УСТОЙЧИВОЕ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО. СПРАВОЧНАЯ ПУБЛИКАЦИЯ.
Введение
В сфере виноградарства, плодородность почвы можно рассматривать, как способность почвы поддерживать рост виноградной лозы и производство урожая (как с учетом количества, так и качества), не доводя почву до истощения. Более того, не принося к тому же вреда окружающей среде. Плодородность почвы включает в себя такие функции почвы, как: обеспечение питательной среды для выращивания виноградной лозы, сохранение и выделение воды, круговорот питательных веществ и регулирование численности популяций. Поэтому, оценка плодородности почвы должна включать в себя анализ следующих свойств: физических, химических и биологических. После проведения ряда полевых и лабораторных анализов, и выяснив, как сказывается использование почвы на ее плодородности, а именно, в лучшую или в худшую сторону, виноградари могут определить, необходимо ли применять какие-либо меры по исправлению положения: к примеру, снять ограничения на использовании почвы или наоборот. На сформировавшихся виноградниках анализ грунта проводят регулярно: раз в два года или ежегодно, с целью получения информации, необходимой для принятия решений о потребностях почвы в таких материалах, как: удобрения, мелиорирующие вещества (известь, гипс), биоудобрения или микробиологические инокулянты (т.е. биопрепараты, содержащие живые культуры полезных для растений микроорганизмов).
Крайне важно постоянно наблюдать за почвой и использовать звукометрию и оцифровку. Не существует ни единой характеристики плодородия почвы, кроме как «набор инструментов», который состоит из контрольных тестов. Следует проанализировать полученные результаты путем сопоставления их с «эталонами сравнения» (оптимальными величинами) и критериями производительности виноградной лозы, такими как количество и качество урожая. Контрольные величины следует анализировать с учетом качества винограда на региональном уровне с использованием разных почв и приемов обработки.
Полевые и лабораторные исследования, описанные в данной статье, были отобраны на основе научной значимости и практичности (например, “Oliver et al.”, 2013, “Riches et al.”, 2013). Для некоторых исследований состава почвы (например, биологических свойств) доступно слишком мало информации о контрольных значениях, которые могли бы помочь интерпретировать данные.
Взятие образцов на пробу. Проведение измерений
Почвенные свойства могут иметь различный масштаб проявления в разрезе и по латерали. А иногда, почвы могут иметь и различные свойства, приобретаемые с течением времени. С целью охарактеризовать область, представляющую интерес для виноградарей, необходимо учитывать следующие факторы при взятии образцов на пробу или проведении измерений:
• Наиболее подходящее время для взятия образцов или проведения измерений
• Количество образцов или измерений
• Расположение образцов или измерений
• Глубина, на которой залегают образцы, и где необходимо сделать замеры
Собрав образцы (см. Рис. 1, 2 и 3), вы можете их объединить, чтобы получить составной образец для анализа. Объединение должно проводиться только тогда, если образцы были взяты из относительно схожей почвы.
Рис. 1: Использование почвенного бура для взятия образцов почвы в поле. (Фото: К. Пекин)
Рис. 2: При взятии образцов в полевых условиях образцы почвы верхнего грунта (а) и образцы подпочвы (б) должны храниться отдельно. (Фото: К. Пекин).
Физические свойства почвы
Для измерений физических свойств почвы требуется специализированное оборудование, поскольку такие измерения невозможно провести в лабораториях. Именно поэтому виноградарям порой трудно выполнить замеры. Учитывая характер данных свойств почвы, могут потребоваться многие годы, перед тем, как изменения станут заметны.
Механический состав грунта
Механический состав грунта (процентное соотношение ила, песка и глины) является неотъемлемым свойством почвы и мало изменяется при использовании или обработке. Состав грунта можно измерить в полевых условиях вручную, т.е качественно (см. Рис. 4), или в лаборатории количественно. Состав почвы является важным качеством, поскольку оно определяет то количество воды, которую почва способна удерживать при полной влажности, и ту скорость, с которой вода и растворенные в ней вещества станут доступными для дальнейшего поглощения виноградной лозой. Информация является полезной для первоначальной характеристики почвы, а не для отслеживания изменений.
Рис. 3: Оценка характеристик почвы и виноградной в полевых условиях. (Фото: Р. Э. Уайт).
Рис. 4: Оценка текстуры грунта ручным способом в полевых условиях. (Фото: К. Пекин).
Структура и прочность агрегатов почвы
Почвенная структура оказывает сильное воздействие на запас доступной влаги, просачивание воды и дренаж, аэрацию и прорастание корней (см. Рис. 5). Такие проявления частично обусловлены расположением ила, песка, глины и пор между ними, и частично обусловлены стабильностью составляющих грунта при намокании.
Прочность составляющих почвы может быть измерена в полевых условиях или в лаборатории с использованием теста на «размокание» или «разрушение» (см. Рис. 6 и Таблицу 1) или, реже, в лаборатории с использованием «метода мокрого просеивания» (Таблица 2). Почвы, которые легко гидратируются (т.е агрегаты делятся на микроагрегаты) и / или легко диспергируются (т.е. микроагрегаты делятся на отдельные частицы), указывают на слабую структуру почвы, которая может легко разрушаться при воздействии дождя и механических повреждений. Это, в свою очередь, негативно влияет на функционирование корневой системы, на подверженность воды к транспирации, и возможность проникновения кислорода в почвенно-корневую среду. Прочность агрегатов почвы можно улучшить за счет увеличения содержания органического вещества в почве и применения гипса (сульфата кальция, CaSO₄).
Прочностные характеристики грунта
Прочностные характеристики грунта определяет сопротивление почвы разрушению или повреждениям. Обычно, прочность почвы измеряется в поле количественно с использованием «пенетрометра» (см. Рис. 7 и Таблицу 3) или полуколичественно: с помощью руки или ноги (Таблица 4). Почва с высокой прочностью (например, из-за уплотнения, см. Рис. 8), по всей вероятности, ограничивает тот объем почвы, к которой могли бы дотянуться корни растений, а также почвенная флора и фауна. Поскольку результаты исследований сильно зависят от содержания воды в почве, следует проводить измерения и сравнивать их при одном и том же содержании воды (предпочтительно в полевой влагоемкости). Стандартной единицей измерения для показателя прочности почвы является мегапаскаль (МПа).
Рис. 5: Массивная структура верхнего грунта с притупленными углами, как правило, является желательной составляющей виноградных почв. (Фото Р. Э. Уайт).
Рис. 6: Оценка стабильности составляющих почвы после теста в лаборатории: агрегаты остаются устойчивыми (а); агрегаты набухают и размокают (б); агрегаты набухают, размокают и диспергируются (в). (Фото: DEPI, Виктория).
Таблица 1: Результаты стабильности агрегатов после теста на дисперсию
|
Коэффициент дисперсности 1 |
Классификация по Эмерсону |
Показатель АУкВ2 |
|
Высокий коэффициент (полная дисперсность) |
1 |
>12 |
|
Высокий / умеренный (частичная дисперсность) |
2 |
9-12 |
|
Умеренный / низкий (полная или частичная дисперсность после повторного прессования) |
3 |
1-8 |
|
Не принимаемый в расчет (нулевая; дисперсность не проявляется после повторного прессования) |
4 |
0 |
1Дисперсия может не проявляться в солончаковых почвах
2Агрегатная устойчивость к воде
Источник: Адаптировано “Hazelton and Murphy” (2007).
Таблица 2: Результаты стабильности агрегатов почвы, полученных методом мокрого просеивания
|
Прочностная характеристика грунта |
% стабильных агреготов (1–2 мм) |
|
Очень низкая прочность |
<10 |
|
Низкая прочность |
10-20 |
|
Средняя прочность |
20-30 |
|
Высокая прочность |
>30 |
Источник: Адаптировано “Hazelton and Murphy” (2007).
Таблица 3: Результаты теста на прочность грунта применительно к росту растений
|
Степень плотности грунта (затвердевание) |
Сопротивление грунта вдавливанию (Мпа) |
Влияние на рост растений
|
|
Низкая плотность (рыхлая порода) |
<0.5 |
Нулевой эффект |
|
Умеренная плотность |
0.5-1.0 |
Появление рассады, роста корней может быть замедленным |
|
Высокая плотность |
1.0-2.0 |
Появление рассады и рост корней будет замедляться |
|
Очень высокая плотность |
2.0-3.0 |
При 2 МПа рост корней виноградной лозы замедляется, если почва имеет ПВ1 При 3 Мпа рост корней виноградной лозы замедляется, если почва имеет ВУЗ2 |
|
Сверхплотная порода |
>3.0 |
Корневой рост прекращается; поглощение воды ограничено |
1 «Полевая Влагоемкость»
2 «Влажность Устойчивого Завядания»
Источник: Адаптировано “Hazelton and Murphy” (2007).
Рис. 7: Измерение прочности почвы в поле с использованием «пенетрометра».
(Фото: Р. Э. Уайт).
Таблица 4: Результаты теста на плотность почвы (с помощью рук или ног) применительно к работе грунта
|
Степень плотности грунта (затвердевание) |
№ |
Усилие, необходимое для излома / деформации куска почвы диаметром 20 мм |
|
Пониженная плотность (рыхлая порода) |
0 |
Не требуется |
|
Малая плотность |
1 |
Практически не требуется |
|
Средняя плотность |
2 |
Требуется небольшое усилие |
|
Умеренная плотность |
3 |
Требуется умеренное усилие |
|
Высокая плотность |
4 |
Требуется достаточное количество силы, однако хватает усилия большого и указательного пальцев |
|
Сильная плотность |
5 |
Применение усилий большого и указательного пальцев может оказаться недостаточно. На твердой плоской поверхности может быть осуществлена деформация образца с помощью ног. |
|
Очень сильная порода |
6 |
Требуется усилие, достигаемое весом всего тела. |
|
Сверхплотная порода |
7 |
Недостаточно усилия, достигаемое весом всего тела. |
Источник: Адаптировано “McDonald et al” (1998).
Рис. 8: Отсутствие признаков уплотнения подпочвенного грунта и хорошего корня (a); уплотненный грунт (б) (обратите внимание на кирпичную установку в верхней подпочве), что является результатом использования транспортных средств во влажной почве условия. (Фото: DEPI, Виктория).
3
Химические свойства почвы
Основное назначение химических свойств почвы заключается в обеспечении питательных веществ росту растений и сельскохозяйственным культурам. Кроме того, химические свойства почвы должны быть пригодны для потребления питательных веществ. Коммерческие лаборатории предлагают ряд химических анализов почвы таких, как тест на кислотность pH, электропроводность, емкость катионного обмена и обменные катионы, содичность и наличие питательных макро и микроэлементов.
Водородный показатель почвы
Водородный показатель почвы, pH, является единицей измерения кислотности (или щелочности) почвы. PH обладает важным качеством: обеспечивает питательные вещества (катионы и анионы) растениям; влияет на химические свойства токсичных элементов и на активность микроорганизмов. Существует два стандартных лабораторных теста:
1) С использованием воды (pH H2O); и
2) С использованием 0,01М хлорида кальция (pH CaCl2).
Оба теста используют соотношение почв к раствору 1:5 (см. Рис. 9 и Таблицу: 5). Поскольку эти два теста дают разные значения, после результатов тестов на рН необходимо указать используемый метод. Между этими двумя методами измерения нет простого коэффициента пересчета. В незасоленных почвах значения pH H2O обычно колеблются в границах 0,6-0,8 (выше, чем значения pH CaCl2). В солончаковых почвах разница между двумя методами измерения составляет около 1,2. Кислые почвы можно улучшить при помощи извести и не подкисляющих удобрений.
Таблица 5: Влияние кислотности и щелочности почвы (pH H2O) на рост винограда и возможность поглощения питательных веществ
|
Степень кислотности (щелочности) |
pH H2O1 |
Влияние на рост растений и усваиваемость питательных элементов |
|
Сильнокислотная почва |
≤5.5 |
Наблюдается задержка в развитии роста побегов и корней. Некоторые элементы (например, P, Ca, Mg, Mo) могут стать плохо доступными, тогда как другие (например, Al, Mn) могут стать доступными при следующих уровнях кислотности. |
|
Умеренно кислая почва |
5.6-6.0 |
Никакого действия. |
|
Слабокислотная |
6.1-6.5 |
Никакого действия. |
|
Нейтральная |
6.6-7.3 |
Никакого действия. |
|
Слабощелочная |
7.4-7.8 |
Никакого действия. |
|
Умеренно щелочная |
7.9-8.4 |
Незначительное воздействие. |
|
Высокощелочная |
≥8.5 |
Некоторые элементы (например, Fe, Cu, Zn) могут стать плохо доступными. Может помешать содичность. |
1 Опыт проводился в водных условиях
Источник: Адаптировано “Hazelton and Murphy” (2007).
Рис. 9: Химические свойства почвы такие, как pH. (Фото: Shutterstock).
Засоленость / Электропроводность почвы
Засоленость почвы возникает вследствие растворимых солей в корневой системе. Рост винограда, объемы урожая и качество фруктов подвержены осмотическим и / или ионным процессам. Если концентрация растворимых солей достаточно высока, возможности винограда поглощать воду и питательные вещества уменьшаются. Кроме того, могут быть также прямые токсичные воздействия. К примеру, степень солености почвы может влиять на количество ионов (хлорида и натрия), которые накапливаются в лозе, фруктах и, в конечном счете, в вине. Реакция виноградной лозы на соленость зависит от сорта и корневого подвоя.
Измерения электрической проводимости (ЭП) предоставляют оценку общих растворимых солей в почве (Таблица 6). Измерения проводятся либо с использованием насыщенного экстракта из «почвенной пасты», либо с использованием почвенно-водной суспензии (в соотношении вода-почва 1:5) (ЭП 1:5). Метод «насыщенного экстракта» является наиболее предпочтительным методом, так как он учитывает структуру почвы. Тем не менее, он используется гораздо реже, чем метод почвенно-водной суспензии, поскольку считается более трудоемким и дорогостоящим. Коэффициенты умножения могут преобразовать значения «ЭП» в «ЭП 1:5» и наоборот. Стандартной единицей измерения электропроводности почвы является децисименс (дСм/м) или миллисименс (мСм/м).
Сумма водорастворимых солей (СВС) представляют собой выражение солености почвы, которое все еще используется некоторыми лабораториями. Стандартной единицей измерения суммы водорастворимых солей составляет миллиграмм на литр (мг/л), или частей на миллион (1/млн).
Можно применить следующее уравнение преобразования:
СВС (мг/л) = 640 * ЭП1:5 (дСм/м).
Засоленность почвы можно уменьшить путем выщелачивания солей из корневой системы с помощью осадков, орошения и с использованием не содержащих соли подвоев.
| Степень засоленности | ECe¹ (65/м) | ECrs² (дСм/м) | Влияние на рост винограда | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Супесь | Суглинок | Суглинистый песок | Лёгкая глина | Тяжёлая глина | |||
| Незасоленная | <2 | <0,15 | <0,17 | <0,25 | <0,30 | <0,4 | Незначительное влияние |
| Слабо засоленная | 2–4 | 0,16–0,30 | 0,18–0,35 | 0,26–0,45 | 0,31–0,60 | 0,41–0,80 | Корнесобственные лозы начинают угнетаться |
| Умеренно засоленная | 4–8 | 0,31–0,60 | 0,36–0,75 | 0,46–0,90 | 0,61–1,15 | 0,81–1,60 | Корнесобственные лозы сильно угнетены — некоторые подвои толерантны |
| Сильно засоленная | 8–16 | 0,61–1,20 | 0,76–1,45 | 0,91–1,75 | 1,16–2,30 | 1,60–3,20 | Сильно угнетены |
| Чрезвычайно засоленная | >16 | >1,20 | >1,45 | >1,75 | >2,30 | >3,20 | Происходит гибель растений |
Таблица 6 Интерпретация результатов засоления почвы (ECe и EC1:5) для различных текстур в зависимости от роста виноградной лозы 1 Электропроводность определена по экстракту насыщенной пасты 2 Электропроводность для различных текстур почвы с использованием суспензии почва: вода в соотношении 1:5 Источник: Адаптировано из Cass (1998)
Катионообменная способность Катионообменная способность почвы (КЭС) представляет собой способность почвы удерживать и обменивать положительно заряженные катионы. Это важное свойство, поскольку оно влияет на структурную стабильность и рН почвы, доступность питательных веществ для роста растений и реакцию почвы на удобрения и другие мелиоранты. CEC может быть измерен непосредственно в лаборатории путем определения количества катионов, обмененных из экстрагирующего раствора (CEC измеряется). В качестве альтернативы, для некислых почв CEC может быть рассчитан как сумма основных катионов (CEC оснований) (таблица 7).
Значение CEC является единичным и, следовательно, не указывает , какой катион(ы) преобладает. Почвы с низким значением (CEC оснований <5) как правило, имеют низкий уровень плодородия и низкую устойчивость к изменениям химического состава почвы, вызванным практикой землеустройства. Песчаные почвы и кислые грунты часто имеют низкий КПЭ, в то время как глинистые почвы, как правило, имеют высокий КПЭ. Тип глинистого минерала также оказывает сильное влияние на содержание ЦИК. Стандартной единицей измерения содержания ЦИК и отдельных обменных катионов является сантиметр на килограмм почвы (смоль[+]/кг). что в количественном отношении соответствует миллиэквивалентам на 100 граммов почвы (мэкв/100 г).
Пятью наиболее распространенными обменными катионами в почвах являются натрий (Na+), кальций (Ca2+), магний (Mg2+), калий (K+), а в сильно кислых почвах - алюминий (Al3+) (таблица 8). Алюминий может стать доступным для виноградных лоз в токсичных количествах , если Al3+ составляет >5% от CEC и если почва сильно кислая (pH H2O ≤5,5). Другие катионы обычно содержатся в количествах, которые не вносят существенного вклада в дополнение к катионам.
Таблица 7 Интерпретация результатов определения способности почвы к катионообмену ( измеренная CEC и базовые значения CEC)
| Оценка ЕКО | ЕКО измеренная (смоль⁺/кг) | Базовое ЕКО² (смоль⁺/кг) |
|---|---|---|
| Низкий | <5 | <3 |
| Умеренный | 5–15 | 3–10 |
| Высокий | >15 | >10 |
1 Катионообменная способность, определяемая как количество катионов, обмененных из экстрагирующего раствора
2 Катионообменная способность, рассчитанная как сумма катионов оснований Источник: Адаптировано Николасом (2004)
| Оценка ЕКО | ЕКО измеренная (смоль⁺/кг) | ЕКО базовая² (смоль⁺/кг) |
|---|---|---|
| Низкий | <5 | <3 |
| Умеренный | 5–15 | 3–10 |
| Высокий | >15 | >10 |
¹ Емкость катионного обмена, определенная как количество катионов, обмененных из экстрагирующего раствора
² Емкость катионного обмена, рассчитанная как сумма основных катионов
Источник: Адаптировано из Nicholas (2004)
| Катион | Низкий (смоль⁺/кг) | Умеренный (смоль⁺/кг) | Высокий (смоль⁺/кг) |
|---|---|---|---|
| Ca | <5 | 5–10 | >10 |
| Mg | <1 | 1–5 | >5 |
| Na | <0.3 | 0.3–1.0 | >1 |
| K | <0.5 | 0.5–1.0 | >1 |
| Al | <0.1 | 0.1–1.0 | >1 |
¹ Обратите внимание, что желательные уровни отдельных катионов варьируются в зависимости от типа почвы и выращиваемой культуры
Источник: Адаптировано из Nicholas (2004)
Щелочность
Щелочность почвы оценивается в лаборатории и выражается либо как обменный процент натрия (ESP), либо как коэффициент адсорбции натрия (SAR). ESP - это количество Na⁺, адсорбированного на поверхностях почвенных частиц, в пропорции к ЕКО. SAR - это относительная концентрация Na⁺ к Ca²⁺ и Mg²⁺ в почвенном растворе и определяется с использованием либо насыщенного экстракта (SARe), либо экстракта почва-вода 1:5 (SAR1:5). Метод экстракта почва-вода дешевле, но менее точен.
При контакте с водой щелочная почва обычно набухает и диспергирует на мелкие глинистые частицы. По мере высыхания почвы глинистые частицы блокируют поры почвы, что приводит к плохой инфильтрации воды, уменьшенной доступной влагоемкости, твердости и проблемам с дренажем/аэрацией. Эти физические условия почвы обычно оказывают неблагоприятное воздействие на рост и продуктивность лозы. Их можно улучшить, применяя гипс и уменьшая частоту и интенсивность операций по обработке почвы, избегая чрезмерного орошения и увеличивая уровни органического вещества почвы через использование покровных культур и мульчи.
| Степень щелочности | ESP (%)¹ | SARe² | SAR1:5² | Влияние на структурную стабильность почвы |
|---|---|---|---|---|
| Нещелочная | <6 | <6 | <3 | Обычно стабильная |
| Погранично щелочная | 6–15 | 6–15 | 3–7 | Агрегаты подвержены диспергированию при намокании |
| Сильно щелочная | >15 | >15 | >7 | Дисперсия происходит спонтанно под действием осадков и/или орошения |
¹ Обменный процент натрия
² Коэффициент адсорбции натрия, определенный с использованием насыщенного экстракта
² Коэффициент адсорбции натрия, определенный с использованием экстракта почва-вода 1:5
Источник: Адаптировано из Nicholas (2004)
Макро- и микроэлементы
Для вегетативного и репродуктивного роста требуется ряд макро- и микроэлементов. Определенные питательные вещества также могут влиять на качество производимых плодов, что, в свою очередь, может повлиять на качество сусла и вина. По ряду причин анализ растительных тканей (например, черешков) в отличие от анализа почвы считается более эффективным и надежным в оценке нутритивного статуса виноградной лозы и, следовательно, дефицита или избытка питательных веществ на устоявшихся виноградниках. Тем не менее, остается обычной практикой анализ концентраций питательных веществ в образцах почвы (особенно во время закладки виноградника), и был получен ряд эталонных значений, хотя и на основе ограниченных данных калибровки. Концентрации питательных веществ (например, азота) меняются со временем, что делает результаты анализа почвы непоследовательными и, следовательно, трудными для надежной интерпретации.
| Питательное вещество¹ | Дефицит | Пограничный | Адекватный | Высокий | Токсичный |
|---|---|---|---|---|---|
| Азот (NO₃) (N) | <1 | 1–2 | 2–10 | >10 | - |
| Калий (K) | <50 | 50–100 | 100–250 | >250 | - |
| Фосфор (P) | <25 | 25–35 | 35–80 | >80 | - |
| Медь (Cu) | <0.1 | 0.1–0.2 | 0.2–0.4 | >0.4 | >2 |
| Цинк (Zn) | <0.5 | 0.5–1.0 | 1–2 | 2–20 | >20 |
| Марганец (Mn) | - | <2 | 2–4 | - | - |
| Железо (Fe) | - | - | >4.5 | - | - |
| Алюминий (Al) | - | - | - | - | >100 |
| Бор (B) | <0.1 | - | 0.2–1.0 | - | >3 |
| Сера (S) | <10 | - | - | - | - |
¹ NO₃ - нитратная форма N; K, P - экстрагируемый бикарбонатом по Колвеллу; Cu, Zn, Mn, Fe - экстрагируемые DTPA; Al - экстракт хлорида аммония; B - горячий водный экстракт
Источник: Адаптировано из Lanyon et al. (2004)
Эталонные значения черешков для оценки нутритивного статуса лозы доступны в Robinson et al. (1997) и в Goldspink and Howes (2001). К ним также следует относиться с некоторой осторожностью, поскольку они считаются подходящими для коммерческих, высокоурожайных (8–15+ т/га), орошаемых виноградников, но не обязательно подходящими для низкоурожайных (4–8 т/га), орошаемых или неорошаемых виноградников. Они также не подходят для всех сортов винограда или подвоев.
Биологические свойства почвы
Биологические свойства почвы охватывают живые почвенные организмы (микрофлора, мезофауна и макрофауна) и остатки (мертвый материал, составляющий органическое вещество почвы), живущие на и в почве. Почвенные организмы оказывают влияние на системы растениеводства через модификацию почвенной физической, химической и биологической среды. Их можно сгруппировать согласно их основным функциям; (i) организмы микропищевой сети (например, бактерии и грибы), (ii) преобразователи подстилки (например, микро-, мезо- и макрофауна), которые помогают в разложении органического вещества, и (iii) создатели/модификаторы среды обитания (например, дождевые черви, муравьи и термиты).
Биологические тесты почвы относятся в первую очередь к измерениям количества, активности и разнообразия почвенных организмов и их связанных биохимических процессов. Однако, поскольку их трудно измерить и количественно определить, эталонные значения не так readily доступны, как для физических и химических анализов почвы. Где информация доступна, она, как правило, получена из широкомасштабного сельского хозяйства, а не из виноградарских исследований.
Органическое вещество/углерод
Органическое вещество (ОВ) обычно выражается в форме органического углерода (ОУ). ОУ readily доступен как источник углерода и энергии и важен из-за его связи с питательными веществами и благотворного вклада, который он вносит во все свойства почвы. Уровни ОВ обычно определяются путем измерения количества ОУ, присутствующего в почве, и затем умножения этого значения на 1.72.
Ряд лабораторных тестов используется для измерения ОУ, причем большинство сосредоточено на общем количестве присутствующего, а не на лабильных формах. Значения ОВ и ОУ обычно выражаются либо в %, либо в г/100 г почвы. Значения ОУ для разных текстур обычно интерпретируются относительно состояния (или качества) почвы, поскольку интерпретационные критерии, значимые для продуктивности лозы, не readily доступны.
| Оценка ОУ | Уровень ОУ % (г / 100 г) | Влияние на состояние/качество почвы |
|---|---|---|
| Очень низкий | <0.4 | Деградированный или сильно эродированный верхний слой почвы |
| Низкий | 0.4–1.0 | Плохое структурное состояние и стабильность |
| Умеренный | 1.0–1.8 | Умеренная структурная стабильность, состояние, буферная емкость pH, уровни питательных веществ, влагоудерживающая способность |
| Высокий | 1.8–3.0 | Хорошее структурное состояние и стабильность, высокая буферная емкость pH, высокие уровни питательных веществ, высокая влагоудерживающая способность |
| Очень высокий | >3.0 | Темный цвет, большое количество органического материала, почва часто ассоциируется с ненарушенными лесными/лесистыми территориями |
Источник: Адаптировано из Hazelton and Murphy (2007)
| Оценка ОВ | Уровень ОВ (%) для различных текстур почвы | |||
|---|---|---|---|---|
| Песок | Супесь | Суглинок | Глинистый суглинок/глина | |
| Низкий | 0.9 | 1.2 | 1.6 | 2.1 |
| Умеренный | 0.9–1.7 | 1.2–2.4 | 1.6–3.1 | 2.1–3.4 |
| Высокий | >1.7 | >2.4 | >3.1 | >3.4 |
Источник: Адаптировано из Viinotes (2006)
Почвенная микрофлора
Почвы содержат разнообразный спектр микрофлоры (археи, бактерии и грибы). В настоящее время экологическая функция многих видов в этой группе почвенных организмов неизвестна, и, следовательно, эталонные значения еще не установлены. Где эталонные значения существуют, они в первую очередь для почвенных патогенов.
Одна группа организмов с известной экологической функцией - это арбускулярные микоризные грибы (АМГ). Было показано, что АМГ полезны через их симбиотические отношения с корневыми системами растений, включая виноградную лозу. Уровень заражения АМГ может быть хорошим индикатором качества почвы на виноградниках с низким уровнем затрат, но может не быть универсально полезным для виноградарства.
Почвенная фауна
Почвенная фауна категоризируется в три класса размеров на основе ширины тела; микрофауна (<100 мкм; например, простейшие), мезофауна (100 мкм до 2 мм; например, нематоды, клещи, ногохвостки) и макрофауна (>2 мм; например, дождевые черви, муравьи). Как и для микрофлоры, эталонные значения существуют только для нескольких групп из-за трудностей, связанных с отбором проб, изоляцией и идентификацией.
Макрофауна, такая как дождевые черви, относительно легко отбирается и изолируется и использовалась в качестве индикаторов качества почвы. На виноградниках было показано, что популяции дождевых червей уменьшаются в ответ на увеличение операций по обработке почвы и высокие концентрации меди в почве. Где использовались добавки мульчи и компоста, было показано увеличение популяций дождевых червей. Однако популяции дождевых червей не считаются хорошим тестом-индикатором качества почвы, поскольку они не вездесущи и склонны реагировать на изменения влажности почвы и поступлений, таких как ОВ.
В пределах класса размеров мезофауны анализы почвы на нематод использовались наиболее часто, потому что существует информация об их таксономии и ролях в питании. Хотя время и опыт, необходимые для оценки сообществ нематод, высоки, эталонные значения были установлены и используются там, где есть потенциальные проблемы со здоровьем почвы и лозы. Существуют многочисленные виды нематод, обитающих в почве, и не все они вредны для растений. Однако некоторые являются растительно-паразитическими, питаясь и повреждая корни, включая корни виноградной лозы. Эти действия снижают способность лозы поглощать воду и питательные вещества из почвы. Повреждение корней также может привести к проникновению патогенов, вызывающих болезни.
| Вид нематод | Степень потенциального повреждения виноградной лозы | В корнях (кол-во нематод/г) | В почве (зима и лето (кол-во нематод/200 г) |
|---|---|---|---|
| Корневая галловая Meloidogyne spp. | Низкая Средняя Высокая Очень высокая | 40–80 150 300–500 >500 | 15 З/ 5 Л² 15–100 З 40 Л >100 З >40 Л |
| Корневая Lesion Pratylenchus spp. | Низкая Средняя Высокая | 10 20–30 60–80 | <5 5–20 >20 |
| Кинжальная Xiphinema index X. americanum | Низкая Средняя Высокая | - - | <5 5–40 >40 |
| Цитрусовая Tylenchulus semipenetrans | Низкая Средняя Высокая | 20–40 60–70 | <10 10–100 >100 |
| Кольцевая Criconemella xenoplax | Низкая Средняя Высокая | - - | <5 5–50 >50 |
| Булавочная Paratylenchus spp. | Низкая Средняя Высокая | - - | <20 20–200 >200 |
| Короткохвостая Paratrichodorus spp. | Низкая Средняя Высокая | - - | <5 5–40 >40 |
† Зима • Лето
Источник: Адаптировано из Nicol et al. (1999)
Почвенная микробная биомасса
Почвенная микробная биомасса (ПМБ) определяется как живой компонент органического вещества почвы, исключая корни растений и макрофауну. Это мера общего размера микробной популяции, но не ее состава или функционального потенциала. ПМБ считается более чувствительным индикатором изменения качества почвы, чем измерения ОУ. В настоящее время эталонные значения недоступны.
| Регион/страна | Система управления виноградником | Почва/материнская порода | ПМБ (мг C/кг почвы) |
|---|---|---|---|
| Эльзас, Франция | Обычная и органическая | Известняк и гранит | 400 (обычная) 493 (органическая) |
| Долина Луары, Франция | Внесение компоста и навоза против отсутствия внесения (контроль) | Кальcareous песок | 167 (контроль) 440 (с внесением) |
| Мальборо, Новая Зеландия | Обычная и органическая | Песчаные и галечные | 200–527 |
Источник: Адаптировано из Riches et al. (2013)
Существуют две лабораторные техники, используемые для измерения ПМБ; техника субстрат-индуцированного дыхания (SIR) и техника хлороформной фумигационной экстракции (CFE). Значения SIR могут быть преобразованы в значения CFE путем умножения на 30. Стандартная единица для выражения ПМБ - миллиграмм углерода на килограмм почвы (мг C/кг), что численно равно микрограмму углерода на грамм почвы (мкг C/г). Широкая пространственная изменчивость в ПМБ, наряду с их чувствительностью к влажности и температуре, означает, что должна быть принята репрезентативная стратегия отбора проб и что пробы должны быть взяты в одно и то же время года.
Потенциально минерализуемый азот
Потенциально минерализуемый азот (PMN) считается возможным биологическим индикатором качества почвы. Он представляет способность почвенной микробной популяции преобразовывать (или минерализовать) азот, связанный в сложных органических остатках, в доступную для растений форму аммония. Почвы с высоким PMN обычно хорошо агрегированы и имеют высокие значения ОУ и ОВ. PMN может использоваться в качестве суррогатной меры для микробной биомассы, потому что его легче определить. Стандартная единица для выражения PMN - миллиграмм азота на грамм почвы в неделю (мг N/г/нед).
| Регион / страна | Культура | PMN (мг N/г почвы/нед) |
|---|---|---|
| Северо-восток США | Зерновые и овощи | 8–11 |
| Виктория, Австралия | Виноград для вина | 6–18 |
Источник: Адаптировано из Riches et al. (2013)
Соображения
- Анализ почвы может предоставить ценную информацию для оптимизации общей производительности виноградника, особенно в сочетании с анализом тканей лозы.
- Почвы по своей природе изменчивы, что означает, что необходимо принимать правильную стратегию отбора проб/измерений. Будьте aware of факторов, которые могут повлиять на полученные значения, и повторяемость и интерпретируемость измерений (например, содержание воды в почве и температура во время отбора проб).
- Используйте ту же коммерческую лабораторию, аккредитованную NATA¹ или ASPAC², так как это позволяет избежать вариаций в результатах, возникающих из-за использования различных аналитических техник.
- Для некоторых свойств почвы доступно мало информации о эталонных значениях для помощи в интерпретации данных. Это особенно относится к биологическим свойствам почвы.
- Эталонные значения могут варьироваться регионально и с выращиваемым сортом винограда, а также пространственно и временно в пределах виноградника.
- Интерпретируйте результаты анализа почвы в отношении известной урожайности культуры и спецификаций качества плодов. Например, низкие значения теста могут быть целью, где контроль силы роста и ограниченная урожайность являются требуемыми целями.
- Определите наибольший ограничивающий фактор в почвенном ресурсе и управляйте этой проблемой.
- «Если вы не тестируете, это просто догадка!»
¹ Национальная ассоциация испытательных органов ² Австралазийский совет по анализу почвы и растений
Ссылки
- Cass, A. (1998). Measuring and managing chemical impediments to growth. Australian Grape grower & Winemaker. 415, 13–16.
- Goldspink, B.H. and Howes, K.M. (Eds) (2001). Fertilizers for Wine Grapes, 3rd Edition. Department of Agriculture and Food Western Australia. Bulletin 4421.
- Hazelton, P. and Murphy, B. (2007). Interpreting soil test results. What do all the numbers mean? CSIRO Publishing, Victoria.
- McDonald, R.C., Isbell, R.F., Speight, J.G., Walker, J. and Hopkins, M.S. (1998). Australian soil and land survey field handbook. 2nd Edition. CSIRO Publishing, Victoria.
- Nicholas, P. (2004). Soil, irrigation and nutrition. Grape Production Series No. 2. South Australian Research and Development Institute. Adelaide, South Australia.
- Nicol, J.M., Stirling, G.R., Rose, B.J., May, P. and Van Heeswijk, R. (1999). Impact of nematodes on grapevine growth and productivity: current knowledge and future directions, with special reference to Australian viticulture. Australian Journal of Grape and Wine Research 5(3): 109–127.
- Oliver, D.P., Bramley, R.G.V., Riches, D., Porter, I. and Edwards, J. (2013). Review: soil physical and chemical properties as indicators of soil quality in Australian viticulture. Australian Journal of Grape and Wine Research. 19(2): 129–139.
- Riches, D., Porter, I., Bramley, R.G.V., Rawnsley, B., Edwards, J. and White, R.E. (2013). Review: soil biological properties as indicators of soil quality in Australian viticulture. Australian Journal of Grape and Wine Research. 19(3): 311–323.
- Robinson, J.B. (1997). Grapevine nutrition. In: B.G. Coombe and P.R. Dry (Eds). Viticulture Volume 2 — Practices. Winetitles, Adelaide, South Australia.
- Viinotes (2006). Measuring organic carbon in soil. Cooperative Research Centre for Viticulture, Adelaide, South Australia.
Справочник публикации
Proffitt, T. (2014). Assessing soil quality and interpreting soil test results. www.winewa.asn.au
Контакт
Keith Pekin Manager, Sustainable Agriculture Perth Region Natural Resource Management
M: 0466 744 957
E: keith.pekin@perthregionm.com
Perth Region NRM WESTERN AUSTRALIA
Perth Region Natural Resource Management in partnership with Wines of Western Australia
БЛАГОДАРНОСТИ
Corporation по исследованиям и разработкам винограда и вина (GWRDC) предоставила финансирование для этой публикации через их программу «Региональные решения на местах», которая управляется в Западной Австралии Wines of Western Australia (WWA). WWA признает вклад Тони Проффитта (AHA Viticulture), который исследовал и написал содержание этой публикации, Роберта Уайта (Университет Мельбурна) за его комментарии и фотографии и Кита Пекина (Perth Region NRM), который управлял проектом от имени WWA через финансирование, предоставленное Федеральным правительством по программе «Забота о нашей стране».
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
Интерпретации результатов анализа почвы и воды, предоставленные в этой публикации, должны использоваться только в качестве общего руководства. Wines of Western Australia не несут ответственности по причине небрежности или иным образом, возникающей в связи с использованием или выпуском этой информации или любой ее части. Полагаясь на или используя любой совет или информацию, которые были выражены или подразумевались и содержались в этой публикации, вы принимаете все риски и ответственность.
