В сельском хозяйстве живая мульча — это покровная культура, высаженная между или подсевом с основной культурой и предназначенная для выполнения функций мульчи, таких как подавление сорняков и регулирование температуры почвы. Живая мульча растет долгое время вместе с основными культурами, тогда как покровные культуры заделываются в почву или уничтожаются гербицидами.
Другие преимущества мульчи — замедление роста сорняков и защита почвы от водной и ветровой эрозии. Было обнаружено, что некоторые живые мульчи увеличивают популяции естественных врагов вредителей сельскохозяйственных культур. Бобовые, используемые в качестве живой мульчи, также обеспечивают фиксацию азота, снижая потребность в удобрениях.
Преимущества
Когда покровные культуры переворачиваются в почву, они вносят питательные вещества в основную культуру, так что требуется меньше химических удобрений. Объем вклада зависит от биомассы, которая меняется со временем и зависит от количества осадков и других факторов. Чем больше биомасса, тем больше оборот питательных веществ земли. Бобовые покровные культуры переворачивают азот, фиксированный из атмосферы. Отчеты показывают, что бобовые в целом имеют более высокое содержание азота в листве, от 20 до 45 мг г-1.
Оголение почвы в результате интенсивной обработки почвы может привести к эрозии почвы, потерям питательных веществ и перемещению пестицидов за пределы участка. Кроме того, сорняки могут прорастать и расти без конкуренции. Живая мульча может уменьшить сток воды и эрозию, а также защитить водные пути от загрязнения. Также было показано, что живая мульча увеличивает популяцию организмов, которые являются естественными врагами некоторых вредителей сельскохозяйственных культур.
Живая мульча контролирует сорняки двумя способами. Когда ее высевают до появления сорняков, она подавляет сорняки путем конкуренции. В некоторых ситуациях аллелопатические свойства живой мульчи можно использовать для контроля сорняков. Например, аллелопатические свойства озимой ржи (Secale cereale), райграса (Lolium spp) и клевера подземного (Trifolium subterraneum) можно использовать для контроля сорняков в сахарной кукурузе (Zea mays var «rugosa») и стручковой фасоли (Phaseolus vulgaris).
Популяции наземных хищников были выше в севообороте кукурузы и сои с живой мульчей люцерны и клевера куры, чем без живой мульчи. Такая ситуация частично объяснялась изменением состава растительности в сельскохозяйственной системе.
Недостатки
К сожалению, живая мульча конкурирует за питательные вещества и воду с основной культурой, и это может снизить урожайность. Например, Элкинс и др. (1983) исследовали использование овсяницы тростниковой (Festuca arundinacea), костра безостого (Bromus inermis) и ежи гломераты (Dactylis glomerata) в качестве живой мульчи. Они обнаружили, что гербициды убивали от 50% до 70% мульчи, но урожайность кукурузы снижалась на 5% до 10% к концу сбора урожая.
Хотя бобовые покровные культуры имеют большое производство биомассы и оборот, они вряд ли увеличат органическое вещество почвы. Это связано с тем, что бобовые, используемые в качестве живой мульчи, имеют большее содержание N и низкое соотношение C к N. Таким образом, когда остатки бобовых разлагаются, почвенные микробы имеют достаточно N, чтобы улучшить расщепление органических материалов в почве.
Типы
В тропиках распространена практика засевания древесных культур живой мульчей, например, бобовыми растениями на плантациях масличных пальм, кокосами и каучуконосами.
В Мексике бобовые, традиционно используемые в качестве живой мульчи, были испытаны в качестве подавителей нематод и сорняков. Мульча включала бархатную фасоль (Mucuna pruriens), конавалию (Canavalia ensiformis), леуцену (Leucaena leucocephala) и дикий тамариндо (Lysiloma latisiliquum). Водный экстракт бархатной фасоли снизил индекс желчи Meloidogyne incognita в корнях томата, но также подавил укоренение томата. Кроме того, бархатная фасоль подавила радикальный рост местных сорняков алегрии (Amaranthus hypochondriacus) на 66% и ежовника (Echinochloa crus-galli) на 26,5%.
Николсон и Вин (1983) предложили использовать короткие дерновые травы и клевер в качестве живой мульчи для повышения устойчивости почвы к уплотнению. Эти авторы установили, что луг луговой (Poa pratensis) и белый клевер (Trifolium repens) являются живой мульчей, поскольку они не вызывают снижения урожайности кукурузы (сопутствующей основной культуры).
В одном исследовании жевательная овсяница или красная овсяница (Festuca rubra) и клевер ползучий (Trifolium repens) были эффективными живыми мульчами для контроля роста сорняков. К сожалению, эти покровные культуры также конкурировали с кукурузой за воду, что было особенно проблематично в засушливый период. Также упоминалась возможность использования клевера ползучего (Trifolium repens) в качестве потенциальной живой мульчи; однако этот клевер было трудно уничтожить гербицидами зимой.
Управление
Поскольку живая мульча конкурирует с основной культурой, в конечном итоге может потребоваться ее механическое или химическое уничтожение.
Важно разумно выбрать подходящую норму гербицида для сжигания живой мульчи. В 1989 году Эхтенкамп и Мумо обнаружили, что норм гербицида недостаточно для подавления всей живой мульчи. Поэтому мульча конкурировала с основной культурой за ресурсы. В некоторых случаях клевер не мог быть убит при первом применении гербицида, поэтому требовалось второе применение. Для другой обработки нормы были настолько высокими, что они приводили к слишком быстрому уничтожению покровной культуры, так что широколиственные сорняки вторгались в кукурузу. Это исследование показало, что следует тщательно продумать время и дозировку гербицида.
Живая мульча была испытана в системах производства кукурузы без обработки почвы с двумя методами создания живой мульчи из травы и бобовых (травы и бобовых) между рядами кукурузы. В 1985 году в этом исследовании не было никакой разницы между посевом и разбросом семян вручную. Однако в 1986 году посев привел к более высокой популяции (97 растений м-2), чем разброс (64 растения м-2), вероятно, из-за уровня осадков. Осадки следует учитывать, поскольку фермеры не могут их контролировать.
Бирд (1973) рекомендовал жевательную овсяницу (красную овсяницу) (Festuca rubra var «commutata» var «shadow FESRU») как хорошую живую мульчу, поскольку она адаптируется к теневым условиям под кукурузой и соей. Эта трава также хорошо адаптируется к сухим и бедным почвам.
Питание растений
Бобовые покровные культуры оказывают важное положительное влияние на круговорот питательных веществ в древесных культурах. Бобовые живые мульчи работают тремя способами:
Lehmann et al. (2000) измерили накопление надземной биомассы Pueraria phaseoloides, которая является живой мульчей, используемой в тропических древесных культурах. Они обнаружили, что Pueraria накопила 8,8 метрических тонн сухого вещества (сухого вещества) га-1 по сравнению с 4,4 т dm га-1 для Theobroma grandiflorum и 1,4 т dm га-1 для Bactris gasipaes. Эти два последних вида являются местными культивируемыми видами из Амазонки.
Борьба с эрозией
Растительный покров в виде живой мульчи защищает почву от ветровой и водной эрозии. Растения должны образовывать мантию или толстый слой мульчи, которые защищают почву от отслоения. Живая мульча перехватывает капли дождя и уменьшает сток. Защита, которую обеспечивает такая растительность от ветра, в основном зависит от количества биомассы, покрывающей землю (различается для каждого вида), геометрии растений и ориентации рядов.
В одном эксперименте сток воды и потеря почвы на 14%-ном уклоне сравнивались для рототилированной (RT), нулевой обработки с мульчей из кукурузной соломы (NT-CSM), нулевой обработки в CSM+ живой мульче из клевера птичьего (NT-BFT) и нулевой обработки в CSM и живой мульче из крончатого горца (NT-CV). Результаты показали, что сток воды составил 6350 л га-1 для NT-BFT, 6350 л га-1 NT-CSM, 5925 л га-1 для NT-CV и 145000 л га-1 для RT. Потеря почвы для RT составила 14,22 т га-1, тогда как при других обработках она составила менее 0,5 тонн га-1. Наименьшая потеря почвы была получена с NT-CV 0,02 тонн га-1. Сокращение стока воды и эрозии является одним из самых больших преимуществ использования покровной культуры. Почва может легко подвергаться эрозии без растительного покрова или остатков растений. В идеале эрозия почвы должна быть менее 4-5 тонн/га/год.
