Блог
Значение анализа почвы в регенеративном сельском хозяйстве
Почва является естественным, биологически активным образованием, которое формировалось на протяжении тысячелетий в результате выветривания скал. Оценивается, что она является основой производства до 95% продовольствия. Учитывая эти цифры, тем более неприятно осознавать, что всего несколько десятилетий слишком интенсивной, нерациональной обработки земли хватило для того, чтобы привести к умеренной или значительной степени деградации 33% земель по всему миру. Регенеративное сельское хозяйство направлено на улучшение состояния почвы, чтобы она продолжала служить нынешним и будущим поколениям. Какое значение в регенеративном сельском хозяйстве играет анализ почвы?
Что такое сорбционный комплекс?
Почва имеет ряд физико-химических свойств, которые определяют её качество (например, содержание органического углерода, общего азота, а также микро- и макроэлементов, легко усваиваемых растениями, а также pH, насыщение катионами оснований или электропроводность). Однако с точки зрения плодородия и потенциала урожайности ключевыми являются сорбционные способности, то есть способность удерживать ионы и вещества, находящиеся в почве. Сорбционный комплекс почвы — это самая активная, раздробленная часть твердой фазы. Он имеет прямое отношение к ёмкости катионного обмена, которая, в свою очередь, влияет на способность удерживания питательных веществ (они не вымываются, например, в результате впитывания дождевой воды).

Комплекс сорбционный создают минеральные и органические компоненты твердой фазы:
- глинистые минералы
- органическое вещество и гумус, важной частью которого является перегной.
Эти компоненты обычно имеют отрицательный заряд, поэтому они способны удерживать положительно заряженные ионы (например, кальция, магния). Это работает по принципу магнита: плюсы и минусы притягиваются друг к другу. Чем больше этих компонентов в почве, тем выше емкость катионного обмена. Комплекс сорбционный можно сравнить с хранилищем ионов (то есть макро- и микроэлементов), в том числе самых важных для растений — питательных веществ.

Микро- и макроэлементы, необходимые для правильного развития растений
Какие минеральные элементы необходимы растениям для правильного роста? На данный момент признаны 30 элементов:
- макроэлементы: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний
- микроэлементы: марганец, цинк, железо, бор, медь, никель, хлор, молибден, кобальт.
Наиболее важным условием правильного питания растений является, прежде всего, баланс между количеством отдельных элементов, а затем их бесперебойная доступность для растений. Кроме того, большое значение имеет соответствующая реакция - в большинстве случаев нейтральная (pH 6,6-7,2) или слабо кислая (pH 5,6-6,5). Слишком высокая кислотность плохо влияет на состав сорбционного комплекса. В почву выделяются большие количества алюминия и марганца (в токсичных для растений дозах), что снижает высоту и качество урожаев. Также слишком щелочная реакция почвы изменяет доступность и возможность поглощения растениями питательных веществ.
Суть регенеративного земледелия заключается в понимании функционирования почвы, знании методов анализа ее состояния и, наконец, применении выводов на практике. Ограничение только удобрением NPK не дополняет компонентов, необходимых растениям в меньших количествах, что вызывает нарушение естественного равновесия почвы и ухудшение параметров урожая. Стоит помнить о законе минимума, разработанном Юстусом фон Либихом, который гласит, что качество и количество урожая определяются компонентом, присутствующим в наименьшем количестве. Даже если большинство компонентов достаточно доступно для растений, достаточно одного с недостаточной доступностью, чтобы снизить урожайность. По этой причине знание содержания в поле всех необходимых макро- и микроэлементов, а также регулирование pH являются ключевыми в регенеративном земледелии. И это именно цель проведения расширенного анализа почвы.

Анализ почвы в регенеративном земледелии
Анализ почвы, на основании которого ставится диагноз, должен быть проведен до внесения любых удобрений. Благодаря этому вы узнаете, с какого уровня начинаете восстановление. Важно, чтобы образцы для анализа почвы брались с одного и того же места (с использованием GPS), в одно и то же время года и тем же человеком, так как это гарантирует однородность проб. Кроме того, анализ лучше всего проводить ежегодно.

Самое важное исследование в регенеративном сельском хозяйстве – это анализ сорбционного комплекса почвы (CEC), а затем определение степени насыщения комплекса катионами, что выражается в процентной доле основных катионов в базе CEC (это следующие ионы: Ca2+, Mg2+, K+, Na+ и H+). По мнению исследовательской группы доктора Уильяма Албрехта, «самый здоровый» сорбционный комплекс был насыщен на:
- 65% ионы Ca2+
- 15% Mg2+
- 4% K+
- 1-5% Na+ (составляющие не суммируются до 100%).

На такой почве росли самые сильные и хорошо питавшиеся растения. Такой состав CEC обеспечивал соответствующий уровень минеральных веществ для культур, а также влиял на правильный рН и структуру почвы. Помимо состава сорбционного комплекса на развитие растений, конечно, также влияют физические, водные и биологические свойства почвы, но это уже другая тема.

Исследования, рекомендуемые в регенеративном сельском хозяйстве
Тест Mehlich 3 / M3 (в сильно кислых почвах pH 2,5) - это рекомендуемый почвенный тест, который позволяет сбалансировать количество питательных веществ в земле. Он позволяет определить не только их количество, доступное для растений, но и резервы, то есть потенциально доступное количество. Для полноты результатов лучше всего проводить тест для всех минеральных элементов, которые являются питательными веществами для растений:
- первичные катионы: кальций, магний, калий, натрий
- первичные анионы: фосфор, сера
- остальные: бор, железо, марганец, медь, цинк.
Действие вышеупомянутых элементов хорошо изучено. Определение количества микроэлементов не является необходимым для внедрения практик регенеративного земледелия, хотя, безусловно, позволяет понять все возможности и ограничения почвы. Однако стоит отметить, что обычные почвенные тесты не измеряют их количество.

Помимо теста М3, рекомендуемые исследования в регенеративном сельском хозяйстве включают:
- pH в KCl/H2O, на основании которых можно установить потребности в известковании в мг/кг
- содержание органического углерода (C-org) или гумуса (в %)
- проводимость (в µS/см).

Что дает проведение анализа почвы в регенеративном земледелии?
Почва — это живой организм. Знание состояния её «здоровья» помогает выявить недостатки или проблемы, а также сильные стороны. Это имеет такое же значение, как и в случае, например, спортсменов, которые благодаря точным знаниям своего организма могут улучшить кондицию и достигать значительно лучших результатов.

Что касается почвы, правильная интерпретация результатов исследований в регенеративном управлении сельским хозяйством позволяет:
- внедрение соответствующих агротехнических практик (например, нулевая обработка почвы, посев покровных культур, мульчирование)
- снижение производственных затрат
- повышение урожайности и эффективности с одновременным соблюдением экологических требований
- обеспечение длительной стабильности
- производство устойчивой пищи.

Терминология
Основные катионы - катион это ион с положительным зарядом. Основные катионы благоприятно влияют на свойства почвы и помогают в регулировании её pH, улучшают её структуру, а также важны для способности поддерживать уровень плодородия. Действие основных катионов влияет на доступность питательных веществ для растений, что имеет ключевое значение для их роста и развития.
Гумус - увеличивает водоудерживающую и сорбционную способность почвы.
Удобрения NPK - многокомпонентные минеральные удобрения, содержащие азот, фосфор и калий в форме, усваиваемой растениями.
Ca2+ - (ионы кальция) чрезвычайно важны как для правильного функционирования почвы, так и для растений. Кальций является основным компонентом почвенного сорбционного комплекса (ПСК). В идеальной модели ПСК кальций в виде катиона Ca2+ составляет 65%.
Mg2+ - (ионы магния) играют ключевую роль в транспорте углеводов в растении. Достаточное обеспечение магнием необходимо для надежной доставки продуктов фотосинтеза, которые хранят энергию, к органам роста. Поэтому недостаток магния приводит к задержке роста корней.
K+ - (ионы калия) так же, как и азот, отвечают за формирование урожая и качество выращиваемых растений, участвуют в регулировании поглощения азота, отвечают за водный режим растения и за формирование его устойчивости к стрессовым условиям.
Na+ - (ионы натрия) в основном присутствуют в виде соли в верхних слоях почвы. Они ухудшают структуру земли, влияя на водный режим, приводя к ограничению поглощения воды растениями. Имеют тенденцию замещать калий в растении.
H+ - (ионы водорода) используемые для определения реакции почвы - свойство почвы, выраженное через соотношение концентрации ионов водорода H+ и гидроксид-иона OH в почвенном растворе и в твердой фазе почвы. Это непосредственно влияет на направление и скорость протекания биологических и физико-химических процессов в почве.
KCl/H2O - Измерения реакции почвы проводятся в воде (pH в H₂O) или в растворе хлорида калия (pH в KCl).
Органический углерод (C-org) - называется почвенным органическим веществом, основную часть которого составляет гумус. Соответствующее содержание углерода, особенно в органической форме, необходимо для роста и развития растений, а следовательно, для рентабельного растительного производства.
Кондуктивность - электрическая проводимость почвы, является мерой, сильно связанной с плотностью земли, которая в большой степени зависит от ее гранулометрического состава (зернистости), а также отсорбционной емкости почвы, косвенно влияющей на ее плодородие.