З.А.Алещенкова: «Для внедрения микробных удобрений в сельскохозяйственное производство определяющей является позиция государства»

В рамках состоявшейся в Минске Международной  научно-практической конференции “Органическое сельское хозяйство и перспективы его развития в Беларуси”, представляем продолжение материала заведующей лаборатории Института микробиологии Национальной Академии наук Беларуси, доктора биологических наук Зинаиды Михайловны Алещенковой о нынешнем положении дел и перспективах применения в органическом земледелии микробных удобрений. 

 Проблема обезвреживания муниципальных отходов актуальна во всем мире. Количество бытовых отходов в связи с ростом населения постоянно увеличивается, а ликвидация их представляет глобальную экологическую проблему. В наиболее промышленно развитых странах с высокой плотностью населения захоронению подвергается не более 45% отходов, тогда как в странах со свободными земельными ресурсами доля отходов, складируемых на свалках, достигает 90%, что представляет серьезную экологическую угрозу, как для современного общества, так и для будущих поколений. Поэтому особенно важна разработка безотходных технологий.

 В Европе основным способом переработки органических отходов, в том числе и муниципальных, становится компостирование. В результате существенно сокращается объем ТБО (твердые бытовые отходы) и, в отличие от сжигания, обеспечивается экологическая безопасность процесса. В компостах из муниципальных отходов содержатся все эле-менты, необходимые для роста и развития растений, полезная микрофлора и вещества, повышающие плодородие почвы. Так, компосты из ТБО, производимые в настоящее время в России, обладают низким по-требительским спросом. Для улучшения качества компостов из ТБО не-обходима предварительная сортировка и введение активных микроорга-низмов. Исследования, выполненные в 1997-2008 гг. на базе Опытного завода по механизированной переработке бытовых отходов (Санкт-Петербург), показали, что введение биоудобрений в ферментер с компо-стируемой массой органической фракции бытовых отходов сокращает время получения готового компоста на 25 %, т.е. на 12 ч, при значитель-ном улучшении качества. Введение биоудобрений в компост после за-вершения ферментации также положительно влияет на его качество, что позволяет использовать его для производства почвогрунтов для исполь-зования в садово-парковом, лесном и придорожном хозяйствах. После введения микробного удобрения Омуг, увеличилось содержание оргнического вещества, возросло содержание общего и подвижного азота, фосфора и калия. Такой компост при условии низкого содержания тя-желых металлов можно использовать в качестве удобрения.

Микробные удобрения не только повышают урожайность сельско-хозяйственных культур, но и улучшают их качество. Содержание нитратов в овощах (картофель, свекла, морковь) не превышает этот показатель в овощах, выращенных без удобрений. В картофеле увеличивается содержание витамина С на 41 - 45 %, крахмала - на 25 - 30 %. Содержание сахара в свекле возрастает на 10,6 %, каротиноидов в моркови - на 26 - 43 %. В зерне повышается содержание белка на 6 - 13 %.

Установлено, что микробные удобрения активно подавляют развитие таких заболеваний растений, как кила капусты, парша картофеля, фузариозные инфекции, корневая гниль, сосудистое увядание, что способствует существенному увеличению урожайности, повышению каче-ства продукции и оздоровлению почвы. Следует подчеркнуть, что при использовании биоудобрений не требуется вносить в почву пестициды и другие агрохимикаты.

Микробные удобрения можно использовать при фиторемедиации антропогенно нарушенных почв. Такие работы, проведенные сотрудниками ВНИИСХМ РАСХН (г. Пушкин) совместно с учеными из Чешского Института растениеводства (г. Прага), показали, что использование биоудобрений позволяет обеспечить деградированные почвы не только основными элементами питания растений, но и активизировать почвенную биоту. В северо-западной Чехии вследствие интенсивной добычи бурого угля с высоким содержанием золы (20 - 40 %), серы (2 - 5 %) и других вредных веществ появились районы с интенсивно загрязненны-ми территориями. После внесения комплексного микробного удобрения Бамил увеличились запасы органического углерода на 10-30 %, что бла-готворно сказалось на гумусовом состоянии и плодородии восстанов-ленных субстратов. В результате урожайность растений на рекультиви-руемых почвах возросла в 8,8 раз по сравнению с почвами без удобрений.

            Результаты освоения технологии производства биоудобрений на птицефабрике "Русско-Высоцкая" и свинокомплексе "Восточный" в Ле-нинградской области показали широкие перспективы данного направления. По экономической эффективности оно может конкурировать с основными производствами этих предприятий.   Еще большую выгоду от биоудобрений могут получить специалисты, занятые в растениеводстве. Учитывая, что при внесении 2 т/га Бамила урожай картофеля возрастает с 12 до 26 т/га, чистая прибыль фермеров составит от 100 до 120 тыс. российских руб. с гектара в зависимости от цены реализации. При выращивании капусты, учитывая, что прибавка урожая будет 15 т/га при внесении 2 т/га микробного удобрения Бамил, прибыль составит 90 - 110 тыс. российских руб. с гектара. При внесении 4 т/га биоудобрения Омуг на поля при выращивании моркови урожай увеличится на 40 % и будет получено дополнительной продукции 8 т/га (35-45 тыс. российских руб. с гектара).

            Таким образом, развитие технологий переработки органических отходов с помощью активных микробных ассоциаций с получением новых видов биоудобрений позволит решить не только экологические проблемы регионов, но и обеспечит сельскохозяйственные предпри-ятия, фермерские и дачные хозяйства высокоэффективными удобрениями, а население - высококачественной продукцией. К сожалению, до сих пор комплексные микробные удобрения из отходов еще не получили широкого применения, поскольку они выпускаются небольшими партиями на экспериментальных установках.

В Беларуси технологии производства микробных удобрений на основе отходов сельскохозяйственного производства и муниципальных отходов требуют разработки. Создание новых удобрений являются чрезвычайно актуальными для нашей страны в связи с имеющимся поголовьем скота и птицы, отходами, связанными с их содержанием, а также количеством твердых бытовых отходов, накапливающихся в результате жизнедеятельности городского населения.

Биологическое земледелие предусматривает получение продукции в экологически чистых условиях, без внесения пестицидов и агрохимикатов [20]. Перед человечеством стоит проблема выбора стратегического направления развития земледелия, поиска альтернативных путей поддержания его производительности. Ученые и практики ряда стран Европы и Америки предложили перейти на экологическое, или альтернативное, земледелие, которое, в последнее время, становится довольно привлекательным.

Появившись, как ответная реакция на «зеленую революцию» эко-логическое (альтернативное интенсивному) сельское хозяйство с каждым годом набирает все большую популярность во всем мире.

Рынок экологических продуктов питания на 2006 год, по разным оценкам, оценивался около 40 млрд. долларов США. Ежегодный темп его прироста составляет от 10 до 20%. Ни одна отрасль традиционного сельскохозяйственного производства не растет такими бурными темпа-ми. Особенно высокоразвито экологическое земледелие в странах Евро-союза, где в настоящее время доля экологических земель достигает в среднем 3-7% от их общего количества в зависимости от страны.

Особенностью экологического сельского хозяйства является не только производство продуктов питания без применения синтетических химических препаратов, но и их сертификация специально уполномоченным на то органом. При этом без аккредитованной сертификации, хозяйство не может считаться экологически.

 В Беларуси тема экологического сельского хозяйства является новой и перспективной в связи с ее высокой актуальностью и малой изученностью. В последнее время из активного хозяйственного оборота выведено уже около 200 тыс. га низко плодородных и непригодных для интенсивного сельскохозяйственного производства земель. Кроме того, не используется примерно 100 тыс. га мелиорированных земель. Стоит задача очередного вывода из интенсивного оборота еще значительной части малопродуктивных и наименее ценных земель.

Выход из создавшейся ситуации возможен, если наряду с тради-ционными агротехническими приемами использовать современные препараты биологической природы: биоудобрения, биопестициды, микробиологические средства росто- и иммунорегуляторов, активаторы полезной микрофлоры и др. Однако сразу же следует подчеркнуть, что простая замена традиционных (химических) методов интенсификации земледелия возрастающим применением биопрепаратов успеха не принесет. Основополагающим условием успешного применения биопрепаратов является их взаимодополняемое сочетание со всеми средствами.

Установлено, что средняя урожайность «эко» продукции на 20% ниже традиционной. Однако, при этом на 50% происходит снижение общих затрат на производство за счет экономии энергоносителей, хи-мических удобрений, гербицидов и пестицидов. В долгосрочном периоде высокая абсолютная урожайность традиционного сельскохозяйственного производства нивелируется последующим истощением почвы и, следовательно, снижением экономических показателей.

В ЕС и Северной Америке прибыльность экологического сельского хозяйства во многом обеспечивается за счет государственной поддержки, хотя и традиционное сельское хозяйство там тоже поддерживается. В течение первых двух лет развития экологические фермеры Германии (в каждой стране своя система) получают помощь из 2-х источников: от правительства Евросоюза и своей Федеральной земли в размере 200-400 евро на 1 га с.-х. площади. После 2-х лет развития размер субсидий снижается до 100-200 евро на 1 га с.-х. площади. Однако и это – весьма существенная поддержка. Субсидии и дотации со стороны го-сударства составляют до 40% в структуре дохода экологических фермеров.

По данным на 2007 год под экологическим сельскохозяйственным производством задействовано более 30,5 млн. га и 633 891 хозяйство.

В 2004 г. в Европе было 6,5 млн. га органических земель, обрабатываемых на 140 тыс. органических ферм. В настоящее время более 6,9 млн. га земель обрабатываются более чем на 150 тыс. экологических ферм. Это составляет 3,5% от всех сельскохозяйственных площадей. Страна с самым большим количеством ферм и самой большой площадью под экологическим сельским хозяйством в ЕС – Италия. (1,067 млн. га и 44,7 тыс. ферм).

Необходимо отметить, что в первой десятке стран-производителей экологической продукции по количеству площадей на 2007 год осталось только 4 европейских государства. Эта тенденция сохранится и в после-дующие годы, так как ограниченность земель в Европе не позволяет странам ЕС быть крупнейшими производителями экологической про-дукции, несмотря на общую развитость рынка. В целом, Австралия и Океания располагают 39% мировых экологических площадей, Европа (21%) и Латинская Америка (20%). Однако, пропорция экологических площадей по сравнению с традиционными несоизмеримо выше в Европе. Латинская Америка располагает наибольшим количеством экологи-ческих фермеров. К 2010 году мировая площадь, отведенная под экологическое сельское хозяйство, едва ли превысит 1% общемировых сельскохозяйственных угодий.

 

Наибольшая вовлеченность земельных площадей в экологическое земледелие в странах Западной Европы – в среднем 3-5% от общих площадей сельскохозяйственного назначения. Крупнейшие страны мира имеют вовлеченность в экологическое земледелие менее 1% от общих сельскохозяйственных угодий: Россия (менее 0,01%), Канада (0,86%), США (0,50%), Бразилия (0,32%), Китай (0,41%) и Индия (0,08%). Лишь Австралия за счет большого количества сертифицированных органических пастбищ имеет уровень, «близкий к европейскому» - 2,68%.

 На протяжении 4 лет крупнейшей страной по численности экологических ферм остается Мексика: на 2007 год 83174 хозяйства. Отметим также Италию, которая также на протяжении 4 лет занимает вторую строчку по числу экологических ферм (44733 на 2007 год).

Эксперты ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная орга-низация Объединенных Наций) прогнозировали к 2010 году темпы прироста экологического сектора в 30%. Таким образом, объемы продаж экологической продукции в мире могут достигнуть 210 млрд. долларов к 2020 г. Прогноз рынка продаж экологической продукции на уровне 70-80 млрд. $ в год к 2010 г. представляется довольно реальным. Рост объема продаж экологических продуктов идет быстрыми темпами в течение последних лет, и основным фактором высокого спроса явилась обеспокоенность населения продовольственной безопасностью.

Таким образом, мировой рынок экологического сельского хозяйства находится на этапе роста. Зародившись в середине XX века, как ответ на интенсивное сельское хозяйство, экологическое сельское хозяйство присутствует сегодня практически во всех странах мира (более 120 стран). Прослеживается тенденция глобализации в географическом раз-делении спроса и предложения на экологические продукты. Потребле-ние и спрос развиваются преимущественно в развитых странах Запада (США, ЕС, Япония), а предложение постепенно перемещается в разви-вающиеся страны (Китай, Аргентина, Мексика и др.).

Спрос на продукцию органического земледелия постоянно растёт, причем, согласно проведенным исследованиям, потребитель готов платить большую цену за экологически чистые продукты питания. Например, цены на «органическую» кукурузу в США были выше, чем на обыкновенную: в 1995 году на 35%; в 1996 – на 44%; в 1997 – на 77%. Цены на «органическую» чистую сою Клин Хилум (используется япон-цами  для приготовления тофу – соевого творога) более чем в 2 раза превышали стоимость остальной сои в 1995 и 1997 году. В настоящее время мировой объем продаж  продукции органического зем-леделия составляет около 77 миллиардов долларов в год и имеет тенденцию к росту.

 Ключевыми факторами экологизации земледелия являются снижение доз применяемых минеральных удобрений и пестицидов и их интегрированное использование с агротехническими приемами, направленными на поддержание естественного плодородия почв (научно-обоснованные севообороты, повышение биоразнообразия полезной почвенной микрофлоры, в том числе путем ее интродукции в составе биопрепаратов).

В России при переходе к рыночной экономике, сопряженном с практически полным отсутствием государственной поддержки отечественного сельскохозяйственного производителя, количество вносимых минеральных удобрений существенно снизилось (с 14 млн. до 1,5 млн. тонн). Это привело к возникновению отрицательного баланса питатель-ных веществ в почве и, как следствие, к снижению урожайности, но имело и свои положительные стороны, так как способствовало очищению почвы от накопившихся остатков агрохимикатов. Для обеспечения потребности России, которая обладает ресурсом 120 млн. га пашни, необходимо около 300 000 тонн биоудобрений и биологических средств защиты растений.

В Беларуси площадь посевов зерновых, колосовых и зернобобовых культур - 2040,0 тыс. га, при норме расхода биопрепаратов 0,2 л/га порцию семян минимальная потребность в микробных удобрениях составляет около 408 тонн.

Опыты, проведенные во многих регионах РФ и странах СНГ, показали, что внедрение экологически ориентированных систем сельского хозяйства с применением микробных препаратов обеспечивает:

- снижение на 25-60% доз минеральных, в первую очередь, азот-ных, фосфорных и микроудобрений;

- увеличение урожая основных культур и повышение качества сельскохозяйственной продукции;

- возможность отказа от использования ряда дорогостоящих пес-тицидов;

- возможность переориентации ряда хозяйств на более рентабель-ное производство новых видов продукции, в том числе экологически чистой;

- полноценное использование всех видов органических отходов (животноводство, растениеводство, хозяйственная деятельность челове-ка);

- повышение плодородия почв, оздоровление почвенной микро-биоты;

- улучшение роста, продуктивности, сохранности, качественных показателей конечной продукции;

- увеличение рентабельности сельскохозяйственных предприятий на 30-50%.

 Для снижения импортозависимости по важнейшим видам биотех-нологической продукции в России предприняты конкретные шаги, которые нашли свое отражение в «Стратегии развития биотехнологической отрасли промышленности в Российской Федерации до 2020 гг.». Среди ожидаемых к 2020 году эффектов от реализации Стратегии - доведение доли сельхозпредприятий с органическим земледелием до 20%.

 Для Республики Беларусь актуальность создания экологического земледелия, и связанного с ним развития биотехнологии, обусловлена, с одной стороны, неблагоприятной экологической ситуацией, вызванной чрезмерной химизацией сельскохозяйственного производства, техно-генными выбросами промышленных центров, радиоактивным загрязне-нием 23 % территории в связи с аварией на Чернобыльской АЭС, а с другой стороны, высокой стоимостью энергетических и сырьевых ресурсов для производства минеральных удобрений и пестицидов, что инициирует поиск альтернативных источников  питания растений и систем их защиты, в качестве которых наиболее перспективны биологические препараты.

В Беларуси исследования, связанные с поиском симбиотических и ассоциативных ризосферных микроорганизмов, способных образовывать стойкие сообщества с растениями и оказывать при этом выраженное ростостимулирующее действие на их развитие, ведутся в научных учреждениях Отделений биологических и аграрных наук.

 

В Институте генетики и цитологии НАН Беларуси созданы препараты:

- «Ризофил», повышающий урожайность овощных культур на 25–30% и зерновых и бобовых трав – в среднем на 10%. Препарат обладает также антифунгальным и противонематодным действием;

- Клеверин, повышает урожайность семян клевера на 25% и вы-ход зеленой массы на 9 %.

 

В Институте почвоведения и агрохимии НАН Беларуси созданы препараты:

– Азобактерин, азотфиксирующего действия на основе азоспириллы, предназначенный для инокуляции семян злаковых культур;

- Калиплант, с ростстимулирующей активностью, удобрение способно мобилизовать труднорастворимые формы калия и фосфора.

Наибольший прикладной выход получили разработки Института микробиологии НАН Беларуси, где создан и зарегистрирован целый ряд микробных удобрений для различных сельскохозяйственных культур, а также освоено их опытно-промышленное производство:

– Ризобактерин (регулятор роста растений с азотфиксирующей активностью). Применение Ризобактерина в сельском хозяйстве способ-ствует повышению урожайности озимой ржи, яровой пшеницы, ярового ячменя и овса в среднем на 15 % и снижению доз вносимых под зерно-вые культуры минеральных азотных удобрений на 15–30 кг/га в дейст-вующем веществе;

– Сапронит (на основе активных и специфических для гороха, лю-пина и клевера местных штаммов клубеньковых бактерий). В отличие от известного ризоторфина при производстве Сапронита субстратом-носителем эффективных штаммов Rhizobium в среде культивирования является органический сапропель;

- Вогал( на основе местных штаммов клубеньковых бактерий Rhizobium galegae, увеличивает продуктивность галеги восточной в 1,5 раза);

- Фитостимофос, повышающий урожайность озимой ржи, ярового ячменя, овса, кукурузы, сахарной и кормовой свеклы и осуществляю-щий микробиологическую трансформацию труднорастворимых фосфа-тов почвы и удобрений в доступную для растений форму;

- Биолинум, содержащий азотфиксирующие и фосфатмобили-зующие бактерии, предназначенный для предпосевной обработки семян льна-долгунца с целью повышения урожайности и устойчивости к бо-лезням;

- Ризофос для повышения продуктивности многолетних бобовых трав: галеги, люцерны, клевера. Предназначен для предпосевной иноку-ляции семян бобовых культур (галега восточная, люцерна и клевер), обеспечивает прибавку урожая семян на 21% (клевер), 29% (люцерна), 30% (галега восточная) и получение чистого дохода в размере 177-482 тыс. руб./га;

- Гордебак, основа препарата – высокоактивные штаммы азотфик-сирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов, обладающих комплексом хозяйственно-ценных свойств. Повышает урожайность пи-воваренного ячменя с содержанием белка, соответствующим ГОСТу 5060-86. Его применение эквивалентно внесению 20% минерального азота и фосфора на гектар;

- СояРиз (повышает урожайность сои на 10-15% без внесения азотных удобрений).

В процессе освоения разработанных технологий на РУП «Гродненский завод медпрепаратов», Биотехнологическом центре Института микробиологии НАН Беларуси производство микробных удобрений в 2009 году составило 26845 га/порций (5,4 т).

 

По технико-экономическим показателям (стимуляции роста и развития растений, повышения урожая и качества выращиваемой продукции, уменьшения доз вносимых азотных и фосфорных удобрений) раз-работанные в Институте микробиологии НАН Беларуси микробные удобрения не уступают зарубежным аналогам, а по цене (1,0-3,0 долларов США за га/порцию) являются наиболее выгодными для сельхозпро-изводителей.

В настоящее время в Институте микробиологии НАН Беларуси ведется разработка комплексного биоудобрения для широкого спектра бобовых культур, востребованных в Венесуэле; с 2011 года ведется разработка опытно-промышленных технологий получения полифункциональных комплексных микробных удобрений для повышения продуктивности зерновых, бобовых и лесных культур на основе ризобактерий, арбускулярных микоризных грибов и отходов сельскохозяйственного производства (АгроМик, Бактопин, Полифункур, МаКлоР); технологий применения микробных удобрений в фиторемедиации загрязненных и деградированных сельскохозяйственных угодий, что соответствует приоритетным направлениям фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2011–2015 годы.

Таким образом, разработка технологий получения и применения микробных удобрений является чрезвычайно актуальной как для стран СНГ, в том числе и Беларуси, так и для аграрно-развитых стран. Миро-вые разработчики и производители микробных удобрений работают над совершенствованием их качественных показателей и технологий произ-водства, направленных на ресурсо- и энергосбережение, что делает биоудобрения наиболее привлекательными для использования. В условиях нашей республики очень важным является то обстоятельство, что эффективность микробных удобрений особенно возрастает при использовании на средне и низко плодородных почвах. В Беларуси площадь посевов зерновых и зернобобовых культур - 2040,0 тыс. га, при норме расхода биопрепаратов 0,2 л/га порцию семян минимальная потребность в микробных удобрениях составляет около 408 тонн.

Несмотря на усилия, которые предпринимает Институт микробиологии по продвижению разработанных препаратов на рынок, только отдельные хозяйства осуществляют целенаправленную работу по использованию микробных удобрений в сочетании с минеральными и органическими удобрениями. Мировая практика показывает, что усилий одних разработчиков недостаточно для внедрения микробных удобрений в сельскохозяйственное производство, определяющей здесь является позиция государства. Необходимо обеспечить поддержку процесса экологизации сельского хозяйства со стороны государственных органов управления всех уровней.