Растениеводство → Куда "уходит" плодородие и как его вернуть? [+ВИДЕО]
За последние 10-15 лет растениеводство в России совершило мощный рывок. Учёные снабдили аграриев высокоурожайными сортами и гибридами, машиностроители – эффективной техникой, химики – большими объёмами минерального питания. Интенсивность, с которой мы выращиваем сельхозкультуры, заставляет многих растениеводов беспокоиться о состоянии почвы. На сколько хватит её ресурса? Как его восполнить? Сможем ли мы остановить деградацию почвы и что оставим потомкам? Этим вопросам посвящён спецпроект «Куда уходит плодородие и как его вернуть».
Правда и мифы о деградации почвы
Заведующий кафедрой почвоведения Ставропольского государственного аграрного университета, профессор Валерий Цховребов признаётся, что ненавидит «борзописцев». Слишком уж много антинаучной информации льётся в уши растениеводам. Чему верить, а чему – нет? Об этом «Крестьянин» спросил самого Валерия Сергеевича.
– Валерий Сергеевич, что такое «плодородие почвы» и действительно ли мы его теряем?
– Плодородие почвы – это её способность удовлетворять потребности растений в элементах питания, влаге, воздухе. Теряем ли мы его? Мы его теряем, конечно. Такова философия жизни, она гласит: чтобы что-то создать, надо что-то разрушить. Всегда в этой цепи – разрушения и созидания – разрушение будет стоять на первом месте, а созидание – только на втором.
Растение создаёт урожай за счёт разрушения минеральной основы почвы, её минеральной части, которая составляет от 96% до 98% массы всей почвы. Минеральная основа является поставщиком элементов питания, и растения вынуждены постоянно – при помощи микроорганизмов – добывать элементы питания из неё.
Чем отличается агроэкосистема от целинных угодий? На целине всё, что выросло, благополучно возвращается на почву. Почти ничего не пропадает. А на пашне? Урожай вырастили, собрали и увезли. Естественно, с урожаем идёт отчуждение питательных элементов. Поэтому плодородие почвы мы теряем всё время. И в этом виноват агроном, которому надо кормить нас, грешных людей…
– Внесение минеральных удобрений компенсирует это «отчуждение»?
– Конечно, если вносить минеральные удобрения, почва будет меньше истощаться. Но мы ведь почему вносим удобрения? Потому что питательных веществ не хватает. Мы проводим агрохимический анализ, и чем почва беднее, тем больше рекомендуем вносить удобрений. Чем меньше обеспечена почва элементами питания, тем она менее плодородна.
– Как соотносятся понятия «плодородие почвы» и «органическое вещество»?
– Это понятия, скажем, неразрывные. Органическое вещество пребывает в почве в пяти ипостасях: свежий органический опад, детрит – полуразложившееся органическое вещество, гумус, микробные тела и корневые выделения растений.
Мы часто путаем понятия «органическое вещество» и «гумус». Гумус – вещество почти инертное и особой роли в плодородии почвы не играет. А вот детрит, органическое вещество, которое идёт в пищу микроорганизмам, имеет существенное влияние. Как я уже сказал, элементы питания необходимо добывать из минеральной основы почвы. Этим занимаются – переводя недоступные соединения в доступные для растений – как раз микроорганизмы. Сами о том не подозревая, они являются «поварами» для растений.
Следовательно, о чём нужно заботиться агроному? О том, чтобы кормить этих первых друзей растений. Нужно заботиться о восполнении количества органического вещества. Поэтому, если мы вносим органическое вещество – особенно навоз, мы повышаем плодородие почвы.
– Какие ещё есть методы пополнить запасы органики? Какие наиболее эффективны?
– Всё зависит от условий. Наиболее универсальный способ – внесение навоза. Потому что это богатое по своей природе органическое вещество. Практически всё, что мы вынесли из почвы, с навозом возвращается назад. Но проблема в том, что у нас навоза-то нет. Поголовье КРС, овец сократилось, и навоз стал дефицитным.
Ещё один метод – заделка растительных остатков. Этот приём должен быть обязательным. Ведь что такое, например, солома? На 85-90% – целлюлоза, сложный полисахарид. Энергия жизни для бактерий. Но солома бедное вещество, и, запахивая его, мы повышаем не плодородие, а продуктивность почвы.
В условиях Краснодарского края хорошо было бы ещё и сеять сидераты.
– Или покровные культуры, как это делают сторонники ноутила... Вы к этой системе как относитесь?
– Агрономия – процесс творческий. Есть почвы, приспособленные для ноутила, а есть солонцы, где эта система работать не будет. Ноутил – интересная технология. Мои коллеги, сторонники прямого посева из Швейцарии, используют не сидеральные, а «укрывные» культуры: сеют смесь культур, имитируя целину. Так они убирают эффект почвоутомления, к тому же органика предохраняет почву от эрозии, оструктуривает её.
На ноутиле сидеральный пар, конечно, не пойдёт – потому что растительные остатки надо запахивать.
– Классики скептически относятся к сидератам: говорят, с нашими засухами всё равно ничего не растёт.
– Да, там, где выпадает за год 300-350 мм осадков, а за вегетационный период – 220-230, как в Нефтекумском районе, наверное, не стоить тратить силы на сидераты.
– Валерий Сергеевич, пока вы перечислили известные способы пополнения органического вещества. А что скажете о нетрадиционных методах? Например, разводить калифорнийских червей?
– Калифорнийских червей оставьте для приусадебных участков. В масштабах пашни начать надо с заделки стерни. Надо довести до сельхозпроизводителей мысль, что растительные остатки необходимы. Нельзя жечь солому. Этот приём возможен только в исключительных случаях – например, если поле было сильно поражено мучнистой росой или другими заболеваниями.
– Раз уж заговорили о стерне: солому биопрепаратами обрабатывать или нет? Фермеры разделились на два лагеря: одни говорят – надо, другие отвечают, что мини-дозы полезных штаммов – ничто по сравнению с массой аборигенных бактерий…
– Я понимаю и тех, и других. Наша кафедра плотно занимается микробиологическими исследованиями, и исходя из моего опыта могу сказать: есть почвы, содержащие большое количество аборигенной микрофлоры. Но ведь нужно учитывать, что биопрепараты мы вносим непосредственно на растительные остатки. И вносим самые активные штаммы, с высокой и доказанной эффективностью.
– Кстати, чем лучше разлагать стерню – бактериями или грибами? Некоторые говорят: вноси бактерии и селитру, другие: триходермой обойдёшься.
– Триходермой никогда не обойдёшься. Это санитар почвы, супрессивная микрофлора. Триходерма борется с фитопатогенами, ликвидирует их пресс. Но для деструкции растительных остатков лучше внести комплексные препараты.
Наш опыт показывает, что препараты с 3-4, а то и 10 штаммами показывают большую эффективность.
– Читала где-то, что неправильная заделка стерни может привести к минерализации органического вещества. Что это за процесс и как на него влиять?
– Ещё борзописцы утверждают, что в результате минерализации мы теряем гумус. Это глупость, с которой я устал бороться. Гумус не теряется, потому что период его разрушения в почве – до полутора тысяч лет. Это часть органического вещества как раз наиболее стабильная.
Но вообще в результате минерализации органическое вещество мы, конечно, теряем. Правда, никакого караула в этом нет. Живую материю нужно кормить. Минерализация (мы ещё называем её «дыханием почвы» – потому что при этом выделяется углекислый газ) – это показать общей биологической активности почвы. Чем больше показатель, тем выше урожайность. Нам не нужно беспокоиться о том, насколько активно идёт минерализация. Мы должны думать о том, как пополнять органическое вещество.
– Может ли интенсивная обработка почвы привести к её деградации? Что ещё приводит к деградации?
– Деградацию почв чаще всего связывают с эрозией. Но это один из видов деградации, причём далеко не первый.
Главная причина деградации – обеднение почв. Удаление элементов питания из почвы и их невозврат. Например, мы вносим только фосфор, азот, калий, а растение озимой пшеницы забирает из почвы 71 химический элемент таблицы Менделеева…
Обеднение почвы приводит к её слитизации. Почва приобретает черты слитости, покрывается вертикальными трещинами, напоминает асфальт. И причина не в том, что трактор топчет землю. А в том, что в результате истощения почвы происходит перестройка в системе глинистых минералов, появление гидрофильных соединений кремния, удаление кальция как структурообразователя. Это вопрос непростой. На восстановление такой почвы требуются большие капиталовложения.
– Как остановить истощение почвы в этом случае?
– Мы проводили опыты по реминерализации. На выщелоченные чернозёмы – наиболее бедный из плеяды чернозёмов – внесли горные породы: апатит
(3 т/га), известняк-ракушечник (10 т/га), фосфогипс. Благодаря обновлению этой минеральной основы почвы мы добились увеличения урожайности на 25-30%. И этот эффект продолжался в течение 16 лет. Только на 16-й год увидели снижение эффекта.
– Подводя итог нашей беседе. Программа-минимум по сохранению плодородия почвы – это заделка стерни с применением комплексных микробиологических препаратов; если позволяют условия зоны – сев сидератов или покровных культур…
– Внесение навоза. Это путь биологизации земледелия.
– И последняя ступень – внесение горных пород?
– Обновление минералогического состава почвы. Это капиталоёмкий приём, но он приносит долгосрочный эффект.
– Как провести это обновление?
– Обратиться в научное учреждение – мы тоже можем помочь и проконсультировать; провести анализ почвы – поставить, так сказать, «диагноз». И тогда уже рассчитать, какие породы и в каком количестве требуется внести
«Почва становится как пух»
Хозяйству ООО «Энергия» из Пролетарского района не слишком повезло с земельным фондом: светло-каштановые и тёмно-каштановые земли не славятся большой продуктивностью даже на орошаемых участках. Спасать засолённые гектары пришлось с помощью фосфогипса.
– Строительство оросительных систем в нашем районе велось в 1950-х годах. Магистральный канал от Цимлянского водохранилища снабжает нас водой и сегодня, – рассказывает Владимир Бухтияров, заместитель директора по стратегическому развитию ООО «Энергия». – У нас около 4,5 тыс. га на орошении и ещё около 1000 га – под дождевальными машинами.
Под рисовые чеки были отведены не самые лучшие угодья: светло-каштановые и тёмно-каштановые почвы.
– Мы находимся на правом берегу Маныча, часть земельного фонда – суглинок. Пройдёт дождь – поле превращается в болото, а завтра подует ветер – и это уже булыжники, – описывает Владимир Владимирович.
Несколько лет назад ООО «Энергия» приняло решение улучшить состояние почвы – внести на сильно засолённые поля фосфогипс. К разработке проекта привлекли учёных из Цимлянска, составили план работы.
– По результатам почвенного анализа нам дали чёткие рекомендации: на некоторых полях требовалось внести по 10-15 тонн фосфогипса на гектар, на других – до 20 тонн, – говорит Бухтияров.
Эффект от фосфогипса почувствовали моментально: структура почвы улучшилась, все работы – культивация, вспашка, дискование – стали идти лучше. Внесение фосфогипса стало ежегодным мероприятием в хозяйстве.
– Почва становится как пух – идёшь по ней и проваливаешься. И этот эффект сохраняется на протяжении нескольких лет, – говорит Владимир Владимирович. – Мы каждый год вносим фосфогипс на 300-400 гектаров. Составляем проект, отправляем его в минсельхозпрод Ростовской области на согласование – к счастью, министерство субсидирует аграриям часть затрат на приобретение и доставку фосфогипса. Это очень помогает.
Тонна фосфогипса, по словам Бухтиярова, стоит около 1500 рублей с НДС. Если посчитать затраты на внесение (зарплата механизатора, ГСМ и так далее), агроприём обходится хозяйству в среднем в 20-22 тысячи рублей на гектар.
Субсидия в прошлом году составляла чуть больше 4 тыс. руб./га.
Оправдано ли с точки зрения экономики внесение фосфогипса? Владимир Владимирович отмечает, что действие мелиоранта продолжается несколько лет. Урожайность риса на восстановленных полях вырастает на 5-10 центнеров с гектара.
– Прибавку в урожайности на озимой пшенице оценить сложно – всё-таки эта культура больше подвержена влиянию осадков. Точно можно сказать об экономии на фосфорных удобрениях: результаты почвенных анализов показывают, что после внесения фосфогипса мы имеем оптимальное количество фосфора в почве, поэтому на пшенице ограничиваемся листовыми подкормками, – перечислил Владимир Бухтияров. – Есть и другой эффект от применения фосфогипса – на картофеле. Облегчается обработка почвы и последующая уборка клубнеплодов. Почва с хорошей структурой лучше сохраняет влагу, мы экономим на поливе и не имеем глиняных «булыжников» в уборку.
Ноутил почву точно не губит!
Как влияет нулевая технология на состояние почвы? Сохраняем мы плодородие или нет? Как удобрения и средства защиты влияют на экологию? Такие мысли терзали Василия Мокрикова, главу хозяйства ООО «Донская нива» (Октябрьский район Ростовской области). Ответы могла дать только наука – и фермер к ней обратился.
– Наше хозяйство перешло на прямой посев в 2008 году. В течение ряда лет мы видели изменения в лучшую сторону. Росла урожайность культур, рентабельность. Но терзали сомнения: правильно ли мы работаем? Что на самом деле происходит с почвой? – вспоминает Василий Иванович.
Поддержку своему горячему интересу Мокриков нашёл в Южном федеральном университете. В 2016 году группа учёных Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского приступила к масштабным исследованиям на полях
«Донской нивы» и соседних, «классических» хозяйств.
– Признаться честно, мы специалисты в области биологии, биохимии, микробиологии. Но Василий Иванович попросил нас исследовать всё: и физику почвы, и её химические свойства, и органическое вещество во всех его проявления. В течение шести лет мы брали пробы на 25 тыс. гектаров и исследовали образцы на 45 показателей, – вспоминает директор академии, доктор географических наук профессор Камиль Казеев.
Измерения проводились пять раз в год – для того чтобы можно было увидеть, как изменяются показатели в течение сезонов.
– Задача была – понять, не губит ли ноутил почву. Ведь скепсис аграриев был очень большим. Звучали предположения, что в результате нулевой обработки почва станет малопродуктивной и рано или поздно наступит кризис, – говорит Камиль Шагидуллович.
Многолетние исследования ещё предстоит систематизировать, но некоторыми выводами профессор поделился с «Крестьянином».
Во-первых, был развенчан миф, что ноутил приводит к спонтанному и необратимому уплотнению почвы.
– Уплотнение действительно происходит, но носит сезонный характер. Весной, в условиях хорошей влагообеспеченности, плотность почвы на «нулевых» и «классических» полях практически идентична. Летом, когда всё высыхает, почва уплотняется до 1,3-1,4 грамма на кубический сантиметр, но зимой и весной показатель возвращается к значению 1 грамм на кубический сантиметр, – отметил учёный.
Если в классической системе земледелия вспашка приводит к постоянному обороту пласта и пахотный слой равномерно обогащён как питательными веществами, так и кислородом, то в системе ноутил структура почвы приближается к той, что имеют целинные, залежные земли: питательные вещества концентрируются в верхнем горизонте, там же накапливается наибольшее количество органического вещества.
В ноутиле естественным плугом для почвы становятся корни растений. При грамотном чередовании культур это помогает поддерживать структуру почвы в виде, приближённом к структуре целинных земель.
– Которые, кстати, тоже не рыхлые, – заметил Камиль Шагидуллович.
Плужной подошвы на полях ноутил учёные не обнаружили.
В ходе исследования была проверена версия, что при ноутиле возрастает интенсивность химизации и это негативно влияет на биоразнообразие почвы. Эта гипотеза не подтвердилась
– Эксперименты показали, что катастрофического влияния на микрофлору гербициды не оказывают даже в высоких дозах. Ферментативная активность биоты не страдает, – рассказал Камиль Казеев. – Исследование влияния пестицидов на биоту почвы провести сложно. Вывод, к которому мы пришли – каких-либо негативных закономерностей не наблюдается.
Учёные не увидели потери гумуса, и даже наоборот: исследования показали, что за пять лет его содержание повысилось на 0,3-0,5%. Однако, справедливости ради, Камиль Шагидуллович отметил, что тенденцию к увеличению гумуса необходимо доказывать математически.
Факт, который уже не требует доказательств: повышение микробиологической активности почвы.
– Мы увидели, что биоразнообразие на полях ноутил увеличивается, становится больше грибов и бактерий, – подчеркнул Камиль Казеев. – Развитию почвенной биоты способствует наличие мульчирующего слоя на поверхности почвы.
Благодаря ему микроорганизмы получают то, что необходимо для жизни – тепло, влагу и пищу. Всего этого в достатке при ноутиле. Мы заметили, что даже летом микробиота сохраняет активность. И это неудивительно. Когда температура воздуха поднимается до 35 градусов, неприкрытая почва прогревается до 70-75 градусов. Эта температура пастеризует почву. В то же время под слоем мульчи почва прогревается только до 40 градусов.
Высокая биологическая активность почвы, выяснили учёные, позитивно сказывается на супрессивной способности: аборигенные микроорганизмы просто не пускают «чужаков». Так был развеян миф, что растительные остатки при ноутиле становятся источником инфекций.
– Замечу, что наше хозяйство придерживается севооборота, мы следим за чередованием культур, и это помогает избежать болезней, – подчеркнул Василий Мокриков.
Исследования также показали, что зафосфачивания, кардинальных отличий по агрохимии почвы на полях ноутил не имеют. Работы на полях «Донской нивы» продолжатся. Глава хозяйства результатами доволен.
– Сегодня мы знаем, куда идём, что делаем – и видим, что мы на верном пути, – сказал Василий Мокриков.
Мнение экспертов
Также в проекте:
Здоровье почвы – фундамент урожая
В 2020 году компания Syngenta запустила в России уникальный образовательный проект – «Здоровье почвы». Его цель – объединить знания учёных из разных областей естественных наук и помочь агрономам применить эти знания на практике.
Руководитель проекта, менеджер по устойчивому развитию бизнеса компании Сингента кбн Елена Соколова, рассказала, что побудило производителя средств защиты растений обратить внимание на плодородие и здоровье почвы и почему в помощь «химии» нужна «биология». Подробнее...
Слагаемые плодородия: как их учесть и как с ними работать?
Плодородие, считают в компании «Агроноут», зависит не столько от общеизвестных свойств почв, таких как количество минеральных веществ в пахотном горизонте, сколько от лимитирующих (ограничивающих) плодородие факторов. Лимитирующие факторы бывают управляемые (например, недостаток минеральных веществ), регулируемые — те, которые можно регулировать с помощью мелиоративных мероприятий (кислотность, глубокое переуплотнение и т. д.), и нерегулируемые (рельеф, грансостав, каменистость и пр.). В основном именно последние обусловливают зоны устойчивого внутриполевого плодородия. Их невозможно изменить, но можно и нужно под них подстраиваться. Как учесть действие всех факторов и понять, с чем именно надо работать прежде всего? Единственно верное решение — провести почвенно-ландшафтное обследование своих полей. Подробнее...