К почве как к живому организму

Апрель – май 2023 г.
Антон Касков
Фото Татьяны Южаниной

Эффективность посевной кампании во многом зависит от рационального отношения к почве, которое базируется на знании ее состава и свойств.

        Об организации земледелия, основанного на отношении к почве как к живому организму рассказал на закры-
том вебинаре агроном, кандидат сельскохозяйственных наук Альберт Алимбекович Зиганьшин.

*    *    *

        Раскрывая суть изложенного далее, эксперт сообщил об ошибочности отношения к почве как к неживой основе для агротехнической деятельности, а к самой агротехнике как к единственному источнику урожайности. По мнению выступающего, почва в восприятии многих специалистов-практиков, включая агрономов, напоминает песок в трехлитровой банке, и только добавление в него удобрений, воды и подкормок позволит вырастить некий урожай.
        – Сразу говорю, что к почве надо относиться не как к какому-то мертвому субстрату, а как к продукту, который является симбиозом или смесью живых и неживых материалов, – продолжил Альберт Алимбекович. – Только понимая, как работает эта смесь... мы можем грамотно управлять... <агротехническим> процессом.
        Из чего все-таки состоит почва?.. Это твердая часть, это жидкая часть, газообразная часть и живые микроорга-
низмы. <...> Твердая часть – это... тот слой, который находится ниже обрабатываемого нами слоя, состоит он из песка, из солей, из камней, из материнской породы, которая выветривается и образует плодородный слой. Затем вода, которая заполняет все свободные поры. То, что не заполнено водой, заполнено воздухом или газами.
        Естественно, <присутствуют и> соли – они бывают растворимые (растворенные в воде) или нерастворимые... Далее... микробы и вся... прочая живая часть: это могут быть и черви, и насекомые, и личинки... огромный пласт живых организмов. Затем глинистая часть – это перистые соли железа, алюминия (промежуточные... <компоненты> между материнской породой и плодородным слоем).
        <Однако> самый дорогой компонент – это перегной... материал, который образовался в результате переработки, совместной работы живых и неживых организмов с помощью образования гуминовых соединений... Все... <это и> будет называться почвой... Почва – это и живое, и неживое, и определенный симбиоз, который образовался в при-
роде в результате многолетних процессов...

        Наиболее значимой проблемой, стоящей перед аграрным сообществом всего мира, Альберт Зиганьшин назвал уменьшение почвенной биомассы:
        – Во всем мире происходит ухудшение почв, снижение плодородия почв, потеря биомассы... Внедрение интен-
сивных технологий привело к началу деградации почв. <...> За <последние> 30 лет... органическая масса почвы... примерно с 30 т/га в 1970-х годах снизилась до 24 т/га в 2000-х годах.
        Урожайность культур поддерживается на высоком уровне за счет повышения доз минеральных удобрений, стимуляторов роста, <семян> генно-модифицированных гибридов... но это опасный путь, который приведет к катастрофе мирового масштаба.
        Усиление деградации агрофитоценозов... сопровождается увеличением инфекционной нагрузки... идет и замещение культур и замещение бактериального фона... Многие сорные растения... являются промежуточными... или прямыми хозяевами, на которых развиваются патогены, поэтому замена агрофитоценозов... ведет... к ухудше-
нию условий для производства нашей продукции.
        В свою очередь патогены, которые накапливаются в почве, переходят на семенной материал – порочный круг замыкается, требуя от аграриев всё больших затрат на почвообработку, на приобретение более мощных химикатов, которые в итоге вместе с не устраненными до конца патогенами попадают в продукцию растениеводства. Выходом из сложившейся ситуации, по мнению эксперта, должна стать не попытка подмены естественной (природной) среды искусственно привнесенными компонентами, а помощь живой части почвы развиться и справиться с различ-
ными угрозами.

        Проясняя вопрос, какие именно микроорганизмы составляют живую среду почвы и каковы их функции в пита-
нии растений, Альберт Зиганьшин сообщил: «Живая часть... <почвы> если... взять микроорганизмы – это бактерии, бациллы, спирохеты, цитофаги, актиномицеты, микоплазмы, архебактерии, вирусы, фаги, грибы, водоросли, почвен-
ные простейшие... сотни и тысячи разновидностей».
        Из множества классификаций почвенных микроорганизмов наиболее актуальна для земледельцев классифи-
кация по функциональности:
        – В почве бактерии выполняют... основную роль... для создания плодородного... слоя и плодородия всей почвы. Почвенные бактерии делятся на следующие группы... Азотфиксаторы – род бактерий, живущих в почве и способных в результате процесса азотфиксации переводить газообразный азот в растворимую форму, доступную для усваива-
ния растениями. Надо сказать, что около 90% азота, который попадает в почву... фиксируется бактериями. <...>
И только 10% <азота фиксируется> с помощью... химических реакций. <...>
        Вторая группа... это деструкторы, это потребители углеводов и органических соединений (как свежей, так и от-
мершей органики). Деструкторы... ускоряют разложение органических веществ... соломы, корней... частей растений, которые опадают во время роста. То есть всё, что попадает на почву, перерабатывается с помощью бактерий. <...>
        Следующая <(третья) группа> – это мутуалисты, бактерии, которые сожительствуют на взаимовыгодных условиях, например, клубеньковые бактерии.
        <Четвертая группа –> хемоавтотрофы, это бактерии, которые получают энергию из неорганических веществ,
не содержащих углерод. Есть такие бактерии, которые живут за счет минеральных солей (серы, железа или прочих)... Они напрямую перерабатывают эти вещества в органоминеральные... соединения...
        И последняя (пятая) группа – патогены, или паразиты растений, это те бактерии, которые просто берут у расте-
ний, у насекомых, у других организмов готовую пищевую продукцию... и потребляют ее...

        Собственно, степенью биологической активности почвы и определяется ее плодородие. Чем богаче почва бактериями, тем выше ее потенциальная продуктивность. Приемлемым показателем численности бактерий, или общего микробного числа (ОМЧ), измеряемого в колониеобразующих единицах (КОЕ), является примерно 105 КОЕ/г почвы, но разумеется, предпочтительнее более высокие показатели (например, больше 106 КОЕ/г). Они означают, что почва является здоровой и плодородной, а мы, в свою очередь, вправе рассчитывать на получение от нее высокого урожая.
        – Если же показатель общего микробного числа ниже 105 КОЕ/г почвы, то численность основных групп микро-
организмов низкая, почва подвержена более сильному воздействию патогенных микроорганизмов и... не может сопротивляться естественным процессам, которые ведут к ухудшению <ее> качества, – продолжил эксперт. – Естественно, это <влечет> снижение урожайности... и потребность в более высоких дозировках удобрений. Поэтому наша задача подвести баланс общего микробного числа к 105 КОЕ/г почвы, возможно и выше, с целью улучшения... работы почвы.

        Поддержание биологической активности почвы и управление процессами минерализации органического вещества, по мнению Альберта Зиганьшина, должны лечь в основу современного земледелия:
        – Уникальной особенностью микроорганизмов является способность доводить процессы разложения органи-
ческого вещества до полной минерализации. В этом заключается глубокая, принципиальная разница между ролью биосферы (микроорганизмов) и ролью растений и животных.
        Синтез физиологически активных соединений, гумусообразование и полная минерализация органических остатков – главная функция микроорганизмов в почвенных процессах и биологическом кругообороте. Вот этими процессами мы должны управлять, помогать почве лучше усваивать азот <поступающий в основном из воздуха и из органики>, больше его получать... Мы, к сожалению, всё больше и больше увеличиваем количество минеральных удобрений, которые, конечно, на определенном этапе повышают урожайность, но в то же время... заставляют наши почвы деградировать.

*    *    *

        Обзору способов управления биологической активностью почвы Альберт Алимбекович посвятил основную часть выступления. И первое, на что эксперт обратил внимание слушателей, – баланс таких важных для питания растений элементов, как углерод и азот, во вносимом в почву органическом материале. Согласно озвученным данным идеальным соотношением углерода и азота считается 25 : 1 (25 частей углерода к 1 части азота).
        «При достаточном или даже избыточном наличии углерода для роста и развития микроорганизмам требуется больше азота, – пояснил выступающий. – Если его недостаточно в органическом материале, они будут поглощать азот из почвы. Этот иммобилизованный (неподвижный – прим. авт.) азот будет высвобожден позже, после того как будет израсходован дополнительный углерод и популяция микроорганизмов начнет вымирать».
        Комментируя представленную в презентации таблицу Альберт Зиганьшин предложил рассмотреть баланс углерода и азота в тех материалах, которые так или иначе попадают в почву – либо естественным путем, либо путем целенаправленного внесения (таблица 1).

Таблица 1. Баланс между количеством углерода и азота в органическом материале

Источник – презентация А.А. Зиганьшина.

        – В <самих> почвенных организмах баланс углерода и азота – от 7 до 9 к 1, то есть... <наблюдается> превыше-
ние азота. <...> Если взять живые растения, то есть в люцерне... 13 : 1, тоже... <имеет место> высокое содержание азота.
        Солома зерновых – 80 <единиц> углерода к единице азота: здесь как раз нарушается баланс (25 : 1), и чтобы нам восстановить этот баланс... необходимо вносить ежегодно по стерне 20–30... максимум 50 кг азота в физичес-
ком исчислении... чтобы бактерии... для переработки... этой соломы... не забирали из растений, из клубеньков или
из почвенного раствора свободный азот... <Таким образом мы> выстраиваем... баланс между углеродом и азотом. Стебли кукурузы – 60 : 1... Если мы оставляем большую массу кукурузы, мы должны внести определенное количе-
ство азота.
        И вот самое страшное, что вы можете увидеть, – это опилки, это... подстилка... <которую> в огромных количест-
вах мы... вывозим на поля... Посмотрите, от 200 до 400 <единиц> углерода и всего лишь единица азота. Для того чтобы сбалансировать это количество углерода к азоту, чтобы <достичь> соотношения 25 : 1, представьте себе, сколько необходимо внести азота... Это порядка 200–300 кг азота на гектар... чтобы наши опилки не привели к закислению <почвы> вследствие физиологических процессов. Но внесение такого количества азота... все равно приводит к закислению почвы...
        Сухой навоз КРС... Посмотрите... насколько идеальным <удобрением> является навоз КРС – это от 15 до 30 <единиц> углерода к единице <азота>... Сухой навоз, влажный, мокрый, жидкий, перепревший... в любом случае...
он дает... положительный эффект. Поэтому использовать навоз обязательно... Он позволит нам повысить урожай-
ность, повысить плодородие почвы (см. «Когда навоз становится удобрением. Об инновационной технологии переработки органического сырья»).
        Куриный помет – это тоже хорошее удобрение, но... в нем очень много азота, очень мало углерода, поэтому куриный помет можно было бы смешать с соломой зерновых, со стеблями кукурузы и таким образом привести...
к балансу.
        То есть подойдя грамотно к изучению этих вопросов, можно работать на полях без нарушения... кислотно-соле-
вого баланса, а только на увеличение урожайности, увеличение плодородия. Естественно, долголетнее плодородие для нас очень важно, потому что мы должны работать с прицелом на многие годы вперед, должны знать примерно, что у нас будет с почвой через пять лет, что будет через десять, что будет через пятнадцать.

*    *    *

        Второе, на что эксперт обратил внимание слушателей, – значимость таких негативных факторов, как высокий инфекционный фон и загрязненность почвы пестицидами (в частности, гербицидами):
        – Многие... уже имеют опыт работы с инокулянтами... но мало кто изучает, насколько эффективно применение... биопродуктов. Если... в почве очень много патогенов, таких грибов, как Penicillium, Fusarium, Aspergillus, которые... производят токсины, то <не приходится> ожидать хорошей работы инокулянтов, которыми мы... обрабатываем бобовые культуры (соя, люцерна, горох) перед посевом... чтобы усилить азотфиксацию. <...> Поэтому надо иметь
в виду, что к подготовке семян необходимо относиться очень-очень тщательно, очень грамотно... В любом случае... заблаговременно, за 3–4 недели протравливать химическими фунгицидами и в день посева – биопрепаратом.
        Клубеньковые бактерии очень чувствительны к пестицидам... В наших почвах на сегодняшний день накопилось огромное остаточное количество пестицидов, потому что мы раньше работали с пестицидами, у которых период распада был очень длительный, и они до сих пор присутствуют <в почве>. Сейчас <рынок предлагает> пестициды,
у которых период распада, как пишут, намного короче, но есть сомнение, потому что уже много раз <возникали> скандалы <относительно> определенной группы пестицидов. Первоначально их позиционировали как безвредные, а потом выяснилось, что это страшный продукт... и пораженность семенного материла микромицетами и бактерия-
ми... <возросла> повсеместно. <...>
        Влияние остаточного количества пестицидов на развитие микробиологии, на биоценоз огромное. Оно незамет-
но... и обнаруживаем мы его после многолетних перемен, которые происходят в почве. Мы видим, что почва деградирует, образуются... новые непригодные для использования пятна... всё меньше урожайность, и всё больше мы... добавляем удобрений... <...>
        Чтобы понять, насколько мощное воздействие... <мы оказываем> химией, которую применяем, вот... несколько цифр. В настоящее время в России зарегистрировано более 400 видов гербицидов, свыше 25% из которых представ-
лены соединениями, относящимися к классу производных сульфонилмочевины и имидазолинонов. То есть это препараты, которые применяются в очень маленькой дозировке, но <имеют> очень мощное воздействие. Поэтому, попадая в почву, они продолжают воздействовать не только... на сорняки... <но и> на грибы, дрожжи и бактерии, которые... в почве должны развиваться... <и которые> очень болезненно воспринимают воздействие этих матери-
алов. На посевах кукурузы применение производных сульфонилмочевины достигает 80% от общего количества используемых гербицидов. <...>
        В числе причин загрязнения почвы гербицидами выступающий назвал: внесение завышенных доз препаратов, длительное применение на одном и том же участке, нарушение сроков технологии внесения, аварийные ситуации. Их устранение или сведение к минимуму само по себе становится благотворным фактором повышения биологичес-
кой активности почвы.

        Раскрывая тему загрязнения почвы гербицидами, Альберт Зиганьшин пояснил:
        – Часто это происходит вследствие нарушения работы техники: бывает перекрытие <одной и той же площади обработками>, бывают сбои... форсунки не поменяли, и они износились... Некоторые специалисты <прямо> говорят: «А я на 10–15% увеличу дозировку, таким образом улучшу эффективность применяемых препаратов».
        Длительное применение на одном и том же участке... <создающее> кумулятивный эффект. То есть в этом году внесли, в следующем году внесли, еще через год внесли тот же продукт. В прежние годы внесенный продукт... еще не успел... разложиться, а мы добавили ему еще, еще и еще. В итоге получаем <в почве> хороший запас... химикатов, который в конце концов... сработает против нас.
        Нарушение сроков и технологии внесения... Это часто наблюдается: мы и фазу <развития растений> упускаем, я видел очень часто, и <допускаем> нахлесты <обработок>... На разворотах <механизатор> не выключает опрыскива-
тель... сплошь и рядом видим...
        И основные экологические проблемы, обусловленные <неверным> применением, – это накопление остаточного количества гербицидов в почве, это загрязнение сопредельных сред... Бывает, что <они попадают в> каналы, ручьи, реки... Загрязнение сельскохозяйственной продукции гербицидами, то есть остаточное количество не только в поч-
ве, но и в продуктах часто прослеживается. И образование устойчивых биотипов сорняков. Это страшное явление... Сорняки... ко всему привыкают... дикая флора – она быстрее адаптируется ко всему негативному...
        Период полураспада в почве производных сульфанилмочевины <занимает> 4–6 недель, но остаточное количе-
ство может сохраняться до двух лет. <К слову,> свекла погибает при содержании гербицида <в количестве> 0,005 мг/кг почвы. То есть воздействие на корни очень мощное. <...> Как же могут выдержать бактерии грибы и дрожжи такие дозировки? Естественно, они гибнут первыми... почва незаметно беднеет, почва незаметно деградирует.
        Повреждение культурных растений, возделываемых на поле, где применялись гербициды, может происходить даже через несколько вегетационных периодов после их непосредственного внесения... Часто бывает, что... в севообороте, где несколько лет назад был применен определенный гербицид, другая культура, на которую ничего
не вносили... гибнет – частично или целое поле. <...>
        Для устранения остаточного количества пестицидов (в частности, гербицидов), напомнил Альберт Алимбеко-
вич, разработаны соответствующие «бактериальные формы, которые ускоряют разложение определенных групп пестицидов, то есть для каждой группы есть свои штаммы бактерий». Кроме того, для повышения урожайности, стимуляции роста и развития растений применяются микробные удобрения, которые помогают усилить процессы азотфиксации и фосфатрастворения.

*    *    *

        Третье, на что эксперт обратил внимание слушателей, – необходимость полноценного использования вклада бобовых культур в азотный потенциал почвы. Данная способность бобовых обусловлена спецификой их питания.
        «Дело в том, что и те, и другие культуры (речь о бобовых и злаковых – прим. авт.) получают питание только посредством микробиологии, – пояснил Альберт Зиганьшин. – Если у бобовых культур это зачастую симбиоз, иногда с проникновением в клетки растений, иногда без проникновения, то в злаковых зачастую это симбиоз посредством развития на корневых волосках...»
        Позитивным следствием описанного симбиоза почвенных бактерий и бобовых растений является обогащение азотом и самой почвы. Однако в силу целого ряда причин аграриям не удается в полной мере реализовать потен-
циал азотфиксации бобовых культур.

Таблица 2. Вклад биологического азота бобовых в азотный потенциал почвы

Источник – презентация А.А. Зиганьшина.

        Комментируя представленную в презентации таблицу, выступающий, сообщил (таблица 2):
        – Если мы рассмотрим сначала потенциал азотфиксации (килограмм на гектар), то у гороха примерно 130–135 кг/га, у вики чуть повыше, 157, у сои довольно высокий потенциал – 390 кг/га, у люпина – 220, эспарцета – 270. Люцерна считается самой эффективной культурой – 550, далее идет козлятник – 480, клевер – 300...
        Теперь рассмотрим... фактически используемый потенциал азотфиксации без применения биопрепаратов, то есть что на самом деле фиксируют наши культуры. Это <полученные> на основе множества опытов... средние значения.
        По гороху мы фактически накапливаем всего лишь 40–60 кг азота/га из потенциала в 135. <...> Соя – 60–90, а потенциал-то – 390! Представляете, мы 300 кг недобираем, потому что не создаем в почве те условия, которые бы нам позволили накопить такое количество азота. И также далее, люпин, эспарцет... Вот на люцерне, могли бы накапливать по 550 кг азота/га, мы всего лишь получаем 140, до 210. И так же по другим культурам.
        Поэтому необходимо всегда изучать эту ситуацию, посмотреть, что у нас есть в почве, в каком состоянии у нас находится почва, и подбирать продукты, которые помогут нам использовать этот потенциал. Здесь <в виде компен-
сации нереализованного потенциала растений> находятся все наши деньги на минеральные удобрения, которые мы могли бы... направить на что-то другое: на строительство... объектов, покупку техники, зарплаты и прочее.

*    *    *

        Четвертый фактор повышения плодородия почв, озвученный экспертом, – внесение серы:
        – Для биологизации почвы очень важен такой элемент, как сера. У многих почвоведов и агрономов сера <по значимости> стоит на четвертом месте после азота, фосфора и калия. Для чего... нужна сера?.. Сера участвует во всех процессах образования белков. Сера является еще и мощным фунгицидом... Баланс серы... обеспечивает правильную, полноценную работу всего минерального питания. <...> Эффект серы неоценимо высокий.
        Сейчас на рынке появились уникальные продукты с содержанием серы. <...> Есть даже с содержанием серы
до 10, до 14%, но вполне достаточно... с содержанием серы от 4 до 6, до 7%... потому что 10–14% серы в удобрениях... полностью всё равно не усвоятся, какой-то накопительный эффект сомнителен... <И напротив,> с каким-то мини-
мальным содержанием серы минеральные удобрения будут очень... эффективны...
        В любом случае <серосодержащее удобрение> необходимо... вносить, потому что из воздуха серы попадает в почву очень мало, содержание ее в почве тоже очень мало. <...> Добавляя серу, мы усиливаем процесс образования белков... То есть мы многократно повышаем возможность накопления протеинов именно в наших продуктах...

*    *    *

        И наконец, пятый фактор, на котором остановился Альберт Алимбекович, – управление кислотностью почвы посредством известкования:
        – Важнейший вопрос – управление кислотностью почвы. Конечно, процесс этот никогда не оставался без вни-
мания. Еще в советское время это был вопрос государственного значения, с господдержкой. Сегодня это происхо-
дит также. Но, к сожалению, мы как были так и остались на уровне, который был разработан лет 50–60 назад... <имеются в виду> расчеты доз известкования с помощью химических реакций. То есть берется водная вытяжка, определяется pH, и потом с помощью солей кальция повышают кислотность... до нейтрального уровня и таким образом определяют количество кальция, который необходимо внести на гектар. И получается 7 т, 12 т... 25 т кальция.
        На самом деле эффект от внесения огромных доз... незначительный, а иногда даже отрицательный. Я часто вижу поля весной, где росли озимые культуры, – они бледные. Я спрашиваю: «Что такое?» – «В прошлом году мы проводили известкование, внесли 7 тонн и... почему-то у нас поле бледное». <...> Рядом поле, которое не известко-
вали, – оно стоит зелененькое, более бодрое...
        А что происходит? Дело в том, что когда мы вносим большое количество кальция, <у растений> напрочь блоки-
руется усвояемость азота, фосфора, калия и прочих элементов, то есть кальций блокирует усвоение питательных веществ. <...>
        Мы сами опытным путем пришли к тому, что известкование <следует> проводить ежегодно небольшими дозами и в любое время... не только осенью... Появилась... возможность... загрузили разбрасыватель минеральных удобре-
ний доломитовой мукой или... <другим> кальцийсодержащим продуктом – и поехали разбрасывать от 500 кг до 1,5 т – всё... выше нет необходимости, потому что вы заблокируете возможность потребления других минеральных веществ.
        И потом, почва – это живой организм... когда мы что-то даем в огромных дозах, надо... понимать, как она отреа-
гирует, как будут там развиваться бактерии... <каким окажется> водно-химический баланс, водно-воздушный баланс... К почве необходимо относиться как к живому организму и все воздействия проводить с минимальными... дозировками... которые дают определенный эффект. Как раз минимально необходимая дозировка – это от 500 кг до 1,5 т. Работает прекрасно, уверяю вас. И я, и многие агрономы, которые шли по такому пути... поняли, что извест-
кование – это процесс такой же точно, как внесение минеральных удобрений: понемногу и эффективно.