ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГУМУСНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЦЕЛЯХ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

В соответствии с современными концепциями, в основе генезиса черноземного почвообразования лежат процессы образования органических (гумусовых) веществ, их  заимодействия с минеральной частью почв и их круговорота. В этом смысле установлено, что процессы гумусообразования являются ведущим началом в процессах формирования черноземов, создании их плодородия и в обеспечении их устойчивости.

Именно содержание и состав гумуса определяют параметры и динамику сложения, структурной организации, стабильности и функционирования порового пространства, которые являются основными факторами функционирования почв и черноземов в частности (Жигэу, 2017). В этом контексте нашими исследованиями установлено,что более 80% пахотных чернозёмов затронуты несколькими процессами физической деградации (деструктуризация, переуплотнение, деградация порового пространства и др.) (Жигэу, 2017).На современном этапе развития черноземов физическая деградация является основным фактором, лимитирующим их функционирование и расширенное воспроизводство их плодородия.Главной причиной неблагоприятного физического состояния почв является недостаточное поступление в них органических веществ и утраченная в определенной степени способность гумуса стабилизировать физическое состояние почв в агроэкосистемах. В естественных степных экосистемах реализуется закон приоритетной роли гумусообразовательного процесса в
целенаправленном развитии типогенетических и ассоциированных процессов черноземного почвообразования и расширенного воспроизводства их естественного плодородия.
В агроэкосистемах процесс гумусообразования утратил приоритетную роль в стабилизации физического состояния черноземов, вследствие чего в них установился стагнирующий или регрессивный тренд эволюции (Жигэу,2018). В этом контексте современный тренд эволюции гумусного состояния черноземов предполагает два показателя: — критическое содержание гумуса; — предельно допустимое содержание гумуса. Критическое содержание — количество, ниже которого ухудшаются функциональные (в том числе и агрономические) свойства и способность почв противостоять агрогенным нагрузкам, и составляет 4%. Предельно допустимое состояние – содержание гумуса (2,5-3,0), ниже которого такие показатели, как плотность сложения, структурное состояние, объем и структура порового пространства приближаются к таковым свойствам в почвообразующих породах. При снижении одержания гумуса ниже критического состояния начинается выпахивание – деструктивный элементарный процесс, в результате которого снижается уровень плодородия почв (резкое снижение гумусированности, обструктуривание, переуплотнение) из-за их использования при низком уровне поступления источников гумуса. При снижении содержания гумуса ниже предельно допустимого состояния начинаются процессы опустынивания. Данные, представленные в таблице 1, показывают, что гумусное состояние пахотных черноземов в большинстве случаев находится на критическом уровне.Принимая количество гумуса за эволюционный показатель свойств черноземов, считаем, что современный
гумусообразовательный процесс поддерживает биогеосистему в состоянии энергетической стагнации и обеспечивает способность реагировать на энергетические импульсы извне.
В то же время, по подсчетам И. Бурлаку (2000), в начале третьего тысячелетия около 7.4-8.6% пахотных почв характеризуются крайне низким содержанием гумуса (< 2%), а около 31-32% — низким содержанием (3–2%), (Таб. 2). На почвы с содержанием гумуса 4–5% приходится 17.7-18.2% от общей площади пахотных почв. Преобладают почвы со средним содержанием (4-3%) гумуса, которые занимают около 42.1%. Лишь 1.4% пахотных почв содержат более 5%.Представленные данные показывают, что более 80% пахотных почв республики подвержены процессам выпахивания, а около 38% носят признаки функционального опустынивания. В этом смысле последние характеризуются низкой влагоемкостью и способностью консервировать и «рационально» расходовать влагу. Вследствие этого на таких почвах растения уже на ранних стадиях вегетационного периода могут испытывать дефицит доступной влаги. Гидротермический режим таких почв крайне неустойчив, а в сухое время года носит контрастный суточный ритм. Почвы характеризуются слабой биологической активностью, а вследствие этого они имеют неблагоприятный питательный режим. Естественное плодородие этих почв ускоренно снижается. Почвы, средне обеспеченные гумусом (около 42.1% от общей площади пахотных почв), имеют те же функциональные признаки, но менее выраженные.Таким образом, более 80% всех пахотных почв нуждаются в срочных мерах по восстановлению приоритетной роли гумусообразовательного процесса. Акцент должен быть поставлен не на восстановление запасов гумуса, а на реанимацию процесса гумусообразования. Восстановление запасов гумуса в почвах является длительным процессом и может быть достигнуто лишь целенаправленным управлением гумусообразовательным процессом, основанным на теоретических и прикладных аспектах гумусообразования.В соответствии с последними данными, восстановление приоритетной роли процесса гумусообразования в пахотных черноземах возможно при обеспечении трех основных условий:- систематическое поступление свежего органического вещества в почвы;- восстановление состава почвенной биоты, ответственной за процессы гумусообразования; — оптимизация физических свойств и режимов почв. Внедряемые в настоящее время сельскохозяйственные технологии частично обеспечивают систематическое поступление свежего органического вещества в почвы и улучшение физических свойств и режимов.
Восстановление микробиоты, ответственной за гумусообразовательный процесс, предполагает применение биопрепаратов основных на культуру отдельных групп микроорганизмов, обеспечивающих главным образом разложение (деструкция) и в меньшей степени обеспечивающих образование гумуса. Вместе с тем гумусообразование протекает под влиянием сложного комплекса почвенной микробиоты, который формируется в ходе самого процесса гумификации. В этом смысле большой интерес представляют биогумусные вещества, получаемые в процессе производства биогумуса или же извлекаемые из биогумуса водой или 0.1 Н растворами щелочных металов (калия, натрия) (предпочтение следует отдавать ги-
дроокиси калия). В последние годы эти препараты, в основном местного производства, получили широкое распространение на рынке Республики Молдова. Большинство из них получены по общепринятой технологии вермикомпостирования, элементы которой общеизвестны. Начиная с 2011 года нами были проведены работы по мониторизации влияния биогумусных веществ, производимых в АО “AXEDUM” ООО. В основу использованной здесь технологии по производству биогумуса положены механизмы процессов умусообразования, протекающие в почвах. Преимущество этой технологии состоит в том, что она обеспечивает получение двух фракций биогумуса: твердой и жидкой. По нашим подсчетам, из одной тонны органического сухого вещества птичьего происхождения при обработке его культурой калифорнийских червей образуется 600 кг гумусного органического удобрения, содержащего в среднем 53.4% органических веществ и 46.6% минеральных. Содержание органических веществ в биогумусе в 6-8 раз больше, чем в навозе и компостах. Наряду с этим биогумус содержит значительно больше общего азота, фосфора и калия.  Биогумус является хорошим источником микроэлиментов (Cu, Zn, Mn). Особое внимание обращаем на содержание магния и мобильного железа, которые имеют важное значение в синтезе хлорофила и в осуществлении процессов фотосинтеза растений. В отличие от компостов, биогумус представляет собой биологически активное вещество. По литературным данным, в 1 г биогумуса содержится до  20 млрд колоний микроорганизмов, частвующих в процессах гумификации органических веществ. Это позволяет заключить, что в условиях наличия в почве свежих органических веществ внесение биогумуса, во времени, способствует восстановлению почвенной микробиоты,обеспечивающей процессы гумусообразования и, соответственно, приоритетной роли этих процессов в эволюции пахотных черноземов. Опыт АО „AXEDUM” показывает, что наиболее эффективной является дробное внесение (в два срока) биогумуса в почве. Это материализуется в снижении интенсивности
процессов разложения гумуса и интенсификации процессов его накопления. По литературным данным, при дробном внесении количество микроорганизмов, разлагающих гумус, в 2-3 раза меньше (13%), чем при одноразовом внесении (39-44%) того же количества биогумуса. Механизмы полифункционального воздействия биогумусных веществ на функционирование системы почва–растение представлены в нижеследующей схеме. Жидкая фракция биогумусных веществ представлена растворимой фракцией гумусовых веществ, в составе которой преобладают гуминовые кислоты. По своему составу жидкие биогумусные вещества представляют собой специфическую группу биокосных органоминеральных веществ. Согласно исследованиям, общее число микроорганизмов составляет более 6.6 млн в маточном растворе и около 6 млн в экстрагируемой 0.1 Н раствором КОН. Около 2.5 и 2.2 млн, соответственно, приходятся на бактерии, разлагающие легкоусвояемые органические вещества. На долю бактерий, разлагающих трудноусвояемые органические вещества, приходится, соответственно, 970 и 702 тысячи (39.4 и 31.5%). Общее число микроорганизмов, которые усваивают минеральные вещества, составляет, соответственно, 2426 и
2390 тысячи. Из них число актиномицетов составляет 654 и 504 тысячи (27.0 и 21.0%), а число микромицетов составляет 151 и 146 тысяч (Таб. 4).Содержание органических веществ в маточном растворе составляет около 24%. Отличительной особенностью этих веществ является высокая степень обогащенности азотом. Содержание общего азота в сухом веществе составляет около 50 мг/кг. Благодаря высокой нитрификационной способности содержание нитратного азота составляет 318 мг/л. Содержание общего фосфора составляет более 24г/
кг, а подвижного фосфора – более 130 мг/л. Количество подвижного калия (К2О) составляет более 1.7 г/л. Жидкая фаза биогумусных веществ является хорошим источником физиологически активных микроэлементов: содержание мобильной меди составляет 0.69 мг/л, общего цинка – 0.93 мг/л, марганца – 0.59 мг/л. Токсические тяжелые металлы (кадмий, свинец) не обнаружены. Ценность этой фракции увеличивается благодаря высокому содержанию кальция (345 мг/л) и магния (153 мг/л). Особенности химического состава определяют высокую ценность растворимой фракции (маточного раствора) для внекорневого питания растений. При этом, как показал опыт ООО “Grădina de vis”, КХ “Racu Nicolae”,
Сынжерейский район) и др., внекорневая обработка обеспечивает хороший эффект как для полевых культур, так и для многолетних насаждений.Экстрагируемая фракция (в 0.1 Н растворе КОН) обладает аналогичными свойствами, но с другим количественным выражением. Эта группа биогумусных веществ известна в республике как препарат BIOVIT.md (Таб. 5). В ней меньше содержание органических веществ (около 16%), общего (8 г/кг сухого вещества) и нитратного азота (43 мг/л). Содержание общего фосфора составляет более 2г/кг су-
хого вещества, а количество подвижного фосфора – 51.3 мг/кг. Концентрация физиологически активных микроэлементов (Cu, Zn, Mn) и щелочного – земельных металлов в 2-3 раза меньше, чем в маточном растворе. BIOVIT.md обеспечивает хорошие результаты и при применении на почву.В этом смысле следует отметить, что хотя BIOVIT.md и содержит высокое количество углерода гуминовых кислот, однако в количествах, в которых они вносятся на поверхность почвы (5-10 л/га), они не могут привести к увеличению содержания органического углерода в почве. В этом же контексте обращаем внимание, что, несмотря на высокое содержание питательных элементов, непосредственно на содержание последних в почве BIOVIT.md не оказывает влияния. Следовательно, природа положительного влияния этого препарата на содержание гумуса, питательный режим, почвенное плодородие и развитие растений иная. В этом смысле считаем, что внесение препарата BIOVIT.md способствует восстановлению почвенной микробиоты и интенсификации биохимических процессов:1. Гумификация – сложный и многостадийный биофизико-химический процесс преобразования органических остатков в устойчивые природные органические соеди-
нения – гумусовые вещества, который протекает при обязательном участии сапротрофной биоты (Попов, 2004). Гумусообразование можно рассматривать, преимущественно, как процесс, в ходе которого происходит своеобразный отбор, когда относительно непрочные, лабильные вещества органических остатков и продуктов их трансформации быстро минерализуются организмами,пребывая в почвах лишь короткий промежуток времени. Многообразная и непрерывная цепь всех этих превращений задерживается на том звене, которое представлено наиболее устойчивыми соединениями. С точки зрения Л. Гришиной, такими соединениями являются гуминовые кислоты и, видимо, компоненты гумина (1986). Согласно Д. С. Орлову, изложенный механизм гумификации определяет важнейший аспект процесса гумификации – его направленность. Это означает, что процесс
гумификации всегда проходит в сторону отбора устойчивых продуктов трансформации, независимо от факторов почвообразования и типа почвы (Орлов, 1996). Это позволяет заключить, что применение BIOVIT.md обеспечивает целенаправленное восстановление приоритетной роли процесса гумусообразования в пахотных черноземах.2. Усиливаются процессы биологической фиксации азота и нитратообразования в почве, что способствует значительному увеличению количества общего и белкового азота и преобладанию нитратов над аммиачным азотом на фоне роста нитрификационной способности. 3. Усиливается активность фосформобилизующих бактерий и подвижность фосфора. Целесообразность при-
менения биогумусных веществ перспективна в аспекте нестабильности климата в связи с адаптогенными свойствами, повышающими устойчивость растений к неблагоприятным внешним условиям. Применениe биогумусных веществ позволяет растениям легче переносить заморозки, недостаток влаги, повышает сопротивляемость к заболеваниям.В условиях, не отвечающих привычным требованиям растения, внесение биогумусных веществ стимулирует активность окислительной системы и активизирует процессы обмена веществ, особенно в начальный период развития. В то же время физиологически активные формы биогумусных веществ регулируют метаболизм почвенной микрофлоры, что способствует улучшению минерального питания растений на ранних стадиях развития. Все это в итоге приводит к усилению роста растений и, как следствие, к повышению их урожайности и качества продукции. Усиление микробиологической активности наблюдается как в первый год внесения биогумусных веществ, так и впоследствии. При этом максимальная
численность микроорганизмов установлена в начальные фазы развития растений. Одновременно с увеличением численности микроорганизмов усиливается и ферментативная активность почвы, что, в свою очередь, увеличивает подвижность питательных элементов почвы. Таким образом, применение биогумусных веществ существенно изменяет ус-
ловия почвенного питания растений, вызывая активное усиление процессов мобилизации питательных веществ в усвояемой для растений форме. Применение препарата BIOVIT.md  на полях АО «AXEDUM» обеспечила улучшение условий азотного и фосфорного режимов, что позволило уменьшить дозы вносимых минеральных удобрении на 35-40%. Систематические наблюдения за развитием культур на полях АО «AXEDUM» показали, что BIOVIT.md обладает способностью снижения или полного устранения отрицательного воздействия неблагоприятных для развития растений факторов. Установлено, что при отклонении условий питания растений от нормы препарат обеспечивает больший эффект в ранние периоды развития растений (Жолобова, Пономарева, 2015). На основании всего изложенного считаем, что применение биогумусных веществ является перспективным при-
емом биологизации земледелия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *