Геннадий Распопов
Как создать эко огород. Советы врача и садовода с 40-летним стажем!
О базидиомицетах и мульче 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, утверждают теперь многие приверженцы органического земледелия! Гумус для меня – 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 растения и не производят органику, не бывает опада.
Поэтому на вопрос, что делать практически, я отвечаю: внося органику, нужно, чтобы она не только сгорала до CO2, но и оставляла после внесения много стабильного гумуса. По-простому, 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 пишу, 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 побольше, 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 цепочек, в аэробных и влажных условиях включается в трофические цепочки без потерь. Без потерь и трофические цепочки – для меня ключевые понятия, а энзимы сапрофитов – второстепенные.
Естественно, органика хорошо работает в оптимальное для растений теплое время года, в нее прорастают корни и через многочисленные и сложные симбиотические механизмы (один из главнейших – простейшие) мульча кормит растение в динамике. Снабжает растение не только NPK, но и гормонами, и витаминами.
Нельзя забывать, 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 – растение управляет процессом разложения органики в динамике.
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 улучшении ее структуры.
И наши предки, и современный лесник 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 стабильные сельскохозяйственные земли.
Еще южнее, в тропических вечнозеленых лесах при сверхвысоком опаде почвы не образуются. Микроорганизмы перерабатывают органику очень быстро, до ее падения на 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 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 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 короткоцепочечного лигнина. Это нравятся 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. Термофильные бактерии сожгут всю целлюлозу и весь лигнин. Углекислый газ, вода и часть азота уйдут в атмосферу. Полученный компост очень 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 в саду и на грядках, куда вносят опад лиственного леса, а еще лучше – 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, мало пригодна для жизни. Это относится и к хвойным опилкам. Я хвойные опилки в подстилку животным или в мульчу на грядки 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 NPK из воздуха и глубоких маточных пород, продуцирует почву.
Хвойный опад, перегнивая, отдает СО2 в воздух, а лиственный – переводит в гумус.
То же и на грядках: 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 вещество мертвого дерева переводят 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 этого нам и надо.
Внося мульчу из лиственной щепы на грядки или 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 (лучше тонкие дробленые веточки) с добавлением сахара (мелассы) или отходов зерна и пролитая грибным АКЧ – разлагается за летний сезон, при этом оставляет после себя максимально возможное количество высокоструктурного чернозема.
А если мы это будем делать из года в год, произойдет эволюция грибов, микроартроподов, насекомых почвы, настроится почвенный «компьютер» на более сложную «программу», почвообразование ускорится и стабильность гумуса возрастет.
Если мы положим в щепу избыток азота в виде мочевины и не добавим простые сахара, нужные нам базидиомицеты хорошо расти не будут, произойдет «простое пищеварение сапрофитами почвы». Растения получат импульс от азотистого питания, быстрый рост с последующими дисбалансами и болезнями.
Феномен мусорной кучи
В прошлой главе я акцентировал внимание на эндогрибах. Сегодня я говорю 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 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 гигантскими гифами и гигантские черви, ими питающиеся. Естественно, эта система усложнилась, появились и другие грибы и почвенные животные. Тропические дожди ни уголь, ни животных вымыть из почвы уже не могут.
Все это объединилось в самодостаточную саморазвивающуюся систему. В основе 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 даже во влажных тропических лесах.
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.
Мезобиота и другие почвенные инженеры
Приятно в длинные зимние вечера помечтать с внуками о весне, представить, как мы в мае поедем в поле за город и скольких животных и птиц там повстречаем. Вот уже 10 лет при подъезде к нашему участку звонким клекотом нас встречает семья ястребов-тетеревятников, они охотятся за мышами и зайцами.
Бывает страшно, когда птицы с размахом крыльев около метра на небольшой высоте пролетают над головами детей. Но чаще пара огромных птиц кружит на большой высоте и высматривает добычу весь день. Дети знают, что они охраняют от вредителей нашу капусту и другие овощи.
Однажды мы подсмотрели, как самец и самочка ястребов купались на берегу нашей речушки. Плескались, как дети.
Над нашим полем постоянно реет и пара соколов-пустельг, они летают невысоко, как бы трясутся на одном месте, высматривая зверьков, а увидав, падают к земле и поднимаются с мышкой в когтях.
Эти хищники никогда не трогают друг друга, а вот чаек и ворон прогоняют.
И осенью, и весной во время пролета на наше поле постоянно садятся подкрепиться лягушками и мышами журавли и аисты.
Внук-старшеклассник готовится поступать на биофак и рассказывает младшим детям, что раз много хищников, значит, много мелких грызунов и земноводных. Для мелких животных всегда вдоволь корма в виде семян сорных трав и всяких жучков-паучков-червячков в почве нашего поля.
Внуки любят все лето проводить на нашем поле, ведь так интересно найти под каждым камушком или ящерицу, или огромных жуков с большими клещами. Я всегда учу детей рассматривать и очень мелких почвенных животных.
Если приподнять подсохший кусок старого навоза в междурядье картофеля, то оттуда поползут в разные стороны сороконожки, мокрицы, мелкие и крупные черви разного цвета. А если в навозе много трухлявого сена, то там можно наблюдать, как шевелятся сотни мелких клещей и паучков. Присмотревшись, можно разглядеть и коллембол.
Старшеклассник мне рассказывает, что теперь учительница биологии их учит по-новому, знакомит с понятиями: экосистема и биоразнообразие, саморегуляция и круговорот веществ, консументы и продуценты, авто- и гетеротрофы.
Вот и я решил поговорить на эту тему подробнее, чтобы садоводы, которые учились еще в советских школах, хотя бы задумались над этой проблемой.
Если спросить агронома старой советской закалки, какой главный ресурс почвы, определяющий плодородие, он скажет, что это содержание гумуса в почве и содержание доступных NPK в этом гумусе.
Если задать вопрос про Живую Почву моего сада мне, я отвечу: главный ресурс моей почвы, определяющий урожай, – это биоразнообразие живых существ, населяющих почву.
Агрономы старой закалки, конечно, не отрицают важность живых существ почвы, но они сужают их функции в основном до разложения органики и поставки растениям элементов питания в дополнение к минеральным удобрениям.
Я же, прочитав новые учебники, уяснил для себя, что чем выше биоразнообразие почвенной биоты, тем лучше формируются микрогранулы почвы, ее пористость, увеличивается в сотни раз площадь внутренней поверхности почвенных частиц и, естественно, площадь обитания микроорганизмов.
Все это формирует разные экологические ниши для микробов и, как следствие, регулирует болезни и вредителей.
На наше счастье, многие почвенные организмы размножаются бесполым путем, делятся каждые 20 минут, мутируют, могут получать генетическую информацию при горизонтальном переносе генов и быстро адаптируются к новым условиям, которые создает садовод.
Стоит лишь дать микроорганизмам энергию углерода в виде опада, влагу, тепло и кислород, не менять эти условия лопатой и пестицидами, как плодородие почвы (биоразнообразие и биомасса) быстро нарастает.
Немного поговорим об этом сухим научным языком.
Наибольший вклад в биомассу комплексов почвообитающих животных вносят микроорганизмы (85,4 %), дождевые черви (7,7 %) и членистоногие (6,2 %). Но все ли догадывались, что членистоногие по вкладу в почвообразование равны дождевым червям?
В верхнем слое плодородной почвы биомасса бактерий может составлять 400–5000 кг/га.
Биомасса дождевых червей оценивается в 110–1100 кг/га в зависимости от типа почвы, а микрофауны (нематод, простейших и коловраток) – 20–200 кг/га.
В предыдущих главах я говорил о микрофлоре и микрофауне и ее роли. Микробиота (размер тела до 0,1 мм) в почве очень многочисленна и разнообразна.
К микрофлоре относятся водоросли, бактерии, цианобактерии, грибы, дрожжи, миксомицеты и актиномицеты, которые могут разлагать любые природные материалы.
К микрофауне относятся нематоды, простейшие, турбеллярии, которые обычно живут на водной пленке и питаются микрофлорой, корнями растений, другими представителями микрофауны и иногда более крупными организмами (например, некоторые нематоды питаются насекомыми и другими крупными беспозвоночными животными).
Теперь поговорим о более крупных представителях почвенного животного мира. О пастухах и хищниках, контролирующих этот мир.
К почвенной макробиоте (размер тела более 2 мм) относят позвоночных (змеи, ящерицы, мыши, кроты и т. д.) и крупных беспозвоночных животных (муравьи, многоножки, костянки, дождевые черви, мокрицы, гусеницы, цикады, личинки и имаго жуков, личинки мух и перепончатокрылых, улитки, пауки, сверчки и тараканы).
Всех этих животных мои внуки находили на нашем участке.
К мезобиоте (размер тела от 0,1 до 2 мм) относят псевдоскорпионов, коллембол, клещей, небольших многоножек и энхитреид. Мезобиота обычно живет в почвенных порах, питаясь органическим веществом, микрофлорой, микрофауной и другими беспозвоночными.
Почему почвы быстро деградируют, если мы их копаем, вносим минералку и не вносим органику? Ведь черви и бактерии в ней находятся всегда?
Чтобы понять это, надо разобраться с тем, что существуют функциональные группы – набор организмов, которые оказывают сходное влияние на процессы в экосистеме почвы.
Например, дождевые и другие черви создают мягкий гумус – мулль. Это и есть группа по главной своей функции. Микрофлора и членистоногие «отвечают» за 95,8 % углекислого газа, выделяемого в процессе дыхания почвы. Это другая группа по своей функции.
Ученые экологи говорят, что стоит выделять 6 «ключевых» групп почвенной биоты:
1. Инженеры экосистем (различная макрофауна, такая как муравьи и дождевые черви): они оказывают физическое воздействие на почву путем ее перемещения, постройки агрегированных структур и прокладывания ходов.
2. Сапрофаги (целлюлозоразрушающие грибы или бактерии): микроорганизмы, обладающие ферментами, разлагающими полимеры, которые влияют на большую часть энергетических потоков в пищевых сетях.
3. Микрорегуляторы (микрофауна, такая как нематоды): животные, которые регулируют потоки питательных веществ в результате питания растениями.
4. Микросимбионты (микоризные грибы, ризобии): микроорганизмы, связанные с корнями, деятельность которых усиливает прием питательных веществ растениями.
5. Вредители и возбудители болезней (в т. ч. патогенные грибы, беспозвоночные животные – вредители растений), виды, используемые в биологическом контроле (в т. ч. хищники, паразиты и сверхпаразиты вредителей и возбудителей болезней).
6. Бактериальные трансформеры: бактерии, преобразующие углерод (в т. ч. метанотрофы) или питательные элементы, такие как азот, сера или фосфор (в т. ч. нитрифицирующие бактерии).
Членистоногие
Микроартроподы (микрочленистоногие) – все они с наружным скелетом размером до нескольких мм, такие как коллемболы, пауки и клещи.
Клещи – наиболее многочисленная группа членистоногих.
Их плотность в лесных почвах может достигать нескольких сотен особей на 1 м2. Известно 50 тыс. видов клещей, а если включить еще не открытых, их число может достигать 1 млн видов.
Клещи обычно живут на поверхности подстилки или в верхних слоях почвы.
Коллемболы обычно образуют скопления в результате выделения аггрегационного феромона.
У микроартропод различаются пищевые предпочтения. Большинство являются растительноядными, некоторые питаются грибами или хищничают.
Коллемболы и клещи в основном поедают гниющую растительность и таким образом ассоциированные с ней бактерии и грибы. Время от времени они поедают нематод или других микроартропод.
Без всех этих животных не будет биологической регуляции пищевой сети, именно они стабилизируют размножение микробов в основном через хищничество.
Микроартроподы и более крупные членистоногие потребляют подстилку и микроорганизмы, которые активируются в процессе пищеварения.
Развитие микроорганизмов продолжается в фекалиях, которые повторно случайно могут заглатываться беспозвоночными, что увеличивает микробиальную биомассу.
При низкой плотности хищники стимулируют скорость роста популяции их жертв (в т. ч. организмы, питающиеся бактериями, стимулируют рост бактерий), но при высокой плотности они снижают плотность популяции жертвы.
Хищничество часто подавляет развитие микробиальной популяции в большей степени, чем ресурсы.
Например, простейшие и нематоды благодаря хищничеству на микробиальных сапрофагах помогают распределять в почве органическое вещество и сапрофагов. Таким образом, они косвенно влияют на доступность питательных веществ, которые иначе будут отлагаться в микробиальной биомассе.
Сложность трофических сетей может стимулировать минерализацию, которая в свою очередь может стимулировать продуктивность.
Энхитреиды
Энхитреиды – небольшие (1–50 мм), в основном бесцветные, кольчатые черви. Они преобладают в кислых почвах в лесах и на заброшенных пастбищах, где могут достигать высокой плотности.
Поскольку они в основном питаются детритом, бактериями и грибами, они стимулируют круговорот азота и углерода.
Энхитреиды обитают в верхнем (5 см) слое большинства почв и играют важную роль в процессах разложения и гумификации. Они являются микрофагами и повторно используют экскременты других животных (дождевых червей или микроартропод).
Активность этих мелких червей как биологических регуляторов может влиять на биоразнообразие, в том числе на взаимодействия между растениями и вредителями и болезнями. Такое разнообразие важно для длительной стабильности функционирования почвы, для регулирования количества видов и сохранения биоразнообразия.
Распределение биологических регуляторов в экосистемах зависит от практики земледелия и прежде всего от внесения органики.
В каждый промежуток времени только небольшой набор видов является биологически активным, или активны только те виды, которые могут использовать доступные в настоящее время ресурсы. Их рост и размножение обычно следует за доступностью ресурсов, которая носит сезонный характер.
Например, питающиеся бактериями простейшие и нематоды растут с максимальной скоростью в течение нескольких недель после добавления органического материала. Затем большинство простейших вступает в фазу отдыха, образуя цисты, в то время как другие группы организмов могут иметь периоды с пониженной активностью, в виде яиц или нимф.
