Мульчирование почвы пленкой — Агро Журнал

Осуществление механизации сева и ухода за овощными культурами еще не снимает вопроса о применении ручного труда для рыхления почвы и уничтожения сорняков вблизи овощных растений. В этом отношении мульчирование в комплексе с механизацией позволит сократить затраты ручного труда в овощеводстве по уходу за растениями.
Мульчирование — покрытие поверхности почвы вокруг растений соломой, торфом, навозом, опилками, бумагой, песком и многими другими материалами — применяли в сельском хозяйстве еще в конце XVII в. в целях изменения влияния внешних условий на физические, химические и биологические процессы в почве. В практике мульчирование известно как агротехнический прием для повышения урожайности различных культур и улучшения качества продукции.
С развитием химической промышленности и появлением полимерных пленочных материалов их также начали использовать для мульчирования почвы.
В ряде зарубежных стран (Япония, США, ФРГ, Франция, Италия и др.) пленочное мульчирование стало обычным технологическим приемом при культивировании растений в открытом и защищенном грунте и проводится на сотнях тысяч гектаров.
По данным Международного комитета по использованию пластмасс в сельском хозяйстве в 1959 г. мульчирование почвы применялось на площади 300 га, в 1976 г.- более чем на. 350 тыс. га, в том числе в Японии — более 200 тыс. га, США — 100 тыс. га, Испании — 35 тыс. га, Франции — 26 тыс. га.
В США (штат Флорида) мульчирование применяют на 8200 га из 9200 га, отведенных под возделывание томатов, на 2560 га из 2675 га, занятых культурой огурцов, и на 95 % площади, на которой выращивается земляника. В Болгарии мульчирование применяют в основном при выращивании ягод, дынь и томатов.
В Японии применяют для мульчирования органические материалы, а также черную и прозрачную пленки. Мульчирование пленкой проводят в открытом грунте на площади 34 тыс. га, внутри пленочных тоннельных укрытий — 33,5 тыс. га и теплиц — 15,5 тыс. га.
Мульчирование оказывает влияние на водный, воздушный и тепловой режимы почвы. Кроме того, мульча ускоряет биологические процессы в почве, обеспечивает лучшее снабжение растений питательными веществами. Все это положительно сказывается на росте и развитии растений, ускоряет созревание и увеличивает урожай. Оно влияет также и на сорняки, и на некоторых вредителей и возбудителей болезней овощных культур. Вполне понятно, что при таком комплексном действии мульчирования влияние его на урожайность также проявляется не везде одинаково. Так, например, мульчирование, как правило, значительно уменьшает поверхностное испарение влаги почвой. Это обстоятельство в районах с недостаточным увлажнением и в сухие годы играет положительную роль, улучшая водоснабжение растений, позволяя экономить поливную воду (в условиях орошения). Напротив, на почвах, избыточно увлажненных, мульчирование может ухудшать аэрацию почвы, замедлять накопление нитратов и тем самым отрицательно сказываться на урожае.
При различной окраске материалов, используемых для мульчирования, они по-разному оказывают влияние на почву и микроклимат приземного воздуха, что необходимо учитывать при использовании их для мульчирования в различных климатических зонах страны.
Для мульчирования почвы используют полиэтиленовую пленку различной светопроницаемости: бесцветную (прозрачную), дымчатую (полупрозрачную) и черную (непрозрачную), а также свето- и теплоотражающие (соответственно белые и металлизированные алюминием).
Светопрозрачная полиэтиленовая пленка в зависимости от способов и условий ее применения в качестве мульчи улучшает тепловой режим почвы за счет аккумуляции тепла в дневное время. В условиях. Ленинградской области температура почвы днем под мульчой из прозрачной пленки превышала температуру поверхности почвы по сравнению с открытым участком на 20-30град., на глубине 50 см — на 1,5-2,0град. Капельный конденсат влаги, образующийся на поверхности пленки, обращенной к почве, под влиянием разности температур почвы и воздуха над ней способствует сохранению тепла в почве, аккумулированного в дневное время.
От способа мульчирования и площади отверстий в пленке в значительной степени зависит влияние мульчи на тепловой режим почвы. Мульчирование широкими полосами пленки ускоряет прогревание и сильнее повышает температуру почвы, чем мульчирование узкими полосами. С увеличением площади отверстий для растений влияние мульчи на температуру почвы снижается. Влияет также интенсивность затенения мульчи растительной массой выращиваемых культур.
Агрофизическим институтом проводились исследования по мульчированию почвы с различными культурами в различных природно-климатических зонах страны. Во всех опытах мульчирование почвы полиэтиленовой пленкой ускоряло развитие растений и повышало урожайность. Для мульчирования почвы в опытах использовали черную (светонепроницаемую) и светопрозрачную полиэтиленовые пленки шириной 1,2-1,4 м и толщиной 0,06-0,08 мм. Исследования показали, что наиболее эффективной для повышения количества и качества урожая следует считать прозрачную полиэтиленовую пленку, однако если будет решена проблема борьбы с сорняками.
В Латвийском НИИ земледелия и экономики сельского хозяйства с 1964 по 1975 г. Н. М. Козулиной исследовалась эффективность мульчирования почвы при выращивании огурцов. Светопрозрачную пленку укладывали машиной. Одновременно с мульчированием машина делает надрезы в пленке в два ряда с расстоянием между ними 50 см, в рядке — 30 см. Семена по 3-4 высевали в разрезы, после всходов в гнезде оставляли по два растения. Выявлена высокая эффективность мульчирования почвы светопрозрачной пленкой по сравнению с дымчатой и черной полиэтиленовой. Форма надреза на пленке не безразлична для развития растений, главным образом в начальный период. Из проверенных двух форм перфорации (10Х 10 см) — крестом ( ) и квадратом — наилучшей оказалась первая. При крестообразном надрезе урожай за первые две декады собран на 26,2 % выше, чем при квадратном, что обусловливается несколько лучшим температурным режимом.
Огурцы — теплолюбивая культура, и на почве, мульчированной пленкой, рост растений идет быстрее, плодоношение наступает на 5-20 дней раньше. Урожайность, по данным 6-летних исследований (1964-1970 гг.), увеличилась в среднем в 1,8, а рентабельность производства — в 2,8 раза (табл. 1).
В результате исследований, проведенных Т. С. Якубицкой в опытном хозяйстве «Русиновичи» БелНИИКПО, установлено, что светопрозрачная мульчпленка шириной 120-150 см и толщиной 0,05-0,1 мм создает благоприятные условия для роста: и развития растений: повышает температуру почвы на 3,2град. на глубине 10 см и приземного слоя воздуха на 3,7град., улучшает режим влажности почвы и препятствует образованию почвенной корки. Мульчпленка уменьшает испарение влаги с поверхности почвы в сухую погоду и снижает переувлажнение ее при обильных осадках.
При мульчировании почва лучше прогревается в первые четыре-шесть недель, пока она слабо затеняется вегетативной массой самих растений. Благоприятный микроклимат, который создает пленка, повышает полевую всхожесть семян, обеспечивает дружные всходы, ускоряет на пять-семь дней их появление и способствует быстрому росту и развитию растений. Созревание плодов наступало на 5-13 дней быстрее, урожай ранней продукции получен 70-100 ц/га, а общей товарной — 250-300 ц/га, т. е. соответственно в 7-10 и 2,5-3 раза выше, чем без мульчирования.
В условиях Волгоградской области (А. А. Дорохов) мульчирование прозрачной полиэтиленовой пленкой меняет условия температурного режима почвы и воздуха под пленочными укрытиями. В открытом грунте нагревание почвы под прозрачной пленочной мульчой происходит за счет проникающих через нее лучей видимой части спектра. В результате этого под слоем пленки создаются условия парникового режима, и почва прогревается лучше, чем без мульчи. Ночью пленка покрывается снизу капельным конденсатом и ее теплопроводность уменьшается. Так как она менее проницаема для инфракрасных лучей, то лучше сохраняет в почве тепло.
При мульчировании почвы в укрытии имеется два слоя пленки. Один из них расстелен по поверхности почвы, другой — натянут на каркас. Эти слои разделены между собой пространством, при увеличении которого общая светопроницаемость этих слоев уменьшается. Кроме того, при наличии укрытия нижняя сторона мульчи постоянно покрыта конденсатом влаги (в открытом грунте конденсат на мульче в дневные часы отсутствует). Поэтому прогревание почвы в дневные часы в укрытиях с мульчой в основном осуществляется за счет передачи тепла от мульчирующего слоя пленки, нагретой солнечными лучами. Этот процесс протекает медленнее, чем при непосредственном падении солнечных лучей на поверхность почвы, и сопровождается излучением тепла в атмосферу, но при наличии мульчирования почва под укрытиями прогревается хуже, чем без мульчи. В ночные часы светопрозрачная мульча повышает температуру почвы на 1-2град.
По данным А. А. Дорохова, прозрачная мульча способствует повышению температуры воздуха под укрытиями в дневные часы, но понижает ее ночью. В результате этого увеличивается опасность повреждения растений ночными заморозками. Мульчирование изменяет и другие условия жизни растений как при выращивании их под укрытиями, так и после снятия укрытий. Эти изменения в общем оказались благоприятными для культуры огурцов, прибавка урожая составила 1,73 кг/м2, или 34,6 %, к контролю.
Мульчирование почвы прозрачной фоторазрушаемрй полиэтиленовой пленкой широко используется при выращивании различных овощных культур в Японии, США, Англии, Мексике, Польше, Болгарии и в других странах.
Светопрозрачные фоторазрушаемые пленки ПЭ-108-70 и ПЭ-108-71 пригодны для кратковременного мульчирования овощных и ягодных культур, картофеля.
Большой практический интерес представляет мульчирующая пленка, сочетающая способность к подавлению сорной растительности и усиленному прогреву почвы. Такая пленка изготавливается из композиции полиэтилена марки 108-70 зеленая 411 и 108-70 зеленая 401 (И. Н. Котович, Т. Е. Пащенко. Г. В. Масайтис, 1985).
Срок службы зеленой фоторазрушаемой мульчирующей пленки составляет 2-3 месяца, после чего она разрушается. Синяя полиэтиленовая пленка применяется для мульчирования почвы.
Дымчатые (полупрозрачные) плёнки при их использовании в качестве мульчи снижают прогрев почвы в зависимости от их светопрозрачности.
По данным А. В. Таранова, мульчирование почвы дымчатой полиэтиленовой пленкой (светопроницаемость 30 %, толщина 0,05-0,07 мм) оказало заметное влияние на микроклимат в малогабаритных пленочных укрытиях, повысило (в условиях Латвийской ССР) урожайность огурцов на 3,5 кг/м2, томатов на 1,1 кг/м2 и увеличило доход соответственно на 2,72 и 0,83 руб1м2.
Отражательные пленки сглаживают суточную амплитуду колебаний температуры почвы за счет уменьшения дневного прогрева и задержки ночного выхолаживания. Эти пленки улучшают световые условия посевов.
Опыты, проведенные в Японии, показали, что покрытие почвы стружкой («лапшой») из металлизированной полиэтиленовой пленки снижало повреждение низкорослых овощных растений некоторыми видами насекомых благодаря освещению нижней стороны листьев отраженными солнечными лучами.
Светонепроницаемая (черная) полиэтиленовая пленка поглощает тепловые лучи и способна нагреваться до 58град. (Н. Г. Захаров, Г. Г. Семикина) в условиях жаркого климата, но почва под мульчой из этой пленки даже в солнечные дни нагревается значительно меньше, чем под прозрачной пленкой, а температура верхнего слоя почвы (0-5 см) может быть на 1 -1,5град. ниже, чем почвы без мульчирования.
Под черной пленкой влажность почвы всегда выше, чем под светопрозрачными и полупрозрачными пленками, так как под ней почва меньше нагревается, чем под другими пленками. Солнечные лучи днем нагревают черную пленку, но слой воздуха, имеющийся между пленкой и почвой, препятствует нагреванию почвы. В то же время мульчпленка уменьшает испарение из почвы по сравнению с открытым участком, где затраты тепла на испарение больше. Температура почвы на открытом участке при влажной почве становится ниже, чем под мульчой. Такие условия создаются в ранневесенний период и после дождя. Мульчпленка в это время улучшает температурный режим почвы.
Черная пленка полностью подавляет развитие сорняков, которые погибают под ней из-за недостатка света и соприкосновения с нагретой днем пленкой. По действию на сорняки она превосходит гербициды, так как не обладает избирательностью в отношении видов сорных растений и не загрязняет окружающую среду.
В СТРАНЫ взамен пленке ПЭ-10 разработана специальная черная пленка для мульчирования ПЭ-157 марки СМ (ГОСТ 10354-82). Она даже при толщине 0,04 мм подавляет все виды однолетних и многолетних сорняков. Пленка ПЭ-157 испытана при мульчировании земляники, ягодных кустарников, плодового и ягодного питомника и сада в условиях Ленинградской области.
В многолетних исследованиях, проведенных БелНИИКПО (Н. В. Баранок), установлено, что выращивание томатов при локальном орошении и мульчировании почвы черной полиэтиленовой пленкой обеспечивало увеличение урожайности на 19- 20 %, более раннее созревание и улучшение качества плодов. Мульчпленка предохраняла соприкосновение плодов с почвой, предотвращая заболевание их. Пленку укладывали полосами шириной 70-80 см так, чтобы и проходы между строчками были замульчированы. Экономический эффект от применения мульчирования составил 8,1 тыс. руб1га.
В штате Флорида (США) при выращивании томатов на грядах мульчирование применяют на площади около 6 тыс. га. Для этого обычно используют черную пленку толщиной 1,25- 1,5 мм и шириной 1,6 м. После внесения удобрений пленку расстилают с помощью машины. Затем с помощью посадочного агрегата за один проход выполняются операции по пробивке в пленке отверстий (с использованием пропановой горелки) и посадке горшечной рассады или посеву семян, смешанных с наполнителем.
В ряде стран при мульчировании почвы увлажнение ее проводят при помощи локального орошения. В этом случае увлажнители укладываются под мульчпленку. В большинстве опытов в Польше с применением мульчпленки урожайность огурцов была на 30-50 %, томатов на 20-50 % выше, чем в открытом грунте без мульчирования. Применение пленки обеспечивало более раннее созревание. Для мульчирования применяют черную или серую пленку толщиной 0,03-0,06 мм (тонкая пленка более экономична).
Технология мульчирования почвы пленкой следующая: почву хорошо удобряют органическими и минеральными удобрениями, проводят глубокую вспашку, тщательно выравнивают ее поверхность и проводят посев безрассадных культур. После этого пленку расстилают на почву гряды и края ее засыпают землей с междурядий. С появлением всходов (морковь и др.) пленку снимают.
При мульчировании почвы черной пленкой с отверстиями эффективно выращивание укропа, петрушки, лука-чернушки на перо и севок, и других зеленных культур.
Для мульчирования под рассадные культуры готовят гряды,, которые затем покрывают пленкой. Для лучшего прогревания почвы мульчирование проводят дней на 5-7 раньше, чем посев или посадку. Чтобы пленку не сносило ветром, края ее заделывают землей. Затем в пленке делают разрезы одной линией или двумя перекрестными (длиной 8-10 см), через которые высаживают растения в почву. Мульчировать почву можно полосами пленки шириной 30-40 см с обеих сторон рядка. Полив рассадных культур проводят так же, как и на не мульчированной почве.
В некоторых странах имеются машины, которые перед расстилом пленки обрабатывают поверхность почвы гербицидами (за исключением при использовании черной пленки), высевают семена, проводят перфорацию пленки над рядками высеянных семян. Рассаду высаживают в отверстия в пленке после их расстила.
По результатам большинства исследований, проведенных с мульчированием почвы пленкой, этот прием показывает высокую экономическую эффективность и представляет большую перспективу для производства.