Для виноградника решающую роль имеет продуктивность и здоровье его растений. Виноградник растет на почве, поэтому очень важно поддерживать ее в здоровом виде. Почва — это не просто физический субстрат, а динамичная среда с химическими, физическими и биологическими характеристиками, которые необходимо понимать и методично контролировать.
Итак, какие факторы следует учитывать для здоровья почвы? Как оценить её качество? И какие методы следует применять для устойчивого и эффективного управления? Отвечает Джакомо Мастросимини, партнёр и технический специалист консалтинговой фирмы Graper srl, специализирующейся на агрономическом управлении столовым виноградом и косточковыми плодовыми культурами. Его цель - сделать почву здоровой и плодородной для здоровья и продуктивности винограда и плодовых деревьев.
Какие основные факторы следует учитывать для обеспечения здоровья почвы виноградника?
Прежде чем анализировать факторы, давайте разберёмся, что такое здоровая почва. Для этого мы можем воспользоваться определением Межправительственной группы экспертов ООН по охране почв и окружающей среды (IPWP), согласно которому «Здоровая почва определяется её способностью поддерживать продуктивность, разнообразие и экологические функции наземных экосистем».
Это означает, что здоровая почва должна быть способна:
- Давать урожай без внешнего воздействия, как это происходит в лесных экосистемах или прериях;
- Сохранять биоразнообразие. В данном случае разнообразие состоит из видов растений, укорененных в почве, а также бактерий, грибов, простейших, нематод, насекомых, дождевых червей и животных, которые живут в почве. Учтите, что здоровая почва может содержать до 5000 кг живых организмов на гектар. Но что делает вся эта почвенная биомасса? Она способствует максимальной продуктивности растений естественным образом. Здоровая почва содержит бактерии, способные фиксировать атмосферный азот, растворять фосфор, калий и железо, а также грибы, такие как микориза, которые связывают растения густой сетью мицелия, транспортирующей к растениям питательные вещества в соответствии с их потребностями. Они фильтруют дождевую воду, предотвращая вымывание питательных веществ, и улучшают структуру почвы, увеличивая количество макро- и микропор, что позволяет максимально эффективно циркулировать воздуху, что необходимо для благополучия всех почвенных организмов, включая растения.
- И наконец, что не менее важно, система должна поддерживать экологические услуги, то есть быть способной оказывать услуги, приносящие пользу окружающей среде. К этим услугам относятся высокая водоудерживающая способность, предотвращающая наводнения и поверхностную эрозию, а также отсрочка начала орошения благодаря большому объёму накопленной дождевой воды. Система также должна быть способна связывать углерод, сокращая количество парниковых газов в атмосфере. Она также должна быть способна разлагать токсичные молекулы, фильтровать воду, тем самым сохраняя водные ресурсы, и так далее.
После этой преамбулы легче понять, какие основные факторы следует учитывать, чтобы определить, здорова ли почва, а именно:
- содержание органического вещества, представляющее собой запас питательных веществ, присутствующих в почве, в частности азота, а также фосфора, калия, железа, серы и т. д.;
- Содержание гумифицированного органического вещества. Гумифицированное органическое вещество (гумус) – это часть органического вещества, остающаяся после внесения навоза или сидератов. Оно отличается высокой стабильностью и обеспечивает доступность питательных веществ, которые в определённых условиях не усваиваются, например, железа в карбонатной почве, а также улучшает структуру почвы, делая её более пористой. Гумифицированное органическое вещество также является источником питания для микроорганизмов, включая азотфиксирующие бактерии, которые используют гумус в качестве источника питания, что дополнительно увеличивает водоудерживающую способность почвы. Например, гумифицированное органическое вещество способно удерживать воду в 20 раз больше своего веса. Почва с 4% общего содержания органического вещества удерживает вдвое больше воды, чем почва с 1% органического вещества.
- Состояние структуры почвы, которое, как мы уже говорили, является основой жизни, поскольку обеспечивает диффузию воздуха и, следовательно, кислорода, важнейшего фактора благополучия всех микроорганизмов и растений. Исходя из предыдущего пункта, органическое вещество улучшает структуру почвы, способствуя образованию микропор, которые заполняются водой во время дождя или орошения. Это как использование губки для мытья автомобилей. Мы сравниваем это с хорошо структурированной почвой, полной микро- и макропор, способной удерживать большое количество воды; действительно, хорошо пропитанная губка будет очень тяжёлой. В определённый момент мы сильно и со всей силой прижимаем губку к плоской поверхности, в результате чего получается очень плотная губка, потерявшая большую часть воды, которую она когда-то удерживала. Возвращаясь к сравнению с нашими почвами, сегодня, к сожалению, большинство из них похожи на сплющенную губку.
- Соотношение кальция и магния. Оно играет важную роль в структуре почвы. При нарушении соотношения кальция и магния почва не сможет структурироваться, несмотря на большое количество органического вещества. Оптимальное соотношение, в зависимости от типа и структуры почвы, составляет от 6 до 7.
- микробиом, то есть количество бактерий, грибов, простейших, нематод и микроартропод, присутствующих в почве и способствующих образованию микро- и макроагрегатов, которые вместе с соотношением кальция и магния решающим образом способствуют улучшению структуры.
Пенетрометр: этот простой прибор позволяет оценить степень плотности почвы.
Как оценить качество почвы перед посадкой виноградника?
Я считаю, что современное понимание качества почвы сильно отличается от того, что было ещё несколько лет назад. До недавнего времени физико-химический анализ служил основой для коррекции любого дисбаланса питательных веществ или оценки типа используемого подвоя. Сегодня это должно быть дополнено анализами для оценки структуры почвы и микробиологическим анализом, позволяющим очень просто и экономично оценить количество бактерий, грибов, простейших и нематод, тем самым оценивая количество и качество микробиома. Например, анализируя тип простейших, присутствующих в почве, мы можем определить, содержит ли почва достаточно кислорода и, следовательно, косвенно, насколько она хороша по своей структуре.
Всего в 100 граммах здоровой почвы может содержаться 100 миллиардов бактерий 10 000 различных видов, 50 км гиф, образованных примерно 700 различными видами, 10 000 особей нематод примерно 75 различных видов и 100 000 особей простейших 250 различных видов. Всё это составляет почвенную пищевую сеть – сеть, объединяющую основных обитателей почвы, взаимодействующих друг с другом и с растениями. В здоровой почве эти различные формы жизни находятся в равновесии друг с другом и способствуют созданию супрессивной среды, то есть взаимодействия между паразитическими и полезными микроорганизмами, благодаря чему растения не болеют и не страдают от истощения.
Другим важным микробиологическим фактором является соотношение массы грибов и бактерий. Для винограда это соотношение равно 3, то есть масса грибов должна быть в три раза больше массы бактерий. Следовательно, одного лишь наличия большого количества микроорганизмов недостаточно; необходимы особые соотношения для создания правильного баланса для каждой отдельной культуры.
Наконец, индекс уплотнения. Однако, учитывая, что почва обычно перекапывается во время предпосевных работ, немедленное уплотнение будет низким, но только при плохой структуре почвы, применении правильных методов и неиспользовании подходящего сельскохозяйственного оборудования. Уплотнение можно измерить с помощью очень простого прибора, называемого пенетрометром. Прибор оснащён наконечником и жёстким стержнем с манометром над ним. Чем сильнее вы нажимаете на инструмент, тем большее давление создаётся на наконечнике, который проникает в почву. Это измеряет давление, оказываемое на почву, такое же давление, которое оказывает корень, исследуя почву в поисках питательных веществ, воды и кислорода. Следует отметить, что большинство видов не могут проникать в почву при давлении выше 10 бар; оптимальное давление будет около 5-6 бар.
Какие анализы почвы рекомендуется проводить для контроля плодородия почвы?
Помимо химико-физического анализа, целесообразно провести лопатный тест (spade test), который позволяет определить размер агрегатов, их форму, глубину проникновения и состояние корней в почве, цвет (чем темнее цвет, тем больше в почве органического вещества) и запах. Чем больше запах напоминает запах подлеска, тем больше в почве грибов, а запах аммиака или других неприятных соединений указывает на недостаток кислорода в почве.
Другие важные факторы включают оценку уплотнения с помощью описанного выше пенетрометра, устойчивость почвенных агрегатов и микробиологический анализ, позволяющий определить количество и качество присутствующих в почве микроорганизмов. Анализ проводится на образцах почвы, ранее собранных с места анализа и доставленных в лабораторию. Образец почвы разбавляется водой и проводятся наблюдения, в ходе которых определяется количество и изменчивость бактерий, грибов, простейших, нематод и микроартропод. Помимо определения их количества, анализ позволяет оценить взаимосвязи между микроорганизмами и, следовательно, эволюцию почвы. Этот тип анализа не направлен на определение видового наименования гриба или бактерии и не имеет практического значения, но он дает представление о разнообразии присутствующих в почве микроорганизмов.
В связи с этим, проведенные нами в последние годы анализы выявили общую скудность микроорганизмов. В частности, мы обнаружили соотношение грибов и бактерий в пользу бактерий, что указывает на перегруженные и переудобренные почвы. Мы также наблюдали преобладание реснитчатых простейших над амебами или жгутиконосцами, что указывает на бедные кислородом почвы. Кроме того, мы отметили большое количество фитопаразитических нематод и очень мало полезных нематод, способных снизить численность фитопаразитических нематод.
Лопатный тест: это визуальное и обонятельное исследование, которое позволяет быстро оценить структуру почвы, наличие органических веществ в почвенном профиле и любые нежелательные запахи, типичные для обедненной кислородом среды.
Какие методы рекомендуются для улучшения структуры почвы и повышения аэрации?
После вышеупомянутых анализов мы должны перейти к действиям, то есть воплотить в жизнь то, что предлагает наука для улучшения нашей почвы и оздоровления ее.
Прежде всего, структура – ключевой параметр здоровой почвы, и микроорганизмы играют в этом процессе ключевую роль, поскольку они способны создавать стабильные микро- и макроагрегаты, пропускающие корни и воздух, создавая оптимальные условия для здоровья корней. Цель, которую мы должны поставить перед собой для достижения хорошей структуры, – «выращивать» микроорганизмы в почве в правильных пропорциях. Выращивание микроорганизмов означает их питание и создание оптимальных условий среды.
Лучший способ обеспечить питание микроорганизмов — постоянное наличие в почве растительного материала, предпочтительно засеянного, что способствует развитию мощной корневой системы и обильному образованию органического вещества. Корневые системы ежедневно выделяют в почву значительное количество корневых выделений (углеводов, белков, ферментов, витаминов и т. д.), которые питают бактерии и грибы, активирующие всю пищевую цепь. Прелесть этого метода заключается в том, что он никогда не бывает фиксированным: чем больше корневых выделений образуется из сезона в сезон, тем больше увеличивается биомасса (органическое вещество и микроорганизмы), что приводит к улучшению и повышению стабильности структуры почвы.
В течение нескольких лет, чтобы ещё больше улучшить микробиологическую систему почвы, перед посадкой покровных культур мы вносим в почву микоризу, предпочтительно разных видов. Споры прорастают и с помощью корней покровной культуры создают подземную мицелиальную сеть, способную перехватывать большое количество питательных веществ. Когда весной корни виноградной лозы начинают свою деятельность, микоризный мицелий вступает в симбиоз с корнями виноградной лозы, обеспечивая растение питательными веществами через развившуюся на покровной культуре сеть гиф. Более того, возможно, мало кто знает, что микориза вырабатывает гломалин – высокоустойчивое гликопротеиновое соединение, способное способствовать структурированию почвы, уже осуществляемому бактериями и грибами.
Однако после того, как структура создана, необходимо соблюдать осторожность, чтобы не разрушить ее. В таких случаях рекомендуется:
- использовать аэрационные плуги, способные аэрировать почву, не перемешивая ее слои и не нарушая жизнедеятельность микроорганизмов;
- свести к минимуму обработку почвы, которая из-за высокого содержания в ней кислорода неумолимо потребляет органические вещества и нарушает сеть микроорганизмов, ежедневно работающих на благополучие почвы;
- использовать гусеничные сельскохозяйственные машины, которые оказывают меньшее воздействие на уплотнение почвы;
- Разместите капельную линию по ряду, чтобы предотвратить движение колес трактора по влажной почве, что может нарушить ее структуру, иногда даже навсегда.
Кроме того, через пару лет засевания травой почти всегда наблюдается увеличение численности дождевых червей, способных рыть устойчивые туннели, которые служат предпочтительными коридорами для газообмена и отвода избытка дождевой воды.
Как можно естественным образом увеличить содержание органического вещества в почве?
По моему мнению, лучшим способом увеличения количества органического вещества, несомненно, является залужение. Имейте в виду, что хорошее залужение может обеспечить около 6 тонн сухого органического вещества с гектара.
Однако помимо органического вещества, мы должны учитывать увеличение количества микроорганизмов, «питаемых» корневыми выделениями, и гломалин (весьма устойчивое соединение), который вырабатывают микоризные грибы, если они присутствуют или внесены в почву, и который вносит свой вклад в содержание органического вещества.
Помимо перечисления факторов, увеличивающих содержание органического вещества в почве виноградника, важно еще раз подчеркнуть, что любая обработка почвы приводит к значительному разрушению органического вещества, поэтому обработку рекомендуется проводить только в случае крайней необходимости.
Какую роль покровные культуры играют в управлении почвой виноградника?
На основе обширного опыта я бы сказал, что наилучший способ обработки почвы под травяным покровом заключается в глубокой аэрации осенью перед посевом, а затем в посеве смешанного травяного покрова и мульчировании в период с конца марта до первой декады апреля. В первый и, в зависимости от обстоятельств, также во второй год, если структура почвы не позволяет избежать уплотнения, обработку почвы целесообразно проводить летом. В осенне-зимний период травяной покров выполняет свою функцию, улучшая структуру, так что, начиная со второго или третьего года агротехнических мероприятий, можно отказаться от любой обработки почвы, от скашивания до последующей подготовки к посеву трав. Такой подход, безусловно, обеспечивает значительную экономию топлива и времени за счет сокращения количества проходов сельскохозяйственной техники по полю. Опыт и анализ собранных данных помогут нам принимать решения.
Кроме того, как уже упоминалось ранее, в этот период увеличивается популяция дождевых червей, которые, создавая туннели, обеспечивают естественную аэрацию почвы на глубине.
Какие проблемы для здоровья виноградника может создать плохая или плохо обработанная почва?
В последнее время мы наблюдаем рост числа новых виноградников, высаженных сразу после раскорчевки других растений. Такие виноградники часто страдают от гибели растений на ограниченных или обширных территориях. Во многих случаях фитопатологический анализ выявляет наличие Cylindrocarpon spp. и Botryosphaeria spp . – грибов, которые всегда присутствовали на наших виноградниках, но в плохо обработанной почве берут верх, вызывая ухудшение состояния кустов и их последующую гибель. Это происходит потому, что плохо обработанная почва приводит к быстрому размножению большого количества фитопатогенных микроорганизмов, при этом возникает дисбаланс с микроорганизмами, способными их контролировать. Рассмотрим пример, оставаясь в сельскохозяйственном контексте: у нас есть 100 000 особей тли и 2 000 полезных насекомых, способных контролировать тлю. Мы применяем обработку инсектицидами, и 99 000 тлей и все полезные насекомые погибают. Тысяча выживших тлей получит полную свободу действий и будут размножаться интенсивнее, чем прежде, не имея других хищников или паразитов. Аналогичным образом, обработка почвы многократно уничтожает виды растений, экссудаты которых питают микроорганизмы, что приводит к снижению микробиологического разнообразия в пользу патогенов винограда – единственных, способных питаться за счёт урожая.
В здоровой почве такая ситуация не возникает, что обусловлено общими условиями здоровья растений, а также микробиологическим равновесием, достигаемым в почве, делающим ее супрессивной, то есть способной противодействовать развитию патогенных микроорганизмов.
Существуют ли методы предотвращения распространения корневых болезней путем улучшения почвы?
Безусловно, когда речь идёт о почве, выигрышная стратегия предотвращения и ограничения распространения корневых заболеваний заключается в максимальном увеличении количества и разнообразия видов грибов и бактерий. Для этого мы разработали метод, который, прежде всего, включает оптимальное управление почвой посредством специальных агротехнических приёмов, как обсуждалось ранее: использование гуминовых кислот, органического азота и, прежде всего, инокуляцию местных микроорганизмов, полученных при производстве компоста, полученного исключительно аэробным способом, по специальным рецептам, разработанным в результате многолетних исследований и исследований.
Какие стратегии могут улучшить дренаж почвы и избежать заболачивания?
Всё зависит от того, есть ли поверхностный водоносный горизонт, обеспечивающий выход воды на поверхность, или просто наличие уплотнённых слоёв, препятствующих нормальному стоку воды. В первом случае мало что можно сделать, кроме проведения районных мелиоративных работ по углублению водоносного горизонта. Во втором случае первоначально будут использоваться аэраторы и кротовые плуги для разрыхления затвердевшей со временем почвы. Впоследствии потребуется залужение и все другие методы, которые мы обсудили, которые в первую очередь служат для создания пор между микро- и макроагрегатами, позволяя воде максимально быстро стекать с поля после обильных осадков.
Несущая способность почвы. Одним из эксплуатационных преимуществ залужения является повышение прочности почвы, что позволяет использовать сельскохозяйственную технику даже после обильных осадков.
Каково влияние устойчивых методов ведения сельского хозяйства на качество столового винограда?
Качество винограда не улучшается и не ухудшается при применении вышеупомянутых агротехнических приемов. Для достижения этих результатов необходимо изменить процесс ухода за виноградником. В последние годы мы наблюдаем снижение расхода питательных веществ, улучшение распределения поливной воды благодаря повышению водоудерживающей способности и уменьшение опадения листьев благодаря более гармоничному вегетативному росту. В настоящее время мы также оцениваем устойчивость к грибным заболеваниям и насекомым, в том числе с помощью специально приготовленных компостных чаев.
Появились ли в последнее время какие-либо инновации, которые коренным образом меняют управление почвой на виноградниках?
За последнее десятилетие забота о почве возросла. Крупнейшие мировые сельскохозяйственные организации теперь уделяют первостепенное внимание восстановлению почв. После бурного развития биодинамического сельского хозяйства, пермакультуры, синергетического сельского хозяйства и многих других направлений регенеративное сельское хозяйство, в том числе виноградарство, набирает популярность.
Если обобщить их максимально подробно, то все они основаны на некоторых ключевых концепциях:
- поддерживать почву покрытой различными видами растений;
- очень мало тревожить почву;
- интегрировать животных в процесс выращивания сельхозкультур;
- увеличить разнообразие растений.
Это полностью общие концепции, но им не хватает одного очень важного: оценки результатов посредством анализа.
Метод, который мы намерены внедрить, позволит нам понять, что происходит с почвенными микроорганизмами, и направить их рост в заданном направлении. Цель — в короткие сроки получить регенерированную почву, богатую живой биомассой, без утомления и требующую меньшего внешнего воздействия, а также получить огромные агроэкологические преимущества.
