Основные задачи обработки почвы при биологизации земледелия

Обновлено: 17.09.2024

В результате интенсификации сельского хозяйства удалось значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Однако одновременно с этим происходила деградация почв и агроэкосистем.

В мире появились различные концепции экологизации земледелия. Наиболее радикальные направления представлены альтернативными системами земледелия (органическими, биодинамическими, биологическими и др.).

В настоящее время существует ряд систем альтернативного земледелия.

Сэстейнинг (органическая система). Сущность ведения сельского хозяйства по этой системе состоит в полном использовании внутрихозяйственных ресурсов и создании условий для устойчивого роста производства безопасной для здоровья продукции при невысоком уровне затрат, охране окружающей среды, в первую очередь основных ее компонентов – почвы и воды.

Рекомендуется использовать навоз, компосты, костную муку, доломит, песок, мел, известь, базальтовую пыль и полевой шпат. Большое значение придают севооборотам, клеверу на зеленое удобрение. Для борьбы с вредителями применяют пиретрум, чеснок и никотин, бактериальные препараты.

Для борьбы с сорняками рекомендуются огневые и агротехнические меры, с вредителями и болезнями – предупредительные меры. Допускается применение нетоксичных препаратов – эфирных масел растений, порошков из водорослей и скальных пород, биодинамических препаратов (настой из крапивы, отвар из хвоща или полыни горькой). Допускается использование серных и медных препаратов, разрешены некоторые органические синтетические препараты (манеб, цинеб), рекомендуются растительные инсектициды (пиретрум, ротенон и никотин).

Биологическая (экологическая) система. При этой системе земледелия также резко сокращается применение минеральных туков, особенно легкорастворимых. Основной источник питания растений – органические удобрения. Свежее органическое удобрение не следует глубоко заделывать в почву, так как при преобладании анаэробных процессов возможно образование токсичных для семян и корней продуктов. До заделки в почву органические вещества следует компостировать, чтобы они проходили фазу аэробной ферментации. Рекомендуется рыхлое хранение навоза и даже поверхностное его разбрасывание.

Для устранения кислотности почв рекомендуются базальтовая пыль, размолотые водоросли. Большое значение имеет обработка почвы, повышающая ее биологическую активность. Один из элементов биологического земледелия – севооборот со щадящим режимом насыщения одними культурами и применением сидератов.

Для защиты растений рекомендуются такие же меры, как и в органо-биологической системе.

Биодинамическая система. Основы биодинамической системы оригинальны. Наряду с принципами, общими для других систем альтернативного земледелия, они отличаются рядом положений:

земледелие следует строить с учетом не только земных, но и космических ритмов, поскольку все живое – это хорошо сбалансированное целое;

использовать влияние космических и иных сил на сельскохозяйственное производство путем применения специальных биодинамических препаратов.

С помощью биодинамических методов делается попытка воссоединения земледелия с целостным ритмом земли. Обработку почвы, посевов, уход за посевами рекомендуется проводить в наиболее благоприятные периоды, наступление которых обусловлено нахождением луны в том или ином зодиакальном созвездии. Космическое влияние на растения оказывают и другие планеты.

Специальные биодинамические препараты должны придать растениям необходимые силы и активизировать определенные процессы в почве. Гумусовые препараты готовят из рогов и навоза, кремниевые – из рогов и размолотого кварца. Этим препаратам приписывают особые свойства. Широко применяют биодинамические препараты из различных растений тысячелистника, крапивы, ромашки лекарственной, одуванчика, дубовой коры, валерианы, хвоща и т.д.

ANDG-система основана на принципах экологического земледелия. В севооборотах зерновые культуры не должны превышать 70%, биологическими средствами должны обрабатывать все поля севооборотов. Цель системы – добиться максимально высокого содержания полезных веществ в продукции. Основные удобрения – сидераты, подстилочный навоз и компосты.

Многолетние травы занимают центральное место в травопольной системе земледелия, которую более полно развил и обосновал В.Р. Вильяме. Для этой системы характерно то, что исключительно важное значение придается бобовым многолетним травам, которые обогащают почву азотом, улучшают почвенную структуру.

Для достижения целей альтернативного земледелия в зависимости от специальных, почвенно-климатических и экологических условий можно реализовать следующие условия (табл. 1).

Таблица 1 – Цели альтернативного земледелия и способы их достижения

Защита окружающей среды

Уменьшение числа обработок пестицидами. Использование органических отходов. Сокращение потерь минеральных веществ при удобрении. Промежуточные культуры

Улучшение качества продукции

Повышение уровня полезных веществ. Снижение содержания вредных веществ. Уменьшение обработок пестицидам

Активизация круговорота веществ

Биологическое связывание азота. Использование органических удобрений. Использование органических отходов. Внесение Р, К, Са

Биологическое связывание азота. Удобрение соломой. Биологическая обработка почвы. Снижение уровня использования средств химизации

Повышение плодородия почвы

Биологическое связывание азота. Внесение органических удобрений. Использование органических отходов. Известкование и фосфоритование. Уменьшение числа обработок пестицидами

Отечественные ученые для совершенствования растениеводства предлагают ландшафтные системы земледелия, суть которых состоит в приспособлении всех элементов систем земледелия к особенностям агроландшафта (организация территории по контурам, естественным рубежам и т.д.), а также систему адаптивного растениеводства.

— агроэкологическую оптимизацию землеустройства и районирование сельскохозяйственных угодий;

— видовую структуру посевов сельскохозяйственных культур;

— использование высокопродуктивных сортов и гибридов, устойчивых к болезням, вредителям и неблагоприятным почвенно-климатическим условиям;

— использование почвозащитных и фитомелиоративных свойств различных видов растений;

— конструирование высокопродуктивных экологических устойчивых агроценозов и агроэкосистем;

— всемерное ресурсо- и энергосбережение.

Сбалансированные сельскохозяйственные системы. Предусматривают использование современного оборудования, сертифицированных семян, охрану и рациональное использование почв и водных ресурсов, экологически безопасное и рентабельное ведение животноводства. Основное внимание уделяется правильному выбору севооборотов, восстановлению и сохранению плодородия почвы, разнообразию культур и домашних животных, борьбе с фитопатогенными микроорганизмами, вредителями и сорняками экологичными средствами и методами.

Важнейший критерий формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия – обеспечение экологической устойчивости агроландшафтов и сопряженных с ними природных ландшафтов. При этом стратегия использования земельных ресурсов должна быть ориентирована в первую очередь на интенсификацию использования лучших земель и перевод худших пашен в лесолуговые угодья, национальные парки и т.п.

Важная особенность реконструкции российского земледелия – расширенное размещение видового и сортового ассортимента выращиваемых культур. Большое значение имеет расширение посевов многолетних трав, особенно бобовых, рапса, тритикале, восстановление льноводства в южно-таежной и северо-лесостепной зонах; расширение посевов сорго, суданской травы в сухостепной зоне; восстановление коноплеводства на основе новых сортов, не содержащих наркотических веществ, в лесостепной зоне. Весьма перспективно расширение посевов чечевицы, сои, люпина, сераделлы, козлятника, возделывание амаранта, прутняка и других ценных культур. Огромное значение имеет создание высокопродуктивных пастбищ.

В адаптивно-ландшафтном земледелии предусматривается довольно высокий уровень применения минеральных удобрений наряду с органическими, количество которых возрастает по мере развития животноводства и улучшения его размещения. Для поступления в почву азота требуется увеличение посевов бобовых культур и применение активных штаммов азотфиксаторов. Удобрения целесообразно вносить в соответствии с условиями ландшафта (форм рельефа, экспозиции и крутизны склонов, микроклимата, геохимических потоков и барьеров, свойств почв), севооборотов, обработки почвы и другими элементами агротехнологий.

Защита растений осуществляется регулированием численности вредных организмов и сорняков с учетом биоценотических взаимодействий и ландшафтных связей.

Оптимизация фитосанитарного состояния посевов достигается изменением структуры пашни, севооборотом, долей чистого пара, обработкой почвы, сроками сева и нормами высева семян, использованием экологически безопасных биологических средств и применением пестицидов по мере создания растений, устойчивых к болезням и вредителям.

Такая методология управления агроценозами открывает перспективы минимизации обработки почвы с мульчированием ее поверхности растительными остатками, обеспечивающими повышение биогенности почвы и самоулучшение ее физических свойств, что ведет к сокращению энергетических затрат.

Биологическое земледелие. Предусматривается полное использование биологических закономерностей в процессе производства полноценной и экологически безопасной растениеводческой продукции. Основой такого земледелия является организация расширенного воспроизводства гумуса как интегрального показателя постепенного плодородия почвы, влияющего на все почвенные режимы: питательный, водный, воздушный, тепловой и фитосанитарный.

Экологическая роль биологического земледелия заключается в создании зон трофического комфорта для растений, при которых исключаются стрессы у растений от недостатка или избытка питательных веществ и микроэлементов, обеспечиваются доступность элементов питания корневой системой, пролонгированное действие удобрений, блокада загрязнителей на границе почва – корневая система. При этом приоритет принадлежит севооборотам с травосмесями, органическим удобрениям, сидератам, способствующим восстановлению запасов органического вещества и улучшению агрофизических свойств почвы.

По степени экологизации выделяют следующие формы земледелия.

Экстенсивная форма. Ландшафтная организация территории отсутствует, коэффициент использования пашни менее 1. Не применяются или почти не применяются пестициды, минеральные удобрения, инокуляция семян, сидераты, орошение. Применяется ограниченная обработка почвы, в среднем на 1 га пашни вносится в год до 2 т органических удобрений.

Слабоинтенсивная форма. Ландшафтная организация территории отсутствует, коэффициент использования пашни не более 1. Органических удобрений вносят до 5 т/га, минеральных удобрений – до 100 кг/га (действующее вещество), пестицидов – до 3 кг/га (действующее вещество), орошается до 5% пашни. Обработка почвы слабоинтенсивная. Инокуляция семян применяется до 50%, площадь сидератов до 5% пашни.

Интенсивная форма. Ландшафтная организация территории отсутствует. На гектар севооборотной площади вносится до 10 т органических удобрений и более 100 кг (действующее вещество) минеральных удобрений, сидератов до 10% пашни. Пестицидов применяется более 3 кг/га (действующее вещество), орошается более 5% обрабатываемой площади. При инокуляции более 50% семян обработка почвы интенсивная, коэффициент использования пашни более 1.

Адаптивная форма. Ландшафтная организация территории отсутствует или осуществляется, коэффициент использования пашни более 1. На 1 га севооборотной площади вносится до 10 т органических удобрений и до 100 кг (действующее вещество) минеральных удобрений, орошается более 5% обрабатываемой площади. Обработка почвы адаптивно-интенсивная, инокуляция семян более 50%, площадь сидератов до 10%.

Ландшафтная форма. Организация территории ландшафтная. Коэффициент использования пашни более 1. Процент орошаемых земель к обрабатываемой площади зависит от структуры экосистем при ландшафтной организации территории. Производят параметризованную обработку почвы и подвергают инокуляции семена. Посевы сидератов составляют более 10%. На 1 га севооборотной площади вносят более 10 т органических удобрений.

Глубокие теоретические принципы биологического подхода в земледелии давно заложены в науке. Однако их реализация в рамках такой системы ведения хозяйства обусловлена множеством факторов, среди которых — климатические условия, технологический уровень развития и традиции севооборотов, характерные для той или иной страны.

Биологизация — одно из перспективных направлений в мировом земледелии. Наиболее устойчиво она проявляется в государствах, достигших высокого уровня интенсификации аграрной отрасли. В России такой подход становится все более популярным и постепенно внедряется в отечественное сельское хозяйство, однако темпы пока оказываются недостаточными.

ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

В США еще с середины 70-х годов прошлого века применяется и совершенствуется естественно-биологическая система ведения хозяйства, базирующаяся на севообороте, использовании органических удобрений, бобовых культур и сидерации. Активно пропагандируются подобные методы земледелия в Европе. Например, в Германии существует Институт биологодинамических исследований и были получены первые результаты в сфере разработки принципов оценки различных способов ведения хозяйства. В Австрии данные технологии применяют свыше 500 фермеров, а также функционирует институт, занимающийся исключительно биодинамической сельхозсистемой. Во Франции альтернативное земледелие реализуют более 6000 производителей. Изучается такой подход в Англии. В Швеции нетрадиционные системы ведения сельского хозяйства применяются более чем на 300 фермах. Альтернативные биологические схемы формируются норвежскими учеными, совершенствующими подобное направление уже около 50 лет.

Подходы к разработке биологических систем земледелия в разных странах и научных учреждениях неодинаковые. Данное обстоятельство, наряду с недостаточной изученностью вопроса, пока не позволяет систематизировать всю совокупность исследований по этой проблеме. По мнению Г. Канта, классика естественного земледелия, биологизация обладает хорошими перспективами для государств разного уровня развития. Так, в условиях высокоинтенсивного сельского хозяйства переход на преимущественно биологические методы позволяет снизить остроту экологических проблем. В экономически слабых странах овладение подобными способами ведения аграрной отрасли создает ресурсы для решения продовольственного вопроса.

БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ

Теоретические основы биологизации также заложены в российской науке. В частности, А. В. Советов, отмечая роль корреляции земледелия с животноводством, придавал большое значение естественным процессам и взаимосвязям в агросистемах, благодаря которым осуществляется воспроизводство почвенного плодородия. В работах по полевому травосеянию на базе органических связей между элементами он определил ключевые основы биологизации явлений. В конце XIX столетия А. С. Ермолов отмечал необходимость повышения уровня замкнутости внутрихозяйственного оборота в аграрных системах. Кроме того, он обосновал те направления, которые теперь называют принципами биологического земледелия.

ПОТРЕБНОСТЬ В СИСТЕМЕ

Для центральной России необходимость всесторонней биологизации сельскохозяйственной отрасли связана с рядом обстоятельств. Прежде всего, предыдущий период развития растениеводства доказал, что, хотя в нашей стране масштабы применения минеральных удобрений и пестицидов еще не достигли уровня Западной Европы и США, отрицательные последствия одностороннего и несбалансированного использования средств химизации стали очевидными. Кроме того, в современных экономических условиях земледелие в этой зоне ведется в условиях дефицита элементов минерального питания, связанного с высокой ценой на соответствующие туки, и сокращения объемов внесения органических удобрений. В связи с этим назрела необходимость перехода на биологизированные системы ведения растениеводческой отрасли, при которых могут максимально использоваться внутрихозяйственные и биологические факторы уменьшения разомкнутости круговорота веществ и энергии при выпуске соответствующей продукции. При переводе сельского хозяйства на принципы биологизации нужно решить множество вопросов, главными из которых являются воспроизводство плодородия почвы на основе преимущественного применения природных факторов, модификация системы мер по защите посевов от вредных объектов, максимальная реализация потенциала агротехнических ресурсов продуктивности и другие.

ОБОГАТИТЬ ОРГАНИКОЙ

Биологизация — ключевое выражение экологизации земледелия. Ее суть заключается в том, чтобы сократить разрыв в поступлении органического вещества в почву между природными биогеоценозами и агроценозами, в определенной мере компенсировать естественный круговорот веществ и биогенность земель, обеспечить заданный уровень биологической активности и исключить явления почвоутомления, выпахивания, накопления токсикантов. Дальнейшая оптимизация направлена на повышение экологической устойчивости и восстановление способности полей к саморегулированию с применением биологического саморыхления при минимальной и особенно нулевой обработке почвы, регулирующего влияние мульчи из растительных остатков на водный режим участков и другие процессы.

Исходная позиция биологизации земледелия — увеличение разнообразия видов и сортов растений, то есть диверсификация. Вследствие жесткой плановой системы видовой состав сельскохозяйственных культур был крайне ограничен, что сказалось на агросекторе в целом в последующее время. Необходимо расширение доли бобовых как в пашне, так и в составе сенокосно-пастбищных угодий, поскольку на первый план в рамках рассматриваемой технологии выходит использование биологического азота. Такие культуры, обогащая почву данным элементом, являются хорошими предшественниками в севооборотах, оказывают благоприятное влияние на физические свойства полей, стимулируют жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Непременное условие азотфиксации как чрезвычайно энергоемкого процесса — обогащение участков органическим веществом в качестве энергетического материала для формирования необходимых компонентов. Наряду с внесением органических удобрений и использованием соломы, важным источником подобного вещества являются сидеральные и промежуточные, то есть пожнивные и поукосные посевы.

Самой трудной задачей биологизации сельского хозяйства является уменьшение количества пестицидов в борьбе с сорняками, болезнями и вредителями. Первостепенное значение в данном отношении имеет выбор оптимальных севооборотов, на чьей основе должна строиться вся новая концепция. При этом их структура определяется в соответствии с необходимостью максимального использования возможностей растений для воспроизводства плодородия почвы. В условиях, когда снизился объем внесения техногенных средств интенсификации производства, а животноводство сократило масштабы, при формировании севооборотов требуется их насыщение бобовыми культурами, перевод побочной продукции на удобрение, заделка сидератов, благодаря которым можно преодолеть дефицит гумуса и азота.

ВЫБОР СМЕНЫ

Вопросы биологизации целесообразно рассматривать в рамках полевых севооборотов, в первую очередь зернопропашных и зернопаровых, с различным составом возделываемых культур. В этом аспекте специалистами были проанализированы возможности нескольких чередований. В зернопропашном четырехпольном севообороте с короткой ротацией смены были представлены чистым паром, озимыми, сахарной свеклой, яровыми зерновыми. Структура посевов предусматривала 50% зерновых, по 25% свеклы и чистого пара, то есть на долю последних приходилось 50%, в результате чего усиленно происходила минерализация гумуса. Следует отметить, что обычно его положительный баланс обеспечивается только при внесении в пар 30 т/га навоза, то есть 7,5 т/га севооборотной площади. Замена чистого пара в этом севообороте на сидеральный формировала бездефицитный уровень органического вещества, причем при резком сокращении энергетических затрат — в 2–3 раза. Необходимо иметь в виду, что лишь за счет запашки измельченной соломы яровых зерновых можно уменьшить минерализацию гумуса на паровом участке.

В зернопаропропашном десятипольном севообороте даже с тремя полями пропашных культур приостановить деградацию черноземов можно при наличии двух участков с многолетними травами. В рамках такой ротации предусмотрены смены: пар, озимые, сахарная свекла, яровые зерновые, картофель, однолетние травы, озимые, кукуруза, яровые зерновые, подсолнечник. Структура посевов включает по 40% зерновых и пропашных культур, 10% однолетних трав, 10% пара. В зернопаропропашном десятипольном севообороте без многолетних трав, где три поля являются пропашными, для обеспечения бездефицитного баланса гумуса нужно вносить в паровое поле не менее 60–70 т/га навоза. В таком варианте ротация включает пар, озимые, сахарную свеклу, яровые зерновые, картофель, однолетние травы, озимые пропашные, кукурузу, яровые зерновые, подсолнечник. Структура посевов состоит из 40% зерновых, 40% пропашных культур, 10% однолетних трав, 10% пара. Солому озимых в этом случае следует запахивать в поле, где будет высеваться кукуруза, причем такая операция не потребует дополнительного внесения азотных удобрений при ее выполнении.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ БАЛАНС

В зернопаровых севооборотах с высоким удельным весом зерновых большое количество органического вещества поступает в почву за счет биомассы корневой системы колосовых культур и однолетних трав. Так, в семипольном варианте может быть предусмотрена смена пара, озимых, яровых зерновых, однолетних трав, озимых, крупяных, яровых зерновых. В этом случае структура посевов состоит из 71,4% зерновых и крупяных, 13,4% однолетних трав, 13,4% пара. Замена чистого пара в таком чередовании сидератами обеспечит положительный баланс гумуса. Более того, введение многолетних трав в этом варианте позволит сохранить поле чистого пара, получить бездефицитный уровень органического вещества и повысить сбор зерна с гектара севооборотной площади.

Биологизация аналогичного севооборота за счет многолетних трав двухлетнего пользования увеличит поступление органики в почву, усилит процесс образования гумуса и обеспечит его положительный баланс. Схема предусматривает чистый пар, озимые, яровые зерновые с травами, дважды многолетние травы, озимые, зерновые и крупяные культуры. В севооборотах с более короткой ротацией восстановление почвенного плодородия возможно за счет не только применения дополнительных источников органического вещества в виде сидератов или соломы, но и возделывания многолетних трав в выводном поле, которое временно исключено из общего чередования культур и несколько лет занято одним видом.

ВАЖНЫЕ АСПЕКТЫ

Вслед за модификацией севооборотов необходимо стремиться к усилению биологического начала в других звеньях земледелия. В системе обработки почв можно взять курс на возможную минимизацию с накоплением мульчи. Факты высокой эффективности нулевых обработок связаны с ее мощным слоем, который, наряду с защитой от эрозии и сохранением влаги, обеспечивает биологическое саморыхление почвы за счет активизации микрофлоры и мезофауны.

Важность систем питания в биологизации сельского хозяйства проявляется непосредственно при внесении органических удобрений в целях повышения биологической активности полей, устранения почвоутомления, структурообразования и другого. Косвенно значимость выбранной схемы ведения хозяйства наблюдается при использовании минеральных туков через оптимизацию биологического круговорота в агроландшафтах, предотвращение истощения и деградации участков. В качестве элемента биологизации следует отметить перемещение минеральных удобрений в севооборотах под многолетние травы. В этом случае высокая окупаемость обеспечивается их урожаем, а часть питательных веществ аккумулируется в растительных остатках, количество которых возрастает. По мере их минерализации необходимые компоненты потребляются однолетними видами без традиционных потерь.

ПО ВСЕМ ФРОНТАМ

Биологизация защиты растений развивается в трех направлениях. Первое связано с разработкой приемов, нацеленных на сохранение природных энтомофагов, антагонистов и повышение их эффективности. Для этого необходимо в числе возделываемых культур иметь растения, способные поддерживать большую численность полезных насекомых, — гречиху, рапс, фацелию, люцерну, эспарцет, клевер и другие. Кроме того, нужно размещать в колках и лесных насаждениях нектароносные многолетние виды — черемуху, липу, клен, рябину, боярышник и прочие. Кроме того, важно оставлять полосы при скашивании многолетних трав, реализовывать выборочную пестицидную обработку с учетом соотношения численности фито- и энтомофагов, а также использовать пищевые аттрактанты для привлечения последних. Второе направление биометода заключается в интродукции фитофагов, а третье — в применении бактериальных, вирусных, грибковых и других биопрепаратов для уничтожения массовых вредителей и возбудителей болезней. Неотъемлемой частью интегрированных систем борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур становится применение экологически безопасных пестицидов нового поколения. Они отличаются высокой видоспецифичностью и эффективностью действия в малых дозах. Кроме того, у вредителей отсутствует иммунитет к этим веществам.

Безусловно, биологический подход в земледелии связан с достижениями биотехнологий, в том числе с созданием и применением генетически модифицированных растений. Наряду с генной инженерией, основу рассматриваемой системы составляют принципы и методы клеточного направления, когда создание новых сортов с уникальными свойствами обеспечивается сочетанием биоинженерных механизмов и традиционных способов генетики и селекции. С использованием биоподходов вытесняются химические технологии. Из множества векторов трансгенеза особое значение имеет разработка сортов культур, устойчивых к вредителям. Трансгенные растения уже принесли большую пользу в ряде стран, например в США благодаря им значительно сократились объемы внесения пестицидов. Следует отметить, что широкое распространение получило оздоровление посадочного материала методом культуры тканей. Такой способ играет важную роль в получении безвирусных клубней в семеноводстве картофеля. В целом сегодня сельхозпроизводителям доступен широкий арсенал средств для биологизации сельского хозяйства.

Агрономическая концепция интенсивного земледелия XX века, как известно, основывалась в России, впрочем, как и во всем мире, на росте объемов применения минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Постоянный агрохимический прессингспровоцировал рост целого комплекса взаимосвязанных проблем, которые могут быть объединены в две группы – это проблемы экономического и экологического характера.

Группа экологических проблем, на наш взгляд, не только тесно связана, но и во многом является первопричиной проблем, относящихся к группе проблем экономических. Ухудшение фитосанитарного состояния посевов из-за выработки резистентности патогенов к агрохимикатам, рост числа грибных, бактериальных и вирусных инфекций, снижение качества продукции, деградация почв и катастрофическое падение уровня почвенного плодородия –результатсуществовавшей в течение десятилетий парадигмы, которая на сегодняшний день продемонстрировала свою довольно низкую жизнеспособность.Для многих стало очевидным, что интенсивное земледелие подошло к той грани, когда без снижения химической нагрузки, без оптимизации структуры почвенной микрофлоры, без восстановления естественной микробиологической активности почвы дальнейшее экономически эффективное и экологически безопасное растениеводство невозможно.

Очевидным также стало и то, что наиболее экономичным и целесообразным выходом из сложившегося кризиса является внедрение программ биологизации земледелия. Однако на сегодняшний день у аграриев, как правило, отсутствует четкое понимание, что же это такое, какие аспекты включает в себя данное понятие, и каким образом системно и поэтапно должна внедряться стратегия биологизации. БИОЛОГИЗАЦИЯ – это сложное и ёмкое понятие, объединяющее целую систему взаимосвязанных организационно-технических мероприятий, направленных на грамотное использование законов природы, достижений науки, ориентированных на оздоровление почвы, снижение себестоимости и повышение качества сельхозпродукции.

Теперь подробнее о биологизированном земледелии. Биологизированное земледелие, в отличие от органического, должно, прежде всего, базироваться на глубоком знании и рациональном использовании законов природы в интересах человека, снижении энергоемкости и повышении рентабельности сельскохозяйственного производства за счет научно обоснованного применения приемов активизации жизненно важных процессов в почве и растениях, уменьшения энергозатрат и использовании с этой целью биологических средств и методов. Другими словами, основная задача биологизации – научиться продуктивно использовать бесплатный природный ресурс и увеличить эффективность использования человеческого ресурса. Важно понимать, что для применения биологических систем земледелия требуется высокая профессиональная подготовка специалистов и четкая технологичная дисциплина. Говоря о биологизации земледелия, прежде всего, следует вспомнить само понятие ЗЕМЛЕДЕЛИЕ. Что же это такое?

ЗЕМЛЕДЕЛИЕ – это наука о максимально рациональном использовании земли для достижения наиболее высокой урожайности сельскохозяйственных культур при наименьших затратах труда и средств, а также при непрерывном повышении плодородия почвы.

В свою очередь ПЛОДОРОДИЕ — это способность почвы удовлетворять потребность растений во всех необходимых им условиях (элементах питания, воде, воздухе, тепле) для их нормального роста и развития.

Поскольку биологизация должна быть основана на глубоком знании и рациональном использовании законов природы в интересах человека, то, следовательно, внедрение биологизированной системы земледелия должно строго базироваться на тех законах, которые наукой давно и четко обозначены, но о существовании которых подавляющее большинство сельхозпроизводителей либо забывает, либо вполне осознанно предпочитает не вспоминать. Но, хотелось бы нам этого или нет, незнание и неисполнение законов не влечет за собой освобождения от ответственности и приводит неизбежно к плачевным последствиям. Позволим себе коротко напомнить основные законы земледелия и те практические выводы, которые из этих законов логически вытекают.

В настоящее время данный закон формулируют как закон минимума, максимума и оптимума, из которого следует, что наиболее высокий урожай может быть получен только при оптимальном соотношении всех факторов жизни растений. Уменьшение, как и избыток даже одного из факторов, неизбежно ведет к снижению урожайности.

Теперь пора вспомнить, что же такое система земледелия. Система земледелия – научная основа ведениясельскохозяйственного производства, которая предусматривает рациональные способы использования земли и повышения почвенного плодородия. Исторический обзор существовавших ранее систем земледелия наглядно демонстрирует, что эволюция систем земледелия как раз и заключалась в совершенствовании способа восстановления и повышения человеком плодородия почвы. Решающим приемом при этом является изменение соотношения различных групп с/х культур (зерновых, технических, кормовых трав и пропашных культур). Именно активная целенаправленная деятельность человека, а не спонтанные природные процессы, способствуют в настоящее время восстановлению производственной силы земли (плодородия) и позволяет возделывать сельхозкультуры на одной и той же территории, в отличие от ранее существующих экстенсивных систем.

Именно благодаря совершенствованию систем земледелия и развитию современной агрономической науки за несколько десятилетий удалось добиться на порядок более высокой урожайности сельхозкультур по сравнению с еще относительно недавним прошлым.

Так, учеными Ставропольского НИИСХ в 60-е годы была разработана и внедрена система сухого земледелия, позволившая стабилизировать производство и повысить урожайность культур в засушливой зоне края. Разработана, но, к сожалению, слабо внедрена в производство система адаптивно-ландшафтного земледелия; в настоящее время ведётся работа над адаптацией к условиям региона системы нулевой обработки почвы.

Какие же основные структурные компоненты включает в себя любая система земледелия? Как правило, выделяют шесть основных составляющих.

1.Система семеноводства.

2.Агротехническая организация территории хозяйства и система севооборотов.

3.Система обработки почвы, система земледельческих машин.

4.Система удобрений.

5.Система мероприятий по борьбе с сорняками, болезнями и вредителями сельхоз — культур.

6. Система мелиоративных мероприятий и мероприятия по защите почвы от водной и ветровой эрозии.

Таким образом, исходя из первого закона земледелия, в идеале, биологизация должна осуществляться комплексно и затрагивать все основные структурные компоненты системы земледелия.

Первым важнейшим условием повышения эффективности земледелияи его биологизации является хорошо развитая и правильно организованная система семеноводства. Актуальность данного вопроса определяется многократным усилением в настоящее время значения роли сорта и качественных семян в формировании высокого урожая.

Организация семеноводства должна предусматривать:

подбор сортов и гибридов, обеспечивающих наибольшую технологическую и экономическую эффективность производства;
учет особенностей технологии возделывания культур на семена;
сортовой и семенной контроль;
правильное хранение и подготовку семян к посеву.

Подбор специалистами посевного материала должен осуществляться тщательно на основе серьезного научного подхода, предусматривающего учет хозяйственно-биологических особенностей генотипов различного эколого-географического происхождения, структуры и особенностей конкретного севооборота. Однако зачастую, этот процесс происходит стихийно, при отсутствии последовательного и всестороннего анализа.

Биологизация системы севооборотов состоит

в оптимизации севооборотов с учетом почвенно-климатических условий и характера эродированности почв;
расширении спектра возделываемых культурс целью более эффективного использования элементов питания, снижения уровня поражения растений болезнями и вредителями;
использовании многолетних трав, промежуточных посевов и сидеральных паров с целью восстановления структуры почвы и ее обогащения органическим веществом.

Биологизация системы обработки почвы и набора земледельческих машинзаключается, прежде всего, в минимализации обработки почвы. Минимализация – это правильное чередование различных способов и видов обработки, сокращение числа и глубины проводимых обработок, замена глубоких обработок мелкими и поверхностными, замена механических обработок междурядий пропашных культур и паров пестицидными, совмещение ряда технологических операций и приемов в одном процессе за счет применения агрегатов и комбинированных орудий.

Цель – максимальное сохранение почвенной влаги, высокая производительность труда, экономия сил и средств, получение высокого стабильного урожая.

Биологизация системы удобрений включает

внесение органических удобрений (навоза и препаратов на основе его переработки, совершенствование технологии использования соломы, использование сидеральных культур);
обогащение почвы биологическим азотом за счет симбиотических (инокуляция бобовых) и свободноживущих микроорганизмов (несимбиотических азотфиксаторов);
усиление подвижности элементов питания за счет внесения биоудобрений на основе живых микроорганизмов, способных переводить нерастворимые соединения элементов питания в растворимые (например, соединения фосфора и калия);
повышение эффективности усвоения основных удобрений за счет листовых обработок ростстимулирующими препаратами самой различной природы (микробиологическими, рострегулирующими, на основе макро- и микроэлементов и др.).

Основой биологизированной системы защитных мероприятий по борьбе с сорняками, болезнями и вредителями с/хкультур является интегрированная система защиты растений, которая самым тесным образом связана со всеми остальными элементами системы земледелия (севооборот, удобрения, приёмы обработки почвы и т.д.).

Под интегрированной системой защиты следует подразумевать не простое совмещение в технологии возделывания препаратов химической и биологической природы, а целый комплекс взаимосвязанных мероприятий, основными из которых являются следующие:

1- методы фитосанитарного контроля во всех звеньях агроэкосистемы (фитоэкспертиза семян и посадочного материала, оценка состояния почвенной биоты, физиологического состояния растений в период вегетации, наличие и распределение вредных и полезных организмов, пред- и послеуборочное состояние агроценозов);

2 — методы и способы профилактического воздействия на агроценозы для нейтрализации угрозы размножения и развития вредных организмов. Это мероприятия, направленные на повышение устойчивости и выносливости растений:

подбор устойчивых высокопродуктивных сортов;
выбор предшественников и пространственное размещение культур;
использование органических и минеральных удобрений;
приёмы накопления и рационального расходования влаги;
применение биологически активных веществ с целью повышения иммунного статуса растений.
мероприятия по снижению численности вредителей и инфекции патогенов растений путём прямого воздействия на вредные объекты (вспашка, лущение и т.д.);
активизация природных сообществ, контролирующих размножение вредных объектов (высев и полосное размещение нектароносов – длительно цветущих культур, как энергетический ресурс многих паразитов; рыхление почвы для повышения активности многих хищных насекомых).

3 — методы и способы применения биологических препаратов и активных средств защиты растений (пестицидов). Первые — как предупредительное мероприятие в случаях прогноза массового размножения вредителей или эпифитотий болезней, вторые -в случае распространения вредных объектов на уровне или выше экономического порога вредоносности.

Перечисленные проблемы, безусловно, являются общемировыми. А потому многие концерны, на протяжении десятилетий занимавшиеся производством исключительно химических продуктов, активно ведут создание, испытание и продажу препаратов биологической природы. Например, ключевыми участниками мирового рынка биологической обработки семян выступают такие компании, как BASF, Bayer CropScience AG (Германия), Valent Biosciences Corporation, Koppert BV (США), Syngenta (Швейцария), Italpollina SPA (Италия), ArystaLifeScienceLimited (Япония) и Novozymes(Дания).

Следовательно, все, о чем шла речь – вовсе не абстрактные научные фантазии, а идеи, подкрепленные реальным опытом, которым следует делиться, который следует перенимать, если мы хотим выйти из нынешней неблагоприятной ситуации. Служба сельхозконсультирования края не только ведет активную пропаганду идей и методов биологизации агротехнологий, но проводит серьезную работу по изучению и внедрению системы биологизации в практику сельхозпроизводства края. Наши специалисты готовы оказывать всестороннюю консультационную поддержку и всячески содействовать рядовому сельхозпроизводителю в этом нелегком, но очень важном деле.

Высоцкая И.Б.,

кандидат биологических наук.

АбалдовА.Н.,

На объем биологизированных технологий и органического земледелия приходится минимальный процент, однако уже сейчас ученые едины во мнении — преимущество этих двух технологий как для потенциального сохранения здоровья людей, так и для улучшения качества урожая, состояния почвы, борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур очевидно.

Мировой рынок органики на сегодняшний день можно считать самым динамично развивающимся направлением. Темпы развития за последние 20 лет выросли более чем в 5 раз.

В среднем, скорость прироста в год составляет 10-12%. Мировыми лидерами по использованию биологических средств защиты растений является Северная Америка (на ее долю приходится 30% от общего использования в мире биопрепаратов), на страны Европы также приходится 30% и около 40% — на остальные континенты и страны.

Страны-лидеры по площади зерновых культур, выращиваемых по стандартам organic

В пятерку лидеров входят: Австрия, Швеция, Эстония, Италия, Литва.

В зависимости от градации культур картина выглядит следующим образом.

Органическая пшеница в больших объемах выращивается в Австрии, Италии, Швеции.

Лидерами по выращиванию ячменя являются: Италия, Черногория, Австрия. Овса — Эстония, Болгария, Нидерланды, Бельгия, Эстония, Австрия.

Если посмотреть на страны-лидеры по площадям масличных культур, выращиваемых по стандартам органик, в ТОП-5 входят: Перу, Австрия, Словения, Швеция.

Лидерами по выращиванию подсолнечника являются: Босния-Герцеговина, Мексика, Германия, Польша, Того, Австрия, Германия, рапса — Казахстан, Швеция, Хорватия, Эстония, Италия.

Страны-лидеры по площадям овощных культур по стандартам organic: Люксембург, Исландия, Дания, Австрия, Канада.

На долю Люксембурга приходится почти 60% всех выращиваемых в мире органических овощных культур.

Нормативно-правовое регулирование биологической системы земледелия производства органической продукции в регионах РФ выглядит следующим образом.

Интенсивного развития производства органической продукции в Российской Федерации на сегодняшний день не наблюдается. Россия занимает 22-е место в мире по объему рынка органической продукции, 39-е место по уровню потребления органической продукции на душу населения и только 135-е место в мире по количеству производителей органической продукции.

При этом ассортимент средств защиты растений, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, неуклонно растет. За последние 15 лет количественный объем применения химических СЗР увеличился в 3,5 раза.

Фитосанитарные проблемы преследуют сельское хозяйство РФ

Несмотря на значительные успехи сельского хозяйства в России, растениеводство продолжает находиться под угрозой вызовов и первую очередь фитосанитарных.

Периодически констатируется усиление эпифитотий, массовое размножение фитофагов и сорных растений. Если все это привести в цифру, то ежегодно недобор урожая от вредных организмов составляет 200 млн. т. Отмечается загрязнение урожая микотоксинами. В пределах 20-30% прослеживается потеря качества урожая и лежкости при хранении. Стоит упомянуть и загрязнение урожая остаточными количествами пестицидов, которые сохраняются в почвах, особенно это фиксируется в случаях нарушения фитосанитарных технологий. Масштабная проблема в стране — это снижение супрессивности почвы, нарастание почвенных инфекций.

Специалисты ведут активную работу по созданию микробиологических препаратов:

секвенирование и депонирование в National Center for Biotechnology Information штаммов с фунгицидной и нематицидной активностью, перспективных для разработки на их основе новых биопрепаратов;
лабораторные образцы биопрепаратов;
лабораторные регламенты и технические условия;
регистрационные испытания биологического фунгицида комплексного действия для защиты зерновых и плодовых культур от экономически значимых болезней и т.д.

Ученые проводят работу по разработке методик лабораторного культивирования, поддержания и хранения маточных популяций энтомоакарифагов.

Важное место в своих исследованиях центр уделяет селекционной генетической защите растений, которая тоже применяется в органическом земледелии. На базе центра проводятся глубокие фундаментальные исследования изучения патосистемы. Кроме того, что сорта изучаются на предмет генетической защищенности, предлагаются различные приемы и подходы по продлению срока устойчивости сорта. В настоящее время очень активно ученые проводят наработки по изучению такого приема, как создание сорта смесевых посевов. К примеру, были проведены опыты на примере смеси сортов пшеницы с разной генетической основой. Уже доказано, что применение смесей, генетически различающихся по устойчивости сортов, позволяет снизить развитие болезни в среднем от 2 до 18 раз и получить прибавку урожая зерна от 4 до 60%.

Здоровье растений начинается со здоровой почвы

Эксперт привела в пример хозяйство в Центральном Черноземье, где на полях с выращивающимся картофелем, за сезон применялось 12 химических обработок от сорняков и вредителей. Та же ситуация и на полях с капустой, где каждые две недели проводили инсектицидную обработку. В Ростовской области в хозяйстве, специализирующемся на производстве лука, специалисты проводили 26 химических обработок за сезон. Эксперт акцентировала внимание на то, что будет с почвенной биотой, после такого количества попавшей в почву химии.

По мнению ученой, начинать надо именно с восстановления плодородия почвы, гумусового слоя. Несмотря на то, что многие хозяйства сейчас стремятся переходить на No-Till, позиционирующуюся именно как технологию, благоприятно сказывающуюся на плодородии почвы, о ее здоровье говорить рано. Уменьшение обработки почвы не снижает объемы применения химических препаратов. По словам ученой, в те же засушливые годы, когда в почве недостаточно влаги, попавший в нее гербицид сохраняется в нижних слоях в остаточном количестве в течение двух лет.

Отмечается глобальное падение почвенного иммунитета, которое отражается на всей отрасли растениеводства в целом. Ученая привела в пример хозяйство, на примере которого можно было оценить падение иммунитета у растений. Специалисты в ходе мониторинга посевных площадей на площади в 500 га обнаружили поражение пшеницы вирусными болезнями, против которых на сегодняшний день еще не создано эффективного препарата.

Увеличение показателя вредоносных вирусных заболеваний у сельскохозяйственных культур — это проблема не только южных регионов РФ, но и Сибири. Ситуация критичная и связана, прежде всего, с последействием химических средств защиты растений.

CROP PRODUCTION RUSSIA 2020: Топ стратегических трендов растениеводства (часть 2)

Основные стратегии улучшения урожайности и восстановления почвы

Главной функцией живого организма является сохранение постоянства внутренней среды. Растение будет направлять свои силы не на то, чтобы создавать клейковину, сахара, витамины, масло, а на то, чтобы вывести остатки инсектицидов. Именно поэтому, многие хозяйства стали отмечать потери качества продукции.

Немаловажной является работа селекционеров, которые должны создавать сорта, полностью соответствующие измененным климатическим условиям и адаптированные к ним. Одна из основных задач — помочь новым сортам раскрыть свой потенциал адаптивности. Вот здесь и возрастает роль биопрепаратов.

Эксперт привела в пример применение на картофеле фунгицида Максим. По словам специалиста, это довольно мягкий препарат, но даже он негативно сказался на количестве фосфора в почве. Даже проведенная обработка клубней Фитоспорином не помогла восстановить пищевой режим в почве, для восстановления ученым пришлось помимо обработки клубней провести двукратную обработку биопрепаратами.

На рынке сейчас представлено очень много стимуляторов и регуляторов роста, препараты по-своему хороши и нужды для сельхозкультур. В качестве основного преимущества живых препаратов является прямое действие на растение. Живые бактерии доставляют антибиотики, аминокислоты, витамины, то есть все биологически активные вещества прямо к растению. Помимо доставки биологический стимулятор способствует обмену веществ, повышая устойчивость самого растения к различным стресс-факторам, которое самостоятельно начинает вырабатывать всё что ему нужно для роста и развития.

Одним из основных преимуществ биопрепаратов является их работа на уровне агроценоза в почве, в растениях, в корнях и околокорневой зоне.

Эксперт выделила две основных стратегии для получения здорового урожая и улучшения состояния почвы:

начинать работу следует именно с оздоровления почвы, повышения ее биологической активности, снижения остаточного количества пестицидов;
в обязательном порядке необходимо проводить обработку семян перед посадкой.

Благодаря обработке семена будут отличаться хорошим прорастанием, активным формированием мощной и развитой корневой системы, которая, по словам эксперта, в последствии начнет питать само растение на всех стадиях его развития. Хорошо разветвленная сеть корней — это уже гарантия 30-50% успеха производственного процесса.

Ошибочным является мнение о том, что в связи со снижением дозы фунгицида с одной стороны снижается пестицидная нагрузка на культуру, но с другой — повышается резистентность патогена. Отличительной особенностью биопрепаратов является изменение биологии патогенов. Принцип работы схожий как и человека, при приеме пребиотиков, которые преобразуют патогенную микрофлору в условно-патогенную либо также как и у человека при приеме пребиотиков, они превращают патогенную микрофлору в условно-патогенный либо не патогенную микрофлору. Учеными опытным путем был доказан этот факт: после обработки Фитоспорином отмечалось прекращение образования спор возбудителями гельминтоспориоза и фузариоза, т.е. биопрепарат нарушал биологию патогена.

Читайте также: