Есть такое выражение: «Выигрываешь в одном, проигрываешь в другом». В определенной мере это выражение отражает диалектические Законы Природы (Материи), которые говорят о единстве и борьбе противоположностей во всех элементах, процессах и явлениях Природы, а также об изменении соотношения противоположностей при количественных изменениях в процессе развития.
С момента перехода человека от копательства и собирательства к целенаправленному выращиванию продуктов питания и по настоящее время сельскохозяйственное производство является основой для жизнедеятельности человека. И это самый большой плюс сельскохозяйственного производства.
О плюсе сельскохозяйственного производства сказано выше. Минусов сельскохозяйственного производства по мере его развития за тысячи лет становится все больше.
Эволюция Биосферы Земли до появления человека и начала его сельскохозяйственной деятельности, проходила в коэволюции (совместной эволюции) с Геосферой Земли.
Сельскохозяйственная деятельность человека с самого начала стала дополнительным фактором в эволюции Биосферы. Сельскохозяйственная деятельность человека сопровождалась вырубанием лесов и применением огня как орудия производства.
При коэволюции Биосферы и Геосферы изменение растительности происходило при изменении климатических поясов. Каждый климатический пояс имеет соответствующие растительность и почвы, и соответствующее влияние на Биосферу в целом. Растения вместе с микроорганизмами – это создатели различных видов почв. Почвы имеют свои физико-химические свойства, которые выполняют определенную экологическую роль (отражение и поглощение солнечного излучения, формирование кратковременных и долговременных температурных режимов). Сельскохозяйственная деятельность человека стала искусственным фактором уменьшения площади лесов, что начало приводить, в частности, к изменению естественного формирования почв, их свойств и микроклимата. А в дальнейшем и влиянию на глобальный климат.
Сейчас ученые согласны, что процессы опустынивания в определенных районах Земли прямо связаны с сельскохозяйственной деятельностью человека. В частности, с применением им орошения. И раньше и сейчас неправильные поливы являются причиной засоления и водной эрозии почв.
Как известно, сегодня человек использует в сельскохозяйственной деятельности растения и животных, полученных с помощью селекции из диких природных предков. Селекция в первую очередь была направлена на повышение продуктивности. И эта цель успешно достигнута и достигается. Это – опять плюс.
Как известно, что все свойства живых организмов на Земле связаны с их генами. В процессе эволюции генетический аппарат эволюционировал с акцентом на выживание (способность к адаптации и иммунитет). Генетический аппарат – это также множество единства противоположностей. Селекция на продуктивность неизбежно привела к уменьшению иных свойств живого организма. В первую очередь, это сказалось на иммунитете и адаптации, т.к. гены выживаемости в диких растениях получали основную долю энергии клеток для своего функционирования.
Снижение иммунитета на фоне массового (количественный фактор) выращивания монокультур неизбежно привело к подверженности заболеваниями и атакам насекомых вредителей. И это – большой минус.
Для борьбы с болезнями и вредителями придумали синтетические пестициды, которые позволяют уменьшать потери продукции сельского хозяйства. Это плюс.
Как уже сказано выше, все живое построено на едином генетическом аппарате. А это означает, что пестициды неизбежно оказывают токсическое действие на людей, полезных насекомых и микробиоту почвы. И это – минус. Совершенствование синтетических пестицидов частично уменьшает этот минус.
Урожайность культур связана с плодородием почвы. Так как часть питательных веществ переходит в урожай, то плодородие (естественное) при постоянной эксплуатации почвы неизбежно падает. Что и случилось в 19 веке.
Открытие и применение минеральных удобрений (в первую очередь селитры) позволило не только восстановить, но и увеличить продуктивность. И это был плюс на протяжении около 100 лет.
Применение минеральных удобрений – это, по сути, начало эры интенсивных технологий.
Селитры – это нитраты калия и аммония – по своей химической сути являются окислителями. Окислителями органики, в том числе и почвенной. Кроме того, азотные удобрения оказывают прямое влияние на жизнедеятельность почвенных бактерий, которые специализируются на трансформации атмосферного азота в различные формы. Внесение с азотными удобрениями тех или иных форм азота неизбежно оказывает ингибирующее влияние на соответствующие виды бактерий, включая азотфиксирующих. Сегодня внесение тех или иных доз удобрений коррелируется лишь с подсчитанным выносом питательных веществ урожаем. Без учета возможностей микробиоты почвы по синтезу аналогичных азотных соединений, хотя исследования в этом направлении проводились в СССР еще в 20-30 годах.
А почвенная органика – это основа плодородия. Органика почв – это комплекс «органические остатки растений (в основном, корневые) – органоминеральный гуминовый комплекс (гумус) – почвенная микробиота», в котором все три компонента полностью взаимосвязаны. Главным компонентом в этом комплексе является микробиота, которая делает почвы «живой» и обеспечивает качество и вкус продукции. Микроорганизмы проводят биохимическую трансформацию растительных остатков с образованием гумуса, который служит им далее домом и питанием. Уменьшение гумуса и органических остатков в результате окисления селитрами неизбежно приводит к уменьшению микробиоты и, далее, к уменьшению образования гумуса. Пестициды также влияют на количественный и качественный состав микробиоты, на мутации микробиоты.
Потеря органики ведет к деградации почв, а затем и к полной потере плодородия.
На сегодня скорость деградации плодородных почв достигает 8 млн. га в год. И продолжает расти в связи с глобальным изменением климата. А плодородных почв на Земле осталось около 1,9 млрд. га.
Если на заре сельскохозяйственной деятельности человек сталкивался только с негативным влиянием Природы, то сегодня к негативному влиянию Природы прибавились негативные последствия деятельности самого человека. И глобальных усилий по уменьшению негативных последствий человеческой деятельности не наблюдается.
В связи с этим, возможно только компенсационное уменьшение негативного влияния и последствий сельскохозяйственной деятельности человека.
Последние научные исследования утверждают, что в целом все агротехнические и агрохимические мероприятия – это дополнительный стресс для почвенной микробиоты вдобавок к существующим природным и экологическим стрессам.
Понимание негативных последствий существующей модели сельскохозяйственной деятельности привело к идеям органического и биологического (или экологического) земледелия, которые предполагают отказ от применения минеральных удобрений и отказ/уменьшение применения синтетических СЗР. Эти направления направлены на восстановление, сохранение и повышение плодородие почв. Если органическое земледелие нацелено на максимальное использование технологий, близких к природным (органические удобрения, сидераты, компосты, зернобобовые и иные травы), то биологическое (экологическое) земледелие по объективным причинам может использовать в промышленных технологиях только сидераты и зернобобовые травы.
В принципе, это позитивные, но достаточно медленные процессы.
Эти процессы нужно и можно ускорить с помощью веществ, созданных Природой.
Это гуминовые вещества, которые содержатся в почвах, компостах и вермикомпостах, сапропелях, торфах и бурых углях. Максимальное содержание гуминовых веществ наибольшее в торфах и углях.
Гуминовые вещества – это продукты биохимической трансформации (гумификации) растительных остатков. Органическая часть в их составе на 98-96% – это компоненты растительного происхождения, а 2-4% - это продукты микробиологического происхождения. По современным данным в гуминовых веществах содержится более 100 тысяч биоактивных веществ всех органических классов, которые могут вступать во всевозможные химические и биохимические реакции. Гуминовые вещества могут вступать в реакции со всеми возможными органическими экотоксикантами, связывая их и способствуя фотохимическому разложению. Кроме того, в гуминовых веществах присутствуют жизненно важные микроэлементы (более 25), которые были в исходном растительном и микробиологическом сырье и которые находятся в оптимальных пропорциях. Фактически есть своеобразное генетическое родство гуматов, растений и микробиоты.
Все это позволяет гуминовым препаратам влиять на все органы и системы растения, что обеспечивает эффективность гуминовых препаратов в самых различных условиях.
Гуминовые препараты являются стимуляторами-адаптогенами и антистрессорами не только растений, но и почвенной микробиоты, что обеспечивает комплексное влияние на систему «почва-почвенная микробиота-растение». При этом воздействие на эту систему осуществляется в основном через растение при обработке семян и внекорневой обработке. Прямое воздействие на микробиоту почвы происходит при поливе и опрыскивании почвы.
Гуминовые препараты в целом позволяют уменьшать дозы гербицидов за счет повышения чувствительности сорняков.
Гуминовые препараты являются индукторами иммунитета растений (за счет микробиологического компонента), что повышает устойчивость растений к болезням и позволяет уменьшить дозы пестицидов.
А гуминовые препараты из вермикомпостов позволяют полностью отказаться от синтетических фунгицидов (т.к. содержат широкий спектр природных антибиотиков, выделяемых микробиотой червя).
Гуминовые препараты повышают коэффициент использования минеральных удобрений, что позволяет уменьшать дозы последних на 30%. Это связано с тем, что гуматы оптимизируют обмен веществ растений, способствуя выделению продуктов метаболизма, которые стимулируют микробиоту ризосферы и микосферы растений и повышают доступность питательных веществ.
Гуминовые препараты способствуют увеличению на 30-50% размеров и массы корневой системы растений (соответственно массы микробиоты микоризы и ризосферы), что важно не только для повышения устойчивости и выживания растений в неблагоприятных (стрессовых) условиях, но и способствуют ускоренному обогащению почвы органическими веществами. Это позволяет минимизировать потери плодородия почв, а также может позволить на 30-50% сократить сроки восстановления эродированных и деградированных почв.
Гуминовые препараты стимулируют размножение, развитие и устойчивость почвенной микробиоты.
Гуминовые препараты оказывают стимулирующее действие дождевых червей, повышают их репродуктивные возможности.
Гуминовые препараты оказывают своеобразное катализирующее действие в процессах гумификации растительных остатков в компостах, при поверхностном компостировании в поле и в процессах деструкции стерни.
Все вместе это способствует ускорению накопления органики и гумуса в почве.
В принципе, биоактивные свойства гуминовых препаратов из различного сырья близки между собой. Отличия, связанные с видом сырья, в основном влияют на применяемые дозы гуминовых препаратов. Поэтому для целей ускоренного восстановления плодородия эродированных и деградированных почв лучше использовать буроугольные препараты, дозы которых минимальны.
Все гуминовые препараты можно и нужно использовать в биологическом (экологическом) земледелии, а гуминовые препараты вермикомпоста еще и в органическом земледелии.
Из широкого спектра гуминовых препаратов, имеющихся на рынке, предпочтения следует отдавать тем производителям, которые непосредственно используют разработки научных учреждений под авторским контролем разработчиков.
Бутюгин А.В.
Использованные источники:
ГУМИНОВЫЕ УДОБРЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ИХ ПРИМЕНЕНИЯ. - Ч. 2. - Киев: Гос.изд. с/х лит., 1962. – 631 с.
Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. – ч.3. –Киев: Урожай, 1968 – 387 с.
Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и про¬цессы его трансформации.-Л.: Наука, 1980.
Vrba V. Humusove latky ve vyzive rostlin [Применение минеральных удобрений с добавлением гуминовых веществ. (ЧССР)] // Uroda, 1988; Т. 36. N 5, - s. 227-229
Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации.- М.; Изд-во Моск. ун-та, 1990.- 325 с.
Азанова–Вафина Ф.Г. О комплексном характере действия физиологически активных гумусовых веществ на растения //Научные доклады высшей школы /Биологические науки. -1992. - № 10 – с. 61-69.
Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества. Строение, функции, механизм действия, протекторные свойства, экологическая роль. - Киев, Наукова Думка: 1995.- 304 с.
Попов А.И., Суханов П.А. Гуминовые препараты – эффективное средство биологической коррекции минерального питания сельскохозяйственных культур, их роста и развития // Агро-Пилот/Информационно-аналитический бюллетень Комитета по сельскому хозяйству правительства Ленинградской области. – СПб.,2002. - № 18-19, май. – с. 23-41.
Матаруева И.А., Виноградова В.С. Действие гуматов на комплекс "растение-микрофлора" // Агрохим.вестн., 2002; N 1, - С. 15-16
Безуглова О.С. Удобрения и стимуляторы роста. Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – 320 с.
Досягнення та перспективи застосування гумінових речовин у сільському господарстві: матер. Міжнар. наук. - практ. конф. , присвяч. 100-річчю від дня народж. проф. Л. А. Христєвої ( Дніпропетровськ, 20-22 лютого 2008 р. ) / М-во аграр. політики України, Дніпропетровський держ. аграр. ун-т ; редкол. : А. С. Кобець ( відп. ред. ) [та ін]. - Дніпропетровськ, 2008. - 328 с.
Перминова И.В. Гуминовые вещества — вызов химикам XXI века// Химия и жизнь, -2008, - №1.
Бутюгин А.В. Применение буроугольных гуматов аммония в растениеводстве: монография /А.В. Бутюгин, Ю.Н. Зубкова. – 2-е изд., испр. и доп. - Донецьк: ДонНУ, 2014г. – 189 с.