Текст книги "Полезный огород. Энциклопедия выращивания экоурожая от доктора Распопова"

Почвенные грибы в жизни растений

О роли грибов в жизни растений сейчас в популярной садоводческой литературе написано очень много. Еще больше распространено мифов о важности грибов для культурных растений. Попытаюсь помочь простым садоводам в этом разобраться.

Пару слов о мифах. Любой грибник знает в лесу укромные уголки, куда мало ступает нога человека.

Именно там он находит лучшие свои трофеи. А теперь представьте, что будет, если кто-то решит удвоить урожай грибов в лесу, внесет в лес навоз, уничтожит травы гербицидами, опрыскает деревья медным купоросом, подкормит их минералкой?!

Так и в наших садах. Без свежего навоза под перекопку, минеральных подкормок и пестицидов ну никак не обойтись большинству садоводов. Поэтому если вам предложат высаживать в садах лесные шляпочные грибы, станут вести теоретические разговоры о роли микоризы, напомните всем золотое правило знатоков грибов: грибы растут не там, где мы желаем, а там, где они сами хотят.

Если вы держите сад под лугом, вносите органику локально, минералку в лунки и постоянно рассыпаете по саду дробленую щепу и листву деревьев, да еще и регулярно орошаете почву, то у вас микоризы в почве будет очень много. Но не той, что вы подсадите, а своей, аборигенной. Есть корм – целлюлоза и сахара из веточек и листвы – вырастут и сотни различных грибов. Стимуляторы ризосферы на основе грибов-симбионтов типа «Рибав» и «НБ101» отлично работают. Эти гормональные препараты эффективны в очень малых концентрациях, они стимулируют привлечение и размножение симбионтных грибов аборигенов в ризосфере на пользу растениям.

Работают и «грибные» АКЧ на остове старого компоста, пахнущего грибами, из миллионов видов и родов таких грибов и их спор приживаются нужные для конкретной почвы.

Если не отвлекаться на детали, то можно назвать три главные функции, которые выполняют грибы в почве.

❂ Грибы улучшают динамику воды, усиливают круговорот элементов питания и контролируют болезни.

Чуть подробнее можно это описать таким образом: почвенные грибы вместе с бактериями, работая в разных пищевых нишах, являются важнейшими редуцентами в почвенной пищевой цепи. Они превращают трудно расщепляемые органические вещества в формы, пригодные к потреблению другими организмами.

❂ Гифы грибов физически связывают частицы почвы, создают устойчивые агрегаты, нормализуют инфильтрацию воды и удерживание влаги в почве. Грибы и их микориза – это своего рода трубопровод между растением и почвой, через который поступают вода и питательные вещества к растению и уходят обогащенные углеродом продукты фотосинтеза.

❂ Грибы занимают почти все пищевые ниши в почве. Однако главная их роль – это расщепление целлюлозы и лигнина древесины. Но так как грибы выделяют при распаде вторичные метаболиты в виде органических кислот и аминокислот, то именно они как бы синтезируют гуматы и накапливают стабильный гумус почвы. Некоторые грибы называют сахарными, поскольку они используют те же простые субстраты, что и большинство бактерий.

Кроме грибов, наиболее важными членами почвенной микробиоты являются актиномицеты. И те и другие обладают мицелиальной организацией, характеризуются сложным жизненным циклом развития, способны к интенсивному синтезу самых разнообразных биологически активных веществ.

Экологические ниши этих двух групп организмов частично перекрываются, что и определяет их важное влияние на структуру и функционирование всего микробного почвенного сообщества. Поэтому без подробного рассказа об актиномицетах эта глава будет неполной.

Актиномицеты – это микроорганизмы, которые раньше относили к грибам, а теперь к бактериям. Это объясняется тем, что их строение и жизнедеятельность больше напоминают бактерии, нежели грибы. Хотя сами актиномицеты, подобно грибам, выстраивают мицелий, но он существенно отличается от гифов грибов.

Актиномицеты в отличие от множества бактерий и грибов иных видов работают на последних стадиях разложения органики и превращения ее в гумус. Их время наступает, когда в органике не остается доступного азота и легкоусваиваемых сахаров, и бактерии из-за больших затрат энергии перестают ее перерабатывать.

Меня спрашивают, как определить, по каким анализам, хорошая почва в саду или плохая? Я отвечаю: не надо анализов, определяется все посредством кожи стоп и носа. Летом, в июле, после теплого дождика походите босыми ногами по своей почве. Если ногам приятно, почва теплая, податливая, не липкая, влага быстро впитывается, а от почвы исходит запах свежих грибов – это значит, все в порядке, органика дошла до последних стадий образования гумуса, заработали актиномицеты. Именно они определяют особый запах хорошей спелой земли.

Улучшение структуры почвы

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 дольше противостоит пахоте. А вот на месте дубовых лесов всегда выходили 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 землю. 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 нравится микроорганизмам желудка коз (так же, как и биоте почвы). Из них получается самый реакционно-способный 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.

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 хвойных опилок 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.

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.

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 за грибами в лесу? Тело гриба всегда подвергается нападению мелких животных (клещей, червячков, комариков), которые в виде копролитов разносят его в толщу почвы. Грибы и мезофауна 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 подавляем мезофауну в целом, когда применяем мульчу из травы – 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, почвенный «компьютер» настроится на более сложную «программу», почвообразование ускорится и стабильность гумуса возрастет.

Как создать Терра Прета в своем саду

Все мы, садоводы, хотели бы иметь в своем саду и на грядках почву, на которой любые растения хорошо растут, обладают гигантизмом, быстро переходят к плодоношению, но при этом не испытывают азотный перекорм и дают качественный, без нитратов, пестицидов и гормонов урожай. Реально ли это?

Садоводы Сахалина отмечают, что почвы там бедные, климат не совсем благоприятный, огородные культуры и сады редко радуют урожаем. Но в то же время у подножья гор часто встречаются участки с травами гигантских размеров – высотой более 3 м, с листьями намного крупнее, чем у известного всем борщевика Сосновского. И, что самое интересное и важное, когда на месте таких участков закладывают сады, то садовые растения несколько лет радуют садоводов таким же гигантским ростом и необычными урожаями. Правда, через некоторое время, после перекопки и внесения минералки, земля теряет свое плодородие.

Другой пример, но на противоположном участке земного шара. По берегам Амазонки узкой полоской на сотни километров протянулись участки Терра Прета, «амазонская темная земля» с содержанием гумуса до 15 %, со слоем черной земли более двух метров. Здесь пять веков назад проживало более двух миллионов индейцев, была развитая цивилизация. Их выкосили болезни – чума, оспа, грипп, которые занесли испанцы. Но созданные аборигенами почвы обладают удивительным свойством к самовосстановлению и продолжают накапливать гумус до сих пор. Бразильцы срезают верхний слой, увозят вагонами в новые места и там за счет него несколько лет получают огромные урожаи. Но оставшаяся почва самовосстанавливается со скоростью в сотни раз быстрее, чем вне Терра Прета.

Надо отметить, что в Амазонии выпадает не 50 мм осадков в месяц, как у нас, а в 10 раз больше, плюс тропическая жара, поэтому в бразильских почвах весь гумус быстро разлагается и вымывается. Почвы глинистые, малоплодородные красноземы. Однако и здесь тропический лес джунглей обладает хитрой особенностью: в нем запас питательных веществ накоплен не в почве, а в массе самих деревьев.

Так в чем же суть феномена Терра Прета? Как индейцам удалось рукотворным образом создать такую высокогумусную и плодородную почву? Их бы технологию да на наши участки!

Все мечтают раздобыть какие-то сакральные секреты плодородия, но посмотрите вокруг себя: разве за забором ваших садов на мусорных кучах не растут гигантские травы, почвы этих участков не обогащены гумусом и не обладают «целительной для растений силой»?

Приведу свое наблюдение. Рядом с деревней, на берегу озера местные жители много лет высаживали картофель. Осенью всю ботву выбрасывали в низину. Там постоянно росли гигантские лопухи, крапива, дудник. Мы с женой разработали этот участок, с трудом избавились от корней сорняков и вот уже много лет высаживаем овощи, поражаясь плодородию данной земли. На ней растет все – и гигантский лук, и капуста, и смородина с малиной. Но мы каждый год продолжаем вносить дополнительную органику. Осенью покрываем эту землю пятисантиметровым слоем навоза и опилок и удивляемся, как быстро все это следующей весной перепревает. Урожаи капусты забирают много питания, земля не отдыхает, дает два урожая за сезон, а минералку здесь мы не вносим, но плодородие на этом участке не падает, а нарастает, не переставая нас изумлять.

У нас рядом с домом много грядок, которые мы осенью постоянно мульчируем навозом, но на них он разлагается медленнее. Там овощи не вырастают такими гигантскими, даже с минеральными подкормками.

В чем суть этого феномена? Что общего у нашего участка возле озера с примерами, описанными выше? Везде почва была абсолютно бесплодная, везде много лет вносилась сверху «без плуга» грубая органика, везде эта органика зарастала местными аборигенными травами, постоянно была пронизана корнями растений, естественным образом шла эволюция почвенной биоты, происходил естественный отбор бактерий, грибов и их хищников. Микроорганизмы своими гормонами стимулировали рост растений, а все больший объем опада стимулировал размножение биоты. В итоге мы видим ускоренное накопление гумуса, ускорение почвообразования и гигантизм растений.

И еще раз подчеркну то, что вы не найдете ни в одном учебнике по агрономии. На грядках, где обилие навоза и много используется лопата, мало почвенных хищников, а в старых мусорных кучах огромное разнообразие жгутиковых, амеб, инфузорий, нематод, клещей, коллембол, моллюсков, мелких червей.

Поговорим кратко о механизмах эволюции почв в каждом из описанных феноменов, а также о том, что из этого мы можем взять для своего сада.

На берегах Амазонки почвообразование не происходит из-за вымывания солей избытками дождевой влаги (дегумификации). Вся жизнь идет в кронах тропических гигантов. Не успел листик, помет попугая или труп бабочки долететь до земли, как его перехватывает множество живых организмов, расположенных во влажном тропическом лесу везде – на лианах, на поверхностных корнях растений, на влажном почвенном опаде. Кроме того, там изобилие грибов, быстро улавливающих любую органику и усваивающих ее, через микоризную сеть обмениваясь питанием с растениями.

Тысячи лет назад человек начал вмешиваться в жизнь почвы. Одни индейцы выжигали леса полностью под пастбища для бизонов, таким образом были созданы прерии в Северной Америке. Другие на берегах Амазонки занимались гончарным промыслом и выращиванием растений, для чего создавали гумусные плодородные почвы. Рубили деревья, строили печи для обжига глины, мусорные отходы и остатки пищи складывали в керамические горшки, и вся эта органика, черепки, много отходов древесного угля и обожженной почвы выносились на поля.

В Терра Прета обнаружены также экскременты животных и людей (источник фосфора и азота), остатки костей млекопитающих, рыб, черепашьих панцирей (источник фосфора и кальция), остатки водорослей, осколки гончарных изделий.

В кусочках угля с ценной органикой, которую дождь уже не вымывал, стала поселяться новая биота, особенно быстро шла селекция грибов и дождевых червей, которым влага только на пользу, черви даже перемалывали кусочки угля, разнося их и структурируя почву. (Почвенный червь Pontoscolex corethrurus, широко представленный по всей Амазонии, способен заглатывать кусочки угля, что способствует их соединению с минеральной частью почвы.)

Таким образом, если ранее вся органическая масса существовала только в кроне леса, то теперь очень быстро живые черви, грибы и бактерии стали накапливаться в созданной людьми почве. А пищи для этих живых существ, органики в виде опада листвы в окружающих джунглях избыток, и все это вносилось на грядки с растениями. Так появилась Терра Прета, черная земля, особая биота которой поддерживает свое существование до сих пор. Земледелие привело к смене биоценозов, естественные экосистемы тропических лесов сменились на стабильные почвенные экосистемы.

Индейцы сделали, казалось бы, невозможное – некое особое органоминеральное вещество, которое в условиях теплого и влажного климата не разлагалось микроорганизмами, при этом служа им базой для жизнедеятельности.

Другими словами, индейцы создали новый постоянный «скелет» почвы.

Все это актуально для тропических регионов, сейчас местные южноамериканские фермеры стали вносить древесный уголь в почву на полях и завозить ценные микроорганизмы с «черной землей», это дает прибавки урожая. Нам же тропическая биота не нужна, дробленый древесный уголь вносить на грядки в нашей холодной зоне не стоит, а вот аналог угля – стабильный гумус из древесной щепы – в самый раз. Это увеличит буферность и пористость почвы, улучшит ее «скелет».

Индейцы с берегов Амазонки глиняные горшки с остатками угля использовали временно в качестве туалета, поглощающего запахи, и обратили внимание, насколько хорошо потом растут растения, так как активированный уголь адсорбировал весь азот и не позволял ему вымыться ливнями.

В нашей зоне лучший адсорбент – гуматы из лигнина, созданные базидиомицетами. По склонам гор Южного Сахалина постоянно стекает почвенная влага, накапливая гумус и соли в низовьях, создаются илистые наносы. В этих местах, вытесняя злаковые, поселяются крупнолиственные растения – горцы, борщевики, дудники, белокопытники, шеломанники. Зеленая масса трав в несколько раз превосходит массу мелких злаков, эти травы никто не косит, и опад органики ежегодно огромен (до 200 т/га). Состав листвы этих трав тоже особый. В них много моносахаров (глюкозы) и белковых веществ, а из микроэлементов в сотни раз больше марганца. Естественно, в почве при таком опаде формируется другой набор бактерий, преобладают марганцевые, очень активные бактерии, это ускоряет почвообразовательные процессы в десятки раз.

Ризосферные бактерии в такой почве тоже резко активизируются, выделяют больше гормонов роста и питания для растений, и происходит селекция на гигантизм. Растения-гиганты дают обильные корневые выделения, стимулируют рост численности азотфиксаторов и накопление азота в почве. (Там обнаружен особый азотобактер, который не встречается в материковых почвах.) Этот гигантизм мы видим и на культурных растениях, посадив их на «сахалинскую почву».

Но бактерии (марганцевые) на окультуренных грядках с перекопкой и навозом долго не живут, феномен затухает. А вот если умный садовод мульчирует свои грядки листьями или соломой дудника и горцев, то плодородие почв продолжает нарастать постоянно и быстро. Такая почва делается необычайно рыхлой, воздушной, структурной, с содержанием гумуса более 10 %.

Сейчас я усиленно размножаю крупнотравье в саду – это горец Вейриха и окопник. Окопник у меня посажен недалеко от каждой яблони и замульчирован навозом. Его опад – лучшая органика для почвы под кроной. Я и борщевики по берегу озера (до созревания семян) обкашиваю и мульчирую ими сад.

Для меня мечта садовода – сделать свою почву целебной для растений, похожей на почвы Сахалина и Амазонки, – стала реальностью.

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.

Инженеры экосистем

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

Наиболее важными инженерами экосистем являются дождевые черви, термиты, муравьи и корни растений.

Корни – один из основных инженеров экосистем. 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.

Теперь поговорим о червях. Размеры дождевых червей варьируются от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров. 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. 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 Р.

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 в ней долю стабильных агрегаций.

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. Естественно, туда любят устремляться корни растений.

Садовод должен знать, что изоподы и многоножки достаточно сильно влияют на рост урожая 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 деятельность 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.

Выше я описал наблюдаемый процесс на участке, где много лет сваливали картофельную ботву, я называю его «феноменом старой мусорной кучи». Когда я разработал там землю, то не переставал удивляться качеству и плодородию почвы на этой свалке.

Сейчас я прекрасно осознаю, в чем ключевые факторы данного феномена: сухая углеродистая ботва, регулярно много лет одинаково кормила биоту; куча заросла гигантскими сорными травами и не перекапывалась; сформированное биоразнообразие определило плодородие и стабильность системы.