Биоудобрения: рост производства и потребления

Биоудобрения: рост производства и потребления

Лариса Южанинова

Эксперты предсказывают существенный рост практически любому сегменту в сельском хозяйстве с приставкой «био» в ближайшие годы, в том числе - удобрениям. Прогнозируется, что этот сегмент будет увеличиваться ежегодно, и к 2025 году рынок биоудобрений достигнет показателя в 3,8 млрд долларов. Практически, во всех аграрных странах увеличивается потребление биоудобрений, растет и количество предприятий, которые их производят.

Без сомнения, использование полезных микроорганизмов в сельском хозяйстве станет трендом ближайшего десятилетия. Такие микроорганизмы естественного происхождения улучшает физико-химические свойства почвы, микробное биоразнообразие и здоровье почвы, рост и развитие растений, а также продуктивность сельскохозяйственных культур.

Полезные в сельском хозяйстве микробные популяции включают бактерии, способствующие развитию растений; азотфиксирующие цианобактерии; микоризные грибы; полезные бактерии, подавляющие болезни растений; эндофиты, повышающие устойчивость к стрессам и микроорганизмы-биодеструкторы. Перечень не окончательный, поскольку исследования в этом направлении продолжаются. При этом, ученые сразу оговаривают, что биоудобрения – не нечто новое и уникальное, а важный дополнительный компонент к традиционным методам управления почвой и урожаем: севооборот, рециркуляция растительных остатков, восстановление плодородия почвы и другим хорошо известным агротехнологиям.

Условия для роста

К началу XXI века для роста сегмента биоудобрений возникло сразу много предпосылок. Главная - деградации и обеднение почв, с которыми химические удобрения уже не справляются. Другая важная предпосылка – способность и готовность потребителей в развитых странах платить дороже за сельхозпродукты, выращенные без применения пестицидов и химических удобрений. Накопление отходов от животноводства и необходимость их правильно утилизировать также подталкивают ученых к разработке новых биоудобрений. Только в России отходы от агропромышленного комплекса оценивается 600 млн т в год (или 225 млн т в сухом веществе), которые занимают порядка 2 млн га сельскохозяйственных земель. Неутилизированные сельхозотходы окисляют почву, загрязняют грунтовые воды и увеличивают выбросы в атмосферу парниковых газов.

Навоз с животноводческих ферм был одним из первых субстратов, который стал широко использоваться для производства биоудобрений.  Сейчас существует несколько десятков разновидностей биоудобрений на основе переработанного навоза. Одна из последних разработок сделана в Республике Казахстан, там создано удобрение на основе отходов птицеферм с использованием штаммов почвенных микроорганизмов, бактерий и актиномицетов. Биоудобрение уже применяется на полях АО «Акмола-Феникс» на площади 30 тысяч га.

Другим исходным сырьем для производства биоудобрений является торф. «Дальневосточная торфяная компания», резидент фонда «Сколково», создала биологическое удобрение на основе торфа и штаммов микроорганизмов. Испытания нового удобрения проводились в хабаровском отделении Дальневосточного НИИСХ на капусте и помидорах. Новое биоудобрение обеспечило прибавку урожая на 18%. Этой новинкой уже заинтересовались китайские и корейские сельскохозяйственные компании. «Дальневосточная торфяная компания» начала экспортировать свой продукт в эти соседние страны, где его используют для выращивания грибов – шампиньонов и как сорбент при утилизации отходов животноводческих ферм.

В Республике Узбекистан совместное предприятие Green biotech при участии Института микробиологии Академии наук создало новые виды биоудобрений для сельского хозяйства «Fosstim» и «Rizokom». В 2019 году биоудобрения прошли испытания и получили положительные результаты: снизилось потребление химических и минеральных удобрений, снизился уровень загрязнения почвы и ее засоленность, увеличилось плодородие земли на опытном участке, а также снизилось потребление оросительной воды на 30%, что крайне важно для засушливых условий.

Подобные сообщения все чаще появляются на страницах специализированных аграрных изданий. Однако, эксперты предостерегают: не стоит относиться к биоудобрениям, как к волшебной палочке, один взмах которой меняет ситуацию. Результат непременно будет, но – постепенно и при условии правильного применения.

Ограничения и рекомендации

Первое, на что нужно обратить внимание при работе с биоудобрениями – это срок годности. В порошковых биоудобрениях он ограничен 6–12 месяцами, в жидкой форме полезные свойства живых микроорганизмов сохраняются до двух лет.

Некоторые биоудобрения создаются специально для конкретной культуры и даже для конкретных условий возделывания. Это значит, их эффективность не будет одинаковой из-за различий в агроклиматических условиях и почвенных факторов. Высокое содержание нитратов, низкое содержание органических веществ, высокая кислотность или щелочность почвы, высокая температура, а также высокий уровень остаточных агрохимикатов отрицательно влияют на эффективность микроорганизмов, входящих в состав биоудобрений. Впрочем, дальнейшее развитие исследований и создание новых препаратов позволяет справляться с этими проблемами. Так, биоудобрения в жидкой форме сохраняют свою эффективность уже при температуре до 45 градусов по Цельсию.

Важно также обратить внимание на производителя и поставщика. Как и на всяком растущем рынке, в сегменте биоудобрений фиксируются случаи недобросовестных поставок, когда под видом оригинального препарата продавались побочные продукты производства. 

Направления исследований

Рынок биоудобрений часть экспертов называют агрессивным из-за быстрого роста и активного использования научных открытий.  Новые препараты для лучшего питания почвы и сельскохозяйственных культур будут выпускаться в новых формах. Одна из них - эмульсии «вода-в-масле». Масло задерживает воду вокруг организма и замедляет испарение воды после нанесения. Это особенно полезно для организмов, чувствительных к высыханию, или в случае использования ирригационных систем. Эмульсии «вода-в-масле» позволяют улучшить жизнеспособность клеток, так энергию их высвобождения. Проблемой остается осаждение клеток живых микроорганизмов во время хранения. Исследования, направленные на решение этой проблемы, ведутся с использованием наноматериалов.

Другой интересной новой технологией является использование бактериальных биопленок в качестве возможного носителя. Полезные биопленки, содержащих как грибковые, так и бактериальные штаммы, были использованы в качестве биоудобрений для различных сельхозкультур. Применение биопленочного инокулянта значительно увеличило фиксацию азота в соевых бобах по сравнению с традиционным инокулянтом. Семена пшеницы, инокулированные бактериями, продуцирующими биопленку, показали повышенную урожайность на умеренно засоленных почвах. По-видимому, это также помогают микроорганизмам выживать после инокуляции даже в стрессовых условиях.

Применение нанотехнологии может также обеспечить новые возможности для разработки биоудобрений. Использование мембран из нанотрубок повышает устойчивость к высыханию, нагреванию и воздействию ультрафиолетом. Добавление наночастиц гидрофобного диоксида кремния размером 7–14 нм в композицию эмульсии вода-в-масле биопестицидного гриба Lagenidium giganteum улучшило свойства композиции и микроорганизмы оставались эффективным после 12 недель хранения при комнатной температуре.

Многолетняя зависимость аграрной отрасли от химических удобрений, похоже, начинает уменьшаться. Биоудобрения дают возможность решить проблему питания растущего населения планеты, не увеличивая при этом нагрузку на окружающую среду.

Анна Кайпанау

При подготовке статьи использована информация сайта правительства РУ и РК, а также портала bio-fit.eu