Земля-кормилица
Природное (органическое) земледелие. Что это?
(без автора)
В последнее время вокруг этого вопроса разгорается много споров. Есть сторонники и противники «органического» земледелия. Но и среди сторонников, некоторые опираются в своих рассуждениях на устаревшие понятия, ложные по сути, а потому и выводы их далеки от действительности.
Я же предлагаю читателям свою точку зрения, отличную от общепринятой, и даже «классической». И отличие это базируется на главных понятиях плодородия почв, что такое «перегной» и «гумус». Например, сторонник «органического» земледелия Слащинин Ю.И. в статье и книге так и пишет, что «пере-ГНОЙ = гумус», отождествляя эти понятия. Я же, утверждаю обратное, что это совсем не так. И это не придирка к словам, это подмена понятий, в чём Вы сами скоро убедитесь. Но мои рассуждения – это мое субъективное суждение, и я не собираюсь его навязывать читателям, как обязательную истину. Я хочу пригласить вас в страну под названием Природа, в увлекательное путешествие по пути превращения элементов органической жизни, чтобы каждый увидел всё своими глазами. Я лишь буду подсказывать, на что следует смотреть в первую очередь. Начнем мы путешествие с начала Начал, с истоков всего живого на Земле. А исток этот находиться не где-нибудь далеко, а рядом – в «листочках» окружающих нас растений. Именно там образуются первичные органические соединения, дающие начало всему живому, под названием углеводы. Из самого названия уже видно, что эти соединения состоят из углерода и воды. И в обыденной жизни называются привычным словом «сахар». Да, углеводы – это и есть первичные сахара: глюкоза, фруктоза. А образуются они в зеленой части листьев растений с помощью хлорофилла, под действием световой энергии Солнца. Потому углеводы можно назвать «законсервированной энергией Солнца». И первичные сахара это своего рода «кирпичики», из которых строятся и состоят все органические ткани растений, грибов и животных.
Обратите внимание, я назвал три группы наземных существ, акцентируя ваше внимание. А потому что по последним представлениям ученых грибы, судя по их признакам, невозможно отнести ни к растениям, ни к животным. Это самые древние и многочисленные по видовому составу существа на планете. Их присутствие очевидно, как и предполагаемая роль, но изучено (описано) на сегодняшний день всего 5% из предполагаемых 1500 видов. Это очень мало, чтобы судить об их никчемности. Но продолжим путешествие.
Образовавшись, углеводы поступают в ткани растений, где происходит синтез уже других веществ, более сложных, как по структуре, так и по химическому составу. При соединении с другими химическими веществами образуются новые органические соединения: белки, жиры, витамины, экстрактивные и ароматические вещества, пигменты и т.д. Для этого растениям необходимы другие элементы питания, кроме упомянутых выше. Надо их много, поэтому и названы «макроэлементами». Дугих, таких как кобальт, цинк, магний, йод, железо, фтор, марганец и пр. требуется растениям меньше; их назвали «микроэлементами».
Соединяя углеводы, как «кирпичики» между собой, – растения строят очень прочные и стойкие растительные ткани – стебли, составляющие каркас, основу скелета. Химические элементы для этого получают путем корневого всасывания растворов этих химических элементов. Для этого у растений есть специальные приспособления на корнях – корневые «волоски».
Но чаще всего химические элементы находятся в почве не в виде готовых растворов, а «в связанном» состоянии, т. е. в виде природных минералов и их солей. Это ещё не пища для растений. Как быть? И растения идут на хитрость. Ведь растения, в свете достижений современной науки, умеют думать и думают они корнями, их окончаниями. За миллионы лет своего развития растения придумали выделять в прикорневую зону, по научному называемую ризосферой, различные вещества: питательные, ароматические, экстрактивные и т.п. Тем самым они привлекают помощников, своего рода «поваров», которые помогают растениям добывать из почвы минеральные химические элементы, растворяя их и превращая в доступные продукты питания. Эти «повара» – помощники – прикорневые обитатели микромира: микробы. Они – сожители растений, так как живут рядом с корнями, питаясь подачками в виде корневых выделений растений. И по научному их называют ризосферной микрофлорой. Там же обитают грибы симбиотрофы. Питаются они (как и все микробы), не как животные или мы с Вами, у них нет пищеварительных приспособлений и органов (рта, зубов, желудка, кишечника). Они всасывают необходимые вещества всей поверхностью тела и за эту способность, по способу питания их назвали осмотрофы (всасывающие всем телом).
Однако прежде чем что-то всосать требуется, чтобы вокруг тела были питательные вещества. Как же они поступают в этой ситуации. Очень просто, они выделяют ферменты (вещества, расщепляющие различные соединении) непосредственно в окружающую среду. И выделяют очень много, чтобы наверняка растворилось.
Заметьте, у животных пищеварительные железы выделяют соки с ферментами внутрь пищеварительного канала, а у микробов и грибов – наружу. Ну а когда кругом всё растворилось (расщепилось под действием ферментов), стол накрыт. И все «едят» с этого общего «стола», в т.ч. и растения. Всё это становится возможным благодаря ферментам микробов и грибов. Таким образом, корневое минеральное питание растений в естественной среде обитания(корнями в почве) идет опосредованно, т.е. благодаря микробам и грибам– симбионтам (сожителям). Это очень важный момент. Некоторые растения без симбионтов (бактерий или грибов) вообще жить не могут.
Далее посмотрим, а сколько и каких элементов окажется в этой массе. Всего больше углерода – 50%, поменьше кислорода – 20%, азота – 15% и водорода – 8%. Но эти химические элементы растения получают из воздуха и воды. И только 7% остается на долю минералов: фосфора, калия и т.д. То есть макро– и микроэлементов в питании растений требуется всего – ничего.
Растения, усваивая углекислый газ воздуха, удовлетворяют 50% своего питания, таким образом, роль листьев и корней в питании растений примерно одинакова. Корнями растения впитывают воду, растворенные в ней химические элементы, а также азот, в виде азотистых соединений, который поступает двумя путями: из запасов почвы и из воздуха. Из воздуха азот фиксируется благодаря ризосферным бактериям, которые так и называются ризобии (живущие на корнях). Такие подробности в жизни растений пригодятся нам для дальнейших рассуждений.
Итак, растения выросли за сезон, накопили определенную массу, собрали в своих тканях химические элементы и солнечную энергию в виде простых углеводов. В планетарном масштабе это около 230 млрд. т сухого вещества, накопившего в себе энергию в десятки раз большую, чем дает сжигание за год всех видов топлива. Это очень интересный факт, указывающий на то, что источником углекислого газа для углеродного питания растений являются не котельные и костры в виде пожаров, выхлопы автомобилей, а углекислый газ, выделяемый при дыхании обитателей почвы: микробов, грибов, червей. Заботясь об увеличении их численности в почве, мы повышаем урожай. Но это тема другого разговора.
Пришла осень. Листва пожухла и упала на землю. Кому же она досталось? Кто в природе такой прожорливый, кто способен столько съесть? А это представители почвенного микромира: микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, дрожжи, простейшие), грибы – сапрофиты (мертвоеды) и почвенные животные: кольчатые черви, насекомые. Всех не перечислить. Отмечу самых прожорливых – это кольчатые черви (дождевые, норные, подстилочные, навозные и т.д., всего 97 видов на территории России). И хотя масса микробов с грибами и масса червей почти одинаковы, червей всё же больше: от 50 до 70% от всей биомассы почвы. Это важный факт биологического равновесия.
Кто же первый начинает «кушать» этот детрит (разлагающиеся органические остатки)? Рассмотрим этот вопрос на примере леса, его листового спада.
Поскольку лесная подстилка, как и травяной «войлок» лугов, разлагается в течение длительного времени, она представлена в виде слоев различной степени разрушения: верхний, средний и нижний, с присущими этим слоям определенных представителей микрофлоры и грибов. Все они сапротрофы (мертвоеды). Последовательность их развития на начальных этапах разложения опада протекает по следующей схеме (верхний слой): вначале здесь поселяются бактерии и низшие грибы, потребляющие легкодоступные (водорастворимые) органические соединения. За ними следуют представители сумчатых грибов и несовершенные грибы, потребляющие крахмал (более сложный сахар), их сменяют, по мере разложения растительных остатков базидиальные грибы, разлагающие лигнин и целлюлозу (самые сложные сахара – полимеры). По сути дела, это уже средний слой подстилки (полуразложившиеся, потерявшие очертания листья). Еще ниже расположен гумусовый слой, однородный по механическому составу. В нем бесструктурное органическое вещество уже тесно связано с минеральной частью почвы, то есть это уже и есть гумус.
Типичными представителями этого слоя из грибов являются шампиньоны, зонтики, говорушки, волоконницы, навозники, дождевики и ложнодождевики (это перечисление ни случайно, информация об этом пригодиться в дальнейшем). Это всё сапротрофы (мертвоеды), их роль важна и определенна в круговороте веществ в природе: разлагать сложные органические соединения до более простых, поэтому их ещё так и называют – редуценты (разлагающие). А для этого (вспомним осмотрофный способ питания микробов) они выделяют в окружающий их детрит (распадающиеся мертвые растительные ткани) огромное количество ферментов (как и в случае с симбионтами, с той лишь разницей, что их ферменты другие). Ферментированные сложные органические вещества расщепляются до «кирпичиков» (мономеров), которые и усваивают микробы и грибы – сапротрофы. Только у грибов мощнее ферменты. Представьте себе этот «бульон» из микробов и растворенной органической массы. Ферменты ведь выделены, и они делают свое дело – переваривают.
Кстати, для наглядности, вспомните школьный опыт из курса Биологии, когда в стакан с раствором пепсина (желудочный фермент), бросают небольшой кусочек белка вареного куриного яйца, то через некоторое время кусочек исчезает – переваривается. То же самое происходит и в почве: под действием разных ферментов перевариваются различные растительные остатки, только не в желудке (как у животных), а кругом. И кто «урвёт» себе с общего стола, тот и сыт. Точнее каждый всосёт в себя то, что способен.
Ещё раз уточним, роль сапрофитов проста: расщеплять и усваивать, переваривая растительные остатки. Это своего рода «откормочный цех» почвы, потому что микробов плодится очень много, пока корм ни закончится (листовой и травяной спад). Но при всём этом, микробы выделяют в почву много других химических веществ, продуктов своей жизнедеятельности: биологические активные вещества (БАВ). Благодаря им, из мономеров, которые не успели «скушать» микробы и грибы, в почве происходят процессы полимеризации в виде биохимических реакций. Полученные полимеры, соединяясь с минеральными элементами почвы, и представляют собой первичный гумус микробного и грибного происхождения (его ещё называют кислый гумус – «мор»). Это их вторая роль, из того, что они переварили, но не успели «скушать» – синтезировать (образовать) гумус.
Таким образом, сапрофиты ещё и первичные накопители запаса питательных веществ в почве. Хотя эти процессы идут в почве независимо от них, но и благодаря им, их выделениям. И процессы образования гумуса возможны только в последней стадии разложения детрита, при обязательном доступе кислорода, которого много в подстилке. Аналогичные процессы происходят и на лугах, под травяным спадом, или «войлоком», с той лишь разницей, что большая роль здесь принадлежит микробам (актиномицеты, бактерии), а не грибам, и получаемый при этом гумус более качественный.
На этом роль сапрофитов закончилась. А что же с их «откормленными телами»? А дальше приползают монстры (назовем их так для простоты) в виде дождевых червей и всех микробов и грибы пожирают, вместе с остатками детрита и почвой. Они как киты в океане, с той лишь разницей, что не имеют приспособлений для фильтрации и пропускают через свою пищеварительную трубку массу почвы, вместе с тем, что в ней находится, всё это переваривая.
Заметьте, общая масса микробов и масса червей почти одинаковая. Это баланс. После переваривания микробов и растительных остатков червями, процесс распада органических веществ полностью завершился. С чего начался, тем и закончился, выделением углекислого газа и воды и минерализацией химических элементов. И в нашем организме происходит то же самое, всё распадается до углекислого газа и воды, и с помощью этого распада мы получаем энергию Солнца, которую растения своим хлорофиллом законсервировало в виде простейших углеводов.
И если микробы для червей «мясо» – источник животного белка, то растительные остатки «хлеб» – источник углеводов.
Кстати, кольчатые черви в естественных условиях основные потребители мертвых растительных остатков, они конкурируют в этом с микробами и грибами: подчищают всё, что не доели другие с общего стола. Но, переварив всю эту «кухню», черви (так же как и животные, как и мы с Вами), усваивают только часть своей «пищи», остальное выделяют с копролитами (в дословном переводе, выделения в виде комочков, камешков). В состав копролитов входят непереваренная часть пищи, пищеварительные соки, продукты их выделения, слизистые вещества, кишечная микрофлора.
Казалось бы, какая разница. Но копролиты червей – это и есть сама почва. Да, не удивляйтесь, на современном этапе это доказанный факт. Поэтому роль пищеварительного процесса дождевых червей очень велика. Например, биологические активные вещества (БАВ) копролитов (испражнения червей) обладают антибиотическими свойствами и препятствуют развитию патогенной (болезнетворной) микрофлоры, гнилостных процессов (это аргумент против переГНОЯ), выделению зловонных газов, обеззараживают почву и придают ей приятный запах земли. Если бы разложение биомассы почвы проходило по гнилостному пути, мы задохнулись бы все от ядовитого зловония продуктов гнилостного полураспада. Вспомните, какой запах (за десятки километров) издают склады помета и навоза птицефабрик и свинокомплексов. В природных условиях этого не происходит, в почве нет «переГНОЯ», ему неоткуда взяться. А это устаревшее определение «перегной», превратившееся в расхожее слово для определения детрита (органики) почвы, так въелось в наш словарный обиход, как гнилостные запахи в одежду работников птицефабрик и свиноферм (да простят они меня за это сравнение).
Продолжение следует.
Другие статьи номера в рубрике Земля-кормилица:
