Соляризация почвы — это нехимический экологически чистый метод борьбы с вредителями с использованием солнечной энергии для повышения температуры почвы до уровня, при котором многие почвенные патогены растений будут убиты или значительно ослаблены. [1] Соляризация почвы используется в теплом климате в относительно небольших масштабах в садах и органических фермах. Соляризация почвы ослабляет и убивает грибы , бактерии , нематоды , насекомые и клещи-вредители, а также сорняки в почве путем мульчирования почвы и покрытия ее брезентом, обычно прозрачным полиэтиленовым покрытием для улавливания солнечной энергии. Эта энергия вызывает физические, химические и биологические изменения в почвенном сообществе. [2] Соляризация почвы зависит от времени, температуры и влажности почвы. [1] Его также можно охарактеризовать как методы обеззараживания почвы или создания подавляющих почв с использованием солнечного света. [ нужна цитата ]
Соляризация почвы — это гидротермальный процесс дезинфекции почвы от вредителей, осуществляемый с помощью солнечной энергии (в ранних публикациях называемый солнечным нагревом почвы) и относительно новый метод дезинсекции почвы, впервые подробно описанный Катаном в 1976 году. [3] Способ действия соляризации почвы сложен и включает использование тепла в качестве смертоносного агента для почвенных вредителей за счет использования прозрачных полиэтиленовых брезентов. [4] Для повышения эффективности солнечного обогрева необходимы оптимальные сезонные температуры, мульчирование при высоких температурах и солнечном облучении , а также влажность почвы. [5] Температура почвы снижается при уменьшении глубины почвы, и необходимо продолжать процесс мульчирования для борьбы с патогенами. Практика соляризации почвы требует, чтобы температура почвы достигала 35–60 градусов по Цельсию (от 95 до 140 °F), что убивает болезнетворные микроорганизмы в верхних 30 сантиметрах почвы. [6] Соляризация не стерилизует почву полностью. Соляризация почвы способствует развитию полезных микроорганизмов в почве . [1] Соляризация почвы создает полезное микробное сообщество, убивая до 90% болезнетворных микроорганизмов. [6] В частности, исследование показало, что после восьми дней соляризации 100% V. dabliae (грибка, вызывающего увядание и гибель сельскохозяйственных культур) погибло на глубине 25 сантиметров. [4] Соляризация почвы приводит к уменьшению количества полезных микробов, однако полезные бактерии, такие как виды Bacillus, способны выживать и процветать при высоких температурах в соляризованных почвах. [6] Другие исследования также сообщили об увеличении количества Trichoderma harzianum (фунгицида) после соляризации. [6] Соляризация почвы позволяет реколонизировать конкурентоспособные полезные микробы за счет создания благоприятных условий окружающей среды. [7] Количество полезных микробов со временем увеличивается, что делает соляризованные почвы более устойчивыми к патогенам. [6] Успех соляризации обусловлен не только уменьшением количества почвенных патогенов, но и увеличением количества полезных микробов, таких как Bacillus , Pseudomonas и Talaromyces flavus . [1] Было показано, что соляризация почвы подавляет почвенные патогены и вызывает увеличение роста растений. Подавленные почвы способствуют развитию ризобактерий и увеличивают общий сухой вес сахарной свеклы в 3,5 раза. [8] Также исследование показало, что ризобактерии способствуют росту растений.на сахарной свекле, обработанной соляризацией почвы, плотность корней увеличилась в 4,7 раза. [8] Соляризация почвы является важной сельскохозяйственной практикой для экологически чистого подавления почвенных патогенов.
В исследовании 2008 года использовался солнечный элемент для генерации электрического поля для электрокинетической (ЭК) очистки почвы, загрязненной кадмием . Солнечный элемент мог стимулировать электромиграцию кадмия в загрязненной почве, а эффективность удаления, достигаемая с помощью солнечного элемента, была сопоставима с эффективностью, достигаемой с помощью обычного источника питания. [9]
В Корее были оценены различные методы восстановления почвенной суспензии и грунтовых вод, загрязненных бензолом, на загрязненной территории заправочной станции, включая фотокатализируемую реакторную систему с солнечным приводом и различные усовершенствованные процессы окисления (АОП). Наиболее синергетический метод восстановления включал процесс солнечного света с использованием суспензии TiO 2 и системы H 2 O 2 , обеспечивающий разложение бензола на 98%, что является существенным увеличением удаления бензола. [10]
Попытки использовать солнечную энергию для борьбы с возбудителями болезней в почве и растительном материале предпринимались уже в древней цивилизации Индии . В 1939 году Гроашевой, использовавший термин «солнечная энергия для дезинфекции песка», контролировал Thielaviopsis Basicola при нагревании песка воздействием прямых солнечных лучей .
Соляризация почвы является третьим подходом к дезинсекции почвы ; два других основных подхода: пропаривание почвы и фумигация ; были разработаны в конце 19 века. Идея соляризации была основана на наблюдениях специалистов по распространению знаний и фермеров в жаркой долине реки Иордан , которые заметили интенсивный нагрев почвы, мульчированной полиэтиленом. Участие механизмов биологического контроля в борьбе с патогенами и возможные последствия были указаны в первой публикации, в которой отмечался очень длительный эффект лечения. В 1977 году американские ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе сообщили о борьбе с вертициллезом на хлопковом поле на основе исследований, начатых в 1976 году, что впервые обозначило возможность широкого применения этого метода.
Использование полиэтилена для соляризации почвы принципиально отличается от его традиционного применения в сельском хозяйстве. При соляризации почва мульчируется в самые жаркие месяцы (а не в самые холодные, как при обычном пластиковом выращивании , целью которого является защита урожая), чтобы повысить максимальные температуры и попытаться достичь смертельного уровня тепла.
В первые 10 лет после влиятельной публикации 1976 года соляризация почвы исследовалась как минимум в 24 странах [11] и в настоящее время применяется более чем в 50 странах, в основном в жарких регионах, хотя были и некоторые важные исключения. Исследования показали эффективность соляризации различных культур, в том числе овощей, полевых, декоративных и плодовых деревьев, против многих патогенов, сорняков и почвенных членистоногих. Выявлены также те возбудители болезней и сорняки, которые не контролируются соляризацией. Исследованы биологические, химические и физические изменения, происходящие в соляризованной почве во время и после соляризации, а также взаимодействие соляризации с другими методами борьбы. Долгосрочные эффекты, включая биологический контроль и усиление реакции роста, были проверены в различных климатических регионах и почвах, что продемонстрировало общую применимость соляризации. Компьютеризированные имитационные модели были разработаны, чтобы помочь исследователям и производителям определить, подходят ли условия окружающей среды в их местности для соляризации.
Также были проведены исследования по улучшению соляризации путем ее интеграции с другими методами или путем соляризации в закрытых теплицах, а также исследования, касающиеся коммерческого применения путем разработки мульчирующих машин.
Использование соляризации в существующих садах (например, борьба с вертициллезом на фисташковых плантациях) является важным отклонением от стандартного метода предварительной посадки, о котором сообщалось еще в 1979 году.