Современные технологии – симбиоз растений и грибов

Более 99 % всех животных обитает в почве или связаны с ней. Их жизнь является скрытой от нас, мы мало о ней знаем и поэтому часто не воспринимаем как реальность.

Мы привыкли вести себя так, как будто этой огромнейшей армии почвенных обитателей вообще не существует или она представляет для нас большую угрозу. Мы не обращаем внимания на них и при проведении различных видов обработки почвы, внесении почвенных гербицидов, протравителей семян и других средств защиты растений.

После таких мероприятий почва превращается в субстрат с признаками жизни в виде выживших отдельных ее обитателей.

В то же время следует помнить, что почва состоит из живой части – растений, грибов, животных, микроорганизмов и т. п., а также неживой – органического вещества, камней, песка, глины, воздуха, влаги и иных составляющих. Почва – основное средство в сельхозпроизводстве и его главная производительная сила.

Основными свойствами почвы являются плодородие и естественная способность к самовосстановлению.

Энергия, поступающая от живых растений и разлагающихся растительных остатков, позволяет обеспечить жизнедеятельность почвенных обитателей, находящихся в определенном равновесии.

Она направлена на восстановление плодородия почвы, обеспечение растений элементами питания и влагой, а также на защиту растений от заболеваний и вредителей.


Традиционная система земледелия и особенно почвообработка многократно уменьшила количество грибов, микро- и макроорганизмов, а также поступающей от их жизнедеятельности органики в количестве 15-20 т / га.


Почему затраты фермера выросли, а маржинальность упала?

Биологическая активность почвы резко снизилась. Как следствие, нарушение почвенных процессов, в первую очередь, потеря естественной способности к самовосстановлению плодородия, преобладание гнилостных процессов, значительное увеличение болезней растений и вредителей, а также затрат на производство продукции растениеводства.

До 1950-х гг. в мировом сельхозпроизводстве входные затраты укладывались в 25-30 %, меньшими были затраты на маркетинг, а прибыль фермера составляла 65-70 %. Что отличает фермеров первой половины прошлого столетия от сегодняшних? Прежде всего то, что они были ближе к Природе, лучше чувствовали почву, заботились о ней, максимально используя органику, биологические методы борьбы с заболеваниями, вредителями.

И Природа отвечала взаимностью – хорошим урожаем. Высокие урожаи 80-100 ц / га и выше получали без минеральных удобрений. Накопленный и передаваемый из поколения в поколение опыт, высокая ответственность лежали в основе взаимоотношений, обеспечивая фермерам уверенность в своем стратегическом партнере – Природе. Фермеры и Природа были в одной команде. Своего рода симбиоз.

В нынешних условиях доля затрат в стоимости урожая возросла в 3-4 раза за счет все увеличивающихся доз минеральных удобрений, фунгицидов, гербицидов, других средств защиты растений. Увеличилось количество обработок посевов, расход ГСМ, запасных частей, зарплаты, амортизационных отчислений и других затрат на внедрение интенсивных технологий.

За последние годы эффективность использования минеральных удобрений для повышения урожайности растений не превышает 25 %. Куда направлены оставшиеся 75 % понесенных затрат?

Не себе ли во вред? Тенденция к увеличению затрат в растениеводстве из года в год сохраняется. А каково приходится почве, Природе от такой интенсификации? Почвенные организмы, обеспечивающие плодородие почвы и питание растений, получение качественного стабильного урожая при любых погодных условиях в обмен на питание, регулярно истребляются. Живая почва превращается в субстрат.

Похоже, симбиоз Фермеры – Природа распался.

Все большее число землепользователей обращают внимание на произрастание растений в Природе – технологию Творца. На протяжении последних 50-60 лет ученые всех стран усердно изучают ее (свыше 80 тысяч научных работ) и внедряют результаты исследований в производство.

Арбускулярные микоризные грибы

Благодаря полученным результатам изменилось наше представление о почвенных процессах, жизни растений, роли АМ-грибов и микроорганизмов. Возникновение почвы и протекание почво­образовательного процесса возможны именно благодаря живым организмам. Все наши действия (система обработки и технология выращивания в целом) должны быть созидательными – поддерживающими жизнедеятельность этих живых организмов. Везде, где только существуют физико-химические условия для жизни, живое вещество упорно завоевывает все новые и новые области своего бытия. Главными условиями являются наличие влаги, обеспечивающей нормальный ход ферментативных процессов, благоприятный температурный режим, достаточное количество кислорода и углекислого газа.

Созидательный подход в землепользовании находится в согласии с третьим биогеохимическим основополагающим принципом, сформулированным нашим соотечественником академиком В. И. Вернадским: «…в течение всего геологического времени заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества».

Симбиоз высших растений и АМ-грибов направлен на обеспечение выполнения ранее перечисленных главных условий.

Неоспоримым преимуществом технологии симбиоза является ее самосовершенствование на протяжении более чем 400 млн лет и способность успешно решать целый ряд задач. Примене­ние АМ-технологии – это передача значительной части забот о выращивании растений природной среде. Она в этом совершенна, а мы еще только пытаемся это понять.

Производство продукции растениеводства при использовании АМ-грибов может заключаться в проведении двух основных технологических циклов:

1) посев качественными высокопроизводительными семенами без существенной обработки почвы и использования фунгицидов;

2) уборка урожая.

Как сеять

Во многих случаях уборка урожая и сев последующей (основной или промежуточной) культуры желательно совместить – выполнить за один проход.

Однако в любом случае посев должен выполняться незамедлительно после уборки. При этом передача мицелия по эстафете – от растения к растению – имеет явные преимущества. Будучи инфицированными, в основном многочисленными гифами развитого мицелия, новые растения уже на ранней стадии развития получают прямой доступ к элементам питания, влаге и всему необходимому, что вырабатывают мицелий и микроорганизмы ризосферы.

Таким образом, вначале проростки, а затем и растения получают наилучшие стартовые условия для роста, развития и формирования урожая. При этом они имеют высокий иммунитет и способны конкурировать с сорняками.

Как показывает мировой опыт, у эндомикоризных грибов из-за низкого уровня почвенного углерода крайне медленно протекает повторное заселение (рис. 2).

Поэтому посев основных культур лучше провести после высева промежуточных культур (сидератов), инокулированных эндомикоризными грибами. Такая предварительная подготовка повысит уровень почвенного углерода и процент микоризной колонизации основной культуры.

Кроме того, начнется процесс инфицирования почвы АМ-грибами и восстановление ее способности к естественной регенерации (рис. 3).

Смешаные посевы

Очень эффективны совмещенные и смешанные посевы.

В этом случае лучше используется солнечная энергия, выращивается больше биомассы, обеспечивается постоянное наращивание мицелия. Например, посев люпина ранней весной по инфицированной АМ-грибами озимой пшенице поперек рядков не только обеспечивает их успешное развитие, но и дает мицелию новое растение-хозяина еще до уборки основной культуры.

Использование АМ-грибов позволяет за счет наращивания мицелия поддерживать и повышать достигнутую урожайность сельхозкультур без увеличения затрат на удобрение и средства защиты.

Некоторые результаты применения АМ-грибов на основных сельхозкультурах в Украине.

Озимая пшеница (фото 1): по внешнему виду растения с микоризой имеют более толстые стебли, на растениях сохранилось на 1-2 живых листа больше, чем без микоризы, листовая пластинка на 1,5-2,8 мм шире и на 8-14 мм длиннее. Кроме того, на растениях с микоризой листья абсолютно чистые без каких-либо признаков заболеваний.

Кукуруза (фото 2) при инокулировании АМ-грибами на неудобренном фоне дала прибавку 19,8 % по сравнению с кукурузой без инокуляции и допосевном внесении N60. При этом в засушливых условиях предыдущего года масса 1000 зерен была на 54,4 г больше на растениях при выращивании с микоризой.

Соя как бобовое растение способна создавать двойной симбиоз с азотфиксирующими бактериями, а также с АМ-грибами. По результатам испытаний в различных почвенно-климатических условиях прибавка урожая семян сои составила от 16 до 19,1 % по сравнению с контролем (фото 3).

Картофель (фото 4) при выращивании с микоризой сформировал урожай на 50 % выше по сравнению с контролем, при этом себестоимость была самой низкой.

Картофель при выращивании с микоризой сформировал урожай на 50% выше по сравнению с контролем, при этом себестоимость была самой низкой

Бинарный посев ячменя ярового с люцерной показал преимущества варианта с микоризой (фото 5 и 6).

Бинарный посев: семена ячменя, инокулированные АМ-грибом, без обработки протравителем перед посевом

Инокулированные АМ-грибом семена ячменя позволили инфицировать люцерну гифами мицелия, что способствовало формированию хорошего травостоя и успешной ее перезимовке.

Вид люцерны, инокулированной гифами мицелия ячменя

Как показывают исследования, выращенная по АМ-технологии продукция сбалансирована по элементам питания, имеет более высокую пищевую ценность и отвечает самым строгим требованиям. Такую продукцию можно продать по более выгодной цене, что дает новые возможности для развития хозяйства. Она также идеально подходит для производства диетического и детского питания.


Мицелий регулирует поступление тяжелых металлов в растения.


Важным свойством микоризы является ее коммуникативность, то есть способность распространять информацию по всему агрофитоценозу и своевременно на нее реагировать.

Такими примерами проявления коммуникативности являются: выравненность растений по вегетативной массе и развитию (нет отстающих), все они проходят фазы роста одновременно; информацию об инфекции на каком-либо участке микоризного поля получают все растения и вырабатывают защитные меры, не допуская распространения заболевания. 

 

Содержание тяжелых металлов в зерне полевых культур

Вариант

Zn

Cu

Fe

Mn

Среднее

+/-

Среднее

+/-

Среднее

+/-

Среднее

+/-

Соя (контроль)

20,8

Е

0,86

Е

41,1

Е

36,48

Е

Соя, инокулированная АМ-грибами

29,1

8,4

2,25

1,4

34,7

-6,5

30,62

-5,9

Озимая пшеница (контроль)

33,2

Е

2,32

Е

35,2

Е

29,52

Е

Озимая пшеница, инокулированная АМ-грибами

28,1

-5,1

1,33

-1

30,6

-4,5

39,55

10

Овес (контроль)

18,2

Е

0,10

Е

24,7

Е

3,45

Е

Овес, инокулированный АМ-грибами

19,6

1,4

>0,05

24,1

-0,6

3,27

-0,2

Кукуруза (контроль)

39

Е

5,87

Е

87,6

Е

15,87

Е

Кукуруза, инокулированная АМ-грибами

49

10

6,46

0,6

76,1

-11,5

20,48

4,6

Владимир Нагорный, зав. отделом растениеводства Института СХСВ НААН

Виктор Киричек, ЧНПП «Биак»

Читайте также:

Настоящая живая почва. Экология ризосферы

Катионобменная способность почвы и гумус