Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis

Augalinės liekanos, žemės dirbimas ir maisto medžiagų apytaka

Pasirinkite, kur paliekamos augalinės liekanos ir kaip dirbama dirva, stebėdami apsaugą, skaidymąsi, maisto medžiagų išsiskyrimo laiką ir anglies įnešimą per visą auginamų kultūrų seką.

Pasirengimas ir susiję straipsniai

Bendrieji žinių pagrindai

Susiję straipsniai

Straipsnis padės

Atskirti augalinių liekanų kiekį, išsidėstymą ir sudėtį.
Susieti liekanų tvarkymą ir dirvožemio ardymą su skaidymosi sąlygomis.
Atskirti lauke paliktose augalinėse liekanose esančią anglį nuo išmatuotų dirvožemio anglies atsargų ir augalams prieinamų maisto medžiagų.

Sekite medžiagos kelią po derliaus nuėmimo

Nuėmus grūdų derlių, stiebai ir lapai gali likti paskleisti lauke, būti sutelkti į eiles, įterpti į dirvožemį arba išvežti iš lauko kitoms reikmėms. Šie pasirinkimai keičia ne vien lauko tvarkingumą. Nuo jų priklauso, kur lieka apsauginė danga, anglis ir maisto medžiagos ir su kuo reikės susitvarkyti per kitą sėją.

Užfiksuokite medžiagą, jos sausąją masę, kai svarbus kiekis, jos būklę ir paskirties vietą. Šaknys ir požeminiai medžiagų įnašai yra atskira apskaitos dalis. Paskelbtame straipsnyje apie augalines liekanas paaiškinama jų cheminė sudėtis ir skaidymasis; šioje temoje tos žinios taikomos liekanų tvarkymui pasėlių sekoje.

Liekanų vieta keičia skaidymosi aplinką

Paviršiuje esančias liekanas veikia oro sąlygos; jos gali sušvelninti lietaus lašų smūgius arba sumažinti garavimą. Įterptos liekanos labiau liečiasi su dirvožemiu ir skaidytojais. Smulkinimas gali padidinti skaidytojams prieinamą paviršiaus plotą. Tinkamomis sąlygomis šie pokyčiai gali paspartinti skaidymąsi, tačiau liekanų cheminė sudėtis, drėgmė, deguonis ir temperatūra vis tiek yra svarbūs.

Greičiau nebūtinai reiškia geriau. Ilgai išliekantis paviršinis sluoksnis gali apsaugoti dirvožemį, bet kartu apsunkinti sėklų įterpimą arba sulėtinti dirvožemio įšilimą. Sparčiai skaidantis liekanoms, maisto medžiagos gali išsiskirti dar prieš jų prireikiant kitam pasėliui. Vertinkite funkciją ir laiką, o ne laikykite visišką liekanų išnykimą vieninteliu pageidaujamu rezultatu.

Dirvožemio ardymas veikia ne tik liekanas

Dirbant žemę galima perkelti ir sumaišyti medžiagą, tačiau kartu keičiasi dirvožemio agregatai, poros ir jame jau esančios organinės medžiagos aplinka. Todėl anglies įnašus ir nuostolius reikia vertinti atskirai. Pasėlio liekanų įterpimas neįrodo, kad dirvožemio anglies atsargos didėja ar kad dirvožemis lieka apsaugotas nuo erozijos.

Straipsniuose apie sėklų guolį ir dirvožemio struktūrą paaiškinamas tiesioginis paruošimas ir pasekmės šaknų zonai. Vertindami pasėlių seką, palyginkite pasikartojantį dirvožemio ardymą, išlaikomą dangą ir liekanų įnašus skirtingais sezonais. Nespręskite vienos tankios liekanų eilės problemos ardydami visą lauką, prieš tai neįvertinę tokių alternatyvų kaip liekanų paskleidimas ar tikslingas jų išdėstymas.

Atskirkite bendrą maisto medžiagų kiekį nuo jų prieinamumo

Augalų liekanose esančios maisto medžiagos juda vykstant skaidymuisi ir mikrobinėms transformacijoms. Naudodami daug anglies turinčią medžiagą, mikroorganizmai gali laikinai įtraukti mineralinį azotą į savo biomasę; vėliau vykstant mineralizacijai azotas gali išsiskirti iš organinių junginių. Abu procesai gali vykti kartu, o jų bendras poveikis kinta priklausomai nuo sąlygų ir liekanų kokybės.

Todėl bendrojo azoto kiekio augalų liekanose negalima tiesiogiai prilyginti trąšų azoto kiekiui, kuriuo galima sumažinti tręšimą sėjos metu. Vien anglies ir azoto santykis taip pat nenusako nei azoto išsiskyrimo laiko, nei augalų poreikio. Remkitės bendruoju maisto medžiagų apytakos paaiškinimu ir tinkamų ėminių tyrimų duomenimis. Tvarkant maisto medžiagas vietos sąlygomis, būtina atsižvelgti į jų tiekimą iš dirvožemio, augalų poreikį, kitus įnašus ir galimus nuostolius.

Aiškiai apskaitykite įnešamą anglį

Įsivaizduokite hipotetinį 2 kg sausų augalų liekanų kiekį, kuriame anglis sudaro 40% sausosios masės. Anglies kiekis jame yra 2 × 0,40 = 0,8 kg. Jei pašalinama reprezentatyvi tokios pačios sudėties sausa dalis, kurios masė yra 0,5 kg, kartu pašalinama 0,2 kg anglies ir lieka 1,5 kg sausų liekanų, kuriose yra 0,6 kg anglies. Šaknys ir visi kiti į lauką patenkantys įnašai į šią nedidelės apimties apskaitą neįtraukti.

Šie 0,6 kg yra tuo metu paliktose liekanose esanti anglis. Tai nėra 0,6 kg naujai sukauptos dirvožemio organinės anglies. Tolesnis kvėpavimas, mikrobinės transformacijos, judėjimas ir stabilizacija lemia, kas vyks vėliau. Teiginiui apie ilgalaikį anglies kaupimą dirvožemyje pagrįsti reikia tinkamai išmatuoti anglies atsargas ir apibrėžti laikotarpį, o ne vien nustatyti neseniai įneštos medžiagos masę.

Hipotetinė sausų liekanų apskaita prieš vėlesnį skaidymąsi
Medžiagų grupė	Sausos liekanos	Anglis, kai jos dalis 40%
Pradinė medžiaga	2 kg	0,8 kg C
Pašalinta reprezentatyvi dalis	0,5 kg	0,2 kg C
Palikta dalis	1,5 kg	0,6 kg C

Palikta medžiaga – įnašas, o ne nustatytos dirvožemio atsargos

Originalus hipotetinis medžiagų balansas. Šaknys ir kiti į lauką patenkantys medžiagų srautai neįtraukti; lentelėje ir tekste duomenys tebepateikiami sausosios masės pagrindu. Diagramos dydis nėra proporcingas masei, o skaidymosi greitis nemodeliuojamas.

Skaityti schemos paaiškinimą

Hipotetinė sausų augalų liekanų anglies apskaita užbaigiama dar prieš išmatuojant bet kokį vėlesnį skaidymąsi ar dirvožemio atsargų pokytį.

Dalys

2 kg sausų augalinių liekanų; 0,8 kg C: Laikoma, kad anglis sudaro 40 % sausosios masės; reprezentatyvi sudėtis.
Pašalinta: 0,5 kg; 0,2 kg C: Medžiaga palieka šią nedidelę lauko augalinių liekanų apskaitos sistemą.
Palikta: 1,5 kg; 0,6 kg C: Apskaitos momentu anglis lieka augalinėse liekanose.
Vėlesniam anglies likimui nustatyti reikia duomenų: Naujos dirvožemio anglies atsargos ar jų ilgalaikis išlikimas nenustatomi.

Ryšiai

2 kg sausų augalinių liekanų; 0,8 kg C → Pašalinta: 0,5 kg; 0,2 kg C: Reprezentatyvi dalis pašalinta
2 kg sausų augalinių liekanų; 0,8 kg C → Palikta: 1,5 kg; 0,6 kg C: Likusi dalis palikta
Palikta: 1,5 kg; 0,6 kg C → Vėlesniam anglies likimui nustatyti reikia duomenų: Stebėti vėlesnius virsmus

Įvertinkite kitą pasėlį ir pasėlių seką

Sutvarkę liekanas, stebėkite dirvos dangą, sėjos ar sodinimo rezultatus, šaknų vystymąsi, piktžoles ir pasėlio aprūpinimą maisto medžiagomis. Įtraukite visus papildomus darbus ar medžiagų pašalinimą. Liekanas, kuriose yra ligų sukėlėjų, reikia įvertinti atsižvelgiant į konkretų organizmą; nei visų liekanų palikimas, nei visų jų užkasimas nėra universali apsaugos strategija.

Palyginkite visą pasėlių seką per tinkamą laikotarpį, išlaikydami sausosios ar šviežios masės apskaitos pagrindą ir lauko ribas. Vien maisto medžiagų papildymas nekompensuoja pašalintos anglies ar prarastos dirvos paviršiaus apsaugos. Augalinės kilmės medžiagų kompostavimas ir maisto medžiagų atgavimas už lauko ribų aptariami atskirose temose; čia sprendimas dėl lauko tvarkymo grindžiamas įrodymais pagrįsta dirvos dangos, prieinamų maisto medžiagų, dirvožemio funkcijų ir panaudojamos produkcijos pusiausvyra.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Užbaikite hipotetinę liekanų apskaitą

Kiek anglies lieka liekanose pašalinus reprezentatyvią sausą jų dalį?

Pradinis anglies kiekis: 2 kg sausų liekanų × 0,40 = 0,8 kg C.
Pašalinta anglis: 0,5 kg × 0,40 = 0,2 kg C.
Palikta anglis: 0,8 − 0,2 = 0,6 kg C, esančios 1,5 kg sausų augalinių liekanų.

Paliktose augalinėse liekanose prieš vėlesnes transformacijas yra 0,6 kg C. Tai medžiagų įnašo apskaita, o ne išmatuotas naujai dirvožemyje sukauptos anglies kiekis.

Spartesnis išsiskyrimas gali nesutapti su poreikiu

Ar spartesnis augalinių liekanų skaidymasis būtinai pagerina kito pasėlio aprūpinimą maisto medžiagomis?

Nustatykite, kada maisto medžiagos tampa prieinamos augalams.
Palyginkite šį laiką su pasėlio maisto medžiagų pasisavinimo laiku ir galimais jų nuostoliais.
Vertindami atsižvelkite ir į poveikį dirvožemio apsaugai bei pasėlio įsitvirtinimui.

Ne. Maisto medžiagos gali išsiskirti sparčiau, nei atsiranda jų poreikis, o visas liekanų tvarkymo būdas turi ir kitų poveikių.

Pasitikrinkite supratimą

Ar hipotetinis paliktos anglies kiekis – 0,6 kg – įrodo, kad dirvožemyje naujai sukaupta 0,6 kg anglies?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Palikta augalinė medžiaga ir ilgalaikės dirvožemio atsargos yra skirtingi dydžiai.
Ar trąšų poreikį galima nustatyti vien pagal augalų liekanų C:N santykį?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Taip pat svarbus maisto medžiagų prieinamumas, jų tiekimas iš dirvožemio, augalų poreikis, sąlygos ir nuostoliai.
Ar vien mineralinių maisto medžiagų papildymas atstotų pašalintų augalų liekanų dangą ir anglį?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Tai skirtingos funkcijos ir medžiagos.

Svarbiausios mintys

Registruokite augalų liekanų kiekį, sudėtį, išdėstymą ir kur jos patenka.
Dirvožemio suardymas keičia ir patį dirvožemį, ir įmaišomą medžiagą.
Derinkite maisto medžiagų išsiskyrimą su augalų poreikiu, užuot darę prielaidą, kad jos iš karto sumažina trąšų poreikį.
Atskirai vertinkite su palikta medžiaga įneštą anglį ir išmatuotas dirvožemio anglies atsargas.

Šaltiniai

Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.