Экспертные мнения → Здоровье почвы: в чём оно заключается и как его восстановить?

Партнёрский материал

В 1990-х годах в агрономии широко использовалось словосочетание «качество почвы». В 2000-х его сменило новое понятие – «здоровье почвы». Что заставило учёных по-новому взглянуть на главный ресурс растениеводства? Каков доступный способ поправить здоровье деградированных почв?

Об этом в своей лекции рассказал генеральный директор НПО «Биоцентр» Александр Харченко.

«Здоровье почвы – это способность почвы функционировать как живая система, поддерживая жизнедеятельность растений и животных, поддерживать и улучшать качество воды и воздуха, а также здоровье растений и животных в рамках экосистемы» (Doran and Zeiss, 2000)

…Понятие «здоровье почвы» впервые в теорию и практику было введено 22 года назад, двумя биологами – Дораном и Зейцом. Они предложили рассматривать почву не как «землю», не как некую субстанцию, а как живую систему.

Понятие «здоровье почвы» заменило собой выражение «качество почвы», существовавшее в 1990-х годах. В прежнем понятии внимание было сосредоточено на функциональных характеристиках почвы – например, качестве почвы для выращивания кукурузы.

Слово «здоровье» изменило восприятие. Почву перестали воспринимать как инертную, безжизненную среду для выращивания, какой, как правило, почву представляет современное интенсивное земледелие. Почва – это живая, динамичная, постоянно меняющаяся окружающая среда. Оказалось, что почвы, очень плодородные с точки зрения урожайности сельскохозяйственных культур, также оживлены с биологической точки зрения.

По аналогии со здоровьем человека, здоровую почву можно классифицировать как состояние комплексного благополучия с точки зрения биологических, химических и физических свойств. Здоровая почва не поражена болезнями и не ослаблена, не деградирована и не деградирует, более того – сопротивляется деградации; в полной мере реализует свой потенциал. Здоровая почва обеспечивает полный спектр функций, особенно круговорот питательных веществ, углерода и воды.

Восстановление здоровья почвы – одна из базовых основ для перехода на технологию Nо-Till в хозяйствах.

Эти рассуждения могут показаться абстрактными на первый взгляд, но, воспринимая почву как живую экосистему, мы можем объяснить многие явления, свидетелями которых мы становимся.

Например, низкий коэффициент усвоения минеральных удобрений. КПД азота – в среднем в мире около 33%. То есть мы вносим три центнера селитры, а растения поглощают только один центнер. Два центнера – считай, деньги на ветер. У фосфорных удобрений КПД ещё ниже – 11%.

Белорусские учёные заметили, что минеральные удобрения в какой-то момент повышают, а в какой-то, наоборот, снижают урожайность сельхозкультур. Почему это происходит?

Если мы будем рассматривать этот процесс с точки гидропоники, то мы не сможем этого объяснить.

А если с точки зрения биологии – подразумевая, что все внесённые удобрения «сыплются на голову» почвенной биоте – ответ будет найден.

Чем питается растение?

Всё в природе связано в биологические циклы. Когда мы вносим минеральные удобрения в почву, биота включает их в свой жизненный цикл. Если вносить большие дозы, микроорганизмы обеспечивающие биологические процессы азотом, связывая его из воздуха, просто перестают работать, а в отношении избыточного минерального азота они будут просто переводить его в газообразное состояние и удалять из почвы.

Наша задача – научиться вносить ровно столько удобрений, чтобы они не нарушали природные процессы. Этого можно достичь разными методами – например, работая небольшими дозами по листу.

Ещё один важный вопрос: чем питаются растения? В базовой системе представлений, которыми оперирует современная сельскохозяйственная паука, обеспечивающая функционирование интенсивной системы сельского хозяйства главным является то, что будто бы растения питаются исключительно минеральными солями, в основном, азота, фосфора и калия. Это точка зрения сформировалась более ста лет назад (автор теории – немецкий ученый Юстус Либих) – и с тех пор мы пытаемся регулировать урожайность исключительно с помощью минеральных удобрений.

Но растения питаются не только минеральными солями.

В XIX веке появилась теория миксотрофного питания – органического и минерального – профессора кафедры сельского хозяйства Московского университета Я.А.Линовского (1818—1846). Учёному удалось объединить идеи А.Тэера (1752-1828) – автора гумусовой теории питания растений – и Ю.Либиха (1803-1873) – автора минеральной теории питания. Он утверждал, что растения обладают способностью питаться как минеральными солями, так и органическими соединениями. К глубокому сожалению, в современных вузовских учебниках эта теория не рассматривается, и агрономам не преподается. Но современная аграрная практика сейчас подразумевает активное применение препаратов с аминокислотами, особенно при некорневых обработках и обработке семян. Аминокислоты являются органическими соединениями, которыми питаются растения. Мне удалось найти стройное объяснение этому только в учебнике Московского государственного университета «Биология почв» авторы И.П.Бабьева, Г.М.Зенова, вышедшего в трёх изданиях. Мы же активно используем для сельского хозяйства органические препараты – и растения их съедают! Есть и другие примеры – обработка растений вытяжкой компоста калифорнийских червей, обогащенного органическими соединениями, например. Есть большой список подобных препаратов, а также препараты, приготовленные на основе отходов боен и крови животных.

Когда мы рассматриваем почву как живую систему, мы понимаем, что в почве живёт огромное количество живых существ – тонны на гектар. Средний срок жизни биоты в почве – 14 дней, которая отмирая, становится питательным органическим бульоном, который поглощают корни растений. Чем больше живых существ в почве, тем больше органического питания. 30 тонн живой биомассы в почве дают растениям поступление 2 тонн питательного «куриного бульона» на гектар в день. В «мертвых» почвах, где всего 1,5 тонны биомассы на гектар (такое бывает) растения могут рассчитывать только на питание солями вносимых извне дорогостоящих минеральных удобрений.

Корни растений постоянно находятся в окружении микроорганизмов, которые создают своеобразный «чехол» – ризосферу, и являются трофическими посредниками между почвой и растением. Именно микроорганизмы превращают трудноусвояемые растением соединения в мобильные, оптимальные для поглощения и метаболизма. По образному выражению Н.А. Красильникова, микроорганизмы, населяющие ризосферу растений, напоминают органы пищеварения животных, вывернутые наизнанку.

Ризосферные микроорганизмы мобилизуют элементы питания, фиксируют азот из атмосферы, ассимилируют корневые экссудаты, продуцируют антибиотические вещества.

Процессы, проходящие в ризосфере, являются ключом к доступности питательных веществ и выносу их растениями.

Вопрос заключается в том, как нам увеличить количество этого «куриного бульона»: ведь за минеральные удобрения мы платим, а за живую биомассу – нет. Отмирающая биомасса – это постоянный и возобновляемый источник питания растений, на которое нам не приходится тратиться.

Выращивать урожай за счёт естественного плодородия почв

Увеличение живой массы в сельскохозяйственных почвах – это то, к чему нужно стремиться, чтобы увеличить ее здоровье и природное плодородие почвы. В этом контексте становится особенно понятной китайская мудрая пословица «Глупый выращивает сорняки, умный овощи, а мудрый — землю».

У растениеводов есть два вида ресурсов: бесплатный, данный природой (атмосферные осадки, энергия солнца, естественное плодородие почвы) и платный, то есть созданный человеком (минеральные удобрения, ГСМ, средства защиты). Наша главная задача – задействовать в полной мере бесплатные ресурсы и сократить количество платных.

Нам нужно отойти от той системы интенсивного земледелия, привезенной из США, которая внедрялась в СССР с 1964 года. Автором этой системы является отец «Зелёной революции» Норман Борлоуг. Модель Борлоуга стоит на четырёх «китах»:

1. 1) лучший сорт или гибрид;
2. 2) много-много минеральных удобрений;
3. 3) большой объем химических средств защиты растений (СЗР);
4. 4) по возможности, полив.

И по сей день все обсуждения на предпосевных и предуборочных совещаниях выстраиваются вокруг этих четырёх пунктов: какие новые сорта или гибриды появились в последнее время, сколько будут стоить минеральные удобрения и средства защиты и какую субсидию дадут на полив.

Спустя десятилетие после начала массового внедрения, оказалось, что Система Нормана Борлоуга хорошо работает лишь на 20% почв. А в 80% других случаях она запускает сильную деградацию почв: плужная подошва, неперегнившие пожнивные остатки, «чемоданы», которые выворачивает плуг, снижение влагоемкости почв, остановка биологических процессов, обеспечивающих высокий уровень природного почвенного плодородия, накопление плесневых грибов, которые являются причиной корневых гнилей и других болезней растений и т.д. – результат внедрения этой системы.

Обратите внимание на то, как выглядит здоровая и деградированная почва.

Влагоёмкость почвы слева – около 50-60 мм, а справа – 190 мм. Это количество влаги, которая накопится у нас к весне, на которую может рассчитывать аграрий.

Вот ещё пример.

 Мы видим сильное уплотнение сельскохозяйственных почв и разделение её на два ярко выраженного уровня – рыхлого с преобладанием микроорганизмов аэробов и уплотненного – с преобладанием анаэробов, чего нет в природных почвах, имеющих агрегатированную структуру. Когда почва уплотняется, единственное, что остаётся аграрию – пахать. И вы пашете и пашете, и всё время платите деньги.

Проблема заключается в том, что скорость роста цен на «человеческие» ресурсы оказалась выше, чем скорость роста цен на продукцию растениеводства. Посчитайте, сколько сегодня фосфорных удобрений, селитры, дизтоплива вы можете приобрести за один килограмм пшеницы, а какое соотношение цен было более 30 лет назад! Диспаритет цен возникает из-за того, что государство не может допустить роста цен на сельхозпродукцию - цены на ресурсы растут быстрее, чем на продукцию растениеводства. В рыночной экономике такая модель сельского хозяйства может сохраняться и работать только при очень высоких дотациях со стороны государства, либо за счет сильной деградации органического вещества почв и убивания природного плодородия. В противном случае этот бизнес становится нерентабельным.

НПО «Биоцентр» предлагает в противовес системе Нормана Борлоуга систему Адаптивного биологизированного земледелия.

Нам необходимо в полной мере задействовать бесплатный ресурс – естественное почвенное плодородие, а для этого необходимы действенные приёмы, которые способны компенсировать ущерб, наносимый почвам и способные эффективно восстанавливать природные процессы, обеспечивающие высокий уровень почвенного плодородия. Это обеспечивается исключительно восстановлением Здоровья почвы. Если мы будем управлять здоровьем почвы, мы сможем получать большие урожаи при минимальных затратах.

Биологическая активность почвы: как на неё повлиять?

Я уже отмечал, что растение получает большую часть питания через микробов-посредников. Биологическая активность почвы является ключом к её продуктивности. Как мы можем стимулировать биологическую активность?

НПО «Биоцентр» под теорию миксотрофного питания и под теорию симбиотического взаимодействия растений и микроорганизмов разработал и внедрил в практику ряд специфических агроприемов, которые вошли в систему Адаптивного биологического земледелия. Под эти агроприемы были созданы ряд специальных препаратов. Например, препарат СТИМИКС®СТАНДАРТ усиливает фотосинтез и стимулирует отток сахаров из корней в виде выделений, которые называются муцигелями. Растение «делится» сахаром с бактериями, растет их биомасса. Биологическая активность почвы соответственно растёт.

А что происходит, если мы вносим в почву селитру? Она блокирует выделение сахаров растением. Если нитратный азот в растении не усваивается за сутки и накапливается в виде нитратов, в растении активизируется фермент, расщепляющий сахарозу на фруктозу и глюкозу. Наличие свободной глюкозы, которая образует кристаллы, которые забивают проводящие сосуды, нарушает отток сахаров и ухудшает фотосинтез, поскольку лист забит сахарами, которые из него оперативно не выводятся. Одновременно у растения растет водопотребление, поскольку оно вынуждено из-за плохого оттока постоянно уменьшать растущую концентрацию сахаров в листе.

Мы для решения этой задачи разработали препарат с рабочим названием «синенький», который блокирует этот фермент. Его применение может приводить к увеличению эффективности фотосинтеза до 6 раз. При этом значительная часть сахаров идет в корневые выделения для питания биоты, и для восстановления плодородия почвы, а также на повышение качества продукции. Например, на сахарной свёкле мы получали рост дигестии сахарной свеклы со средне-районного показателя 16% до 20% в хозяйствах, применяющих данный агроприем. На картофеле урожайность повышается на достоверные 20%. Сахаристость арбузов повышается до 15% (обычно 8-9%), и т.д. В данном случае сахаров, как энергетического материала, хватает и для растений, и для почвенных существ, обеспечивающих биологическую активность почвы.

Также мы используем препарат Агростимулин для стимулирования мощного роста корневой системы и различные Стимиксы®Фитостимы с симбиотическими для растений микроорганизмами для ее заселения.

Как ещё мы можем усилить биологическую активность почвы?

На деградированных почвах самый доступный способ восстановления здоровья почвы – это правильная работа с пожнивными остатками.

Как и кого можно поселить в почву или как сделать из соломы микробное удобрение, восстанавливающее почву?

В 1983 году в Японии доктор садоводства Теруо Хига создал первый сложный микробный препарат «Кюссей», представляющий собой восьмивидовой консорциум микроорганизмов. При внесении в почву они разуплотняли её и повышали биологическую активность. «Кюссей» в рамках Эм-технологии, или технологии эффективных микроорганизмов доступен во многих странах мира. Он успешно был использован в государственном масштабе в Северной Корее для ликвидации голода в 1995-2000 годах. Этот голод был спровоцирован нехваткой дешевых минеральных удобрений, которые перестали поступать в КНДР после распада СССР. Применение Эм-технологии увеличило урожайность корейских полей в 2 раза без или при ограниченном применении химических минеральных удобрений в среднесрочном периоде (3-5 лет).

НПО «Биоцентр», изучив состав японского «Кюссея», создал ряд своих сложных микробных консорциумов и наладил их массовое производство.

У нас есть препарат, разуплотняющий почву – СТИМИКС®НИВА – для обработки пожнивных остатков. Базовый препарат содержит 15 видов микроорганизмов, в том числе высокоактивные штаммы азотофиксирующих, молочнокислых и фотосинтезирующих микроорганизмов, антагонистов патогенных грибов и бактерий. Каждый из них выполняет свою функцию, и в этом консорциуме микробы обеспечивают ускоренное биологическое разложение стерни и стимулирует почвообразование. В настоящее время выпускается 5 микробных составов СТИМИКС®НИВА с разным функционалом.

Применение препаратов линейки СТИМИКС®НИВА позволило эффективно решать сложнейшие агротехнологические задачи, которые до последнего времени не имели решения.

Что имеется ввиду: при утрате животноводства КРС произошла деградация (упрощение) севооборотов до простых коммерческих плодосменов, когда выращиваются в хозяйстве только 3-4 культуры, востребованные на рынке. Как правило, это – пшеница, подсолнечник, кукуруза, рапс или лен масличный. С помощью СТИМИКС®НИВА нам уже удалось внедрить 6-7 летнюю практику выращивания в монокультуре озимой пшеницы с растущей урожайностью. Мы реализовали на практике двухпольный севооборот озимая пшеница-подсолнечник на Юге России. И, возможно, в ближайшем будущем нам удастся создать возможность выращивания подсолнечника в монокультуре, поскольку мы сейчас вплотную подошли к решению способа биологического контроля заразихи на подсолнечнике.

По скорости разложения пожнивных остатков препараты в линейке СТИМИКС®НИВА распределяются так:

1. микробный композит Нива А – самый быстрый
2. микробный композит Нива Б+20% (30%) целлюлозолитики+азотофиксаторы+фосфатмобилизующие - помедленнее.
3. микробный Нива Jp (с японскими штаммами) - ещё медленнее
4. микробный композит Нива Б – для No-Till – здесь главная задача – санация соломы от заселения патогенами, а не скорость разложения.
5. микробный композит, разработанный с НИИ Риса для ускоренного разложения рисовой соломы.

Надо сказать, что большинство микробных препаратов-деструкторов стерни, выпускаемых в России, — это очень примитивные препараты с низким функционалом: один микроб — один препарат. Они очень мало могут. Такие препараты не приживаются в почве, и не могут восстанавливать плодородие почвы и ее здоровье. Например, триходерма (большинство почвенных деструкторов, реализуемых на рынке – созданы на основе плесневого гриба Триходерма) разлагает стерню, но не участвует в почвообразовании.

«Стимиксы», которые представляют из себя цельные консорциумы микроорганизмов, в которых микробы выступают «один за всех – все за одного», – они намного более устойчивы и стабильны в почве, чем моноштаммовые препараты. Их мы используем как «медиаторные» препараты – они не заменяют почвенные микроорганизмы, а служат для восстановления биологического разнообразия и позволяют активизировать природные микроорганизмы, активность которых подавлена микотоксинами, выделяемыми плесневыми грибами, накопленными в почве в системе интенсивного земледелия.

Консорциумами являются препараты СТИМИКС®НИВА А для ускоренного разложения соломы и интенсивного вытеснения патогенов в том числе не только плесневых грибов, но и патогенных бактерий, СТИМИКС® НИВА Б помимо разложения и минерализации всех компонентов пожнивных остатков, заселяет почву агрономически ценными и почвообразующими микроорганизмами, вытесняющими из почвы и растительных остатков возбудителей снежной плесени, склеротиниоза, мучнистой росы, корневых гнилей грибного и смешанного бактериально-грибного происхождения, а также бурой, стеблевой и жёлтой ржавчины и др.

Мы рекомендуем начинать обработку соломы с препарата СТИМИКС®НИВА А, а на второй-третий год переходить на СТИМИКС®НИВА Б, а потом на СТИМИКС®НИВА Jp.

Из имеющихся препаратов СТИМИКС®НИВА легко можно составить «коктейль» в зависимости от задач, стоящих в растениеводстве любого хозяйства. В любом случае, без рекомендаций от НПО «Биоцентр» вы не останетесь.

Более подробно о методе использования препаратов-деструкторов стерни для восстановления плодородия почвы и ее здоровья вы можете ознакомиться в нашей брошюре «Восстановление плодородия почвы. Обзор рынка препаратов для разложения пожнивных остатков», которую можно скачать в интернете или получить от нас по почте.

ООО НПО Биоцентр «Дон»

г. Ростов-на-Дону, ул. Орская, 7, оф. 203

тел.: 8 (863) 201-40-46, +7-961-278-32-09

e-mail: biodon61@bk.ru