Биогумус обладает высокими потенциальными запасами основных элементов минерального питания: фосфора, кальция, магния и серы. Поэтому им можно заменять внесение соответствующих минеральных удобрений. Добавление в биогумус азотных и калийных удобрений в количестве 10 г аммиачной селитры и 7 г хлористого калия или 8 г сернокислого калия на 1 кг биогумуса резко повышает его удобрительные свойства. Но даже без этих добавок биогумус показал себя как высокоэффективное удобрение. Например, на серых, лесных суглинках биогумус, внесенный под картофель в лунки из расчета 10 кг на сотку в сочетании с куриным пометом в пропорции 5:1, не уступает по эффективности традиционному минеральному удобрению.

Нормы внесения биогумуса

Какие рекомендации существуют при внесении биогумуса в почву для выращивания различных культур?

При высаживании рассады в грунт добавить 1–2 горсти биогумуса в лунку.

При высадке рассады томатов добавить 0,5–1 л биогумуса в лунку.

Под картофель внести 0,5–1 л биогумуса с каждой семенной картофелиной.

После высадки рассады огурцов почву под ними мульчировать биогумусом слоем 1–2 см.

Почву под клубникой мульчировать биогумусом слоем 1–2 см.

Почву под плодовыми деревьями не перекапывать, а ежегодно мульчировать слоем биогумуса 2–3 см.

В настоящее время сфера применения вермикомпостов для производства сельскохозяйственной продукции неуклонно расширяется. Одновременно с этим все отчетливее проявляется необходимость в разработке новых подходов для обоснования эффективности их использования. При практическом применении биогумуса как удобрения возникла проблема научного обоснования его внесения в почву.

Использование любых удобрений предполагает собой определение дозы, кратности, сроков и способов внесения, агрономической и экономической эффективности.

Несомненно, агрономическая эффективность удобрения, оцениваемая по урожайности и качеству продукции, – слагаемое многих факторов: видовой и сортовой особенности растения, характера и состояния почвы, климатических условий и, наконец, природы и свойств самого удобрения. Имеющиеся литературные данные об эффективной или оптимальной дозе внесения биогумуса под то или иное растение на одном и том же типе почвы и в одной и той же климатической зоне весьма разноречивы.

Можно встретить следующие рекомендации: минимальная доза внесения для плодородных почв – 3 т/га, для антропогенно нарушенных – 10 т/га, верхнего предела не существует, частота внесения – 1 раз в 3 года; для деградированных почв – первый раз не менее 10 т/га, в дальнейшем по 3 т/га до достижения удовлетворительного плодородия почвы. Другие экспериментаторы предлагают для улучшения и восстановления плодородия почв, повышения урожайности многолетних трав с точки зрения экологической и экономической наиболее оптимальной считать дозу биогумуса 30 т/га. И это не предел!

Известно выражение, что биогумусом почву не испортишь. Дескать, «пересолить» биогумусом почву невозможно; чем больше вносите, тем лучше. Так есть ли предел дозы биогумуса и верно ли высказывание «чем больше – тем лучше»? Ответ на эти вопросы искали и ищут как зарубежные, так и отечественные исследователи.

Классические аграрные науки оказались не в состоянии объяснить некоторые феномены, связанные с использованием вермикомпостов. Так, в лаборатории экологии почв Госуниверситета штата Огайо под руководством Клайва Эдвардса в 2000 году было установлено, что улучшение роста растений наблюдается при относительно небольшой дозе внесения биогумуса (10–20 %), большая доза внесения не дает дальнейшего улучшения роста. Увеличение содержания биогумуса приводит к уменьшению продуктивности растений. Растения, которые выращивались только в биогумусе (100 %), были значительно короче, имели маленькие листья и меньше весили, чем в контроле (стандартная коммерческая почвосмесь Metro-Mix 360, содержащая выверенное количество различных питательных веществ и микроэлементов, торф и ряд добавок).

Приведем результаты оценки прорастания, роста и урожайности помидоров, выращенных в теплице при внесении биогумуса на основе навоза в коммерческую почвосмесь.

Плоды, которые были выращены на смеси с 20 % биогумуса, весили на 12,4 % больше, чем помидоры, выращенные на контрольной смеси. Добавление в стандартную почвосмесь 10, 20, 40, 60 % биогумуса значительно увеличивало количество помидоров товарного вида. Наилучший результат был получен при добавке 20 % вермикомпоста, где маленьких плодов товарного вида было всего 3 %, средних – 17 %, больших – 80 %. В то же время в контроле маленьких помидоров товарного вида было 34 %, средних – 25 %, больших – 41 %.

Подобные результаты были получены и в открытом грунте учеными из других лабораторий мира.

Исследователи делают вывод, что биогумус, произведенный из навоза, имеет огромный потенциал при использовании его в качестве добавки к почвосмесям, предназначенным для применения в теплицах. Он может быть использован в небольших количествах (20 % по объему) для увеличения продуктивности помидоров. Увеличение содержания биогумуса приводит к уменьшению продуктивности растений. Это яркий пример того случая, когда «больше – не всегда лучше». Такой эффект может быть связан с рядом неизвестных факторов. Однако значительное увеличение роста растений при добавлении 20 % биогумуса может быть обусловлено оптимальным сочетанием физико-химических свойств или присутствием биологически активных субстанций.

Пабло Идальго с соавторами подтвердили, что комбинация копролитов червей с обычной почвосмесью является лучшей средой для выращивания рассады огурца, нежели использование чистого биогумуса. Внесение копролитов в обычную почвосмесь положительно влияло на все стадии выращивания огурцов: прорастание семян, развитие, рост, цветение и плодоношение.

Jim Metzger и D. C. Kiplinger Chair также обнаружили положительный эффект 10–20 % биогумуса, внесенного в обычные почвосмеси, на выращивание рассады цветов. Эффект биогумуса проявлялся на всех этапах: прорастания, роста на ранней стадии, цветения и плодоношения растений. Был сделан вывод, что внесение биогумуса при выращивании рассады может помочь сохранить урожай даже после того, как растение было высажено в грунт, то есть в отсутствие биогумуса.

Подобного рода эксперименты были проведены в теплице научно-экспериментальной базы СибНИИТ с культурой огурца сорта «Вязниковский». Рассаду выращивали на верхнем (пахотном) слое дерново-подзолистой почвы с добавлением различных доз биогумуса: 10, 25, 50 и 70 % от общей массы субстрата. Результаты фенологических наблюдений показали преимущество низких доз биогумуса, не превышающих 20–25 % от общей массы грунта. Максимальная статистически достоверная прибавка массы корней и зеленой массы рассады огурцов была получена в варианте с 25 % биогумуса и составила 31–41 % в сравнении с двумя контролями (№ 1: почва + NPK, № 2: почва + NPK + торф). Положительное воздействие на биомассу огурцов обеспечило и 10 %-ное внесение биогумуса в почву. Этим двум вариантам соответствовали и достоверно лучшие показатели по количеству листьев и цветков. Внесение в почву свыше 25 % биогумуса привело не только к замедлению роста огурцов, но и к резкому подавлению формирования ими цветков.

Результаты агрохимического анализа показали, что с увеличением дозы биогумуса соответственно повышалось содержание в почве подвижных форм питательных элементов. При этом уровень обеспеченности почвы элементами питания в вариантах опыта с 10 и 25 %-ным внесением биогумуса был, практически, на уровне контроля № 2. На основании этого был сделан вывод, что эффективное воздействие биогумуса на развитие огурцов обусловлено не только уровнем питательных элементов биогумуса, но и наличием в нем биологически активных веществ – стимуляторов роста растений.

Небольшие дозы биогумуса оказывали положительное влияние и на активность сапрофитной микрофлоры почвы. Дозы биогумуса, превышающие 25 % от общей массы грунта, отрицательно сказались на численности микрофлоры. Максимальное количество микроорганизмов было обнаружено в варианте с внесением 25 % биогумуса. Дальнейшее увеличение дозы биогумуса привело к угнетению почвенной микрофлоры, что выразилось в сокращении ее общей численности в десятки раз, несмотря на постепенное увеличение содержания элементов питания.

При внесении биогумуса в дозах, превышающих 25 %, уменьшалось количество нитрификаторов, денитрификаторов и, особенно, фосфатредуцирующих бактерий. Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о необходимости строгой дозировки биогумуса при его использовании в виде органического удобрения при выращивании овощных культур в закрытом грунте. Оптимальным следует признать внесение в почву 10–20 % биогумуса по физической массе, поскольку такие дозы биогумуса наилучшим образом влияют на рост вегетативной массы и цветение огурцов, а также обеспечивают наибольшую активность сапрофитной микрофлоры почвы.

Данные результаты указывают на необходимость дальнейших и более глубоких исследований биогумуса, включая его влияние на рост растений в открытом грунте, а также на необходимость исследования экономической эффективности биогумуса при больших масштабах выращивания сельскохозяйственных культур.

В этом аспекте примечательны опыты российского исследователя И. Ю. Винокурова.

Отрицательные величины Бэфф. означают рост распространения болезней в вариантах опыта по сравнению с контролем, положительные – уменьшение. Результаты исследований показали, что внесение минеральных удобрений способствует распространению ринхоспориоза, а внесение навоза – темно-бурой пятнистости. Вермикомпост в дозе 5 т/га подавляет развитие всех болезней растений по сравнению с контролем.

Были также проведены исследования по изучению влияния различных доз вермикомпоста на продуктивность и фитопатологические параметры агроэкологической системы. Так, например, внесение вермикомпоста в дозах 3 т/га и 5 т/га вызывает экстремальные изменения всех параметров агроэкологической системы. Внесение 3 т/га вермикомпоста сопровождается синхронным изменением всех наблюдаемых параметров системы. Максимуму продуктивности соответствуют минимумы биологической эффективности по всем фитопатологиям. Для контрольного варианта, когда вермикомпост не вносился, продуктивность ячменя составила 60,4 ц/га.

И. Ю. Винокуров считает, что в качестве управляющего параметра следует рассматривать скорость нитрификационных процессов. Система при этом может эволюционировать в двух различных направлениях: достигать высокой продуктивности за счет потери плодородия или воспроизводить плодородие за счет снижения продуктивности. При переходе от малых доз вермикомпоста к средним может происходить переключение указанных режимов.

Такое явление, когда обнаруживается сильное воздействие при малых дозах, которое утрачивается при средних и опять восстанавливается при больших дозах, в биофизике называют парадоксальным эффектом. В этой связи с вермикомпостом могут быть связаны перспективы возможности оказывать управляющее воздействие на агроэкологические системы.