природопользования
Биотехнология
Плодородие
Рис. 1. Биотехнологическая схема природопользования с продуцирующей системой «почва ↔ растение ↔ внешняя среда», управления плодородием и состоянием
агроландшафта (Иванов, Кузнецова, 2005)
Путем фотосинтеза солнечную энергию усваивают культурные растения полей и садов, лесопосадок, их спутники - сорняки, растения лугов и пастбищ, островков дикой природы (лесов, болот), водные растения прудов и озер и заросли так называемых рудеральных растений вдоль дорог и у ферм и т.д. Некоторое количество энергии фиксируется почвенными водорослями. Задача агронома или фермера - способствовать максимальному накоплению солнечной энергии в растительной массе. Как он может достичь этого?
Во-первых, он должен адаптировать специализацию производства и объемы производства растениеводческой и животноводческой продукции местному природно-ресурсному потенциалу данной территории, подобрать культуры, которые в данных условиях будут достаточно урожайны и смогут обходиться по возможности малыми энергетическими дотациями, и правильно разместить их с учетом различий экологии растений и особенностей разных почв. Например, в Нечерноземье стоит отказаться от пшеницы и отдать предпочтение ржи, о которой мы в свое время едва не забыли, а на юге Черноземной зоны, напротив, выращивать больше сильной пшеницы, годной для хлебопечения и макарон. Еще южнее, где влага в дефиците, высокий урожай даст прекрасная кормовая культура сорго, которую Н.И. Вавилов образно называл «верблюдом растительного мира». На засоленных почвах безо всяких мелиорации хорошо растут донник и ломкоколосник, на заболоченных - канареечник. Даже в пустыне за счет селекции местных видов удается организовать на богаре достаточно продуктивные пастбища, которые, понятно, уступают по урожайности люцерне на поливе, но и стоимость корма в этом случае во много раз ниже.
В пределах одного землепользования более теплолюбивые культуры, подобные кукурузе, должны размещаться по склонам южной и западной экспозиций, а менее теплолюбивые - на равнине и по слабо прогреваемым северным и восточным склонам.
Далеко не на всякой ферме можно организовать полив, осушение заболоченных почв (тем более что оно не всегда полезно) и есть возможность купить достаточное количество минеральных удобрений. Фермеру лучше ориентироваться не на сорта-рекордсмены, а на сорта-труженики. Они при невысоких затратах антропогенной энергии будут давать умеренно высокий урожай, причем не только в годы с оптимальными климатическими условиями, но и тогда, когда тепло или влага (а иногда и то и другое) в дефиците, и при этом будут более устойчивы к болезням, вредителям и сорнякам. Чем лучше соответствуют условия выращивания экологическим особенностям культуры (и сорта), тем она устойчивее к болезням, лучше обороняется от сорняков и легче переносит нападение насекомых-вредителей.
Во-вторых, накоплению солнечной энергии будет способствовать и оптимальная структура посева. В данном случае мы имеем в виду такое расположение листьев высеянных растений, когда все они освещаются равномерно. В чрезмерно густом посеве нижние листья имеют ослабленный фитосинтез, но расходуют органическое вещество, накопленное их более трудолюбивыми собратьями. Кроме того, в условиях дефицита света растение накапливает нитраты. В результате затененные листья не увеличивают, а уменьшают урожай. В связи с этим нужно внимательно относиться к нормам высева семян, соблюдать их оптимальность.
Чтобы растения полнее усваивали солнечную энергию, используют сортосмеси и поликультуры. Сортосмеси высокорослой и низкорослой кукурузы накопят больше солнечной энергии, чем посев одного сорта, как и смешанные посевы кукурузы с подсолнечником или соей, овса с викой и т.д. Кроме того, сортосмеси и смешанные посевы более эффективно используют ресурсы почвенного питания - влагу, элементы минерального питания. Их компоненты дифференцированы по разным нишам. Это значит, что корневые системы разных видов или сортов располагаются на разной глубине, у разных видов разная потребность в элементах питания. Бобовые, к примеру, могут не только обходиться без минеральных азотных удобрений, но и за счет связанных с ними клубеньковых бактерий сами накапливать биологический азот в почве. Сортосмеси и смешанные посевы из-за различий экологии, входящих в их состав компонентов, устойчивее к колебаниям погодных условий и более закрыты для поселения и массового развития сорных растений, их меньше поражают насекомые-вредители и грибные болезни. Разные компоненты такого усложненного посева развиваются с разной скоростью, и не одновременность цветения снижает остроту конкуренции за ресурсы. Если посев предназначен на зеленую массу, то разновременность созревания вообще не имеет минусов.
В-третьих, накоплению солнечной энергии способствует удлинение срока вегетации полевой растительности, использование пожнивных, поукосных посевов или выращивание дополнительной культуры весной до основного посева. Быстро растущие крестоцветные - хорошее подспорье в год засухи, когда получено мало сена естественных или сеяных трав. За вторую половину лета, когда обычно бывают дожди, можно на полях успеть накопить достаточное количество кормовой массы. Таким образом, 2-3 урожая в год даже в умеренной полосе могут быть вполне реальными. При таком интенсивном использовании почвы вовсе не обязательно ее разрушение, так как дополнительные культуры можно периодически использовать как сидераты.
В посевах многолетних трав выход фитомассы увеличивается при использовании покровных культур, однако, в этом случае агроном должен изучить опыт своего района и выбрать такую покровную культуру, которая даст урожай и при этом не навредит многолетним травам. Ведь их семена дороги, и потому потеря густоты травостоя нежелательна. Так, в Нечерноземье хорошей покровной культурой является ячмень, а в степной зоне многолетние травы сочетаются с суданской травой и кукурузой. Норму высева покровной культуры по сравнению с обычным посевом понижают в 1,5-2 раза.
Понятно, что для успешного фотосинтеза должны быть учтены соответствующие условия почвенного питания путем внесения органических и минеральных удобрений, известкования почвы, если она кислая, гипсования или другого приема обессоливания засоленной почвы и т.д. Однако при экологическом подходе затраты на улучшение условий среды агроном может сократить, сделав ставку на устойчивость самих растений. Разнообразие выращиваемых культур при этом резко возрастает, причем в фермерских хозяйствах (особенно по неудобьям) могут возделываться разнообразные овощные и ароматические культуры, лекарственные травы, имеющие высокие закупочные цены и часто простые по агротехнике возделывания (пустырник, полынь обыкновенная, крапива, календула и др.). И конечно, расширится ассортимент кормовых культур, на поля, наконец, выйдут такие рекордсмены продуктивности, как амарант, сильфия, борщевик, дягиль и др.
Однако фермер должен помнить о том, что рекорды урожайности этих культур (до 1500 ц/га зеленой массы) сопровождаются очень большим выносом питательных элементов из почвы и требуют внесения удобрений до 1000-2000 кг/га туков в действующем веществе. Поэтому для выращивания этих рекордсменов можно отводить небольшие участки в понижениях рельефа, что ограничит неизбежное вымывание питательных веществ из почвы. И, разумеется, выращивать амарант или сильфию стоит тогда, когда есть возможность приобрести удобрения и хозяйство ориентирована на откорм животных, нуждающихся в большом количестве силоса.
Исследования показали, что прошли времена, когда звучали призывы к борьбе с сорными растениями с полной победой над ними. При контролируемом количестве (ниже порога вредоносности, когда затраты на контроль уже стоят меньше прибавки урожая), они становятся не вредными, а полезными компонентами посевов. За счет более глубокой корневой системы сорняки подтягивают в пахотный горизонт питательные элементы, содержащиеся в подпочве или вымытые в недоступные для культурных растений горизонты. Кроме того, сорные растения запасают в своих подземных органах излишки удобрений из почвенного раствора, не востребованные культурными растениями, уменьшают их вымывание и возвращают в почву после своего перегнивания. Сорняки могут быть пристанищем для полезных насекомых, улучшать поедаемость зеленого корма и сена, способствовать активизации деятельности почвенных микроорганизмов и т.д. Именно поэтому в современной агроэкологии уже давно не говорят о борьбе с сорняками, используя понятия «контроль» и даже «использование» сорняков.
Важнейшим элементом системы контроля сорных растений является режим горизонтальных отношений - конкуренция, регулируемая густотой стояния стеблестоя. Густота стеблестоя должна не только обеспечивать высокую интенсивность фиксации солнечной энергии и соответственно высокий урожай, но и уровень конкуренции, который исключил бы развитие сорняков до уровня выше порога вредоносности. В ряде случаев умелым регулированием нормы высева агроном решит проблему контроля, не прибегая к другим способам. Разумеется, это возможно, когда выращиваются конкурентно мощные растения, такие, как многолетние или однолетние травы или рожь, но невозможно в широкорядных посевах с пропашной технологией.
Рис. 2. Зависимость засоренности посева от плотности стеблестоя ржи,
Р.Р. Исмагилов (1991)
На рис.2 показаны результаты определения оптимальной густоты стеблестоя озимой ржи Чулпан в условиях Башкирской лесостепи. При слишком редком посеве низкому урожаю соответствовала высокая засоренность, при слишком густом - засоренность падала, но уменьшался и урожай на 15%, и лишь при плотности 1300-1400 побегов на 1 м2 достигался желанный конкурентный режим с подавлением сорняков ниже порога вредоносности и получением высокого урожая, который был лишь на 5% ниже максимального в этих условиях.
Растения, включая и почвенные водоросли, покрывающие тонкой пленкой вспаханную почву, являются единственными фиксаторами солнечной энергии. Однако концентрация энергии в тканях растений (если исключить содержащие много жира и белка семена подсолнечника, сои, некоторых злаков) сравнительно невелика, и они имеют невысокую калорийность. Значительно большее количество энергии накапливают животные, аккумулировав солнечную энергию растения. Однако процесс накопления энергии в тканях животных протекает с большими производственными издержками - теряется до 90% энергии, которая накопилась в растениях. Поэтому нужно хорошо продумать, каких именно животных или птицу разводить, чтобы полнее использовать местные растительные корма.
Дикие и первые одомашненные животные гармонично вписывались в агроэкосистему, где первоначально доля пашни была невелика, а стадо из разных видов скота при достаточно обширных площадях пашни влияло на степи или саванны примерно так же, как естественные предки домашних животных. Но современный скот, если на его разведение не наложены требования экологического императива (системы запретов), является разрушительной силой, влияние которой можно сравнить с эрозией почвы на пашне или глобальным загрязнением среды промышленными предприятиями (сернистым газом, кислотными дождями, уничтожающими леса).
Соотношение животноводства и растениеводства на ферме определяется исходя из экологических и экономических посылок. Вне зависимости от доходности растениеводства и животноводства хозяйству нужен навоз, чтобы поддержать циклы органического вещества на пашне, и, кроме того, в севооборотах необходимо выращивать восстанавливающие почву травы. По медицинским нормам каждый человек должен получать ежесуточно 3000 кал, в том числе 100 г белка, из них не менее 50% полноценного животного. Таким образом, часть растительной массы приходится тратить на корм животных для производства этого белка.
Разнообразие природных условий нашей страны определяет разную структуру животноводства в разных районах. Основное сельскохозяйственное животное - корова, условия содержания которой оптимальны в Нечерноземье. В степных районах страны доля скотоводства в общей структуре хозяйства падает и преобладает зерноводство и сопутствующее ему свиноводство, хотя содержится и определенное количество крупного рогатого скота для «внутреннего пользования». В районах с землями, не пригодными для пахотного использования, развиты оленеводство (север), овцеводство (сухие степи) и верблюдоводство (пустыни).
Во многих районах перспективно коневодство. При достаточном количестве кормовых угодий часть их можно использовать для содержания коней, способных взять на себя значительную долю перевозок внутри фермы и на недалекие расстояния от фермы и таким образом обеспечить экономию дорогостоящего горючего. В районах с традициями мясного коневодства таким путем можно получить мясо с себестоимостью ниже говядины, имеющее высокий спрос на внутреннем и мировом рынках.
От структуры животноводства зависит эффективность биоконверсии, т.е. количество животноводческой продукции, которое можно получить при откорме животных одним и тем же количеством растительного корма. Ю.Ф. Новиков (1989) приводит следующие данные. Для получения 1 кг белка говядины необходимо 20 кг растительного белка, а для 1 кг белка свинины - всего 10 кг. Еще дешевле белок яиц (он обходится всего в 4-б кг растительного белка). И, наконец, самый высокий коэффициент биоконверсии при молочном животноводстве, так как для получения 1 кг казеина нужно всего 3-5 кг растительного белка. Общее количество корма при этом, если содержание белка в них одинаково, также будет различаться при откорме коровы и свиньи в 2 раза. Понятно, что низкобелковых кормов пойдет больше, так как при недостатке в них белка (его нужно иметь не менее 110 г на 1 корм. ед.) животное потребляет корма больше в 1,2-1,5 раза. Таким образом, свиноводство в этом отношении выгоднее, чем разведение мясного крупного рогатого скота. Вероятно, этим объясняется пристрастие к свинине там, где плотность населения высокая (Украина, Китай, Германия и т.д.).
Эффективность биоконверсии на ферме можно повысить также за счет более полного использования отходов растениеводства, включая вторичные корма, которые фермер получает после переработки растениеводческой продукции (жмых, шроты, свекловичный жом и т.д.) и путем содержания животных разных видов на ферме. На ферме средней полосы наибольший доход будет получен при одновременном разведении крупного рогатого скота, свиней, различной птицы, кроликов и т.д. Кроме того, нужно учесть, что выгоднее содержать или коров молочных пород с удоями 5-6 тыс. кг молока, или мясной скот на интенсивном откорме с привесами 1 кг в сутки, чем коров смешанного мясомолочного типа. Если использовать современные породы животных, то при тех же кормах можно удвоить количество получаемого молока и мяса.
Предприимчивый фермер может организовать откорм птицы с использованием личинок мух, кормом для которых могут быть любые органические отходы, или червей из навозохранилищ. При наличии водоема выгодно разведение карпа и других рыб, так как коэффициент биоконверсии у рыб приближается к бройлерам. Эффективность откорма повышается при этом примерно в 2 раза.
Наконец, очевидно, что коэффициент биоконверсии будет повышаться и при правильном кормлении и содержании животных. Так, к примеру, повысить его при содержании крупного рогатого скота можно следующим образом.
1. Использование кормов, сбалансированных по белку. Мы уже говорили, что на 1 корм. ед. сена или любого другого корма должно приходиться 110-125 г протеина. Если его будет меньше, то животное будет потреблять корма соответственно больше. В желудке коровы формируется сложный биоценоз, включающий миллиарды микроорганизмов - бактерий, инфузорий, амеб. И именно эти микроорганизмы переваривают съедаемый корм, а корова уже ест их. При этом бактерии могут переваривать не только растительный белок, но и некоторые неорганические вещества, например мочевину. Неплохим кормом является запаренная и политая мочевиной солома.
2. Экономия энергии животных за счет уменьшения его физических затрат. Корова ест не более 8 ч в сутки, остальное время отдыхает и пережевывает жвачку. Чтобы корова за 8 ч могла хорошо наесться, травостой пастбищ не должен быть слишком низким - высотой 10-15 см. Расстояние от пастбища до стойла не должно превышать 3 км, хотя полное исключение моциона ухудшает здоровье животных, снижает удои и привесы.
3. Создание благоприятного температурного режима. В холодном коровнике энергия, получаемая с пищей, пойдет не на образование молока и прибавку веса, а на согревание. При этом, чем крупнее животное, тем оно легче согревается, и потому бык весом в 500 кг легче перенесет холод, чем теленок (бык на 1 кг веса, чтобы не замерзнуть, при обычной прохладной погоде тратит 12 калорий, а комнатная собачка - 90!). Поэтому, чтобы удои были достаточно высокими, животное хорошо набирало вес и расход кормов при этом был бы умеренным, коровам нужен теплый дом!
Кроме скота, в агроэкосистеме немало животных, которые живут в ней помимо, а часто и вопреки воле человека. Это многочисленные насекомые-вредители, их враги - хищники и паразитоиды (т.е. виды, которые являются вредителями лишь часть своего жизненного цикла), насекомые-опылители, птицы, грызуны, мелкие и крупные млекопитающие (от мышей и зайцев до лосей и кабанов). В особенности большую роль в агроэкосистеме играют насекомые-вредители и их враги.
Плотность растительноядных насекомых (фитофагов) при благоприятных условиях эффективно регулируется их врагами, причем формируется так называемая система полезных симбиотических связей. В этом случае плотность вредителей поддерживается ниже пороговых значений, когда они приносят существенный вред, и потому нет необходимости прибегать к помощи пестицидов. Для возникновения такой системы энтомоценозы должны быть достаточно разнообразны, чтобы разные виды насекомых ели разные виды растений и друг друга.
В условиях фермы создать такую симбиотическую систему всегда проще, чем на гигантских колхозно-совхозных территориях. Фермеру может быть полезен и опыт его коллег из ФРГ, которые используют для увеличения разнообразия насекомых окраины полей. Их не опахивают, и там формируются бурьяны - сообщества растений-рудералов, достаточно безвредных для пашни (в условиях постоянных культивации эти виды произрастать не могут). Так вот, если не опахивать окраин полей и не применять пестициды в 20-м полосе, примыкающей к этим окраинам, то разнообразие и плотность популяций полезных насекомых резко увеличится, и во многих случаях отпадет необходимость в применении опасных химикатов.
А.А. Любищев еще в 1930-е гг. высказал мысль, что некоторые насекомые-листоеды не вредители, а помощники человека - они съедают часть листьев и делают структуру посева более ажурной, причем это не вредит растениям, так как частичное поедание запрограммировано. К сегодняшнему дню о пользе листогрызущих насекомых накоплена уже немалая литература. Об этим пишет А.В. Яблоков в своей книге «Ядовитая приправа» (1990) и американские агроэкологи в уже цитированной книге «Сельскохозяйственные экосистемы».
Высокое разнообразие спонтанной фауны свидетельствует о здоровье агроэкосистемы. Если она имеет в своем составе «островки дикой природы» - леса, перелески и лесные посадки, то там поселяется много птиц, которые весьма активны при контроле насекомых-вредителей. Нужно учесть, что в годы с массовым развитием насекомых-вредителей применение инсектицидов, конечно, может решить проблему урожая текущего года, но каждый такой «обстрел» посева из «химических пушек» отбрасывает фермера назад. Ведь при этом гибнут и полезные насекомые, и обедненный энтомоценоз в будущем году будет иметь еще больше шансов дать вспышку обилия вредителей.
Опыт многолетнего применения инсектицидов в разных странах позволил сделать однозначный вывод: в этой игре с вредителями человек неизбежно проигрывает. Насекомые быстро адаптируются к препаратам (быстрее, чем человек может синтезировать новый яд и наладить его промышленный выпуск).
Эффективность применения препаратов падает, и их вред все в большей мере перекрывает сиюминутную пользу. Только на пути повышения биологического разнообразия энтомоценозов полей фермер может обрести уверенность в том, что его посевы не будут опасно повреждены вредителями, так как в этом случае происходит самоконтроль насекомых в посевах: между растениями, листогрызущими насекомыми и их хищниками устанавливается равновесие. Фермеру необходимо продумывать каждое применение инсектицидов.
Обитателями агроэкосистем могут быть различные промысловые животные, начиная от зайцев и кончая кабанами и лосями. Разумеется, они обитают в лесах, но охотно кормятся и на полях, особенно в весенний период, когда на фоне еще дремлющей природы зеленеет озимь. Впрочем, есть промысловая дичь и непосредственно гнездящаяся в посевах - перепела, куропатки; могут устроиться на отдых в густом посеве и зайцы. Рачительный фермер должен вести уборку поля таким образом, чтобы полезные жильцы посева успели вовремя ретироваться в менее опасные места - он прокашивает поле сначала посередине, что отпугивает животных. При традиционном кошении по кругу от периферии к центру обезумевшие от страха (испугавшиеся) животные чаще оказываются под ножами уборочной машины.
В развитых странах охота на куропаток, перепелов, зайцев и более крупную дичь в условиях сельскохозяйственного ландшафта - немалый источник дополнительного дохода, и даже потравы лося оказываются выгодными, если пострадавший фермер получает по соответствующему акту свою долю от проданной лицензии на отстрел зверя.
Микроорганизмы - симбиотрофы. Среди организмов, питающихся веществом живых растений, важную роль играют микроорганизмы, которые связаны с ними отношениями сотрудничества. Они обитают на корнях и вокруг корней (реже на листьях), получают от растений органическое вещество и за это выполняют работу, которую само растение делать не может. Они связывают атмосферный азот в доступные растениям соединения азота и помогают всасывать воду и растворенные в ней минеральные соли. Первая группа растений - бактерии-азотфиксаторы, вторая - микоризные грибы.
Различают две группы бактерий - ассоциативные, которые живут вокруг корня, и симбиотические, живущие в клубеньках на корнях растений, в первую очередь бобовых. В естественных экосистемах растения получают азот в основном за счет ассоциативных микроорганизмов, в посевах активность этих бактерий резко падает. Потому для пополнения запаса азота в почве используют бобовые растения. Азот - важнейший элемент питания растений, но в отличие от кислорода его растения из атмосферы усвоить не могут. Поэтому приходится производить азотные удобрения. При этом на каждую тонну затрачивается огромная энергия, так как, чтобы связать азот и водород в аммиак, нужно обеспечить давление 300 атм. и температуру 500 оС. Бактерии же связывают азот при обычной температуре.
Грибы, оплетающие корень густой сеткой, не только во много раз увеличивают поверхность всасывания корнем питательного раствора, но и могут разлагать некоторые органические вещества, которые сами растения потребить не могут. «Обслуживающий персонал» обходится растению недешево: до 1/3 всех продуктов фотосинтеза направляется не в его биомассу - листья, стебли, корни, плоды и т.д., а через корни выделяется в почву в виде органических кислот. Однако эта «плата» растений с лихвой окупается выгодностью сотрудничества с микроорганизмами.
Стражи плодородия. В почве происходит процесс поглощения воды корнями, распада отмерших частей растений и мертвых животных и формируется запасник питательных веществ. Регенерация почвенного плодородия осуществляется большой группой организмов - сапротрофов, т.е. питающихся мертвыми тканями растений и животных. Процесс разложения органического вещества чаще идет в 2-3 этапа: вначале это вещество размельчается животными и поглощается грибами, а затем уже бактерии окончательно расщепляют сложные соединения до простых, возвращая в почвенный раствор ионы питательных элементов, при этом не все микроорганизмы этого сложного сообщества полезны. Нитрифицирующие бактерии окисляют более ценные и стойкие аммонийные формы азота в нитраты, а денитрификаторы продолжают этот процесс, превращая нитраты в окислы азота или газообразный азот.
На жизнь микробного населения почвы влияет ее обработка: если почва разрыхлена, то усиливается деятельность требовательных к кислороду аэробных бактерий, которые минерализуют органическое вещество. Если почва плотная, то, напротив, преобладает процесс переработки органического вещества пожнивных остатков и корней в гумус, который ведут бактерии-гумификаторы. В этом случае основная масса питательных элементов идет в запас и остается недоступной растениям. Сделать так, чтобы одинаково активны были обе группы микроорганизмов, - первейшая задача земледельца.
В почве обитает огромное количество организмов, которые являются истинными стражами плодородия. Так, по данным разных исследователей, на 1 га пахотной почвы содержится от 0,2 до 2 т водорослей, от 2 до 20 т бактерий, 1-2 т почвенных животных. Важнейшее животное почвы - дождевой червь. Насыщенность почвы дождевыми червями - показатель ее биологического здоровья.
В настоящее время появилась новая отрасль прикладной почвенной зоологии - вермикультура, которая изучает возможности насыщения почвы дождевыми червями. На Западе существуют специальные центры, где ведется селекция дождевых червей с целью повышения их устойчивости к влиянию неблагоприятных факторов, в том числе и к пестицидам. Производимые на фабриках черви служат эффективным удобрением, резко повышающим урожай сельскохозяйственных культур. Используется также операция приготовления вермигумуса, или биогумуса, которая может найти самое широкое применение в фермерской практике и обеспечить значительную экономию горючего для транспортировки органических удобрений на поля.
Суть этой операции сводится к созданию условий для ускоренного размножения червей в навозохранилище. В результате в течение года масса навоза уменьшается примерно в 10 раз, но все питательные начала при этом сохраняются, и там, где на поле нужно было отвезти 50 т органики, теперь с той же эффективностью восстановления почвенного плодородия можно везти всего 5 т.
Сообщения о вермикультуре регулярно печатает доступный фермеру журнал «Земледелие». Так, в № 8 за 1991 г. напечатана статья И.А. Мельника и И.П. Крапеца, где подробно описана технология получения биогумуса в специальных грядах-культиваторах, размер которых составляет 1х2 м при глубине слоя навоза 0,2-0,6 м. Одна такая гряда перерабатывает в течение года 1-1,2 т навоза. В зависимости от количества навоза на ферме определяется число гряд.
Навредить биологической жизни почвы могут пестициды, внесенные в слишком высоких дозах минеральные удобрения и свежий бесподстилочный навоз, очень сильно угнетающий и микрофлору, и животное население почвы. Перепревший навоз (и тем более вермигумус) активизирует деятельность почвенных организмов. Усиливается она и при выращивании многолетних бобовых трав, повышающих содержание в почве азота.
«Склад» питательных элементов в почве организован достаточно сложно, и большинство элементов, хранимых в ней, представлено формами, доступными растениям в разной степени. Есть подвижные формы, которые находятся в почвенном растворе и могут быть потреблены корнями растений, и формы менее доступные, тем не менее, легко пополняющие почвенный раствор с помощью микроорганизмов, и, наконец, формы, крайне медленно пополняющие активное плодородие (например, степной гумус).
Проблема оптимизации соотношения между разными по подвижности формами питательных элементов - одна из главных задач современного почвоведения и агрохимии, лежащая в основе разработки системы питания растений и удобрений. Минеральные удобрения могут, к примеру, ускорить минерализацию органического вещества, причем скорость минерализации может превысить скорость гумификации, т.е. пополнения запасов гумуса за счет вновь поступающей в почву живой органики. Почва в этом случае разрушается, изменяется почвенно-поглощающий комплекс (ППК), ухудшаются структура, физико-химические, водно-физические и биологические свойства. Особая роль во всех этих изменениях принадлежит кальцию.