Снижение качества сельскохозяйственных продуктов, глобальные изменения климата, загрязнение почвы и воды, устойчивость вредителей, контакт с пестицидами, хронические заболевания, (раковые опухоли, бесплодие), ожирение, астма, диабет, аллергии – это не полный список последствий применения ядохимикатов в сельском хозяйстве, в связи с чем постепенный переход селського хозяйства на органическое земледелие это не только основной тренд мировой аграной политики, но и вынужденная мера, направленная на всеобщее оздоровление населения. Таким образом важнейшей задачей аграриев становится организация производственной системы, которая направлена на оздоровление почвы, экосистемы и людей.
Несмотря на масштабные усилия ученых, до сих пор недостаточно изучены многие патогены: разновидности ржавчины (грибок) болезнь злаковых культур, вилт хлопчатника, поражающий как хлопчатник так и картофель, томаты, кукурузу и другие растения, а также другие грибы, вирусы и бактерии. Все знают историю новой расы стеблевой ржавчины – Ug99, благодаря глобальным усилиям, казалось бы, проблема была решена. Тем не менее в 2016 году произошла её эпифитотия в Сицилии, а в 2017 году в Швеции. В 2016 и 2017 годах на севере Казахстана и в Западной Сибири стеблевая и листовая ржавчины уничтожили миллионы тонн зерна, которые были обусловлены не Ug99, а другими расами. Опасность урожаю пшеницы также представляет желтая ржавчина, сильное развитие которой наблюдаются особенно в годы со влажной весной. В 2017 г. вспышка этой болезни в Аргентине была самой мощной с 1930 года: фермеры в провинциях Кордова и Энтре-Риос, несмотря на применение фунгицидов столкнулись повторным заражением посевов желтой ржавчиной. Вертициллезное увядание, вертициллез хлопчатника: сновным источником инфекции служит зараженная почва. Гриб может распространяться на полях с комочками почвы, поливной водой, пораженными остатками растений хлопчатника, а также с семенами, собранными с пораженных растений. Вредоносность болезни при высеве неустойчивых сортов очень велика. При сильном поражении происходит полная гибель растений, при слабом на них образуется меньше коробочек, а масса уменьшается на 20-50%.
Не меньшую проблему создают и сорные растения, которые бурно развиваясь лишают полезные сельхоз культуры необходимой влаги и питательных веществ в почве.
Универсального средства лечения указанных выше патогенов и борьбы с сорными растениями на сегодняшний день нет. Единственно верным в борьбе с патогенами представляется только общее оздоровление почвы, севооборот и поддержание стабильно хорошего иммунитета выращиваемых культур. Необходимы также и биологические методы борьбы (полезные микроорганизмы, растворы животного и растительного происхождения). Данный подход уже практикуется за рубежом и приветствуется для внедрения на территории большинства стран.
Так как одним из ключевых элементов, определяющих уровень плодородия почв являются активные соединения кремния, то создать устойчивое органическое земледелие без кремниевых удобрений невозможно в принципе. Основная функция этого элемента – повышение биологической активности почвы, создание и функционирование природной защитной системы растений.
Еще в XIX веке Юстус Фон Либих разрабатывал теорию минерального питания растений, он определил, что для растения существуют четыре важных для жизни макроэлемента: азот, фосфор, калий и кремний. Причем кремний находился чуть ли не на втором месте по участию в метаболизме. Позже российский ученый Прянишников решил, что растениям достаточно трех элементов, и исключил кремний из списка жизненно важных элементов. Однако такие культуры, как пшеница, рис, ячмень, ежегодно выносят 200-250 кг кремния с гектара, но аграрии не заботятся, чтобы восполнить его дефицит. Между тем элемент кремний необходим растениям, чтобы строить свой опорный скелет и усваивать другие вещества. Некоторые агрономы замечают, что внесение большого количества минеральных удобрений не приводит к адекватному повышению урожайности. Оказалось, что им не хватает кремния, который отвечает за активацию выработки ферментов и транспортировку веществ в растении. Кремний связывает воду в клетке растения, переводя ее в гелеобразную форму, и регулирует вязкость цитоплазмы. Когда возникает дефицит воды, то она начинает высвобождаться. Этот механизм позволяет переносить растению стресс во время засухи. Иными словами результатом поликонденсации кремниевых соединений в листьях служит образование гелей SiO2*nH2O, которые, связываясь с протеинами и полисахаридами, накапливаются на поверхности клеточных стенок (Колесников М.П., 2001) и образуют двойной кутикулярно-кремниевый защитный слой толщиной 2,5 мкм. Эффективность кремния в борьбе с фитопатогенами обусловлена несколькими причинами. Он повышает окислительно-восстановительный потенциал клеточного сока растений, что снижает возможность поражения растений. Кремний оказывает ингибирующее воздействие на ферменты патогенов, вследствие чего они не могут распознать растение-хозяина. Кремнийцеллюлозный слой в эпидермальных тканях служит барьером для заболеваний и насекомых-вредителей (Пашкевич Е.Б., Кирюшин Е.П., 2008).
Изученный опыт при внедрении удобрения «НаноКремний» в ближнем и дальнем зарубежье задает точные алгоритмы применения данного удобрения и определяет новый вектор в деле развития сельского хозяйства. В частности, по итогам применения удобрения «НаноКремний», где кремний выступает биологически активным компонентом, сельхозпроизводители Турции, Индии, Молдовы, Российской Федерации, Республики Казахстан, Кыргызстана пришли к выводу, что на злаковых, цитрусовых, овощных культурах и кормовых травах наблюдалось увеличение количества вторичных и третичных корней на 50–100%. Под действием кремния изменилась архитектура клеточной стенки, она укрепилась, и это повысило ее способность к расширению, способствовало росту числа продуктивных стеблей, повысило содержание хлорофилла, чистую продуктивность фотосинтеза, снизило поражение растений болезнями и вредителями. Кремний оказал положительное влияние на качество урожая. Повысились содержания простых и сложных углеводов в сахарной свекле, картофеле, ягодных и цитрусовых культурах, снизилось накопление нитратов и тяжелых металлов в овощной продукции и зерне яровой пшеницы, повысилось содержание аскорбиновой кислоты и сахаров в овощной продукции, улучшилось качество зерна риса, выращенного в условиях засухи. Под действием кремния существенно повышалось содержание сырого протеина в зерне и зеленой массе кукурузы. Удобрение «НаноКремний» представляет большой интерес для земледелия, т.к. способствует росту урожаев (прибавка от 10 до 50%), повышению качества продукции, защите растений от стрессов биотической и абиотической природы. Данные выводы подтверждаются:
- Российский государственный аграрный университет имени К.А. Тимирязева, г. Москва.,
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, г. Москва
- Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н.Прянишникова, г. Москва
- Федеральный научный центр гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана, г. Москва
- ФГБНУ НИИСХ Национальный центр зерна имени П.П. Лукьяненко, г. Краснодар
- Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, г. Орел
- Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, г. Пенза
- Всероссийский национальный НИИ виноградарства и виноделия «Магарач» РАН, г. Ялта, р. Крым
- ФГБНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока», г. Саратов
- ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт Риса», г. Краснодар
- ГНУ ВНИИ масличных культур им. В. С. Пустовойта Россельхозакадемии г. Краснодар
- ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» г. Ростов на Дону
- ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» г. Волгоград
- Нижне Волжский НИИ сельского хозяйства филиал ФНЦ агроэкологии РАН г. Волгоград
- ФГБУ филиал РО Альметьевский «Россельхозцентр» по Республике Татарстан
- ФГБНУ «Волжский НИИ гидротехники и мелиорации» г. Энгельс
- ФГБУН «Самарский Федеральный исследовательский центр» РАН г. Самара
- Филиал ФГБУ «Россельхозцентр по Астраханской области» г. Астрахань
- НИИ овощебахчевых культур и картофеля РУз,
- НИИ селекции, семноводства и агротехнологии выращивания хлопка РУз,
- НИИ зерна и зернобобовых культур РУз – Академия наук РУз.
Ускоренный рост пшеницы, хлопчатника, томатов и других культур в результате применения «НаноКремния» подтверждают и узбекские фермеры Бухарской, Ферганской и Наманганской областей.
Выводы: Кремний, являясь одним из самых распространенных элементов в природе, играет колоссальную роль в биогеохимическом круговороте веществ, присутствует во всех живых организмах, является биоактивным и значимым, элементом в различных биологических системах. Он представляет большой интерес для земледелия, т.к. способствует росту урожаев, повышению качества продукции, защите растений от стрессов биотической и абиотической природы. Поскольку активные соединения кремния являются одними из ключевых элементов, определяющих уровень плодородия почв, то создать устойчивое земледелие без кремниевых удобрений не возможно в принципе. Основная функция этого элемента – повышение биологической активности почвы, создание и функционирование природной защитной системы растений. Современное стремление к экологически чистым продуктам питания в программе «органическое земледелие» дает шанс для этого типа удобрений. Применение удобрения «НаноКремний» в комплексе с другими органическими удобрениями повысит качество и количество производимой сельскохозяйственной продукции и улучшит общее почвенное состояние на полях. Кроме того существенно снизится потребление стандартных вносимых удобрений и химикатов, которые можно экспортировать на внешние рынки. Сельхозкультуры, выращенные на основе экологически безопасных удобрений, органических удобрений, биогенных макро и микро элементов, повысят экспортный потенциал и конкурентоспособность экспортируемой сельхозпродукции с высокой добвленной стоимостью, что положительно отразится на ВВП страны и благосостоянии народа.
