У меня общебиологическое образование, поэтому, интересуясь жизнью микроорганизмов почвы, я также интересуюсь жизнью микроорганизмов в кишечнике человека и провожу параллели. На стыке разных наук можно отыскать много интересных мыслей.
Что такое микробиом
На изучение микробиома человека развитые государства всего мира тратят намного больше денег, чем на исследования ризосферы растений. Поэтому новых открытий здесь достаточно много. Сейчас, с началом масштабных геномных исследований самых разных бактериальных сообществ (например, дна океанов или сточных вод), термин «микробном» стал более популярным. Он подразумевает совокупность не столько самих микробов, сколько всех микробных генов, оказывающих влияние на среду, в которой они существуют. Оказывается, и ворсинки кишечника человека, и корневые волоски у растений взаимодействуют с окружающими их микроорганизмами по одним и тем же законам, контролируются сходными древнейшими генами. Именно по результатам генетического анализа было установлено, что в организме человека обитает более 10 тысяч различных видов микробов.
Такое обилие микробов обеспечивает жизнедеятельность человека гораздо большим количеством генов, чем может предоставить сам по себе человеческий организм. По подсчетам ученых, если в геноме человека 22 тысячи генов, кодирующих белки для обслуживания нашего метаболизма, микробном привносит еще около восьми миллионов уникальных кодирующих генов; иными словами, бактериальных генов в человеке в 360 раз больше, чем собственно человеческих.
Такие же процессы происходят и в почве, в ризосфере растений, где ферменты микроорганизмов кормят растения. У людей нет всех ферментов, необходимых для переваривания того, что мы едим, а у корней растений нет многих ферментов для усвоения элементов питания из почвы, отмечают ученые. Большая часть белков, липидов и углеводов нашего рациона расщепляется до способных всасываться кишечником питательных веществ теми микробами, которые обитают в кишечнике. Более того, микробы производят полезные вещества вроде витаминов и противовоспалительных соединений, синтез которых наш геном обеспечить не может. Окружающая среда, наш здоровый сад, формирует здоровый микробном нашего организма.
Все ли знают, кто такие археи?
Итак, попытаемся разобраться в этой невидимой биологической составляющей. Раньше почвенные микроорганизмы ученые изучали с помощью микроскопов и размножали в чашках Петри. Последние пару десятков лет появилась новая наука – молекулярная генетика. И оказалось, что с помощью генетического анализа можно обнаружить в почве на два порядка больше микроорганизмов, чем предполагали раньше. Ученые, основываясь на методах молекулярной генетики, пришли к единому мнению, что в одном грамме хорошей почвы, хорошего компоста или вермикомпоста может содержаться миллиард бактерий и миллион грибов, не считая другие группы микроорганизмов. Современным биологам стало понятно, что экологические взаимодействия между этими группами организмов очень сложны и многообразны. Они осознали проблему, что подавляющее большинство из микроорганизмов (по некоторым оценкам это не менее 99,9 %) не могут быть выделены, выращены и идентифицированы при их культивировании даже с помощью современных лабораторных методов.
В западной литературе уже не пишут просто о бактериях, а всегда пишут «бактерии и археи» (археи не могут быть идентифицированы при их культивировании, они не обладают ядром, имеют свою независимую эволюцию и характеризуются многими особенностями биохимии, отличающими их от других форм жизни). Другими словами, мы знаем, что в почве живут и взаимодействуют между собой миллиарды живых существ, но мы только начинаем понимать, чем всего лишь 0,1 % из этих миллиардов микроорганизмов действительно занимается в почвенной экосистеме.
Наука экология нам подсказывает, что чем больше индивидуальных цепочек «хищник – жертва» содержится в почве, тем сильнее они будут подавлять фитопатогены и защищать наши растения. Это показывает и практика.
Зачем нужны мелкие почвенные хищники?
О роли бактерий и грибов для жизни почвы написано много. О функции дождевых червей знает каждый садовод. Но если спросить, кто играет роль «волка в лесу», т. е. является главным хищником в почве, ответят не все. Оказывается – это простейшие и другие мелкие почвенные хищники. Именно они определяют главный экологический тезис о том, что «целое» – всегда больше «суммы частей». Миллиарды бактерий, миллионы грибов, которые разрушают почвенный опад, контролируются гораздо меньшим числом мелких (микро-), средних (мезо-) и больших (макро-) хищников. Их размеры варьируются в диапазоне от нескольких микрометров до более метра. Список включает в себя: простейших (жгутиковые, амебы, инфузории), нематод, клещей, коллембол, моллюсков, мелких червей – энхитрей, дождевых червей, многоножек, сороконожек, изопод, муравьев, термитов, жуков, личинок двукрылых и пауков. И вот когда в эту живую почву с миллиардами живых существ проникает живой корень со своими выделениями, то система усложняется многократно.
Приведу лишь один пример, который стал известен мне совсем недавно. Концентрация азота в клетках простейших (и круглых червей) ниже, чем в бактериях, которых они поедают (соотношение углерода к азоту в клетках простейших составляет 10:1 и более, а у бактерий – от 3:1). Бактерии, потребляемые простейшими, содержат слишком много азота в соотношении с количеством углерода, необходимого им для питания. Поэтому простейшие высвобождают излишки азота в виде иона аммония (NH4+). И человек, и корова выделяют мочу, пахнущую аммиаком. Так и простейшие выделяют лишний аммиак в ризосфере корней, и это лучшая азотистая подкормка для растений. Так как концентрация бактерий и хищников с их выделениями резко повышается в миллиметровых слоях у корневой системы растения, то, хотя почвенные бактерии и другие организмы быстро перехватывают и поглощают большую часть аммиака, все же часть его потребляется и растением. Таким образом, в реальной живой почве корни не берут азот непосредственно «из трупов погибающих бактерий», а получают через выделения простейших. Задача корня сводится лишь к регулированию бактерий и простейших своими выделениями.
Еще одна роль, которую играют простейшие, – регулирование популяций бактерий. Когда простейшие поедают бактерии, они стимулируют рост их популяции (следовательно, и темпы разложения и агрегации почвы). Этот процесс можно сравнить с обрезкой дерева: если обрезать немного – это улучшает рост, переусердствовать – снижает. Простейшие к тому же – важнейшее звено в системе почвенных пищевых цепочек. Они помогают снизить заболеваемость растений, поскольку конкурируют с патогенами или питаются ими. Все это налаживалось и регулировалось миллиарды лет совместной эволюции растений и почвенных животных.
О некоторых малоизвестных микроорганизмах
О роли бактерий и грибов мы кратко поговорили. А сейчас я продолжу рассказ о самом важном и ценном для практики, что стало известно науке касательно роли отдельных малоизвестных садоводам микроорганизмов, таких, например, как тионовые бактерии, фотосинтезирующие бактерии и почвенные водоросли.
Почвенные водоросли вы можете встретить на любой почве, лишь бы были свет и влага и не применялись гербициды. По сравнению с грибами и бактериями их меньше, всего от 100 до 10 000 на грамм почвы. Как и все растения, они получают CO2 из воздуха и благодаря солнечной энергии синтезируют питательные вещества. Занимают свою важную нишу в пищевых цепочках, имеют свой особый геном и свои продукты обмена. Высшие растения эволюционировали вместе с ними и нуждаются в присутствии их продуктов. Если водорослей мало, то растения начинают страдать и болеть. Собственно, как болеет и человек с обедненным микробиомом.
Видов и родов водорослей много, особенно в тропиках. Некоторые роды, например на рисовых полях, научились фиксировать атмосферный азот, они играют большую роль в плодородии почв. В умеренной зоне преобладают зеленые водоросли (Chlorophyta) и диатомовые водоросли (Bacillariophyta). Что они дают почве? Почему их не стоит травить гербицидами? Да, их мало, но в целом их опад увеличивает накопление органики в почве. Большее значение их в том, что они выделяют слизь, которая «цементирует» микрогранулы и делает почву более гигроскопичной. Корни продуцируют углекислый газ в процессе своей работы и требуют много кислорода, а в почве кислород всегда в дефиците. Поэтому корни выделяют особые вещества, привлекающие водоросли, а водоросли прямо в зоне ризосферы производят кислород для корней. В благодарность водоросли дают корням еще один «бонус»: они имеют гены, позволяющие синтезировать антибиотики, защищающие корни от патогенных бактерий и грибов.
В почвах, где много водорослей, все лишние нитраты ими аккумулируются и не вымываются с дождями, то есть они повышают буферность почвы. Но, хотя не все водоросли сами фиксируют азот воздуха, создавая углеводы, они косвенно, через симбионтных с ними почвенных азотофиксаторов увеличивают накопление азота в почве. Прижизненные внеклеточные выделения водорослей содержат разнообразные органические вещества: органические кислоты, слизи и растворимые полисахариды, жирные кислоты и вещества липоидного характера, растворимые полипептиды, аминокислоты, вещества высокой биологической активности. Состав и количество освобождаемых водорослями внеклеточных веществ равны количеству внутриклеточных (опаду).
Внеклеточные продукты водорослей используются бактериями, которые в естественных условиях являются постоянными спутниками водорослей, населяя поверхность клеток и колониальную слизь. С другой стороны, метаболиты бактерий, в частности азотфиксирующих, могут быть использованы клетками водорослей. На почвах, где нет трав и корней растений, водоросли, пожалуй, единственные выполняют роль «почвенных сидератов», создают структуру почвы. Надеюсь, я убедил всех, что к почвенным азотофиксаторам надо относить и водоросли.
В последнее время список известных азотофиксаторов, как свободноживущих, так и симбиотических, значительно расширился.
Среди азотофиксирующих микроорганизмов особый интерес представляют организмы, сочетающие в одной клетке фотосинтез и способность к усвоению молекулярного азота, – наиболее «совершенные» автотрофы. К ним относятся фотосинтезирующие (фототрофные) бактерии, которые все садоводы применяли в виде ЭМ-препаратов, но не задумывались об их роли.
Один из видов таких бактерий – пурпурные бактерии; они были обнаружены при изучении бескислородного фотосинтеза. Почти все они анаэробы, живут без кислорода. Так, в экспериментах сначала выявили реакцию бактерий на разные концентрации кислорода. Оказалось, что даже при следовом содержании его в среде бактерии перемещались в бескислородную зону чашек Петри. Затем на одну сторону чашки фокусировали свет, оставляя другую темной, – бактерии стремились переместиться в световую зону. Основатели ЭМ-технологий говорят об их роли следующее:
«Почвенные фотосинтезирующие бактерии синтезируют полезные для себя вещества, используя органические вещества из корневых выделений, но главное, используя энергию солнечных лучей и тепла, выделяемого почвой. Полезные вещества, выделяемые ими, состоят из аминокислот, нуклеокислот, биоактивных субстанций и сахара, и все это способствует росту и развитию растений. Эти бактерии концентрируются непосредственно в ризосфере растений и являются ключом для повышения количества бактерий в целом. Увеличение количества фотосинтезирующих бактерий в почве способствует увеличению количества других эффективных микроорганизмов.
С другой стороны, они сами используют питательные вещества, производимые другими микроорганизмами в процессе жизнедеятельности. Этот феномен называется «сосуществование и сопроцветание».
Для чего я акцентирую внимание на этой группе бактерий? Чтобы садовод понял, что в почве в зоне корней происходят сложнейшие процессы, когда вокруг древнейших микроорганизмов, способных аккумулировать энергию солнца, концентрируются стабильные группы из других организмов, и все это способствует длительному взаимному процветанию как растений, так и почвенных организмов. Нельзя на почву смотреть примитивно, как на «желудок коровы, где происходит пищеварение».
Приведу выдержку на эту тему из последних номеров научных журналов по генетике.
«Некоторые бактерии, несмотря на их огромную распространенность в естественной среде, до сих пор не удается культивировать в лабораторных условиях. Так, например, обстоят дела с родом Prochlorococcus, которых называют самыми многочисленными фотосинтезирующими организмами на Земле. Они выполняют большую часть работы по насыщению атмосферы кислородом, океан кишмя кишит этими бактериями, но на протяжении десятилетий попытки вырастить их в искусственных условиях заканчивались неудачей.
Ученые объясняют это тем, что в природе бактерии взаимосвязаны намного сильнее, чем мы можем представить. Разные виды микроорганизмов буквально не могут обойтись друг без друга.
Происходит это потому, что бактерии избавляются от некоторых генов, если понимают, что другой вид в сообществе способен выполнять ту же функцию. Например, бактерия может не выдерживать даже малых количеств перекиси водорода в среде, но при этом у нее нет никаких генов, чтобы ликвидировать токсичное вещество. Это значит, что микроб целиком полагается на своего соседа, который обезвредит яд вместо него. (По сути, микробные ассоциации – на самом деле реальные над организмы.)
Всякая способность, всякая адаптация чего-то стоит: чтобы синтезировать нужный фермент, необходимо потратить ощутимое количество энергии и ресурсов. Ресурсы же конечны, невозможно с одинаковым успехом отбиваться от всех «сюрпризов» среды обитания.
Поэтому бактерии «не упускают случая» отказаться от лишнего белка, раз уж он все равно есть у других. Эксперименты показали, что дублирующий ген не приживается, если в сообществе уже есть кто-то, выполняющий похожую работу. В итоге может случиться, что все сообщество окажется в зависимости от одного вида, который обезвреживает токсины.
Ученые, опубликовавшие статью в журнале mBio, подчеркивают, что это вовсе не предполагает кооперации и даже межвидового взаимодействия, ни о каком симбиозе и речи нет. Бактерии скорее соревнуются, кто быстрее переложит на другого часть своих функций.
С другой стороны, тот, кто оказался крайним, становится необычайно важен для сообщества. Такой вид может быть не слишком многочислен, но без него все остальные не выживут.
Впрочем, такая эволюционная игра довольно опасна: в ней могут проиграть все, если одновременно «скинут» из своего генома один и тот же ген…»
Вывод, который я для себя сделал, прост – человек, как венец природы, да и его культурные растения очень уязвимы, они «скинули» из своего генома миллионы важных генов, переложив их работу на «крайних». Поэтому наша задача – заботиться о биоразнообразии почв, и особенно о тех «крайних», в которых сохранились миллионы нужных нам генов. Я рассказал о роли для растений нескольких таких малочисленных групп: это простейшие, почвенные водоросли и фотосинтетики.
Мало кто слышал о тиобациллах
Те, кто изучал в школе биологию, помнят схемы круговорота углерода в природе. Но ведь есть еще круговорот серы и железа. Если без кислорода где-то гниет белковый продукт, то все почувствуют запах сероводорода. Ведь в белках есть аминокислоты, для синтеза которых нужна сера, и при распаде таких аминокислот выделяются простые продукты, содержащие серу.
Эволюционно появились и микроорганизмы, которые черпают энергию для своего обмена не из углеродистой органики, а из соединений серы. Миллиарды лет назад, на заре становления жизни вокруг вулканов с сернистыми выделениями зародилась жизнь не на основе углерода, а на основе серы.
Ученые открыли сотни тысяч таких микроорганизмов, которые называются тионовые. Большинство из них живут глубоко в иле озер и океанов, не нуждаясь ни в кислороде, ни в органике. Они используют только восстановленные соединения серы как источник водорода. Но в последние годы биологов привлекла редкая группа серных бактерий, которым дали название тиобациллы. Их сейчас усиленно изучают и размножают и все больше находят в озерах Средиземноморья. Их основная особенность в том, что для своего обмена они нуждаются в кислороде. Поэтому они легко растут на средах с органическими субстратами и ассимилируют CO2.
Наиболее изучены Thiobacillus thioparus, оптимальные значения рН, при которых возможен их рост, – от 3,0 до 6,0, они великолепно растут на средах с тиосульфатом. И Thiobacillus ferroxidans выживает даже в концентрированной серной кислоте, растет на средах с сернокислым железом.
Почему я так подробно остановился на тиобациллах? Да потому, что в продаже появились препараты для сельского хозяйства, сделанные на основе этих бацилл. У меня есть эти препараты под названиями «Бионур» и «Тиофер». Оказывается, при нанесении на растения и на почву эти бациллы начинают жить и размножаться, а так как они содержат гены и ферменты, которые обычные микроорганизмы и растения утратили, то происходит изменение многих свойств растений.
Бациллы, размножаясь на листьях, выделяют биологически активные вещества, это дает растениям больше возможности для фотосинтеза. Повышается качество фруктов и овощей, вкус, цвет и запах. Листья становятся толще, крупнее и здоровее, а значит, лучше противостоят любым стрессам и болезням.
Имеет значение и бактерицидный эффект тиобацилл. При размножении тиобацилл в почве подкисляется среда и усиливается ассимиляция азота воздуха, в пересчете на мочевину около 6–8 кг на 1000 м2.
Все эти препараты называют «антифризом» за их главное свойство: после опрыскивания растения начинают накапливать в клетках большое количество углеводов, белков и других питательных веществ, отчего становятся нечувствительными к заморозкам.
В последнее время ученые активно изучают так называемые антифризные гликопротеины (АФГП), в иностранной литературе – «связывающиеся со льдом белки» (ice-bindingproteins — IBPs). Даже при очень низкой концентрации в клетках растений эти белки снижают температуру замерзания жидкости, модифицируют форму кристаллов льда и останавливают их рост. Появились эти белки эволюционно сравнительно недавно, когда растения приспосабливались к оледенениям на планете.
У растений экспрессия генов АФГП происходит во время низкотемпературной акклимации, или закаливания. Но так как антифризные белки родственны белкам, которые синтезируются растением для защиты от патогенов, то, как было обнаружено недавно, некоторые бактерии, в частности Thiobacillus thioparus, заставляют растения вырабатывать антифризовые белки.
Подведем итоги. Большую часть того, как живут и взаимодействуют почвенные микроорганизмы с корнями растений, мы не знаем. Но даже те крупицы знаний, которые нам дает современная наука, мы можем использовать. Например, я осознанно ранней весной опрыскиваю почву качественными ЭМ-препаратами с фотосинтетиками, так как эти бактерии создают вокруг себя стабильные островки жизни и резко повышают обмен питательными веществами между почвой и корнями.
Я осознанно не поливаю почву гербицидами и азотными удобрениями по всей площади. Это убивает почвенные водоросли, а без их генов и энзимов обедняется почвенная жизнь, накапливаются болезни обмена и вредители. А вот опрыскивать поверхность почвы слабым раствором фосфорных удобрений стоит, это приводит к бурному размножению водорослей и действует на почву не хуже посадок сидератов.
Все лето я опрыскиваю растения АКЧ, но только таким, где есть простейшие. Эти организмы охраняют стада бактерий в ризосфере не хуже, чем опытный волкодав охраняет стада овец. Последние годы я получаю большое удовольствие от качества плодов, выращенных на моем участке, ведь качество для меня – это лучший вкус и высокая целебность плодов. АКЧ, которое я стал применять недавно, вносит миллиарды полезных аэробов с сотнями новых полезных генов, и все это опосредованно улучшает и мой микробном, и микробном членов моей семьи. Правда, не забывайте, что внося АКЧ, надо создавать и доступную еду для бактерий в виде настоев сладких сорняков и веточек клена или просто старого разбавленного компота.
В новом сезоне я буду шире применять тиобациллы на своих посадках – весной для защиты от заморозков, летом для защиты от болезней. И таким образом смогу резко уменьшить пестицидную нагрузку на свой сад.
Кто формирует в почве микрогранулы?
Чем выше биоразнообразие почвенной биоты, тем лучше формируются микрогранулы почвы, строятся микрогалереи, повышается пористость, увеличиваются в сотни раз площадь внутренней поверхности почвенных частиц и, естественно, площадь обитания микроорганизмов. Все это формирует разные экологические ниши для микробов и, как следствие, – контролирует болезни и вредителей.
Поговорим на эту тему подробнее. Почвы на наших грядках отличаются по составу (глина, песок), по размерам частиц, по степени выветривания, по слоям (профилю) – чем выше слой, тем больше органики и кислорода. Все это надо знать садоводу, чтобы понимать, как управлять процессами в почве. Ведь структура почвы, размер частиц, степень разложения органики определяют размер почвенных стабильных агрегатов, размер пор и, как следствие, площадь пленок воды, в которых сосредоточена жизнь микробов и корней.
Надо помнить всегда и другое. Чем больше корней культурных растений и дикоросов пронизывают почву, чем больше органики из корневых выделений и отмерших корней поступает в почву, тем быстрее и в большем объеме нарастает почвенная биота. Почва в процессе эксплуатации всегда меняется. А вот качество этих изменений зависит от садовода.
Остановимся на этом немного более детально. Бактерии и грибы всегда прячутся от почвенных хищников в мелких порах и в глубине гранул. Как только мы лопатой нарушили их убежища, все, что оказалось вне укрытий, тут же съедается ползающими коллемболами, амебами и другими хищниками. Поэтому бактерии и грибы обычно живут оседло, колониями. Они прикрепляют себя к глинистым и перегнойным частицам жгутиками, полисахаридными смолами, грибницей. Чем больше глинистых частиц, тем тоньше поры, куда нет хода хищникам. И наоборот, слишком плотная глина непроходима даже для мелких бактерий, поэтому органика в ней не разлагается годами и не доступна корням.
Но вот на грядки приходят черви, клещи, многоножки, нематоды, они прокладывают норки, заглатывают органику вместе с глиной и песком, в их полостях работают более быстрые микроорганизмы, переваривая и разлагая с огромной скоростью почвенные частицы и попутно переваривая другие микроорганизмы, выделяя копролиты в почвенных ходах, куда устремляются воздух, влага и корни. Управлять этими процессами можно. Не следует переворачивать почву с ног на голову, надо просто регулярно насыпать сверху органику с правильным соотношением азота к углероду и увлажнять почву.
Несколько слов о внесении органики
Если садовод научен смотреть на органику как на питание (NPK) для корней, толку бывает мало. Такой садовод закапывает в грядки свежий навоз, делает слой органики в «теплых грядках» иногда метровой толщины, под растение насыпает толстый слой свежих сорняков, которые гниют после дождя. Рано или поздно и эта органика принесет пользу, но вначале она нарушит и структуру почвы, и жизнь биоты, особенно быстро уничтожив почвенных хищников. Поэтому важно знать, в каких условиях быстрее всего заводятся мелкие почвенные животные, и вносить именно такую рыхлую органику с соотношением азотистых и углеродистых отходов 1/30 с целью создания условий жизни мелким хищникам. А они обязательно и накормят, и защитят ваши растения. Крики соседей, что в рыхлой органике много всяких вредных жучков, червячков и улиток, которые съедят корни и надо их всех убить и закопать, – это вредный миф.
Главное – постоянство. Понемногу, в течение всего года, много лет подряд мульчируйте землю тем, что можно найти рядом или недорого привезти, при этом внимательно корригируя азот или углерод. В любых постоянных условиях наладится свой биоценоз, лишь бы была энергия доступного углерода для бактерий и грибов.
Микробиота научится вырабатывать необходимые ферменты для разложения имеющихся энергетических продуктов, прежде всего целлюлозу, секретами привлечет азотофиксаторов, которые добавят в пищевые цепочки почвы соли азота. Чем лучше будет соотношение глины, песка и гумуса, чем меньше будут поры, тем больше почвенных бактерий спрячется от хищников, быстрее и лучше они переработают вносимую органику, накормят растения. А если вы мульчей сохраните влагу и воздушные поры, то и для корней, и для биоты наступят райские условия жизни, сформируется стабильная экосистема.
Как разлагается органика в почве?
Попытаемся поразмышлять дальше, какие превращения происходят в почве, если сложилась стабильная почвенная экосистема. Вспомним, что такое органическое вещество почвы.
Органическое вещество почвы состоит из углеродсодержащих соединений, образующихся в результате биологических процессов. Стоит помнить о двух главных направлениях: разложении опада и разложении почвенных организмов, которые размножились на секретах корней и опаде корней. Поэтому органика почвы – это всегда разная степень разложения клеточной структуры растений и животных. Медленнее всего разлагаются лигнин и хитин.
Но кроме мертвой органики в почве всегда есть живые корни, живые микроорганизмы и крупные почвенные животные. Чем их больше, тем почвы обычно плодороднее и лучше противостоят стрессам.
Растения получают углерод только из атмосферы, они не могут усваивать огромные запасы углерода в виде CO2 и глюкозы из почвы. Различные спекуляции на этот счет наукой не подтверждаются. Несмотря на эксперименты с CO2 и корнями, в реальной почве CO2 не играет никакой важной роли в жизни растений. Есть много промышленных теплиц, где с поливной водой вносят в почву CO2 в огромной концентрации, но корни его не всасывают, он просто медленно поднимается вверх и всасывается листьями через устьица, повышая фотосинтез и урожай. Урожай в теплицах при прочих равных условиях всегда зависит от содержания CO2 в воздухе и не зависит от его содержания в почве.
В теплицах, где не вносят дополнительный CO2, в летний солнечный день листья быстро его «выедают», содержание падает ниже 0,01 % и фотосинтез прекращается, и несмотря на то, что в почве днем концентрация CO2 очень высока из-за разложения органики, корни ее почти не усваивают. В растения углерод поступает всегда из воздуха, в листьях (и в корнях) синтезируются более сложные органические соединения. Эти соединения попадают в почву и разлагаются гетеротрофными микроорганизмами. Получается, сколько органики растение синтезирует и отдает почве, столько и поступает энергии для жизни биоты. Но садовод может внести в почву дополнительную органику, чем резко ускорить процессы почвообразования; или неразумно внести минералку и пестициды, тем самым замедлив эти процессы.
Правильнее рассматривать как основной процесс именно фотосинтез, точнее, производство растением органических веществ, а далее смотреть, что улучшает ситуацию. Например, продолжительность и интенсивность света, концентрация CO2 в воздухе, движение его ветерком к листьям и его количество в микрозонах устьиц. Наличие и доступность питательных веществ в почве, а также влаги и тепла. Наличие симбионтной биоты в почве со своими гормонами и витаминами, нужными растениям.
Приведу примеры, чтобы подчеркнуть важную мысль. Внесите в виде мульчи на одну грядку траву люцерны или льна, на другую – траву лебеды. Стебель люцерны очень крепкий. Он состоит из сложных прочных молекул лигнина, при этом вместе с целлюлозой этот лигнин включен в прочнейшие стенки клеток растения. Разорвать эти связи способны только ферменты редких грибов. Поэтому гумус из этого лигнина сохраняется в почве сотни лет и определяет ее пористость.
Лебеда состоит из простых белков, Сахаров и небольшого количества целлюлозы. Она разлагается очень быстро, почти не оставляя гумуса, сразу же включаясь в пищевые цепочки микроорганизмов, и поставляет растениям много азота. Микроорганизмы также быстро или умирают, или поедаются хищниками и кормят азотом растения, а вот гумуса после себя почти не оставляют, потому что не содержат структурно сложных молекул, таких, как лигнин. На первой грядке растения вырастут слабее, а гумуса станет больше, на второй растения будут жировать, а содержание гумуса падать.
Лигнин и стабильный гумус
Лигнин образовался в процессе эволюции не сразу, а только тогда, когда в растениях появились сосуды. В отличие от целлюлозы, которая состоит из линейных цепочек Сахаров, лигнин состоит из молекул с трехмерной закольцованной структурой.
Грибы (бактерии) своими ферментами легко разрушают целлюлозу и черпают из нее энергию. Для разложения же лигнина ферментов и энергии надо затратить больше, а так как в лигнине практически нет азота и других дефицитных элементов, то ради одной энергии углерода микроорганизмы с ним «не связываются».
Сосудистые растения приспособились утилизировать лигнин и с его помощью укреплять стенку проводящих сосудов. Как только в природе появился опад сосудистых растений, то есть образовалось много лигнина, появились и грибы базидиомицеты, которые переводят его в гумус.
В почве гумус включился в дальнейшие цепочки почвообразования и сыграл ведущую роль в «строительстве домов и городов» для почвенной биоты, определяя структуру почвы и ее способность делать доступными для корней дефицитные минералы почвы. Почитаем, что пишут ученые о том, как образовался гумус черноземных степей.
«Максимальное накопление гумуса в мощных тучных черноземах связано с разложением большого количества корневых остатков в условиях весеннего максимума влаги при ограниченном сквозном промачивании гумусового горизонта.
Сухой летний период играет важную роль в образовании и накоплении гумуса черноземов по следующей причине: недостаток влаги в почве к концу лета подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, разлагающих и минерализующих растительные остатки, но в это время продолжают интенсивно работать ферменты, играющие существенную роль в процессах собственно гумификации.
В течение вегетационного периода содержание гумуса в типичном черноземе под целинной степью закономерно изменяется, уменьшаясь приблизительно к концу июня и снова повышаясь в сентябре. Гумус обильно снабжает элементами минерального питания интенсивно вегетирующую в это время растительность.
В конце же лета он как бы «отдает» почве новое синтезированное органическое вещество взамен старого, израсходованного почвой на минерализацию в период бурного роста вегетативной массы.
В самом верхнем, наиболее корнеобитаемом слое чернозема (0–5 см), сезонные изменения содержания гумуса достигают 2 %: содержание гумуса сначала уменьшается с 10–11 до 8–9 %, а к осени более или менее восстанавливается до первоначального уровня. Потеря 1–2 % гумуса – это 25–30 т/га. Невозможно предположить, что такое количество гумуса за 2–3 мес. может восстановить опад корней. Самих корней в верхнем 20-сантиметровом слое чернозема содержится 18 т/га. Откуда же берется органический материал – источник пополнения гумуса в черноземе к концу вегетационного периода?
Этим источником являются не только опад корней и надземная масса степных трав после ее отмирания, но и прижизненные корневые выделения, которые тоже подчинены сезонной ритмике и достаточно обильны в целинностепных черноземах…»
Я хочу подчеркнуть, что даже в степях, в дикой природе гумус прирастает очень медленно, тысячи лет. А вот падает в периоде вегетации растений летом и возрастает осенью на 2 %. Посадка сидератов мало меняет скорость накопления гумуса. Да, сидераты осенью дадут прибавку 1–2 % гумуса, но ведь за лето они и съедят эти 1–2 %. Без внесения щепы из сладких веточек или другой дополнительной органики нам не обойтись. Щепа, веточки, скошенные травы, соломистый навоз и опилки в саду под деревьями дают быстрое накопление долгоиграющего гумуса, намного выше, чем в открытых степях Черноземья.
Последние годы я все свои земли стал опрыскивать гуматами весной и осенью («Агровит-Кор»), их еще называют катализаторами почвообразования, поэтому за лето у меня гумуса разрушается менее 1,5 % и прибывает к осени выше 2,5 %. Почва становится темнее и структурней, а в сентябре остается теплой и мягкой, как перина.
В свежем опаде находится много разных органических молекул, некоторые из них быстрее перерабатываются почвенными организмами, чем лигнин или целлюлоза. Например, крахмал и аминокислоты – это простые органические молекулы, первыми вступающие в процесс разложения. Очень много почвенных бактерий и грибов имеют ферменты, необходимые для этого процесса. Все видели, как быстро скисает мясной бульон или ягодный сок. Разложение крахмала и аминокислот обеспечивает большую часть энергетических потребностей микроорганизмов почвы. Поэтому так эффективны подкормки растений настоями, например крапивы или окопника, где много Сахаров и белка.
В противоположность этому фенольные соединения, воски и лигнин состоят из более сложных органических молекул и в почве не деградируют в течение очень длительного периода времени. Но бактерии, грибы, черви с клещами перерабатывают органику в особых условиях, когда есть влага, воздух, нужный уровень рН и температура. Об этом часто забывают начинающие.
Органика, тонким слоем положенная на песок, высохнет, закопанная глубоко – заплесневеет, сгниет. Опилки без азота закислят почву, пищевые отходы и зеленые листья из-за избытка азота загниют и вызовут гниение ствола растений и корней.
Процесс разложения органических веществ называется минерализацией. Во время минерализации элементы, которые были частью структуры органических молекул, пройдя серию пищевых цепочек, постепенно окисляются до менее сложных форм, в конечном счете превращаясь в неорганические молекулы, которые и усваиваются корнями. Цель у микробов чисто утилитарная – забрать из органики энергию углерода, NPK и микроэлементы и построить свои тела, прежде всего нуклеиновые кислоты, белки и клеточные стенки.
Главный дефицит для них – углерод с его энергией, второй лимитирующий фактор – азот, а вот в почве, богатой микроорганизмами, например пролитой АКЧ, при достатке энергии Сахаров из органики дефицита азота нет, аммоний синтезируется из воздуха множеством почвенных азотофиксаторов.
Таким образом, при разложении органики, в которой обычно много азота и фосфора, в богатой гумусом почве быстро создается избыток этих главных элементов, больше, чем требуется для дальнейшего роста микроорганизма. Излишки связываются минералами почвы или накапливаются в клетках микроорганизмов. На почвах, бедных глиной и микроорганизмами, все это уходит в реки. Если в органике достаточно лигнина, то образующийся гумус адсорбирует избыточный азот и фосфор, и почва быстро наращивает плодородие.
Целинные черноземы – бесценное богатство
Моя Живая земля, где содержание гумуса быстро прирастает – мое бесценное богатство. Наряду с минерализацией идет и процесс иммобилизации, то есть происходит накопление питательных веществ в клетках организмов почвы, и эти вещества становятся временно недоступны для растений. Таким образом, питательные вещества в начале разложения органики накапливаются в микробной биомассе грунта.
Иммобилизация азота почвенными организмами часто представляет значительную проблему для растений. Азот является важным элементом для всех организмов, за него всегда идет борьба между биотой и растением. Дикие растения имеют множество способов отнимать азот у микробов, привлекают хищных амеб, вступают в симбиоз с азотофиксаторами, секретируют много Сахаров в почву. Культурные растения не всегда сохраняют эти приемы. Поэтому садовод должен следить за процессами в этой конкурентной борьбе и подкармливать растения азотом, но помнить, что лишний азот угнетает биоту нарушает почвенные пищевые цепочки. А перекормленные азотом растения привлекают вредителей. Поэтому иногда подкормки компостными чаями с микроорганизмами работают намного мягче и эффективнее, чем подкормки минеральными солями.
Поговорим о соотношении углерода к азоту (C/N) в органическом веществе. Разные растения имеют разные соотношения углерода к азоту в составе своих клеток. Например, бобовые имеют более высокую долю азота, чем злаковые травы. Различия в C/N растительного опада влияет на круговорот азота (и других питательных веществ) в почве. Органическое вещество с высоким C/N не может удовлетворить потребности микроорганизмов в азоте для своего роста. А опад из растений с низким C/N, таких, как бобовые, обеспечивает быстрый рост микроорганизмов.
Если почвы окультурены, гумуса много, доступного азота в почве достаточно для удовлетворения роста растений, то минерализация органического вещества, даже бедного азотом, не повлияет на рост растений в краткосрочной перспективе. Наоборот, на бедных почвах внесение соломы и опилок вызывает острую нехватку азота у растений. Такие почвы надо мульчировать вначале готовым компостом и постепенно добавлять грубую углеродистую мульчу, сочетая ее с богатыми азотом зелеными травами.
Понимание этих процессов приходит к садоводу не сразу. Умение вносить органику с нужным соотношением C/N сродни умению ездить на велосипеде. Набьете шишек – научитесь.
Ученые доказали, что регулярное внесение органики с высоким содержанием азота часто не меняет общее содержание углерода в почве, гумус не накапливается, а плодородие растет. Почему? Оказывается, весь вносимый углерод входит в состав живых почвенных микроорганизмов, гумуса при избытке азота становится меньше, а биомасса микробов нарастает. И наоборот, при регулярном мульчировании почвы щепой лиственных веточек, в которых много лигнина и Сахаров, содержание стабильного гумуса нарастает. При этом и биомасса микроорганизмов тоже может возрастать. Это сохраняет плодородие почвы в долгосрочной перспективе.
В природе подобные процессы происходят на Сахалине. Горные ручьи выносят в долины глинистые частицы, песок и ил, на них вырастают гигантские широколиственные травы. Появление таких трав – показатель хорошего соотношения ила, песка и глины в наносных почвах. Опад зарослей гигантских горцев и борщевика содержит много лигнина, много Сахаров и достаточно белка. В почвах быстро накапливается одновременно и гумус, и почвенная биота. Формируется особое, очень активное почвенное сообщество, с очень сложными и стабильными трофическими цепями.
Разнообразие микроорганизмов и почвенных животных в этой системе очень высокое. В таких почвах обнаружены «высокоскоростные» марганцевые бактерии, которые перерабатывают органику с огромной скоростью. Перенос подобной почвы на грядки и в сад приводит к гигантизму культурных растений в течение 2–3 лет. А если продолжать мульчировать эти грядки опад ом горцев и не убивать биоту «химией» и лопатой, то стабильные урожаи без болезней можно получать очень долго.
О процессе компостирования
Есть ли принципиальные различия в разложении органических веществ в тонком слое мульчи на грядке и в большой компостной куче? И здесь, и там органическое вещество разлагается почвенными организмами. Разница в том, что процесс компостирования в куче происходит при высоком содержании азотистых веществ (на 30 частей углерода 1 часть азота), большем содержании доступных для быстрого разложения Сахаров и белков, при достатке фосфора и извести, частом рыхлении, позволяющем насытить компост кислородом, в толстом слое компоста, когда происходит его самосогревание. Еще важнее, что в компосте нет живых корней растений с их активной ризосферой.
Высокая температура в компостной куче приводит к гибели нестойких к повышенным температурам бактерий и грибов, гибели патогенов и семян сорняков, селекции термофильных микроорганизмов, которые становятся доминирующими. Но при этом теряются энергия Сахаров и азот аминокислот. Все эти искусственные условия обычно создает неопытный садовод, чтобы получить так называемый качественный перегной, или компост. Для начинающего важно получить компост без сорняков и патогенов, для меня же важно сохранить и приумножить биоту, но об этом ниже.
Почему садоводы любят компостировать органику? Так их учат учебники. Так удобнее вносить небольшие количества перегноя на грядки под зеленные культуры. Так безопаснее в плане патогенов и сорняков. И вроде бы это не минералка, а органика. Однако для растений внесение такого искусственного компоста похоже на внесение слабых растворов минеральных удобрений, так как содержание азота в компосте из «горячих куч» очень высоко и приводит к азотистому перекорму.
Почему среди любителей органического земледелия распространяется мнение, что органику надо вносить сразу на грядки? Да потому, что такая органика пронизывается корнями и сразу включается в пищевые цепочки; нет потерь Сахаров и азота аминокислот. И в этом они правы. Даже на тучных черноземах корни за лето выедают 2 % гумуса, а тут мы сразу даем компост, который содержит энергию в виде доступных Сахаров и аминокислот.
Беда в том, что не всякую органику можно внести на грядки, и не под всякую культуру.
• Что делать с выгребными туалетами? В компосты они пойдут. На грядки – нет.
• Что делать с опилками и стружкой? На дорожки и в компост пойдут, на грядках – заберут азот.
• А свежие сорняки? Проще в компост, на грядках избыток зеленых сорняков в случае дождя вызовет гниение стволов растений.
• «Вонючки из сорняков» могут быть опасны на нежных культурах, часто при попадании на листья они провоцируют развитие грибковых заболеваний. В настоях сорняков содержатся анаэробы, а их действие непредсказуемо.
У меня нет проблем с тем, как использовать органику. Все идет в качестве подстилки моим животным. Затем подстилка с навозом выдерживается в мешках, перепревает лишь частично, лигнин и целлюлоза сохраняются, потерь азота при низких температурах нет, сорняки корнями прорастают в мешки, заводятся черви и прочие животные. Таким полукомпостом я и мульчирую свой сад и огород. Возить подсохшие мешки удобно, вносить на грядки рыхлый соломистый полуперепревший навоз с запахом грибов тоже не тяжело.
Часть подстилочного навоза я складываю на год лежать нетолстым слоем в зарослях окопника. Получается «компост из мусорной кучи», сдобренный биологически активными выделениями корней окопника. Такой компост идет для производства АКЧ и для внесения на грядки с нежной салатной зеленью.
Мою концепцию будут критиковать с двух сторон. Фанаты минеральных удобрений скажут, что биота – это сложно и непрактично. Весь мир кормит растения качественной минералкой и обгоняет по урожайности и дешевизне любого «природника».
Фанатичный «природник» скажет, что все эти идеи взяты из западной литературы, и я покушаюсь на основные постулаты российского природничества.
Мне бы хотелось, чтобы мой читатель просто задумался: ведь если мне удалось создать Живую Землю и вырастить Экологический Райский Сад для своих внуков, то и он сможет это сделать.
Базидиомицеты и мульча из сладких веточек
Я решил по-новому взглянуть на интересующую многих садоводов тему о накоплении и роли гумуса в почве, обсудить новый мировой опыт по этой проблеме.
Гумус – это не питание для корней! Так утверждают теперь многие приверженцы органического земледелия. Гумус для меня – более широкое понятие, гумус – это не только накопленная в почве энергия стабильного углерода, но и важнейший почвообразователь. Он в огромной степени определяет стабильность почвенных агрегатов. Эволюционно без агрегатов не могут жить грибы, простейшие, бактерии, водоросли, вирусы. А без микроорганизмов нет почвообразования, не растут и не производят органику растения, не бывает опада. Поэтому на вопрос: что делать практически, я отвечаю: при внесении органики нужно, чтобы она не только сгорала до CO2, но и оставляла после себя много стабильного гумуса. По-простому – для того чтобы накапливался чернозем.
Процесс компостирования приводит к потере органических материалов, это плохо. Но ферментативное сгорание способствует разрушению полифенолов (их много в опилках) и патогенных организмов, это хорошо. Поэтому органику в некоторых случаях компостируют. Нельзя забывать, что для капризных овощных растений хороший компост с высоким содержанием доступных и сбалансированных NPK – лучший способ подкормки, когда корни берут питание непосредственно из компоста, минуя микробные пищевые цепочки.
Последнее время я использую АКЧ. Для его производства беру компост не из компостной ямы, а из «мусорной кучи», где главное богатство – сложившиеся системы хищник – жертва. Позднее я подробно напишу, как на практике делать такой компост. Таким образом, компост бывает разный по биоразнообразию, и гумус бывает разный по стабильности, и цели у садовода разные, краткосрочные и долгосрочные.
Идею о важности динамического поступления органики из мульчи я разделяю и применяю на практике, но чуть иначе. Когда я вношу сильно перепревшую органику, я понимаю, что «динамическое плодородие» страдает. Микробные цепочки в питании корней участвуют слабо, они уже поработали с органикой вне зоны корней, энергия углерода частично потеряна. Поэтому при любой возможности я стараюсь мульчировать грядки органикой слабой степени разложения, где энергии углерода больше, но не в ущерб нежным культурным растениям. В моем компосте из подстилочного навоза всегда достаточно органики, постепенно включающейся в пищевые цепочки.
Суть «динамического плодородия» я объясняю проще.
Мульча из слабо разложившейся органики, точнее, энергия углерода (углеводных соединений), в аэробных и влажных условиях включается в трофические цепочки без потерь. Естественно, органика хорошо усваивается в оптимальное для растений теплое время года, в нее прорастают корни, и, через многочисленные и сложные симбиотические механизмы (один из основных – простейшие), мульча все лето кормит растение, как любят подчеркивать природники, в динамике. Снабжает растение не только NPK, но и гормонами, и витаминами. Даже мой внук-первоклашка понял, что простейшие писают на корни мочевиной с гормонами и витаминами.
Нельзя забывать о том, что мульча и компостная куча – разные вещи. В реальной почве при мульчировании грубой органикой за питательные элементы идет жесточайшая борьба. Поэтому растение «покупает у микроорганизмов нужные вещества, платя им сахарами и гормонами». Как более развитое существо, именно растение управляет процессом разложения органики. «Покупая» у микроорганизмов азот и витамины, оно снижает урожай, но улучшает качество плодов. Если же мы даем готовый азот из минералки, мы повышаем урожай, но снижаем биологическую ценность плодов.
Улучшение структуры почвы
Если в предыдущих главах я делал акцент на процессах в ризосфере, сейчас несколько слов стоит сказать о практике накопления гумуса в почве и улучшения ее структуры.
И наши предки, и современные лесники знают, что на месте хвойного леса получается «короткое» поле. Два-три года даст бедный урожай пшеничка – и все. На месте широколиственных лесов гумуса побольше, он стабильней, дольше противостоит пахоте. А вот на месте дубовых лесов всегда были самые хорошие сельскохозяйственные земли.
Еще южнее, в тропических вечнозеленых лесах, при бесконечных тропических дождях, даже при очень большом опаде почвы не образуются. Микроорганизмы перерабатывают органику быстро, до ее попадания в почву. Основной обмен энергией углерода протекает не в почве, а в кронах деревьев. Ученые открыли, что дело не только в температуре и осадках (скорости минерализации и вымывания), но и в строении лигнина, и, естественно, в структуре конечного гумуса, который из него образуется.
Личное наблюдение. Мои козы едят ветки сосны только в самое голодное время. А вот ветки дуба едят всегда, предпочитая их свежей траве. Так же, как и веточки клена, липы. Чем они тоньше, тем в них больше растворимых углеводов и много короткоцепочечного лигнина. Это нравится микроорганизмам желудка коз (так же, как и биоте почвы). Из них получается самый реакционноспособный гумус и строятся самые удобные для проживания микроорганизмов агрегаты почвы. Бросьте такие веточки в большую компостную кучу, где температура более +70 °C. Термофильные бактерии сожгут всю целлюлозу и весь лигнин. Углекислый газ, вода и часть азота уйдут в атмосферу. Полученный компост будет нестойкий, корни съедят все, что успеют, остальное вымоется дождями и минерализуется при первой перекопке.
Но учебники нас по-прежнему убеждают, что главное – это быстрая минерализация органики. Чем быстрее сапрофиты превратят органику в минералы, тем скорее и лучше мы накормим растения. Для редиса и салата – это хорошо, для почвы и растущих на ней многолетних культур в долгосрочной перспективе – очень плохо.
Я предлагаю задуматься о том, как, внося органику, насытить почву именно стабильным гумусом. Ученые-почвоведы доказали, что почвы, сформированные из лугов, из травянистых растений, имеют гумус с быстрой степенью минерализации, то же касается и грядок, куда мы кладем навоз с соломой. А почвы широколиственных лесов содержат более долговечный гумус, то же происходит и в моем в саду, куда я вношу опад лиственного городского парка и щепу из тонких сладких лиственных веточек.
Главное открытие ученых, которое я взял на вооружение, – это то, что хвойный опад, лиственный опад и траву перерабатывают разные пищевые цепочки почвенных организмов, дающие разный по качеству гумус.
Например, опад лиственного леса перерабатывают базидиомицеты, «белая плесень», именно ее ферментные системы производят из лигнина фульвокислоты и гуматы, оптимальные для создания стойких агрегатов почвы, стабильного гумуса. А траву, как и навоз жвачных животных, перерабатывают в основном бактерии, минерализация идет более быстрая, полная и глубокая, стойких гуматов остается мало.
И еще открытие. Хвойные леса не любят конкурентов. Им не нужен подлесок. Все питание из почвы они оставляют в стволе и хвое. Почва под ними, насыщенная смолами и кислотами, малопригодна для жизни. Это относится и к хвойным опилкам. Поэтому хвойные опилки в подстилку животным или в мульчу на грядки я добавляю не более 20 %.
Стратегия эволюции и выживания лиственных лесов – это повышение биоразнообразия. Хвойные леса, пройдя цикл накопления питания из почвы, подвержены нападению короедов и пожарам. Наоборот, лиственный подлесок из кустарников и трав усиливает стабильность экосистемы, создавая почву из опада. Он накапливает азот из воздуха, а фосфор и калий – из глубоких маточных пород, продуцирует почву. Поэтому у меня только с северной границы леса высажены сосны и ели, а между ними и садом – густой боярышник. По остальному периметру растут липы, клены, ясень и десятки видов кустарников. Именно эти растения дают «сладкий опад» и стабильный гумус, стабильную экосистему. Хвойный опад, перегнивая, отдает CO2 в воздух, а лиственный – переходит в гумус.
То же и под деревьями сада – мелкая щепа из лиственных веточек, положенная как мульча в саду и прикрытая почвой или соломой, если ее инфицировать «белой гнилью» (базидиомицетами), т. е. пролить АКЧ или добавить почву из лиственного леса, быстро пронизывается гифами плесени, и они без потерь переводят вещество мертвого дерева в живое тело гриба. Вы наблюдали тело гриба в лесу? Оно всегда подвергается нападению мелких животных (клещей, червячков, комариков), которые в виде копролитов разносят тело гриба в толщу почвы. Грибы и мезофауна всегда создают идеальные для почвы, гармоничные пищевые цепочки. А это нам и надо.
Внося мульчу из лиственной щепы в сад, мы тут же привлекаем в почву и дождевых червей, и сотни других невидимых глазу животных, которые, производя копролиты, делают нашу почву высокогумусной и высокоструктурной. Когда мы вносим хвойные опилки – мы угнетаем мезофауну в целом; когда мы вносим мульчу из травы – мы угнетаем грибы, сдвигаем маятник в пользу бактерий, чем усиливаем минерализацию и снижаем гумусонакопление.
Мульча из щепы, внесенная на дорожки сада, зачастую не перегнивает годами. Та же щепа, а лучше – тонкие дробленые веточки с добавлением сахара (мелассы) или отходов зерна, пролитые грибным АКЧ, разлагаются за один летний сезон, при этом оставляют после себя максимально возможное количество высокоструктурного чернозема. А если мы будем это делать из года в год, произойдет эволюция грибов, микроартроподов, насекомых почвы, почвенный «компьютер» настроится на более сложную «программу», почвообразование ускорится, и стабильность гумуса возрастет.
Если же мы по неопытности положим в щепу избыток азота в виде мочевины вместо того, чтобы добавить простые сахара, нужные нам базидиомицеты хорошо расти не будут, произойдет «простое пищеварение сапрофита-ми почвы». Растения получат импульс от азотистого питания, быстрый рост с последующими дисбалансами и болезнями.
– А нас в школе этому не учили, очень интересно. Хвойные опилки, положенные толстой кучей, постепенно окисляются, сгорают и уходят в атмосферу, а вот сладкая лиственная щепа через цепочку гриб – червячок – копролит червячка – гумус формирует чернозем! – вмешался в мой диалог с читателем внук-старшеклассник.
Феномен мусорной кучи
Стоит поговорить подробнее о других грибах, о плесени, точнее – о базидиомицетах, о том, как их привлечь в сад и заставить вступить в симбиоз с макро– и микрофауной. Разговор вроде бы снова о грибах, но о разных грибах и о разной их роли.
Я совсем недавно понял, в чем глубинный смысл «Терра Прета» Амазонии и в чем феномен моей мусорной кучи. Фирмы, продающие древесный уголь, доказывали его ведущую роль в феномене амазонских черноземов. Но мудрые ученые-исследователи говорят о другом.
Индейцы Амазонии тысячи лет сбрасывали на свои грядки не только уголь, но и обгорелые веточки, и отходы со своей кухни. Постепенно сложилась новая экосистема, где появились особые грибы с огромными гифами и гигантские черви, питающиеся грибницей. Естественно, эта система усложнилась, появились и другие грибы, и почвенные животные.
Тропические дожди уголь, крупных червей и большие гифы грибов вымыть из почвы не могут.
Уголь, веточки, грибница, черви и другая биота, вступившая с ними в симбиотические отношения, объединились в самодостаточную саморазвивающуюся систему. В основе этой системы лежало то, что если раньше весь тропический опад проходил полную минерализацию в кроне деревьев, то на грядках индейцев грибы и черви стали производить из опада стойкий к минерализации и вымыванию гумус. Появилась «Терра Прета» – удобная для жизни почвенная экосистема, устойчивая к тропическим дождям.
Поэтому я говорю: внося щепу из сладких мелких веточек на свои грядки и дробленку из сухих стволов того же «сладкого» борщевика, которого вокруг разрослось немало, сдабривая органику отходами со своего стола (особенно ценны для грибов рыба и злаки), вы очень быстро любую почву и на засушливом юге, и на холодной дождливой Новгородчине превратите в «Терра Прета».