И еще раз подчеркну то, что вы не найдете ни в одном учебнике по агрономии. На грядках, где обилие навоза и много используется лопата, мало почвенных хищников, а в старых мусорных кучах огромное разнообразие жгутиковых, амеб, инфузорий, нематод, клещей, коллембол, моллюсков, мелких червей.
Поговорим кратко о механизмах эволюции почв в каждом из описанных феноменов, а также о том, что из этого мы можем взять для своего сада.
На берегах Амазонки почвообразование не происходит из-за вымывания солей избытками дождевой влаги (дегумификации). Вся жизнь идет в кронах тропических гигантов. Не успел листик, помет попугая или труп бабочки долететь до земли, как его перехватывает множество живых организмов, расположенных во влажном тропическом лесу везде – на лианах, на поверхностных корнях растений, на влажном почвенном опаде. Кроме того, там изобилие грибов, быстро улавливающих любую органику и усваивающих ее, через микоризную сеть обмениваясь питанием с растениями.
Тысячи лет назад человек начал вмешиваться в жизнь почвы. Одни индейцы выжигали леса полностью под пастбища для бизонов, таким образом были созданы прерии в Северной Америке. Другие на берегах Амазонки занимались гончарным промыслом и выращиванием растений, для чего создавали гумусные плодородные почвы. Рубили деревья, строили печи для обжига глины, мусорные отходы и остатки пищи складывали в керамические горшки, и вся эта органика, черепки, много отходов древесного угля и обожженной почвы выносились на поля.
В Терра Прета обнаружены также экскременты животных и людей (источник фосфора и азота), остатки костей млекопитающих, рыб, черепашьих панцирей (источник фосфора и кальция), остатки водорослей, осколки гончарных изделий.
В кусочках угля с ценной органикой, которую дождь уже не вымывал, стала поселяться новая биота, особенно быстро шла селекция грибов и дождевых червей, которым влага только на пользу, черви даже перемалывали кусочки угля, разнося их и структурируя почву. (Почвенный червь Pontoscolex corethrurus, широко представленный по всей Амазонии, способен заглатывать кусочки угля, что способствует их соединению с минеральной частью почвы.)
Таким образом, если ранее вся органическая масса существовала только в кроне леса, то теперь очень быстро живые черви, грибы и бактерии стали накапливаться в созданной людьми почве. А пищи для этих живых существ, органики в виде опада листвы в окружающих джунглях избыток, и все это вносилось на грядки с растениями. Так появилась Терра Прета, черная земля, особая биота которой поддерживает свое существование до сих пор. Земледелие привело к смене биоценозов, естественные экосистемы тропических лесов сменились на стабильные почвенные экосистемы.
Индейцы сделали, казалось бы, невозможное – некое особое органоминеральное вещество, которое в условиях теплого и влажного климата не разлагалось микроорганизмами, при этом служа им базой для жизнедеятельности.
Другими словами, индейцы создали новый постоянный «скелет» почвы.
Все это актуально для тропических регионов, сейчас местные южноамериканские фермеры стали вносить древесный уголь в почву на полях и завозить ценные микроорганизмы с «черной землей», это дает прибавки урожая. Нам же тропическая биота не нужна, дробленый древесный уголь вносить на грядки в нашей холодной зоне не стоит, а вот аналог угля – стабильный гумус из древесной щепы – в самый раз. Это увеличит буферность и пористость почвы, улучшит ее «скелет».
Индейцы с берегов Амазонки глиняные горшки с остатками угля использовали временно в качестве туалета, поглощающего запахи, и обратили внимание, насколько хорошо потом растут растения, так как активированный уголь адсорбировал весь азот и не позволял ему вымыться ливнями.
В нашей зоне лучший адсорбент – гуматы из лигнина, созданные базидиомицетами. По склонам гор Южного Сахалина постоянно стекает почвенная влага, накапливая гумус и соли в низовьях, создаются илистые наносы. В этих местах, вытесняя злаковые, поселяются крупнолиственные растения – горцы, борщевики, дудники, белокопытники, шеломанники. Зеленая масса трав в несколько раз превосходит массу мелких злаков, эти травы никто не косит, и опад органики ежегодно огромен (до 200 т/га). Состав листвы этих трав тоже особый. В них много моносахаров (глюкозы) и белковых веществ, а из микроэлементов в сотни раз больше марганца. Естественно, в почве при таком опаде формируется другой набор бактерий, преобладают марганцевые, очень активные бактерии, это ускоряет почвообразовательные процессы в десятки раз.
Ризосферные бактерии в такой почве тоже резко активизируются, выделяют больше гормонов роста и питания для растений, и происходит селекция на гигантизм. Растения-гиганты дают обильные корневые выделения, стимулируют рост численности азотфиксаторов и накопление азота в почве. (Там обнаружен особый азотобактер, который не встречается в материковых почвах.) Этот гигантизм мы видим и на культурных растениях, посадив их на «сахалинскую почву».
Но бактерии (марганцевые) на окультуренных грядках с перекопкой и навозом долго не живут, феномен затухает. А вот если умный садовод мульчирует свои грядки листьями или соломой дудника и горцев, то плодородие почв продолжает нарастать постоянно и быстро. Такая почва делается необычайно рыхлой, воздушной, структурной, с содержанием гумуса более 10 %.
Сейчас я усиленно размножаю крупнотравье в саду – это горец Вейриха и окопник. Окопник у меня посажен недалеко от каждой яблони и замульчирован навозом. Его опад – лучшая органика для почвы под кроной. Я и борщевики по берегу озера (до созревания семян) обкашиваю и мульчирую ими сад.
Для меня мечта садовода – сделать свою почву целебной для растений, похожей на почвы Сахалина и Амазонки, – стала реальностью.
Поэтому я и говорю: внося щепу из сладких мелких веточек на свои грядки и дробленку из сухих стволов того же «сладкого» борщевика, которого вокруг разрослось немало, сдабривая его 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.
Инженеры экосистем
Инженеры экосистем – организмы, которые изменяют условия окружающей среды для других организмов механическим путем. Они могут строить устойчивые микрогранулы в почве и проделывать ходы, перемешивая почву.
Наиболее важными инженерами экосистем являются дождевые черви, термиты, муравьи и корни растений.
Корни – один из основных инженеров экосистем. Количество корней в почве может быть таким же или даже превышать количество наземных частей растений. На поле, занятом под усредненную злаковую культуру, после сбора урожая в почве остается 2500–4500 кг корней/га.
Корни выполняют две основные функции: поглощение воды и неорганических питательных веществ и удержание растений в земле. Корни разрыхляют почву, приводят к образованию почвенных комков и способствуют круговороту органических веществ. Продолжительность жизни корней различна, корневые волоски живут 1–2 дня, другие части корня могут жить несколько дней или недель.
Теперь поговорим о червях. Размеры дождевых червей варьируются от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров. Черви преобладают в почвенной фауне в регионах с выпадением не менее 800 мм осадков в год, причем предпочитают хорошо аэрируемые почвы с высокой влажностью.
Дождевые черви питаются органическими растительными остатками и почвенными минералами и выделяют копролиты, которые обогащены бактериями, органическими веществами и питательными веществами, доступными для растений. Обширная система ходов глубиной до 1–2 м позволяет улучшить аэрирование почвы и дренаж, что исключительно важно для повышения почвенного плодородия. Более того, в кишечнике червей живут многие активные почвенные микроорганизмы. В результате микробиальной активности выделения червей содержат высокие концентрации таких питательных веществ, как NH4+ и Р.
Муравьи могут вносить большое количество органического вещества и питательных веществ в почву.
Экосистемные инженеры в основном изменяют физические свойства почвы, поскольку они создают устойчивые почвенные структуры и ходы, которые могут служить местообитанием для почвенных организмов меньшего размера. Инженеры поддерживают высокий уровень аэрации и пористости почвы, увеличивая в ней долю стабильных агрегаций.
Преобразователи подстилки, такие как изоподы или многоножки, поедают мертвые растения и выделяют органические гранулы размером 0,1 мм. Эти гранулы являются более влажными и более богатыми питательными веществами, чем окружающая почва, что способствует их колонизации микробиальными сапрофагами. На поверхности этих галерей находится 3—25 % всей почвенной микрофлоры. Естественно, туда любят устремляться корни растений.
Садовод должен знать, что изоподы и многоножки достаточно сильно влияют на рост урожая в дополнение к дождевым червям. Их микрогалереи являются инкубаторами микробиального пищеварения и существуют сравнительно короткое время.
Активность экосистемных инженеров в целом повышает плодородие почвы и продуктивность растений, косвенно воздействуя на деятельность сапрофагов и циклы питательных веществ, а также непосредственно влияя на физиологию растений.
Инженеры экосистем создают структуры, которые могут существовать намного дольше, чем сами организмы, которые их образовали, что означает, что данная функциональная группа влияет на почвенные процессы в длительном временном диапазоне.
Выше я описал наблюдаемый процесс на участке, где много лет сваливали картофельную ботву, я называю его «феноменом старой мусорной кучи». Когда я разработал там землю, то не переставал удивляться качеству и плодородию почвы на этой свалке.
Сейчас я прекрасно осознаю, в чем ключевые факторы данного феномена: сухая углеродистая ботва, регулярно много лет одинаково кормила биоту; куча заросла гигантскими сорными травами и не перекапывалась; сформированное биоразнообразие опреде