Технологии поддержания здоровья почв

Территории почв с эрозией продолжают расти, поэтому сейчас как никогда важно узнать о способах помочь почве взрастить хороший урожай. Для этих целей вводят понятие почвозащитного ресурсосберегающего земледелия, благодаря которому восстанавливается углеродный цикл. Также поднимается вопрос важности здоровья не только самих растений, но и почвенной микробиоты.

На базе национального движения сберегающего земледелия провели вебинар о биологии почв и почвозащитном ресурсосберегающем земледелии (ПРЗ).

Президент национального движения сберегающего земледелия Людмила Орлова говорит, что у нас в стране развился почвенно-углеродный кризис. Почвенный углерод является катализатором всех химических и физических процессов в почве, а также он залог нашей продовольственной безопасности. Проблема в том, что власти плохо понимают значение почвы, так как в законодательстве нет этого понятия, но есть понятие земля, хотя это два разных субстрата.

Почва сегодня приобретает большее значение не только как производитель продуктов питания, но и как хранилище-поглотитель углерода. В мире утрачено 2 млрд га продуктивных почв, в России 1.5 млрд тонн плодородного слоя почвы теряется ежегодно. На сельское хозяйство приходится до 30% всех выбросов в атмосферу парниковых газов. У нас продолжают увеличиваться площади эрозии и деградации земель. При вспашке выбрасывается углекислого газа на 80% больше по сравнению с прямым посевом.

В России стали развиваться пыльные бури, если раньше это могла быть одна буря в год, то сейчас доходит до 4 в год. Причем их интенсивность крайне высокая. Они напоминают американские бури в 1932 году, когда пыльный покров закрыл Нью-Йорк и Вашингтон. Тогда президент Рузвельт сказал: «Нация, разрушающая свою почву, разрушает саму себя». По словам Ольги Орловой, у нас эти процессы, к сожалению, нарастают.

Нужно различать понятия земли и почвы. Земля — это неорганическая часть, т.е. Минералы, микроэлементы, песок и глина. Почва — живая земля, т.е. содержащая в себе деятельность населяющих ее микроорганизмов.

Сейчас в мире происходит коричневая революция. У нас нет системного подхода к проблеме восстановления почв. Нужно вернуть органическое вещество. Ввести прямой посев, который способствует восстановлению содержания углерода. Но важно не просто возвращать органическое вещество, но и оставлять его в стабильном состоянии. Крис Николс, микробиолог и основатель образовательного и консультационного центра создал пирамиду коричневой революции. В основе этой пирамиды защита почвы, затем прямой посев, интеграция скотоводства, диверсификация и фотосинтез.

Для повышения урожайности сейчас нужна не зеленая революция, а коричневая. Добиться мы этого можем восстановив весь цикл, начав с фотосинтеза. Решение проблемы — почвозащитное и ресурсосберегающее земледелие. Прямой посев входит в 17 стратегий Продовольственной и Сельскохозяйственной Организация Объединенных Наций(ФАО) для достижения целей устойчивого развития.

Технология прямого посева может дать результаты через много лет, но результаты по урожаю и доходам нужны уже сейчас.

Поэтому применяются комплексные методики:
1. Сбалансированное использование химических удобрений
2. Технология точного земледелия
3. Оптимизация скотоводческих практик
4. Интегрированная система защиты растений на основе инновационных технологий
5. Методы биологизации земледелия

• Дифференцированные севообороты;
• Подбор семян и гибридов с минимальным углеродным следом;
• Управление растительными остатками;
• Использование покровных культур;
• Применение биологических СЗР;
• Применение бактериально-грибковых препаратов;
• Применение микоризы;
• Применение гуминовых веществ;
• Применение биостимуляторов роста и др.

6. Борьба с уплотнением почвы
7. Модификация скотоводческих практик

По данным ФАО, за последние 10 лет количество территорий под ПРЗ выросло в два раза и достигло 205 млн га. Первое место по распространенности занимают страны Южной и Северной Америки, но наибольшие темпы роста приходятся на страны Европы и Азии — 400-600%.

Помимо прямого посева есть другие способы снижения парниковых выбросов:

• Эффективное управление азотными удобрениями до 2 т в год помогает депонировать углерод
• Выращивание бобовых культур вместо азотных удобрений — до 3 т
• Отказ от паров — до 2 т
• Применение бактериально-грибковых препаратов — до 2 т
• Промышленная конопля поглощает от 8 до 15 т
• Агролесоводство — от 3 до 30 т в год.

Европейскими странами принята стратегия декарбонизации до 2030 года, она поможет приблизиться к цели полного восстановления здоровья почв Европы к 2050 году. Также существует стратегия «От фермы до вилки», включая в себя такие шаги:

• Сокращение использования пестицидов, загрязняющих почву, воду и воздух на 50%;
• Сокращение использования удобрений на 20%;
• Сокращение продаж противомикробных препаратов для домашних животных и рыбоводческих хозяйств в ЕС на 50%;
• Использование 25% фермерских земель под органическое сельское хозяйство.

Европейская комиссия также разработала руководство по развитию сельского хозяйства в Европе. В Европе уже давно существуют программы по поддержке фермеров, внедряющих ПРЗ. Однако, все эти программы подразумевают компенсационные выплаты вне зависимости от фактических результатов внедрения практик компенсационных схем. Сегодня набирают популярность методы мониторинга и верификации фактического снижения парниковых выбросов независимо от видов внедряемых практик.

ПРЗ даст возможность продажи кредитов сохраненного углерода на своих полях. Это большая перспектива для российских производителей.

Как оценивать качество почв?

Мы привыкли, что основным качеством оценки почв является ее плодородие, но в последнее время к этому понятию добавляется понятие здоровье почв. Если мы посмотрим, какое определение дает ФАО, то мы увидим, что здоровье почв — это умение функционировать в качестве живой системы.

Симптомы болезни почвы:
1. Почвенная эрозия
2. Потеря органического углерода в почве
3. Содовое и обычное засоление почвы
4. Утра почвенного биоразнообразия
5. Загрязнение почвы
6. Закисление почвы
7. Уплотнение почвы
8. Коркообразование и изъятие земель из использования

Одним из основных симптомов болезни почвы является ее утрата почвенного разнообразия, она теряет жизнь.

Существует несколько типов деградации почв

• Физическая и механическая
• Химическая и физико-химическая
• Биологическая и биохимическая - одна из самых серьезных научных проблем, которые тяжело измерить
• Гидрологическая

Многие специалисты не знают о существовании биологической деградации почв. Её сложно увидеть и измерить. Под этой деградацией как раз понимается потеря жизненных сил почв. По оценке специалистов четверть потери урожая связана с неблагоприятными биологическими почвенными факторами.

Развитие почвоведения еще в прошлом разделилось на две части: генетическое почвоведение и агрокутурохимия. Генетическое почвоведение как раз связано с работой живой почвы, это направления появилось как раз в нашей стране.

Живая фаза разнообразна — она охватывает все микроорганизмы в почве. В эту группу могут входить почвенные организмы, почвенные животные, почвенные водоросли и корневая система растений. На 1 га пашни приходится от 4 до 10 т живых организмов.

Роль почвенной биоты (живых организмов):

• Участвует в круговороте различных элементов минерального питания
• Накопление и перевод в доступную форму питательных веществ для растений
• Поддержание структуры и плодородия почвы
• Очистка почв
• Смягчение последствий абиотических стрессов
• Контроль эрозии
• Контроль вредителей и патогенов

Когда речь заходит о почвенной биоте. Так как это живая часть, то у нее есть временной лаг развития. Если мы вносим минеральные удобрения, то имеем мгновенный эффект, но для биоты нужно время для развития и только тогда ждать результаты.

В почве много различных групп организмов, но начать стоит с бактерий, именно на их роли заведующий кафедрой «Общее земледелие, защита растений и селекция» Казанского ГАУ Радик Сафин. Сейчас изучение микробиоты прикорневой стало перспективным направлением. Многие бактерии принимают большое участие в круговороте азота. Следующая важная группа — микроскопические почвенные грибы. 90% растений содержат в своей почве микоризные грибы. При микоризации, например, томатов, видно, что их рост интенсивнее, чем без содержания в почве грибов.

Еще одна группа — простейшие. Простейшие оказывают прямое влияние на круговорот питательных веществ в почве из-за скорости их численности, разнообразия и скорости ассимиляции ими бактериальной массы. Они являются индикатором состояния почвы, например, их становится меньше при излишней обработки почвы или при большом количестве пестицидов.
Наиболее многочисленная группа в микробиоте — нематоды. Их влияние также велико. Нематоды участвуют в минерализации органических веществ, высвобождают аммоний (азот для растений), поддерживают баланс почвенной биоты.

Большая роль, о которой все знают, принадлежит дождевым червям. Они улучшают структуру почвы, повышают ее аэрацию и инфильтрацию воды.

Членистоногие, как группа, принимают активное участие в переработке мертвых органических веществ, усиливают аэрацию, как и черви.

«Вы видите, почти все основные группы живых существ, которые обитают в почве, они выполняют полезные функции: они участвуют в большом количестве процессов. Поэтому, когда мы строим свою систему земледелия, должны в обязательном порядке учитывать их работу», — говорит Радик Сафин.

Важны для почвы и водоросли, так как они обладают способностью фотосинтеза. Почвенные водоросли агрегируют частицы почвы путем образования полисахаридов, что приводит к формированию водостойких агрегатов и снижению воздействия эрозии.
Кроме живых существ, в почве работают и ферменты. Они играют роль в круговороте элементов, помогают в разложении веществ.

С почвенной биологией тесно связаны понятия почвоутомления, токсикоза и супрессивности. Почвоутомление — это резкое падение урожаев, вплоть до полного их отсутствия, при повторном возделывании некоторых культурных растений на одном и том же месте в течение нескольких лет.

Токсикоз (токсичность) почв — свойство угнетать рост и развитие растений в результате образования и накопления в ней токсичных продуктов и выделений других видов растений. В большинстве случаев к токсинам относят фитопатогенные и плесневые грибы. Наиболее сильно токсикоз проявляется на стадии прорастания семян и ювенильной фазе. Супрессивность почвы — это совокупность ее биологических, физико-химических и агрохимических свойств почвы, ограничивающих выживаемость и паразитическую активность почвенных фитопатогенов и токсинообразующих микромицетов.

По результатам исследований выявлено, что в серой лесной почве при системе No-till выросло количество содержания микробиоты в почве. Через 11 лет почва самоочистилась, притом простейших и нематодов стало на порядок больше (простейших было 41 штука, стало 147 на грамм почвы).

Основной задачей тогда становится внесение питания не только для растений, но и для микрорганизмов. Стоит обеспечить приток сухих органических веществ, которые применяются для питания почвенной биоты.

Защита от вредителей

Коллеги из Бразилии поделились своим опытом о преимуществах биозащиты: это и защита климата, снижения воздействия химических веществ, снижение затрат, уменьшение расходов воды, низкое использование химических веществ. Уменьшение использование химикатов позволяет избежать токсичности и молекулярной устойчивости. Компания «BioControl International LLC», представляемая ее основателем Рикардо Мачадо, является первой компанией использующей беспилотники для биологической борьбы с вредителями.

Положительные стороны биовнесения:

• Забота о климате и качестве продуктов
• Введение новых технологий в сельское хозяйство
• Сохранение водных ресурсов

Дроны в кассетах переносят яйца полезных насекомых и взрослых особей на поля. Так, компания выпустила трихограмм на 2 млн акров. Выпуск стерильных комаров может быть применен в здравоохранении, чтобы они распространяли болезни.
Представлены несколько примеров полезных насекомых, один из них — златоглазка, агрессивный хищник, который уничтожает всех насекомых меньше него. Трихограмма — маленькие осы, которые помогают против большого количества вредителей. Третрастих — насекомоме, нацеленное на чешуекрылых, борется с личинками.

Используя разные формулы полезных насекомых, можно бороться с вредителями, находящихся в разных стадиях их развития — от яиц до взрослых особей.

Также применяется техника стерилизации насекомых. Это прямая возможность искоренения диких популяций, безопасно для людей. Стерилизация происходит с помощью облучения.

На вебинаре также рассказали о перспективности использования штаммов-фитоингибиторов для контроля роста сорных растений.

Источник: «АПК Эксперт. Растениеводство»