Здоровье почв на повестке дня – от понятийного аппарата к технологиям

Первый пост 2024 года мне бы хотелось посвятить трендам растениеводства, связанным  с плодородием и здоровьем почв и ориентирам по их управлению.

Вот лишь некоторые из них: 

- укрепление экспортного потенциала за счет устойчивой урожайности,

- формирование почв сельскохозяйственных угодий, культуропригодных для насыщения севооборотов маржинальными культурами

- раскрытие потенциала почв за счет активизации биоты/внедрение приемов биологизации,

- возрастание ценности агронома, способного управлять плодородием и здоровьем почв.

Прежде, чем мы с вами рассмотрим более детально тренды, мне бы хотелось еще раз обратить ваше внимание на понятие - Здоровая почва. В прошедшем году при  общении с учеными нам удалось сформулировать определения:                                       

Здоровая почва - почва, обладающая характерными зональными или интразональными признаками и обеспечивающая реализацию потенциала сельскохозяйственных культур в соответствии с природно-климатическими условиями и современными технологиями Здоровая почва - способность почвенной биосистемы  в заданных пространственных границах поддерживать продуктивность растений, животных, приемлемое качество урожая, воды и воздуха, а так же обеспечивать здоровье людей, животных и растений.

Эти определения более четко дифференцируют понятие «здоровье почв» от понятия – «плодородие».

Далее предлагаю перейти к обсуждению трендов и роли управления здоровьем почвы для достижения текущих  задач.

Укрепление экспортного потенциала за счет устойчивых урожаев

Устойчивость получения урожаев следует рассматривать, по крайней мере с 2-х точек зрения – и повышение потенциала и снижение варьирования урожайности по годам. Как показывает статистика, варьирование урожайности зерновых культур  в России составляет 25-30%, так по данным разных авторов:

- 2008-2013 – урожайность озимой пшеницы составляет 4,6 т/га, варьирование урожайности 29,74%
- 2008-2013 – урожайность ярового ячменя 3,53 т/га, варьирование урожайности 27,88%
- 2009-2015 – урожайность озимой пшеницы составляет 4,97 т/га, варьирование урожайности 31,44%.

В то время как в США, где эффективно внедряется управление здоровьем почв:

-1980-2012 – средняя урожайность пшеницы составляет 2,67 т/га, варьирование урожайности 9,56%.

Вариабельность в большинстве случаев связывается с метеорологическими условиями (температура и влагообеспеченность), но практически не берется во внимание соотношение агрофизических и агрохимических факторов (внутренние свойства почв, устанавливающие теплофизические свойства), от которых зависят условия определяющие жизнедеятельность растений: наличие агрономически ценных агрегатов, обеспечивающих влагоудерживающую способность почвы и за счет наличия воздуха в межагрегатных пространствах снижающих ее теплопроводность.
- гранулометрический и микроагрегатный состав,
- оптимальная влажность (исключение гидроморфизма)
- содержание гумуса и минеральных солей.

Формирование почв сельскохозяйственных угодий, культуропригодных для насыщения севооборотов маржинальными культурами

В настоящее время культуропгодность рассматривается как наличие доступных элементов развитие культур и изредка – оптимальная кислотность (с определение значений) и плотность (органолептически). Однако, следует учитывать гораздо больше факторов/параметров для управления культуропригодностью почв для одной культуры/ группы культур в севообороте  – это и отсутствие фитотоксических соединений (управление последействием гербицидов), и агрофизические и агрохимические свойства почв. В оптимуме следует иметь матрицу оптимальных значений параметров состояния почвы для развития каждой культуры.

Мне бы хотелось привести лишь 1 пример как разные культуры реагируют на упрочнение почв (данные получены в Краснодарском крае):

Влияние плотности ( г/см3) сложения почвы на урожайность сельскохозяйственных культур, ц/га                                     

Кукуруза:
Плотность почвы 0,97–1,1 – Урожайность 49,5
Плотность почвы 1,26–1,38  – Урожайность 94,0 
Плотность почвы 1,47–1,51 – Урожайность 4,2

Озимая пшеница:
Плотность почвы 0,97–1,1  – Урожайность 36,8
Плотность почвы 1,26–1,38  – Урожайность 45,1
Плотность почвы 1,47–1,51 – Урожайность 27,1

Подсолнечник :
Плотность почвы 0,97–1,1  – Урожайность 36,6
Плотность почвы 1,26–1,38  – Урожайность 39,5
Плотность почвы 1,47–1,51 – Урожайность 27,1

Люцерна:
Плотность почвы 0,97–1,1  – Урожайность 60,7
Плотность почвы 1,26–1,38  – Урожайность 60,0
Плотность почвы 1,47–1,51 – Урожайность 53,3

Как видно из представленных данных, наиболее чувствительной культурой к уплотнению является кукуруза.

Обратим внимание на оптимальные значения других параметров:

 - Химический состав – бездефицитный полиэлементный состав питательных элементов, Содержание гумуса более 1% с фульватным составом и более 2% с гуматным составом.

- Физико-химические свойства –  ЕКО более 10 мг-экв для супесчаных почв и более 15 мг-экв для суглинков. Преобладание в ППК кальция и магния, соотношение содержания «кальций:магний» не ниже 5, Степень насыщенности основаниями в более 55-70% 

- Физические свойства – общая пористость 55-65%, плотность 1,1-1,3 г/см3

- Структура - содержание водопрочных агрегатов более 55% массы почвы

- Водные свойства – запас воды 30-50 мм в пахотном/корнеобитаемом слое 20-35 см

- Воздушные свойства – пористость более 20% объема почвы.                          

Раскрытие потенциала почв за счет активизации биоты/ внедрение приемов биологизации

Тренд на биологизацию очевиден, однако, приходится констатировать, что не всегда реализуется комплексный/системный подход: предлагается сфокусироваться на одной группе микробиоты, обладающей какой-то функцией

- супрессивность, целлюлозолитическая активность, повышение биодоступности питательных элементов или деструкция гербицидов,

- не учитывается управление сообществами с разной стратегией - R и K,

- решение о выборе биопрепарата часто принимается без проведения микробиологического анализа почвы,

- внося биопрепарат лишь иногда учитывается влажность и температура среды (воздух/почва), но не учитываются физические параметры, которые определяют развитие либо  анаэробной, либо аэробной биоты. 

Возрастание ценности агронома, способного управлять плодородием и здоровьем почв

Я расцениваю данный тренд как, несомненно, позитивный – как показывает практика все больше агрономов и руководителей хозяйства хотят рассматривать почву не только как коктейль из питательных элементов и место нахождения корней, но и как саморегулирующуюся систему, способную поддерживать развитие растений в как в оптимальных, так и экстремальных условиях. Развитие многосторонней концепции «Здоровье почв» - позволяет не только систематизировать знания, но и выработать как методологию оценки статуса, так и формировать системы принятия решений.                          Некоторая сложность связана с широким спектром знаний – почвоведение, агрохимия/агрофизика, почвенная микробиология, фитопатология, растениеводство/агрономия и земледелие. Но с другой стороны – это направление подталкивает к многогранному развитию специалиста, и дает возможность выстроить систему устойчивого растениеводства.

                                                                                                                                           

При подготовке сообщения использовались следующие литературные источники, находящиеся в открытом доступе.

1. ОБОСНОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПЛОТНОСТЬЮ СЛОЖЕНИЯ ПОЧВЫ ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ СТАБИЛИЗАЦИЮ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР, Гарифуллин И.И. 2021
2. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЧЕРНОЗЕМОВ ПРЕДГОРНЫХ РАВНИН, ПРЕДГОРИЙ И НИЗКОГОРИЙ АЛТАЙСКОГО КРАЯ, Макарычев С.В., 2016
3. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ АЛТАЙСКОГО КРАЯ, Макарычев С.В. 2016
4. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ПОЧВ
5. ПОД ДРЕВЕСНЫМИ НАСАЖДЕНИЯМИ В УСЛОВИЯХ ДЕНДРАРИЯ,  Макарычев С.В., Лебедева Л.В., 2021
6. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ПОЧВ ПОД ДРЕВЕСНЫМИ НАСАЖДЕНИЯМИ В УСЛОВИЯХ ДЕНДРАРИЯ, Лебедева Л.В., 2018
7. ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ ЮГО-ВОСТОКА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ, Болотов А.Г.,2016
8. Современные подходы к расчетной оценке тепловых свойств почв, Архангельская Т.А., 2009 
9. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ КОМПЛЕКСНОГО ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА, Архангельская Т.А., 2012
10. ПРИРОДНАЯ ДИНАМИКА ФИЗИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ, Л.М. Татаринцев, 2005   
11. Повышение плодородия почв Кубани, Б. И. Тарасенко, 2014
12. СОСТАВ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА ПРИ РАЗЛОЖЕНИИ СОЛОМЫ ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР В ДЕРНОВО- ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ, О.В. ОРЛОВА, 2012
13. ДИНАМИКА МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ ПОЧВЫ В РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНАХ ВРЕМЕНИ (ОБЗОР), Т. И. Чернов, 2020 г.

В ближайшие сообщения я планирую более подробно раскрыть обозначенные темы. Жду Ваши вопросы и комментарии – это мне поможет подготовить более полезный материал с практической значимостью.