Плодородие почв: проблемы и пути решения


На сегодняшний день существуют две точки зрения на плодородие почв, сторонников которых можно условно назвать почвоведы и агрохимики.
Агрохимики изучают аспекты почв, связанные с представлением о минеральном питании растений, и изучают наличие и формы доступных для питания растений основных элементов: азот-фосфор-калий плюс микроэлементы. Поэтому в представлении агрохимиков плодородие рассматривается только в контексте наличия элементов минерального питания, а способы его увеличения — в виде внесения химических веществ, т.е. солей этих элементов. Иначе говоря, если мы берем из почвы для выращивания урожая вышеупомянутые химические элементы, то должны их туда возвратить, а также необходимо минерализовывать, т.е. разлагать до неорганических соединений, растительные остатки и другие виды органических соединений почвы.

Почвоведы изучают аспекты почв, связанные с механизмами их образования и функционированием. Они утверждают, что в почвах с древних времен идет непрекращающийся процесс естественного почвообразования. Оно заключается в том, что растения поставляют в почву в виде корневых выделений и растительных остатков органическое вещество, которое служит источником питания для обитающих в почве и особенно в ризосфере – корневой зоне микроорганизмов, которые выделяют химически активные вещества, растворяющие почвенные минералы, благодаря чему химические элементы таблицы Менделеева, содержащиеся в них, переходят в доступные для растений формы. Для функционирования всей биологической системы также нужен азот, который связывают из воздуха ряд специализированных микроорганизмов почвенного сообщества. Поэтому микробную биомассу, как и вообще всю живую почвенную биомассу – дождевых червей и пр., и то органическое вещество, которым она питается, нужно не минерализовывать, а беречь и накапливать. Также можно и нужно управлять составом этой биомассы, тогда «завод» по производству питания для растений будет бесплатно работать на нашем поле. Это естественное производство питания для растений и создает плодородие почвы.

С практической точки зрения нас интересуют вопросы: насколько интенсивен этот естественный процесс почвообразования, может ли он обеспечить поступление элементов питания для формирования больших урожаев и можно ли управлять интенсивностью этого процесса? Увы, этим наши почвоведы не занимаются. Этим занимались их «смежники» из Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН и ряда других НИИ в период до 1989 года, как раз в рамках изучения почвенных биоценозов – взаимоотношений в системе «растения – микроорганизмы-почва».

Биоценология — наука, изучающая биоценозы — растительные и животные сообщества в их совокупности, их строение, развитие, распределение в пространстве и во времени, происхождение. В 1980-е годы у нас в стране в этом направлении работало несколько научных групп. После распада СССР остатки разработок и разработчиков в этом направлении были разделены госграницами новых государственных образований. Собрав их данные, мы сформировали новый взгляд на почвенные процессы и доказали возможность управлять процессом плодородия. Построив агротехнологии на основе новой системы представлений, мы на своих полях смогли это сделать. Независимо от нас это сделал и целый ряд передовых агротехнологов и фермеров.

Почву нужно лечить

Как отмечалось, деградация почв является основной причиной снижения эффективности применения минеральных удобрений. Количество живой биомассы в целинных почвах России колеблется от 25-30 т/га на юге страны до 12-15 т/га — в центральных районах.
В системе представлений агрохимиков любое органическое вещество почвы интересно только тогда, когда его можно разложить, т.е. минерализовать до исходных минеральных соединений. Поэтому у нас популярна точка зрения, что чем больше гумуса в почве, тем она потенциально плодороднее, что неверно. При минерализации гумуса кроме минеральных солей образуются еще вода и углекислый газ. В общей эмиссии углекислого газа минерализация почвы создает 80% общей эмиссии, т.е. больше, чем от сжигаемой нефти, угля, газа и пр. Упомянутые представления агрохимиков лежат в основе агротехнологической модели, используемой в России, также как и система определения плодородия почвы, созданная ими. Однако существуют в отечественной науке иные точки зрения.

В настоящее время появился и используется термин «мертвые черноземы». Потеря гумуса за счет минерализации происходила и происходит как раз за счет лабильной части гумуса — неразложившейся органики, которая и определяет состояние живой биомассы почв. Степень распаханности земель в стране составляет от 25 до 75% в зависимости от региона. Потеря 15 т биомассы на гектаре – это потеря 1,5 млрд. т биомассы на 100 млн. га обрабатываемых в стране земель. Живая биомасса – один из основных факторов устойчивости и продуктивности почвенных биоценозов, и потеря миллиардов тонн живой биомассы делает общую ситуацию крайне неустойчивой.

Сегодня у нас в стране практически не осталось здоровых почв. Использование химической модели земледелия привело к биологической деградации почв и в некоторых почвах отдельные виды микроорганизмов находятся на грани исчезновения. Их место занимают микроорганизмы, нетипичные для почвообразовательных процессов и неспособные к взаимодействию с растениями. Корни растений заселяют микроорганизмы, которые не «кормят» сельскохозяйственные культуры элементами питания, а паразитируют на растительном организме. Последствия показательны: даже при достаточном обеспечении минеральным питанием растения не могут сформировать полноценный урожай.

Новые болезни и старые лекарства

В последние годы мы столкнулись с эпифитотиями (эпидемиями) новых, смешанных, болезней растений, где патогенами являются патогенные грибы и ряд бактерий, «вынужденно» перешедших к паразитизму. При анализе бактериального компонента обнаружено, что в природном агрессивном комплексе с патогенной бактерией Pseudomonas syringae присутствуют генетически модифицированные штаммы (ГММ) искусственного происхождения с высокой вирулентностью. Эффективных методов контроля новых патогенов отечественной наукой не предложено, и даже не разрабатывается.
Реальное следствие этой ситуации – недобор урожая зерновых в стране до 40% и более, плюс огромные затраты на химические средства защиты, не дающие эффекта. Увеличение использования пестицидов с 2000 г. в десять раз не привело к увеличению валового производства зерна. Увеличивающиеся затраты на химическую часть затрат на гектар в западном мире в том или ином виде компенсируются властями. У нас же это некомпенсируемая часть затрат. Потери от уменьшения плодородия и от болезней растений из-за биологической деградации почв «съедают» рентабельность сельхозпроизводства.

Негативное влияние на здоровье людей и животных, продуцируемых патогенными бактериями и грибами бактерио- и микотоксинов, у нас замалчивается. Нам доступны научные результаты исследований немецких специалистов, показывающие, что последние несколько лет из органов и крови человека выделяются патогенные грибы – возбудители болезней растений.

Токсичность продуктов питания и фуража для животных – не единственный аспект, который тревожит экологов. Несмотря на значительное уменьшение количества используемых минеральных удобрений по сравнению с советским периодом, происходит огромной силы негативное воздействие токсинов патогенных микроорганизмов, многократно нарастивших свою массу, которые заместили в почве агрономически ценные и супрессивные виды микроорганизмов.

Смываемые вешними водами с полей, а также во время выпадения осадков, они оказывают негативное влияние на экосистемы рек и водных бассейнов. Причем не всегда экологи понимают, что им приходится бороться со следствием разрушенного биоценоза почв, когда почвы утрачивают свои биостабилизирующие и биорегулирующие функции в результате «химически-интенсивного» сельхозпроизводства, и что именно оно является первопричиной алголизации (зацветания и замора) водоемов и пр.
Умирающая в начале XXI века земля, засилье бактериальных и грибных болезней на полях, падение эффективности химических пестицидов и удобрений, а также стремительный рост цен на пестициды иагрохимикаты и, как следствие, такое же стремительное падение рентабельности сельскохозяйственного производства вынудили мировое сельское хозяйство разворачиваться в сторону возвращения земле ее биологического здоровья и восстановления естественного плодородия почв. Причем, в России этот разворот идет «медленно», а в остальном мире – «верно».

Наука и практика: вместе или порознь?

Говоря о проблемах отечественной аграрной науки, необходимо вспомнить, что она оказалась неспособной к переменам в эпоху 1990-х годов, т.е. при резком падении государственного финансирования. Впрочем, после «перестройки» еще какое-то время сохранялась часть экспериментальных хозяйств при научно-исследовательских институтах. В тот короткий период государство выделяло достаточно много денег. Однако после того, как начались проблемы с финансированием, большая часть экспериментальных хозяйств перестала существовать – они либо акционировались и стали хозяйствовать как обычные сельхозпредприятия, либо разорились и часть земель перешла в залежи, либо была распроданы. При этом, часть грамотных работников Россельхозакадемии уехала за границу.

После сокращения финансирования, руководством Россельхозакадемии была сделана попытка изменить устав академии, после принятия которого Россельхозакадемия самоустранилась от решения прикладных проблем в сельском хозяйстве и провозгласила приоритетным проведение только фундаментальных научных исследований. Иными словами, ученые отстранились от решения реальных проблем практиков. Когда в эпоху президентства Д.А. Медведева власти попытались разобраться, почему у нас не решаются актуальные проблемы земледелия, и обратились с этим вопросом в Россельхозакадемию, последовал ответ, что подобными проблемами академия не занимается, на ее плечах лишь фундаментальные исследования. За этим последовала череда скандалов, которые привели к объединению Россельхозакадемии и РАН и созданию ФАНО, однако насущных проблем сельского хозяйства это как не решало, так и не решает до сих пор.

Проблема продовольственной системы безопасности страны настолько серьезна, что просто так от нее отмахнуться нельзя. Однако в системе существующих представлений и при условиях нынешних экономических возможностей она не решается. Существующие агротехнологические модели стали очень дороги из-за диспаритетного роста цен на минеральные удобрения, пестициды и пр., и производство сельхозпродукции становится нерентабельным. Нужны новые подходы, основанные на новой системе представлений о почве, как средстве производства, о продукционном процессе растений и пр. То есть существует возобновляемый природный ресурс, за который не нужно платить, про который наша сельхзнаука либо не знает, либо не может обобщить и создать новую агротехнологическую модель.

В этом контексте решение проблем продовольственной безопасности никто не рассматривает. В настоящее время крайне необходима смена системы представлений и создание на их основе новой концептуальной агротехнологической модели сельского хозяйства. Одной из основных причин сложившейся ситуации является катастрофическое отставание отечественной аграрной науки: институты Россельхозакадемии не могут подсказать путей повышения рентабельности сельхозпредприятий, они практически не владеют способами управления экономикой современного сельхозпроизводства.

За последние 30–40 лет основными инициаторами развития сельскохозяйственных технологий в мировом сельском хозяйстве стали передовые фермеры, которые не боялись экспериментировать у себя в хозяйствах. Во всем мире такие фермеры являются движущей силой науки: ученые изучают и оценивают результаты работы такого фермера-экспериментатора, а потом подводят под эти результаты теоретическую базу. Собственно, и у нас когда-то это было: «народный академик» Терентий Мальцев предложил систему минимальной обработки почвы, институт Бараева подвел под это научную базу, и это стало внедряться по всей стране. В США, например, сейчас успешно работает цепочка «фермер-экспериментатор — ученый — консультационные центры, тиражирующие опыт фермера». Система высокоэффективного сельскохозяйственного консультирования — одна из важных слагаемых эффективного сельского хозяйства. А в нашей стране сельскохозяйственное консультирование чаще всего создает лишь видимость такой деятельности.

С начала 1990-х у нас изменилось влияние государства на хозяйственную деятельность внутри страны. Многие важные вопросы власть перестала решать и поэтому многие государственные решения носят не директивный, а декларативный характер. Прежних организационных и финансовых механизмов управления в различных отраслях народного хозяйства больше не существует. Сформировались неверные взаимные ожидания власти и общества. Общество упрекает власть, что важнейшие вопросы, где требуются немедленные решения и ее участие, забалтываются. Забалтывается, в частности, решение задачи продовольственной безопасности в стране. Однако функции государства в деле защиты страны никто не отменял, ему необходимо решать и увязывать постоянно возникающие проблемы в различных областях жизни.
А.Г. Харченко, Председатель агротехнологического комитета Национальной технологической палаты («Ресурсосберегающее
земледелие»3/2016)

Продолжение следует

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.