Текст книги "Как создать экосад и сохранить здоровье. Советы врача и садовода с 40-летним стажем!"

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.

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.

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 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.

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.

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.