CC BY
767
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10101 УДК 631.86; 631.871; 632.4
ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ - ЭФФЕКТИВНЫЙ ФАКТОР ОЗДОРОВЛЕНИЯ ПОЧВЫ И ИНДУКТОР ЕЁ СУПРЕССИВНОСТИ
М.С. СОКОЛОВ1, академик РАН, научный консультант (e-mail: [email protected])
Ю.Я. СПИРИДОНОВ1, академик РАН, зав. отделом (e-mail: [email protected])
А.П. ГЛИНУШКИН1, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом (e-mail: [email protected])
Е.Ю. ТОРОПОВА, доктор биологических наук, зав. лабораторией1, профессор2 (e-mail: 89139148962@ yandex.ru)
всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, вл. 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский р-н, Московская обл., 143050, Российская Федерация
2 Новосибирский государственный аграрный университет, ул. Добролюбова, 160, Новосибирск, 630039, Российская Федерация
Резюме. Обоснована необходимость увеличения использования органических удобрений как долговременного, фундаментального фактора стабилизации производства сельскохозяйственной продукции, повышения общей устойчивости агроэкосистем к различным стрессорам, а также в качестве основного средства пополнения и воспроизводства гумуса почвы и облигатного условия поддержания её здоровья. Продемонстрирована важность оздоровления почвы посредством индуцирования гумусообразования при систематическом внесении органических удобрений. Изложены основные причины дегумификации обрабатываемых почв, проанализирована полифункциональная значимость и разнообразные биотопно-экологические функции гумуса и других органических природных продуктов, их вклад в устойчивое функционирование наземно-почвенной экосистемы. Обсуждены особенности применения органических удобрений в разных системах земледелия, включая сидеральные пары, а также приёмы сохранения почвенного гумуса. Показана высокая эффективность этих удобрений в подавлении почвенных или корнеклубневых фитопатогенов, в индукции численности антагонистов и повышении супрессивности почвы. Продемонстрировано, что при повышенном содержании гумуса в почве из-за роста её супрессирующей активности допустим более высокий уровень пороговой численности фитопатогенов (порог вредоносности), не приводящий к снижению урожая культур. Обсуждаются условия и особенности эффективного применения основных видов и форм органи-ческихудобрений - соломы, корневых и пожнивных остатков, сидеральных культур, компостов, различных утилизационных удобрений - обеззараженных продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных, а также нетрадиционных органических удобрений (гуминовые кислоты, древесный уголь, малообъёмные органические и органоминеральные удобрения, торф, сапропель). Обсуждены потенциальные запасы России и питательная ценность ископаемых, агро-генных, утилизационных и биотехнологических органических удобрений. Критикуется недопустимо низкий уровень их использования в России, представлены перспективы и пути увеличения применения органических удобрений с акцентом на такие воспроизводимые, экологичные и рентабельные, как сидераты, солома, пожнивные остатки. Ключевые слова: гумус, почвенное органическое вещество, органические удобрения, ресурсы удобрений, сидераты, супрессивность, здоровье почвы, фитопатогены, гумификации, дегумификация.
Для цитирования: Органическое удобрение - эффективный фактор оздоровления почвы и индуктор её супрессив-ности/М.С. Соколов, Ю.Я. Спиридонов, А.П. Глинушкин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 1. С. 4-12.
«Внесение органических удобрений необходимо и обязательно практически во все почвы»
Д.С. Орлов [1985]
Органические удобрения необходимы для стабилизации производства сельскохозяйственной продукции и повышения общей устойчивости агроэкосистем к неблагоприятным абиотическим и биотическим стрессорам. Они служат основным источником пополнения и воспроизводства гумуса в почвах, обусловливая их потенциальное и актуальное плодородие. Гумусированные почвы отличаются лучшими физическими свойствами, благоприятными водно-воздушным, тепловым и фитосанитарным режимами, повышенной биологической активностью, устойчивостью к эрозионным процессам. Почвенно-поглощающий комплекс (ППК) гумусированных почв обладает достаточной емкостью и буферностью для поглощения тяжёлых металлов (ТМ), остатков пестицидов и токсинов биоты, препятствуя их поступлению в грунтовые воды, растения и атмосферу.
Гумус обусловливает гомеостаз между основными группами почвенной биоты: ингибиторами, конкурентами, паразитами, токсикогенными сапротрофами, гиперпаразитами, стабилизируя супрессивность почвы и поддерживая гомеостаз её основных ингредиентов [1].
В агроэкосистемах потери гумуса возрастают в следующем порядке: многолетние травы ^ зерновые культуры ^ пропашные культуры ^ чистый пар. Минерализация и потери гумуса растут в условиях техногенно-химической интенсификации земледелия, составляя в зависимости от типа почвы, зоны, севооборота до 0,5-2 т/га в год. Это означает, что убыль гумуса в почвах за 15-20 лет может достигать 1 % на равнине и 3,5 % на склоновых землях, подверженных водной и ветровой эрозии [1].
Главные причины потерь гумуса пахотными почвами:
уменьшение количества растительных остатков, поступающих в почву, при переходе от естественных к агроэкосистемам;
усиление минерализации органического вещества в результате интенсивной обработки почвы и повышения степени её аэрации;
разложение и биодеградация гумуса под влиянием физиологически кислых удобрений и активизации токсикогенной микрофлоры;
водная и ветровая эрозии.
Цель исследований - обосновать фитосанитарную роль гумуса в супрессии инокулюма почвенных фитопатогенов - возбудителей корневых гнилей зерновых злаков и других культур, а также необходимость его систематического пополнения путем внесения местных органических удобрений.
Полифункциональная роль почвенного органического вещества
В процессе биологической трансформации почвенного органического вещества образующийся
Таблица 1. Полифункциональная значимость почвенного органического Фитосанитарное состояние почвы во многом определяется содержанием в ней гумуса и других органических веществ. Согласно концепции Сибирской научной школы по защите растений гумуси-рованность почвы - ведущий фактор обеспечения равновесной численности В. sorokiniana в пределах биологического порога вредоносности(БПВ) [3-5]. Чем выше содержание гумуса в почвах, тем выше допустимый уровень популяции фитопатогена в пределах равновесной численности - величины порога вредоносности (табл. 2, 3).
Из приведенныхданных (табл. 2, 3) следует важный практический вывод: при повышении гумусности почвы допустим более высокий равновесный уровень численности патогена. Так, при содержании гумуса в южном черноземе 4,65 % установленный уровень порога вредоносности (ПВ) составил 8-10 конидий В. sorokiniana в 1 г воздушно-сухой почвы, а при 7,03 % гумуса в лугово-черноземной почве - 50 конидий, или в 5-6 раз выше. Этот феномен позволяет на супрессивных почвах
углекислый газ поступает в приземную атмосферу. лимитировать численность фитопатогена на более Процесс его ассимиляции автотрофами специфичен высоком уровне. В результате землепользователи у С3- и С4-растений. Так, у С3-растений увеличение получают возможность в большей степени насыщать
Таблица 2. Супрессивность освоенных почв Новосибирской области в отношении Bipolaris sorokiniana в зависимости от содержания гумуса [4]
вещества [2]
Функция
Основное назначение
1. Биологическая
Субстрат для микробобиоты Источник углерода и энергии
Резервуар биофильных элементов Источник и бассейн биофильных элементов
для растений и микробобиоты
Источник БАВ
Структурообразователь
Оптимизатор водно-физических свойств
Детерминатор теплового режима почвы
Ионообменник Стабилизатор кислотности Комплексообразователь
Облигатный компонент органо-минеральных соединений Иммобилизатор вредных для био-ты веществ (ТМ, радионуклидов, пестицидов, избытка минеральных удобрений)
4. Экологическая
Субстрат для продуцирования нативных ферментов и ФАВ для наземно-почвенной биоты
2. Физическая
Компонент водопрочных структурных агрегатов
Улучшитель водно-физических свойств и во-доудерживающей способности почвы Регулятор температурного режима почвы, фактор её цвета, альбедо, уровня энтальпии
3. Химическая
Фактор катионного и молекулярного обмена с ППК
Индуктор буферности почвы к изменению реакции среды
Ингредиент комплексообразования с ионами и химическими радикалами почвы Ингредиент вторичных минералов
Сорбат-детоксикант токсичных и фитотоксич-ных соединений
Стабилизатор наземно-почвенной экосистемы
Фактор стабильности, упругости и устойчивости системы «почва-растения-микроорганизмы»
Местообитание биоты почвенной экосистемы, фактор её биоразнообразия Источник и сток «парниковых» газов Донор и акцептор «парниковых» газов
5.Фитосанитарная
Супрессирующая (антипатогенная) Питательный субстрат антагонистов - супрес-
соров патогенных, условно патогенных, фито-патогенных микроорганизмов Косубстрат для микроорганизмов - трансформантов, деструкторов, минерализаторов органических поллютантов Индукция прорастания инокулюма фитопато-генов
Биотоп геобионтов
активность
Самоочищающая способность
Экссудация метаболитов растением-хозяином_
Тип почвы Гу- БПВ B. soroki- Состояние конидий В. sorokiniana, % КПВ*
мус, % niana, экз./г жизнеспособные \ деградированные
Лугово-чернозёмная Чернозём выщелоченный, серая лесная Чернозём южный солонцеватый 7-8 5-6 3,8-4,3 50-60 20-30 8-10 5 95 25 75 68 32 0,10 0,21 0,39
*КПВ - коэффициент паразитической активности возбудителя.
концентрации углекислоты в атмосфере индуцирует увеличение урожая. Подобный удобрительный эффект обусловлен увеличением чистой продуктивности фотосинтеза; поскольку органическое вещество почвы осуществляет разнообразные почвенно-экологические функции (табл. 1) [2].
севообороты восприимчивыми культурами (яровая пшеница, ячмень) без значительного снижения продуктивности агроценозов [1].
Очевидно, что содержание гумуса в пахотных почвах агроэкосистем зерновых культур, так же, как в почвах злаковых фитоценозов целинных участков,
Таблица 3. Плотность пропагул Bipolaris sorokiniana в зависимости от типа почвы и её освоенности [4]
Почва Всего пропагул, экз./г воздушно-сухой почвы Превышение порога вредоносности, раз
целина 1 освоенная почва целина 1 освоенная почва
Лугово-чернозёмная 22 130 0,4 2,4
Чернозём выщело-
ченный, серая лесная 20 165 0,4 6.6
Чернозём южный со-
лонцеватый 30 82 3,3 9,1
имеет большое влияние на допустимую (в пределах ПВ) численность фитопатогенов. По мере дегумуси-рования почвы нарушается равновесие в наземно-почвенной экосистеме, возрастает численность фитопатогенов, хронически проявляются токсикоз и «почвоутомление».
В отличие от естественных экосистем, пахотные почвы характеризуются высоким инфекционным потенциалом и повышенной агрессивностью фитопатогенов. В них постоянно скрыта угроза эпифитотий корневых гнилей зерновых культур, ризоктониоза картофеля, вилта хлопчатника, белой гнили подсолнечника и других почвенно-клубневых инфекций сельскохозяйственных культур. В пахотных почвах также выше численность и вредоносность фитофагов - проволочников, ложнопроволочников, цистоо-бразующих нематод. В них содержится огромный запас семян сорняков, отсутствующий в природных почвах.
В целом складывается впечатление, что в современном традиционном земледелии недооценивается острота проблемы непрерывного заселения почвы агроценозов вредными организмами и необходимости её оперативного оздоровления [1].
Особенности использования органического вещества
Наиболее эффективный способ нехимического оздоровления почвы - повышение ее супрессивности посредством индуцирования гумусообразования и систематического внесения органических удобрений. Использование для воспроизводства здоровья почвы преимущественно перегноя, биогумуса, компоста, сидератов и др. обосновано и апробировано многолетним опытом ведения систем органического земледелия [6]. Вносимое органическое вещество здесь наиболее полно используется и культурой, и почвенной биотой. В процессе их трансформации потери биологически значимых компонентов стремятся минимизировать. К сожалению, в отличие от минеральных туков, коэффициент использования органических удобрений пока не принято определять ни в нашей стране, ни за рубежом.
Убедительно продемонстрировано, что органические удобрения - высокоэффективное, экологичное средство подавления почвенных или корнеклубневых вредных организмов [1, 2, 5].
Они практически повсеместно доступны, сравнительно дёшевы и длительно (5-6 лет) действующие. Будучи индукторами почвенной супрессивности и устойчивого роста биопродукции, органические удобрения способствуют поддержанию в почве высокого уровня видового разнообразия [1].
Процессы превращения органических веществ в почве, их трансформация и минерализация во многом зависят от качества удобрений. В то же время, чем регулярнее их вносят в почву, тем меньшее значение имеют состав и/или форма применения. При этом для подавления некоторых вредных организмов рекомендуют только определенные виды органических удобрений. Например, против обыкновенной парши картофеля преимущественно используют перегной или компосты, против ризоктониоза картофеля -птичий помет и сидераты, против возбудителей корневых гнилей зерновых культур - бобово-злаковые сидераты и солому с перегноем [1, 4, 7].
Солому часто вносят совместно с бесподстилочным навозом, а навоз или компосты обогащают пре-
паратами антагонистов фитопатогенов (Trichoderma lignorum и др.). При этом часть содержащихся в органическом веществе водорастворимых форм азота временно иммобилизуют микроорганизмы, тем самым закрепляя их в гумусовом горизонте почвы. Более полное, равномерное использование азота органических удобрений в период вегетации благоприятно влияет и на фитосанитарное состояние посевов, и на урожайность сельскохозяйственных культур.
Для интенсификации биологического обеззараживания почвы от фитопатогенов запашку органического вещества лучше всего проводить в теплое время года, когда средняя температура воздуха превышает + 10 °С и почва достаточно влажная. Благоприятные гидротермические условия усиливают деятельность почвенных микроорганизмов-деструкторов органического вещества. В процессе разложения соломы и других послеуборочных остатков образуются этилен, аммиак, органические кислоты, фенолы, альдегиды, аминокислоты и прочие метаболиты. Многие из них, например, уксусная и коричная кислоты, фенолы токсичны не только для растений, но и для полезных микроорганизмов - антагонистов и мобилизаторов биофилов. При разложении растительных остатков в благоприятных гидротермическихусловиях образующиеся фитотоксины сравнительно быстро (в течение 8-12 дней) утрачивают свои вредные свойства, исчезая из почвы [1]. Если же органическое вещество заделывали в почву при дефиците влаги или температура была < 5-6 °С [1], то происходит его вялое плес-невение и накопление токсикогенных видов грибов, что может приводить к токсикозу почвы!
Сидераты
Зеленые удобрения и промежуточные культуры достаточно широко используют в качестве эффективного приёма пополнения и воспроизводства почвенного гумуса, а также как своеобразное биологическое средство защиты от сорняков [8, 9]. Практические преимущества сидератов особенно значимы на полях, удаленных от животноводческих ферм. Здесь дисбаланс органического вещества в почве особенно значителен. Действительно, транспортировать навоз и другие местные органические удобрения более чем на 5 км нерентабельно.
Сидераты подразделяют на самостоятельные, промежуточные и укосные (отавные). Самостоятельные (преимущественно бобовые) культуры занимают поля севооборота в течение всего или части вегетационного периода. На бедных органическим веществом дерново-подзолистых почвах их применяют в занятых парах либо самостоятельно, либо в сочетании с различными компостами и/или минеральными удобрениями [10]. Промежуточные сидеральные культуры высевают между уборкой одной культуры и посевом другой, без нарушения ротации основных культур севооборота. Пожнивные посевы используют как осенние и подзимние (посев в сентябре-октябре, запашка весной). Такую форму зеленых удобрений широко применяют при орошении в Средней Азии, во влажных условиях Черноморского побережья Кавказа и в Закавказье.
Укосные сидеральные культуры выращивают также в выводном поле (клину), а скошенную зеленую массу транспортируют на удобряемое поле и запахивают. Для этого используют, например, люпин многолетний. Его преимущество состоит в том, что
он вызревает на семена даже в северных районах Нечерноземья, в то время как семена кормового люпина завозят из южных районов. Отавное удобрение заделывают после отрастания рано скошенных бобовых культур. Его используют на легких дерново-подзолистых почвах ЕТС, в Сибири и на Дальнем Востоке [11]. В орошаемых районах Узбекистана, Казахстана, Заволжья, Закавказья в качестве отавных сидератов выращивают озимый горох, чину, кормовой горох, донник.
В степных и лесостепных районах Западной Сибири при достаточной влагообеспеченности чистый пар заменяют сидеральным. В этом случае в южной лесостепи и степи Западной Сибири накапливается больше влаги и нитратов (до 38 %), снижается засоренность (на ~ 20 %), улучшается агрегатное состояние почвы [12, 13]. В условиях Западной Сибири сидераты положительно воздействуют на фитоса-нитарное состояние почвы, снижая её заселенность Bipolaris sorokiniana, в итоге фитосанитарная ситуация после посева сидерата почти вдвое благоприятнее, чем после чистого пара [14]. В северной лесостепи на выщелоченном черноземе заделка рапсового сидерата позволила снизить заселенность почвы конидиями B. sorokiniana в 2-5 раз, а долю жизнеспособных конидий фитопатогена с 63 до 0,8 % (против 28 % в варианте с внесением 20 т/га навоза). Подобным мощным подавлением жизнеспособности В. sorokiniana не обладает ни один агротехнический прием! Антифитопатогенная эффективность сидератов оценивается в 80-99 %, при этом жизненный цикл микромицета в почве прерывается практически полностью [1].
Развитие корневых гнилей яровой пшеницы под действием органических удобрений и сидерата различается не столь резко: без удобрений - 11,7 %, при внесении 20 т/га навоза - 7,3, а при запашке донника - 6,7 % (при ПВ = 5,0 %). Биологическая эффективность однократного применения навоза составляет 38 %, запашки донника - 43 % [15]. Подобные различия в оздоровлении агроценозаобъясняются тем, что в процессе разложения зеленой массы донника выделяется много нитратов. Именно они обусловливают и жизнеспособность оставшейся популяции фитопатогена, и повышенную восприимчивость к нему яровой пшеницы. Компенсировать негативное действие избытка нитратов позволяют фосфорные удобрения. В этом случае развитие корневых гнилей не достигает ЭПВ. Биологическая эффективность донникового сидерата в снижении развития заболевания оценивается в 70-75 %, рапсового сидерата - в 60-70 %, а урожайность культуры возрастает на 23 и 50 % соответственно [14, 15].
Зеленые удобрения эффективны также против обыкновенной парши картофеля. Разложение растительных остатков сидерата (независимо от соотношения С^) изначально вызывает снижение уровня популяции фитопатогенов. При более узком соотношении &N (1:18 - 1:20) достигается лучшее очищение почвы от пропагул патогена благодаря действию механизма «прорастание - лизис».
Установлено положительное влияние запашки сидератов (рапс, чина, бобово-злаковая смесь) на развитие актиномицетов - антагонистов возбудителя обыкновенной корневой гнили. Через 15-35 дней после заделки зеленого удобрения их численность возросла в 3-4 раза, в сравнении с полем под па-
ром. Максимальный эффект наблюдали при заделке наибольшей массы бобово-злаковой смеси. Тем не менее, однократная запашка сидерата не обеспечила полного вытеснения возбудителя из почвы [1].
При выращивании ржи, овса, кукурузы, суданской травы и сорго в качестве межсезонных сидератов в течение 3-х лет после заделки их в почву, зараженную различными возбудителями корневой гнили (Fusarium oxysporum, F. sp. pisi, F. solani, Pythium ultimum, Aphanomyces euteiches), численность популяций возбудителей снизились на 30-55 %. Одновременно содержание органического вещества в почве повысилось на 1 %, возросла бактериальная популяция сапротрофов, улучшились структура, аэрация и водоудерживающая способность почвы [16].
Используемые в качестве укосных и отавных зеленых удобрений многолетние бобовые и злаковые травы оставляют после себя самое большое количество органических остатков - 4,5-6,5 т/га, в то время как после гороха и гороха с овсом величина этого показателя не превышает 1,4-1,7 т/га. При этом органическое удобрение попадает в почву в виде как зрелых растительных тканей (с более широким соотношением C:N), так и зеленых (с более узким соотношением C:N) [1].
Солома и другие послеуборочные остатки
Положительное влияние соломы на оздоровление почв от возбудителей корневых гнилей отмечено в Европе, Канаде, Австралии и других зерносеющих регионах. В Западной Сибири положительное фи-тосанитарное действие от её внесения проявляется на всех типах зональных почв. Однако наибольший эффект отмечен на выщелоченном черноземе, дерново-подзолистой и серой лесной почвах. При этом под действием органического вещества не только существенно уменьшается численность пропагул фитопатогенов, но и подавляется рост мицелия, сохранившегося на (в) растительных остатках. Их деструкция особенно губительна для популяций менее конкурентоспособных и более специализированных фитопатогенов (В. sorokiniana, Ophiobolus graminis), чем для сравнительно конкурентоспособных в отношении сапротрофов видов рода Fusarium [17, 18].
В почве зеленые остатки растений заселяются фитопатогенами интенсивнее, чем зрелые. Так, В. sorokiniana заселяет зрелую солому примерно в 3 раза слабее, чем зеленые стебли, поскольку в последнем случае создаются условия, сходные с растениями-хозяевами. Напротив, сапротрофам вегетирующие ткани практически недоступны, они относительно быстро заселяют зрелую солому. Как и в природе, основную «работу» по утилизации клетчатки и лигнина злаков осуществляют мицелиальные грибы - представители родов Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Alternaría.
Детальные исследования видового состава антагонистов-супрессоров южного чернозема Ку-лундинской степи Алтайского края показали [18], что на фоне систематического применения соломы возрастала численность антагонистов (включая и продуцентов, широко используемых в производстве Ризоплана, Бактофита, Триходермина):
бактерий Bacillus subtilis, В. polymyxa, В. macer-ans, Pseudomonas fluorescens, Ps. aeruginosa, Ps. stutseri и др.;
актиномицетов Streptomyces griseus, Str. griseo-flavus, Str. albus и др.;
Таблица 4. Влияние удобрения соломой на структуру педомикробоценоза и продуктивность яровой пшеницы [17]
Показатель Норма соломы, т/га
0 1 5 I 10*
Интенсивность дыхания почвы, мкг СО2/г/сут 1,31 1,89 3,64 / +2,8
Бактерии на МПА:
всего, тыс./г почвы 1024 1781 2247 / +2,2
в том числе антагонисты, % 5,1 7,7 12,3 /+2,4
Бактерии на КАА, тыс./г почвы 1193 2401 2983 / +2,5
Актиномицеты:
всего, тыс./г почвы 118 220 289 / +2,5
в том числе антагонисты, % 14,7 19,0 24,1 / +1, 6
Целлюлозолитики:
всего, тыс./г почвы 146 201 277 / +1,9
в том числе антагонисты, % 12,8 16,7 25,4 / +2,0
Грибы:
всего, тыс./г почвы 19,4 31,9 68,4 / +3,5
в том числе антагонисты, % 2,3 6,4 9,2 / +4,0
В. 80Г0к1п1апа, конидий/г почвы 70 ±5 36 ±4 29 ± 4 / -2,4
Индекс развития патогена, % 11,9 6,4 3,4 / -3,5
Зерновая продуктивность, % 100 109 129 / +1,3
*в числителе - абсолютное значение; в знаменателе - отклонение от контроля, ± раз
грибов Trichoderma viride (Т. lignorum), Penicillium purpurogenum и др.
При удобрении соломой с компенсирующей дозой азота (8-10 кг/га д.в.) на выщелоченном черноземе Западной Сибири количество актиномицетов возрастало в 2,5 раза, целлюлозолитиков - в 1,9, грибов - в 3,5 раза [1, 18], а численность антагонистов при этом увеличивалась в 1,6-2-4 раза (табл. 4). Жизнеспособность популяции конидий В. sorokinianaуменьшалась опережающими темпами, по сравнению с общей их численностью (в расчете на 1 г воздушно-сухой почвы): при одноразовом внесении 10 т/га соломы -соответственно в 3,1 и 2,4 раза. В итоге развитие корневых гнилей уменьшилось в 3,5 раза, а урожайность зерна пшеницы возросла на 28,9 % [1].
На сегодняшний день для многих хозяйств наиболее доступное органическое удобрение - пожнивные и растительные остатки [19]. При ресурсосберегающей технологии возделывания культур (mini-till) на поверхности почвы формируется мощный слой мульчи. Он обеспечивает защиту почвы от деградации, но в то же время служит, по сути, резерватором инокулюма фитопатогенов. В их числе возбудители фузариозов, септориозов, гельминтоспориозов, а также бактериозов. Радикальное средство их сдерживания - обработка стерни биопрепаратами триходермы в чистом виде, либо совместно с КАС (карбамидо-аммиачная селитра). При этом в опыте сохранялось 10-12 % неразложившихся растительных остатков, в контроле - 30-35 %.
Таким образом, при выращивании зерновых колосовых культур по технологии mini-till необходимо: при мульчировании измельчать и равномерно распределять солому по полю, при температуре выше 10 °С заделывать её и растительные остатки, по возможности, во влажную (> 60 % ПВ) почву, одновременно с запашкой обрабатывать солому и стерню препаратами триходермы (в смеси с КАС или мочевиной). Это значительно ускоряет разложение органического вещества и снижает уровень его заселенности фитопатогенами.
Навоз, помёт
Известно, что внесение 10 т/га навоза эквивалентно ~1 т гумуса. Кроме углерода 1 т подстилочного навоза содержит 4-6 кг общего азота (в том числе 1,5-2 кг аммонийного), 2-4 кг фосфора, 5-6 кг калия.
Полагают [20], что систематическое, ежегодное применение 6-7 т/га перегноя, или 14-18 т/га навоза обеспечивают бездефицитный баланс почвенного гумуса.
Традиционные органические удобрения, будучи доступными, сравнительно дешевыми и долговременно действующими (5-6 лет), поддерживают высокий уровень видового разнообразия и обилия почвенных антагонистов-супрессоров. Они незаменимы как биологический способ борьбы не только с фитопатогенами, но и с некоторыми фитофагами. Например, органические удобрения стимулируют развитие энтомофагов - хищных врагов членистоногих. Согласно [21], внесение 10 т/га перегноя-сыпца под кукурузу снижает поврежденность семян и выпадение всходов от проволочников с 32 % до 19 % (в 1,7 раза). Уменьшение вредоносности проволочников сопровождается усилением активности их энтомофагов - хищных жужелиц [1]. Практически повсеместный недостаток применения традиционных органических удобрений - вероятность роста засоренности посевов, особенно в овощеводстве. Семена сорняков, пройдя через желудочно-кишечный тракт домашних животных, сохраняют свою жизнеспособность. Засоренность навоза и перегноя зачастую возрастает при нарушениях технологии их хранения и использования. Поэтому некоторые землепользователи рассматривают навоз как резервуар семян сорняков и отказываются от его внесения. О заселении органических удобрений санитарно-показательными микроорганизмами (патогенными и условно патогенными для человека и домашних животных) сообщалось ранее [3, 22]. На сегодняшний день по санитарно-гигиеническим соображениям свежий навоз категорически запрещено использовать в качестве удобрения. В отходах животноводческих комплексов содержится до 50 разновидностей гельминтов, присутствуют патогенные бактерии, грибы, простейшие и др. Максимальное содержание макро-и микропаразитов в этом удобрении отмечается в осенний период [23].
Полагают [24], что из-за богатства свежего навоза растворимыми соединениями азота он так же действует на растение, как и минеральные удобрения: вызывает усиленный рост листьев и стеблей, например, ботвы у картофеля и корнеплодов. Это,
как правило, не коррелирует с увеличением продуктивной части урожая. К тому же удобренные свежим навозом посевы становятся более чувствительными к болезням и вредителям.Внесение свежего навоза нецелесообразно еще и потому, что в почве он ускоренно разлагается, вследствие чего его последействие резко снижается. Есть и другие причины, из-за которых необходима специальная подготовка и переработка свежего навоза в биогумус или ком-посты [з, 25].
Несмотря на важность ископаемых и агрогенных ресурсов, навоз и помет продолжают оставаться важным источником сырья для производства полноценных, экологичных органических удобрений. В их общем объеме подстилочный навоз и компосты (на основе навоза) составляют сегодня около 80 % [26].
Нетрадиционные органические удобрения
Гуминовые кислоты - это совокупность тёмноо-крашенных веществ почвы, содержащих карбоксильные и гидроксильные группы, азот, редуцирующие сахара и ароматические ядра [27]. Подобные соединения обнаруживают в океанах, пресных водоёмах, ископаемом топливе (нефть, каменный уголь, торф). Они образуются в результате гумификации - химических и биологических процессов превращения животных и растительных тканей в гумус. Гуминовые кислоты используют в качестве почвоулучшителей, биокатализаторов и РРР. Они снабжают растения и почву питательными веществами, витаминами и микроэлементами, улучшают её физико-химические свойства [28]. В отличие от других органических материалов (гуматов, фульвокислот), именно очищенные гуминовые кислоты характеризуются наивысшей биологической активностью. Гуматы в биосфере выполняют разносторонние функции: аккумулятивные, регуляторные, протекторные, физиологические [20]. Хотя со временем они разлагаются практически полностью, однако действуют в течение длительного времени, сохраняясь в почвенном профиле, как полагают [20], сотни и даже тысячи лет!
Гуминовые кислоты индуцируют фитоиммуннитет (к возбудителям болезней и некоторым вредителям), оказывают полифункциональное действие на растения и микроорганизмы:
стимулируют выработку растениями ферментов; служат катализатором многих биологических процессов;
стимулируют рост и распространение в почве полезных микроорганизмов;
стимулируют рост и интенсивность дыхания корневой системы;
улучшают потребление растением питательных веществ;
способствуют образованию хлорофилла, сахаров и аминокислот;
увеличивают содержание витаминов и минеральных веществ;
вызывают утолщение клеточных оболочек плодов, увеличивая тем самым сроки хранения, повышают их качество и питательную ценность;
увеличивают полевую всхожесть и жизнеспособность семян;
стимулируют формирование биомассы и сухого вещества, интенсифицируют процесс деления клеток растения [29].
Почвы с высоким содержанием гуминовых кислот
характеризуются низкой степенью выщелачивания нитратов и оптимальным коэффициентом использования биофильных элементов. Удобренные гумино-выми кислотами почвы предотвращают загрязнение грунтовых вод нитратами и остатками пестицидов. Они противодействуют чрезмерному засолению почв при внесении водорастворимых минеральных удобрений, а также нейтрализуют токсичное действие иона аммония на молодые растения. Препараты гуминовых кислот рекомендованы в качестве средства борьбы с эрозией, поскольку формируют коллоидную фракцию почвы, оптимизирующую разрастание корневой системы. По некоторым данным гуматы подавляют ряд болезней зерновых культур и кукурузы, а также повышают их урожай [30].
Результаты исследований в Республиках Татарстан и Башкортостан, Оренбургской, Самарской, Челябинской, Костромской, Кемеровской, Ростовской и Новгородской областях показали высокую эффективность гуматов на многих сельскохозяйственных культурах: при инкрустации семян и некорневой обработке вегетирующих растений, при совместном внесении с гербицидами, в качестве антистрессоров растений и стимуляторов развития полезных почвенных микроорганизмов. В урожае обработанных растений увеличивалась масса 1000 зерен, повышалось содержание сырого протеина и клейковины. Согласно данным ГСАС «Новгородская» применение гуматов повышало урожайность зерна - на 2,1-2,8 ц/га, льноволокна - на 0,7 ц/га, картофеля - на 35 ц/га, капусты - на 41 ц/га [31, 32, 33, 34].
Древесный уголь (подобные компоненты). Полагают [35, 36, 37], что внесённый в почву древесный уголь снижает экологический прессинг (впитывая в себя токсичные компоненты), катализирует активность биоты (возможно косвенно благодаря снятию экологической напряженности) гумусового горизонта. Получают его путем декарбонизации древесины - медленного, «холодного» сжигания при ограниченном доступе кислорода. Произведенный таким образом уголь (в том числе, при переработке отходов агро- и лесопромышленного производства) возможно будет приносить полезное действие благодаря своим свойствам. Он химически инертен, может длительно сохраняться в почве не разлагаясь; обладает высокой абсорбцией в отношении водорастворимых и летучих биофильных веществ и ряда токсикантов; характеризуется высокой пористостью и вследствие этого огромной поглощающей поверхностью; посредством свободноживущих азотфикса-торов (заселяющих уголь) переводит азот (воздуха) в доступные растению формы; выступает своеобразным регулятором влажности почвы - в дождливый период активно поглощает влагу, в засуху отдаёт её; возможно будет угнетать развитие фитонематод и некоторых вредных насекомых (личинок жуков-щелкунов и др.); улучшать структуру почвы, увеличивать её воздухо- и водопроницаемость, повышать влагоёмкость и содержание питательных веществ, а также в целом плодородие; замедлять эмиссию диоксида углерода в приземную атмосферу; выводить из почвенного раствора остатки пестицидов и других токсикантов (в том числе благоприятное воздействие на развитие полезных микроорганизмов); повышать полевую всхожесть семян из-за более быстрого прогрева почвы; оказывать регуляционное воздействие на рН среды почвы и др.
При сжигании древесины при 400-500 °С её смолы не сгорают, а твердеют, покрывая тонким слоем поверхность порового пространства. Смолы обладают высокой способностью к ионному обмену. Сорбированные углем ионы не вымывается даже дождями, но доступны корням растений и гифам микромицетов. Содержащийся в дождевой воде азот, поглощённый углем, в дальнейшем усваивается растениями. Поскольку древесный уголь в почве длительное время не разлагается, то акцептированный им С-СО2 атмосферы помогает решать проблему глобального потепления. Этот процесс может идти по нарастающей: больше древесного угля ^ больше растительности ^ еще больше древесного угля ^ еще больше растительности и так далее!
В ЛПХ для достижения реального эффекта оздоровления почвы теплиц используют золу и уголь древесный как удобрение (до 30-40 % от объема пахотного слоя с оптимальной фракцией сорбента 10-40 мм) 1 раз в течение 3 лет. Угольная пыль лишена подобного эффекта, а при использовании более крупной фракции он наступит лишь через длительное время. Поэтому социальные коммуникации нужно подпитывать не советами «бывалых», а конкретными рекомендациями проработанными наукой в фундаментальном и научно практическом аспектах.
Таким образом, внесение древесного угля позволяет создавать здоровые, плодородные почвы и лечить деградированные.
Потенциальные ресурсы органических удобрений и перспективы использования
Поскольку систематическое внесение органических удобрений создает предпосылки для долговременного улучшения фитосанитарного состояния агроэкосистем в отношении всего комплекса вредных корне-клубневых организмов, необходимо корректно учитывать экологические и экономические последствия их применения. Огромные сырьевые ресурсы органических удобрений по своему происхождению, составу и характеристикам можно разделить на несколько технологических групп: ископаемые - торф, сапропель; утилизационные - отходы животноводческих ферм, птицефабрик, промышленно-бытовых предприятий, муниципалитетов; агрогенные - все виды нетоварной части растительной продукции, корневые и пожнивные остатки; биотехнологические - вермикомпост.
Из приведенных данных (табл. 5) очевидно, что акцент, в первую очередь, должен быть сделан на
воспроизводимые удобрения агрогенного происхождения - сидераты, солому, пожнивные остатки. По сравнению с другими видами органического вещества, они имеют такие несомненные преимущества, как фитомелиоративная роль, высокая скорость воспроизводства, неисчерпаемость, относительно низкие энерго- и трудозатраты на производство и заделку в почву и, наконец, экологическая безопасность, возможность равномерного распределения по площади пашни, безопасность при передозировках. В процессе вегетации сидераты связывают биофилы (предохраняя их от потерь), элиминируют фитопа-тогены, подавляют сорняки и некоторые виды фитофагов. Подчеркнём также, что фитомасса люпина и донника накапливает на каждом гектаре до 500 кг легкодоступных элементов питания ^РК) [3].
Однако получение высокого урожая сидератов, соломы и других растительных остатков предполагает, в свою очередь, предварительное внесение минеральных удобрений под эти культуры. Следовательно, сами сидераты - это, в какой-то мере продукт, аккумулирующий ранее внесенные удобрения, а в конечном итоге - пролонгированное органоми-неральное удобрение. С ним в почву поступает до 30-40 % питательных веществ от их оптимального содержания. Прибавка урожая от 1 т этих удобрений колеблется в пределах 50-150 зерн.ед./га.
Мы предполагаем, что к 2020 г. рост потребности в малообъемных органических и органоминеральных удобрениях может вырасти в десятки раз (с учетом экспортоориентированного производства). Их применение имеет тенденции и перспективы обеспечения рентабельного производства.
На сегодняшний день в стране производят более 1000 видов питательных грунтов (многие из них зарегистрированы в ежегодно обновляемом Минсель-хозом России «Списке пестицидов и агрохимика-тов....»). Рынок этого вида удобрений, по прогнозам экспертов, будет расширяться как по номенклатуре, так и по объемам. Однако его развитие сдерживают высокие затраты ручного труда и отсутствие экологической сертификации почвосубстрата.
К сожалению, масштабы применения органических удобрений в России за последнюю четверть века не только не растут, но и, напротив, существенно уменьшились. Их внесение сократилось в 6 раз - с 389 млн т (1990 г.) до 62 млн т (2015 г.) [26, 38]. Внесение органического веществ в рас-
Таблица 5. Запасы сырья и объем применения органических удобрений в Российской Федерации, 2001-2007 гг. [3]
Технологическая группа Потенциальные запасы, объемы накоплений Объемы применения органических удобрений
млн т содержание, тыс. т млн т содержание, тыс. т
С I N I Р К С N Р К
Ископаемые:
торф 1,9105 1,2108 1,4-106 1,3-105 9,3104 2,0 1240 14,6 1,4 1,0
сапропели 9,1103 1,5107 3,8105 6,4 104 4,6 104 0,8 128 3,4 0,6 0,4
Агрогенные:
солома 100 7,6104 5 0 0 2 00 800 5,0 3800 25 10 40
корне-пожнивные остатки 1354 2,7105 1,61 04 3562 9480 — - - - —
сидераты 785 1,1-105 5 4 85 1 099 3140 77 1,1-104 539 108 308
сенокосы и пастбища 1100 2,3105 1,41 04 3 0 00 8000 - - - - —
Утилизационные:
навоз и помет 397 7,9104 1 98 5 9 95 1985 193 3,9104 966 480 966
промышленно-бытовые отходы
(ОСВ, ТБО) 350 8,4104 5250 4200 3500 1,0 242 15 12 10
Биотехнологические: компосты — _ _ _ — 23 4800 138 69 106
Итого 1,4108 1,8106 2,1105 1,7105 5,5104 1,7-103 0,7103 1,4 103
чете на 1 га пашни за этот период снизилось почти в 3 раза - с 3,5 до 1,3 т/га! В 2015 г. органические удобрения применяли всего на 8,2 % посевов, в то время как минеральные - на 47 %. Подлежащие утилизации ежегодные запасы только навоза и помета оцениваются в ~ 400 млн т (см. табл. 5). Полное их использование позволило бы удобрять всю пашню в дозе ~5,0 т/га, а с учётом промышленно-бытовых органических отходов ~ 10 т/га, то есть значительно больше, чем в 1990 г.!
Сегодня необходимость и актуальность использования именно органических удобрений переосмысливается. Это объяснимо двумя причинами. Первая -настоятельная необходимость обезвреживания и утилизации органических отходов (сельскохозяйственных, промышленных, коммунальных), обусловленная законодательными требованиями экологической безопасности. Вторая - недоступность для большинства землепользователей отечественных минеральных удобрений из-за их дороговизны [26].
Заключение. Органические удобрения - долговременный, фундаментальный фактор стабилизации производства сельскохозяйственной продукции. Они повышают общую устойчивость агроэкосистем к различным стрессорам и служат эффективным средством оздоровления почвы. Будучи основным источником воспроизводства гумуса, эти удобрения обусловливают плодородие и здоровье почв агросфе-ры. Отечественное сельское хозяйство располагает большими возможностями для резкого увеличения производства современных, высокоэффективных, экологичных органических удобрений различных видов и форм. Основной, наиболее перспективный и доступный резерв поступления в почву свежего органического вещества — солома, корневые и пожнивные остатки, сидеральные культуры, обеззараженные продукты жизнедеятельности сельскохозяйственных животных, а также древесный уголь.
Вспашка почвы на протяжении многих столетий привела к ухудшению, а местами даже к полной утрате её качества: почва деградировала, из-за ухудшения её структуры снизились влагоёмкость и поглощение элементов питания. Многие почвы загрязнены, в них нарушено оптимальное соотношение воды и воздуха, они обеднены полезной биотой, подвержены эрозии. Дегумусирование наших почв пока ещё не приняло необратимый характер, хотя масштабы его впечатляют: этому процессу подвержены 95 млн га сельскохозяйственных земель, причём преимущественно пахотных угодий!
В то же время в результате систематического, научно обоснованного применения различных органических удобрений на угодьях с деградированным, дегумусированным почвенным покровом через определённое время удаётся сформировать плодородную и здоровую почву. Систематическое удобрение различными органическими продуктами позволяет за короткие сроки «вылечить» почву, существенно улучшить показатели её плодородия и здоровья. Природные, а также некоторые обрабатываемые почвы обладает уникальным механизмом саморегуляции и оптимизации фитосанитарного и питательного режимов. Это обеспечивает снижение потерь и устойчивое производство продукции, оптимальной по величине и качеству.
Таким образом, благодаря полифункциональному действию органических удобрения на агроценоз их систематическое производство и применение -важнейший фактор биологизации земледелия и пу-рификации компонентов экосферы. Важна их роль в элиминировании и/или стабилизации развития возбудителей почвенных(корне-клубневых)болезней, в сдерживании вредоносности ряда фитофагов, в снижении засорённости посевов. Очевидно, пришло время всерьёз заняться гумификацией наших почв!
Литература.
1. Агротехнический метод защиты растений. Учебное пособие / В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Ю.И. Чулкин и др. / под редакцией А.Н. Каштанова. М.: ИВЦ «МАРКЕТИНГ», 2000. 336 с.
2. Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 238 с.
3. Глинушкин А.П., Соколов М.С., Торопова Е.Ю. Фитосанитарные и гигиенические требования к здоровой почве. М.: Агрорус, 2016. 288 с.
4. Торопова Е.Ю., Соколов М.С., Глинушкин А.П. Индукция супресивности почвы - важнейший фактор лимитирования вредоносности корневых инфкций //Агрохимия. 2016. № 8. С. 44-55.
5. Факторы индукции супрессивности почвы / Е.Ю. Торопова, О.А. Казакова, М.П. Селюк и др. // Агрохимия. 2017. № 4. С. 58-71.
6. Важнейшие экосистемные функции почвы агросферы и социосферы/М.С. Соколов, А.М. Семёнов, Ю.Я. Спиридонов и др.// Защита зерновых культур от болезней, вредителей, сорняков: достижения и проблемы: мат-лы Международной научно-практической конференции. Б. Вяземы: ВНИИФ, 2016. С. 207-227.
7. Шалдяева Е.М., Пилипова Ю.В., Коняева Н.М. Мониторингризоктониоза в агроэкосистемах картофеля Западной Сибири / под ред. В.А. Чулкиной. Новосибирск: изд-во СО РАСХН, 2006. 196 с.
8. Коршунов А.В., Лысенко Ю.Н., Лысенко Н.Ю. Мелкотоварное картофелеводство: синергетический эффект промежуточных сидеральных культур в севообороте и бессменной посадке, удобрений и сортов //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 8. С. 28-33.
9. Айдиев А.Я., Лазарев В.И., Котельникова М.Н. Совершенствование технологий возделывания озимой пшеницы в условиях Курской области //Земледелие. 2017. № 1. С. 37-39.
10. Дзюин А.Г., Дзюин Г.П. Агрохимическое состояние дерново-подзолистой почвы при использовании навоза, сидератов и соломы совместно с минеральными удобрениями//Владимирский земледелец. 2016. № 4 (78). С. 6-11.
11. Ермакова Л.И., Новиков М.Н. Продуктивность биологизированной системы удобрения в полевом севообороте на легких почвах// Владимирский земледелец. 2017. № 2 (80). С. 15-16.
12. Морковкин Г.Г., Дёмина И.В. К оценке влияния сидератов и залежи на изменение плодородия чернозёмов выщелоченных в условиях умеренно засушливой и колочной степи Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2011. № 11 (85). С. 18-22.
13. Дрючин С.С., Чибис В.В. Эффективность полевых севооборотов в зависимости от применения средств интенсификации и биологизации в южной лесостепи Западной Сибири // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2011. № 4 (78). С. 14-16.
14. Захаров А.Ф., Торопова Е.Ю. Влияние зерновых и паровых предшественников на фитосанитарное состояние и урожайность яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2007. № 8. С.11-14.
15. Плахотнюк В.Е. Влияние органических и минеральных удобрений на снижение поражённости пшеницы корневой гнилью //Научно-техн. бюл. СибНИИхимизации сельск. хоз-ва. 1974. Вып. 12. С. 51-56.
16. Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я., Чулкина В.А. Эпифитотиологические основы систем защиты растений / под ред. В.А. Чул-киной. Новосибирск. Изд-во Максачук Н.Л., 2002. 579 с.
17. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков в Сибири / Новосибирск. Наука. Сиб. Отд. 1985. 190 с.
18. Павлова О.И. Супрессивность почв и ее регулирование / Защита сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей в Сибири: сб. научн. тр. РАСХН. Сиб. отд. СибНИИЗХим. Новосибирск: РПО СО ВАСХНИЛ, 1992. С. 23-34.
19. Абеленцев В. Пожнивные остатки: правила утилизации //Защита растений. 2015. № 8. С. 10.
20. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. 376 с.
21. Основные элементы системы защиты кукурузы при современной технологии возделывания / П.И. Сусидко, Г.В. Гри-сенко, В.Н. Писаренко и др. // Защита растений. 1982. № 4. С. 13-15.
22. Соколов М.С., Соколов Д.М. Санитарно-бактериологическая оценка почвы и органических удобрений // Агрохимия. 2014. № 5. С. 3-19.
23. Кутровский В.Н., Сидоренко О.Д. Биоконверсия отходов агропромышленного комплекса. М.: НИИСХЦРНЧ, 2009. 160 с.
24. Онегов А. Древнее искусство - органическое земледелие // Наука и жизнь. 2001. № 10. С. 105-109.
25. Чекмарев П.А., Родионов В.Я., Лукин С.В. Опыт использования органических удобрений в Белгородской области // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 2. С. 3-4.
26. Кудеяров В.Н., Соколов М.С., Глинушкин А.П. Современное состояние почв агроценозов России, меры по их оздоровлению и рациональному использованию //Агрохимия. 2017. № 6. С. 3-11.
27. Снакин В.В. Глобальные экологические процессы и эволюция биосферы. М.: Academia. 2013. 784 с.
28. Влияние гуминовых препаратов на структурное состояние и биологическую активность чернозема обыкновенного карбонатного / В.А. Лыхман, О.С. Безуглова, А.В. Горовцов и др.// Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 2. С. 16-20.
29. Глинушкин А.П. Пшеница и хлеб: агроэкологическая и технологическая эффективность защиты яровой пшеницы в условиях степной зоны Южного Урала: монография. Саратов: ИЦ «Наука», 2009. 198 с.
30. Анализ использования удобрений при производстве зерновых культур: динамика, структура, проблемы/Г.В. Петрова,
B.Н. Сухарева, О.В. Павленко и др.// Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. Т. 4. № 32-1.
C. 271-273.
31. Чуманова Н.Н., Егушова Е.А. Урожайность и качество зерна овса при использовании гуминовых препаратов в лесостепи Кемеровской области // Земледелие. 2016. № 3. С. 32-34.
32. Применение гуминового препарата bio-дон на посевах озимой пшеницы/Е.А. Полиенко, О.С. Безуглова, А.В. Горовцов и др.//Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 2. С. 24-28.
33. Петрова Г.В. Эффективность использования вермикомпоста в качестве почвоулучшателя тепличных почвогрунтов и рассадной почвосмеси//Бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института агрохимии им. Д.Н. Прянишникова. 2001. № 114. С. 144.
34. Кузнецов В.И., Шаяхметов И.Т. Мощный резерв повышения урожайности и качества продукции // Агрохимический вестник. 2007. № 2. С. 2-5.
35. Мухин В.М. Разработка технологии получения активных углей «комбисорб» и изучение эффективности их применения в комбикормах, контаминированных ксенобиотиками (микотоксинами и пестицидами) // Двойные технологии. 2010. № 4. С. 61-64.
36. Модифицированное природное сырье и продукты переработки его отходов в составе экологически безопасных (нано) чипов для АПК/Н.Л. Воропаева, В.М. Мухин, В.В. Карпачев и др. // Экологический вестник Северного Кавказа. 2015. Т. 11. № 1. С. 31-34.
37. Мухин В.М. Углеродные адсорбенты как функциональные материалы для решения экологических проблем // Труды Кольского научного центра РАН. 2015. № 31. С. 572-575.
38. Кудеяров В.Н. Оценка питательной деградации пахотных почв России. Вестник Российской академии наук. 2015. Т. 85. № 9. С. 771.
ORGANIC FERTILIZER IS AN EFFECTIVE FACTOR OF SOIL IMPROVEMENT AND AN INDUCTOR OF ITS SUPPRESSIVE CAPACITY
M.S. Sokolov1, Yu.Ya. Spidironov1, A.P. Glinushkin1, E.Yu. Toropova12
1All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut, vl. 5, r.p. Bol'shie Vyazemy, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl.,143050, Russian Federation
2Novosibirsk State Agrarian University, ul. Dobrolyubova, 160, Novosibirsk, 630039, Russian Federation
Abstract. It is substantiated the necessity of increasing the use of organic fertilizers as a long-term, fundamental factor in stabilizing agricultural production, increasing the overall resistance of agro-ecosystems to different stressors, and also as the primary means of replenishment and reproduction of soil humus, and the obligatory condition of maintaining its health. The importance of soil improvement through induction of humification with the systematic application of organic fertilizers is demonstrated. The principal reasons of dehumification of treated soil are under consideration, the functional significance and diverse biotope ecological functions of humus and other organic natural products are analyzed, as well as their contribution to the sustainable functioning of terrestrial soil ecosystems. The features of organic fertilizers application in different cropping systems, including green manure fallows, as well as the techniques to maintain the soil humus are discussed. The high efficiency of these fertilizers in suppressing soil or root-tuber phytopathogens, in inducing the number of antagonists and increasing the suppressive capacity of the soil is shown. It is demonstrated that with the increased content of humus in the soil due to the growth of its suppressive activity a higher threshold level of phytopathogen population is admissible, which does not lead to a reduction of yield of the crop. It is considered the conditions and peculiarities of effective application of the organic fertilizers of the main types and forms: straw, root and crop residues, green manure crops, compost, various heat-recovery fertilizers - decontaminated waste products of farm animals, as well as non-traditional organic fertilizers (humic acid, charcoal, small organic and organic and mineral fertilizers, peat, sapropel). The potential reserves of Russia and the nutritional value of fossil, agrogenic, recycling and biotech organic fertilizers are discussed. It is criticized the unacceptably low level of their use in Russia, it is presented prospects and ways to increase the use of organic fertilizers with an emphasis on such reproducible, eco-friendly and cost-effective fertilizers as green manure crops, straw, stubble residues.
Keywords: humus; soil organic matter; organic fertilizer; resources of fertilizers; green manure crops; suppressive capacity; soil health; plant pathogens; humification; dehumification.
Author Details: M.S. Sokolov, member of the RAS, science advisor (e-mail: [email protected]); Yu.Ya. Spidironov, member of the RAS, head of division (e-mail: [email protected]); A.P. Glinushkin, D. Sc. (Agr.), head of division (e-mail: [email protected]); E.Yu. Toropova, D. Sc. (Biol.), head of laboratory, prof. (e-mail: [email protected]).
For citation: Sokolov M.S., Spidironov Yu.Ya., Glinushkin A.P., Toropova E.Yu. Organic Fertilizer Is an Effective Factor of Soil Improvement and an Inductor of Its Suppressive Capacity Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. Vol. 32. No. 1. Pp. 4-12 (in Russ.).
