Здоровий ґрунт родить здорові рослини, що потребують меншої кількості мінеральних добрив і пестицидів, а здорові рослини формують якісний здоровий урожай. Це золоте правило сталого землеробства. Родючий ґрунт із живою мікрофлорою є основою доступності елементів живлення, міцного імунітету рослин і високої якості продукції. На жаль, теперішній стан українських ґрунтів — далекий від норми. Підвищена активність сонячної інсоляції, зменшення кількості опадів, інтенсифікація виробництва із застосуванням великої кількості пестицидів і мінеральних добрив — усе це призводить до деградації ґрунтів. За оцінкою НААН України, прямі втрати від деградації ґрунтів у нашій країні щорічно становлять майже 40 млрд гривень.
За даними масштабних досліджень, проведених профільними лабораторіями, сьогодні фіксують такі головні проблеми землеробства, як обмеження доступності елементів живлення, втрата органічної речовини та гумусу і, як наслідок, порушення структури ґрунту та його інфільтраційної спроможності із засвоєння дорогоцінної вологи. Через складну економічну ситуацію, порушення сівозмін і здорожчання вхідного ресурсу рослинництва, зокрема техніки, добрив, пестицидів, ПММ тощо, аграрії змушені на всьому економити — аналіз понад 10 тис. зразків ґрунту, проведений у лабораторії Ukravit Institute, виявив катастрофічний брак базових речовин:
• у 70% зразків зафіксовано вкрай низький уміст мінерального азоту;
• у 45% земель спостерігається гострий брак доступного фосфору;
• у 28% виявлено дефіцит обмінного калію;
• у 62% зразків критично бракує сірки, а також основних мікроелементів (молібдену, цинку, міді).
Рівень гумусу в українських ґрунтах за останні десятиліття знизився в середньому до 3,07%. Найбільші втрати гумусу фіксують в Одеській, Черкаській і Запорізькій областях. Головною причиною є розбалансування доступності органічної та мінеральної речовини в ґрунті. Знищення тваринницької галузі агровиробництва лишає для аграрія єдине джерело органіки — рослинні рештки попередніх польових культур. Проте низька біологічна активність деградованих ґрунтів на тлі браку вологи, спалювання або заорювання біомаси рослинних решток не дозволяють у короткі строки повернути доступність для рослин дорогоцінних елементів живлення, що й формує дефіцит органічних добрив.
Бойові дії та численні обстріли тилових областей спричинили появу нового типу руйнування ґрунтового покриву.
Механічні пошкодження: ущільнення важкою технікою, утворення вирв від вибухів, змішування родючого шару з глибинними материнськими породами.
Хімічне отруєння: забруднення земель важкими металами (свинець, кадмій, миш’як), залишками пального, сіркою та токсичними вибуховими речовинами.
Знищення мікробіому: високі температури під час пожеж і хімічні токсини буквально стерилізують землю, вбиваючи корисні бактерії та гриби.
Саме тому сьогодні в Україні так гостро постає питання впровадження біологізованих систем, які містять застосування поліпшувачів ґрунту, органічних і біологічних добрив, біодеструкторів, біостимуляторів, сидеральних або покривних культур та енергоощадних технологій обробітку, щоб повернути землі її природне «дихання й життя» та корисну мікрофлору.
Донедавна на родючих українських чорноземах сільськогосподарське виробництво сприймали як конвеєр: зорав — засипав добрива в ґрунт — посіяв насіння — зібрав урожай. Усе це — окремі елементи інтенсивної технології, які працювали раніше. Виклики сьогодення потребують іншої філософії й вимагають комплексності, максимальної ефективності, утворення єдиного живого ланцюжка, де технології стають єднальною ланкою. Кожен елемент системи має взаємодіяти й доповнювати один одного. Це основа агросинергетики — концепції в сільському господарстві, де взаємодія окремих елементів (ґрунту, мікроорганізмів, рослин і технологій) дає значно більший сумарний ефект, ніж кожен компонент окремо. Цю ідею втілює в життя за допомогою конкретних технологічних кроків програма «Агробактеріум», яку розробили науковці Інституту мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, фахівці ДП «Міжвідомчий науково-технологічний центр “Агробіотех”» НАН та МОН України у тісній співпраці з Інноваційною компанією «Біоінвест-Агро».
Найперший крок біологічної програми керування живленням і захистом рослин «Агробактеріум» — запуск біологічного бартеру на рівні «рослина — ґрунт», за якого система не просто «годує» рослину штучними мінералами, а застосовує біотехнологічні принципи активації ризосферних процесів. Рослина через кореневі волоски виділяє ексудати — цукри, що стимулюють розвиток мікробіому ґрунту, мікроорганізми трансформують важкодоступні запаси фосфору й інших макро- й мікроелементів у доступні форми, фіксують атмосферний азот — так рослина отримує повноцінне живлення. Це класична синергія ґрунту, біоти та польової культури.
Завдяки поліпшувачам ґрунту й активаторам живлення в складі системи, звичайні мінеральні добрива засвоюються набагато краще. Компоненти підсилюють дію один одного, запобігаючи блокуванню чи вимиванню речовин.
Наступний крок — зняття пестицидного стресу, коли органомінеральні комплекси, біологічні прилипачі та біостимулятори інтегруються в класичні хімічні схеми захисту рослин, нівелюючи токсичне навантаження на імунітет рослин і пригнічення росту й розвитку польових культур.
Відтак «Агробактеріум» виступає тим самим технологічним диригентом, що об’єднує ґрунт, мікроби й рослину в продуктивну та самовідновлювану екосистему.
Унікальність технологічної основи «Агробактеріум» базуються на глибокому розумінні фізіології рослин і мікробіому ґрунту. В основу лінійки метаболітних біостимуляторів (наприклад, Стімпо, Регоплант, Трептолем, Радостим й ін.) покладено синергію продуктів життєдіяльності ендофітних грибів-мікроміцетів, виділених із кореневої системи женьшеню. Вони містять широкий спектр біологічно активних речовин — аналоги фітогормонів, амінокислоти, жирні кислоти, стероли та полісахариди.
Дослідження, проведені спільно з Інститутом мікробіології та вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, довели: за застосування біорегуляторів у зоні проростання насіння лавиноподібно активізуються корисні екологотрофічні групи мікроорганізмів, що стимулюють кращий ріст і розвиток проростків. Підвищується продуктивність фотосинтезу рослин, запускаються природні процеси накопичення органічної речовини, що сприяє відновленню природної родючості й покращує гуміфікацію ґрунту.
Ці метаболітні препарати працюють у надмалих дозах (усього кілька десятків мілілітрів на гектар або тонну насіння). Завдяки цьому їх легко вносити в бакові суміші, вони знижують норми використання хімічних ЗЗР та на 25–40%зменшують накопичення важких металів і радіонуклідів у кінцевому врожаї.
Упровадження біотехнологічної системи Агробактеріум на стику трьох основних процесів — обробітку ґрунту, живлення та захисту рослин допомагає синхронізувати ці системи в один керований механізм і підтримати супресивність і здоров’я ґрунту.
Мінімізація механічного обробітку
Гармонізація біологічних процесів на рівні дуальної системи «рослина — ґрунт» вимагає зміни підходів до обробітку ґрунту. Повна відмова від оранки на користь енергоощадних технологій (no-till, strip-till, mini-till або verti-till) — це крок до збереження корисної мікробіоти ґрунту, відновлення його природної структури, зупинки ерозії та радикального збереження вологи в умовах кліматичних змін. Адже механічний обробіток ґрунту руйнує ґрунтові агрегати, порушує наявні в ґрунті пори та капіляри, руйнує або знищує міцелій грибів і корисну мікробіоту. Натомість без оранки не відбувається переміщення аеробних і анаеробних мікроорганізмів у незвичні для них умови, покращується міграція вологи й елементів живлення між нижніми та верхніми шарами ґрунту, водостійкість ґрунтових агрегатів на суглинках і супісках відновлюється за 3–5 років. Мінімізація механічного обробітку ґрунту є одним із головних принципів регенеративного землеробства.
У результаті мінімізації обробітку формується верхній шар мульчі, який захищає ґрунт від перегрівання, зберігається його структура, зменшується ерозія, покращується водний режим, зберігається й накопичується органічна речовина.
Водночас створюються умови для розвитку мікробних угруповань ґрунту. Мінімальне поверхневе порушення ґрунту дає змогу підтримувати бактерії, актиноміцети, гриби, мікоризу, найпростіших. Збільшується чисельність дощових черв’яків, які формують біопори, покращують водопроникність, перемішують органічні рештки, стимулюють гумусоутворення.
Окрім того, підвищується активність ферментів, що відповідають за розкладання органічної речовини, мінералізацію азоту, мобілізацію фосфору, колообіг вуглецю.
Для рослин переваги мінімізації обробітку ґрунту також очевидні. Вони формують потужнішу кореневу систему, що має більшу площу та проникає на більшу глибину, відтак краще забезпечується вологою. Біологічно активний ґрунт забезпечує ефективнішу мобілізацію поживних елементів, кращий розвиток ризосфери, вищий коефіцієнт використання добрив. Рослини краще перебувають посуху, перегрівання, короткочасне перезволоження, температурні коливання.
Оптимізація живлення
Філософія біотехнологічної системи «Агробактеріум» зміщує акцент стратегії живлення з рослин на ґрунтову мікроіботу, створюючи найкращі умови для самореалізації потенціалу мікробіому для максимальної продуктивності корисних груп мікроорганізмів із фіксації повітряного азоту та мобілізації недоступних елементів живлення з ґрунту.
Оптимізація мінерального живлення, що передбачає зменшення разових доз добрив і їх дробове внесення відповідно до потреб рослин, є одним із найефективніших інструментів підвищення ефективності використання поживних елементів. Такий підхід позитивно впливає не лише на рослини, а й на ґрунт, ґрунтову біоту та навколишнє середовище.
Надлишкові кількості одноразово внесеного мінерального азоту унеможливлюють активність природних груп ґрунтових азотфіксувальних мікроорганізмів, стимулюючи бактерії до поглинання й «спалювання» органічної речовини (вуглецю) для підтримання природного балансу (С : Н) на рівні 12–15 : 1. Оптимізація програми мінерального живлення нормалізує біологічну рівновагу й сприяє активності та розвитку корисних груп мікроорганізмів у ґрунті.
Така стратегія живлення знижує ризик засолення прикореневої зони, менше пригнічує розвиток молодих коренів рослин, покращує умови для проростання насіння. Водночас стабілізуються агрохімічні властивості ґрунту: зменшуються різкі зміни концентрації поживних елементів, знижується ризик локального підкислення або підлуження, підтримується стабільніше середовище для ґрунтових процесів. Нарешті зменшуються втрати елементів живлення — менше вимивається нітратів, втрачається азоту через випаровування та денітрифікацію, уповільнюється перехід фосфору у важкодоступні форми.
Загальновідомо, що високі локальні концентрації мінеральних солей за рахунок різниці сольового індексу можуть пригнічувати мікроорганізми та підпалювати кореневі волоски. Натомість дробове внесення підтримує стабільні умови їх існування, сприяє збереженню різноманіття мікробіоти. Водночас покращується діяльність азотфіксувальних і фосфатмобілізувальних бактерій, актиноміцетів і мікоризних грибів.
У результаті оптимізації мінерального живлення рослини отримують елементи живлення саме тоді, коли вони найбільш потрібні: азот — у періоди інтенсивного росту, фосфор — на ранніх етапах розвитку, калій — під час формування генеративних органів і наливання врожаю.
Оптимізоване дробове внесення добрив добре поєднується із застосуванням біостимуляторів, мікробних інокулянтів, гумінових препаратів, амінокислотних комплексів, препаратів із мікроелементами.
У таких умовах активніше формується ризосфера, підвищується ефективність засвоєння елементів живлення й стійкість рослин до посухи, спеки та інших абіотичних стресів, зменшується потреба в надлишковому внесенні мінеральних добрив.
Таким чином, оптимізація програми мінерального живлення шляхом зменшення разових доз і дробового внесення дає змогу перейти від принципу максимального внесення до принципу максимальної ефективності використання поживних елементів. У поєднанні зі збереженням ґрунту, підтриманням ґрунтової біоти, інтегрованим захистом рослин і застосуванням біостимуляторів це сприяє формуванню високопродуктивної, екологічно стійкої та економічно ефективної агросистеми. Саме такий підхід лежить в основі концепцій ClimateSmart Agriculture, Integrated Nutrient Management та 4R Nutrient Stewardship («правильне джерело, правильна норма, правильний час і правильне місце внесення добрив»).
The Ukrainian Farmer
