Текст книги "Эко сад и огород. Книга для тех, кто хочет сохранить здоровье"

Я имею общебиологическое образование, поэтому, интересуясь биотой почвы, я также интересуюсь жизнью микроорганизмов в кишечнике человека и провожу параллели. На стыке разных наук можно отыскать много интересных мыслей.

На изучение микробиома человека развитые государства мира тратят намного больше денег, чем на исследования ризосферы растений. И новых открытий здесь много.

Микробиом – это то, что прежде называлось микрофлорой кишечника. Сейчас, с началом масштабных геномных исследований самых разных бактериальных сообществ (например, дна океанов, сточных вод), слово «микробиом» стало более популярным. Оно 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 видов различных 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, микробиом привносит 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, ферменты микроорганизмов кормят растения. У людей нет всех ферментов, необходимых для переваривания того, что мы едим, отмечают ученые. Большая часть белков, липидов и углеводов нашего рациона расщепляется до питательных веществ, способных всасываться кишечником, микробами, которые обитают в кишечнике. Более того, микробы производят полезные вещества вроде витаминов и противовоспалительных соединений, синтез которых наш геном обеспечить не может. Фаст-фуд, консерванты в продуктах из супермаркета угнетают наш микробиом в неменьшей степени, чем пестициды убивают микроорганизмы в почве.

Еще Аристотель говорил: «Корни растений – это кишки, вывернутые наизнанку». Но все ли знают, как правильно кормить корни или какая пища нужна человеку? То, что можно сказать о растениях и химических удобрениях, справедливо и для человека: все забыли, что наши предки жили на берегах озер Центральной Африки и были собирателями мелкой живности, обитающей в природе, а нас кормят сейчас фаст-фудом.

По сей день продолжаются дискуссии о значении микрофлоры в жизни человека, которые активно велись еще на рубеже XIX–XX вв. Л. Пастером, Р. Кохом и И. И. Мечниковым. Ученых того времени интересовал вопрос: кишечная микробиота – наш обязательный и жизненно важный спутник или же причина заболеваний и преждевременного старения?

Пастер, опираясь на знания о бактериях, живущих в симбиозе с растениями, предположил, что обитатели желудочно-кишечного тракта – симбионты нашего организма и необходимы для поддержания здоровья. Мечников же заподозрил другое: микрофлора кишечника, особенно толстого, вредна и приводит к выработке ядов и токсинов, сокращающих продолжительность жизни человека. И рекомендовал принимать полезные простокваши. В те годы среди ученых преобладали идеи главенства человека над природой, идеи антропоцентризма. Все знают знаменитые лозунги Мичурина.

Прошло 100 лет, но если сейчас опросить и простых людей, и образованных врачей, то окажется, что большинство населения считает нормальную микрофлору кишечника если не вредной, то, по крайней мере, глубоко чужеродной нам массой микробов, куда, как на грядку, можно подсаживать недостающие бифидобактерии или лактобациллы. Одни медики ратуют за исследование состава микрофлоры кишечника и борьбу с дисбактериозом (или дисбиозом). Другие не считают дисбактериоз патологией и предпочитают его игнорировать. Третьи настойчиво объясняют, что «дисбактериоза не существует», что анализ кала на дисбактериоз не надо проводить, так как «бактерии в баночке с анализом сами по себе вырастут на столе у батареи», и что «основой кишечной микрофлоры являются не классические бактерии, а бактероиды».

А если спросить агрономов и садоводов о почве и ее обитателях? Мнения будут такими же взаимоисключающими.

Разница в мнениях нормальна, страшно другое. Мы живем в век засилия монополий, производящих препараты для лечения, с отлаженным маркетингом и рекламой. И отовсюду слышим, что и кишечник, и почву надо лечить, лечить, лечить. Обращаемся к ученым-профессионалам, а они говорят – вопросов и белых пятен куда больше, чем точных ответов. Например, до сих пор неясно, можно ли менять на длительный срок состав микрофлоры кишечника с помощью пробиотических продуктов или препаратов? Таких вопросов существует множество, и, как и во времена Мечникова, в большинстве случаев приходится ограничиваться гипотезами, концепциями, личным врачебным опытом или просто здравым смыслом.

Ученые сходятся во мнении только в том, что к настоящему времени накоплено достаточно информации, чтобы не сомневаться, что подавляющее большинство кишечной микрофлоры не относится к паразитарной, а эта флора очень даже нам нужна, как, собственно, и весь наш кишечник… Новые исследования показали, что всем известные лакто– и бифидобактерии составляют всего 1–5 % флоры кишечника, а главную роль играют бактероиды вокруг ворсинок кишечника. (Их исследовать очень трудно.) А между ними и клетками кишечника существует постоянный обмен информацией через выделения, которая меняется в динамике. Главный вывод ученых: активность кишечных ферментов находится в зависимости (по типу обратной связи) от активности кишечной микрофлоры.

Бактерии кишечника столь же активно взаимодействуют с иммунокомпетентыми клетками макроорганизма, поддерживая в рабочем состоянии систему врожденного иммунитета. Иммуномодулирующая функция микрофлоры – одна из самых интенсивно изучаемых в настоящее время проблем.

Вопрос о полезности или вредности бактерий, населяющих организм человека, который так волновал многих ученых прошлого, во многом – дань старому антропоцентрическому мышлению.

С точки зрения бактерий, мы – просто полезный термостат, поставляющий им питательные вещества. Абсолютная безвредность некоторых видов бактерий – такой же миф, как и их любовь к организму хозяина. Бактерии руководствуются лишь биологической целесообразностью и степенью патогенности, а в определенных условиях и при определенном состоянии иммунной системы организма хозяина могут приводить к тяжелым заболеваниям. Однако, на наше счастье, биологическая целесообразность для микрофлоры такова, что ей энергетически выгодно поддерживать «шагающий термостат с продуктами» в рабочем состоянии, а не убивать его в надежде отыскать нового хозяина.

На заметку

Человек как таковой не существует без своей микробиоты. На деле мы – часть комплексной системы из макроорганизма и его микромира, и слова «полезность» или «вредность», носящие эмоциональную окраску, здесь не очень уместны.

Процесс пищеварения любого организма подстроен под основные источники энергии или, другими словами, под ту пищу, которую организм чаще всего потребляет. Хорошо известно, что у травоядных существенно более длинный кишечник, чем у хищников. Микробиота травоядных также отличается от микробиоты хищников по видовому составу и по ферментативной способности, например, по способности гидролизовать целлюлозу из листьев и травы.

У человека кишечник и его микробные обитатели в процессе эволюции адаптировались к разнообразной пище, богатой животными и растительными белками. Интеллект наших недавних предков и нас самих – лишь инструмент для лучшего обеспечения такими продуктами. Наше пищевое поведение отчасти регулируется миробиотой, способной, как недавно выяснилось, синтезировать различные нейрорегуляторные вещества. Получается, что кишечная микрофлора – неотъемлемая часть нашего организма, причем ее состав и функции определяются нашим пищевым поведением. Даже видовой и количественный состав микроорганизмов в кишечнике строго индивидуален. А недавно появилась информация о том, что состав микробиоты наследуется.

Научно-техническая революция последнего столетия внесла существенные изменения в пищевое поведение человека, за которым не поспевают наша собственная физиология и наша микробиота. Мы стали потреблять меньший объем пищи, меньше клетчатки, а также меньше калорий. Нарушения обмена веществ, такие как гиперхолестеринемия, атеросклероз сосудов, диабет, а также частые аллергии, – расплата за удобства цивилизации.

Получается, что наши микроорганизмы помогли человеку стать разумным, чтобы он кормил их натуральными продуктами из своего сада и огорода, они словно кричат человеку: не ешь фастфуды и «баночки с консервантами»; протестуют, вызывая у него метеоризм, запоры и колики. Но человек, зомбированный рекламой, забыл об их существовании. Поэтому я каждый день напоминаю своим внукам и своим пациентам: накормите вначале свою полезную микрофлору, а затем потакайте своим вкусовым пристрастиям, и постепенно меняйте эти пристрастия. Полюбите продукты, полезные и вам, и вашей биоте.

А как в природе? Коллективный разум муравьев заставляет их работать, нарезать листики и кормить ими грибы в муравейнике, которые дают муравьям белковую пищу. И «коллективный разум» грибов через свои выделения-нейрорегуляторы заставляет муравьев эволюционировать в этом направлении, создавать для грибов уют, тепло, влажность. Что первично? У насекомых антропоцентризма нет. Они эволюционируют вместе и не изобретают хот-доги.

А в саду? У меня есть мусорная куча, куда я годами выбрасываю выполотые сорняки и ботву. В ней вместе эволюционируют и сорняки, и биота. На 5–10-й год «лопухи» там вырастают до небес, потому что растения своими выделениями усиленно кормят биоту, чтобы она эффективнее разлагала органику, а биота своими гормонами заставляет растение формировать огромные листья, чтобы больше получить энергии солнца. Биоте нужно больше углеводов через выделения корней и органики листового опада. Умные цветочники в свои горшки не берут «торфяной субстрат» из магазина. Они ищут в саду не тронутые человеком мусорные кучи, заросшие лопухом и крапивой, и берут оттуда грунт с особо активной ризосферной биотой. Это те садоводы, у которых мозг не отравлен «консервантами» и сохранились нейрогуморальные отношения с биотой своего кишечника.

Зачем я провожу эти параллели? Чтобы садоводы помнили: если вас заботит ваше здоровье и здоровье вашего сада, не стоит слушать советчиков, предлагающих «чудо-препараты» или дешевые примитивные агротехнологии. Начинайте с простого и учитесь всю свою жизнь. Когда кормите себя и свои растения, не забывайте, что у них есть друзья – симбионтные микроорганизмы.

Садоводы умеют оценивать свои почвы по химическим и физическим параметрам, знают, глинистые они или песчаные, много ли в них органики, гумуса, каково содержание азота и фосфора. А вот представить биологическую составляющую плодородия своих почв садоводу очень трудно, плохо учат этому даже студентов в сельскохозяйственных вузах и мало рассказывают в книгах по земледелию.

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 1 млрд. бактерий и 1 млн. 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 них (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 пишут всегда о бактериях и археях (археи не могут быть идентифицированы при их культивировании, они не имеют ядра, 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, что всего лишь 0,1 % из этих миллиардов микроорганизмов действительно что-то делают 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 практика. Ученые знают также, что в экологии существует важное понятие о том, что целое больше, чем сумма его частей.

Будучи врачом и интересуясь жизнью микроорганизмов почвы, я невольно сравниваю их с микроорганизмами в кишечнике человека. Чтобы увлечь читателей этой интереснейшей темой, приведу небольшую выдержку из научного журнала.

Личный опыт

Потребляя растения с более разнообразным сообществом бактерий, я формирую и свой микробиом. Адаптирую кишечную флору к своему образу жизни и системе питания. Даю возможность обмениваться с помощью горизонтального переноса генами этим двум микробиомам. Делаю свой организм более богатым генами, обслуживающими мой метаболизм. Это лучшая профилактика различных заболеваний.

«В пищеварительном тракте человека углеводы расщепляются группой ферментов под общим названием гликозидазы, которая насчитывает более 260 веществ. Эти ферменты не производятся клетками нашего организма, а вырабатываются микрофлорой кишечника, в том числе бактериями рода Bacteroides.

Каждый из таких ферментов расщепляет определенный вид углеводов, поступающих в организм с растительной пищей.

Гликозидазы, участвующие в переваривании морских красных водорослей, были выделены у бактерий Zobellagalactanivorans, которые обитают на поверхности этих растений. Французские специалисты провели сравнительный анализ генома указанных бактерий, а также представителей микрофлоры кишечника.

В ходе анализа гены ферментов для переваривания водорослей были обнаружены у бактерий Bacteroides plebeius, населяющих пищеварительный тракт жителей Японии, тогда как у аналогичных бактерий, живущих в кишечнике североамериканцев, эти ферменты отсутствовали.

По мнению исследователей, представители микрофлоры кишечника японцев получили эти гены в результате обмена наследственной информацией с бактериями, обитающими на водорослях, которые используются в приготовлении многих блюд японской кухни, в том числе различных видов суши. Когда именно произошел обмен генами между бактериями, исследователи не уточняют…»

Поэтому многие годы я высаживаю на своей земле не только стандартный набор из десятка культур, а стараюсь вырастить сотни сортов и видов зелени, плодов, ягод, корнеплодов и других вкусностей.

Почва как среда обитания

Повторюсь, главный ресурс почвы, определяющий плодородие, – это не только гумус и доступные NPK, а биоразнообразие живых существ, ее населяющих. Чем выше биоразнообразие почвенной биоты, тем лучше формируются микрогранулы почвы, строятся микрогалереи, повышается 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, 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. 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, где сосредоточена жизнь микробов и корней.

Почва в процессе эксплуатации всегда меняется. Качество этих изменений зависит от садовода. Остановимся на этом чуть подробнее. 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 убежищ, тут же съедается ползающими коллемболами, амебами и другими хищниками. Бактерии и грибы поэтому обычно живут оседло, колониями. Прикрепляют себя к глинистым и перегнойным частицам жгутиками, полисахаридными смолами, грибницей. Чем больше глинистых частиц, тем тоньше поры, куда нет ходу хищникам. И наоборот, слишком плотная глина непроходима даже для мелких бактерий, поэтому органика в ней не разлагается годами и недоступна 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 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 свежий навоз закапывает в грядки, делает слой органики в «теплых грядках» иногда метровой толщины, под растение насыпает толстый слой свежих сорняков, которые после дождя гниют. 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 почвенные мелкие 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 коррегируя азот или углерод. В любых постоянных условиях наладится свой биоценоз, лишь бы была энергия доступного углерода для бактерий и грибов.

Надо помнить всегда следующее: чем больше корней культурных растений и дикоросов пронизывает почву, чем больше органики корневых выделений и отмерших корней туда поступает, тем быстрее и в большем объеме нарастает почвенная биота.

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 поры, тем больше почвенных бактерий спрячутся от хищников, быстрее и лучше переработают вносимую органику, накормят растения. А если вы мульчей сохраните влагу и поры для воздуха – 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: разложение опада и разложение почвенных организмов, которые размножились на секретах корней и опаде корней. Поэтому органика почвы – это всегда разная степень разложения клеточной структуры растений и животных. Медленней 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 плодородней и лучше противостоят стрессам.

Растения получают углерод только из атмосферы, эволюционно они не могут усваивать огромные запасы углерода в виде СО₂ и глюкозы из почвы. Спекуляции на этот счет наукой не подтверждены. Опыты с СО₂ и корнями в экспериментах в реальной почве не играют никакой важной роли в жизни растений. Есть много промышленных теплиц, где с поливной водой вносят в почву СО₂ в огромной концентрации, корни его не всасывают, просто он медленно поднимается вверх и всасывается листьями через устьица, повышая фотосинтез и урожай. Урожай в теплицах при прочих равных условиях всегда зависит от содержания СО₂ в воздухе и не зависит от его содержания в почве.

В теплицах, где не вносят дополнительный СО₂, в летний солнечный день листья быстро его «выедают», содержание падает ниже 0,01 % и фотосинтез прекращается, а в почве днем концентрация СО₂ очень высока из-за разложения органики, но корни ее почти не усваивают. В растения углерод поступает всегда из воздуха, в листьях (и в корнях) синтезируются более сложные органические соединения. Эти соединения поступают 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 ускорит процессы почвообразования, или неразумно внести минералку и пестициды, тем самым замедлит эти процессы.

Правильнее именно фотосинтез, точнее, производство растением органических веществ рассматривать как основной процесс, а далее смотреть, что улучшает ситуацию. Например, продолжительность и интенсивность света, содержание СО₂ в воздухе, точнее, поднос ветерком к листьям СО₂, его содержание в микрозонах устьиц. Наличие и доступность питательных веществ в почве, а также влаги и тепла. Наличие симбионтной биоты в почве со своими нужными растениям гормонами и витаминами.

Приведу примеры, чтобы оттенить важную мысль. Внесите в виде мульчи на одну грядку траву люцерны или льна, на другую – траву лебеды. Стебель люцерны очень прочный. Он состоит из сложных прочных молекул лигнина, при этом вместе с целлюлозой этот лигнин включен в прочнейшие стенки клеток растения. Разорвать эти связи способны 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. Разлагается очень быстро, почти не оставляя гумуса, сразу включаясь в пищевые цепочки микроорганизмов, поставляет растениям много азота. Микроорганизмы так же быстро или умирают, или поедаются хищниками и кормят азотом растения, а вот гумуса после себя почти не оставляют, потому что они не содержат структурно сложных молекул, таких как лигнин и целлюлоза. На первой грядке растения вырастут слабее, а гумуса станет больше, на второй растения будут жировать, а содержание гумуса падать.

Лигнин появился в растениях в процессе эволюции не сразу, а только тогда, когда в них 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 биота с ним «не связывается».

Сосудистые растения приспособились утилизировать лигнин, с помощью него укрепляя стенку проводящих сосудов. Как только в природе появился опад сосудистых растений, то есть образовалось много лигнина, появились и грибы базидиомицеты, которые его переводят в гумус.

В почве гумус включился в дальнейшие цепочки почвообразования и сыграл ведущую роль для «строительства домов и городов» для почвенной биоты, определяя структуру почвы и ее способность делать доступными для корней дефицитные минералы почвы.

Почитаем, что пишут ученые, 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.

Личный опыт

В 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 структурнее, в сентябре – теплой и мягкой как перина.

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, она 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 месяца 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 не только надземная масса степных трав после ее отмирания, но и прижизненные корневые выделения, которые тоже подчинены сезонной ритмике и достаточно обильны в целинно-степных 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 на 2 %. Посадка сидератов не меняет скорости 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.

Теперь вам стала понятна роль гумуса в эволюции растений? Нет? Поговорим еще.

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, в почве не деградируют в течение очень длительного периода времени. Но бактерии, грибы, черви с клещами перерабатывают органику, если есть влага, воздух, нужный уровень pH 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.

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 – это углерод с его энергией, второй лимитирующий фактор – азот, хотя в почве, богатой биотой, при достатке энергии сахаров дефицита азота нет, аммоний синтезируется из воздуха.

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 биотой, все это уходит в реки. Если в органике достаточно лигнина, то образующийся гумус иммобилизует избыточные азот и фосфор, и почва быстро наращивает плодородие.

Целинные черноземы – бесценное богатство России. Моя Живая Земля, где содержание гумуса быстро прирастает, – мое бесценное богатство.

Наряду с процессом минерализации 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.

На заметку

Понимание происходящих в почве процессов приходит к садоводу не сразу. Умение вносить органику с нужным соотношением С/N – сродни умению ездить на велосипеде. Набьете шишек – научитесь.

Культурные растения не сохранили эти приемы, так что 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 эффективней, чем подкормки минеральными солями.