Биологизация

Сегодня в мире широкое распространение приобретает био­логизация агротехнологий. При этом важное значение прида­ется разнообразию и многокомпонентности агрофитоценозов.

Обобщая опыт биологизации выращивания сельскохозяй­ственных культур надо отметить, что переход к новым агро- технологиям не означает внедрение малоэффективных при­емов выращивания растений. Наоборот, предлагается исполь­зование новейших научных достижений.

При биологизации агротехнологий особое внимание уде­ляют соответствию морфолого-экологической специфике сель­скохозяйственных растений, влиянию на автономный меха­низм буферности агроэкосистем, тем они считаются более при­годными. Это положено в основу отказа от принятых сейчас принципов и положений выращивания культур.

Повышенное внимание отводится сохранению почв, по­вышению их плодородия, удержанию здорового состояния при высокой биологической активности. За процессами, которые происходят в почве, постоянно ведутся наблюдения путем физических и химических анализов, микробиологических тес­тов.

Существенное значение отводится чередованию сельско­хозяйственных культур, посеву сидератов. При этом исполь­зуются методы выращивания растений, которые гармонируют с естественными условиями или приближаются к ним. Для чередования обязательно включают культуры, корневая сис­тема которых глубоко проникает в почву и подтягивает пита­тельные вещества в верхние пласты.

Для поддержания содержимого гумуса на нужном уров­не, органические удобрения глубоко в почву не заделывают и предварительно компостируют, чтобы уменьшить отрицатель­ное влияние продуктов обмена анаэробных процессов на по­чвенные организмы и растения. Компостирование осуществ­ляют в кучах. Свежий гной разбрасывают обычно на поверх­ности почвы тонким пластом и после анаэробного перегнива- ния заделывают в почву. Ценным источником органического вещества для улучшения баланса гумуса считается солома. Установлено, что 50 ц соломы вмещает 20-30 кг азота, 6-7 кг фосфора, 60-90 кг калия, 10-15 кг кальция, 4-6 кг магния, 5- 6 кг серы и разнообразные микроэлементы (282 г - бора, 15 г - меди, 2 г - молибдена, кобальта и других). Такое количе­ство элементов питания, за исключением азота, удовлетворя­ет потребность этих растений и гарантирует урожайность зер­на не менее 20 ц/га. Органическое вещество соломы уменьша­ет отрицательное влияние гербицидов и является источником углекислого газа, который поглощается растениями.

Широко практикуют выращивание многолетних бобовых трав (люцерны, клевера, эспарцета и других). Они оказывают содействие фиксации атмосферного азота и образованию гу­муса. Широко практикуют посевы промежуточных культур, которые на протяжении вегетационного периода затеняют по­чву и защищают ее от эрозии.

Зеленые удобрения (сидераты) обязательно используют при орошении после рано убранных основных культур, но не ра­нее 60 дней до окончания вегетационного периода. Набор си- дератов разнообразный: донник, озимая вика, горох, чина, соя, эспарцет, люцерна; из тонконоговых - озимая рожь.

Интересна специфика использования зеленого удобрения. Растения после скашивания оставляют в поле на протяжении 10-14 дней. Потом, с помощью-фрезы или дисковой бороны проводят поверхностное смешивание зеленой массы с почвой и позже запахивают глубже. Это позволяет исключить ток­сичное действие растительной массы, которая разлагается, на почвенную микрофлору.

При биологизации агротехнологий применяют структур­но-защитное возделывание почвы, при котором минимально нарушают жизнь в почве и ее вертикальную структуру. Более глубокие горизонты почвы улучшают с помощью корневой системы растений. Такое возделывание почвы оказывает со­действие предотвращению интенсивного разложения гумуса. Преимущество предоставляется орудиям с разрыхлительны­ми рабочими органами, которые не переворачивают пласты почвы (культиваторы, чизелЬ-культиваторы, культиваторы с почвоуглубителями). Сельскохозяйственные орудия с обора­чивающимися рабочими органами применяются для возделы­вания почвы на небольшую глубину. Стерня в этом случае обычно оставляется на поверхности или неглубоко заделыва­ется. Стараются не повредить почву тяжелыми машинами и орудиями, которые переуплотняют ее. С этой целью исполь­зуют комбинированные агрегаты, которые позволяют одно­временно выполнять несколько технологических операций, экономить горючие.

Практикуют минимальную обработку почвы или прямой посев, что зависит от особенности почвы и морфолого-эколо- гических особенностей сельскохозяйственных культур.

Следы от уборочной и почвообрабатывающей техники, а также уплотненные пласты почвы, лежащие глубже, разрых­ляют с помощью чизель-культиваторов и других орудий. Пос­ле плоскорезной обработки, почву оставляют в покое с остат­ками органической массы для естественного протекания в ней микробиологических процессов.

После уборки урожая для предупреждения потерь влаги и провоцирования прорастания сорняков верхний пласт почвы обрабатывается плоскорезами, а потом проводится боронова­ние или культивация.

В биологических агротехнологиях исключается примене­ние химико-синтетических азотных соединений и других ми­неральных удобрений, которые легко разлагаются, поскольку они отрицательно влияют на биологическую активность по­чвы и поступают в растения в виде ионов. Поэтому минераль­ные удобрения вносят лишь в малорастворимой форме, чтобы микроорганизмы постепенно растворяли их. Так применяют мел, доломитовый фосфорит, каменную и базальтовую муку.

Специальные биопрепараты применяют в маленьких до­зах в качестве добавок к перегною, компостам, распыляют по поверхности почвы или вносят под сельскохозяйственные ра­стения..

Основной принцип биологических агротехнологий - «кор­мить почву», а не растения для повышения их урожайности. Главную роль при этом отводят местным удобрениям (пере­гною и компостам), а также промежуточным культурам.

Французская ассоциация специалистов по зерновым куль­турам, чтобы исключить загрязнение грунтовых вод, предло­жила метод вспомогательных культур, то есть «зеленых удоб­рений». Растения, которые накапливают азот, оставляют в поле на зиму, а рано весной заделывают, возвращая, таким обра­зом, удобрения в почву.

Акцент обычно делается на автономное производство орга­нических удобрений в каждом хозяйстве при строгом регули­ровании минимального применения минеральных удобрений, или их полного исключения.

Основная задача: активизировать иммунные силы почвы, что позволит долговременно и продуктивно их использовать, то есть стимулировать естественное «здоровье» и плодородие.

Иммунные силы почвы должны быть направлены на борь­бу с вредителями, болезнями и сорными растениями, на регу­лирование естественных биологических процессов в защите растений. Чрезмерное распространение вредителей и болезней свидетельствует, как считают приверженцы биологических аг- ротехнологий, о неладах в системе, о допущенных ошибках при выращивании сельскохозяйственных культур.

Здоровое состояние почвы характеризуется, прежде всего, высоким содержанием и качеством гумуса. Структурностью, уровнем обеспеченности растений питательными веществами, биологической активностью. Считают, что растения, которые выращивались с учетом этих показателей, защищены от вто­ричных вредителей благодаря стимуляции антифитопатоген- ного потенциала почвы. Это позволяет сохранять на низком уровне количество вредных организмов, учитывая то, что один вид угнетается продуктами обмена другого. Обычно при кон­куренции разных организмов побеждают сапрофитные фор­мы, которые не причиняют вреда культурным растениям. Гер­бициды не используются. Более того, фермеры отказываются от допосевной обработки препаратом семян.

Американские биохимики предложили принципиально новый вид гербицидов, основу которого составляют амино­кислоты, которые входят в состав растений и безопасны для окружающей среды. Это смесь дельто-аминолевулиновой кис­лоты (АЛК) с химическим активатором, которая способна об­разовывать тетрапирроли - соединения, которые превращают­ся в молекулы хлорофилла под действием солнца. В обычных условия растения синтезируют тетрапирроли в ограниченном количестве, которое достаточно для биосинтеза хлорофилла. При обработке растений АЛК получается повышенное содер­жание тетрапирролей. Они вступают в реакцию с кислородом, который превращается в свободный радикал, способный к высокой реактивности, повреждая клеточные стенки. Расте­ния опрыскиваются АЛК ночью, и к утру в них получается значительный запас тетрапероллей. Днём избыточные тетра- пиролли, которые растение не может превратить в молекулы хлорофилла, образуют вредные для растения свободные ради­калы. Но есть растения, в которых тетрапирроли не образуют свободные радикалы. Пшеница, овес и ячмень не поврежда­ются этим гербицидом, в то время как многие сорняки гибнут от него (горчица, щирица и прочие).

Эффективным средством в борьбе с семенами сорняков, которые находятся в почве, возможно, станет метолизотиоци- анат. Это соединение почти полностью уничтожает спящие «семена» сорняков. Исключением являются семена с твердой оболочкой. Кроме широкого спектра действия, у метолизоти- оцианата есть еще одна важная особенность: после попадания в почву он быстро распадается и становится безвредным для окружающей среды. К сожалению, этот препарат еще доволь­но дорогой, поэтому ведутся поиски удешевления его произ­водства, а также синтез аналогов.

Ученым удалось расшифровать химический состав пирет­рума (растительного препарата). Синтетические пиретроиды уничтожают значительное количество разнообразных вреди­телей.

Для сельскохозяйственных культур определяют соответ­ствующий комплекс роста, так как каждое растение и вреди­тель имеют свой видовой экологический оптимум, поэтому важно, чтобы условия выращивания растения-хозяина и вре­дителя или болезни не совпадали.

Приверженцы биологических агротехнологий считают, что существует взаимосвязь между защитой растения и удобрени­ями, которые повышают жизненную стойкость культур и ока­зывают содействие автономному ограничению количества вред­ных организмов в почве.

^Важное значение придается профилактическим мероприя­тиям, в особенности правильному выбору места выращива­ния, сорту и гибриду, времени и способу посева. Преимуще­ство отдают более стойким сортам.

При определении густоты насаждения растений и глуби­ны посева семян учитывают количество потенциальных вре­дителей. Например, небольшая глубина заделки семян в хо­лодную и влажную погоду ускоряет появление всходов, тем самым уменьшая возможность повреждения картофеля, са­харной свеклы и кукурузы.

Оптимальный стеблестой растений, по мнению ученых, уменьшает распространение болезней зерновых. С целью эко­логической защиты растений рекомендуют обсевать посевы высокорослыми растениями, оставлять на полях и возле ре­чек деревья для местонахождения полезных насекомых.

Повысить биологическую стойкость культурных растений, сдерживая развитие болезней и вредителей, отпугивая их, мо­гут малоядовитые вещества естественного происхождения (сера, медь, др.), экстракты крапивы, чеснока, ромашки, хре­на, растворы мыла, препараты из водорослей.

По мнению английских ученых Ротамстедской эксперимен­тальной станции, десятки безопасных препаратов, изготовлен­ных из грибков, живущих в почве, в ближайшие годы будут широко использоваться в борьбе с вредителями и болезнями растений, вместо нежелательных химических средств защиты растений.

Для борьбы с сорняками в биологических агротехнологи- ях используют традиционные агротехнологические приемы, но в минимальном количестве, во избежание отрицательного влияния на биожизнь почвы. Иногда применяют термическое уничтожение сорняков, то есть все приемы направлены на по­вышение способности агросистемы к саморегуляции.

В Перуанском международном Селекционном центре из дикого растения был выведен уникальный сорт мохнатого кар­тофеля, который сам эффективно борется с вредными насеко­мыми. Вяжущее вещество, выделяющееся из стебля и листвы картофеля, быстро уничтожает мелких насекомых, в том чис­ле и колорадского жука. По вкусу и урожайности новый кар­тофель почти не уступает широко распространенным сортам.

«Мохнатый картофель» прошел испытание на полях США, стран Латинской Америки, Азии, Африки и Европы.

На острове Хоккайдо в условиях холодного и влажного лета растут дикие растения сои, которая хорошо переносит низкие температуры на протяжении вегетации и в особеннос­ти перед цветением. На этой основе сейчас создают новые хо­лодоустойчивые сорта этой культуры.

Большие надежды селекционеры возлагают на дикого род­ственника кукурузы. Его нашли в горах мексиканского штата Халиско. Отдаленный родственник кукурузы (новая разновид­ность теосинте) многолетнее растение. На родине, в горах на высоте 2-3 тысяч метров над уровнем моря, и на эксперимен­тальных участках в других странах с мягким климатом его корневища хорошо зимуют, выдерживая кратковременные сне­гопады. Это растение имеет одинаковое с кукурузой количе­ство хромосом и растения генетически совместимы, возможна их гибридизация, а полученные гибриды будут характеризо­ваться холодоустойчивостью.

Урожайность сельскохозяйственных культур при биоло­гических агротехнологиях несколько уступают интенсивным (на 5-10%), но качество и ценность получаемой продукции на 30-200% выше, значительно дольше она сохраняется в све­жем виде, а жаростойкость ниже в 2,4 раза.

Важное значение при биологизации агротехнологий сельс­кохозяйственных растений, микроорганизмов, ризосферы и почвы. Дело в том, что многие ризосферные бактерии способ­ны синтезировать различные фитогормоны, которые могут синтезировать рост растений на различных стадиях развития. Ризосферные бактерии могут содействовать поступлению пи­тательных веществ, переводя их из нерастворимой формы в растворимую, синтезу некоторых соединений и ферментов, предотвращающих синтез стрессового растительного гормона этилена, а также снижению стрессового воздействия на расте­ния при неблагоприятных условиях среды.