С наличием какого вещества в почве связано плодородие: С наличием какого вещества в почве связано плодородие?

Содержание

Виды плодородия почв, от чего зависит плодородие почвы

Почва содержит минералы и микроэлементы, полезные для растений. Они необходимы для роста растений и отвечают за то, насколько богатым будет урожай. От состояния почвы зависит множество различных показателей урожая. Это не только его количество, но и качество выращиваемых культур. Именно плодородие почвы показывает, насколько земля пригодна для выращивания сельскохозяйственных культур.

Плодородием почвы называется ее способность обеспечивать растения необходимым количеством микроэлементов и минералов. Исходя из этого можно сказать, что агрохимические показатели плодородия — это то, насколько данный грунт полезен и пригоден для использования в сельском хозяйстве.

Такая земля должна в достаточном объеме пропускать воду и воздух, быть рыхлой и иметь способность к накоплению питательных веществ и тепла. На это то, какие вещества и живые микроорганизмы содержатся в грунте, ведь они являются источником естественных химических реакций. К самым необходимым веществам можно отвести фосфор, азот, кальций, калий, гумус и глину. Также немаловажную роль играет и кислотность земли. Для формирования гумуса очень важно, чтобы в земле были необходимые микроорганизмы. Они также отвечают и за трансформацию питательных веществ, без которых невозможен рост растений.

Когда земля начинает использоваться человеком, то со временем она меняет свои свойства. Поэтому важно не допустить ухудшение плодородных свойств земли. Существуют способы поддержания этих полезных свойств грунта. Сюда относятся как разрыхление почвы, способствующее насыщению грунта водой и воздухом, так и внесение необходимых удобрений.

Как оценить плодородие почвы?

Такое мероприятие, как оценка плодородия почв – это целый комплекс различных исследований. Их проведением должны заниматься только специалисты, которые имеют достаточный опыт работы в этой сфере и имеют необходимое оборудование. Именно поэтому стоит доверить это экспертам нашей лаборатории.

Есть несколько основных этапов, которые помогают всесторонне исследовать грунт на различные показатели. Это поможет установить ее пригодность и полезность для растений, а также выявить нарушения в составе и свойствах.

Химический анализ почвы. Это первый этап исследования грунта, который определяет его состав. Для того, чтобы признать почву пригодной к выращиванию сельскохозяйственных культур она должна соответствовать определенным критериям. К таким критериям относится наличие в составе различных полезных элементов. Важно не только их наличие, но и количество. Фосфор, калий и гумус считаются самыми необходимыми для растений элементами. Их нехватка или переизбыток может сильно повлиять на качество получаемого урожая.

Биологический анализ. Он проводится для того, чтобы обнаружить в составе различные биологические организмы. Эти микроорганизмы в значительной доле определяют свойства грунта. К этим свойствам можно отнести нагреваемость, разрыхление, проветриваемость и аэрацию. Поэтому недостаточное содержание микроорганизмов может свидетельствовать о ее слабых плодородных качествах.

Физический анализ. Этот тип анализа рассматривает свойства грунта, такие как пористость, фактурность, а также выявляет подземные воды. Именно от этого зависит то насколько качественно земля насыщается кислородом и водой. Это очень важно, ведь недостаток этих двух компонентов ведет к снижению плодородных свойств.

Термический анализ. Сюда относится способность к нагреванию и сохранению тепла. Если грунт имеет слабые способности к сохранению тепла, то и растения в этой области будут слабыми и вялыми. Этот тип анализа может помочь выявить и оптимальный уровень необходимой влаги.

Поэтому полная характеристика плодородия почв, получаемая после исследования, поможет выявить отклонения от нормы. На основе исследования уже можно составить программу по повышению плодородия почв, которая будет эффективной и точной. Ведь у всех этих мероприятий есть и обратная сторона. Неправильно подобранные удобрения или их доза могут сильно навредить земле и стать причиной токсикоза грунта.

Закажите бесплатно консультацию эколога

Нажимая кнопку «Отправить», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27.07.2006 года №152-ФЗ «О персональных данных», на условиях и для целей, определенных в Согласии на обработку персональных данных

Какие бывают виды плодородия почвы?

Но помимо того, что земля может быть плодородной она может иметь совершенно разные свойства. Поэтому можно выделить несколько основных типов такого грунта, которые различаются по способу образования и предназначению. Это то, чем определяется плодородие почвы.

Выделяются следующие основные виды плодородия почв:

Естественное. Этот тип грунта был сформирован естественным путем без какого-либо воздействия человека и человеческих факторов. Этот тип грунта считается самым универсальным. Все потому, что естественно сформированный плодородный пласт земли способен отвечать требованиям большинства растений. При этом в такой почве достаточно полезных веществ и микроорганизмов, и она не требует дополнительных удобрений;

Искусственное. Тип грунта, в создании которого человек принимает непосредственное участие. В этом случае человек вносит необходимые удобрения и использует различные способы повышения плодородия. Это необходимо не только для того, чтобы сделать почву пригодной для использования, но и вернуть ей плодородие. Благодаря правильно подобранным мероприятиям по повышению плодородия в почве начинают запускаться естественные процессы, которые отвечают за ее плодородные свойства;

Эффективное. Создаваемая человеком почва, необходимая для определенных целей. В этом случае человек рассчитывает необходимые для определенного вида выращиваемых культур свойства. Исходя из этого уже создается грунт, максимально подходящий для конкретного растения, который будет способен обеспечить эффективный урожай;

Потенциальное. Вид почвы, создаваемый с расчетом на проекты и деятельность в будущем. Поэтому и мероприятия по обогащению грунта с расчетом на некий промежуток времени. Обогащение может быть как природным, так и при помощи человека. Этот процесс может длиться как несколько месяцев, так и несколько лет. За это время слой грунта восстанавливается и стабилизируется. Это помогает улучшить его свойства и состав.

Сейчас природное плодородие постепенно снижается. Ведь плодородие почвы зависит от наличия в почве различных минералов и микроорганизмов. Но часто деятельность человека приводит только к истончению плодородного слоя, не заботясь о ее состоянии. Участки с таким типом грунта можно встретить только там, где человек не вел свою деятельность. В остальных случаях необходимо поддерживать плодородие используя различные способы и мероприятия, которые предотвратят потерю полезных свойств грунта.

Для того, чтобы правильно подобрать необходимые удобрения предварительно следует провести анализ почвы на плодородие. Неправильно подобранные меры по повышению плодородия иногда способны не только не дать результаты, но и сильно навредить и испортить свойства грунта. Исправление этих проблемы уже гораздо затратнее и требует большего количества времени и ресурсов. Поэтому так важно подбирать все конкретно под требования данного вида почвы исходя из ее состава и свойств.

От чего зависит показатель плодородия грунта?

Если рассматривать от чего зависит плодородие почвы на данный момент, то можно сказать, что в большей степени он зависим от человека. Человеческая деятельность является основным источником влияния на свойства грунта. Поэтому за последние несколько столетий свойства грунта менялись огромное количество раз. Это связано не только с промышленной и технической деятельностью, но и даже с деятельностью фермеров. Плодородный слой имеет тенденцию к истончению и не всегда человек при этом предпринимает какие-то меры для того, чтобы не допустить этого. А восстановление плодородия уже гораздо труднее, нежели его поддержание.

Поэтому сейчас главное условие плодородия почвы — это разумное использования почв человеком. Он способен как ухудшить свойства грунта, так и наоборот улучшить их и сохранить. Поэтому он не должен подвергаться таким разрушающим процессам, как обеднение и эрозия. Это влечет к угасанию плодородия, что скажется на качестве урожая. В отдельных случаях невнимательность может привести к тому, что на данном грунте невозможно будет вырастить даже небольшой урожай, так как там уже не будут содержаться полезные для растений вещества. При нехватке одного полезного вещества или свойства, нарушается весь баланс почвы и меняется и ее способность обеспечивать растения необходимыми условиями. Важно следить, чтобы состав и все показатели были в норме.

Агрономические процессы, направленные на сохранение и повышение плодородия, поддерживают состояние почвы при помощи удобрений и биологических добавок. Это наиболее эффективный способ предотвратить угасание плодородных свойств почвы и улучшить ее биологические и химические показатели. Здесь необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы не навредить земле. Перед этим следует узнать все о том типе грунта, на который будет направлено это мероприятие и подобрать необходимые удобрения.

Новый ключ к восстановлению плодородия почвы

Деструкторы соломы, предлагаемые на рынке России и Украины, можно условно подразделить на живые и неживые

Если бы лет этак сто назад мы предложили крестьянину микробный препарат для разложения пожнивных остатков, за что потом ему нужно было бы отдать добытые им деньги, он бы уж точно рассмеялся нам в лицо…

Когда-то знаменитое на весь мир плодородие почв юга России позволяло получать урожай зерновых, не вкладывая в почву особых сил и каких-либо минеральных удобрений, о которых тогда никто и не знал. Сама технология зернопроизводства не оставляла на поле большую часть пожнивных остатков: снопы с поля вывозились и вымолот зерна производился в особом месте. Никто не возил солому обратно на поле, а если что-то и попадало назад, то только в виде подстилки с навозом из-под коров. Остатки стерни можно было просто сжечь, чтобы они не мешали высеву последующих культур. Используемые для возделывания зерновых плодородные земли Ставрополья имели такой потенциал урожайности, что говорить о специальном удобрении полей не имело никакого смысла

Но все хорошее рано или поздно кончается. С проблемой оскудения почв крестьянин столкнулся достаточно давно, и проблема эта решалась просто: земли, теряющие силу, на несколько десятков лет переводились в залежь (или перелог земли), благо свободного места было вдоволь. Землевладельцы и крестьяне перебирались на новые земли, взять хотя бы массовое переселение крестьян после реформы Столыпина. А вот сеять клевера и другие бобовые травы для улучшения плодородия, как это в свое время придумали англичане, крестьяне Российской империи вплоть до революции 1917 года так и не научились.

Ошибочка вышла

Для обозначения снижения плодородия полей на Руси еще в старину широко использовалось очень точное слово – «выпаханность». В свете современных знаний о плодородии почв это можно легко объяснить. В традиционном агрохимическом анализе применялся метод определения плодородия почв, возникший в середине ХIХ века на основе теории минерального питания Ю. Либиха. Он позволяет оценить так называемый производственный потенциал почв (определяется NPK, общий гумус почвы и рН), но, как ни странно, не дает представления об их истинном плодородии.

Современное представление о плодородии почв связано с пониманием множества процессов. Это и кругооборот питательных веществ в почве, и симбиотические взаимоотношения высших растений и микроорганизмов почвы, и взаимоотношения микроорганизмов друг с другом. А еще нужно учитывать вовлеченность в кругооборот нерастворимых минеральных компонентов почвы – частиц песка и глины, поскольку они содержат в себе фосфор, калий и другие элементы таблицы Менделеева, необходимые для питания растений. Другими словами, плодородие есть следствие кругооборота биофильных элементов в природе. Если это понять, то производственные проблемы решаются намного проще. Чем быстрее идет кругооборот биофильных элементов в системе почва – растение, тем выше урожайность.

Кругооборот этот происходит исключительно благодаря действию того компонента почвы, который называют активным (или лабильным) гумусом. Пассивный же гумус никакого влияния на плодородие почвы не имеет. Лабильный гумус представляет собой живую биомассу почв: это микробы, жучки, червячки и прочие обитатели почв, а также все то, чем они питаются: разложившиеся в разной мере остатки растений и животных.

У последователей учения Ю. Либиха была иная точка зрения на плодородие почвы. Навязанная аграриям, она призывала к минерализации органического вещества почвы и рассматривала активный гумус лишь как потенциал, как источник минеральных веществ. Это компонент почвы, который нужно разложить, минерализовать, чтобы до этих самых питательных веществ добраться. Многолетняя настойчивая минерализация активного гумуса привела к тому, что живая биомасса почв уменьшилась с 30 тонн на гектаре до 2-4 тонн. И как ни покажется парадоксальным, но вместе с уменьшением активного гумуса уменьшался и коэффициент отдачи минеральных удобрений. Если на заре внедрения в сельскохозяйственную практику теории Либиха 1 кг минеральных удобрений NPK, вносимых в почву, с легкостью давал 28 кг прибавки урожая зерна, то сейчас для этого нужно уже 4-5 кг, что при современных ценах на удобрения ставит их применение на грань рентабельности.

По мнению академика В. Волкогона, директора Института сельскохозяйственной микробиологии УААН, последствия потери активной части гумуса известны: даже при достаточном обеспечении минеральным питанием растения не могут сформировать полноценный урожай.

При сохранении в агрохимии и земледелии существующих сегодня точек зрения на проблему корневого питания растений перспектива превращения почвы из «живого тела» (по выражению В. Докучаева) в «субстрат» неизбежна. Следует отметить, что, согласно современным представлениям, деградацию почв надо рассматривать не только как результат действия суммы факторов, ведущих к снижению содержания гумуса и ухудшению физико-химических показателей, но и как следствие процессов, сводящих к минимуму или ведущих к полному исчезновению почвенных микроорганизмов, необходимых для гармонического развития растений.

Плодородие по Марксу

Корни растений, как известно, находятся в окружении микроорганизмов, которые создают своеобразный «чехол» – ризосферу. Микроорганизмы являются трофическими посредниками между почвой и растением. Именно они превращают трудноусваиваемые растением соединения в мобильные, оптимальные для поглощения и метаболизма. По образному выражению известного микробиолога Н. Красильникова, микроорганизмы, населяющие ризосферу растений, напоминают органы пищеварения животных.

Ввиду инерции мышления биологические особенности почвообразовательных процессов в существующих системах земледелия, к сожалению, не принимаются во внимание. В центре распространенных представлений о формировании урожая сельскохозяйственных культур находится известная теория минерального питания растений. Идеи Либиха были восприняты его сторонниками и последователями слишком буквально, несмотря на критику ряда выдающихся исследователей. С результатом этого движения мы все хорошо знакомы: в стране активно развивалась агрохимическая часть земледелия. Однако то, что агрохимики считают плодородием почвы, на самом деле ее производственный потенциал. Никто не задумывался о том, что автором определения плодородия почв в учебниках агрохимии является… господин К. Маркс, который, как известно, не был ни почвоведом, ни агрохимиком. Он был экономистом. Его определение – лозунговое, а к лозунгам нужно относиться очень внимательно.

Как следствие глобальной химизации мы имеем деградированные почвы, которые не в состоянии обеспечить реализацию потенциала урожайности сельскохозяйственных культур. Сегодня, к сожалению, в некоторых почвах отдельные виды микроорганизмов находятся на грани исчезновения. Их место занимают нетипичные для почвообразовательных процессов и эффективного взаимодействия с растениями микроорганизмы. При этом корни растений заселяют неспецифичные микроорганизмы, которые выполняют и нетипичные функции: они не «кормят» сельскохозяйственные культуры элементами питания, а паразитируют на растительном организме.

Потеря биологической активности почв обратила на себя внимание хозяйственников не с точки зрения повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Возникла другая проблема: перестали разлагаться запаханные пожнивные остатки, что стало достаточно серьезной помехой для посевных агрегатов. Кроме того, как известно, на пожнивных остатках сохраняется до 75% патогенов растений, которые по мере накопления становятся распространителями болезней, в первую очередь, корневых гнилей. Частично эта проблема решается сжиганием пожнивных остатков, но при этом возникает еще одна серьезная проблема: огонь уничтожает углерод, который необходим для питания почвенной биоты, и деградация почв продолжает прогрессировать, хотя и не такими быстрыми темпами.

Степень снижения целлюлозолитической активности такова, что, по доступным нам данным, в Ставропольском крае в середине 1970-х она снизилась на черноземах в 4, а на каштановых почвах – в 1,8 раза. С тех пор прошло немало времени, эти показатели увеличились, как минимум, еще вдвое. Подтверждение тому можно встретить практически на любом поле, где лежит солома прошлого года, позапрошлого и даже третьего года. Как видим, практически перестали работать рекомендации по использованию аммиачной селитры для ускорения разложения пожнивных остатков, а ведь цена минеральных удобрений постоянно растет…

Поэтому предлагаемую в настоящее время идеологию по использованию препаратов для разложения пожнивных остатков мы рассматриваем как элемент новой системы мышления, а не только как технический способ удаления мешающего земледельцу фактора.

Ускорить разложение остатков. Кто лучший?

Деструкторы соломы, предлагаемые на рынке России и Украины, можно условно подразделить на живые и неживые.

К неживым относятся ферментные препараты, полученные микробиологическим путем.

На российском и украинском рынках присутствуют ферментные препараты американского происхождения класса ОКСИДАЗ – AG-zyme и HC-zyme; их выпускает единственный в мире завод, находящийся в Лас-Вегасе, штат Невада. Америка изобрела ферментные препараты, Украина тем временем наладила выпуск собственных. Речь идет о синтезированных в Украине американских препаратах, имеющих название – «Дорзин», «Агрозин» и «Оксизин».

Ферменты (энзимы) – это специфические белки-вещества, ускоряющие течение различных химических реакций. Именно этим свойством (ускорением) и отличаются ферменты от белков (протеинов). Химические реакции с участием ферментов называются ферментативным катализом. Ферментативный катализ отличается исключительно высокой эффективностью: скорость реакции увеличивается в 1010–1013 раз.

Эти препараты действительно могут разложить растительные остатки за короткое время и частично компенсировать разорванные трофические связи, вызванные исчезновением тех или иных видов почвенных микроорганизмов. Их можно рассмотреть как способ скорой технической помощи земледельцу и как временную компенсацию определенных микроорганизмов, выпавших из ценотической цепочки. По аналогии – человек, страдающий несварением, принимает ферментный препарат Мезим Форте. Да, он решает проблему прямо сейчас, но собственное пищеварение при этом не восстанавливает. Для этого нужно сменить образ жизни – больше двигаться, соблюдать некоторые ограничения в еде, возможно, потребуется сменить диету. С точки зрения восстановления плодородия почвы, применение ферментных препаратов – это решение в краткосрочной, а не в долгосрочной перспективе.

К живым препаратам мы относим препараты микробной природы, которые бывают моноштаммовые (однокомпонентные) и полиштаммовые (многокомпонентные).

Чтобы определить, что нам нужно разложить, мы должны вспомнить, из какого органического вещества состоят растительные остатки. В них имеется целлюлоза – 45-55%, лигнин – 35-45%, есть гемицеллюлоза, пектин, белки и другие органические вещества.

Основная часть микробных препаратов, представленных на рынке России и Украины, состоит из целлюлозолитиков, то есть они способны разложить примерно половину биомассы пожнивных остатков. Целлюлоза разлагается разными путями: это молочнокислое сбраживание, действие ферментов грибков, ферментов микробов рода целлюлозоамонас и действие ферментов грибов рода триходерма – основных групп микроорганизмов, используемых в сельском хозяйстве. В природе этих групп несравненно больше. Из них выбраны те группы, которые можно культивировать в искусственных условиях.

Качество микробных препаратов определяется следующими параметрами: биологическая активность штаммов, титр препарата – количество микроорганизмов в единице объема, сроки хранения, технологичность внесения.

Например, при недостатке влаги по скорости разложения будет быстрее работать гриб триходерма (препарат «Глиокладин»). Недостаток препаратов с триходермой – невысокий титр и связанная с ним необходимость использовать достаточно большое количество препарата на гектар (от 5 литров и более). Препарат «Глиокладин» (российского производства) необходимо использовать в кратчайшие сроки после приобретения (10-12 дней), иначе в нем образуются сгустки клеток гриба, которые могут забивать опрыскиватель. Препараты на молочнокислых бактериях – «Акрам» («Стерневит») – работают медленнее, но зато более технологичны. Срок их хранения – несколько недель.

О некоторых сказках венского леса…

Более подробно нужно сказать о сложных препаратах. Первый широко разрекламированный препарат такого типа был создан в 80-х годах прошлого века в Японии профессором Терио Хига. Изначально препарат создавался для разуплотнения почвы в садах и понижения токсичности почв. Он известен как «Кюссей», который распространяется фирмой «Емро». Именно ей принадлежит товарный знак ЕМ – эффективные микроорганизмы, которым незаконно пользуются производители многих микробных препаратов.

В составе «Кюссея» изначально были три группы микроорганизмов, которые можно было размножать при совместном культивировании: дрожжи, молочнокислые бактерии (лактобациллы), фотосинтезирующие бактерии. Затем в разные композиты было добавлено еще до трех видов микроорганизмов – и все! Поэтому все заявления некоторых производителей о том, что в их препарате содержится 80 видов микроорганизмов, – не более чем сказки венского леса. Здесь подменяется понятие вида и штамма. Например: корова – это вид. Голштинофризская, айрширская, симментальская – это порода, а в применении к бактериям – штамм. Иначе говоря, в классическом японском препарате так и осталось три вида микроорганизмов и широкий спектр штаммов. Японский препарат оказался многофункциональным, его стали использовать как пробиотик, добавляя в питье животным, для уничтожения запаха в животноводческих помещениях, для компостирования и, наконец, для разложения пожнивных остатков путем их опрыскивания с последующей заделкой.

По мотивам японского «Кюссея» были созданы многие отечественные препараты с той же самой триадой: молочнокислые, дрожжи, фотосинтезирующие бактерии, но они намного беднее в штаммовом разнообразии – обычно по одному штамму каждого вида. Многие препараты, появившиеся несколько лет назад под разными названиями (например первый микробный препарат «Байкал»), были тем самым размноженным японским «Кюссеем» и первое время неплохо «работали». Потом включилось народное творчество, японскую закваску перестали использовать, вместо нее что-то набодяжили отечественные умельцы и от препаратов осталась лишь зарегистрированная торговая марка и былые воспоминания, которые и поддерживают интерес к «детям «Кюссея».

У российских и украинских научных организаций, занимающихся сельхозмикробиологией, к сложным микробным композициям, используемым для разложения пожнивных остатков, отношение очень противоречивое. В первую очередь потому, что за последние 20 лет не удалось создать ни одного более чем двухштаммового препарата сельхозназначения. А изучение в институтах коммерческих препаратов, взятых в системе розничной торговли, чаще показывало вместо заявленного микробного разнообразия наличие только дрожжей и молочнокислых бактерий. Но это, возможно, уже на совести реализаторов.

Когда мы в 2010 году провели собственную экспертизу приобретенного в России препарата на основе микробной закваски «Кюссей», он содержал всего лишь два необходимых микроба, тогда как анализ закваски, полученной из Японии, подтверждал наличие всех шести заявленных микроорганизмов.

Несколько лет назад ученые-микробиологи из одного медицинского учреждения создали сложный препарат сельскохозяйственного назначения, где объединили до 20 видов микроорганизмов, собранных по принципу митотических связей и пригодных для совместного культивирования. В препарате присутствует уже вышеописанная «троица» микроорганизмов, которая усилена микробами рода целлюлозоамонас, микробами-антагонистами патогенной микрофлоры грибной природы, микробами-азотофиксаторами, фосфатмобилизующими микроорганизмами. Весь этот «букет» имеет исключительно целлюлозолитическую направленность.

В последние несколько лет он продается на юге России, а также импортируется в Украину под коммерческим названием «Биофит». Компания «Панда», которая его реализует в Украине, приписывает препарату фантастические свойства (которыми он в реальности не обладает) и предлагает полностью заменить им минеральные удобрения и средства защиты растений. Кстати, в России он использовался в баковых смесях с химическими пестицидами и минеральными удобрениями, поэтому его эффективность там и подтверждалась.

При относительно небольшой себестоимости (порядка 7 грн/л) препарат продается в Украине по 120 грн и преподносится как некая панацея. Неудивительно, что хозяйства, которые «повелись» на эту авантюру, несут убытки. Однако препарат еще и подрывает доверие к микробиологии в целом. Кстати, и в самой России препарат в настоящее время выпускается дельцами, грубо нарушающими технологию.

На самом деле правом его выпуска обладает группа ученых-разработчиков, а оригинальное название препарата – «Фитостим»! Из-за нарушения технологии производства титр «Биофита» неустойчив, причем отличия могут быть до 1000 раз, в зависимости от поставляемой партии (данные получены в Институте микробиологии и вирусологии НАНУ, ВНИИ Биологической защиты растений РАСХН и других научных организациях).

Кстати, о титре. ГОСТ советских времен определяет титр препарата в 1х109 степени, или 1 млрд живых клеток на 1 кубический сантиметр. Норма расхода при таком титре привязывалась к 1 л/га. Если препарат имеет больший титр, его можно использовать на гектар в меньшем объеме. Если титр меньше, то препарата надо больше, то есть эффективность препарата измеряется не количеством литров, а количеством микробов в нем.

Могу сразу сказать, что проверить препарат на соответствие заявленным микроорганизмам очень трудно даже в условиях специализированных институтов: сложная система выделения и идентификации; она может занять несколько недель. Хотя теоретически это возможно. Когда компании судятся за какой-либо препарат, то эту экспертизу делают. Поэтому основным критерием становится субъективный фактор: нравится – не нравится, а также мнение людей, которые с тем или иным препаратом работали. Мнение продавцов необъективно: во-первых, им нужно продать и заработать, во-вторых, на поле они бывают крайне редко.

Сегодня при деструкции растительных остатков нас интересует не просто их разложение, более важны дополнительные опции: разуплотнение почвы, уменьшение токсического влияния накопленных метаболитов патогенных грибов и бактерий, перевод соединений фосфора и калия в доступное состояние, накопление биологического азота. И поэтому особое внимание надо обратить именно на сложные препараты, где есть необходимые для этого микроорганизмы.

Новые болезни – новые препараты

Следующий важный момент, о котором нужно сказать, – это появление новых болезней культурных растений, проявившихся в последние 3-4 года. Это смешанные бактериально-грибные инфекции, которые выявлены приблизительно в 2002-2004 годах. Они имеют два основных вектора поражения:

• абсолютная неустойчивость зерновых к засухе;

• абсолютная неустойчивость зерновых к низким температурам зимой и весенним возвратным заморозкам.

Именно эти факторы привели к потерям 2010 года в Северо-Восточной Украине, когда средняя урожайность озимой пшеницы в Харьковской области была немногим более

14 ц/га, а в некоторых районах – около 8 центнеров. Именно смешанные инфекции в настоящее время являются причиной падения урожайности в центре и на севере Ростовской области, в Воронежской, Курской, Тамбовской и других областях Центрального Черноземья.

В отличие от грибных болезней, которые пришли-ушли и принесли большие потери при совпадении определенных условий (температура, влага), смешанные болезни имеют характер накапливаться. И когда мы видим их проявление, оказывается, что они копились уже много лет, а теперь надо принимать какие-то кардинальные решения. Отсутствие специальных химических препаратов, случившееся из-за ошибок прогноза химических компаний, выдвигает новые требования к препаратам для разложения пожнивных остатков.

Первое: микробные компоненты препаратов должны быть антагонистичны как против грибных компонентов сложной инфекции, так и против бактериальных. В лучшем случае они должны быть нейтральны. Использование в России уже упоминаемого препарата «Биофит» в условиях эпифитотии бактериозов спровоцировало вспышку бактериальной инфекции, что стало причиной катастрофического падения урожайности на полях хозяйств в Ростовской области с 44 ц/га в 2008 г. до

11 ц/га в 2009 г. Основная причина состояла в том, что микробные компоненты препарата фунгицидного действия изменили динамическое равновесие в почве в пользу патогенных бактерий. Из-за потери ряда функций этот препарат стал уходить с российского рынка. Теперь его стали активно предлагать Украине.

Среди существующих сегодня на рынке микробных препаратов, несмотря на заверения поставщиков, нет ни одного, способного решать задачу борьбы с корневыми гнилями и другими болезнями бактериального происхождения. Безусловно, приходить на рынок и уходить с него будут разные препараты. Но чтобы препарат удержался на рынке как можно дольше, разработчикам необходимо его постоянно дорабатывать и усовершенствовать, подстраивать под вновь возникающие проблемы. Так, к осени 2010 года в рамках международного содружества российских, украинских и белорусских ученых создано три препарата для работы с растительными остатками. Помимо антигрибной, они включают еще и антибактериальную (против возбудителей бактериозов) активность.

Особенность этих препаратов – высокая скорость разложения пожнивных остатков, даже в условиях недостаточной влаги (правда, за исключением полной засухи). В составе препаратов есть прямые антагонисты и микробы-заместители – конкуренты по питанию патогенных бактерий. Кроме того, введены агрономически полезные виды микроорганизмов, способствующие не только разложению пожнивных остатков, но и повышению плодородия почвы. Эти препараты объединены под торговым знаком СТИМИКС®, их уже знают в России, а в этом сезоне они выйдут и на украинский рынок.

Биологизация земледелия

Расширяя задачи, которые может ставить агроном, следует сказать о процессах восстановления плодородия почвы и задачах биологизированного земледелия, сторонниками которого мы являемся. Группа компаний «БИОЦЕНТР» (Россия) в партнерстве c «Инновационной компанией БИОИНВЕСТ-АГРО» (Украина) предлагает систему перехода на биологизированное земледелие и необходимые для этого препараты. Наша цель – повышение качества продукции растениеводства, рост урожайности, а в конечном счете – снижение цены производства и увеличение рентабельности.

Увеличение урожайности сельскохозяйственных культур достигается за счет повышения коэффициента усвоения минеральных удобрений, а также за счет улучшения защиты растений при совместном применении химических средств защиты растений, биологических фунгицидов и иммуномодуляторов.

Эффективность биологизированных схем проявляется в виде прибавки урожая уже в первый же год их применения. А совместное применение химических и биологических препаратов в течение 3-4 лет значительно уменьшает общий инфекционный фон на полях и увеличивает активное плодородие почв. Все идет к тому, что хозяйства пересматривают системы защиты растений и начинают уменьшать количество применяемых химических пестицидов.

Грамотно построенный переход особенно интересен для хозяйств, практикующих ОРГАНИЧЕСКОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, так как основан на восстановлении супрессивности (показатель почвенного здоровья) почв и их естественного плодородия. При восстановлении плодородия почв показатель усвоения свободноживущими бактериями азота из воздуха может быть увеличен от 50 кг азота на гектар до 300 кг азота на гектар, что эквивалентно 1 тонне минеральных азотных удобрений в виде селитры. При достижении этого показателя можно вообще отказаться от применения химических азотных минеральных удобрений.

Применение микробных препаратов включает в себя обработку семян, обработку растений в период вегетации, обработку пожнивных остатков в момент их заделывания в почву. Особенно интересным является то, что применение препаратов в наших схемах не требует отдельного выхода опрыскивателя на поля, что экономит значительные материальные средства хозяйства. Фирма предлагает не один, а несколько препаратов для разложения соломы и стерневых остатков; это препараты отечественного и импортного производства, различающиеся скоростью действия и получаемым эффектом.

В применяемых технологиях следует обратить внимание на использование биологического липкогена ЭПАА-10 – отечественного препарата, разработанного учеными Института микробиологии и вирусологии им. Заболотного НАН Украины. Он получен на основе микробных полисахаридов ксантана или энпосана с добавлением некоторых безопасных химических компонентов; обладает исключительными реологическими свойствами, стабильными в широком диапазоне температур, рН, концентраций различных солей.

Обработка пожнивных остатков микробными составами особенно важна при переходе на энергосберегающие технологии минимальной и нулевой обработки почв (Mini-till и No-till).

Хочу обратить внимание читателей еще на одну группу препаратов, которые можно использовать с целью разложения пожнивных остатков и повышения плодородия почвы. Это так называемые ценотические препараты.

Самым известным в настоящее время в мире ценотическим препаратом является биодинамический препарат «500» – пятисотый. Технология его производства и применения была озвучена в лекциях Штайнера по биодинамике, прочитанных в начале 20-х годов ХХ века в Мюнхене. Сам он принадлежал к так называемой школе Гете. Этот препарат готовится из растительных и животных остатков, помещенных в рог коровы, родившей определенное количество телят. Рог зарывают в землю на несколько месяцев. Затем этот препарат, произведенный столь сказочным способом, вытряхивался и разводился в воде. Полученным составом опрыскивалась почва с проблемами (например чрезмерно уплотненная). Свое название «500» он получил от своего титра – 500 миллионов живых микробных клеток на кубический сантиметр.

Несмотря на всю свою архаичность, только в Австралии в рамках проекта «Деметра» препарат применяется на площади 1 миллион гектаров. В прошлом году я встречался с Алексом Подолянски, который является руководителем данного проекта. Этому человеку в настоящее время 86 лет. Он приезжал в Украину по приглашению Клуба органического земледелия. В беседах обсуждалось состояние украинских черноземов и их соответствие черноземам российским. По мнению Подолянски, ситуация настолько запущена, что вначале необходимо делать глубокое чизелевание, затем высевать сидеральные культуры со стержневой корневой системой, после которых можно использовать препарат «500».

Особенностью ценотических препаратов является то, что их микробный состав определить крайне трудно, практически невозможно. Скорее, это органическое удобрение. Однако можно создавать отлично работающие функционально разнонаправленные композиции.

Итак, препараты для разложения пожнивных остатков есть. Их производит несколько фирм. Качество, функциональные особенности препаратов могут соответствовать или не соответствовать рекламным описаниям продуктов – такова жизнь. Но правильно подобранный препарат – это ваш ключ к восстановлению плодородия почвы.

Биологическое плодородие почвы | Информационные бюллетени

Ключевые моменты

Плодородие почвы зависит от трех основных взаимодействующих компонентов: биологического, химического и физического плодородия.

Почвенные организмы улучшают плодородие почвы, выполняя ряд полезных для растений функций. В этой статье рассматриваются шесть из этих функций.

Некоторые методы управления могут способствовать улучшению и поддержанию биологического плодородия почвы.

Высвобождение питательных веществ из органического вещества

Почвенные микроорганизмы (рис. 1) ответственны за большую часть высвобождения питательных веществ из органического вещества. Когда микроорганизмы разлагают органическое вещество, они используют углерод и питательные вещества в органическом веществе для собственного роста. Они выделяют лишние питательные вещества в почву, где они могут быть поглощены растениями. Если органическое вещество имеет низкое содержание питательных веществ, микроорганизмы будут брать питательные вещества из почвы для удовлетворения своих потребностей.

Например, внесение в почву органического вещества с соотношением углерода к азоту ниже 22:1 обычно увеличивает количество минерального азота в почве. Напротив, внесение органического вещества с соотношением углерода и азота выше 22:1 обычно приводит к тому, что микроорганизмы поглощают минеральный азот из почвы (Hoyle et al. 2011).

Рисунок 1: Колонии бактерий, показанные голубым цветом в почве, каждая бактерия размером примерно 1 микрон. (изображение: Карл Ритц)

Фиксация атмосферного азота

Симбиотическая азотфиксация является важным источником азота для австралийского сельского хозяйства и может составлять до 80% общего поступления азота (Ункович 2003). В симбиозе ризобии или брадиризобии фиксируют газообразный азот из атмосферы и делают его доступным для бобовых. Взамен они получают углерод из бобовых. Симбиоз очень специфичен, и для каждого бобового требуются определенные виды ризобий и брадиризобий. Для получения дополнительной информации см. информационный бюллетень «Бобовые культуры и фиксация азота».

Повышение доступности фосфора

Большинство сельскохозяйственных растений (за исключением люпина и канолы) образуют симбиоз с арбускулярными микоризными (АМ) грибами (рис. 2), которые могут увеличить поглощение фосфора растением. Нити гиф АМ-грибов простираются от корней растений в почву и имеют доступ к фосфору, которого не могут достичь корни растений. АМ-грибы могут снабжать растения фосфором, а взамен они получают углерод, необходимый им для роста.

Важно отметить, что этот симбиоз полезен для растений только тогда, когда доступного фосфора в почве недостаточно для удовлетворения потребностей растений. Повышение доступности фосфора может быть особенно полезным на фосфорфиксирующих почвах в Австралии, которые широко распространены и могут хранить 100 кг фосфора на гектар (Cornish 2009).).

Рисунок 2: Микоризный гриб, прорастающий в растительные клетки, где он образует древовидные структуры (арбускулы), которые позволяют фосфору переноситься от грибов к растению. (изображение: Линетт Эбботт).

Разлагающие пестициды

Разложение сельскохозяйственных пестицидов в почве в основном осуществляется микроорганизмами. Некоторые микроорганизмы в почве производят ферменты, которые могут расщеплять сельскохозяйственные пестициды или другие токсичные вещества, добавленные в почву. Продолжительность пребывания этих веществ в почве зависит от того, насколько легко они разлагаются микробными ферментами.

Борьба с патогенами

Некоторые микроорганизмы и почвенные животные заражают растения и снижают урожай растений. Однако многие организмы в почве контролируют распространение патогенов. Например, появление некоторых патогенных грибов в почве уменьшается за счет определенных простейших, которые потребляют патогенные грибы. Почвенная пищевая сеть содержит множество подобных взаимосвязей, которые уменьшают обилие патогенов растений.

Улучшение структуры почвы

Биологические процессы в почве могут улучшить структуру почвы. Некоторые бактерии и грибы при разложении органического вещества выделяют вещества, которые химически и физически связывают частицы почвы в микроагрегаты. Нити гиф грибов могут сшивать частицы почвы, помогая формировать и поддерживать агрегаты (рис. 3). Один грамм почвы может содержать несколько километров гиф грибов (Young and Crawford 2007). Кроме того, почвенные животные увеличивают поры, прокладывая туннели в почве, и увеличивают агрегацию, проглатывая почву.

Рисунок 3: Грибковые гифы (показаны синим цветом), проникающие сквозь почву (изображение Карла Ритца).

Управление биологическим плодородием почвы

В настоящее время мы меньше знаем о том, как методы управления влияют на биологическое плодородие почвы, чем о том, как они влияют на химическое и физическое плодородие почвы. Однако методы управления, описанные ниже, могут помочь улучшить и сохранить биологическое плодородие почвы.

Свести к минимуму эрозию, так как почвенные организмы преимущественно находятся в поверхностных слоях, которые легче всего подвергаются эрозии.

Поддержание или увеличение содержания органического вещества в почве, поскольку органическое вещество является важным источником углерода, энергии и питательных веществ для почвенных организмов.

Используйте разные севообороты, поскольку они приводят к разнообразному поступлению органического вещества и разнообразию популяций почвенных организмов.

Выберите азотфиксирующие бактерии, которые соответствуют растению-хозяину и могут переносить характеристики вашей почвы (например, pH), поскольку азотфиксирующие бактерии образуют специфические ассоциации с бобовыми.

Учитывайте высвобождение питательных веществ из органических веществ при определении применения удобрений.

Используйте удобрения, которые дополняют деятельность арбускулярных микоризных грибов, поскольку они только увеличивают поглощение фосфора растениями в почвах с дефицитом фосфора.

Выбирайте севообороты и методы управления, снижающие пригодность почвы для патогенов растений.

Будьте терпеливы, так как биологические процессы в почве требуют времени для развития.

Знаете ли вы?

В горсти почвы больше организмов, чем людей на Земле, но большинство из них можно увидеть только под микроскопом.

Вес организмов на поверхности 10 см посевной почвы в южной Австралии может достигать 2 т/га.

Около четверти всех организмов в сельскохозяйственных почвах находятся на поверхности 2 см почвы.

В любой момент времени большинство почвенных организмов (>70 %) неактивны, поскольку почвенные условия обычно не являются оптимальными.

Хотя существует несколько видов нематод-вредителей, существует более 95 видов, не являющихся вредителями (рис. 4).

Рисунок 4: Почвенная нематода, не являющаяся вредителем (изображение Карла Ритца).

Дополнительная литература и ссылки

Cornish PS (2009) Управление фосфором на экстенсивных органических и малозатратных фермах. Растениеводство и пастбищеведение 60: 105 – 115.

Янг И.М. и Кроуфорд Дж.В. (2004) Взаимодействия и самоорганизация в почвенно-микробном комплексе. Science 304: 1634 – 1637.

Hoyle FC, Baldock JA and Murphy DV (2011) «Органический углерод в почве – роль в системах богарного земледелия: с особым упором на условия Австралии», в системах богарного земледелия, Springer Science-Business Медиа Б.В., Нидерланды.

Ункович (2003) «Давид и Голиаф: Симбиотическая фиксация азота и удобрения в сельском хозяйстве Австралии», Материалы 12-й Австралийской конференции по фиксации азота. Glenelg, SA Сентябрь 2003 г.

Автор: Дженнифер Карсон (Университет Западной Австралии).

Этот информационный бюллетень на сайте www.soilquality.org.au был профинансирован программой «Здоровые почвы для устойчивых ферм», инициативой Фонда природного наследия правительства Австралии в партнерстве с GRDC и регионами WA NRM Совета водосбора и Южного побережья Эйвона. NRM через Национальный план действий по солености и качеству воды и инвестиции в Национальную программу по уходу за землей со стороны правительств Западной Австралии и Австралии.

Главный исполнительный директор Департамента сельского хозяйства и продовольствия штата Западная Австралия и Университет Западной Австралии не несут никакой ответственности по причине небрежности или иным образом вытекающим из использования или разглашения этой информации или любой ее части.

Химия почв и плодородие

Химия почв — это дисциплина почвоведения, изучающая биогеохимические процессы в почвах и их влияние на биодоступность, подвижность, распределение и химические формы как основных элементов растений, так и загрязняющих веществ в земной среде. Традиционная химия почвы (плодородие почвы) фокусируется на химических и биохимических реакциях в почве, которые влияют на доступность питательных веществ для роста растений, и потенциальных экологических последствиях, связанных с неорганическими и органическими удобрениями, особенно с азотом и фосфором. За последние несколько десятилетий химия почв все больше внимания уделяла окружающей среде, особенно в отношении качества грунтовых и поверхностных вод. Понимание реакций и биогеохимических процессов потенциальных загрязнителей и загрязнителей в почвах позволит более точно прогнозировать судьбу и токсичность загрязнителей, а также разрабатывать стратегии восстановления. Общая цель исследований химии/фертильности почв – более глубокое понимание химических и биохимических реакций в почвах, связанных с ростом растений, устойчивостью, качеством почвы и окружающей среды.

Преподаватели/сотрудники

Поль Делон, почвоведение, Вернон, Техас
Fugen Dou, Химия и плодородие затопленных рисовых почв, Бомонт, Техас
Гириша Ганьегунте, водные ресурсы, управление соленостью, Эль-Пасо, Техас
Джули А. Хоу, химия почв, Колледж-Стейшн, Техас
Кэти Л. Льюис, плодородие почвы и химия, Лаббок, Техас
Джейк Моурер, химия почвы и плодородие, Колледж-Стейшн, Техас
Джеки Петерсон, качество воды, Колледж-Стейшн, Техас
Тони Провин, Лаборатория испытаний почвы, воды и кормов, Колледж-Стейшн, Техас
Нитья Раджан, управление системами растениеводства, Колледж-Стейшн, Техас
Пол Шваб, химия почвы, качество окружающей среды, Колледж-Стейшн, Техас
Анил Соменахалли, почвенная микробиология и питание растений, Овертон, Техас

Научные интересы

Развитие лучшего понимания механизмов, влияющих на динамику питательных веществ в почве, особенно азота, и влияние управления на связывание органического углерода в почве.
Создайте основу для лучшего управления почвой и питательными веществами, более эффективного выращивания сельскохозяйственных культур и снижения риска загрязнения окружающей среды.
Управление питательными веществами при внесении на землю отходов животноводства и твердых биологических веществ. Рекультивация резко измененных земель, таких как буроугольные земли, разрабатываемые открытым способом. Рекультивация засоленных/натриевых почв.
Восстановление металлов в почвах, поверхностных и грунтовых водах; Восстановление растительности на загрязненных/нарушенных участках.
Оценка потребности растений в питательных веществах и эффективности использования питательных веществ основными сельскохозяйственными культурами в зависимости от таких факторов, как физические, химические и микробиологические свойства почвы.
Проблемы, связанные с почвой и поглощением питательных веществ рисом и соей, влиянием низких концентраций кислорода на прорастание и рост растений, трансформацией азота в рисовых почвах, качеством окружающей среды под влиянием удобрений, производством кормов для скота, методами выращивания риса.