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

Инженеры экосистем – организмы, которые изменяют условия окружающей среды для других организмов механическим путем. Инженеры экосистем могут строить устойчивые микрогранулы в почве и проделывать ходы, перемешивая почву.

Наиболее важными инженерами экосистем являются дождевые черви, термиты, муравьи и корни растений. Размеры дождевых червей варьируются от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров. Мировая фауна насчитывает, по крайней мере, 6 тыс. видов червей, объединенных в 5 семейств.

Их численность может составлять 30–300 особей на 1 м², а биомасса – 110–1100 кг/га. 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. В течение одного года черви могут переработать 55–1125 т опада на 1 га.

Черви могут быть подразделены на три основные группы:

1) эпигейные – живут в подстилке и питаются листовым опадом и компостом;

2) эндогейные – живут в верхних слоях почвы и также питаются в почве в основном геофитами;

3) анейные – проводят большую часть своего времени в почве, в глубоких ходах, которые они проделывают, причем питаются подстилкой, перемешанной с почвой.

Эпигейные формы мало влияют на структуру почвы, в то время как анейные и эндогейные группы выполняют основные инженерные работы путем прокладывания ходов и перемешивания почвы. 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 P.

Один из основных инженеров экосистем – это корни. 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.

Итак, подытожим, что делают в наших почвах экосистемные инженеры.

1) Копролиты дождевых червей

Черви поглощают почву и ткани листьев, чтобы экстрагировать питательные вещества, и затем выделяют экскременты (копролиты) в виде гранул. Обычно эти гранулы очень малы и формируются эпигейными червями, в то время как глобулярные гранулы крупные и формируются эндогейными червями.

2) Ходы, прокладываемые дождевыми червями

Черви проделывают в почве галереи или ходы, причем при движении они покрывают стенки ходов мучнистыми выделениями (мукусом). Ходы могут быть полностью или частично заполнены копролитами.

3) Гнезда муравьев

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 долю стабильных агрегаций в почве.

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, причем галереи по объему составляют только 3 %. Естественно, корни любят располагаться в таких микрогалереях.

Садовод должен знать, что изоподы и многоножки влияют на рост урожая достаточно сильно, 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 активность 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. Я 10 лет назад впервые наблюдал этот процесс у себя в саду и описал его как феномен старой мусорной кучи.

Многие годы соседи выбрасывали картофельную ботву за забором моего сада. Когда я разработал этот участок, я удивился качеству и плодородию почвы на этой свалке. Вот уже 10 лет на этом участке я чередую посадки лука с сеянцами яблонь. И лук всегда гигантский, и яблони из семени вырастают более метра.

Ключевые факторы феномена: сухая углеродистая ботва, регулярно много лет одинаково кормящая биоту; куча заросла гигантскими сорными травами и не перекапывалась; сформированное биоразнообразие определяет плодородие и стабильность системы.

Процессы, происходящие в почве

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.

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! Так утверждают теперь многие приверженцы органического земледелия. Гумус для меня – более широкое понятие, гумус – это 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 и не производят органику растения, не бывает опада. Поэтому на вопрос, что делать практически, я отвечаю: при внесении органики нужно, чтобы она не только сгорала до СО₂, но и оставляла после себя много стабильного гумуса. По-простому – для того чтобы накапливался чернозем.

Личный опыт

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. Далее я подробно напишу, 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.

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.

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 больше, 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 соединений), в аэробных и влажных условиях включается в трофические цепочки без потерь. Естественно, органика хорошо усваивается в оптимальное для растений теплое время года, в нее прорастают корни, и, через многочисленные и сложные симбиотические механизмы (один из основных – простейшие), мульча все лето кормит растение, как любят подчеркивать природники, в динамике. Снабжает растение не только NPK, но и гормонами, и витаминами. Даже мой внук-первоклашка понял, что простейшие писают на корни мочевиной с гормонами и витаминами.

Нельзя забывать о том, что 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, именно растение управляет процессом разложения органики. «Покупая» у микроорганизмов азот и витамины, оно снижает урожай, но улучшает качество плодов. Если же мы даем готовый азот из минералки, мы повышаем урожай, но снижаем биологическую ценность плодов.

Если в предыдущих главах я делал акцент на процессах в ризосфере, сейчас несколько слов стоит сказать о практике накопления гумуса в почве и улучшения ее структуры.

И наши предки, и современные лесники 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 хорошие сельскохозяйственные земли.

Еще южнее, в тропических вечнозеленых лесах, при бесконечных тропических дождях, даже при очень большом опаде почвы не образуются. Микроорганизмы перерабатывают органику быстро, до ее попадания в 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 и 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 вот 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 много короткоцепочечного лигнина. Это нравится 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, где температура более +70 °C. Термофильные бактерии сожгут всю целлюлозу и весь лигнин. Углекислый газ, вода и часть азота уйдут в атмосферу. Полученный компост будет 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.

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, малопригодна для жизни. Это относится и к хвойным опилкам. Поэтому хвойные опилки в подстилку животным или в мульчу на грядки я добавляю не более 20 %.

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 и в моем в саду, куда я вношу опад лиственного городского парка и 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.

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 азот из воздуха, а фосфор и калий – из глубоких маточных пород, продуцирует почву. Поэтому у меня только с северной границы леса высажены сосны и ели, а между ними и садом – густой боярышник. По остальному периметру растут липы, клены, ясень и десятки видов кустарников. Именно эти растения дают «сладкий опад» и стабильный гумус, стабильную экосистему. Хвойный опад, перегнивая, отдает СО₂ в воздух, а лиственный – переходит в гумус.

То же и под деревьями сада – 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 переводят вещество мертвого дерева 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 это нам и надо.

Внося мульчу из лиственной щепы 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, а лучше – тонкие дробленые веточки с добавлением сахара (мелассы) или отходов зерна, пролитые грибным АКЧ, разлагаются за один летний сезон, при этом оставляют после себя максимально возможное количество высокоструктурного чернозема. А если мы будем это делать из года в год, произойдет эволюция грибов, микроартроподов, насекомых почвы, почвенный «компьютер» настроится на более сложную «программу», почвообразование ускорится, и стабильность гумуса возрастет.

Если же мы по неопытности положим в щепу избыток азота в виде мочевины вместо того, чтобы добавить 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.

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 огромными гифами и гигантские черви, питающиеся грибницей. Естественно, эта система усложнилась, появились и другие грибы, и почвенные животные. Тропические дожди уголь, крупных червей и большие гифы грибов вымыть из почвы не могут. Уголь, веточки, грибница, черви и другая биота, вступившая с ними в симбиотические отношения, объединились в самодостаточную саморазвивающуюся систему.

В основе этой системы 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, устойчивая к тропическим дождям.

Поэтому я говорю: внося щепу из сладких мелких веточек на свои грядки и дробленку из сухих стволов того же «сладкого» борщевика, которого вокруг разрослось немало, сдабривая органику 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».