Анализ причин необходимости применения новой «Комплексной Системы мостового земледелия» (КСМЗ) (стр. 2 )

Первоначально в результате фотосинтеза растение усваивает углекислый газ полностью, а воду разлагает на водород (протоны) и кислород, который удаляется в атмосферу. Образующиеся углеводы в темновых реакциях фотосинтеза и ночью и днём затем превращаются в результате пересинтеза с затратой энергии АТФ в другие органические соединения. Энергия АТФ образуется в результате разложения части синтезированных углеводов в реакции дыхания, идущей с забором из атмосферы выброшенного накануне кислорода. Конечным продуктом разложения углеводов в реакции дыхания является углекислый газ, вода и энергия в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Но процент выбрасываемых СО2 и Н2О растениями в процессе темнового дыхания является не очень большим по сравнению с их количеством, усвоенным в процессе световой фазы фотосинтеза. Однако количество углекислого газа, усваиваемого растениями при фотосинтезе листьями из атмосферы, для получения урожайности с/х культур, близкой к пределу их биологических возможностей, является недостаточным.

Значение воды для растений, при традиционном рассмотрении, сводится к тому, что она выполняет там жизненные функции, поддерживающие обменные процессы, является источником их питания. Все физиологические и термодинамические процессы происходят в растении только с участием воды. Без неё, как посреднической среды, невозможен химический, электрический, магнитный, информационный и тепловой обмен между клетками растительного организма.

Важнейшие процессы с участием воды заключаются в том, что она:

- является основной составляющей частью растения (от 80 до 90%), поддерживающей её клетки и ткани в напряжённом состоянии (тургор и осмос);

- выполняет транспортную функцию по доставке питательных веществ тканям и органам при корневом и листовом питании, обменных процессах и синтезе;

- участвует в выделительной функции по удалению из растительного организма вредных и ненужных соединений;

- является терморегулятором, препятствующим перегреву тканей, в том числе свёртыванию таких важнейших белков, как ферменты и гормоны;

- является источником строительного материала, водорода, используемого в процессе фотосинтеза углеводов.

А вот энергетические функции воды в растительном организме как-то необъяснимо не подчёркиваются, хотя она является при фотосинтезе донором электронов и протонного потенциала, который не только участвует в энергетических процессах клеток, но и является главным фактором образования универсального энергетического вещества – аденозинтрифосфата (АТФ).

При сравнении роли АТФ и протонного потенциала в энергетике клеток растений известно, что АТФ используется в основном для синтеза биополимеров и их составных частей, он же осуществляет транспорт веществ через внешнюю мембрану клеток и энергообеспечение её сократительных систем.

Протонный же потенциал питает АТФ-синтетазу, поддерживает транспорт АТФ, АДФ, фосфата, карбоновых кислот через мембраны, регулирует реакции по поставке водорода в восстановительных синтезах, участвует в процессах транспортировки кальция и др. веществ и т. д.

Таким образом, клетки растений имеют два ресурса обеспечения энергетических потребностей. Один из них АТФ – химический, отлично растворимый в воде, удобный для использования в водной фазе клеток, но не подходящий для работы внутри мембран из-за нерастворимости в жиру. Другой ресурс электрохимический, связанный с гидрофобной, мембранной фазой клеток – протонный потенциал.

Для поддержания достаточного энергетического запаса АТФ, клетки имеют буферную систему в виде креатинфосфата, который участвует только в одной реакции фосфорилирования АДФ. Для протонного потенциала также необходима буферная система, тем более, что при энергетическом сравнении с АТФ в клетке его оказывается чуть ли не на три порядка меньше, если он находится в электрической форме. И такой буфер есть. Это калий – натриевый градиент.

Все химические, электрические, термодинамические, транспирационные, а также большая часть энергетических процессов в растениях происходят в водных растворах. Вода составляет значительную долю веса растений.

Таким образом, наличие влаги в почве является, при прочих равных условиях, одним из наиглавнейших условий получения высокого урожая, поскольку вода – важнейшее удобрение. При дефиците влаги в почве, соответственно и в растениях, синтез органики в них почти прекращается, так как нет «сырья» и энергии для этого. Засухоустойчивость растений говорит только об их выживаемости, но отнюдь не о продуктивности. Занятие растениеводством в современных условиях при дефиците влаги – это издевательство земледельца над растениями, почвой и самим собой и

без мелиорации, как говорилось в Приложении 1, получение растениеводческой продукции с нормальной урожайностью проблематично.

Мелиорация требует огромных запасов пресных вод, причём, достаточно равномерно распределённых по площади региона. В Воронежской области лишь небольшое количество рек может служить для этой цели. Запасы подземных вод достаточно велики, и, кроме питьевого и технического водоснабжения населения и промышленности региона, широко используются в орошении площадей садоводческих товариществ. Но основные запасы пресной воды должны накапливаться в поверхностных естественных ёмкостях за счёт выпадающих природных осадков. Огромное количество талых вод почти бесполезно сбрасывается реками в солёные моря. Ещё докучаевские экспедиции в Каменной степи начали сооружать плотины в балках и оврагах с образованием первых прудов и накапливанием в них талых вод. За советское время сеть прудов и водохранилищ значительно увеличилась, но для ведения широкой мелиорации их явно недостаточно. Большим резервом для прудового сбора талых вод являются балки и овраги, не задействованные за прошедшее время из-за отсутствия подстилающих водоупорных горизонтов. Строительство прудов там возможно с применением гидроизолирующих покрытий дна и стенок. Использование же этих оврагов и балок для выпаса мясных пород скота, завезённых в последнее время в Воронежскую область, является не очень умным решением. Для их летнего выпаса нужно использовать культурные орошаемые пастбища, а для зимнего содержания – полуоткрытые откормочные площадки.

Если из воды растения забирают только водород, а кислород выбрасывается в атмосферу, то углекислый газ из воздуха забирается полностью. В Системе земледелия с оборотной вспашкой почвы потребление углекислого газа растениями, как и дыхание, происходит через устьица листьев. Содержание СО2 в атмосфере составляет всего 0,03%. Весной, когда листовой аппарат у них мал, это как раз лимитирует его поступление в растительные организмы. Кроме того, ключевым ферментом ассимиляции углекислого газа в растениях является рибулозодифосфаткарбоксилаза, которая на самом деле обладает двойной функцией: карбоксилазы и оксигеназы. Таким образом, кислород конкурирует с углекислым газом за общий каталический центр в молекуле ключевого фермента. Может показаться, что если растения во время фотосинтеза выбрасывают кислород в атмосферу, то он им не нужен. На самом деле это не так. Кислород нужен в дыхательных реакциях, когда ранее синтезированные днём биополимеры используются в окислительных процессах, в том числе дыхательном фосфорилировании, ещё и ночью. В результате этого процесса энергия Солнца, усвоенная растениями при фотосинтезе днём, используется круглые сутки. Таким образом, существенная часть продукции фотосинтеза нужна только для того, чтобы связать энергию света, превратить её в химическую, и использовать для синтеза совсем других веществ. И лишь часть органического вещества, образующегося при фотосинтезе, используется как строительный материал для этих синтезов.

Растения имеют два процесса знергообеспечения – фотофосфорилирование и дыхательное фосфорилирование. Может показаться, чем ярче свет, тем сильнее должны проходить у растений реакции фотосинтеза с выделением кислорода. На самом деле всё происходит иначе. При сильном освещении скорость потребления кислорода и выделение из листьев углекислого газа возрастает и в фотодыхании бесполезно тратится до половины веществ, накопленных в фотосинтезе. Если к этому добавить особенность, что фотосинтез у растений происходит не во всё светлое время дня, а в течение буквально нескольких часов, то оказывается, что в яркие солнечные дни ассимиляция углекислого газа будет очень незначительной. Правда, такой особенностью обладают только, так называемые, С-3 растения, к которым относится и пшеница. С-4 культурные растения, такие как сорго, чумиза, просо, сахарный тростник, кукуруза, амарант и т. д., у которых несколько иной механизм усвоения углекислого газа, потребляют его за то же время синтеза до двух раз больше, чем С-3 растения.

Ко всему прочему, условия попадания углекислоты через устьица листьев на рибулозодифосфат не очень просты. Устьичные полости не могут сокращаться как лёгкие у животных. Через них наружу вылетает огромное количество молекул воды и кислорода (при фотодыхании ещё углекислого газа), а навстречу им несутся молекулы всех газов, составляющих атмосферу, и среди них тот же углекислый газ, кислород, та же вода. Кроме того, как говорилось выше, «посадочная площадка» у молекул углекислоты и кислорода одна и та же – рибулозодифосфат, поэтому КПД системы понижается. Возможно, что для создания высокого уровня воздухообмена для «отцеживания» углекислого газа, растения при вегетации и испаряют такое огромное количество влаги. Ведь диффузии и осмоса недостаточно.

Но есть ещё один путь поступления углекислоты в растения, который современные Системы земледелия и машин могут им предоставить частично. Это путь не только через листья, но и через корни. Для этого на листья наносятся, а в почву вносятся низкоконцентрированные растворы мочевины и карбоната кальция. Мочевина, попавшая в растения через листья и корни, гидролизуется с образованием аммиака и углекислоты, а карбонат кальция диссоциирует на ионы кальция и остаток угольной кислоты. Правда карбонат кальция плохо растворим в воде, лишь при наличии в почве влаги и углекислого газа он превращается в хорошо растворимый гидрокарбонат. Но опять же, по погодным условиям это не всегда представляется возможным. Кроме того, не обеспечивается непрерывное поступление значительного количества СО2.

Может показаться, что разговор идёт о применении лишь нескольких элементов питания растений. На самом деле это не так. Растениям для правильного развития необходимы свыше двадцати элементов минерального питания, а кроме того, и ряд органических соединений. Питание в совокупности должно являться сбалансированным, непрерывным и дробным. Это питание должно находиться в низкоконцентрированных растворах и постоянно поступать в растения за всё время вегетации. Только при таких условиях возможно их полное развитие, с раскрытием потенциальных возможностей в урожайности. Только так можно получить растения с максимальной поверхностью листьев и высоким хлорофилловым числом для поглощения углекислоты и улавливания солнечной энергии, а также развитой корневой системой.

Но именно эти качества вступают в противоречие с количеством влаги, находящейся в почве и поступающей в растения. Большая поверхность листьев захватывает и большее количество углекислоты из воздуха, она же, да ещё с высоким хлорофилловым числом, фиксирует большее количество энергии. Одновременно увеличивается потребность растений в воде на её испарение и охлаждение листьев.

Современные Системы земледелия работают с растениями вслепую, поэтому получение их урожайности на пределе биологических возможностей сорта является недостижимой задачей.

Утверждения сторонников так называемого «органического земледелия», что только их продукция может быть экологически чистой, и поэтому имеет не очень высокую урожайность, может иметь место только при применении современных Систем земледелия с несбалансированным и недостаточным питанием растений. При использовании современных Систем сплошь и рядом нарушаются основные законы земледелия и растениеводства:

а) закон равнозначности и незаменимости факторов роста растений (тепло, освещённость, влага, питание, структура почвы и т. д.), сущность которого в том, что нельзя какой-то один необходимый фактор заменить другим;

б) закон ограничивающего фактора, определяющий уровень урожайности фактором, находящемся в минимуме;

в) закон оптимума, при котором только наивыгоднейшее соотношение между факторами роста обеспечивает полное развитие растений с наивысшей урожайностью;

г) закон возврата, заключающийся в том, что растения на формирование урожая потребляют из почвы поля питательные макро - и микроэлементы, которые необходимо туда же вернуть в виде неиспользуемой в пищу части синтезируемой органики данного и других полей, так и минеральных удобрений;

д) закон плодосмена, при котором культуры на полях чередуются в пространстве и во времени;

е) закономерность в виде наличия у растений физиологических часов, когда растения реагируют на изменение длины дня, и ускоряют и замедляют своё развитие;

ж) закономерность, учитывающая критические периоды у растений по отношению к питательным веществам.

пытался ввести ещё закон повышающегося плодородия почвы при её безотвальной обработке с оставлением послеуборочных остатков. Но в конце жизни от него отказался из осознания подмены материи (зольных остатков) на энергию. На самом деле существует закон единства и борьбы противоположностей, и от того как он применяется, происходит или повышение, или понижение плодородия почвы.

Следующей составной частью плодородия почвы является гумус. Если чернозёмы самые плодородные и самые богатые гумусом почвы, значит, гумус создаёт урожай, и плодородие почвы определяется гумусом. В то же время урожай растений можно получить и при отсутствии в почве органики, при применении одних комплексных минеральных удобрений. В оптимальные по увлажнению годы, чернозёмы без всяких удобрений дают до 50ц зерна. При внесении минеральных удобрений на нечернозёмных почвах можно получить урожай в 40ц зерна. Отсюда следует, что при внесении минеральных удобрений растения используют их, но это не значит, что гумус не нужен растениям.

В среднем за год с урожаем с гектара почвы исчезает 600…1000 кг гумуса. Поскольку запасы гумуса для богатых чернозёмов исчисляются в 130…220 т/га, то его хватит на 130…360 лет. Кроме того, гумус в почве непрерывно образуется вновь. Но питательные вещества гумуса малоподвижны, их освобождение растянуто во времени и заметно не увеличивают в почве общего содержания растворимых питательных соединений. На малогумусных же почвах, если они не удобряются, урожай снижается, в среднем, через пять лет, при том, что содержание гумуса практически не уменьшилось. Урожайность растений можно поддерживать постоянным внесением органики, так как её разрушение происходит примерно за три – четыре года, и даже многолетнее внесение навоза не увеличивает заметно содержание гумуса в почве. Сам навоз нужен растениям как субстрат, при разложении органического вещества которого освобождаются элементы питания, в том числе углекислый газ и вода. Кроме того, применением одних минеральных удобрений, можно увеличить содержание гумуса в почве за счёт лучшего развития растений и создания ими большей массы корневых и внекорневых растительных остатков.

Система земледелия с оборотной вспашкой, с использованием чёрных паров, основывается на постоянном разрушении гумуса для выделения соединений, необходимых для питания растений. Современные энергосберегающие технологии с поверхностным оставлением послеуборочной органики на полях улучшили положение и немного повысили урожайность с/х культур, но далеко не до такой степени, чтобы она была на пределе их биологических возможностей.

Малогумусные почвы можно улучшить, высевая бобовые травы в смеси с травами, способными усваивать недоступные другим растениям плохо растворимые фосфорные удобрения. Это люпин, донник, эспарцет, горчица, гречиха, овёс и др. Заделывая их растительные остатки неглубоко в почву, уже на второй год можно получать высокий урожай с/х культур. Благоприятное воздействие зелёного удобрения почвы - сидерации, связано с улучшением физических свойств почвы и накоплением легкодоступных соединений для питания растений, важнейшими из которых является углекислый газ и вода. Однако сидерация обогащает почву всего 3 – 4 элементами питания и восполнение остальных 16 – 17 элементов приходиться проводить другими мерами.

Как раньше, да и в современных условиях производится накапливание навоза, его транспортировка на поля и заделка? На фермах он обычно годами вывозится на открытую площадку складирования, где постепенно перегнивает, зарастает и осеменяется сорной растительностью, вымывается дождями с потерей питательных веществ, которые уходят в землю и улетучиваются почти бесцельно в атмосферу, снижает свою энергонасыщенность. Затем загружается в автотракторный транспорт, вывозится на поля и ссыпается там кучами. На поле заезжает бульдозер и распределяет навоз по её поверхности. После авто-тракторно-бульдозерного внесения и запашки навоза понятно, что представляет собой пахотный и подпахотный горизонты почвы.

Третьим лимитирующим фактором при использовании нынешней Системы земледелия является машинная деградация почвы. Культурные с/х растения требуют для развития корневой системы определённой плотности почвы, которая может быть достигнута при её безотвальной обработке дискаторами не только под зерновые, но также под такие клубневые и корневые культуры, как картофель, сахарная свёкла и морковь.

В современных Системах земледелия подготовка почвы к севу и сам сев могут производиться с/х агрегатами с использованием энергонасыщенного трактора со сдвоенными колёсами, первоначально позволяющими, хоть и с трудом, сохранять нужную рыхлость почвы. На этом функции энергонасыщенного трактора заканчиваются до обработки зяби и сева озимых. Его использование на внутрихозяйственных перевозках так разбивает грунтовые дороги, что на них невозможно использовать автотранспорт. А для ухода за посевами нужны лёгкие колёсные и гусеничные пропашные тракторы. Конечно, в большинстве хозяйств после посева и первоначального внесения удобрений, туда уже не въезжают до самой уборки. Но там, где хотят получить хорошую урожайность, занимаются подкормкой растений (в том числе внекорневой), культивацией (на пропашных культурах), борьбой с болезнями и вредителями с проездом по междурядьям или по технологическим колеям (на культурах сплошного рядового посева). После созревания урожая по полям ещё двигается уборочная и автомобильная техника, а позже – техника по внесению органических удобрений. Поэтому понятно, почему верхний слой почвы истирается и теряет структуру, а подпахотный - переуплотнён со смыканием воздушных каналов, что в жаркую и ветреную весенне - летнюю погоду приводит, в конечном итоге, к почвенной засухе.

Только в с/х производстве возможны такие парадоксы: подготавливая почву под развитие культурных растений, мы, тем самым, ухудшаем условия движения с/х техники по полям; прохождение с/х техники по почве и её уплотнение при уходе за теми же растениями, ухудшает условия развития растений и уменьшает урожайность. К тому же довольно большая часть мощности двигателей с/х машин тратится на непроизводительные потери при их перемещении по неприспособленным для передвижения полям.

Следующим парадоксом является решение проблемы не прямым действием, а в обход, сбоку, с тыла. Допустим, существует проблема машинной деградации почв. Проблему пытаются решать использованием лёгкой гусеничной техники, или сдваиванием колёс на тяжёлых колёсниках и т. д. Хотя самое прямое решение вопроса – вообще не ездить по почве. Или проблема нехватки влаги в почве, которую решали лесопосадками, глубокой вспашкой, структурой почвы, верховыми прудами и т. д. в течение более ста лет и не решили до сих пор. А самое прямое решение вопроса - полив, дождевое орошение. Не нужно рассуждать, есть ли вода на Луне или на Марсе, если на Земле нечем орошать поля.

Это во времена , , , , Ю. А Ливеровского, , и др. невозможно было преодолевать лимитирующие факторы урожайности прямым действием в связи с технической и технологической неразвитостью производства. Но уже в 60-х годах прошлого века эти вопросы можно было решать, несмотря на спор социалистических и капиталистических государств, с какого конца бить варёное яйцо, с тупого, или острого, и огромные финансовые затраты на реализацию этой проблемы.

Высокогумусные почвы, содержащие органические остатки, обладают повышенной влагоёмкостью, уменьшенной плотностью, у них лучший водный режим и газообмен. Таким образом, физическая структура почвы также является одной из составляющих почвенного плодородия. Очень часто в почве содержится ещё много питательных веществ, а урожаи на ней падают. И одна из причин этого падения - ухудшение физических свойств почвы.

Структура почвы воплощается в структуре её порового пространства. Эта структура влияет на движение воды в почве, возможность контакта корней растений и почвы и доступность им почвенной влаги. Очень часто бывает достаточным сделать комковатым самый верхний слой почвы, чтобы заметно повысить урожайность растений. Чернозёмные, высокогумусные почвы обладают природной комковатой структурой и это, в свою очередь, обеспечивает их высокое потенциальное плодородие.

Не менее важен механический состав почв. Песок, супесь, суглинок, глина обладают разным плодородием в одинаковых условиях. В них по - разному корни контактируют с почвой, доступность воды при прочих равных условиях также неодинакова. Механический состав определяет водопроницаемость, плотность, твердость почвы. Чернозёмные почвы, в принципе, могут образовываться на любом минеральном субстрате, а гумус может сглаживать неблагоприятные физические свойства почвы, зависящие от её механического состава. Гумус склеивает частицы песка, устраняет его сыпучесть и излишнюю водопроницаемость, и напротив, разрыхляет глины, убирая их слитость, обеспечивая им большую порозность.

От физических свойств почвы, в частности, от механического состава в значительной степени зависит её водный и тепловой режим. Количество воды, потребляемое растениями, значительно превышает поступление основных питательных элементов. Пшеница на широте Москвы забирает с 1га не более 200 кг азота, калия, фосфора в год, в то же время воды потребляет около 1000т. В сухих степных условиях эта цифра увеличивается вдвое и более.

Почва впитывает воду, удерживая её. Это свойство почвы называется влагоёмкостью. Глины удерживают до 60% воды от веса почвы, суглинки-до 40%, супеси-до 20%, пески-до10% и все почвенные реакции идут в почвенных растворах.

Эти реакции также связаны с температурой воздуха и почвы. Повышение температуры ускоряет реакции, увеличивает растворимость твёрдых соединений, уменьшает растворимость газов, ускоряет до определённого предела деятельность микроорганизмов. Положительные температуры – непременное условие жизни растений. Вегетация растений начинается только при устойчивом повышении температуры в 5…100С.

Приблизительно при такой же температуре начинается активная жизнь микроорганизмов в почве, увеличивается растворимость питательных веществ и их усиленное потребление растениями. Температурный и меньше водный режим почвы характеризуется цикличностью, с которой связана концентрация почвенных растворов питательных элементов, а значит, и рост растений. Почвенная влага необходима растениям, а её избыток вреден. Ухудшается воздушный режим почвы, корни задыхаются. В северных широтах, как и в тропиках, почвы от избытка влаги окисляются, гумус разрушается и вымывается, на юге же из-за переполивов почвы засаливаются и также лишаются плодородия.

При оценке плодородия почвы нельзя не рассмотреть и наличия в них солей. При повышенной концентрации в почве растворимых солей в южных широтах часто образуются солоди и солонцы. Их неблагоприятные физические свойства создаются поглощённым натрием и магнием. При избыточном поступлении солей натрия в солонец, он вытесняет кальций и превращает солонец в солончак. В северных районах почва содержит много воды и органических кислот, водород которых также вытесняет кальций и почва становится кислой.

Все почвы можно различать по преобладанию в них кальция, натрия, магния, алюминия и водорода в обменном состоянии. Плодородные почвы богаты ионами кальция и магния, нередок в них и натрий. Малоплодородные земли часто содержат ионы водорода и алюминия. Кислые почвы малоплодородны потому, что не могут дать растениям водорастворимых солей питательных элементов. Поэтому чтобы устранить излишнюю кислотность почв, в них вносят соединения кальция. Щелочные почвы, богатые натрием, после промывки от избытка солей превращаются в солонцы и при их мелиорации также могут давать достаточные урожаи. Нужно также сказать, что плодородие почв с наличием плохо растворимых карбонатов кальция и магния объясняется тем, что при их контакте с дождевой водой, насыщенной углекислым газом атмосферы, а также почвы, они превращаются в хорошо растворимые гидрокарбонаты и питают растения соединениями Са, Мg, а также углекислым газом.

Существует ещё компонент почвы, ответственный за её плодородие. Этот компонент живой, и в большей, или меньшей мере присутствует во всех почвах. Известно, что растения в своей жизни тесно связаны с микроорганизмами и грибами, которые живут в почве, на их листьях и корнях. Они разрушают органические вещества и освобождают из них питательные зольные элементы, а также углекислый газ и воду, некоторые бактерии фиксируют азот атмосферы. Микроорганизмы и грибы выделяют в почву ферменты, чем активизируют почвенные процессы. Плодородие высокогумусных почв не в самом гумусе и содержащихся в нём питательных соединениях, и даже не в создаваемых им благоприятных физических свойствах. Всё это важно в жизни растений, но самая главная роль гумуса – это создание благоприятного режима и условий жизни для микроорганизмов и грибов. Органика, особенно свежая – это их стол и дом. А далее они уже помогают растениям, снабжая их питательными макро - и микроэлементами, гормонами и витаминами. Таким образом, наличие свежей органики, гумуса и микро - и микобиоценоз, который благодаря этому создаётся, являются причиной плодородия почвы. Поэтому высокогумусные, с углеводсодержащей органикой почвы могут принимать большие дозы минеральных удобрений без опасности их отравления. И создание таких богатых органикой, высокогумусных, буферных к неблагоприятным воздействиям почв – одна из основных научных и практических задач.

Ещё одним важным компонентом почвы, создающим её плодородие, являются почвенные беспозвоночные. Из них основу биомассы (50…70%) составляют кольчатые черви. Их жизнедеятельность оказывает решающее влияние не только на создание структуры, плодородие почвы и поддержание этого состояния, но и воздействует на оптимальное развитие и урожайность культивируемых растений. Почва, прошедшая через пищеварительную трубку червей, претерпевает различные химические, структурные и физические изменения таким образом, что питательные вещества принимают более доступную для растений форму. Частички почвы, органический материал, бактерии, грибы, и т. д. смешиваются с пищеварительной слизью и перевариваются. Эта смесь структурируется, в ней увеличивается содержание калия, аммония, становятся доступными фосфорные соединения, кислотность почвы нейтрализуется, повышается её водоудерживающая способность. В пищеварительном тракте червей образуются гуминовые биополимеры (гуминовые кислоты), растворимый и нерастворимый гумус. Выделения червей, копролиты, содержат в общей сложности до 15% гумуса и являются кладовой питательных элементов. В корневой системе растений, насыщенной копролитами червей, обладающих антибиотическими функциями, развивается сообщество полезных микроорганизмов, грибков, которые в совокупности уничтожают болезнетворную микрофлору, обеззараживают почву и создают благоприятную среду для своего совместного существования и развития.

Разветвлённая фактура ходов червей и их копролиты создают такую структуру почвы, которую невозможно добиться почвообрабатывающими орудиями, придуманными человеком. Поэтому, если на поля ежегодно наносить определённое количество органики, не утрамбовывать и не истирать её ходовыми системами с/х машин, в почве можно развести такое огромное количество червей, которые совместно с разветвлённой системой каналов отмерших корней растений создадут такую структуру почвы, когда её механическая обработка окажется излишней. Но современные Системы земледелия и Системы машин подобными возможностями не обладают. Идеалом почвы является такое её состояние, когда при ежегодном весеннем и осеннем внесении органических отходов животноводческих и птицеводческих ферм в смеси с углеводсодержащей органикой, копролиты червей в корнеобитаемом слое составляют 60…70% её количества.

Известно, что растения с ярусным расположением и острым углом прикрепления листьев к стеблю, обладают большим процентом усвоения фотосинтезирующей активной радиации (ФАР), чем растения с углом, приближающимся к прямому. Хорошо облиственные, среднерослые, камышевидные сорта пшеницы с широкими тёмно-зелёными листьями и высоким хлорофилловым числом, большим количеством прочных основных стеблей и подгона с длинными и полностью заполненными зёрнами колосьями, - так выглядят идеальные растения для новых Систем. И нахождение таких сортов пшеницы лимитирующим фактором не является.

Севообороты напрямую не повышают плодородие почвы. Ротация культур в поле необходима ввиду накапливания в почве вредителей и болезнетворных микроорганизмов соответствующего культурного растения. Кроме этого, каждый вид растения специализируется на потреблении из почвы определённого набора питательных элементов, в результате чего там испытывается их дефицит. При чередовании культур в севообороте, растения используют запасы питательных веществ и влаги с разных горизонтов почвы более равномерно и полно. Если какая-то культура долго возделывается на одном поле, то сорняки быстро приспосабливаются, и, размножившись, сильно засоряют землю, отнимая свет, питательные вещества и влагу у культурных растений. Также наступает так называемое «утомление» почвы. При смене яровых, озимых и пропашных культур можно успешно бороться с засоренностью полей и получать высокие урожаи с/х растений.

Неотъемлемой частью технологии возделывания культурных растений является борьба с их болезнями и вредителями. Очень часто при обнаружении локальных мест поражения посевов болезнями или вредителями, последующие обработки их соответствующими реагентами уже являются запоздалыми мерами, не приносящими ожидаемых результатов. Поэтому определяющим фактором сохранения посевов и получения высокого урожая являются упреждающие обработки специальными средствами потенциально опасных полей и участков.

При использовании нынешних Систем лимит такой обработки состоит в уплотнении почвы, трудности проведения наземного опрыскивания на поздних фазах развития растений сплошного посева и его невозможности по погодным условиям, низкой точности и плохой экологичности авиационных обработок.

Выше уже было отмечено, что применяемая ранее повсеместно Система земледелия с оборотной вспашкой (вывоз с полей послеуборочной органики, сжигание стерни, внесение и запашка вглубь почвы незначительного количества органических отходов жизнедеятельности животноводства и птицеводства и корневых остатков, а также минеральных удобрений, укатка почвы ходовыми системами с/х машин т. д.) привели к разрушению структуры почвы, уменьшению содержания гумуса, угнетению её микро- и макробиоценоза, а в итоге, - неуклонному падению урожайности с/х культур.

Переход части хозяйств более десяти лет назад на энергосберегающие беспахотные Системы земледелия, а в ряде случаев на нулевые (оставление на поверхности почвы измельчённой послеуборочной органики, дискование почвы со стернёй и частью её корневой системы перед севом, или прямой сев в стерню, применение незначительного количества минеральных удобрений и т. д.), уменьшили падение содержания гумуса в почве, увеличили углекислотное и водное питание растений, оживили микро - и макробиологическую деятельность в почве, а в итоге, привели к стабилизации урожайности с/х культур, а в благоприятные по влажности сезоны – даже к её повышению. Однако осталась машинная деградация почвы в части её укатки ходовыми системами машин. Также максимальная урожайность с/х культур при использовании этих технологий очень далека до предела их биологических возможностей.