Причиной подавляющего большинства современных болезней является дефицит микроэлементов и макронутриентов, отсутствие многих жизненно важных витаминов и минералов в продуктах питания из-за стремительной деградации почв вследствие ошибочной аграрной политики. Единственным верным решением данной проблемы является только полное восстановление почвенной микробиологической пищевой сети, восстановление почвенного плодородия.
Ключевые слова:
Почвенная пищевая микробиологическая сеть
Регенеративное сельское хозяйство
Промышленный симбиоз
Биоэкономика
Энергорентабельность (EROI)
Современная общепринятая система организации сельского хозяйства наносит экологический ущерб своими ключевыми агротехническими элементами, а именно: использование отвального плуга, частая вспашка, культивация почвы без учёта топографии территории, применение синтетических и минеральных удобрений, применение биоцидов, удержание почвы в оголённом состоянии значительную часть года, неадекватное обеспечение территории защитно-мелиоративными насаждениями и т.д.
Всё это приводит к следующим негативным последствиям:
1) Негативные экологические последствия: эрозия и деградация почв, существенная эмиссия СО2, загрязнение грунтовых вод и водотоков удобрениями и биоцидами, сокращение видового разнообразия, дестабилизация малого водного цикла (включение режима «наводнение/засуха»), температурные аномалии, и как итог, опустынивание территорий.
a. Мировой объём эрозии плодородной почвы достиг величины в 75 миллиардов тонн в год [1]; Много это или мало? Для перевоза такого объёма на ж/д составе понадобилось бы 1 миллиард 250 миллионов ж/д вагонов, каждый из которых содержал бы по 60 тонн почвы. Такой ж/д состав имел бы длину 15 миллионов километров. Это 39 железнодорожных составов от Земли до Луны! Ежегодно. За последние сто с небольшим лет человечество потеряло более половины плодородных земель, которые в результате ветровых и водных эрозий осели на дне океанов, и каждые 10-15 лет в пустыни и полупустыни превращается ещё 10% оставшихся плодородных земель.
b. Неэффективное использование выпадающих осадков ведёт к осушению и, в конечном итоге, к опустыниванию сельскохозяйственных территорий, с включением чередующегося режима «засуха/наводнение» [2]. Что в свою очередь ведёт к потере урожайности и негативным социально-экономическим последствиям.
2) Негативное влияние на объёмы производства. Так по оценкам РАН РФ агрогенная эрозия почв в Российской Федерации даёт потери урожая в 15,8 млн тонн зерна в год [3].
3) Избыточные операционные издержки. Например, вносимые азотные удобрения усваиваются растением на 10-40%, а остальные от 60 до 90% теряются [4] с поверхностными стоками, испаряются в атмосферу или выщелачиваются в глубокие почвенные горизонты. Финансовые потери только по этому направлению превышают десятки млрд руб. в год, без учёта экологического ущерба.
4) Не полностью перерабатываемые сельскохозяйственные отходы. Ежегодно в России образуется до 300 млн тонн помёта и навоза. По оценкам экспертов сейчас перерабатывается только 10-25% отходов, а для полной переработки необходимы дополнительные инвестиции в объёме 400-450 млрд руб [5].
5) Отрицательная энергорентабельность (EROI) сельскохозяйственного производства. Энергорентабельность (возврат энергии на вложенную энергию) составляет 0.1-0.3 к 1 [6], таким образом отрасль существует только за счёт доступа к дешёвым ископаемым энергоносителям. Ископаемые энергоносители конечны.
6) Обратная зависимость между продуктивностью и размером сельхозтоваропризводителя (Inverse Relationship between Farm Size and Productivity) при росте доли агрохолдингов в производстве ведёт к совокупному снижению эффективности использования земельных ресурсов.
7) Скрытый голод
Скрытый голод является следствием ориентации на объём урожая/продукции в ущерб её качеству. Скрытый голод [7], или дефицит микроэлементов и некоторых макронутриентов возникает, когда качество потребляемой пищи не соответствует потребностям человека в питательных веществах, в результате чего он не получает жизненно важные витамины и минералы в количествах, необходимых для развития организма или поддержания здорового состояния.
По оценкам «ВОЗ» и «ФАО» последствия для здоровья, связанные с некачественным питанием, весьма значительны. Нездоровое питание является ведущей причиной неинфекционных заболеваний (НИЗ), главным образом сердечнососудистых заболеваний, рака и диабета, приводящих к смерти.
Из 56,9 миллиона смертей во всем мире в 2016 году 71%, или, 40,5 миллиона смертей были связаны с НИЗ [8].
Для устранения данного спектра проблем необходим следующий комплекс решений:
1) Регенеративное сельское хозяйство (regenerative agriculture) – это набор инновационных агропрактик и подходов к управлению агроэкосистемами, содействующий восстановлению почвенного плодородия, видового биоразнообразия территории, удержанию и эффективному использованию осадков, содействующий выполнению территорией экосистемных услуг, содействующих секвестрации СО2 и устойчивости сельскохозяйственного производства в долгосрочной перспективе в условиях меняющегося климата.
Регенеративное сельское хозяйство базируется на следующих элементах:
- Полное восстановление почвенной микробиологической пищевой сети (пищевые цепочки между почвенными микроорганизмами) обеспечивает растению питание точно в срок, защиту от болезней, построение структуры почвы, смягчение/устранение ущерба от засухи/избыточных осадков, восстановление/создание почвенного плодородия.
- Агролесоводство – это выращивание с/х культур и/или содержание животных на территории с продуктивными и/или защитными древесными растениями (лесополеводство – silvo-arable agroforestry, лесопастбище – silvo-pastural agroforestry и другие).
- Целостное управление активами (Holistic Managemen, Allan Savory).
- Опционально регенеративное сельское хозяйство может включать в себя инструментарий органического сельского хозяйства и широкий спектр других инновационных агропрактик.
2) Промышленный симбиоз – это создание каскада цепочек между сельхозтоваропроизводителями и сервисными/перерабатывающими компаниями, когда избыточные ресурсы и отходы одного производителя становятся источником ресурсов для другого.
Каскад может быть простым в две ступени или более сложным, как на рис №1.
Максимальный эффект от промышленного симбиоза достигается в «Агро-Био-Кластерах».
Агробиокластер – это географически близкая группа взаимосвязанных компаний и ассоциированных организаций (с/х производителей, комплексных биостанций переработки биомассы, исследовательских центров и университетов), действующих в области биоэкономики.
Промышленный симбиоз позволяет существенным образом снизить себестоимость конечной продукции и сократить объёмы агропищевых отходов (уменьшая или исключая экологический ущерб, и получая дополнительные коммерческие продукты и ресурсы).
3) Биоэкономика – это производство и инновационное использование биоресурсов для устойчивого обеспечения производства пищи, кормов, промышленных продуктов, лекарственных и косметических ингредиентов, энергии (топливо, электричество, тепло/холод) и экосистемных услуг
На рисунке № 2 изображены ключевые элементы биоэкономики:
- Производство возобновляемых биоресурсов различных видов.
- Переработка биоресурсов на специализированных или комплексных станциях переработки.
- Получение спектра продуктов с различной добавленной стоимостью.
Агро-био-экономический кластер может быть организован как комплексная экосистема, включающая многоступенчатую переработку биомассы, с получением широкого спектра товаров и услуг.
Биоэкономика позволяет кардинальным образом снизить зависимость агропищевой отрасли от ископаемых и, соответственно, конечных источников энергии/топлива, повысить энергорентабельность с/х (EROI) и гарантированно получать весь спектр перечисленных продуктов, а также экосистемных услуг в долгосрочной перспективе.
Фундаментом именно такого стека технологий (такого комплекса решений) можно считать явление почвенной микробиологической пищевой сети (ППС) [10].
Наличие данного явления было открыто в 1985 г. группой учёных из США, и его суть заключается в следующем: растения направляют существенную долю (от 10 до 45%, в зависимости от стадии сукцессии, к которой относится растение) результатов фотосинтеза (простейшие сахара с добавкой жиров, белков и иных углеводов) в свою корневую систему и далее за её пределы, в окружающую корень почву (ризосфера). В ризосфере данные выделения (экссудаты) поедаются микроорганизмами, бактериями и грибками. Последние используют экссудаты в качестве источника энергии, а для собственного роста и размножения добывают минералы из кристаллической формы посредством воздействия на глину, ил, песок и более крупные фракции горных пород своими ферментами, более сильными, чем у растения.
Ризосфера, заселённая размножающимися на корневых экссудатах микроорганизмами первого яруса трофической цепи (грибки и бактерии), привлекает хищные микроорганизмы следующего трофического яруса, различные виды жгутиконосцев, амёб и полезных нематод (питающихся грибками, бактериями или всеядные нематоды).
Хищные микроорганизмы второго яруса, питаясь микроорганизмами первого яруса, используют на собственный метаболизм примерно 25% потреблённых питательных веществ. Остальные питательные вещества выделяются в виде продуктов жизнедеятельности в почву. Поскольку концентрация микроорганизмов в непосредственной близости от корня (в ризосфере) максимальна, то наибольшее выделение таких продуктов жизнедеятельности происходит в зоне, доступной для растения. Такие продукты жизнедеятельности хищников первого яруса содержат концентрат минералов в растворимой форме, и при этом растение может целенаправленно корректировать биохимию своих корневых выделений, добиваясь стимуляции в размножении конкретных групп микроорганизмов. Различные микроорганизмы имеют разные потребности в тех или иных минералах, тем самым, стимулируя конкретные виды микроорганизмов к размножению, растение может управлять объёмом поступления тех или иных видов минералов. Таким образом, растения получают доступ к минеральным веществам, которые им не были доступны без наличия подобной почвенной микробиологической пищевой сети.
В почвенной микробиологической пищевой сети присутствуют последующие уровни хищных микроорганизмов, которые контролируют баланс численности микроорганизмов предыдущих ярусов, обеспечивая тем самым устойчивость работы всей системы природного питания растений.
Бактериальная группа микроорганизмов ППС – в функциональном плане отвечает за создание микроагрегатов почвы, посредством выделения клейких веществ, которыми бактерии крепятся за частицы глины, ила, песка, органическую материю для предотвращения своего смыва водами осадков в нижние горизонты почвы, где нет доступа к корневым выделениям растений.
Грибковая группа микроорганизмов ППС – в функциональном плане обеспечивает образование макроагрегатов почвы, за счёт стягивания микроагрегатов своими гифами (струноподобными нитями) в более крупные образования, тем самым создавая поровые пространства для проникновения в почву воды и воздуха.
Полноценно функционирующая почвенная микробиологическая пищевая сеть обладает следующими характеристиками:
- Питательные вещества доступны растениям точно и в срок – обеспечивается естественная циркуляция минералов.
- Болезни растений подавляются за счёт конкуренции микроорганизмов, угнетения и поедания.
- Качественная структура почвы обеспечивает большую глубину проникновения корней, снижение водопотребления, повышение влагоудержания и аэрации почвы.
- Удержание питательных веществ – остановка поверхностных стоков, водной эрозии и выщелачивания.
- Разложение токсинов – удаление вредных остатков за счёт жизнедеятельности микроорганизмов.
Таким образом, используя биотехнологию коррекции или восстановления почвенной микробиологической пищевой сети можно обеспечить регенеративное землепользование, когда, при получении растительных биоресурсов для функционирования биоэкономики, будет наблюдаться восстановление почвенного плодородия, удержание и эффективное использование осадков, существенная секвестрации СО2 и устойчивость сельскохозяйственного производства в долгосрочной перспективе в условиях меняющегося климата, а также переработка всех органических отходов для производства микробиологически активных инокулянтов, восстанавливающих структуру и видовое разнообразие ППС.
Процесс восстановления ППС имеет 4 основных этапа.
- Анализ текущего состояния ППС на конкретном поле и сопоставление полученных результатов с потребностями целевой культуры.
- Изготовление микробиологически активных инокулянтов для восстановления структуры и видового разнообразия недостающих групп микроорганизмов ППС конкретного поля. Внесение корректирующих препаратов на поле.
- Мониторинг результатов приживаемости микроорганизмов ППС, осуществление корректировок при необходимости.
- Введение/изменение агротехник для сохранения и поддержания восстановленной ППС.
Рассмотрим более детально каждый из перечисленных этапов.
- Анализ текущего состояния ППС.
Ключевым инструментом в работе с методом восстановления ППС является метод прямого микроскопного наблюдения. С помощью специально оборудованного светлопольного микроскопа и конкретного алгоритма проведения наблюдений можно осуществить оценку текущего состояния микроорганизмов ППС (в живом состоянии) в исследуемом образце. В качестве образца на первом этапе выступает почва.
Важным открытием исследователей явления ППС стало то, что по мере изменения стадий сукцессии (естественной смены растительных видов) изменения происходят не только в видовом составе растительных сообществ, но и в структуре ППС. Выяснилось, что по мере смены стадий сукцессии происходит рост абсолютной биомассы грибковой группы в микрограммах на 1 грамм почвы.
Впоследствии стало понятно, что именно изменение количества грибковой группы в абсолютной биомассе со временем приводит к сдвигу видового состава надземного растительного сообщества. Происходит это потому, что при поедании грибков хищными микроорганизмами (грибные нематоды, редкие виды бактерий, микроартроподы и представители почвенной мегафауны) происходит выделение преимущественно аммонийной формы азота (NH4). А при поедании представителей бактериальной группы микроорганизмов хищными микроорганизмами (бактериальные нематоды, всеядные нематоды, жгутиконосные бактерии, амёбы голые и раковинные, артроподы и др.) происходит выделение преимущественно нитратной формы азота (NО3).
Именно пропорция NH4 и NО3, выделяемых в процессе жизнедеятельности ППС, отвечает за оптимальные условия для прорастания и развития растений той или иной стадии сукцессии.
Поэтому ключевым моментом при оценке текущего состояния ППС является количественная оценка биомассы грибковой и бактериальной групп микроорганизмов, а также количественная оценка наличия хищных микроорганизмов всех ярусов. Также оценивается наличие патогенных и неблагоприятных микроорганизмов. Дополнительно осуществляется качественная оценка наличия/отсутствия микро и макро агрегатов почвы, гуминовых и фульвовых кислот в данных агрегатах.
По итогам анализа формируется сводная таблица с результатами по каждому параметру в разрезе исследованных почвенных образцов. Количество анализируемых образцов определяется почвенными и топографическими особенностями рельефа и количеством целевых культур.
Пример такой сводной таблицы представлен на следующем слайде:
Как показала практика работы с анализом состояния ППС в ряде регионов России, активная грибная группа микроорганизмов является большой редкостью, и в представленной выше таблице была отмечена в образце почвы, собранной в лесу с возрастом деревьев более 100-120 лет. Второй образец почвы со статистически значимым количеством абсолютной биомассы грибной группы был отмечен в образце почвы залежных земель с древесными растениями возрастом около 35 лет. Все остальные образцы имели 100% доминанту бактериальной группы микроорганизмов. Также видно, что во всех образцах не было отмечено хищных микроорганизмов. В последней строке представлены потребности целевой культуры (в этом конкретном случае целевой стадии сукцессии) в отношении количественных характеристик различных групп микроорганизмов ППС.
Как видно, у природы нет спешки в вопросах восстановления структуры ППС, только через 100-120 лет ППС в образце № 4 достигла пропорции и абсолютной биомассы грибковой и бактериальной групп оптимальных значений (за исключением хищных микроорганизмов) для многих овощных культур и пастбищных трав. Поскольку процесс естественного восстановления ППС идёт настолько медленными темпами, то у нас нет возможности полагаться исключительно на самовосстановление в данном вопросе. Мы должны применять активные действия по восстановлению абсолютной биомассы и видового разнообразия недостающих групп микроорганизмов. И в данном вопросе мы должны ориентироваться на оптимальные пропорции и абсолютные значения биомассы микроорганизмов для каждой стадии сукцессии, к которой может относиться наша целевая культура/ры.
На следующем слайде представлена сводная таблица с параметрами ППС.
После проведения анализа текущего состояния ППС и сравнения полученных результатов с оптимальными целевыми параметрами мы получаем техническое задание на параметры микробиологически активных инокулянтов, которые мы изготавливаем на этапе № 2.
2. Изготовление микробиологически активных инокулянтов для восстановления структуры и видового разнообразия недостающих групп микроорганизмов ППС конкретного поля.
Для целей восстановления ППС применяется ряд методов, в частности аэробный биотермический компост, специальным образом приготовленный вермикомпост, настойка простейших, водный экстракт аэробного биотермического компоста, аэрированный компостный «чай».
Наиболее традиционным методом является применение метода аэробного биотермического компоста. Такой компост готовится из местных материалов.
Материалы делятся на три ключевые группы.
- Коричневые материалы – богаты углеродом. Примеры: солома, стружка, опилки, древесная щепа, шелуха сельхоз культур, опавшая листва и т.п.
- Зелёные материалы – разнотравье.
- Азотные материалы – различные виды навоза, помёта, фактически азотфиксирующие растения (люцерна, клевер и т.п.).
Материалы служат питанием для микроорганизмов и одновременно являются носителями данных микроорганизмов. Поэтому стерилизованные формы биоматериалов не подходят для приготовления микробиологически активного инокулянта для восстановления ППС.
Функция носителя микроорганизмов может не выполняться в случае использования материалов, собираемых с территории интенсивного сельского хозяйства, с повреждённой ППС. В таком случае может потребоваться инокуляция микроорганизмов из зрелых экосистем, в идеале из хвойных лесов или лиственных лесов с подтверждённым присутствием статистически значимых количеств абсолютной биомассы грибковой группы и других ключевых групп микроорганизмов ППС.
В связи с дополнительной инокуляцией стартовых материалов компостной кучи материалами из зрелых экосистем может возникнуть вопрос о возможности применения коммерческих ЭМ-препаратов. Важно понимать, что текущие коммерческие ЭМ-препараты являются консорциумом не самых лучших групп микроорганизмов, а их видовое разнообразие даже самых лучших препаратов не превышает 80-90 штаммов. В то же время высококачественный аэробный биотермический компост может содержать до 75000 видов бактерий и до 25000 видов грибков.
Также можно сделать вывод о нецелесообразности в отношении внесения в стартовые материалы компостной кучи препаратов, содержащих споры микоризных грибков. Такие препараты лучше вносить на старте приготовления аэрированного компостного чая, о чём будет сказано позднее.
Стартовые материалы для приготовления компоста с преобладанием грибковой группы микроорганизмов должны содержать до 60% коричневых материалов, 30% зелёных материалов и 10% азотных. При этом нужно обеспечить высокое качество азотных и зелёных материалов, в противном случае из-за нехватки общего количества азота куча может не разогреться до оптимальных температур.
Стартовые зелёные и коричневые материалы измельчаются на фрагменты длиной не более 10-15 см, так чтобы при переворачивании кучи ручным инструментом не требовалось существенных физических усилий.
Стартовые коричневые материалы не должны представлять из себя мелкодисперсные элементы, типа мелкой древесной пыли и опилок. Высокая доля мелкодисперсных элементов создаст проблемы с проникновением достаточного количества кислорода в центральную часть кучи. Чем это опасно будет раскрыто ниже при рассмотрении нюансов увлажнения материалов кучи. Коричневые материалы должны содержать минимум 5% элементов размером от 2,5 см в длину. Это позволит создать поровые пространства для обеспечения аэрации центральной части кучи.
Все заготовленные материалы измеряются единой мерной ёмкостью, например 40 литровым ведром. Пропорция считается по объёму, но для накопления статистических данных и опыта также может применяться взвешивание каждого ведра, для получения средних весовых значений. Это поможет в будущем при работе с материалами различной влажности.
Общий объём материалов не должен быть менее 1,5 кубических метра, в противном случае могут возникнуть проблемы с разогревом кучи до оптимального температурного диапазона.
Материалы всех трёх групп укладываются тонкими слоями (3-5 см) попеременно. При этом производится увлажнение материалов, так чтобы по итогу влажность материалов кучи не превышала 50%. Избыточная влажность создаст проблемы с аэрацией (проникновением достаточного количества кислорода в центральную часть кучи), что приведёт к размножению анаэробных микроорганизмов, которые являются вредоносными для большинства сухопутных растений. Недостаточная влажность материалов будет угнетать процесс размножения микроорганизмов, что не позволит достигнуть оптимального температурного диапазона и, соответственно, получить хорошую абсолютную биомассу и видовое разнообразие микроорганизмов ППС в компостной куче.
При работе с азотными материалами, представленными достаточно сухим навозом или помётом, для обеспечения более равномерного распределения и увеличения площади контакта такие материалы могут смешиваться в отдельной ёмкости с водой посредством миксера для приготовления штукатурных/бетонных растворов. Смешивание с водой производится уже после того как материал был измерен мерным ведром и взвешен, в противном случае будет нарушена целевая пропорция (60% коричневых, 30% зелёных и 10% азотных) стартовых материалов кучи.
В целом, к азотным материалам должны предъявляться высокие требования по свежести. Старые, лежалые, выветрившиеся азотные материалы уже не будут содержать достаточного количества азота для достижения оптимального диапазона температур в куче.
Процесс закладки компостной кучи и её переворачивания можно посмотреть в этом видео на нашем Ютуб канале – https://youtu.be/DUEYpncDr6k?si=ZOH01sr0Clb0t1Xo
Метод аэробного биотермического компоста называется так, потому что ключевым в нём является соблюдение условия аэробности (постоянного доступа кислорода в центральную часть кучи) и оптимального температурного диапазона. Температура при данном методе компостирования возникает в результате интенсивного размножения микроорганизмов, содержащихся на стартовых материалах или на привнесённых инокулянтах из зрелых экосистем. Таким образом, никакое дополнительное температурное воздействие данным методом не предполагается. Именно поэтому этот метод называется «биотермическим», т.е. температура возникает от «биологической» составляющей исходных материалов.
Оптимальным температурным диапазоном является диапазон от 55С до 75С. Старт процесса компостирования начинается с момента достижения ядром компостной кучи температуры в 55С. В идеале такая температура должна быть минимальной температурой на всём протяжении процесса компостирования. Т.е. ниже этой температуры куча не должна остывать, пока не наберётся, минимум, 15 дней выше этой отметки. При этом все материалы кучи должны пройти через ядро кучи, где температура максимальна, но не превышает верхний предел в 75С. Таким образом, в зависимости от оптимальности фактически достигнутых параметров (влажность, температура, количество азота, видовое разнообразие микроорганизмов) может потребоваться от 3 до 7-8 переворачиваний кучи для завершения процесса компостирования.
С учётом стартового разогрева от температуры окружающей среды и периода остывания материалов кучи после последнего переворачивания общий период времени от закладки кучи до её полного остывания может занять до 45 дней.
По итогу изготовления аэробного биотермического компоста осуществляется анализ достигнутых параметров структуры и видового разнообразия микроорганизмов ППС путём прямого микроскопного наблюдения, и при необходимости делается корректировка. Корректировки могут осуществляться посредством добавления пищи для группы организмов, которая требует увеличения своей численности. Грибковая группа микроорганизмов предпочитает сложные углеводы, это может быть мука, зерновые хлопья и т.п. материалы. Бактериальная группа предпочитает простые углеводы. Но в большинстве случаев бактериальная группа не нуждается в дополнительной стимуляции.
Готовый аэробный биотермический компост выносится на почву в количестве 2,5 тонны на 1 гектар. В случае работы с большими площадями при отсутствии средств механизации изготовления компоста можно использовать метод приготовления водного экстракта или метод изготовления аэрированного компостного «чая». Это позволит даже при наличии 1 м3 компоста покрыть микробиологически активным инокулянтом территорию до 100 гектар.
Водный экстракт компоста является достаточно простым в изготовлении инокулянтом. При изготовлении в малом объёме он может готовиться полностью вручную. Для примера можно взять ведро на 70 литров, заполнить его на 60 литров чистой, не хлорированной водой. Далее наполнить тканевый мешок, с размером ячейки до 0,4 мм, порцией компоста весом около 300 грамм. Мешок сверху завязать верёвкой. Далее мешок с компостом погружается в воду и энергичными движениями массажируется, так чтобы максимальное количество микроорганизмов могли выйти в воду через ткань мешка, а крупные элементы органической материи остались внутри мешка. Такое массажирование делается на протяжении 1 минуты. Оно не должно быть избыточно интенсивным и резким, в противном случае микроорганизмы, особенно крупные хищники, могут получить значительные повреждения. В воду также выходят гуминовые и фульвовые кислоты, содержащиеся в правильно приготовленном компосте. Благодаря этому вода приобретает тёмно коричневый цвет. Гуминовые кислоты являются хорошей пищей для грибковой группы ППС.
По итогу первой экстракции проводится прямой микроскопный анализ полученного водного экстракта компоста, и если необходимо, то процедура экстракции повторяется до тех пор, пока желаемые параметры не будут достигнуты.
Процесс изготовления аэрированного компостного «чая» (АКЧ) многократно более сложный, чем процесс изготовления водного экстракта. В случае чая процесс дополняется активной аэрацией воды на протяжении 24-48 часов, с добавлением на старте некоторых видов пищи для роста биомассы целевых групп микроорганизмов. К количеству добавляемых видов пищи предъявляются строгие ограничения в зависимости от интенсивности аэрации, которую способна обеспечить выбранная модель воздушной помпы. Также предъявляются строгие требования к форме ёмкости для воды, к типу, форме и материалам, из которых изготовлено устройство для распыления воздуха внутри ёмкости, для обеспечения максимального газообмена всего объёма установки.
Если будут нарушены параметры аэрации, пропорция количества пищи/качество аэрации, форма ёмкости, форма распылителей воздуха, или если произойдёт факт даже кратковременного отключения электроснабжения, то качество аэрированного компостного «чая» будет нарушено, и процесс нужно будет начать сначала.
Именно в связи с наличием множества нюансов при приготовлении аэрированного компостного «чая», даже при наличии высококачественного аэробного биотермического компоста, можно услышать отрицательные отзывы от тех, кто проводил эксперименты по его приготовлению. В особенности такие отзывы будут от тех, кто не понимает принципа работы ППС и воспроизводит процесс приготовления АКЧ исключительно механически.
Вполне логично, что при понимании сути ППС, понимать, что даже при идеальном воспроизведении процесса приготовления АКЧ, в случае использования некачественного компоста (не содержащего оптимальное количество и структуру микроорганизмов ППС) не будет получен качественный АКЧ. «Действующим» веществом в АКЧ являются микроорганизмы. Если их не было в стартовом компосте, то и в АКЧ они не возникнут из ничего. Эта простая мысль может быть недоступна даже тем, кто посвятил механическому воспроизведению процесса приготовления АКЧ год времени работы целой команды и 10 млн рублей финансовых ресурсов. В России уже есть такие прецеденты.
Перед применением АКЧ также проводится анализ ППС методом прямого микроскопного наблюдения.
Вынос водного экстракта и АКЧ осуществляется в разбавленном виде от 1 к 10, в случае высокого качества полученных препаратов, до 1 к 1 в случае низкого качества. Вынос осуществляется с помощью опрыскивателя, с диаметром сопла не менее 1 мм. Оптимально выносить препарат рано утром или ближе к вечеру, чтобы исключить ущерб от активного ультрафиолета в средней части дня. Вынос жидких препаратов ППС лучше осуществлять во влажную погоду, для увеличения приживаемости микроорганизмов.
3. Мониторинг результатов приживаемости микроорганизмов ППС, осуществление корректировок при необходимости.
Приготовленные микробиологически активные инокулянты выносятся на почву, на семена, посевы, по листу и на важных этапах развития однолетних культур или фазы жизни многолетнего растения.
Водный экстракт выносится по почве. АКЧ выносится по листу, т.к. микроорганизмы в нём находятся в активном состоянии и способны приклеиваться к поверхности листа и стебля. Микроорганизмы ППС способны жить не только в почве, но и на поверхности растения, где также получают доступ к экссудатам и, размножаясь, способны защитить растение от болезнетворных микроорганизмов.
Спустя две недели после вынесения микроорганизмов ППС на почву возможно осуществить проверку, как изменилось состояние ППС. В случае, если желаемые параметры ППС для целевой культуры не достигнуты, осуществляется дополнительное вынесение микробиологических инокулянтов. Вместе с инокулянтами могут выноситься упомянутые выше дополнительные виды пищи для поддержки процесса приживаемости ключевых групп микроорганизмов ППС.
4. Введение/изменение агротехник для сохранения и поддержания восстановленной ППС.
Очевидным фактом при переходе на методы восстановления ППС является отказ от тех элементов агротехник, которые привели к её первоначальному разрушению. В первую очередь, это систематическая вспашка почвы, применение минеральных и синтетических удобрений, а также весь спектр биоцидов.
Для спокойствия сознания традиционных агрономов, в случае перехода от интенсивного сельского хозяйства к природоподобному, на базе ППС, дозы вносимых удобрений могут снижаться постепенно. В случае введения залежных земель или использования метода ППС на тестовых полях, все формы минеральных/синтетических удобрений и биоцидов могут быть сняты одномоментно.
В отношении вспашки, может быть осуществлён переход на no-till или иную агротехнику, не приводящую к повреждению структуры почвы.
Для поддержания восстановленного состояния ППС важным моментом является также содержание поверхности почвы в укрытом состоянии максимально продолжительное время в течение года. Для этого могут применяться системы выращивания с наличием покровных культур, как например, система no-kill cropping и система Фукуока-Бонфилла. В случае выращивания садовых культур применяется подсев многолетних низкорослых почвопокровников. В случае выращивания ягодных культур применяется мульчирование древесной щепой. В пастбищных системах выращиваются многолетние смеси злаково-бобовых трав.
Мы рассмотрели ключевые этапы работы с методом ППС в деталях, достаточных для понимания сути метода, его ключевого «действующего вещества» и понимания, почему у тех, кто пытался, но не понимал сути, ничего не получилось.
Данный метод пригоден для работы с любым типом почвы, на любой стадии деградации, в любых климатических условиях, пригодных для ведения традиционного сельского хозяйства.
Метод также пригоден для работы на любом масштабе, начиная от небольших участков и заканчивая земельным банком крупных агрохолдингов. Конечно, в последнем случае процесс изготовления микробиологически активных инокулянтов должен быть поставлен на промышленный уровень.
Для работы с данным методом, помимо навыков изготовления микробиологически активных инокулянтов, необходимо овладеть методом прямого микроскопного наблюдения и методом количественной оценки абсолютной биомассы грибной и бактериальной групп микроорганизмов и хищников, которые ими питаются.
Практическая работа по апробации данной технологии ведётся на территории хозяйства Главы КФХ Собкалова А.В., в предгорной зоне Республики Адыгея, рядом со станицей Даховская, а также в ряде хозяйств студентов, проходящих обучение методу восстановления ППС.
В случае заинтересованности в сотрудничестве вы можете связаться со мной через месенджеры Вотсап, Телеграм по телефону +7 (988) 521-67-42 или по электронной почте asobkalov@mail.ru
Для дальнейшего изучения темы восстановления ППС можно изучить видео в данном плейлисте –
https://www.youtube.com/watch?v=W2HuBa_NcYI&list=PLDHwm5oPWbyE-gjVnGkoeGTWR8h4mFPSw
Автор: Собкалов Андрей Владимирович, аспирант, ФГБОУ ВО «МГТУ», г. Майкоп
Ссылки:
- Land Degradation: An overview, H. ESWARAN, R. LAL and P. F. REICH
- Water for the Recovery of the Climate – A New Water Paradigm, M. Kravcik.
- Карта агрогенной эродированности почвы России. Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 493, № 2, стр. 99-102.
- «Nitrogen: the double-edged sword», Christine Jones.
- «Новый законопроект об использовании навоза позволит снизить издержки производства на единицу конечной продукции», АО РСХБ.
- Energy Analysis of the Danish Food Production System: Food-EROI and Fossil Fuel Dependency. Mads V. Markussen and Hanne Østergård. Mads V. Markussen and Hanne Østergård.
- «Скрытый голод: Россия в глобальной перспективе», Эггерсдорфер М., Шаболс П. – Научно Практический Журнал «Вопросы питания», Том №85, № 2, 2016 г., стр. 124-125.
- «Состояние продовольственной безопасности и питания в мире». ФАО. Рим 2020 г. стр.64.
- Interactions of Bacteria, Fungi, and their Nematode Grazers: Effects on Nutrient Cycling and Plant Growth. Russell E. Ingham, J.A. Trofymow, Elaine R. Ingham, David C. Coleman. Ecological Monographs, Vol.55 № 1 (Mar. 1985), pp 119-140. Published by: Ecological Society of America.