Биологизация земледелия. 
Микробиологическое удобрение земель

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.

Органо-биологическая система. Это направление альтернативного земледелия сравнительно молодое. Сущность системы — создание «живой и здоровой» почвы путем активизации жизнедеятельности микрофлоры. Хозяйство рассматривается как единый организм, в котором в совершенстве отлажены кругооборот и цикличность. Деятельность хозяйства базируется на принципах подражания природной экосистеме: поля долгое время под растениями, остатки растений заделываются в верхний слой почвы, в севообороте возделываются бобово-злаковые травосмеси. Разрешено применять только органические (навоз, солома, сидераты) удобрения и минеральные медленно растворимые туки (томасшлак, калийная магнезия, базальтовая пыль). Разработан специальный тест на свежесть почвы.

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.

Травопольная система. Еще в 1859 г. в работе «О разведении кормовых трав на полях» А. В. Советов писал, что многолетние травы в условиях полевого посева способствуют обеспечению скота кормами, а, следовательно, возрастает выход органических удобрений, они сохраняют силу производительности почвы, способствуют большему поступлению в почву растительных остатков; затеняя почву, заглушают сорняки; лучше используют питательные вещества из более глубоких слоев почвы.

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.

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.

Система включает:

• — 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 ресурсои 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.