С точки зрения сельского хозяйства, почва – это ресурс, который может предоставить оптимальное количество питательных элементов для роста растений. Плодородие почвы является гарантией высокого и качественного урожая.
В результате хозяйственной деятельности человека нарушается естественный баланс микроорганизмов, что приводит к снижению их численности или даже исчезновению видов, необходимых для нормальной жизнедеятельности растения. Наступает переутомление, увеличивается доля болезнетворных бактерий и грибов, снижается плодородие – и, в конечном счете – урожайность.
Факторы оказывающее негативное воздействие на плодородие почв:
- Возделывание монокультур, приводящее к упрощению структуры микробного сообщества вследствие поступления однообразных корневых выделений
- Обработка почвы, изменение ее воздушного и водного режима: перемещение микрофлоры в зону с низким содержанием кислорода и др. стрессовые явления
- Пестицидный прессинг и снижение популяции микроорганизмов под их воздействием
- Вынос питательных элементов минерального питания и растительной биомассы с урожаем из года в год, снижение поступления органики в почву
- Сжигание растительных остатков и частичная стерилизация поверхностного слоя почвы
Чрезмерное использование ресурсов почвы в течение длительного периода времени (любое ведение интенсивного сельского хозяйства вне зависимости от типа почвы) приводит к:
- чрезмерно ускоренной минерализации органических веществ и потере гумуса;
- росту содержания нитратов в почве – загрязнению грунтовых вод, насыщению водоёмов биогенными элементами (эвтрофикация);
- снижению pH — потере Cа, Мg, К и микроэлементов;
- активизации и мобилизации Al, Fe и Mn, увеличению токсического воздействия тяжелых металлов;
- сокращению численности полезных микроорганизмов в почве, а также изменению в составе экологических трофических групп;
- изменениям в сложной системе биологического обмена организмов;
- развитию фитопатогенов.
Для увеличения урожайности и максимального использования ресурсов почвы мы должны применять не только традиционные методы, но и пользоваться дополнительными возможностями, помогая культурам. Используемые методы ведения сельского хозяйства и внесение удобрений должны повышать урожайность культур, снижать потери питательных элементов, повышать эффективность усвоения элементов питания из почвы и не наносить вред окружающей среде.
Современная наука почвоведения отводит немалую роль в рекультивации используемых почв методом искусственного обогащения почв биологическими препаратами на основе живых микроорганизмов и биоорганическими удобрениями.
Прежде чем приступить к обсуждению вопроса об улучшении структуры почвы, давайте вспомним, что такое почва? Почва — поверхностный слой педосферы Земли, содержащий смесь органических веществ, минералов, газов и жидкостей, которые поддерживают существование биологических форм жизни. Почва — не отдельный кусок непонятного вещества, она является вполне структурированной субстанцией, состоящей из слоев и почвенных горизонтов. Почвы на нашей планете и даже в отдельно взятом регионе могут очень сильно различаться по структуре и плодородию, некоторые из них идеально подходят для выращивания большинства культур и получения высоких урожаев, как, например, черноземы, а вот другие, как например, песчаные и глинистые почвы, необходимо улучшать.
Структура почвы зависит от ее механического состава, под которым понимают относительное содержание и соотношение частиц различного размера в ней. В механическом составе отложений можно выделить следующие группы частиц:
- Грубообломочная, представленная частицами диаметром более нескольких миллиметров;
- Мелкообломочная, состоящая из частиц меньше 1 мм, крупнее 0,001 мм;
- Высокодисперсная, сложенная частицами менее 0,001 мм.
В зависимости от преобладания тех или иных фракций почвы классифицируют, выделяя следующие типы почв:
- Глинистые (частиц размером >0,001мм – 30%);
- Суглинистые (частиц размером >0,001мм – от 10 до 30%)
- Супесчаные (частиц размером >0,001мм – от 3 до 10%);
- Песчаные (частиц размером >0,001мм – менее 3%).
Наибольшей рекультивации требуют песчаные и глинистые почвы, на которых без дополнительного их улучшения высоких урожаев, да и просто нормально развитых растений ожидать не стоит. И подходы к рекультивации у каждого типа почвы свои.
Рекультивация песчаных и супесчаных почв
Основной проблемой песчаной и супесчаной почв состоит в том, что они крайне плохо удерживают влагу и не сохраняют тепло. Такие почвы даже за одну ночь сильно остывают, а влага, даже после обильного полива во второй половине дня, уже утром может испариться за пару часов. Одновременно с влагой из почвы уходят многие питательные вещества, вымываемые с талой, поливной или дождевой водой в более глубокие горизонты, куда корневая система большинства культурных растений не проникает. Вот поэтому даже выращивание саженцев на таких почвах затруднительно, их корневая система проникает существенно глубже, нежели на черноземах и при выкопке саженцев не повредить их крайне сложно.
Помимо того, что почва быстро остывает, она также и быстро нагревается. В летний период это может приводить к ожогам и даже частичному отмиранию корневой системы растущих в ней растений. На таких почвах культуры испытывают постоянный дефицит влаги и питания. В песчаных почвах для повышения влагоемкости необходимо повышать связанность почвенных частиц. Для этого в почву необходимо вносить органику, и проводить подобную рекультивацию необходимо в течение нескольких лет.
Одновременно с внесением органических удобрений (навоза, торфа, компоста) можно произвести посев сидератных культур. Для этих целей подойдет люпин (лучше летник) и любые бобовые культуры. По окончании их вегетации ботву не убирают, а запахивают, обогащая почву органикой и доступным азотом, который накапливается на корнях (в клубеньках) этих культур.
Самый оптимальный но, увы, не дешевый вариант, с помощью которого песчаную почву можно превратить в супесчаную всего за два сезона — это внесение любого торфа (лесного или искусственного) в почву, но слой должен быть не менее 5 см, а лучше всего 7-8 см. Такой прием позволит создать фактически новый, ранее отсутствовавший почвенный горизонт, с питательным слоем в 20-25 см.
В дальнейшем каждое лето необходимо проводить мульчирование, которое резко уменьшает испарение воды из почвы. Позаботиться о почве необходимо и ближе к зиме, проведя обильные поливы, что увеличит ее теплоемкость и не позволит промерзать слишком глубоко.
Рекультивация глинистых почв
Глинистая почва содержит более 80% глины и менее 20% песка. Мелкие частицы глины плотно прилегают друг к другу. Именно поэтому она плохо проницаема для воды и воздуха. А недостаток в ней воздуха очень сильно замедляет разложение органических веществ. Структура глинистых почв очень несовершенна. Это тяжелые, сильно связанные и уплотненные, особенно после дождей, почвы, поскольку они обычно плохо дренированы.
Глинистые почвы холодные и очень медленно прогреваются, хотя и содержат больше питательных веществ, чем легкие почвы. Они с трудом поддаются обработке и проникновению внутрь корневой системы. Вода на них после таяния снега, при дожде и поливах задерживается на поверхности, медленно проникает в нижние горизонты. Именно поэтому на таких участках вода может долго застаиваться, вытесняя воздух из почвы, в результате чего происходит закисание почвы. После сильных дождей глинистые почвы быстро оплывают, образуя поверхностную корку, которая после высыхания становится твердой и трескается.
Поверхностная корка еще больше усиливает имеющийся дефицит воздуха в почве и ведет к ее дальнейшему иссушению. В глинистых почвах, как правило, перегной в небольшом количестве содержится только в верхних 10-15 см почвы. Такие почвы имеют кислую реакцию, которую многие культурные растения не переносят или переносят плохо.
При рекультивации прежде всего необходимо обратить внимание на планировку поверхности участка. Все неровности рельефа должны быть выровнены, чтобы избежать какого-либо застоя воды. А направление грядок должно быть определено так, чтобы обеспечить постойный и хороший сток излишков воды.
Очень важно глинистую почву на зиму перекапывать, не разбивая комков. Сделать это надо до наступления осенних дождей, чтобы не уплотнить еще более почву. Зимой структура этих комков улучшится под воздействием мороза и влаги. Это ускоряет весеннее высыхание и прогревание почвы. А весной такую почву надо перекапывать ещё раз.
При окультуривании глинистых почв и углублении их пахотного слоя нельзя выворачивать на поверхность значительную часть нижнего подзолистого слоя. Глубину перекопки надо каждый год увеличивать всего на 1-2 см, добавляя при этом под перекопку известковые материалы и органические удобрения.
Однако основным приемом для постепенного улучшения структуры тяжелых глинистых почв — это внесение органических удобрений: перепревшего навоза, торфо-навозных, торфяно-фекальных и сборных компостов и торфа. При этом органические удобрения в первые годы окультуривания надо заделывать на глубину не более 10-12 см, что способствует их лучшей и более быстрой минерализации. Это стимулирует развитие полезных почвенных микроорганизмов. В результате их жизнедеятельности почва становится более рыхлой, структурной, лучше проницаемой для воздуха и воды и более плодородной для растений.
Очень эффективно применение однолетних зеленых удобрений (вика, люпин, фацелия и др. Лучше всего подходит горчица, поскольку имеет пустотелый стебель который при перемешивании с почвой улучшает ее водно-воздушный режим). Их высевают после уборки ранних овощей или картофеля, а поздней осенью уже перекапывают. Отличный результат дает также посев в конце августа озимой ржи с последующей перекопкой ее весной. Перегнивая, все эти травы обогащают почву органическими веществами. И самое главное, что при этом глинистые почвы становятся более рыхлыми.
Известкование глинистой почвы производится только при осенней обработке. Обычно его проводят один раз через 5-6 лет. При этом не следует забывать, что внесение извести не только раскисляет почву. Внесение кальция повышает плодородие почвы, поскольку без него не образуется водопрочная структура. При известковании тяжелые почвы становятся более рыхлыми, что значительно улучшает водно-воздушный режим такой почвы.
После известкования улучшаются условия обработки тяжелых почв, их значительно легче перекапывать, а легкие почвы, наоборот, становятся более связными и влагоемкими. Известкование усиливает деятельность разных микроорганизмов, усваивающих азот или разлагающих гумус, благодаря чему улучшается питание растений.
Микробиологические препараты
Наибольшее количество и разнообразие микроорганизмов сосредоточено в ризосфере – участке почвы, соприкасающейся с корнями. В ризосферу из корней поступают легкодоступные источники энергии и углерода, что приводит к формированию вокруг нее специфических сообществ. Благодаря повышенной микробиологической активности, происходит изменение химических и физических свойств почвы, накопление бактериальных метаболитов, оказывающих физиологическое воздействие на растение.
Использование микробиологических препаратов может оказать существенную помощь в улучшении структуры почвы и поддержания уровня органического вещества, что позволяет устойчиво удерживать воду в почве из года в год. Кроме того микробиологические препараты способствуют приживаемости растений за счет снижения стресса от пересадки, повышают общую устойчивость растений к стрессам и увеличивают потребление питательных веществ из почвы. Микроорганизмы оказывают положительное влияние на здоровье растений и сокращают выпады сельскохозяйственных культур.
Микроорганизмы оказывают многостороннее воздействие на растительный организм, благодаря широкому спектру продуцируемых метаболитов различного физиологического действия: улучшают питание, ускоряют рост и развитие, увеличивают продуктивность основных сельскохозяйственных культур, а также повышают устойчивость к грибным и бактериальным инфекциям.
В зависимости от состава сложные удобрения на основе органики и микроорганизмов выполняют различные функции. Бактериальные препараты продуцируют водорастворимые минеральные соли, которые легко усваиваются растениями. Удобрения с добавлением симбиотических грибов не только разлагают органические вещества – сеть тончайших нитей грибного мицелия в разы увеличивает всасывающую поверхность корней.
По действующим препаратам микробиологические удобрения можно разделить на следующие группы:
Фосфат-мобилизаторы (PSB)-преобразуют нерастворимые формы фосфора в растворимые, пригодные к поглощению корневой системой (Bacillus, Pseudomonas)
Азотофиксаторы – связывают молекулы атмосферного азота и возвращают его в почву (Azotobacter, Rhizobium).
PGPМ-стимуляторы роста растения — способствуют росту и улучшают питание растений, производят гормоны (ауксины, гиббереллин), антибиотики, ферменты (Trichoderma, Mycorhiza, Bacillus, Rhizobium)
Гломеромице́ты — Микроорганизмы-мобилизаторы фосфора, калия, железа, серы в доступной для растений форме (Glomeromycetes)
Как только корни растений колонизируются и образуют симбиотические отношения с микробиологическими организмами, например Микоризой, из кончиков корней растений в окружающую почву или субстрат вырастает мицелий, который служит продолжением корневой системы (Фото 1). Мицельная сеть более чем вдвое увеличивает общую площадь абсорбции корневой системы и помогает потреблять труднодоступные питательные вещества, такие как фосфор, медь и цинк. Микориза помогает более эффективно использовать удобрение, вносимое в почву, улучшает поглощение воды и повышает устойчивость растений к стрессам, вызываемых засухой, корневыми заболеваниями, чрезмерной соленостью и стрессом от пересадки.
фото слева: корень растения, не колонизированный Микоризой
фото справа: корень, заселенный Микоризой (тонкие, нитевидные структуры называются мицелиями)
За последнее время появилось множество исследований, доказывающих активный симбиоз корневых волосков растения с различными микроорганизмами.
В результате процесса, которые ученые назвали “ризофагия” (ризофагия означает поедание корней), бактерии и грибки вступают во взаимодействие в почве с клетками корней растений. Микроорганизмы извлекают питательные вещества (азот и минералы) из почвы, а клетки корней растений извлекают их микроорганизмов.
Корень Phragmites australis — «Арундо тростниковый, или Тростник гигантский» — с облаком бактерий вокруг корневого кончика, где бактерии проникают в клетки корней
По существу растения специально выращивают микробы вокруг корневых кончиков, выделяя сахара, белки и витамины. Микробы растут, а затем попадают в корневые клетки на кончиках корней, где клетки имеют слабые и тонкие стенки. Таким образом, микроорганизмы теряют свои клеточные стенки, попадают в клетки растений и затем поражаются реактивным кислородом (супероксидом). Реактивный кислород разрушает некоторые клетки микробов и эффективно извлекает из них питательные вещества. Выжившие микробы стимулируют образование корневых волосков на корнях. Микробы оставляют волоски на растущем кончике корня, где стволовая клеточная стенка мягкая, там микробы регенерируют свои клеточные стенки при их повторном выходе в почву. Затем микроорганизмы снова извлекают питательные вещества из почвы, и данный процесс повторяется снова и снова.
Экономическая эффективность и преимущества использования микробиологических и биостимулирующих препаратов:
- Снижение использования хим.удобрений до 25%
- Повышение биологической продуктивности почвы
- Снижение патогенов
- Отсутствие загрязнения окружающей среды
- Возможность органического земледелия
Введение достаточного количества органических веществ в почву влияет на улучшение структуры почвы, ее влагоемкости и скважности, обеспечивающей поддержание оптимального для молодых растений воздушно-водного баланса, а также улучшает доступность питательных веществ. Понимание того, как этот процесс работает, может позволить нам выращивать растения с минимальным применением удобрений, сохраняя плодородие почвы.
Результаты упущений, связанных с подготовкой почвы перед посадкой растений, могут проявиться только через несколько лет выращивания, а допущенные ошибки могут привести к значительному падению, как урожайности, так и качества плодов.
Возобновление почвы в природе занимает тысячи лет. Мы предлагаем более быстрое решение!
Биостимулирующие удобрения ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ РИЗОФЛЕКС, БИОФЛЕКС и АМИНОФЛЕКС, которые предназначены не только для стимулирования различных процессов в растениях, но и для рекультивации поврежденных почв и поддержания в ней хороших физико-химических свойств. Применение биостимулятора посредством фертигации на бедных органикой и почвах с плохой структурой способствует замедлению деградационных процессов и улучшает ее свойства.
Попадая в почву биостимулирующие вещества (гуминовые и фульвокислоты, растительные экстракты, вытяжка из водорослей и др.) усиливают жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Причем усиление микробиологической активности наблюдается как в первый год внесения удобрений, так и в последующие годы.
Одновременно с увеличением численности микроорганизмов увеличивается подвижность питательных элементов почвы, в особенности азота и фосфора. Они переходят в доступную для растений форму и лучше усваиваются. Также биостимулирующие удобрения при совместном использовании их вместе с минеральными и органичеcкими удобрениями усиливают их эффективность. При этом дозу традиционных удобрений можно уменьшить на треть. Данные удобрения можно смешивать со всеми азотными, калийными и органическими удобрениями. А вот фосфорные удобрения с органическими веществами образуют плохорастворимые соединения, поэтому их лучше применять раздельно. Однако усвояемость фосфора, предварительно внесенного в почву, значительно увеличивается после внесения гуматов.
ЭКСТРАСОЛ – микробиологическое удобрение Bacillus subtilis, штамм Ч-13 + метаболиты, полученные в процессе культивирования штамма, активирует естественную и полезную микрофлору и повышает ферментивную активность почв. При обработке препаратами происходит искусственное заражение растений бактериальными спорами. В благоприятных условиях эндоспоры прорастают в вегетативные клетки и бактерии устремляются в зону активного выброса корневых и листовых экструдатов. Начинается активное размножение и заселение растительных тканей. Успешно конкурируя с другими представителями ризосферной микрофлоры, штамм оказывает полифункциональное воздействие на растение.
