Здоровье почвы: глупый выращивает сорняки, умный — овощи, а мудрый — землю

Александр ХАРЧЕНКО, генеральный директор НПО «Биоцентр»

Термин «качество почвы» в агрономии стали широко применять в 1990-х годах. Однако сейчас ученые и агрономы-практики все чаще используют новое понятие — «здоровье почвы». Последние научные открытия в области биологии и физики заставили по-новому взглянуть на главный ресурс растениеводства — почву. Этот новый взгляд дает понимание, как «исцелить» деградированные почвы и получить высокий и очень высокий урожай сельскохозяйственных культур.

Из нашей статьи вы также узнаете, что:

• внесённые удобрения «сыплются на голову» почвенной биоте;
• растения питаются не только минеральными солями;
• именно в «мертвых» почвах растения могут рассчитывать исключительно на питание солями дорогостоящих минеральных удобрений.

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

Понятие «здоровье почвы» впервые было введено в теорию и практику 22 года назад биологами Дораном и Зейцом. Они предложили рассматривать почву не как «землю», а как некую субстанцию и живую систему. Термин «здоровье почвы» заменил 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, хотя, как правило, именно так её 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 и в полной мере реализует свой потенциал. Здоровая почва обеспечивает полный спектр своих функций, в том числе круговорот питательных веществ, углерода и воды. Восстановление здоровья почвы — одна из базовых основ для перехода на технологию Nо-Till в хозяйствах.

При внедрении Nо-Till мы должны понимать, что, отказываясь от механического рыхления почвы, мы не отказываемся от рыхления почвы в принципе. Мы должны запустить биологическую систему рыхления. Живые существа почвы организуют и благоустраивают свой «дом», которым является почва, и у них есть свои возможности поддерживать ее в рыхлом состоянии. Без всякого человеческого вмешательства с его техникой. Непонимание этого сделает наш Nо-Till неуспешным. Поскольку может запуститься, и нередко запускается на практике процесс спонтанного уплотнения почвы и, соответственно, резкого падения урожайности, а аграрий может не справиться с этой ситуацией.

 

На фото нет разделения на верхний рыхлый (где обитают бактерии-анаэробы), и нижний уплотненный анаэробами слой. Такой должна стать восстановленная по системе Адаптивного биологизированного земледелия почва с очень высокой влагоемкостью, когда аграрию не страшны никакие засухи.

Почему не усваиваются минеральные удобрения в полной мере?

На первый взгляд эти рассуждения могут показаться абстрактными, но, воспринимая почву как живую экосистему, мы можем объяснить многие явления, свидетелями которых 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 зрения гидропоники, то не сможем этого объяснить. А если с точки зрения биологии, подразумевая, что все внесённые удобрения «сыплются на голову» почвенной биоте, ответ будет найден

Растения питаются не только минеральными солями

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 минеральных удобрений, микроорганизмы, обеспечивающие биологические процессы азотом за счет азотофиксации, 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 не нарушать природные процессы. Этого можно достичь разными методами, например, работая небольшими дозами по листу. (т.е. по месту употребления, основному месте синтеза белка и биомассы)

Ещё один важный вопрос: чем питаются растения? В базовой системе представлений, которыми оперирует современная сельскохозяйственная наука, обеспечивающая функционирование интенсивной системы сельского хозяйства, главным является то, что растения будто бы питаются исключительно минеральными солями, в основном, азота, фосфора и калия. Это точка зрения сформировалась более 100 лет назад (автор теории — немецкий ученый Юстус Либих). 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 неслучайно современная аграрная практика подразумевает активное применение препаратов с аминокислотами, особенно при некорневых обработках растений и обработке семян. Аминокислоты являются органическими соединениями, которыми питаются растения.

Мне удалось найти стройное объяснение этому только в учебнике Московского государственного университета «Биология почв» И.П. Бабьева и 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. Отмирая, она 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 часто 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 советского микробиолога, бактериолога и почвоведа - основателя кафедры биологии почв МГУ Н.А. Красильникова (1896—1973), 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 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 который нам не приходится тратиться.