Научная статья на тему 'РОЛЬ УДОБРЕНИЙ В ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ И ПИТАНИИ РАСТЕНИЙ'

РОЛЬ УДОБРЕНИЙ В ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ И ПИТАНИИ РАСТЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
3237
325
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ХИМИЗАЦИЯ / МИНЕРАЛЬНЫЕ И ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ / МИКРОЭЛЕМЕНТЫ / МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ / СПОСОБЫ ВНЕСЕНИЯ / ТОЧНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ / НЕКОРНЕВОЕ ПИТАНИЕ / CHEMICALIZATION / MINERAL AND ORGANIC FERTILIZERS / MICROELEMENTS / MINERAL NUTRITION / APPLICATION METHODS / PRECISION AGRICULTURE / NON-ROOT NUTRITION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Осипов А.И.

На сегодняшний день применение удобрений прочно вошло в передовые технологии выращивания сельскохозяйственных культур как главная составляющая получения высоких и устойчивых урожаев. Пищевой режим растений невозможно оптимизировать только с помощью таких макро и мезо элементов как азота, фосфора, калия, кальция, магния, сера и других. Они нуждаются также и в микроэлементах, способных повышать устойчивость растений к неблагоприятным условиям произрастания, болезням и вредителям. В статье раскрыта история применения удобрений в России от первых научных статей в трудах Императорского Вольного Экономического Общества (ИВЭО) до наших дней, когда активно разрабатываются и внедряются прецизионные технологии точного земледелия (ТЗ), как комплексного средства управления природно-техногенными системами, создание удобрений с регулируемой растворимостью. Некорневое питания растений, до недавнего времени не считавшееся обязательным приемом при возделывании сельскохозяйственных культур, сейчас является стандартной технологической процедурой, которая помимо сбалансированного питания растений позволяет сельскохозяйственным товаропроизводителям получать качественную продукцию с наименьшими затратами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE ROLE OF FERTILIZERS IN SOIL FERTILITY AND PLANT NUTRITION

Today, the use of fertilizers is firmly established in advanced technologies for growing crops as the main component of obtaining high and sustainable yields. The food regime of plants cannot be optimized only with the help of macro and meso elements such as nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, and others. They also need trace elements that can increase the resistance of plants to adverse growing conditions, diseases and pests. The article reveals the history of fertilizer use in Russia from the first scientific articles in the proceedings of the Imperial Free Economic Society (IVEO) to the present day, when precision technologies of precision agriculture (TK) are actively developed and implemented as a comprehensive means of managing natural and man-made systems, creating fertilizers with controlled solubility. Non-root plant nutrition, which until recently was not considered a mandatory method for cultivating agricultural crops, is now a standard technological procedure that, in addition to balanced plant nutrition, allows agricultural producers to obtain high- quality products at the lowest cost.

Текст научной работы на тему «РОЛЬ УДОБРЕНИЙ В ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ И ПИТАНИИ РАСТЕНИЙ»

Methods. Agribusiness. 25. 395-411. 10.1002/agr.20206. УДК-631.8.022.3

А.И. Осипов

РОЛЬ УДОБРЕНИЙ В ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ И ПИТАНИИ РАСТЕНИЙ

ФГБНУАгрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, aosipov2006@mail.ru

Резюме: На сегодняшний день применение удобрений прочно вошло в передовые технологии выращивания сельскохозяйственных культур как главная составляющая получения высоких и устойчивых урожаев. Пищевой режим растений невозможно оптимизировать только с помощью таких макро и мезо элементов как азота, фосфора, калия, кальция, магния, сера и других. Они нуждаются также и в микроэлементах, способных повышать устойчивость растений к неблагоприятным условиям произрастания, болезням и вредителям. В статье раскрыта история применения удобрений в России от первых научных статей в трудах Императорского Вольного Экономического Общества (ИВЭО) до наших дней, когда активно разрабатываются и внедряются прецизионные технологии точного земледелия (ТЗ), как комплексного средства управления природно-техногенными системами, создание удобрений с регулируемой растворимостью. Некорневое питания растений, до недавнего времени не считавшееся обязательным приемом при возделывании сельскохозяйственных культур, сейчас является стандартной технологической процедурой, которая помимо сбалансированного питания растений позволяет сельскохозяйственным товаропроизводителям получать качественную продукцию с наименьшими затратами.

Ключевые слова: Химизация, минеральные и органические удобрения, микроэлементы, минеральное питание, способы внесения, точное земледелие, некорневое питание.

Summary:

А1. Osipov. The role of fertilizers in soil fertility and plant nutrition. Today, the use of fertilizers is firmly established in advanced technologies for growing crops as the main component of obtaining high and sustainable yields. The food regime of plants cannot be optimized only with the help of macro and meso elements such as

874

nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, and others. They also need trace elements that can increase the resistance of plants to adverse growing conditions, diseases and pests. The article reveals the history of fertilizer use in Russia from the first scientific articles in the proceedings of the Imperial Free Economic Society (IVEO) to the present day, when precision technologies of precision agriculture (TK) are actively developed and implemented as a comprehensive means of managing natural and man-made systems, creating fertilizers with controlled solubility. Non-root plant nutrition, which until recently was not considered a mandatory method for cultivating agricultural crops, is now a standard technological procedure that, in addition to balanced plant nutrition, allows agricultural producers to obtain high-quality products at the lowest cost.

Keywords: Chemicalization, mineral and organic fertilizers, microelements, mineral nutrition, application methods, precision agriculture, non-root nutrition.

Мировой опыт и практика земледелия свидетельствуют о том, что получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур связано не только с селекцией растений, созданием и внедрением в сельскохозяйственное производство новых высокопродуктивных сортов, но и эффективным применением минеральных и органических удобрений, средств защиты растений, современных стимуляторов роста, новых перспективных микробиологических препаратов. С каждым годом растет ассортимент макро и микроудобрений, микробиологических препаратов, средств защиты. Совершенствуются приемы и способы их внесения, широко используются средства дистанционного зондирования, позволяющие определять пестроту почвенного плодородия и с учетом этого дифференцированно вносить средства химизации. Известно, что питание растений происходит в основном в процессе поглощения корнями питательных веществ из почвенного раствора. В 1775 году А.Т. Болотов опубликовал в трудах Императорского Вольного Экономического Общества (ИВЭО) первую статья «Об удобрении земель», в которой он сформулировал основные принципы минерального питания растений [1]. В дальнейшем стали появляться публикации о использовании навоза, навозной жижи, птичьего помета, иловых отложений, сорной растительности, удобрений из костей, авторами которых были такие выдающиеся ученые, как А.Н. Энгельгардт, Д.И. Менделеев, К.А. Тимирязев и другие. Профессором Александром Николаевичем Энгельгартом были выполнены работы по использованию фосфоритной муки в качестве фосфорных удобрений в

875

Смоленской губернии. Важное значение он придавал зелёным удобрениям. Автор писал, что фосфоритная мука и сидерация- это важнейшие средства для приведения в культурное состояние громадных масс северных земель. А.Н. Энгельгардт был активным сторонником и пропагандистом применения известкования и минеральных удобрений в сочетании с органическими. 17 марта 1866 года в трудах ИВЭО появилось весьма интересное сообщение агронома Алексея Петровича Людоговского «Об искусственных удобрениях», которое положило начало созданию Географической сети полевых опытов для выяснения закономерностей в действии удобрений по почвенно-климатическим зонам, а профессор Д.И. Менделеев разработал предложение об организации сельскохозяйственных опытов. Выступая за создание научных основ отечественной агрономии, он считал необходимым проводить опыты с применением искусственных удобрений. По его инициативе все опыты сопровождались анализом почв и метеорологическими наблюдениями, на основании которых он сделал прогноз об огромной значимости известкования для почв Нечерноземной зоны России. В 1888 году в Лужском уезде Петербургской губернии в имении барона П.А. Бильдеринга по инициативе Императорского Вольного Экономического Общества была организована зональная опытная станция, перешедшая в 1895 году в ведение Департамента земледелия. По единой схеме были заложены и проводились опыты в Петербургской, Московской, Смоленской и Симбирской губерниях[2].

Из русских исследователей наибольший вклад в теоретические основы минерального питания растений и обоснование его роли в формировании урожая внесли К.А. Тимирязев и Д.А. Сабинин. Многосторонними лабораторными и полевыми экспериментами, проведенными им и его учениками в разных регионах страны с различными культурами, позволили разработать учение о минеральном питании, как факторе управления всей жизнедеятельностью растений. Была изучена закономерность поступления ионов в корни, частичное их превращение, транспорт в наземные части растения, зависимость этого процесса от активного фотосинтеза, дыхания, транспирации и биохимии клеточных обменных реакций в связи с возрастными изменениями тканей, органов и всего растения. Установлена связь формообразовательных процессов с условиями питания растений, что выявило большую эффективность дробного внесения удобрений с учетом этапов онтогенеза по сравнению с одноразовым допосевным применением [3]. Инициаторами широких производственных опытов по некорневому питанию растений были Ф. Ф. Мацков и И.В. Якушкин,

876

внесшие вместе с другими учеными существенный вклад в решение этой проблемы. В 1931 году в стране организовали Всесоюзный институт удобрений, агрохимии и агропочвоведения (ВИУАА) имени К.К. Гедройца с филиалами и отделениями. Ленинградское отделение ВИУАА уже в 1931 году опубликовано и подготовлено к печати 76 научных работ в области почвенно-географического районирования, химии почв, применения удобрений и известкования почв. В качестве известковых и органических удобрений они изучали гажу, туф, торфотуф, сапропель, торф, навоз, отходы промышленности. В 1956 году на базе Ленинградского отделения ВИУАА, Ленинградской областной сельскохозяйственной опытной и селекционной станций, был создан СевероЗападный НИИ сельского хозяйства (СЗНИИСХ), переименованный в 2003 году в Ленинградский НИИСХ[4].

С 1964 года в стране организуется агрохимическая служба, включающая, наряду с районными, довольно мощные и хорошо оснащенные областные и республиканские агрохимические лаборатории. Помимо обследования почв колхозов и совхозов сотрудники агрохимических лабораторий занимались проведением опытной работы. Головной организацией в Северо-Западной зоне России стала Ленинградская агрохимическая лаборатория, директором которой с момента организации назначен А.С. Кащенко.

За пять лет работы (1964-1969) зональные агрохимические лаборатории накопили большой аналитический материал по анализам почв, кормов и растений, поэтому в целях дальнейшего улучшения научно-методического руководства агрохимической службой в 1969 году создается Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО), а в 1971 году его Ленинградский филиал. Основная деятельность ЦИНАО и его филиала была связана с внедрением вычислительной техники для обработки агрохимической информации и повышения эффективности её использования при решении вопросов агрохимического обслуживания сельского хозяйства СССР, а с 1992 года - Российской Федерации.

После распада Советского Союза в стране изменились экономические условия функционирования сельского хозяйства. Резко снизилась государственная поддержка работ по известкованию кислых почв, внесению научно обоснованных доз минеральных и органических удобрений, что привело к существенному снижению урожаев сельскохозяйственных культур. Содержание важнейших микроэлементов в почвах уменьшилось на порядок. На этом фоне значительно снизилась эффективность традиционных минеральных

877

удобрений. Содержание гумуса даже на черноземных почвах подходит к критической отметке. В результате этого, с 1990 года, темпы известкования почв начали резко падать и к 2016 году его объемы сократились в тридцать раз: с 6,5 млн. га до 215 тыс. га, внесение минеральных удобрений уменьшились с 112 до 25 кг/га, а органики, соответственно, с 10,5 до 0,9 т/га (табл.1). В последующие тринадцать лет дозы минеральных удобрений незначительно увеличились с 25 до 38 кг/га, но это существенно ниже, чем вынос элементов питания урожаем возделываемых культур [5]. Несмотря на снижение доз внесения минеральных и органических удобрений, наблюдается увеличение урожайности зерновых и зернобобовых культур с 13,2 до 23,9-26,2 ц/га. Это можно объяснить тем, что, начиная с 2000 года, из оборота выводились слабоокультуренные почвы, на которых возделывание сельскохозяйственных культур было не рентабельным.

Таблица 1

Динамика объемов применения агрохимикатов и урожайность

зерновых и зернобобовых культур

Показатели Единицы измерения 1990 2005 2015 2016 2018

Объемы тыс. га 6500 350 238 215 250

известкования

Внесено минеральных удобрений кг/га 112,0 25,0 38,0 37,0 37,8

Внесено органических удобрений т/га 10,5 0,9 1,1 1,1 1,1

Урожайность зерновых и зернобобовых ц/га 13,2 18,8 23,9 26,2 25,9

Количество таких земель к настоящему времени достигло 50 млн. га. Формирование урожайности на возделываемых почвах осуществлялось в основном за счет почвенного плодородия. Так, по данным департамента растениеводства, механизации и защиты растений Минсельхоза России, за пять лет, с 2006 по 2010 годы, из почв с урожаем сельскохозяйственных культур было вынесено 45, а внесено всего 10 млн. тонн действующего вещества. Таким

878

образом, отрицательный баланс за 5 лет составил 35 млн. тонн действующего вещества. В последнюю пятилетку, с 2012 по 2016 годы, из почв вынесено 51,7, а внесено 21,9 млн. тонн действующего вещества. Отрицательный баланс составил 29,8 млн. тонн действующего вещества (табл. 2). В итоге за период 2006-2016 годы суммарный отрицательный баланс элементов питания составил 64,8 млн. тонн действующего вещества [2].

Таблица 2

Баланс питательных веществ в земледелии России за период 2006-2016 гг.

(данные департамента растениеводства, механизации и защиты растений Минселъхоза России)

Внесено Вынесено Баланс

В миллионах тонн действующего вешества

2006-2010 2012-2016 2006-2010 2012-2016 2006-2010 2012-2016

10,0 21,9 45,0 51,7 -35,0 -29,8

Департамент считает, что для проведения сезонно-полевых работ в соответствии с прогнозом производства растениеводческой продукции для обеспечения положительного баланса №К научно-обоснованная потребность в минеральных удобрениях ежегодно составляет 9-10 мил. тонн действующего вешества. Приобретение минеральных удобрений сельскохозяйственными товаропроизводителями в Российской Федерации, и ее тенденция, выглядит следующим образом: 2018 год - 3,2 млн. т., 2019-3,5 млн. т., 2020-4,0 млн. т. и в 2024 году планируется приобрести 8,0 млн. т.

Необходимо отметить, что коренным и первостепенным мероприятием по повышению плодородия кислых почв и непременным условием ведения сельского хозяйства является известкование. Известковые мелиоранты, нейтрализуя избыточную кислотность в почвах, повышают коэффициенты использования минеральных удобрений. Улучшается экологическая обстановка окружающей среды. Оптимизируются условия для почвенной биоты. Патогенная грибная микрофлора сменяется на бактериальную. Растет число фосфатмобилизующих бактерий, азотфиксатаров, целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Обеспечивается геохимический барьер для вымывания подвижных элементов. Уменьшается вынос биогенов в водоемы. Известно, что коэффициенты использования азота из удобрений и их окупаемость на сильнокислых почвах в 1,4 - 2,7 раза ниже, чем на слабокислых и нейтральных. Только 1,7-2,0% фосфорных удобрений усваивается при поверхностном

879

внесении на сильнокислых почвах. На почвах с нейтральной реакцией среды -10-15%, а при локальном внесении - 30%. Поэтому для более эффективного использования азотных удобрений разумнее их применять только на почвах с благоприятным уровнем реакции среды (рНкс! не ниже 5,5), а фосфорные удобрения вносить только на известкованных почвах. Под влиянием извести достоверно увеличивалась емкость поглощения почв и это увеличение сохраняется многие годы. Кальций и магний, внесенный с известью, коагулирует почвенные коллоиды, улучшая структуру почв, повышая тем самым ее водопрочность. Активизируется деятельность полезной бактериальной микрофлоры, особенно азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий, что в итоге усиливает азотное питание растений за счет усвоения атмосферного азота. Повышается активность фосфатмобилизующих бактерий, способствующих переводу труднодоступных почвенных соединений фосфора в усвояемые формы [6,7]. На неизвесткованных почвах происходит их постепенное дальнейшее подкисление и увеличение содержания фитотоксичных элементов во времени из-за отрицательного баланса кальция и магния. Убедительно доказано, что продолжительность действия извести обусловлена, с одной стороны, дозой ее внесения, а также химическим и гранулометрическим составом мелиоранта. С другой стороны, отчуждением кальция и магния урожаями сельскохозяйственных культур и потерь за счет вымывания, которые в, свою очередь, зависят от уровня применения минеральных удобрений и их химического состава, количества просачивающихся вод, гранулометрического состава почв, времени покрытия почв растительностью. В составе известковых удобрений кальций и магний находятся чаще всего в виде карбонатов (известняковая и доломитовая мука, туф, гажа), виде оксидов (частично в составе цементной пыли и сланцевой золы), в виде силикатов (в доменных шлаках). По растворимости эти формы извести можно расположить в следующий ряд -оксиды кальция> карбонаты кальция> силикаты кальция. Весьма важным и довольно дешевым источником пополнения запасов природных известковых материалов являются известь содержащие отходы промышленности, использование которых позволит решить две актуальные задачи: реутилизацию и вторичное использование отходов, что сократит площади земель, используемых для их складирования, а также обеспечение сельхозтоваропроизводителей дешевыми известковыми материалами, территориально расположенными вблизи от потребителя. Во Всероссийском научно-исследовательском, конструкторском и проектно-технологическом

880

институте химической мелиорации почв (ВНИПТИМ) было изучено более двадцати известьсодержащих отхода промышленности, к которым относятся некоторые виды шлаков, шламов, золы сланцев, бурых углей, отходный мел, известково-доломитовые отходы, дефекат и др. Многие из шлаков и зол обладают высокой активностью взаимодействия с почвой, чем существенно превосходят природные карбонаты, а содержащиеся в них примеси микроэлементов часто оказывают положительное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений. Так, в наших опытах сланцевая зола и цементная пыль на 16-39% эффективнее стандартной доломитовой муки. В то же время отходы могут содержать различные тяжелые металлы (свинец, кадмий, мышьяк, селен, стронций) и другие опасные токсичные неметаллы и элементы. Использование таких отходов в качестве мелиорантов может представлять опасность для экологического состояния почв и сопредельных сред. Поэтому каждый новый химический мелиорант из отходов должен подвергаться всесторонней экологической оценке и нормированию, базирующему на результатах мониторинга. Известно, что свойства кислых почв настолько различны, что при использовании традиционных подходов расчета доз извести по величине рН, гранулометрическому составу и содержанию гумуса приходится сталкиваться как с очень высокой эффективностью известкования, так и с очень низкой, из-за недоучета отдельных факторов. Нами разработана усовершенствованная система расчета доз извести, которая, наряду с такими показателями, как реакция почвенной среды, гранулометрический состав, содержащие гумуса использует еще и содержание фосфора, фитотоксичных элементов алюминия, марганца и железа, условия увлажнения, типы севооборотов, чувствительность растений к кислотности и ее составляющим. За счет максимально возможной, при современном уровне знаний, адаптации системы известкования к конкретным почвенным условиям и требованиям возделываемых культур можно более эффективно применять химические мелиоранты. Очень важно знать природу кислотности, чем она обусловлена. Так, например, на торфяных почвах культурные растения прекрасно развиваются при рН-4,5, так как кислотность здесь обусловлена ионами водорода. На избыточно увлажненных, глеевых почвах кислотность обусловлена присутствием в ППК ионов железа и марганца, поэтому на этих почвах доза извести рассчитывается до рН-6,5, так как только при этом значении рН фитотоксичность этих элементов прекращается. В настоящее время нет достаточно точных методов прогноза продолжительности действия извести. Наиболее надежные данные могут быть

881

получены в многолетних полевых опытах. Известно, что относительно крупные частицы диаметром от 3 до 5 мм не являются «балластом», как считалось ранее, хотя и взаимодействуют с почвой гораздо медленнее, чем мелкие частицы. Для поддержания относительно постоянного уровня реакции почвенной среды в течение продолжительного времени известковые материалы должны содержать широкий спектр частиц различного размера[8,9]. В настоящее время баланс макро- и микроудобрений в земледелии России складывается с большим дефицитом, а их окупаемость растениеводческой продукцией остается на низком уровне. Несбалансированное питание отражается на иммунном статусе растительного организма. Растения больше страдают от неблагоприятных условий окружающей среды, болезней и вредителей. Формирование необходимых качественных урожаев сельскохозяйственных культур, благоприятное фитосанитарное состояние почв и растений обеспечивается научно обоснованными дозами, сроками и способами внесения агрохимикатов, а также средств защиты. Многочисленными исследованиями убедительно доказано, что положительное влияние на развитие растений, адаптацию их к условиям переменного климата, величину урожая и его качественные характеристики важная роль отводится и микроэлементам, поэтому в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур большое внимание уделяется некорневым подкормкам [10]. Такой агроприем используется для корректировки основного почвенного питания растений, если в этом возникает необходимость. Внесение удобрений посредством опрыскивания листовой поверхности питательным раствором позволяет преодолеть такие отрицательные почвенные факторы, как выщелачивание элементов питания, образование нерастворимого осадка, антагонизм ионов, гетерогенность почв, не позволяющая применять малые дозы удобрений, а также избежать образования недоступных для растений форм фосфора и калия. Некорневая подкормка может иметь особое значение при неблагоприятных почвенных и климатических условиях (недостаток или избыток атмосферных осадков, низкий или высокий показатель рН почвы, недостаток органических веществ и глинистых минералов и др.), когда создается стрессовая ситуация, при которой затрудняется поступление питательных веществ к корневой системе и их усвоение растениями. Преимущество применения некорневых подкормок перед внесением удобрений в почву в один прием связано с тем, что питательные вещества можно внести ко времени наибольшей потребности в них растений, быстро устранив недостаток в их питании, значительно сократить расход

882

удобрений, что согласуется с экономическими и экологическими требованиями. При некорневых подкормках, нанесенные на листовую поверхность растворы удобрений, усваиваются на 80-90 %. Легко проникая через устьицы в вегетирующие растения, они непосредственно включаются в синтез органических веществ. Поэтому в последние годы некорневому способу внесения агрохимикатов уделяется большое значение [2]. Данный прием служит практически единственным средством устранения дефицита элементов питания, позволяя обеспечить растения макро- и микроэлементами в критические фазы их развития. Для некорневых подкормок сельскохозяйственных культур можно использовать как стандартные удобрения, так и специальные, учитывающие особенности питания растений. Современная тенденция развития мирового рынка минеральных удобрений направлена на увеличение объемов и ассортимента жидких комплексных удобрений, предназначенных как для основного внесения в почву, так и для некорневых подкормок сельскохозяйственных культур по вегетирующим растениям. Преимущество жидких удобрений, по сравнению с тукосмесями, связано с тем, что они наиболее технологичны в производстве и применении в сельском хозяйстве. Полная механизация при погрузочно-разгрузочных работах, переливах из одной емкости в другую, при заправке машин для внесения сводит к минимуму их потери. При внесении в виде подкормок по вегетирующим растениям возможно их совмещение с фунгицидами и инсектицидами, что снижает затраты на применение и повышает эффективность использования удобрений в целом. В последнее время большое внимание уделяется разработке новых технологий получения хелатных микроудобрений. Природные хелатобразующие агенты обеспечивают движение катионов по ксилеме без их осаждения, в связи с чем они лучше поглощаются растениями и быстрее передвигаются в растительном организме. Хелатирование элементов питания предохраняет их от осаждения в почвенном растворе, что особенно важно при малой концентрации микроэлементов в питательной среде. Поэтому хелаты микроэлементов могут широко использоваться для регулирования условий питания растений путем инкрустации семян, посадочного материала и некорневых обработок вегетирующих растений. Хелатные микроудобрения устойчивы в широком диапазоне значений рН, хорошо растворимы в воде, практически нетоксичны, в меньшей степени сорбируются почвой и при внесении сочетаются с пестицидами. Данные соединения также устойчивы против микробиологического воздействия и длительное время удерживаются в

883

почвенном растворе, что, в свою очередь, проявляется в повышении урожайности культур, устойчивости к болезням и т.д. Микроэлементы, наряду с биологическими молекулярными системами, обеспечивают важнейшие обменные процессы внутриклеточного метаболизма. Без них не образуются ферменты, невозможен фотосинтез, образование сахаристых и белковых веществ. И.А. Гайсин и В.М. Пахомова [11] показали, что микроэлементы оказывают многостороннее воздействие на интенсивность и характер спороношения возбудителей болезней, а также устойчивости к ним растений-хозяев. Оптимизация микроэлементного питания снижает вредоносность болезней почвенной группы, улучшает обеспеченность растений элементами питания на основе учета дефицитности микроэлементов, позволяя существенно сократить применение протравителей и других ядохимикатов. Нами, с 2006 по 2017 годы, в микрополевых, полевых и производственных опытах по общепринятым методикам была изучена эффективность разных марок полимерно-хелатного микроудобрения Аквадон-Микро на овощных, плодовых, озимых и яровых зерновых культурах, а также картофеле в различных природно-климатических зонах России и Республики Беларусь. В табл. 3 представлена эффективность двойной некорневой подкормки микроудобрением на широком спектре сельскохозяйственных культур.

Проведенные исследования убедительно показывают высокие прибавки урожая картофеля, яровой и озимой пшеницы, ячменя, подсолнечника, а также сахарной свеклы, которые колеблются в пределах 2,4-42,0 ц/га [10].

Сейчас во всем мире активно разрабатываются и внедряются прецизионные технологии точного земледелия (ТЗ), как комплексного средства управления природно-техногенными системами. Применение данных технологий производства растениеводческой продукции путем научно обоснованного дифференцированного управления продукционным процессом сельскохозяйственных культур с использованием всех доступных средств получения и обработки измерительной информации в реальном времени и в сочетании с современной роботизированной техникой позволит существенно повысить урожайность и улучшить качество продукции. Одновременно с этим значительно снижается расход минеральных удобрений и средств защиты растений [12].

В настоящее время хорошо известна важная роль микроорганизмов в восстановлении и повышении почвенного плодородия. На различных почвах урожаи растений тем выше, чем лучше в них развита деятельность групп

884

микроорганизмов, способных превращать органические вещества почвы в простые соединения, доступные для усвоения их растениями.

Таблица 3

Влияние Аквадон-Микро на урожайность возделываемых культур

Годы опытов Культура, сорт Урожайность, ц/га Прибавка, ц/га НСР05

Фон Аквадон-Микро

2007 Картофель «Невский» 461,0 491,0 30,0 7,82

2010 Яровая пшеница «Курская 2038» 16,4 21,2 4,8 1,42

2010 Подсолнечник «Донской -60» 17,4 28,8 11,4 -

2010 Озимая пшеница «Московская-56» 20,6 27,7 7,1 1,24

2010 Озимая пшеница «Северодвинская юбилейная» 47,9 65,8 17,9 -

2011 Озимая пшеница «Московская-56» 34,5 41,7 7,2 1,45

2011 Сахарная свекла «Спартак» 415,0 457,0 42,0 11,32

2011 Картофель «Крыница» 374,0 402,0 28,0 18,43

2014 Ячмень «Ратник» 37,1 39,5 2,4 0,75

В кислых почвах данная группа микроорганизмов развита очень слабо, что и является одной из основных причин низких урожаев сельскохозяйственных культур. В связи с этим, изучение взаимодействия растений и микроорганизмов имеет особую актуальность, поскольку резкое сокращение применения в сельском хозяйстве минеральных и органических удобрений, средств защиты растений ставит необходимость поиска дополнительных источников минерального питания растений и, в частности, азотного. Общеизвестно, что ассоциативные и азотфиксирующие микроорганизмы, помимо основной своей функции фиксировать азот атмосферы, могут продуцировать физиологически активные вещества, которые, воздействуя на растения, стимулируют их рост и

развитие. Выявлены новые штаммы микроорганизмов, способные подавлять развитие патогенной микрофлоры, что, в конечном итоге, снижает заболеваемость растений, повышает их продуктивность и улучшает качество растениеводческой продукции. В условиях дефицита и дороговизны минеральных удобрений применение биопрепаратов может повысить урожай и качество возделываемых культур. А потенциальная прибавка 50-100 кг/га фиксируемого из воздуха азота понизит себестоимость получаемой сельскохозяйственной продукции. Поэтому изучение отзывчивых к биопрепаратам видов и сортов различных сельскохозяйственных растений весьма актуально, и имеет значительный научный и практический интерес [13]. Наши исследования показали, что биопрепараты, в виде инокуляции семян перед посевом и опрыскивания в фазу кущения, увеличивают урожайность зерна яровой пшеницы на 8,0 ц/га в варианте с глиокладином, и на 9,6 ц/га - с ризоагрином. Внекорневая подкормка посевов озимого тритикале жидкими удобрительными смесями (Жусс-3) повысила урожай зерна данной культуры на 6,5 ц/га[14].

Список литературы

1. Минеев В.Г. История и состояние агрохимии на рубеже XXI века. Изд. Московского университета, М, 2002, книга 1. 616 с.

2. Осипов А.И., Якушев В.П., Якушев В.В. История научных исследований в агрохимии и перспективы применения удобрений. //Агрохимический вестник, 2020, №2, с.73-80.

3. Сабинин Д.А. Диагностирование потребности растений в удобрениях по физиологическим признакам // Химизация социалистического земледелия. -1932.- №1, - с. 50-63 .

4. Небольсин А.Н., Осипов А.И., Эглит Л.В. Деятельность Ленинградского (Северо - Западного) научно - исследовательского института сельского хозяйства в историческом аспекте. Этапы научной деятельности Ленинградского НИИ сельского хозяйства (ЛНИИСХ) Санкт - Петербург - Белогорка, 2005. С. 718.

5. Осипов А.И. Научные основы химической мелиорации почв и перспективы их дальнейшего изучения. //Агрофизика//, 2012г., №3, с. 41-50 .

6. Осипов А.И. Известкование кислых почв в историческом аспекте. Агрофизика от А. Ф. Иоффе до наших дней, СПб, 2002. С. 275-289.

7. Якушев В.П., Осипов А.И. Химическая мелиорация почв - вчера, сегодня,

завтра. //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного

886

университета», 2013, 30, С.68-72.

8. Осипов А.И. Известь содержащие отходы промышленности и их эффективное использование/ Материалы Международной научно-практической конференции и V съезда почвоведов и агрохимиков», Минск, 2015, часть 2, стр.182-185.

9. Осипов А.И., Минин В.Б. Научные основы управления реакцией среды кислых пахотных почв. //Материалы XVI Международного экологического форума «День Балтийского моря». Санкт-Петербург, 2015, С.49-50.

10. Осипов А.И., Шкрабак Е.С. Роль некорневого питания в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур//«Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета», 2019,1 (54), с.44-52.

11. Гайсин И.А., Пахомова В.М. Полифункциональные хелатные микроудобрения. Практика применения и механизм действия. Казань, 2016, 316с.

12. Якушев В.П., Осипов А.И., Якушев В.В. Потенциал развития отрасли растениеводства в РФ с использованием информационных технологий точного земледелия //Материалы Шестого Международного форума «Продовольственная безопасность» //. Санкт-Петербург, типография ИАЭП, 2016, с. 66-73.

13. Осипов А.И., Соколов О.А. Роль азота в плодородии почв и питании растений. Изд. ООО «Инно+вационный центр защиты растений», Санкт-Петербург, 2001. 356 с.

14. Осипов А.И. Приемы эффективного применения агрохимикатов.// «Сельскохозяйственные вести», 2011. 4. С.32-34.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.