Использование данных каких наук помогает получать высокие урожаи растений

Обновлено: 17.09.2024

Количество энергии, используемой в сельскохозяйственном производстве, постоянно увеличивается. Теплицам в зимние месяцы требуется дополнительное освещение для поддержания производительности – это приводит к высоким расходам. Сегодня бизнес ищет инструменты для повышения эффективности по всем направлениям, в том числе по снижению энергозатрат, которые существенно влияют на себестоимость тепличной продукции. LED-освещение позволяет снизить энергопотребление в среднем почти в 2 раза по сравнению с натриевыми лампами высокого давления, значительно повысить урожайность. Также с его помощью можно тонко настраивать свет в соответствии с потребностями каждого вида растений. Как это происходит – разберем на примере культуры огурца.

Выращиваем качественные огурцы: как освещение влияет на урожай

Огурец культивируют уже шесть тысячелетий. Родина этого вида — тропические и субтропические районы Индии. Сегодня это экономически важный овощ, выращиваемый более чем в 80 странах мира, а его годовое производство оценивается примерно в 80 миллионов тонн. Только в Европейском союзе выращивается около 3 миллионов тонн.

При производстве огурцов, как и при выращивании других растений, большое внимание уделяется энергии, обеспечиваемой светом. При этом контроль температуры следует учитывать в контексте интенсивности освещения. Общая площадь листьев растений, производство углеводов и, следовательно, продуктивность – все это зависит от энергии света. Низкие запасы углеводов в зимние месяцы могут стать причиной снижения урожайности и даже гибели растений. Таким образом, свет напрямую влияет на качество овощей.

Культуры, выращиваемые при низком уровне освещенности, содержат меньше сухого вещества. Плоды при сборе урожая приобретают светло-зеленый цвет, а при хранении, когда огурцы находятся на полке, – легко становятся желтыми.

Использование дополнительного освещения в производстве тепличных культур становится необходимым для агрономов по всему миру. В северных широтах, где уровень солнечной радиации недостаточен в осенне-зимние месяцы и даже в пасмурные летние дни используется дополнительное освещение с натриевыми лампами высокого давления (HPS). Несмотря на то, что такие лампы – отличные источники света, это не самый эффективный способ освещения для промышленного производства. Из-за высокой рабочей температуры они могут применяться в качестве источников света только тогда, когда они размещены достаточно высоко над растениями во избежание перегрева маушки растений – чем выше лампы, тем лучше равномерность распределения света.

Альтернативным решением станет LED-освещение. Светодиоды, используемые в тепличном хозяйстве, обычно содержат комбинации красного (пик ≈ 660 нм), синего (пик ≈ 450 нм), белого и/или дальнего красного (пик ≈ 730 нм). Результаты исследований показали, что LED-светильники обладают высоким уровнем производительности: 3,4 мкмоль Дж-1 для белых и красных устройств и 4,1 мкмоль Дж-1 для синих и красных. Красный спектр стимулирует рост клеток и тканей растений, а синий –процессы дифференциации клеток при развитии (закладка кистей, образование побегов, цветение, корнеобразование). Это позволяет растениям получать свет в диапазоне фотосинтетической активной радиации (ФАР). Доказано, что использование LED улучшает внешний вид плодов огурца, а также увеличивает урожайность более чем на 10%.

Научные исследования

Положительное влияние светодиодов на урожайность огурца было подтверждено в ходе исследования, проведенного Philips Horticulture LED Solutions и Варшавским университетом естественных наук. Результаты были опубликованы в 2020 году.

В ходе испытания сравнивали огурцы, выращенные при:

стандартном дополнительном освещении лампами HPS (контрольный вариант);
гибридной досветке топлайт HPS-лампами и межрядной светодиодной досветке;
полностью светодиодной досветке топлайт и интерлайт LED-LED – 100%.

Уровень освещения везде поддерживался на одном уровне – около 320 мкмоль/м 2 /s PPFD (плотность фотосинтетического потока фотонов).

Использование 100% светодиодной досветки позволило увеличить урожайность продукции на 24,8%. При этом удалось сократить использование воды до 1,4 литра на каждый килограмм полученной продукции, а затраты на электроэнергию стали ниже на 60%. Потребители также предпочли вкус огурцов, выращенных только при LED-освещении, поскольку они были чуть более сладкими и менее водянистыми.

Подтверждение практикой

Светодиоды широко используются не только в исследованиях, но и в фермерских хозяйствах. Так, компании Jardins Réunis и Cheminant установили верхнее и межрядное светодиодное освещение в своих новых огуречных теплицах в регионе Нант во Франции площадью 25 000 м² и 20 000 м 2 соответственно. Уровень верхнего освещения составил 145 мкмоль/с/м 2 , а межрядного – 67 мкмоль/с/м 2 .

Агрокомплекс Gerja BV (Эльсендорп, Нидерланды) применил межрядную досветку с интенсивностью светового потока 88 мкмоль/с/м 2 . Это самый высокий уровень межрядной досветки огурцов. LED-освещение позволяет компании получать высокие урожаи огурца и выращивать более качественные плоды.

Фермерское хозяйство Ulf Harf, расположенное в финском городе Нярпес, установило светодиодное освещение на всей территории. Компания оборудовала теплицы досветкой топлайт при уровне светового потока 190 мкмоль/м 2 /с и двойной линией межрядной досветки с уровнем освещения 91 мкмоль/м 2 /с. Хозяйство использует освещение для производства гибрида Imea F1 (Enza Zaden). LED-решения позволяют выращивать на 20% растений больше на квадратном метре, что значительно повышает общий урожай. При этом растения получают больше света, не перегреваясь от избыточного тепла.

Компания Getliņi EKO (Латвия) применяет светодиодное освещение на огурце гибрида Mewa F1 (Rijk Zwaan), что позволяет получать 146 плодов с квадратного метра за 10 недель зимних месяцев. Густота стояния растений составляет 3,6шт/м 2 , урожай – более 150 кг в год. При этом время плодоношения огурца удалось продлить до 26 недель.

Есть множество примеров и в российских агрокомплексах. Так, например, компания РИАТ, расположенная в Иваново, оснастила LED-модулями городскую ферму на базе старых цехов авторемонтного завода – это позволяет выращивать овощи без доступа солнечного света. Интенсивность света составляет 305 мкмоль/м 2 /с, верхнего света – 235 мкмоль/м 2 /с, межрядного – 65 мкмоль/м 2 /с. Досветка работает на протяжении 20 часов. В результате удалось продлить период плодоношения Mewa до 38 недель. При этом длина стебля составляет более 20 метров, а густота стояния саженцев – 3,75 шт\м 2 .

Согласно докладу Департамента по экономическим и социальным вопросам ООН World Population Prospects2019, в ближайшие 30 лет население мира увеличится на 2 млрд человек, с 7,7 млрд в настоящее время до 9,7 млрд в 2050 году. Чтобы прокормить их, потребуется на 50% больше урожая, чем сегодня. При этом площадь посевных земель сокращается с ростом урбанизации, а климат на планете постепенно ухудшается. В этой связи особенно актуальным становится использование технологичных решений для агробизнеса, позволяющих максимально эффективно использовать имеющиеся площади, в том числе светодиодного освещения.

К.А. Тимирязев

В условиях жестких тенденций глобализации, открытой научно-технической конкуренции и климатических вызовов дальнейшее развитие сельского хозяйства без науки невозможно. Это касается разработки механизмов внедрения технологий по приоритетным направлениям развития: биотехнология, генное моделирование, ресурсосбережение.

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, в 2050 году сельское хозяйство в мире должно будет производить примерно на 70 % больше продовольствия, чем в настоящее время. Чтобы увеличить урожайность и качество продуктов питания также необходимо использовать цифровые интеллектуальные технологии.

Цифровые технологии сегодня позволяют аграриям вести мониторинг состояния посевов также с помощью беспилотных летательных аппаратов. Совершая полеты над полями, беспилотники, с помощью камеры и датчиков, позволяют аграриям в режиме реального времени видеть, как выглядит каждое растение, как происходит процесс созревания сельхозкультур и как изменяется цвет почвы.

Наука в античные времена. Тайны растений

Приоритетные направления в современной науке

В центре внимания, как и прежде, остаются вопросы производства зерна. Возделывание хлебных культур (пшеницы, кукурузы, риса, ячменя, ржи, овса), многих крупяных и зернобобовых культур ведется на огромных площадях, к выращиванию хлеба приковано внимание многомиллионной армии тружеников села, с его производством связывают решение множества других проблем народного хозяйства.

Ушло в прошлое то время, когда данные вопросы могли решаться в рамках чисто аграрных наук, как об этом еще не так давно твердили некоторые из агробиологов. Сейчас, когда спрос на продукты питания резко возрос, простые агротехнические приемы уже не в состоянии обеспечить нужды населения. Выход из этого положения один: углубленное изучение жизнедеятельности организмов, выяснение закономерностей, определяющих комплекс хозяйственно ценных признаков растений.

Сельскохозяйственная наука должна подняться на качественно иной уровень — стать комплексной. Деятельность специалистов одних дисциплин должна быть согласована с возможностями и планами других. Это влечет за собой повышение роли планирования предстоящих научных разработок, роли координации усилий ученых разных отраслей науки.

Жан-Жак Руссо,

французский философ эпохи Просвещения

Возрастание роли фундаментальной науки в развитии сельского хозяйства

Сегодня нас уже не может удовлетворить простое увеличение урожайности. На первый план выдвигаются проблемы качества сельскохозяйственной продукции. Важно, чтобы в единице продукции содержалось необходимое количество определенных видов молекул — белков, жиров, углеводов… Чтобы белки несли оптимальное количество аминокислот, чтобы жиры содержали полезные масла.

Постоянная борьба за источники пищи для людей и корма для скота пронизана поисками ключей к раскрытию тайн генетического шифра, молекулярного устройства различных клеточных структур и образований. Таким образом, размышления ученых над вопросом о резервах получения пищи смыкаются с усилиями сельхозпроизводителей, которые стремятся вырастить большие урожаи, придать сортам новые свойства, улучшить качество зерна.

Все это — тайны мира растений, которые продолжают интересовать и волновать человека и которые он постепенно раскрывает, опираясь на все более совершенные знания и опыт.

Оскар Уайльд

В настоящее время остаются малоизученными другие, не менее важные, факторы, определяющие возможность земледелия в этих областях, — климат и погода.

По мнению американских исследователей, там, где за год выпадает меньше 400 миллиметров осадков, земледелие абсолютно невозможно. Однако не только все земли Казахстана, Предуралья и Алтайского края, но и большинство сельскохозяйственных районов России, где выращивают яровую пшеницу, расположены в климатическом поясе с количеством осадков менее 400 мм в год. И тем не менее, там получают устойчивые и достаточно высокие урожаи зерновых культур.

Все исконно русское разведение пшеницы было основано на получении урожаев в этих условиях частых засух. Стародавние отечественные сорта пшеницы отличались своей засухоустойчивостью. Системы обработки земли предусматривали заботу о запасании влаги в почве и ее экономном расходовании. Уже в советское время научные исследования множества институтов и опытных станций были направлены на то, чтобы научиться еще лучше бороться с засухой, почти повсеместной в хлебодобывающих районах как европейской, так и азиатской России.

Много лет своей творческой жизни отдал разработке вопроса о том, как правильно обрабатывать земли в условиях засушливого климата Терентий Семенович Мальцев. Изучив различные способы возделывания почвы, лучшие сроки сева, необходимые для получения надежных урожаев, еще задолго до освоения целины Мальцев предложил проводить безотвальную обработку почвы. По его многолетним данным получалось, что только в этом случае удается в областях с засушливым климатом избежать губительного действия суховеев.

Чтобы бороться с сорняками, Мальцев применял ряд приемов. Расчет его заключался в том, чтобы ранней весной уничтожить сорняки, первыми трогающиеся в рост, прямо в поле. Лишь после этого можно было начинать сеять пшеницу по уже чистым полям.

Приемы обработки почв, предложенные Мальцевым, оказали серьезное влияние на специалистов сельского хозяйства, работавших в районах освоения целинных земель. Они дали первый мощный толчок к разработке противоэрозионных систем земледелия. Исследования ряда институтов и опытных станций дополнили выводы ученого.

УСТАМИ УЧЕНЫХ ГЛАГОЛЕТ ИСТИНА

Ученые — священники земли, нижайший Вам поклон

За благородный труд и преданность науке,

За смелый поиск в решении задач и за открытия, что кормят мир!

— Необходимо повысить престиж тружеников сельского хозяйства и поддерживать молодых специалистов, в результате чего отрасль поднимется на новый уровень. Обучение молодых кадров является важным условием роста производительности труда. Новые технологии в растениеводстве и животноводстве требуют применения самых перспективных видов техники, самых перспективных сортов растений и пород скота и птицы. Сложность современных машин не оставляет права на ошибку при подборе персонала. Производственные процессы в сельском хозяйстве, практически, рассчитаны по минутам. Отставание от графика выполнения работ и невыполнение необходимых технологических операций грозит значительными убытками хозяйству.

Предыдущее поколение работников уже уходит на заслуженный отдых, оставив нам заделы в различных областях сельскохозяйственной науки. Наша задача не упустить тот момент, когда еще остаются специалисты в своих направлениях, чтобы перенять их бесценный опыт. Если мы не успеем выполнить эту задачу, то последующим поколениям все придется начинать сначала, но мы уже отстанем навсегда.

Галина Владимировна Волкова,

гл. н.с., доктор биологических наук, г. Краснодар:

— В ФНЦБЗР уделяется большое внимание работе с молодежью. У нас существует целая программа по привлечению и созданию условий для их профессионального и личностного роста. Работать в Центре интересно и престижно.

Такое объединение усилий селекционеров, производителей подобных препаратов и производителей плодовой продукции, безусловно, будет благоприятствовать развитию современного отечественного садоводства, получению конкурентоспособной на внутреннем и международном рынках плодовой продукции. Быть активным участником этого процесса — большая удача для исследователя, а главный элемент успеха — любовь к своему делу.

— Действие адаптогенных препаратов на растения представляет значительный интерес как для ученых, так и производственников, поскольку позволяет регулировать устойчивость к абиотическим факторам и продукционный процесс садовых культур.

— Развитие сельскохозяйственной отрасли играет важнейшую роль в экономике страны. Поэтому очень важно привлекать как можно больше молодых специалистов, чтобы поддерживать и увеличивать объемы плодово-ягодной продукции, а также осваивать новые площади, закладывая промышленные сады.

На мой взгляд, привлечение юных кадров должно происходить на уровне школьного возраста, как это произошло со мной. Мой дедушка был агрономом, он закончил аграрный техникум в Харьковской области, но по специальности работать не было возможности, поэтому любимая профессия стала хобби, однако это не мешало ему проводить научные исследования, заниматься селекцией и выращивать растения для души в свободное от работы время. Начиная со школьного возраста мы с дедушкой ходили в походы, он учил меня различать лекарственные растения, рассказывал о целебных свойствах различных трав и ягодных культур. Зимой на подоконнике мы выращивали томаты, каким же счастьем это было для ребенка, получать плоды, когда за окном снег. Проходили годы, а любовь к растениям только увеличивалась. В 2021 году я закончила учебу в магистратуре в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, и теперь мы с сыном в зимний период тоже выращиваем томаты и огурцы на окошке.

На данный момент в Ботаническом саду я занимаюсь морфобиологическим изучением сортов и дикорастущих видов ежевики, пополнением коллекции, а также сортоизучением ежевики, шелковицы, малины и шиповника. Основная проблема, с которой мы сталкиваемся на таких культурах, как ежевика и шелковица — это зимостойкость. Данные культуры являются нетрадиционными для Средней полосы, однако они обладают высокоадаптивным потенциалом, что позволяет расширять их ареал произрастания.

Ежевика, как и шелковица, в большей степени, подвержена зимним повреждениям из-за иссушающих ветров. И если в случае ежевики есть возможность создания укрытия на зиму, то шелковица остается незащищенной на протяжении зимнего периода.

Еще одной проблемой является защита растений. Большинство культур, в большей или меньшей степени, повреждаются болезнями и вредителями. В питомниководстве, выращивая саженцы, разрешено использование химических средств защиты, однако при выращивании плодово-ягодной продукции необходимо максимально снизить нагрузку пестицидами, например, за счет использования биологических препаратов, обладающих антистрессовыми и фитозащитными свойствами.

Органическое земледелие с каждым годом становится популярнее. Очень надеюсь, что в ближайшем будущем мы будем получать экологически чистый урожай и сможем сохранить здоровье себе и будущему поколению.

— Каждый задумывался, кем же ему стать или какую профессию выбрать. Мы решили стать теми, кто обеспечивает качественной сельскохозяйственной продукцией полки магазинов, совмещая в себе и знания химии, биологии, физики и механики, ведь именно профессия агронома соединяет в себе данные науки. Но с этой работой приходит и большая ответственность, так как результат нашего труда прямо влияет на здоровье людей.

Данная сфера развивается с каждым днем, совершенствуются технологии, совершаются новые открытия, создаются новые сорта, формы и виды удобрений.

Поступив на данную специальность, мы решили связать свое будущее со сферой агрономии и кто-то пойдет в науку, чтобы изучать и открывать что-то новое (А.С. Волкова), а кто-то поможет нашим коллегам кормить и повышать культуру земледелия нашей страны (И.С. Петелин).

За последние годы коллекция микроорганизмов пополнена более чем 20 штаммами бактерий и грибов со свойствами стимуляции роста растений или биогербицидными, азотфиксирующей и фосфатмобилизирующей активностью, энтомоцидным и защитным действием. Созданы новые комплексные микробные препараты: тройной комплекс , циано-ризобиальный , целлюлозоразлагающий .

Считая это высказывание Луи Пастера своим жизненным кредо, Татьяна Николаевна не только не перестает учиться сама, но и передает свои знания студентам и молодым ученым. Под ее руководством защищены 3 кандидатские диссертации, в настоящее время идет подготовка двух соискателей. Одна из них — Анна Юрьевна Еговцева, которая ведет свою работу под непосредственным руководством наставника Т.Н. Мельничук. Именно Татьяне Николаевне молодой ученый, будущий кандидат наук, благодарна за все шаги в науке, за все, что умеет, чему научилась.

Исследователи многих научных центров, в том числе университета Вагенингена, изучают различные способы повышения урожайности сельхозкультур. Одна их таких возможностей – более эффективное использование света для роста растений. Оказывается, что хорошо известный, но не до конца изученный процесс фотосинтеза может стать одним из ресурсов повышения урожайности.

Анализируя имеющиеся знания о процессе фотосинтеза, селекционеры полагают, что смогут выращивать культуры, которые более эффективно будут использовать почву, воду и питательные вещества.

Растения, как известно, получают энергию от солнечного света. С ее помощью их хлоропласт превращает воду и углекислый газ в кислород и глюкозу. Собственно, глюкоза, как органическое вещество, и помогает растению развиваться. По замечанию Марка Аартса, профессора генетики растений, сам фотосинтез существует около двух миллионов лет, и, у ученых сложилось представление о том, что он полностью развит и растения используют его с максимальной для себя пользой. Оказывается, это не совсем так. Похоже, что растения реально воспринимают не более 0,5–1% доступного им солнечного света. При этом, некоторые из них, такие как, например, серая горчица (Hirschfeldia incana), используют дар солнца гораздо лучше, чем другие.

Генетическая изменчивость

Ученые обратили серьезное внимание на это явление около десяти лет тому назад. Они не только убеждались, что различные виды растений по-разному относятся к фотосинтезу, но и видели, что отдельные растения одного и того же вида отличаются друг от друга в этом отношении. В дальнейшем, используя естественные генетические вариации, для них становилось возможным существенно улучшить процесс фотосинтеза.

Такое новаторское понимание сущности природных процессов позволяет селекционерам уже сегодня выводить культуры, обеспечивающие более высокие урожаи. Ученые-экспериментаторы уверены, что смогут в будущем вывести растения, способные использовать до полутора процентов доступного им солнечного света вместо нынешних полпроцента.

Больше энергии

Пока ученые даже не знают точно всех особенностей использования солнечной энергии растениями. На нынешнем этапе исследования только подтверждено, что более высокая скорость фотосинтеза приводит к увеличению листьев и может становиться причиной развития более длинных и толстых корней или более обильного цветения.

Чтобы расширить свои знания о процессе фотосинтеза, исследователи университета Вагенингена в настоящее время работают над генетическими вариациями проса, томатов и кукурузы. Надо сказать, что уже начальный этап наблюдений значительно увеличил круг возможных представлений.

Изменить потоки света

Нидерландская организация по научным исследованиям с недавнего времени также финансирует исследования нефотохимического тушения, проводимые под руководством профессора Аартса. Организация недавно одобрила сотрудничество этой группы ученых в своей работе с коллегами из университетов Утрехта, Амстердама и США. К исследованиям буду привлечены и селекционные компании с целью изучения вопроса реакции растений на изменение условий освещения. Предстоит выявить, какие гены ответственны за восприятие растениями освещения и есть ли в этом отношении какие-либо генетические вариации. После этого участники проекта должны будут определить, как эти гены влияют на реакцию растений на различные изменения внешних условий и регулируют функцию нефотохимического тушения, не повреждая растения.

Отбирать лучшие

В России накоплен значительный опыт исследований фотосинтеза и его роли в повышении урожайности культур. Однако, российские исследователи считают, что зависимость между фотосинтезом и общей продуктивностью растительного организма и урожаем, далеко не такая простая. Вопрос о связи между фотосинтезом и урожаем растений изучал профессор А. А. Ничипорович. Основной задачей разработок в области фотосинтеза, по его мнению, является сохранение и поддержание на более высоком уровне фотосинтетической деятельности естественной растительности, максимальное повышение фотосинтетической продуктивности культурных растений.

При этом на практике важную роль играет селекционный отбор сортов сельскохозяйственных растений, характеризующихся более высокой интенсивностью световых реакций. В качестве практических мер более эффективного использования солнечной энергии предлагалось располагать растения на оптимальном расстоянии друг от друга. Ученые подчеркивали, что в изреженных посевах значительная часть света пропадет зря, а вот в загущенных растения затеняют друг друга, их стебли становятся длинными и ломкими, легко полегающими от дождя и ветра. В том и другом случае происходило снижение урожая.

Российские, голландские, американские исследователи продолжают работать над увеличением активности фотосинтетического аппарата растений. Исследователи уверены, что этот метод позволит уже в ближайшие годы не только повысить урожайность, но и выращивать безопасные и качественные зерно, овощи, фрукты и зелень.

Какому садоводу не хотелось бы получать болшой урожай? А, если собирать его ещё и как минимум дважды в сезон? От такого, пожалуй, не откажется ни один огородник. Тем более – промышленные овощеводы, которые давно и успешно использую для этого современные технологии быстрого выращивания различных культур (картофеля, огурцов, помидоров, ягод и зелени), получая при этом действительно завидный сбор.

Способы скоростного выращивания

Несмотря на то, что агрофизиками, сельскохозяйственными предприятиями, да и простыми садоводами их придумано несколько десятков, все они по большому счету сводятся к одному: максимально облегчить растению процесс получения им питательных веществ. Дело в том, что растения в течение всего периода своего роста тратят большое количество энергии на разрыхление почвы корнями и добычу в ней столь необходимых для них влаги и прочих жизненно важных элементов. То есть вся сила уходит не в рост, а в постоянную борьбу. Именно поэтому залог быстрого созревания – в устранении данных проблем.

Гидропонная технология

Новейшая технология выращивания овощей без почвы. Применяется данный метод ко всем культурам, кроме корнеплодов. Объясняется это лишь особенностями произрастания картофеля и подобных ему плодов. Огурцы же, помидоры, ягоды и зелень можно отлично выращивать с помощью гидропонной установки, которая представляет собой уникальную систему, подающую питающие вещества непосредственно к корням растений. В итоге они не тратят время и силы на поиск и переработку этих элементов, что в разы повышает их урожайность.

Есть у гидропоники и другие важные преимущества перед традиционным способом. Во-первых, круглогодичное выращивание с неизменно высоким плодоношением. Во-вторых, полное исключение опасности заражения культур различными паразитами и болезнями, что часто встречается в обычной среде.

Второй вид – вообще без платформ. Нижняя часть корней предварительно выращенной рассады опускается в питательный раствор. Верхняя опрыскивается этой же жидкостью через форсунку. Само растение удерживается за счет полистирольной крышки резервуара, имеющей небольшие отверстия с хлопковой прокладкой.

Третий вид – это усовершенствованный первый метод, когда к плавающим в питательном растворе платформам с культурами дополнительно подведен ещё и капельный полив из этого же резервуара. Разработано множество и других способов. Однако по большому счету все они идентичны и различаются друг с другом лишь нюансами.

Малообъемная технология

Малообъемное выращивание овощей – это современный, удобный и экономически очень выгодный метод быстрого получения большого урожая. Востребован он, прежде всего, при недостатке естественного грунта. Даная технология – своего рода смесь традиционного способа с гидропоникой. Только вместо почвы используются малые объемы субстрата в обязательном сочетании с капельным орошением.

Субстрат представляет собой органическую или минеральную среду, в которой располагается корневая система растений. Это может быть торф, древесная кора, опилки или перлит, вермикулит, минеральная вата. Иначе говоря, такое сырье, которое благодаря своим химическим и физическим свойствам не только не токсично, но и весьма питательно. А орошаются растения сбалансированными питательными растворами на основе обычных минеральных удобрений.

Работает технология следующим образом. Каждая грядка представляет собой автономную мини-систему, изолированную от внешней среды прочным синтетическим влагонепроницаемым материалом. Проще говоря, большой полиэтиленовый мешок, наполненный субстратом, укладывается горизонтально. В нем проделываются несколько круглых отверстий для растений. И к каждому такому пакету с помощью шлангов подводится орошение питающим раствором, которое поступает от системы автополива. Последняя, в свою очередь, имеет вид накопительной емкости.

В светлое время суток бак с помощью дозирующего клапана наполняется жидкой подкормкой. А вечером срабатывает фотоэлемент, запускающий на короткое время насос. Далее полив осуществляется самотеком до полного опустения емкости. И так цикл за циклом. Такая технология позволяет выращивать овощи и зелень круглогодично и собирать до 4-х урожаев в течение 12 месяцев.

Биоинтенсивная технология

Уникальный метод, усовершенствование которого агрофизиками, да и простыми энтузиастами продолжается до сих пор. В отличие от двух выше описанных способов скоростного выращивания овощей эта технология распространяется на абсолютно все культуры, включая корнеплоды. Более того, она применима на обычном грунте, но при этом с традиционным земледелием несравнима. Ведь для возделывания даже 20-30 грядок овощеводу необходимо приложить множество усилий: рыхление почвы, полив, прополка, борьба с вредителями и болезнями растений и прочее и прочее. Он и не представляет, что можно, оказывается, выращивать овощи и на 60-ти и даже на 100 грядках не делая при этом в течение всего сезона практически ничего! Как такое возможно?

Всё начинается с рыхления и традиционного известкования грунта. Правильное известкование почвы на глубину 90-120 см не только уничтожает сорняки и вредные микроорганизмы, но и обеспечивает проникновение воздуха и воды в грунт без ограничений. Таким образом, земля не слипается и не комкуется, оставаясь рыхлой на протяжении 5-6 лет. То есть в ближайшие годы вспахивать её уже не нужно. Это раз.

Благодаря известкованию в почву глубоко проникает влага (возможен разовый интенсивный полив), которая выходит на поверхность постепенно. Корневая система в данном случае всегда увлажнена и полив можно вообще отменить или свести его к минимуму. Это два.

Корневые гнили - бич современного земледельца, появляется абсолютная зависимость от применения постоянно дорожающих средств химической защиты растений.

-Почвенное плодородие (естественное (природное) плодородие) – один из бесплатных ресурсов природы (наравне с солнцем, дождями, воздухом), которыми мы можем пользоваться, - говорит Александр Харченко. – Второй источник ресурсов - платный: ГСМ, полив, удобрения минеральные и органические, семена, средства защиты растений и т.д. И нужно выстроить такую систему, чтобы бесплатного в урожае было больше, а платного – относительно меньше.

Нынешняя модель российского АПК уходит своими корнями к середине 1960-х, продолжает эксперт. До того времени российская аграрная наука шла по пути внедрения методов агробиологии. Но потом Никита Хрущев съездил в США и привез оттуда индустриальную интенсивную систему Нормана Борлоуга. Под нее в 60-е была создана государственная индустрия минеральных удобрений, которые в те времена стоили очень дешево. Тогда за 1 кг. зерна давали 3 кг. фосфорных удобрений, а сейчас только 200 г.

Лучший сорт или гибрид.
Максимум минеральных удобрений.
Химзащита.
По возможности полив.

Такое сочетание вначале применения дает довольно быстрый рост урожайности. Природное начало при применении высоких доз минеральных удобрений и особенно полива игнорируется. Но постепенно почвы, как показала жизнь, деградируют. Возникает зависимость агрария в применении все большего и большего количества минеральных удобрений, эффективность применения которых при биологической деградации почв неуклонно снижается. Корневые гнили – бич современного земледельца, появляется абсолютная зависимость от применения постоянно дорожающих средств химической защиты растений. К тому же, если цена на ГСМ и удобрения растет быстрее цен на зерно, рентабельность начинает стремиться к нулю.

-И мы застряли в этом круге представлений, когда пытаемся найти выход в решении насущных проблем в растениеводстве! – утверждает глава НПО Биоцентр. – Чему посвящены все наши предпосевные совещания? Тому, что будем сеять, какими дорогими семенами, по какой цене в этом сезоне селитра, дизтопливо, и хватит ли денег на гербициды и другую химию? Это тупик. Я не говорю, что модель Нормана Борлоуга плоха! Нам просто на нее перестало хватать денег. Что делать в такой ситуации? Мы стали изучать альтернативные модели земледелия,

Корневые гнили зерновых культур

Что такое токсикоз почвы? Это когда плесневые грибы захватывают почвенный горизонт, а для того, чтобы сохранить свое господство, они используют свое химическое оружие – вещества-микотоксины, которые накапливаются в почве и не дают развиваться полезным микроорганизмам, а также отравляют растения. Аграрий в последние годы часто сталкивается с проблемой, что все необходимое растениям он дал, а растения плохо растут и нет той должной отдачи от минеральных удобрений, которые он использовал.

Давая небольшое количество питательных веществ, актуальных именно для конкретной фазы, можно серьезно сэкономить на удобрениях.

Второй элемент системы – работа с пожнивными остатками. При отсутствии развитого животноводства КРС (которое, кстати, в советские годы балансировало систему Нормана Борлоуга) сейчас едва ли не единственный источник органического вещества на полях – это стерня и солома, остающиеся после уборки урожая. Но они приносят проблемы – до 75% инфекционного начала сохраняется именно на соломе. Изменить ситуацию можно: достаточно опрыскать солому специальным сложным микробным составом, и спустя некоторое время она превратится в биомассу полезных микроорганизмов. А накопленные в почве плесневые грибы уйдут – будут вытеснены полезными микробами – конкурентами.

Наконец, четвертый элемент системы — это применение технологии ноу-тилл и стрип-тилл. Сейчас существует две модели – бразильско-аргентинская (для регионов с достаточным количеством осадков) и австралийская, которую сейчас активно адаптируют в степях Канады (для регионов с недостаточным увлажнением). Причем любая из них должна быть адаптирована для конкретного региона, оговаривается Александр Харченко, поскольку просто прямой перенос этих моделей невозможен – существует много факторов, специфичных для данной местности, но главное - в условиях меняющегося климата альтернативы этой системы нет.

Есть несколько агроприемов взаимодополняющих друг друга:

Читайте также: