoperire care sa satisfacă toate aceste proprietăți. Este recomandat sa începeți adaptarea culturii de acoperire într-o zona mică, încercând să înțelegeți și sa urmăriți integrarea tuturor componentelor incluse în sistemele specifice de taiere. Primul pas către aceasta ar trebui sa fie găsirea posibilității de acoperire maxima a solului pe tot parcursul anului. Aceasta include utilizarea corecta a reziduurilor culturilor, evitând arderea reziduurilor plantelor (culturi și buruieni), și selectarea culturilor de acoperire adecvate (locale și exotice) pentru rotațiile culturilor, care ar trebui sa includă și culturi alimentare și comerciale. In plus, timpul pentru creșterea culturii de acoperire și sezonul de creștere trebuie luate în considerare în conformitate cu zonele agroecologice și condițiile climatice ale solului pentru a asigura cel mai bun impact asupra solului și a culturilor ulterioare.
Atunci când se utilizează culturi de acoperire, populațiile de macro și microorganisme ale solului cresc în comparație cu sistemul tradițional de cultivare a solului. Reziduurile vegetale în acest caz contribuie la îmbunatățirea structurii solului, crescând stabilitatea agregatelor solului în apă (efect de cimentare a substanțelor organice, polizaharide, hife și ciuperci), capacitatea de retenție a apei a solului, creșterea nivelului de infiltrare, asigurând porozitate mai mare a solului, promovând aerarea solului și reducând evaporarea datorita stratului de mulcire pe suprafața solului.
Fiecare ferma poate dezvolta un sistem acceptabil de agricultura de conservare a solului în funcție de locația sa – zona agroecologică, caracteristicile topografice ale reliefului, înălțimea deasupra nivelului marii și compoziția solului (proprietăți chimice, fizice și biologice).
In acest context, schemele de amestec de la ETUfarm sunt prezentate mai jos:
- HUMUS și COMPACTION BREAKING (pentru overat – iernare) sainfoin, macesa paroasa, mazare, trifoi, mustar, ridiche oleaginoasa, în, hriscă, ovaz, orz, iarba Sorg-Sudan sau mei.
- DIVERSIFICARE (primăvara): mei, ovăz, orz de primăvara, iarba de Sorg-Sudan, muștar, ridiche, linte, mazăre, facelia, hriscă, in.
