Биологическое земледелие и экологические аспекты применения гуминовых препаратов

Интенсивные методы ведения земледелия, основанные на широком применении химических удобрений и средств защиты растений, обусловили значительный прогресс в увеличении производства сельхозпродукции. Однако в последнее время большое внимания уделяется негативным последствиям углубляющейся интенсификации земледелия и экологическим формам ведения сельского хозяйства, что связано прежде всего с увеличением спроса на экологически безопасные для здоровья людей продукты питания.

В результате бессистемного внесения минеральных удобрений и пестицидов, интенсивных обработок почвы, непродуманной мелиорации происходит истощение природных ресурсов, включающее эрозию, снижение плодородия почв, потерю гумуса, а вместе с ним ухудшение водно-физические свойств, накопление значительного количества вредных веществ, которые в процессе вегетации поступают в растения и выносятся с урожаем [1]. Это определяет актуальность изучения и внедрения биологического земледелия, задачей которого является получение экологически чистой продукции, а также восстановление естественных механизмов, обуславливающих воспроизводство плодородия почв и продуктивность растительных сообществ.

Применение гуминовых удобрений и препаратов занимает важное место в современных технологиях, основанных на принципах биологического земледелия. Установлено, что их использование способствует росту урожайности и улучшает качество продукции многих сельхозкультур, а также повышает устойчивость растений к биотическим и абиотическим факторам среды за счет мобилизации их потенциальных ресурсов [2, 3]. Различные гуминовые препараты используются в качестве эффективного средства регулирования роста и развития возделываемых культур, что в перспективе позволит научится управлять биопродуктивностью агроценозов в целом. Доказано, что гуминовые препараты являются экологически безопасными для человека, животных, насекомых и почвенных микроорганизмов. В отличие от минеральных удобрений, гуминовые препараты и удобрения катализируют биохимические процессы в почве и повышают активность почвенной биоты [4].

Активизируя биоэнергетические процессы в почвах и растениях, гуматы повышают адаптацию растений к неблагоприятным условиям среды, оказывают стимулирующее влияние на их рост и развитие, способствуют усилению процессов мобилизации питательных веществ в ус- вояемой для растений форме, предоставляя возможность направленной регуляции процессов в системе «почва – растение» [2, 3].

Объекты и методы исследований. В 2013-2018 годах в Ростовской области проводились исследования по применению гуминового препарата BIO-Дон при возделывании пшеницы и других сельскохозяйственных культур, а также по использованию этого препарата для ускорения разложения соломы в почве. BIO-Дон – гуминовый препарат, полученный щелочной экстракцией из вермикомпоста, содержащий порядка 2 г/л гуминовых веществ и обладающий высокой физиологической активностью. В процессе исследования использовались следующие приемы: внесение в почву, обработка гуминовым препаратом семян и вегетирующих растений, обработка соломы и пожнивных остатков перед заделкой их в почву. Установлены оптимальные концентрации гуминового препарата BIO-Дон для обработки семян, почвы и вегетирующих растений, которые составляют 0,01-0,001%, а также доза препарата – 2 л/га.

Результаты исследования. Нашими исследованиями показано, что действие гуминового препарата начинает проявляться в момент прорастания семени, когда активизируется метаболизм и идет активное деление клеток. Опыты показали, что обработка семян гуминовым препаратом BIO-Дон ведет к увеличению энергии прорастания и лабораторной всхожести. Так, всхожесть озимой пшеницы увеличилась с 88% на контроле до 100%, ячменя – с 82% до 92%, а овса – с 73% до 82%. BIO-Дон оказал положительное влияние на процессы роста и развития в начальный период роста пшеницы, ячменя и овса, что выразилось в увеличении количества образующихся корней, а также в повышении темпов роста первичных корней и побегов [5].

Высокая эффективность гуминового препарата BIO-Дон подтвердилась при изучении его влияния на урожайность и качество зерна озимой пшеницы. Наивысшая прибавка к урожайности контрольного варианта была получена при сочетании предпосевного внесения гуминового препарата в почву с двукратной обработкой вегетирующих растений (9,2 ц/га в среднем за период 2014-2016 гг.). Обработка гуминовым препаратом вегетирующих растений способствовала более полному усвоению элементов питания, а, соответственно, лучшему росту и развитию растений, что привело не только к увеличению урожайности, но и получению зерна более высокого качества. Кроме того, гуматы повышали устойчивость растений к широкому спектру неблагоприятных факторов – переувлажнению, засухе, внесению пестицидов и др. С увеличением воздействия неблагоприятных факторов влияние гуминовых препаратов становится более выраженным [2, 3].

При внесении в почву гуминового препарата BIO-Дон отмечалось повышение биологической активности почв. На протяжении всего периода исследования наблюдалось улучшение почвенной структуры, что выразилось в повышении коэффициента структурности на вариантах с внесением BIO-Дона в почву. Следует отметить оптимизацию питания растений, особенно в условиях дефицита фосфора, свойственного карбонатным черноземам. Так, при внесении в почву BIO-Дона наблюдалось достоверное увеличение содержания подвижного фосфора.

Одним из элементов биологического земледелия является заделка в почву соломы и стерневых остатков зерновых культур, что позволяет решить задачу воспроизводства плодородия почв. Запашка соломы в почву стимулирует развитие почвенных микроорганизмов, увеличивая биологическую активность почв, что благоприятно сказывается на физических свойствах почвы, улучшает ее структуру и водно-воздушный режим, препятствует пересыханию и уплотнению, а также в значительной степени возвращает в биологический круговорот биофильные элементы питания и ряд микроэлементов, которые ежегодно выносятся с урожаем [6]. Все это указывает на важное экологическое значение внесения соломы для почв агроценозов. Наши исследования показали, что обработка соломы гуминовым пре- паратом BIO-Дон позволяет увеличить скорость разложения и включения ее в процессы минерализации и гумификации. Внесение соломы, обработанной гуминовыми препаратами, является эффективным агротехническим приемом для борьбы с засорением пашни пожнивными остатками, способствует сохранению и накоплению гумуса в почве, стимулирует протекание гидролитических и окислительновосстановительных процессов, увеличивает ферментативную активность почвы – один из показателей ее общей биологической активности.

Таким образом, применение гуминовых препаратов, как для обработки вегетирующих растений, так и при внесении с растительными остатками в почву, обуславливает экологическую безопасность агроценозов, что выражается в повышении их биопродуктивности, воспроизводстве почвенного плодородия и стимулировании биологической активности почв, являющейся индикатором ее экологического состояния.