Сим­би­оз, воз­ни­ка­ю­щий в поч­ве с вне­се­ни­ем био­сти­му­ля­то­ров, под­сте­ги­ва­ет раз­ви­тие таких куль­тур, как куку­ру­за, соя и кар­то­фель. Все­гда ли?

Почвенное плодородие и питание растений

Внут­ри­поч­вен­ная жизнь прак­ти­че­ски всех видов рас­те­ний про­те­ка­ет в парт­нер­стве с гри­ба­ми. Уста­нав­ли­ва­ю­щий­ся сим­би­оз назы­ва­ют мико­ри­зой (с гре­че­ско­го mykos – «гриб», rhizon – «корень»). Сколь вели­ка роль гри­ба в жиз­ни рас­те­ния, зави­сит от семей­ства послед­не­го. Так, кре­сто­цвет­ные (рапс, гор­чи­ца) и маре­вые (сахар­ная свёк­ла) отка­зы­ва­ют­ся свя­зы­вать свою жизнь с гри­ба­ми. Те же, кто с ними дру­жит, свое парт­нер­ство стро­ят на вза­и­мо­вы­год­ных отно­ше­ни­ях. Гриб с экс­су­да­та­ми полу­ча­ет от кор­ней угле­во­ды, рас­те­ние в свою оче­редь ока­зы­ва­ет­ся в выиг­ры­ше от неко­то­рых полез­ных свойств гри­ба, напри­мер, обра­зу­е­мые им гор­мо­ны могут сти­му­ли­ро­вать про­рас­та­ние семян (орхид­ная мико­ри­за). Неред­ко гри­бы про­сто пара­зи­ти­ру­ют на растении.

Сплошные выгоды

Гриб­ни­ца, состо­я­щая из тон­ких нитей, из-за боль­шой пло­ща­ди поверх­но­сти гифов может погло­щать и накап­ли­вать воду луч­ше, чем самые тон­кие кор­не­вые волоски.

Через раз­ветв­лен­ный мице­лий рас­те­ния полу­ча­ют так­же доступ к боль­ше­му объ­е­му пита­тель­ных веществ. Эффек­тив­ность погло­ще­ния рас­те­ни­ем хими­че­ских эле­мен­тов, вне­сен­ных в поч­ву с удоб­ре­ни­я­ми, воз­рас­та­ет, рис­ки вымы­ва­ния сокра­ща­ют­ся. Поми­мо того, мико­риз­ные гри­бы вме­сте с поч­во­оби­та­ю­щи­ми бак­те­ри­я­ми спо­соб­ны пре­вра­щать фос­фор из недо­ступ­ных форм в доступ­ные. И гри­бы, и бак­те­рии спо­соб­ству­ют раз­ви­тию хоро­шей кор­не­вой массы.

Мице­лий и выде­ля­е­мые им экс­су­да­ты, преж­де все­го гло­ма­лин, вно­сят свой вклад в созда­ние и под­дер­жа­ние струк­ту­ры поч­вы, повы­шая ее устой­чи­вость к эро­зии. Гло­ма­лин свя­зы­ва­ет угле­род в самой поч­ве и в близ­кой к ней био­мас­се, и тем мини­ми­зи­ру­ет сокра­ще­ние выбро­сов угле­кис­ло­го газа в атмо­сфе­ру, а так­же спо­соб­ству­ет раз­ви­тию вла­го­на­ко­пи­тель­ной спо­соб­но­сти поч­вы. Гло­ма­лин – это гли­ко­про­те­ин (обра­зо­ван ком­би­на­ци­ей бел­ков и угле­во­дов). Он скле­и­ва­ет поч­вен­ные частич­ки друг с дру­гом и поло­жи­тель­но вли­я­ет на жизнь поч­во­оби­та­ю­щих мик­ро­ор­га­низ­мов. Резуль­та­том его «воз­дей­ствия» ста­но­вит­ся рых­лая, с хоро­шим воз­ду­хо­об­ме­ном почва.

Третий столп

Сим­би­оз гри­ба и рас­те­ния уста­нав­ли­ва­ет­ся через кор­ни. Боль­шин­ство гри­бов про­ни­ка­ют в тка­ни кор­ней, затем в клет­ки и обра­зу­ют таким обра­зом эндо­ми­ко­ри­зу. При этом появ­ля­ют­ся спе­ци­аль­ные орга­ны, похо­жие под мик­ро­ско­пом на малень­кие дерев­ца, через них про­те­ка­ют все обмен­ные про­цес­сы.  Дерев­ца назы­ва­ют арбу­ску­ла­ми (от латин­ско­го arbusculum – «дере­во»), и в таком слу­чае гово­рят об арбу­с­ку­ляр­ной микоризе.

Спе­ци­фи­ка вза­и­мо­дей­ствия гри­ба и рас­те­ния поз­во­ли­ла отне­сти мико­ри­за­со­дер­жа­щие про­дук­ты к совер­шен­но ново­му клас­су пре­па­ра­тов – био­сти­му­ля­то­ров. Наря­ду с СЗР и удоб­ре­ни­я­ми им в пер­спек­ти­ве суж­де­но стать тре­тьим стол­пом успеш­но­го раз­ви­тия растениеводства.

Поэкспериментируем?

В рам­ках серии опы­тов реше­но было про­ана­ли­зи­ро­вать резуль­та­ты целе­на­прав­лен­но­го и точ­но­го с точ­ки зре­ния дози­ров­ки вне­се­ния мико­ри­за­со­дер­жа­щих пре­па­ра­тов на полях реаль­ных хозяйств. Излюб­лен­ным видом вне­се­ния пре­па­ра­тов у пред­при­я­тий-участ­ни­ков ста­ло рас­пре­де­ле­ние мик­ро­гра­ну­ли­ро­ван­но­го порош­ка непо­сред­ствен­но в рядок. Что­бы агро­тех­ни­че­ский при­ем пока­зал эффек­тив­ность, необ­хо­ди­мо исполь­зо­вать толь­ко жиз­не­спо­соб­ный и высо­ко­кон­цен­три­ро­ван­ный инокулят.

Зате­вая экс­пе­ри­мент, мы исхо­ди­ли из того, что непо­сред­ствен­ные плю­сы для рас­те­ние­вод­ства от исполь­зо­ва­ния мико­ри­зы будут состо­ять в обес­пе­че­нии эффек­тив­но­го пита­ния рас­те­ний, кото­рое поз­во­лит сокра­тить вымы­ва­ние пита­тель­ных эле­мен­тов в грун­то­вые и поверх­ност­ные воды, кро­ме того, в созда­нии усло­вий для интен­сив­но­го раз­ви­тия кор­не­вой систе­мы и фор­ми­ро­ва­ния хоро­шей поч­вен­ной струк­ту­ры с насы­щен­ной внут­ри­поч­вен­ной жиз­нью. Исполь­зо­ва­ние мико­ри­зы как агро­тех­ни­че­ский при­ем в ком­би­на­ции с дру­ги­ми сти­му­ли­ру­ю­щи­ми рост и раз­ви­тие куль­тур мик­ро­ор­га­низ­ма­ми (ризоби­я­ми, три­хо­дер­мой, бак­те­ри­я­ми, пре­вра­ща­ю­щи­ми фос­фор из недо­ступ­но­го в доступ­ный), а так­же выра­щи­ва­ние мно­го­ви­до­вых сме­сей в каче­стве про­ме­жу­точ­ных куль­тур могут стать частью новой кон­цеп­ции хозяйствования.

Опыты в хозяйствах

Огра­ни­чен­ность ресур­сов и их доро­го­виз­на (осо­бен­но фос­фат­ных удоб­ре­ний) на фоне стрем­ле­ний к устой­чи­во­му эко­но­ми­че­ско­му раз­ви­тию тре­бу­ют раз­ра­бот­ки новых кон­цеп­ций для успеш­но­го веде­ния рас­те­ние­вод­ства. Име­ю­щи­е­ся в нашем рас­по­ря­же­нии маши­ны для вне­се­ния мик­ро­гра­ну­ли­ро­ван­ных удоб­ре­ний были немно­го дора­бо­та­ны для точ­но­го вне­се­ния мико­ри­за­со­дер­жа­ще­го пре­па­ра­та в нуж­ных дозах, что­бы достичь опти­маль­ной мико­ри­за­ции куль­тур­ных рас­те­ний с мак­си­маль­но низ­ки­ми издерж­ка­ми. Для это­го поле­вые опы­ты были зало­же­ны с выра­щи­ва­ни­ем куку­ру­зы на зер­но и соей (вне­се­ние в ком­би­на­ции с ризоби­я­ми) в усло­ви­ях орга­ни­че­ско­го хозяй­ства, а так­же с кар­то­фе­лем (тра­ди­ци­он­ное зем­ле­де­лие). Вне­се­ние био­сти­му­ли­ру­ю­ще­го пре­па­ра­та велось за один про­ход с высе­вом / посадкой.

Воз­мож­ность исполь­зо­ва­ния тех­но­ло­гии вне­се­ния на прак­ти­ке ста­ви­лась во гла­ву угла кспе­ри­мен­та. То есть ста­ви­лась зада­ча, что­бы маши­ны и при­спо­соб­ле­ния для вне­се­ния мико­ри­зы, оста­ва­ясь эффек­тив­ны­ми и про­сты­ми в при­ме­не­нии, впи­сы­ва­лись в кон­цеп­цию сель­ско­хо­зяй­ствен­но­го пред­при­я­тия. Имен­но поэто­му непо­сред­ствен­ное вза­и­мо­дей­ствие в рам­ках экс­пе­ри­мен­та с фер­ме­ра­ми игра­ло для нас осо­бую роль. Серия пред­ва­ри­тель­ных опы­тов сули­ла хоро­шие резуль­та­ты: высо­кую уро­жай­ность на фоне сокра­ще­ния объ­е­мов вне­се­ния азот­ных и фос­фор­ных удоб­ре­ний. Что полу­чи­лось в реальности?

Микоризная кукуруза

За вре­мя про­ек­та было про­ве­де­но четы­ре поле­вых опы­та по исполь­зо­ва­нию мико­ри­зы при воз­де­лы­ва­нии куку­ру­зы на зер­но. Все опы­ты про­во­ди­лись на полях ниж­не­сак­сон­ско­го пред­при­я­тия, кото­рое нахо­дит­ся на гра­ни­це вли­я­ния двух кли­ма­тов – суб­ат­лан­ти­че­ско­го и суб­кон­ти­нен­таль­но­го. Сред­не­го­до­вая нор­ма осад­ков 550 мм. Поч­вы были супес­ча­ные, с бони­те­том 25 – 30 бал­лов. Уро­вень рН состав­лял 5,4 – 5,9, обес­пе­чен­ность эле­мен­та­ми пита­ния оце­ни­ва­лась от удо­вле­тво­ри­тель­ной до хоро­шей. Высев куку­ру­зы вел­ся пнев­ма­ти­че­ской сеял­кой точ­но­го высе­ва с меж­ду­ря­дьем 50 см.

Резуль­та­ты опы­тов пока­за­ли, что куку­ру­зу в усло­ви­ях реаль­но­го про­из­вод­ства мож­но мико­ри­зи­ро­вать. Под мик­ро­ско­пом на кор­нях хоро­шо про­смат­ри­ва­лись арбу­ску­лы, сиг­на­ли­зи­ро­вав­шие об уста­но­вив­шем­ся вза­и­мо­дей­ствии рас­те­ния с гриб­ни­цей. Спо­соб вне­се­ния мико­ри­за­со­дер­жа­ще­го пре­па­ра­та путем рас­пре­де­ле­ния в рядок раз­бра­сы­ва­те­лем для мик­ро­гра­ну­ли­ро­ван­ных удоб­ре­ний ока­зал­ся неслож­ным и не потре­бо­вал допол­ни­тель­но­го про­хо­да по полю. Вно­сил­ся пре­па­рат целе­на­прав­лен­но и в точ­ной дозировке.

На рын­ке появи­лись пре­па­ра­ты с мико­ри­зой в фор­ме пел­лет, и в 2020 году были про­ве­де­ны испы­та­ния с добав­ле­ни­ем к ним эффек­то­ров (индук­то­ров). Исполь­зо­ва­ние таких био­сти­му­ля­то­ров зача­стую спо­соб­ство­ва­ло более интен­сив­но­му кор­не­об­ра­зо­ва­нию и акти­ви­за­ции мико­ри­зы. Эффект пред­по­ло­жи­тель­но был вызван симу­ля­ци­ей при­сут­ствия кон­ку­рен­та или пато­ге­на, что сти­му­ли­ро­ва­ло интен­сив­ное раз­ви­тие мико­ри­зы. Одна­ко эта гипо­те­за тре­бу­ет подтверждения.

В резуль­та­те исполь­зо­ва­ния мико­ри­зооб­ра­зу­ю­щих куль­тур и эффек­то­ров био­мас­са рас­те­ний, мас­са гриб­ни­цы в поч­ве и уро­жай­ность зер­на куку­ру­зы уве­ли­чи­лись (рису­нок, все иллю­стра­ции пред­став­ле­ны в бумаж­ной вер­сии жур­на­ла). По всем вари­ан­там опы­та при­ме­не­ние мико­ри­за­со­дер­жа­щих пре­па­ра­тов поз­во­ли­ло уве­ли­чить уро­жай­ность. Кро­ме того, полу­чи­лось выров­нять уро­жай­ность на неод­но­род­ных по соста­ву участках.

Оцен­ка каче­ства рас­про­стра­не­ния мико­ри­зы в мас­шта­бах полей, на кото­рых она вно­си­лась, поз­во­ли­ла сде­лать вывод, что ее эффек­тив­ность раз­ли­ча­лась в зави­си­мо­сти от поч­вен­ных харак­те­ри­стик. Вне­се­ние мико­ри­за­со­дер­жа­ще­го пре­па­ра­та хоро­шо сти­му­ли­ро­ва­ло раз­ви­тие рас­те­ний преж­де все­го в тех зонах, где оно было лими­ти­ро­ва­но осо­бен­но­стя­ми поч­вен­но­го соста­ва: здесь рост рас­те­ний отме­чал­ся на фоне уве­ли­че­ния био­мас­сы грибницы.

Если дан­ный эффект будет под­твер­жден в серии даль­ней­ших опы­тов, это доба­вит плю­сов в копил­ку исполь­зо­ва­ния мико­ри­зы, ведь этот агро­тех­ни­че­ский при­ем поз­во­лит впредь мини­ми­зи­ро­вать про­из­вод­ствен­ные рис­ки. Вне­се­ние мико­ри­за­со­дер­жа­ще­го пре­па­ра­та диф­фе­рен­ци­ро­ван­но, толь­ко в тех зонах, где мико­ри­за про­явит себя ярче все­го, в конеч­ном сче­те поз­во­лит сокра­тить рас­ход ино­ку­ля­та и повы­сить выход про­дук­ции в рас­че­те на еди­ни­цу вно­си­мо­го биостимулятора.

Эффект на промежуточных

В одном из опы­тов мак­си­маль­ную уро­жай­ность зер­на полу­чи­ли на куку­ру­зе, кото­рой пред­ше­ство­ва­ли про­ме­жу­точ­ные куль­ту­ры, пред­ва­ри­тель­но ино­ку­ли­ро­ван­ные отно­си­тель­но низ­ко­кон­цен­три­ро­ван­ным пре­па­ра­том с грибницей.

Непо­сред­ствен­но перед высе­вом куль­тур ино­ку­лят, пред­ва­ри­тель­но сме­шан­ный с носи­те­лем (керам­зит 0,5 – 2 мм), высе­вал­ся пнев­ма­ти­че­ской сеял­кой в под­го­тов­лен­ную к посе­ву поч­ву. Допол­ни­тель­ный про­ход потре­бо­вал­ся для того, что­бы выдер­жать глу­би­ну задел­ки и обес­пе­чить быст­рое укры­тие ино­ку­ли­ро­ван­но­го мате­ри­а­ла (вос­при­им­чив к УФ-излу­че­нию). Попыт­ки высе­вать смесь про­ме­жу­точ­ных куль­тур и ино­ку­ли­ро­ван­но­го мате­ри­а­ла из одно­го бун­ке­ра и за один про­ход закон­чи­лись нерав­но­мер­ным рас­пре­де­ле­ни­ем ино­ку­ля­тов. Одна­ко при нали­чии сеял­ки с двух­сек­ци­он­ным бун­ке­ром высев про­ве­сти воз­мож­но, сэко­но­мив при этом на про­хо­де по полю.

Рас­про­стра­не­ние и раз­ви­тие мико­ри­зы в поле с про­ме­жу­точ­ны­ми куль­ту­ра­ми пред­став­ля­ет собой мно­го­обе­ща­ю­щий спо­соб мико­ри­за­ции основ­ной куль­ту­ры как с эко­но­ми­че­ской точ­ки зре­ния, так и с прак­ти­че­ской. В этом опы­те так­же отме­чал­ся эффект вырав­ни­ва­ния уро­жай­но­сти по все­му полю вне спе­ци­фи­ки его зон.

Микориза и соя

В усло­ви­ях того же орга­ни­че­ско­го хозяй­ства были про­ве­де­ны опы­ты и на посе­вах сои. Сев вели с меж­ду­ря­дьем 50 см. Исполь­зо­вал­ся ино­ку­лят для сои с ризоби­я­ми (400 г / га), вно­сил­ся он вме­сте с мико­ри­за­со­дер­жа­щим пре­па­ра­том, пред­ва­ри­тель­но сме­шан­ным с носи­те­лем (керам­зит), навес­ным раз­бра­сы­ва­те­лем для мик­ро­гра­ну­ли­ро­ван­ных удоб­ре­ний лен­точ­ным спо­со­бом одно­вре­мен­но с высе­вом сои. Вне­се­ние велось на ту же глу­би­ну, что и высев.

Опы­ты на сое так­же под­твер­ди­ли воз­мож­ность мико­ри­за­ции посе­вов в усло­ви­ях реаль­ных сель­хоз­пред­при­я­тий. Выбран­ный спо­соб вне­се­ния смог обес­пе­чить необ­хо­ди­мые точ­ность и дози­ров­ку. Кро­ме того, он не отли­чал­ся слож­но­стью и не потре­бо­вал допол­ни­тель­но­го про­хо­да по полю.

Уста­но­вить при­бав­ку уро­жай­но­сти по мико­ри­зи­ро­ван­ным посе­вам сои в усло­ви­ях опы­тов не уда­лось. В дан­ном слу­чае на пер­вый план по зна­чи­мо­сти выхо­дят воз­мож­ность акти­ва­ции внут­ри­поч­вен­ной жиз­ни и повы­ше­ние содер­жа­ния в поч­ве гломалина.

Проблемы от плуга

Четы­ре опы­та на кар­то­фе­ле, выра­щи­ва­е­мом по тра­ди­ци­он­ным прин­ци­пам хозяй­ство­ва­ния, про­во­ди­лись в усло­ви­ях почв с хоро­шей обес­пе­чен­но­стью эле­мен­та­ми пита­ния. Их кис­лот­ность была на уровне рН 4,7 – 4,9. Пред­ше­ствен­ни­ка­ми высту­па­ли ози­мые рожь и пше­ни­ца, высе­ва­лись про­ме­жу­точ­ные куль­ту­ры – смесь редь­ки посев­ной и рай­грас высо­кий. В хозяй­стве прак­ти­ку­ет­ся плуж­ная обра­бот­ка поч­вы в каче­стве основ­ной. Вно­си­лись удоб­ре­ния: азот­ные в уре­зан­ной нор­ме – 110 кг N / га; калий­ные – 140 кг К / га; фос­фор­ные не вно­си­лись. Высад­ка велась с меж­ду­ря­дьем 90 см. В меро­при­я­ти­ях по защи­те кар­то­фе­ля от вре­ди­те­лей исполь­зо­ва­лись исклю­чи­тель­но пре­па­ра­ты, не кон­флик­ту­ю­щие с микоризой.

Резуль­та­ты опы­тов пока­за­ли, что посад­кам кар­то­фе­ля не уда­лось успеш­но мико­ри­зи­ро­вать­ся. Даже в усло­ви­ях деля­ноч­но­го опы­та, где ино­ку­ля­ция велась вруч­ную, это­го не слу­чи­лось. Успеш­ной не была и попыт­ка мико­ри­зи­ро­вать про­ме­жу­точ­ные куль­ту­ры, пред­ше­ству­ю­щие кар­то­фе­лю, посколь­ку в их состав вхо­дил пред­ста­ви­тель кре­сто­цвет­ных – редь­ка посев­ная: ее экс­су­да­ты подав­ля­ли раз­ви­тие мико­ри­зы в почве.

Не оста­лось неза­ме­чен­ным отсут­ствие мико­ри­зы при­род­но­го про­ис­хож­де­ния на участ­ках кон­тро­ля, что мы свя­зы­ва­ем с прак­ти­кой исполь­зо­ва­ния плу­га, при­ня­той в хозяй­стве. Гор­шоч­ные опы­ты тем вре­ме­нем под­твер­ди­ли жиз­нен­ную силу исполь­зо­ван­но­го на кар­то­фе­ле ино­ку­ля­та. Исхо­дя из это­го, пред­по­ла­га­ем, что при­чи­ной неудач­ной мико­ри­за­ции поля ста­ли био­ти­че­ские и абио­ти­че­ские факторы.

Выводы и планы

В рам­ках про­ек­та в усло­ви­ях орга­ни­че­ско­го хозяй­ства при выра­щи­ва­нии куку­ру­зы и сои мико­ри­за обна­ру­жи­ва­лась даже на кон­троль­ных делян­ках, чего в опы­тах на полях тра­ди­ци­он­но хозяй­ству­ю­ще­го пред­при­я­тия, увы, не было. Дан­ный факт гово­рит о том, что успе­ху мико­ри­за­ции спо­соб­ству­ет мно­го­лет­няя прак­ти­ка без плу­га с соот­вет­ству­ю­щим набо­ром куль­тур в севообороте.

В даль­ней­шем необ­хо­ди­мо выяс­нить, какие еще фак­то­ры явля­ют­ся сдер­жи­ва­ю­щи­ми раз­ви­тие мико­ри­зы. Сле­ду­ю­щий тре­бу­ю­щий изу­че­ния аспект – исполь­зо­ва­ние мине­раль­ных удоб­ре­ний не во вред мико­ри­зе. Тре­бу­ет­ся про­ве­де­ние опы­тов с инкру­сти­ро­ван­ны­ми семе­на­ми куль­тур. Дан­ные вопро­сы изу­ча­ют­ся в серии теку­щих опытов.