Какие живые организмы восстанавливают плодородие почвы: КАК ВОССТАНОВИТЬ ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ | Наука и жизнь

КАК ВОССТАНОВИТЬ ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ | Наука и жизнь

Уже через год-другой на заросшем самой разной травой участке будет снова расти картофель.

Зеленой стеной поднимается над грядкой горох.

Клевер, как и люпин, бобы, не только восстанавливает плодородие почвы, но и обогащает ее азотом.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Пикульник, поповник, хвощ — любители кислых почв.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

На слабокислой или нейтральной почве растет полевой вьюнок.

Терпят слабокислые почвы кабачки.

Не переносят кислых почв огурцы.

‹

›

Открыть в полном размере

Помнится, когда я стал серьезно интересоваться почвоведением и агрономией, меня поразили такие цифры. Оказалось, что не менее миллиона различных насекомых (то есть 95 процентов от общего числа видов, известных ученым) так или иначе связано с почвой. Одни проводят в земле всю жизнь, вторые откладывают яйца, у третьих — в ней отлеживаются куколки, у четвертых — живут личинки.

И каждое из этих живых существ оставляет в земле свой след, либо помогая увеличивать плодородие почвы, либо прокладывая в ней ходы, по которым поступают вода и воздух, а удаляется образованный живыми организмами углекислый газ.

Но кроме насекомых в земле живут и другие животные, например земляные черви. Выползая по ночам из норок, они отыскивают прошлогодние листья, остатки растений и утаскивают их к себе. Съеденные и прошедшие через кишечник эти остатки попадают в виде небольших темных комочков в землю. Так земляные черви удобряют ее, по-своему отвечая за плодородие. А через их ходы-норки в почву поступают вода и воздух, осуществляется дренаж почвы, и часто очень глубокий.

Запомнилась мне еще одна цифра: на одном гектаре непаханой земли насчитывается около 200 килограммов микроорганизмов. Общая же масса всех живых существ, населяющих этот участок земли, достигает тонны. Много это или мало? Для того чтобы вырастить хороший урожай репы, на один гектар земли надо внести 500 килограммов минеральных удобрений, при посадке моркови — 800 килограммов, а свеклы — уже одну тонну.

Как видите, масса живых существ, населяющих почву, больше, чем масса минеральных удобрений, вносимых в землю при выращивании репы и моркови. А ведь все живые существа, населяющие землю, по истечении отпущенного им срока жизни погибают и остаются в земле, отдавая ей накопленные органические вещества. Остатки животных разлагаются микроорганизмами, а микроорганизмы, в свою очередь, отмирая, обеспечивают почву питательным перегноем.

Так живет здоровая, не истощенная, не измученная земля, которую еще совсем недавно мудрые крестьяне ласково называли живой.

Живая земля обладает одним удивительным свойством: она не только дает растениям необходимое питание, но и способна восстановить плодородие, если в ней не уничтожена жизнь.

Крестьянину давно было известно, что потерявшую силу землю, дающую из года в год все меньшие и меньшие урожаи, надо оставить в покое на несколько лет, не трогать сохой и дождаться, когда она снова защитит себя слоем дерна и в ней накопятся органические вещества. И все это без внесения удобрений.

Получив во владение землю к своему дому, я освоил прежний лужок, что занимал высокое, сухое место, и с успехом выращивал два года подряд картофель, практически не внося в почву никаких удобрений — разве только подсыпал в каждую лунку, приготовленную для картофельного клубня, по полгорсточки золы, но делал это больше для того, чтобы картофель был повкусней. А вот на третий год на этом, еще совсем недавно целинном огороде урожая картофеля я не дождался. Навоза в достатке тогда не было, и я оставил на время это место. Уже третий год подряд зарастает оно травой, поднимающейся из год в год все гуще и гуще. Траву я не скашиваю и не заделываю в почву. Прежние травы отмирают, и их остатки перерабатывают микроорганизмы. Вот так постепенно и восстанавливаются силы моего огорода. Думаю, что через год-другой я снова буду получать здесь приличные урожаи картофеля.

Конечно, на нескольких дачных сотках такой эксперимент провести вряд ли удастся — каждый клочок земли в цене. Но и на своих 6-8 сотках вы вполне можете воспользоваться способностью живой земли восстанавливать свои силы, к тому же и поможете ей в этом.

Перестает давать урожаи какая-нибудь грядка, надо бы удобрить ее органическим удобрением. Если такого удобрения нет, посейте ранней весной горох, лучше низкорослый, и посадите его погуще — тогда поднимется он сплошной зеленой стеной и не допустит никаких сорняков. Придет время собирать урожай, сорвите стручки, а ботву срежьте и оставьте лежать ровным слоем. К весне стебли почти все перепреют. Тогда снова взрыхлите садовыми вилами на этой грядке бороздки и разложите семена-горошины. Опять соберите только стручки и оставьте стебли. А новой весной садовыми вилами или лопатой заделайте полуперепревшие стебли гороха в почву и можете смело выращивать корнеплоды. Для капусты или картошки, а то и для огурцов двух сезонов такого естественного восстановления плодородия почвы маловато — эти растения выносят, как говорится, из земли за одно лето очень много питательных веществ, а редису, салату, моркови и свекле будет совсем неплохо.

К тому же горох, как клевер, люпин, обогащает почву еще и азотом. Можете посадить на отдыхающей грядке и бобы, но они не смогут, как горох, противостоять сорнякам — не закроют сплошной зеленой массой всю землю.

Такой прием восстановления почвы с помощью гороха я давно взял на вооружение: горох на моем огороде — уважаемая культура.

Способность почвы самовосстанавливаться, накапливать органические вещества, улучшать структуру зависит от многих факторов. Сказывается и климат, и кислотность почвы. Чем выше кислотность, тем медленнее нарастает плодородный слой. Объясняется это тем, что в условиях повышенной кислотности замедляется работа микроорганизмов, которые заняты переработкой органических остатков.

От кислотности почвы зависит и урожай. Из всех культурных растений неплохо чувствует себя на кислой почве только картофель. Терпят слабокислые почвы щавель, помидоры, кабачки, редька, редис, морковь. А вот капуста, свекла, лук, чеснок, салат, огурцы и горох кислые почвы просто не переносят.

Для замера кислотности почвы существуют специальные приборы, но и без приборов можно определить, годится ли она для тех или иных культур.

Если почва кислая, малопригодная для огородных растений, возле грядок несложно обнаружить хвощ, пикульник, веронику, подорожник, щавель малый, мяту полевую, лютик, поповник. Если же почва слабокислая или нейтральная, то есть пригодная для всех огородных растений, на ней будут расти такие растения-дикари, как полевой вьюнок, ромашка непахучая, клевер, мать-и-мачеха, пырей, бодяк огородный.

Растения, которые помогают сразу определить какова кислотность почвы на огороде, принято называть сорняками-индикаторами.

Кислые почвы обычно бывают на низких сырых местах и там, где дольше застаивается весенняя вода. Происходит так называемое естественное закисление почвы. Но в наше время кислые почвы можно встретить и на высоких местах — землю «одаривают» кислотой кислотные дожди. Промышленное закисление почвы для некоторых мест становится чуть ли не национальным бедствием.

Снизить кислотность почвы можно с помощью извести-пушонки (гашеная известь), цементной пыли, мела, молотой извести.

Поможет и печная зола. Еще в стародавние времена крестьяне золой «выводили хвощ» со своих огородов. Золу вносят в почву при осенней перекопке: 100-150 граммов на 1 м² (до 1,5 килограмма на 10 м² огорода). Для справки: чайная ложка древесной золы — 2 грамма, столовая ложка — 6 граммов, граненый стакан — 100 граммов. Учтите к тому же, что древесная зола — отличнейшее минеральное удобрение, в нем нет только азота.

И последнее, о чем мне хотелось бы предупредить. Растения, выращенные на кислой почве, могут быть опасными для здоровья. В них содержится значительно больше тяжелых металлов (тот же свинец, ртуть), чем в аналогичных растениях, выращенных на почвах менее кислых. Объясняется это тем, что тяжелые металлы, содержащиеся в почве и горных породах, а также попавшие в почву вместе с выбросами промышленных предприятий, автотранспорта, не вымываются обычной дождевой водой, но зато вымываются кислыми растворами, попадают в растения и накапливаются в них.

То есть в слабокислых и нейтральных почвах тяжелые металлы находятся в связанном состоянии, а в кислых почвах они более подвижны и способны накапливаться в растительных тканях. Это уже примета нашего промышленного века.

Новое понимание плодородия почв — условие выхода из кризиса земледелия

Доклад профессора кафедры почвоведения и экологии почв Института наук о Земле ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет», доктора сельскохозяйственных наук, действительного члена РАЕН Александр Ивановича Попова «Слагаемые продукционного процесса высших растений и возможности его оптимизации» на Втором агротехнологическом форуме Юга России, (Ростов-на-Дону, 28 февраля 2018 года).

Основные элементы минерального питания растений

* * *

Актуальность проблемы плодородия почвы

Уважаемые коллеги!

Данное выступление есть результат совместной работы почвоведов, экологов и физиологов растений и является отображением некоторого идейного единства этих пограничных наук.

Изучение слагаемых продукционного процесса высших растений и оптимизация его потенциальных возможностей является важным направлением в рамках хозяйственной деятельности человека. Особую остроту данное направление приобретает в условиях острого дефицита привычных средств воздействия на величину урожая сельскохозяйственных культур и общей тенденцией на получение экологически безопасных продуктов питания и кормов.

С развитием функционального подхода ко всем экологическим системам, существующие представления регулирования плодородия почв стали подвергаться более глубокому и критическому осмыслению.

Цель моего выступления — изложить концептуальное представление о регуляции роста и развития растений, в том числе применительно к условиям сельского хозяйства. Такое представление позволяет рассматривать урожайность как результат функционирования системы почва-растение.

* * *

Основные вопросы, связанные с почвенным плодородием

Современное понятие плодородия почв связано с обеспечением ряда условий роста растений и с доступностью им элементов минерального питания. Отчасти этим объясняется повышенное внимание балансу зольных элементов. Успехи в этом направлении значительны. Развитие агрохимии во многом обязано ему. Но такой подход конечен, и предел уже ощущается.

Воображение рисует быстрое решение многих проблем земледелия на основе химизации, и кажется, что о плодородии почв известно многое, тем не менее выясняется, что нельзя быть уверенным даже в некоторых, на первый взгляд неоспоримых, вопросах.

1) Вопрос о плодородии почв. Обычно плодородие — основное специфическое свойство почв рассматривается лишь с утилитарной позиции, только как факт обеспечения растений необходимыми питательными веществами, а продукционный процесс растений (урожайность) как результат фотосинтеза и реализации соединений элементов минерального питания растений. Справедлив ли такой подход?

2) Вопрос о питании растений. До сих пор общепринятой точкой зрения является теория минерального питания растений. В то же время в научной литературе, начиная с XIX столетия и по настоящее время, имеется огромное число фактов, подтверждающих поглощение и усвоение высшими зелёными растениями органических веществ естественного, искусственного и даже синтетического происхождения. Случайно ли поглощение органических молекул растениями? Кем же являются растения? Обязательными автотрофами (то есть живыми организмами, для которых в качестве единственного источника необходима энергия Солнца) или миксотрофами (то есть живыми организмами, для которых необходима как энергия Солнца, так и использование готовых органических молекул)?

3) Вопрос о взаимодействии растений и почвы. Наиболее часто почву рассматривают как некий субстрат, позволяющий растениям механически закрепиться и получать из него необходимые макро‑ и микроэлементы и воду. Правомочно ли с позиции агроэкологии рассматривать функционирование растений в отрыве от почвы? Или всё же правильнее считать растения и почву единой пищевой системой?

4) Вопрос об управлении продукционным процессом (урожайностью) растений и его оптимизации. Чем, на что и как требуется воздействовать?

Посмотрим, какие ответы на эти вопросы нам подсказывает современная фундаментальная наука.

* * *

1. О различных взглядах на плодородие почв

Основной характеристикой почвенного плодородия является производственный потенциал — сбалансированное содержание основных элементов минерального питания растений (NPK — азот, фосфор, калий), позволяющее получать гарантированные урожаи при строгом соблюдении технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Агрохимики зачастую именно производственный потенциал называют плодородием почв.

Основные элементы минерального питания растений

Однако с позиций экологии, почвенное плодородие — следствие биологического круговорота макро‑ и микроэлементов в экосистемах. Иными словами, плодородие — функция почвы, связанная с питанием растений.

С этой точки зрения следует различать плодородие целинных и пахотных почв. Плодородие целинных почв — естественно возобновляемое свойство, которое является отражением динамически равновесного уровня необходимых растениям пищевых веществ, литогенно обусловленных и биологически накопленных в почве, а также почвенных условий, обеспечивающих поступление воздуха, воды и пищевых веществ из почвы в растения.

Плодородие пахотных почв — искусственно поддерживаемое свойство, которое является отражением величины реально существующего уровня пищевых веществ, необходимых растениям, литогенно обусловленных, биологически накопленных и антропогенно внесённых в почву (в виде удобрений), а также почвенных условий, обеспечивающих поступление воздуха, воды и пищевых веществ из почвы в культурные растения.

* * *

2. Питание растений

С.П. Кравков в 1899 году утверждал, что основной вопрос физиологии растений и граничащих с нею прикладных наук связан с питанием растений и функциональной зависимостью его от условий окружающей среды.

Сергей Павлович Кравков (1873-1938)

Обратимся к истории развития теорий питания растений. Период со второй половины XVIII века по XIX век ознаменовался определённым прогрессом в познании процессов питания растений. В это время было доказано, что растения синтезируют свои органические вещества из углекислоты и воды и выделяют кислород, было открыто дыхание у растений и представлен расчёт стехиометрии обмена газов при фотосинтезе. Несмотря на открытие фотосинтеза, идея о том, что гуминовые вещества (гумус) служат источником углерода для растений, продолжала существовать и в начале XIX века.

Типы питания растений

Значительную роль в развитии и научном обосновании теории гумусового питания растений сыграл известный агроном, профессор Берлинского университета Альбрехт Даниель Тэер.

Albrecht Daniel Thaer (1752-1828)

По мнению А.Д. Тэера, плодородие почв в значительной мере зависит от гумуса, так как именно гумус, помимо воды, является единственным материалом, доставляющим питательные вещества растениям. Заметим, теория А. Д. Тэера мирно сосуществовала с теорией «углеродного» питания растений за счёт фотосинтеза.

В сороковых годах XIX столетия появились работы двух таких именитых учёных, как Юстас фон Либих и Жан Батист Жозеф Диёдонне Буссенго, которые нанесли гипотезе гумусового питания растений сильный удар.

Justus von Liebig (1803-1873)

Ю. фон Либих и Ж.-Б.-Ж.-Д. Буссенго утверждали, что гумус следует рассматривать только лишь как источник СО2, что растения имеют в своём распоряжении неисчерпаемый запас углекислоты в воздухе, а элементы своего минерального питания берут из почвы, чему способствует непрерывно идущий процесс выветривания и корневые выделения.

Jean Baptiste Joseph Dieudonnе Boussingault (1802-1887)

Земледелие во всём мире, в том числе и в России, в XIX веке приняло в качестве базовой идеологии теорию минерального питания и утвердило минеральные удобрения как основной способ влияния на урожайность сельскохозяйственных культур, чему способствовали бурное развитие химии и химического производства. Иными словами, с середины XIX века в агрономии был принят принцип химической коррекции продуктивности растений.

Тем не менее, несмотря на торжество теории минерального питания растений, сомнения в исключительной её верности продолжали существовать. Ещё в первой половине XX века была экспериментально продемонстрирована возможность поступления сложных высокомолекулярных органических молекул в растения непосредственно через корневую систему или посредством микоризы и их дальнейшее участие в процессах жизнедеятельности.

Кроме того, Николай Александрович Красильников (1958) считал доказанным, что ризосферные (живущие вокруг корней) микроорганизмы потребляют корневые выделения растений, а взамен растения получают от них витамины и другие активные вещества.

Николай Александрович Красильников (1896–1973)

Иначе говоря, высшие зелёные растения — миксотрофы, то есть такие живые организмы, которым необходима как энергия Солнца, так и потребление и усвоение готовых органических молекул. Известны следующие факты поглощения и усвоения зелёными сосудистыми растениями органических молекул.

Существуют собственно растения-хищники, большей частью насекомоядные.

Насекомоядные растения

Также выделяют протонасекомоядные растения, с железистым опушением и липкими стеблями, которые могут извлекать из прилипших к их поверхности насекомых необходимые им питательные вещества. Среди них мы видим томаты и крапиву.

Протонасекомоядные растения

Кроме того, известны паранасекомоядные растения, которые частично утратили способность к ловле и перевариванию небольших животных и в ходе эволюции приспособились использовать иные органические источники питательных веществ.

Паранасекомоядные растения

Существуют растения-паразиты.

Растения-паразиты

Растения также способны переваривать части микоризных грибов.

Растения способные переваривать части микоризных грибов

Зародыши семян, прорастая, используют для питания органические вещества семядолей или эндосперма.

Прорастание семян

В растительной клетке присутствуют как «автотрофные» органоиды (хлоропласты), так и «гетеротрофные» (митохондрии).

Автотрофный хлоропласт (слева) и гетеротрофная митохондрия (справа)

Существенным моментом функционирования системы почва-растение является то, что в процессе биологического круговорота химических элементов, необходимых живым существам, происходит круговорот органических молекул, многократно используемых на различных пищевых уровнях системы.

Схема круговорота органических молекул в системе почва-растение

Органическое питание высших растений с получением из органического вещества почвы структурных и функциональных компонентов биологических макромолекул является распространённым дополнительным типом питания в природных условиях, обеспечивающий существенный энергетический и структурный выигрыш на уровне экосистем. Этот механизм питания, по-видимому, унаследован от самых ранних этапов эволюции биосферы.

Существование случаев потребления растениями органических соединений с позиций трофологии (растения как миксотрофы) значительно расширяет представление о питании растений и о путях его регулирования. Данное обстоятельство послужило причиной создания концепции, которая и легла в основу предлагаемого представления регуляции роста и развития растений.

Живые организмы, участвующие в биологическом круговороте макро‑ и микроэлементов, в том числе и растения, находятся не только и не столько в конкурентных отношениях между собой, а образуют целую систему особых взаимоотношений, основанную на их взаимодополнительности, взаимозаменяемости в функциональном плане и, в конечном итоге, взаимообеспечении пищевыми веществами.

Схема функционирования системы почва-растение

* * *

Взаимодействия растений и почвы

Продукционный процесс растений — это последовательная цепь энергетических и биохимических преобразований в растительной клетке, которая обычно оценивается величиной урожая и является функцией целостного организма, а не только результатом фотосинтеза.

С позиций современной агробиологии трофическое взаимоотношение растений и почвы целесообразно рассматривать как своеобразную двойную трофическую цепь, в которой утилизация почвенной биотой отмерших остатков растений сопровождается созданием (посредством той же биоты) источника органо-минеральных нутриентов для растений.

Двойная трофическая (пищевая) связь между почвой и растением

Трофическая (пищевая) взаимосвязьв системе почва-растение

В природе растения, как правило, микоризированы (микориза или грибокорень — симбиоз определённых грибов с корнями высших растений).

Слева — эктомикориза; справа — эндомикориза

Помимо этого, корень окружают ризосферные микроорганизмы, почвенная биота представлена всеми функциональными группами живых организмов, в особенности дождевыми червями.

Экологическая значимость микоризных грибов заключается в том, что они способны:

— заменять собой недостающие корневые волоски, увеличивая всасывающую способность растений;

— увеличивать поступление соединений фосфора, калия и кальция в растения;

— переводить азотсодержащие органические соединения (в частности, гуминовые вещества) в усваиваемые для растений формы;

— обеспечивать растения водой;

— стимулировать и регулировать некоторые биохимические процессы, происходящие в растениях;

— защищать растения от некоторых патогенных микроорганизмов.

Ризосфера — слой почвы (2−5 мм) вокруг корней растений, характеризующийся значительной биологической активностью, обусловленной большим количеством почвенных бактерий, грибов, водорослей, простейших и др. Растения выступают как центры формирования микробных сообществ.

Корень и ризосфера

Экологическая значимость ризосферных микроорганизмов заключается в том, что они способны:

— оказывать прямое или непосредственное воздействие на рост и развитие растений за счёт биологического связывания азота (азотфиксации), выделения физиологически активных веществ, в том числе стимуляторов роста (фитогормонов, витаминов и других продуктов растений), а также вызывать фосфатмобилизацию;

— опосредованно улучшать рост растений за счёт вытеснения и подавления фитопатогенных грибов и бактерий.

Обитатели почвы

Экологическая значимость дождевых червей заключается в том, что они способны: образованию мюлль-гумуса — наиболее благоприятного для роста и развития растений.

Роль почвенных организмов в образовании разных видов гумуса

В пахотных почвах на фоне интенсификации сельскохозяйственного производства, сопровождаемого химизацией, как правило, отсутствуют:

— микоризные грибы,

— ризосферные микроорганизмы,

— дождевые черви.

* * *

Управление урожайностью растений

Центральными вопросами современной агробиологии являются:

— увеличение продуктивности сельскохозяйственных культур,

— защита от болезней и вредителей.

Одним из поисковых направлений в области регуляции продуктивности и скорости развития растений является выяснение точек приложения отдельных факторов, лимитирующих продукционный процесс, и согласование мер, направленных на расширение этих пределов.

При этом воздействие на продукционный процесс должно быть множественным — по возможности направленным на максимальное количество лимитирующих факторов.

Лимитирующие и продукционные факторы урожайности

Чем полнее создаётся комплекс благоприятных для растений условий, тем выше будет урожай. Продуктивность сельскохозяйственных культур — результат их существования в конкретных почвенно-климатических условиях.

На основании исследований балансовых взаимоотношений между фотосинтезом, почвенным питанием, распределением по транспортной системе фотосинтатов и органических соединений, поступивших из почвы, предложена модель общего обмена (роста) целого растения.

Продукционный процесс растений зависит не только от климатических факторов и запасов необходимых растениям пищевых веществ в почве, но также и от физиологических особенностей конкретной сельскохозяйственной культуры.

Климатические факторы, влияющие на рост и развитие растений

Продукционный процесс растений в значительной степени определяется скоростью передвижения питательных веществ из корня в листья и из листьев в корень. В основе транспорта пищевых веществ в пищевой системе почва-растение лежат осмотические механизмы.

Важный фактор продукционного процесса — скорость перемещения питательных веществ между корнями и листьями

Величина перепада (градиента) концентрации, изменяемая во времени и пространстве, зависит от активности фотосинтеза и почвенного питания. И то и другое лежит в сфере регуляции жизнедеятельности разнообразных симбиотических организмов:

— хлоропластов и митохондрий тканей листа,

— бактерий и грибов ризосферы (зоны контакта почвы и корня).

Единая система протопластов растительных клеток, объединённых в одно целое многочисленными плазмодесмами (межклеточными протоками), позволяет растениям поглощать питательные вещества не только корнями, но и листьями.

Пути межклеточных связей клеток растений

Одним из основных факторов продукционного процесса является фотосинтез. Пути оптимизации фотосинтеза достаточно хорошо изучены. Лимитирующими его факторами являются главным образом световой режим, концентрация СО₂, расход продуктов фотосинтеза.

Лимитирующие факторы фотосинтеза

Оптимизация почвенного органо-минерального питания является другим обязательным условием достижения более высокой продуктивности. Пути поисков в направлении оптимизации почвенного питания также хорошо известны — это минеральные и органические подкормки, средства стимуляции жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, включенных в экосистему растения, общие меры по улучшению качества почв и организации контакта между почвой и корнем растений.

Третья группа факторов (и мер) относится к оптимизации водного снабжения и пропускной способности транспортной системы, обеспечивающей циркуляцию растворов и рост растения. Лимитирующими факторами здесь выступают почвенный запас влаги, чувствительность транспортной системы к колебаниям температуры и атмосферного давления.

Продукционным процессом сельскохозяйственных культур, можно управлять с помощью нескольких видов коррекций.

Виды коррекции продукционного процесса

Физическая коррекция — система мероприятий, направленных на создание и поддержание благоприятного для культурных растений водного, теплового и воздушного режимов, а также биологической активности почв.

Виды мероприятий физической коррекции продуктивности

Физическая коррекция — первый важный шаг регулирования продукционного процесса растений.

Основные приёмы физической коррекции

Химическая коррекция — система мероприятий, направленная на регулирование продуктивности сельскохозяйственных растений посредством химизации.

Виды мероприятий химической коррекции продуктивности

Химизация земледелия — использование удобрений и мелиорантов, а так же химических средств защиты растений от болезней и вредителей.

Удобрения — вещества, содержащие необходимые для роста и развития сельскохозяйственных растений химические соединения, восполняющие дефицит элементов минерального питания.

Мелиоранты — вещества, улучшающие механические, физические, физико-химические, химические и биологические свойства почв.

Химическая коррекция осуществляется за счёт восполнения запасов элементов минерального питания растений в почве, применения некорневых подкормок макро‑ и микроэлементами, регулирования кислотного и солевого режима почв.

Основные приёмы химической коррекции

Исторически химическая коррекция была вторым эволюционным шагом растениеводства. Можно констатировать, что путь химической коррекции полностью реализован в промышленном сельском хозяйстве. Всё ещё продолжающееся увеличение производства минеральных удобрений и различных химических пестицидов в сочетании с многократной механической обработкой почв практически низводит почву на уровень гидропонной системы. Существующий путь химической коррекции в земледелии является тупиковым.

В настоящее время существуют две основные концепции, призванные спасти человечество от экологического и продовольственного кризиса:

1) система устойчивого развития сельского хозяйства и

2) система адаптивной интенсификации производства.

Система устойчивого развития сельского хозяйства основана на традиционных способах растениеводства, а система адаптивной интенсификации производства — на инновационных подходах, требующих использования генетических ресурсов растений, а также повсеместного применения методов биологической коррекции продуктивности сельскохозяйственных культур.

Биологическая коррекция — совокупность мероприятий, направленных на восстановление трофической системы почва-растение, одно из эффективных направлений управления продукционным процессом и защиты растений.

Виды мероприятий биологической коррекции продуктивности

Биологическая коррекция, как новый эволюционный шаг растениеводства, за счёт направленного воздействия на биологию растений позволяет не только дополнительно повысить урожайность культурных растений с улучшением качества получаемой продукции, но и увеличить сохранность выращенного урожая.

Основные приёмы биологической коррекции

Современная теория биологической коррекции базируется на научных достижениях современных биотехнологий, таких как: вермикультивирование, производство микробиологических препаратов, физиологически активных веществ, биологических средств защиты растений и т. д.

В агроценозах, которые, по сути, являются разбалансированными экосистемами, трофическая связь между почвой и растениями нарушена, часть функциональных звеньев отсутствует. Поэтому для того, чтобы почва функционировала нормально, необходимо восстановить и/или восполнить утраченные ею звенья. Иначе говоря, необходимо воспроизвести отдельные биологические слагающие условий плодородия. То есть для реального повышения урожайности сельскохозяйственных культур и получения продуктов питания с уменьшенным содержанием ксенобиотических веществ необходимо проводить биологическую коррекцию.

Биологическая коррекция — это способ управления динамикой составных частей плодородия, точнее, составных частей функционирования пищевой системы почва-растение. При этом обязательно должны учитываться физиологические особенности растений.

Основные звенья биологической коррекции в системе почва-растение:

— хорошо гумифицированный органический материал с мюллевым типом гумуса;

— азотфиксирующие (свободно живущие ассоциативные или клубеньковые) микроорганизмы;

— литолитические организмы, то есть организмы, способные к активному биологическому выветриванию минеральной массы.

* * *

Заключение

1. Воздействие на продукционный процесс должен быть множественным и, по возможности, направленным на максимальное количество лимитирующих факторов, учитывая, что продуктивность — это результат существования растений в конкретных почвенно-климатических условиях.

2. Комплекс мероприятий по оптимизации продукционного процесса растений должен быть направлен на управление всей совокупной системы, каковой и является трофосистема почва-растение. При этом необходимо руководствоваться принципом взаимосвязанности лимитирующих факторов.

3. Правомочность способов биологической коррекции подтверждается многолетними производственными опытами. Так, нами был не только повышен урожай валовой продукции на 15−40%, а в отдельных случаях до 60−80%, но и улучшен биохимический состав этой продукции, то есть во всех случаях кормовая ценность возрастала на 20−40%.

Внешний вид почвенных организмов может помочь нам понять их значение · Границы для юных умов

Аннотация

На нашей планете существует множество форм жизни. Особенно это актуально под нашими ногами, в почве. Дождевые черви, пауки и многоножки — лишь несколько примеров из огромного числа почвенных организмов. Как только вы посмотрите, что живет в почве, вы поймете огромное разнообразие форм и цветов. Но что, если мы уделим время описанию всех их характеристик: цвет, размер, форма, количество ног, тип крыльев, продолжительность жизни и климатические предпочтения? Все эти характеристики, называемые признаками, помогают нам понять, какие типы организмов можно найти в той или иной экосистеме, чем они питаются и как далеко они могут перемещаться. Ученые используют эту информацию, чтобы понять различные роли организмов в почвах и восстановить деградировавшие почвы. Анализ признаков может выявить важность почвенных организмов и ту фундаментальную роль, которую они играют в человеческом обществе.

Почва: удивительный, но малоизвестный мир

Под нашими ногами в почве живут миллионы организмов [1]. Эти организмы варьируются от микроскопических (называемых микроорганизмами) до беспозвоночных организмов (таких как дождевые черви) длиной более 1 метра. Разнообразие организмов в почве называется биоразнообразием почвы

. Биоразнообразие означает разнообразие всех форм жизни на планете.

Почвенные экологи — ученые, изучающие разнообразие почвенных организмов. Обычно они берут образцы почвенных организмов, обитающих в разных местах, таких как тропические леса или сельскохозяйственные поля. Они используют лопаты, ловушки или пробоотборники для взятия проб почвы, в зависимости от того, живут ли интересующие организмы в почве или на ее поверхности (рис. 1). Затем ученые ловят организмы, которые они могут увидеть в своих образцах, вручную или пинцетом. Чтобы поймать мельчайших почвенных беспозвоночных, экологи-почвоведы часто используют технику, называемую «девяткой». 0009 Метод Берлезе . В лаборатории образец почвы помещают в воронку с нагревательной лампой над образцом и банкой под ним. Свет и тепло заставляют крошечные организмы спускаться по воронке в банку. Через несколько дней ученый может изучать организмы в банке.

• Рисунок 1 – Методы отбора проб и изучения почвенных беспозвоночных.
• Мелкие организмы извлекаются из небольшого керна почвы путем высушивания почвы и сбора особей, выпавших из образца. Крупные, быстро движущиеся организмы, живущие в опавших листьях, собираются, когда они попадают в ловушки-ловушки. Менее подвижные организмы извлекаются из почвенной глыбы лопатой, а затем сортируются вручную. Дождевых червей, живущих глубоко в почве, извлекают, заливая в их норы горчичный раствор. Менее подвижные организмы, живущие в опавших листьях, можно изолировать с помощью аппарата Берлезе, который сушит опавшие листья и улавливает организмы в банке (рисунок предоставлен: www.lesbullesdemo.fr. Изображение предоставлено: Аполлин Оклерк, лаборатория EcoBioDiv).

Когда все почвенные организмы собраны, начинается долгая и кропотливая работа. Почвоведы подсчитывают и внимательно наблюдают за каждым отдельным организмом, чтобы определить, к какому из видов он принадлежит. Для этого они используют различные типы микроскопов, а также идентификационные ключи и книги. Общее количество видов, обнаруженных в одной конкретной экосистеме, представляет биоразнообразие этой экосистемы. У почвоведов есть много работы, потому что почвы являются одними из самых разнообразных и сильно затронутых человеком экосистем на Земле. Кроме того, многие почвы в мире еще не изучены, поэтому многие виды почвенных организмов до сих пор не открыты.

Почвенные организмы чрезвычайно разнообразны

Почвенное биоразнообразие настолько велико, что почти невозможно описать признаков всех почвенных организмов одновременно. Мы дадим вам представление о разнообразии почвы, описав внешний вид и поведение трех хорошо изученных типов почвенных организмов: дождевых червей, ногохвостов и жужелиц (рис. 2).

• Рисунок 2
• Различия в морфологических признаках между девятью видами почвенных беспозвоночных, принадлежащих к трем группам: дождевые черви, жужелицы и ногохвостки (Рисунок предоставлен: www.lesbullesdemo.fr).

Размер тела

Важным структурным различием между дождевыми червями, ногохвостами и жужелицами, а также между видами внутри этих групп является размер их тела. Размер является примером морфологического признака. Самый маленький дождевой червь имеет длину несколько сантиметров, а самый крупный, встречающийся в тропических лесах, может достигать 2 метров в длину. В Европе жужелицы имеют размеры от 2 мм до 8 см от макушки до последнего сегмента брюшка. Коллемболы намного меньше, средний размер тела всего 2 мм, но их размер варьируется в зависимости от того, где они живут. Некоторые виды ногохвосток, живущие в мертвых листьях, крупнее других видов, живущих глубже в почве.

Передвижение

Чтобы найти среду обитания с достаточным количеством пищи, другими организмами для размножения и небольшим количеством хищников, почвенные организмы разработали множество способов передвижения как на поверхности, так и внутри почвы. У дождевых червей нет ног, но у некоторых видов есть сильные мышцы и маленькие волоски, которые они используют, чтобы зарываться между частицами почвы. Благодаря своим шести ногам жужелицы могут бегать по поверхности почвы, чтобы поймать добычу. У многих видов жужелиц есть крылья, что позволяет им быстро убегать от хищника или другого беспокойства или перемещаться в место, где они могут найти больше добычи или партнеров. Коллемболы тоже передвигаются на своих шести ногах, но благодаря специальному придатку, который действует как пружина, некоторые ногохвостки могут подпрыгивать на несколько сантиметров вверх, спасаясь от хищников!

Цвет

Почвенные организмы могут быть разноцветными. Некоторые дождевые черви, обитающие в первых сантиметрах почвы, в опавших листьях, в компосте или навозе, имеют красновато-коричневый цвет, что позволяет им маскироваться от хищников на фоне оранжево-коричневых опавших листьев, но также защищает их от ультрафиолетового излучения . свет [2]. Другие дождевые черви живут глубже в почве и часто имеют бледную окраску, например бледно-розовую, серую или зеленую. В темной почве пигментация не нужна, потому что УФ-свет не проникает. Третьи дождевые черви живут большей частью в почве, но высовывают голову из почвы, чтобы питаться опавшими листьями; следовательно, пигментированы только их головы. Коллемболы имеют почти такой же окрас, как и дождевые черви: пигментированные виды живут на поверхности почвы, а непигментированные — в почве [3]. Наконец, жужелицы могут иметь много замечательных цветовых узоров, особенно Род Carabus . Яркие цвета могут отпугнуть птиц-хищников или помочь им замаскироваться в окружающей среде.

Типы рта

Еще одно вонючее различие между нашими тремя группами — это тип рта. Жужелицы имеют сильные мандибулы (челюсти), которые могут иметь разную форму и размер в зависимости от того, что они едят больше всего. Например, у некоторых видов есть очень длинные челюсти, выступающие вперед, чтобы проникать внутрь раковины улиток. У ногохвостов маленькие рты, которые позволяют им поедать грибы, растущие на листьях, и небольшие кусочки самих листьев, создавая красивые скелетированные мертвые листья. У дождевых червей нет челюстей, но их мускулистые желудки достаточно сильны, чтобы раздавить почву и листья, которые они едят.

Признаки почвенных организмов указывают на их важную роль

Тщательные наблюдения за признаками почвенных организмов могут многое рассказать почвенным экологам о том, чем питаются эти организмы, где они живут и как взаимодействуют с окружающей средой (рис. 3). . Действия почвенных организмов чрезвычайно важны для поддержания здоровья почв. Эти организмы могут изменять физическую организацию почвы, создавая норы, могут добавлять в почву питательные вещества за счет разрушения опавших листьев и могут помочь контролировать популяции других почвенных организмов [4]. Давайте посмотрим на важные роли, которые играют наши три примера организмов.

• Рисунок 3 – Почвенные организмы в действии.
• (1) Дождевой червь, живущий и питающийся опавшими листьями. (2) Дождевой червь достигает поверхности почвы через свою большую глубокую нору. (3) Дождевые черви, живущие в почве и роющие множество нор. (4) Различные виды ногохвостов превращают отмершие листья в фекальные шарики. (5) Ногохвост спасается от хищника, прыгая своим пружиноподобным придатком. (6) Жужелица, питающаяся улиткой. (7) Жужелица готова к полету (Изображение предоставлено: www.lesbullesdemo.fr).

Дождевые черви играют решающую роль в поддержании здоровья почвы благодаря своей интенсивной роющей деятельности. Виды дождевых червей, обитающие в почве, передвигаются по ней, поедая найденную там пищу и смешивая частицы почвы с кусочками опавших листьев. По мере движения они создают множество нор, по которым легче циркулируют воздух и вода [5], помогая другим почвенным организмам пить и дышать, а также помогая корням растений расти. Некоторые крупные дождевые черви создают длинные, широкие, вертикальные норы (очень похожие на дымоходы). Другие делают более тонкие норы, но все же сильно перемешивают почву. Поэтому дождевые черви очень важны для уменьшения наводнений и эрозии почвы, а также для улучшения здоровья почвы.

Коллемболы также играют важную роль в почве, особенно за счет переработки питательных веществ из опавших листьев, что способствует росту растений. В некоторых случаях ногохвостки могут достигать плотности 10–100 000 особей на м ² ! Они могут поедать очень большое количество опавших листьев и микроорганизмов (например, грибков и бактерий). После еды они производят много мелких фекальных шариков, состоящих из очень крошечных кусочков мертвых листьев, смешанных с небольшим количеством воды. Фекальные гранулы — идеальная пища для микроорганизмов, которые продолжают превращать отмершие листья в питательные вещества, которые могут использовать растения. Эта рециркуляция питательных веществ, осуществляемая ногохвостами и микроорганизмами, чрезвычайно важна для экосистем и роста растений.

Рацион жужелиц разнообразен, но они могут быть и хищниками, питающимися разнообразной добычей, от мелкой тли до более крупных улиток. Виды жужелиц специализируются на добыче, которую они едят; например, вид Cychrus caraboides питается только улитками. Некоторые жужелицы ловят крошечных ногохвостов благодаря хорошо развитым глазам (рис. 3). Жужелицы важны для регулирования популяций других животных. Например, в сельскохозяйственных культурах они питаются вредителями, которые в противном случае могли бы повредить сельскохозяйственные растения. Поэтому фермеры могут использовать жужелиц вместо химикатов для борьбы с вредителями. Это называется биологическим контролем, потому что он использует естественные взаимодействия между организмами хищник-жертва для борьбы с вредителями. Важно поддерживать высокое разнообразие жужелиц в экосистеме, потому что не все виды питаются одной и той же добычей. Жужелицы различаются по размеру тела и в основном поедают добычу, которая меньше их. Следовательно, большое разнообразие видов жужелиц позволяет лучше контролировать вредителей [6].

Размер тела, тип и размер рта, стратегии охоты и тип добычи являются важными характеристиками, которые почвенные экологи обычно учитывают, чтобы лучше понять взаимосвязь между почвенными беспозвоночными и окружающей их средой.

Заключение

Почвенные организмы невероятно разнообразны по форме и поведению. Почвенные экологи исследуют удивительный мир почвы и имеют возможность открывать новые виды и новые черты. Изучая характеристики обнаруженных ими видов, почвоведы могут лучше понять взаимодействие между организмами и экосистемами. Взятые вместе, многочисленные роли, которые играют самые разные почвенные организмы, дополняют друг друга и имеют основополагающее значение для поддержания здоровья почв. Таким образом, для нас очень важно поддерживать и сохранять биоразнообразие почвы, которая сталкивается с растущим воздействием деятельности человека, такой как интенсивное сельское хозяйство и изменение климата. Повышение осведомленности общественности о важности почвенных организмов и расширение наших знаний о биоразнообразии почвы будет иметь ключевое значение для уменьшения нашего воздействия на удивительные экосистемы у нас под ногами.

Глоссарий

Беспозвоночные : ↑ Мелкие животные без внутреннего скелета, такие как насекомые, черви или моллюски.

Почвенное биоразнообразие : ↑ Разнообразие форм жизни в почвах. Его можно измерить количеством видов, признаков или генов этих организмов.

Эколог-почвенник : ↑ Ученый, изучающий почвенные организмы, их взаимодействие с окружающей средой и их роль в функционировании почвы.

Метод Берлезе : ↑ Процедура извлечения мелких организмов из опавших листьев и образцов почвы путем их высушивания и сбора организмов, которые мигрируют через образец и попадают в банку.

Виды : ↑ Отдельные организмы, принадлежащие к одному и тому же виду, могут производить плодовитое потомство. Это наиболее часто используемая единица для описания жизни на Земле. Все люди принадлежат к одному и тому же виду, но существует очень много видов почвенных организмов.

Черта : ↑ Любая характеристика, которая может быть измерена у индивидуума для описания его формы, способности двигаться, диеты, поведения или стратегии размножения.

УФ-излучение : ↑ Часть солнечных лучей, невидимая невооруженным глазом и способная вызывать солнечные ожоги.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы благодарят консорциум TEBIS (http://www.reseau-tebis.fr/) и различные НПО, такие как Les petits debrouillards (https://www.lespetitsdebrouillards.org) и CARABES (https://assocarabes.com), с которым авторы работают для повышения осведомленности граждан и поощрения защиты почв и их биоразнообразия. Авторы также благодарят Морган Ариетту Гано за качество подробных рисунков, наставника и молодых рецензентов за их предложения по улучшению качества рукописи, а также Сьюзен Дебад за ее помощь с английским синтаксисом, которая улучшила ясность рукописи.

---

Ссылки

[1] ↑ Orgiazzi, A. , Bardgett, R.D., Barrios, E., Behan-Pelletier, V., Briones, M.J.I., Chotte, J.L., et al. 2016. Глобальный атлас разнообразия почв . Люксембург: Европейский Союз. Доступно в Интернете по адресу: http://esdac.jrc.ec.europa.eu/public_path/JRC_global_soilbio_atlas_online.pdf (по состоянию на 28 апреля 2020 г.).

[2] ↑ Боттинелли, Н., Хедде, М., Жуке, П., и Каповье, Ю. 2020. Явное определение экологических категорий дождевых червей – новый взгляд на треугольник Марселя Буше. Геодерма 372:114361. doi: 10.1016/j.geoderma.2020.114361

[3] ↑ Потапов А. А., Семенина Е. Е., Короткевич А. Ю., Кузнецова Н. А., Тиунов А. В. 2016. На связи таксономии и экологии: трофические ниши коллембол в связи с таксономической принадлежностью и жизненными формами. Почвенный биол. Биохим. 101:20–31. doi: 10.1016/j.soilbio.2016.07.002

[4] ↑ Пей, Б., Намани, Дж., Оклерк, А., Каповье, Ю., Клюзо, Д., Корте, Дж. , и др. 2014. Текущее использование и будущие потребности в функциональных характеристиках почвенных беспозвоночных в экологии сообщества. Базовое приложение Экол. 15:194–206. doi: 10.1016/j.baae.2014.03.007

[5] ↑ Capowiez, Y., Bottinelli, N., Sammartino, S., Michel, E., and Jouquet, P. 2015. Морфологическая и функциональная характеристика систем нор шести видов дождевых червей (Lumbricidae). Биол. Плодородный. Почвы 51:869–77. doi: 10.1007/s00374-015-1036-x

[6] ↑ Раш, А., Биркхофер, К., Боммарко, Р., Смит, Х. Г., и Экбом, Б. 2015. Размер тела хищника и предпочтения в среде обитания предсказывают уровень хищничества в агроэкосистеме. Базовое приложение Экология 16:250–9. doi: 10.1016/j.baae.2015.02.003

Биологическое плодородие почвы | Информационные бюллетени

Ключевые моменты

• Плодородие почвы зависит от трех основных взаимодействующих компонентов: биологического, химического и физического плодородия.


• Почвенные организмы улучшают плодородие почвы, выполняя ряд полезных для растений функций. В этой статье рассматриваются шесть из этих функций.


• Некоторые методы управления могут способствовать улучшению и поддержанию биологического плодородия почвы.

 

Высвобождение питательных веществ из органического вещества

Почвенные микроорганизмы (рис. 1) ответственны за большую часть высвобождения питательных веществ из органического вещества. Когда микроорганизмы разлагают органическое вещество, они используют углерод и питательные вещества в органическом веществе для собственного роста. Они выделяют лишние питательные вещества в почву, где они могут быть поглощены растениями. Если органическое вещество имеет низкое содержание питательных веществ, микроорганизмы будут брать питательные вещества из почвы для удовлетворения своих потребностей.

Например, внесение в почву органического вещества с соотношением углерода к азоту ниже 22:1 обычно увеличивает количество минерального азота в почве. Напротив, применение органического вещества с соотношением углерода и азота выше 22:1 обычно приводит к тому, что микроорганизмы поглощают минеральный азот из почвы (Hoyle et al. 2011).

 

Рисунок 1: Колонии бактерий, показанные голубым цветом в почве, каждая бактерия имеет размер примерно 1 микрон. (изображение: Карл Ритц)

 

Фиксация атмосферного азота

Симбиотическая азотфиксация является важным источником азота для австралийского сельского хозяйства и может составлять до 80% общего поступления азота (Ункович, 2003 г.). В симбиозе ризобии или брадиризобии фиксируют газообразный азот из атмосферы и делают его доступным для бобовых. Взамен они получают углерод из бобовых. Симбиоз очень специфичен, и для каждого бобового требуются определенные виды ризобий и брадиризобий. Для получения дополнительной информации см. информационный бюллетень «Бобовые культуры и фиксация азота».

 

Повышение доступности фосфора

Большинство сельскохозяйственных растений (за исключением люпина и канолы) образуют симбиоз с арбускулярными микоризными (АМ) грибами (рис. 2), которые могут увеличить поглощение фосфора растением. Нити гиф АМ-грибов простираются от корней растений в почву и имеют доступ к фосфору, которого не могут достичь корни растений. АМ-грибы могут снабжать растения фосфором, а взамен они получают углерод, необходимый им для роста.

Важно отметить, что этот симбиоз полезен для растений только тогда, когда доступного фосфора в почве недостаточно для удовлетворения потребностей растений. Повышение доступности фосфора может быть особенно полезным на фосфорфиксирующих почвах в Австралии, которые широко распространены и могут хранить 100 кг фосфора на гектар (Cornish 2009).).

 

Рисунок 2: Микоризный гриб, прорастающий в растительные клетки, где он образует древовидные структуры (арбускулы), которые позволяют фосфору переноситься от грибов к растению. (изображение: Линетт Эбботт).

 

Разлагающие пестициды

Разложение сельскохозяйственных пестицидов в почве в основном осуществляется микроорганизмами. Некоторые микроорганизмы в почве производят ферменты, которые могут расщеплять сельскохозяйственные пестициды или другие токсичные вещества, добавленные в почву. Продолжительность пребывания этих веществ в почве зависит от того, насколько легко они разлагаются микробными ферментами.

 

Борьба с патогенами

Некоторые микроорганизмы и почвенные животные заражают растения и снижают урожай растений. Однако многие организмы в почве контролируют распространение патогенов. Например, появление некоторых патогенных грибов в почве уменьшается за счет определенных простейших, которые потребляют патогенные грибы. Почвенная пищевая сеть содержит множество подобных взаимосвязей, которые уменьшают обилие патогенов растений.

 

Улучшение структуры почвы

Биологические процессы в почве могут улучшить структуру почвы. Некоторые бактерии и грибы при разложении органического вещества выделяют вещества, которые химически и физически связывают частицы почвы в микроагрегаты. Нити гиф грибов могут сшивать частицы почвы, помогая формировать и поддерживать агрегаты (рис. 3). Один грамм почвы может содержать несколько километров гиф грибов (Young and Crawford 2007). Кроме того, почвенные животные увеличивают поры, прокладывая туннели в почве, и увеличивают агрегацию, проглатывая почву.

 

Рисунок 3: Грибковые гифы (показаны синим цветом), проникающие сквозь почву (изображение Карла Ритца).

 

Управление биологическим плодородием почвы

В настоящее время мы меньше знаем о том, как методы управления влияют на биологическое плодородие почвы, чем о том, как они влияют на химическое и физическое плодородие почвы. Однако методы управления, описанные ниже, могут помочь улучшить и сохранить биологическое плодородие почвы.

1. Свести к минимуму эрозию, так как почвенные организмы преимущественно находятся в поверхностных слоях, которые легче всего подвергаются эрозии.


2. Поддержание или увеличение содержания органического вещества в почве, поскольку органическое вещество является важным источником углерода, энергии и питательных веществ для почвенных организмов.


3. Используйте разные севообороты, так как они приводят к разнообразному поступлению органического вещества и разнообразию популяций почвенных организмов.


4. Выберите азотфиксирующие бактерии, которые соответствуют растению-хозяину и могут переносить характеристики вашей почвы (например, pH), поскольку азотфиксирующие бактерии образуют специфические ассоциации с бобовыми.


5. Учитывайте высвобождение питательных веществ из органических веществ при определении применения удобрений.


6. Используйте удобрения, которые дополняют деятельность арбускулярных микоризных грибов, поскольку они только увеличивают поглощение фосфора растениями в почвах с дефицитом фосфора.


7. Выбирайте севообороты и методы управления, снижающие пригодность почвы для патогенов растений.


8. Будьте терпеливы, поскольку для развития биологических процессов в почве требуется время.

 

Знаете ли вы?

• В горсти почвы больше организмов, чем людей на Земле, но большинство из них можно увидеть только под микроскопом.


• Масса организмов на поверхности 10 см посевной почвы в южной Австралии может достигать 2 т/га.


• Около четверти всех организмов в сельскохозяйственных почвах находятся на поверхности 2 см почвы.


• В любой момент времени большинство почвенных организмов (>70 %) неактивны, поскольку почвенные условия обычно не являются оптимальными.


• Хотя существует несколько видов нематод-вредителей, существует более 95 видов, не являющихся вредителями (рис. 4).

 

Рисунок 4: Почвенная нематода, не являющаяся вредителем (изображение Карла Ритца).

 

Дополнительная литература и ссылки

Cornish PS (2009) Управление фосфором на экстенсивных органических фермах и фермах с низким уровнем затрат. Растениеводство и пастбищеведение 60: 105 – 115.

Янг И.М. и Кроуфорд Дж.В. (2004) Взаимодействия и самоорганизация в почвенно-микробном комплексе. Science 304: 1634 – 1637.

Hoyle FC, Baldock JA and Murphy DV (2011) «Органический углерод в почве – роль в системах богарного земледелия: с особым упором на условия Австралии», в системах богарного земледелия, Springer Science-Business Медиа Б.В., Нидерланды.

Ункович (2003) «Давид и Голиаф: Симбиотическая фиксация азота и удобрения в австралийском сельском хозяйстве», Материалы 12-й Австралийской конференции по фиксации азота. Glenelg, SA Сентябрь 2003 г.

Автор: Дженнифер Карсон (Университет Западной Австралии).

Этот информационный бюллетень на сайте www.soilquality.org.au был профинансирован программой «Здоровые почвы для устойчивых ферм», инициативой Фонда природного наследия правительства Австралии в партнерстве с GRDC и регионами WA NRM Совета водосбора и Южного побережья Эйвона.