Многие годы садоводы верили: чем больше компоста - тем лучше почва. Считалось, что растительные остатки превращаются в стабильный гумус, который держится десятилетиями. Но современная наука показывает другую картину. Гумус работает совсем не так, как думали раньше.

И это меняет всё.

Что такое гумус на самом деле

Когда учёные в прошлом веке изучали почву, они видели тёмное вещество. Назвали его гумусом. Предполагали, что это крупные молекулы - гуминовые и фульвокислоты (сложные органические соединения, которые образуются при разложении растений), которые образуются из растительных остатков и держатся в почве долгие годы благодаря своей сложной химической структуре.

Гуминовые и фульвокислоты остаются важной частью почвенного органического вещества. Однако их роль переоценивалась: раньше думали, что сложная молекулярная структура гарантирует их долгосрочность.

Это понимание казалось логичным.

Но с начала 2000-х годов научное понимание постепенно менялось. Если раньше считалось, что химическая сложность молекул обеспечивает долгосрочную стабильность (концепция биохимической рекальцитрантности - то есть идея, что некоторые вещества от природы "упорствуют" и не хотят разлагаться), то теперь понимают, что это срабатывает только на начальных этапах разложения.

На длинных временных горизонтах - на масштабе десятилетий и столетий - главную роль играет не молекулярная структура органики, а её физическая защита минеральной матрицей почвы.

Сейчас ясно: стабильность этих веществ зависит не столько от молекулярной сложности, сколько от их ассоциации с минеральными компонентами почвы. Гуминовые кислоты, связанные с глинистыми минералами через химические взаимодействия (это как крепкая клеевая связь), действительно сохраняются десятилетиями. Но свободные гуминовые кислоты без минеральной защиты разлагаются относительно быстро - микробы их съедают, как простую органику.

Вот парадокс.

Одно и то же вещество - гуминовая кислота - может жить десятилетия или разложиться за месяцы. Всё зависит от того, защищена ли оно минеральным панцирем.

О том что есть что в почвенном органическом веществе: https://ok.ru/group/70000004924972/topic/158318229392684

Органическое вещество держится в почве не потому, что оно химически стойкое, а потому что оно крепко приклеилось к частичкам глины. Представьте: мясо, что плотно упаковано в тесто у пельменя. Мясо само по себе не становится с тестом одним целым - оно просто плотно со всех сторон обхвачено, прижато, защищено оболочкой. Так же и органика: она упакована в глинистые частички, прижата к ним, защищена минеральным слоем от микробов.

Это как броня для растительных остатков.

Защита с четырёх сторон - вот в чём секрет долговечности гумуса. Не в сложных молекулах, а в физической защите минеральным панцирем.

Две формы почвенной органики

Первая форма: дисперсное органическое вещество
Сегодня учёные делят почвенную органику на две большие группы.

Дисперсное органическое вещество, ДОВ (particulate organic matter, POM) - это то, что ещё не упаковано, не защищено. Мелкие кусочки растений, которые ещё не до конца разложились. В них много лигнина (вещества, которое придаёт жёсткость стеблям), растительных волокон.

Они лежат в почве как отдельные частицы, свободные, доступные.

Разлагаются такие остатки относительно быстро - за несколько месяцев или лет. Это органика для краткосрочных дел: она улучшает структуру почвы, даёт питание растениям прямо сейчас.

При глубокой вспашке почвы именно эта органика теряется быстрее всего. Микробы получают доступ ко всему сразу и едят это в спешке.

Вторая форма: минерально-ассоциированное органическое вещество

Органика защищённая минеральным слоем, МАОВ (mineral-associated organic matter, MAOM) - совсем другое дело. Это - не видно с первого взгляда. Если бы вы взяли пылинку почвы и посмотрели в очень мощный микроскоп, то увидели бы тонкий слой органики - будто краска, что прилипла к камню и высохла. Это остатки мёртвых микробов и их метаболитов прочно скрепленные с минералами.

Микробы не могут разогнать эту защиту за считанные годы. На это нужны столетия - порой тысячелетия. МАОВ - это стратегический запас почвы. Когда никакой другой органики в почве уже нет, этот запас еще там.

Жидкий углерод - главная дорога к плодородию

Чем же растения кормят почву. Не в основном листьями и соломой, как думали раньше.

Основная работа происходит в почве вокруг корней - в так называемой ризосфере (root zone, ризосфера). Живые корни постоянно выделяют через свои кончики растворённые сахара, кислоты, углеводы - это называют корневыми экссудатами (root exudates). Это - жидкие сладкие соки. Микробы сразу реагируют: бегут туда, едят, растут.

Этот путь - от фотосинтеза листьев через корни в почву, через микробов, до образования защищённой органики - назвали Путём жидкого углерода, ПЖУ (LCR Liquid Carbon Route, LCR).

ПЖУ - это как постоянно включённый кран вместо того, чтобы один раз в год вносить ведро воды. Во-первых, вода льётся постоянно - весь вегетационный сезон. Во-вторых, она попадает точно в нужное место - прямо к корням, где микробы уже ждут. В-третьих, микробы, что едят эту жидкую органику, создают мельчайшие капельки из хитина, белков, сложных жиров - это идеальный материал для крепкого прилипания к минералам.

Результат - высокая скорость образования МАОВ.

Две разные цели - две разные стратегии

Вот точка разрыва между старым и новым пониманием накоапления стабильного гумуса..

Если ваша цель - быстрое питание растений в этом сезоне, то старый подход работает нормально. Внесите компост, легкоразлагаемую органику. Микробы очень быстро её разложат, выпустят питательные вещества - и растения получат свое питание. Это - классический метод, который работал сотни лет и работает до сих пор.

Если ваша цель - накопить стабильный гумус, чтобы почва работала десятилетиями, то логика совсем другая. Здесь нужны четыре ключевых действия, которые несколько меняют подход к земледелию.

Строгая нулевая обработка почвы

Вспашка разрушает микроагрегаты - те самые комочуи в которые замурована органика,. Вспашка также высвобождает ДОВ, микробы мгновенно его едят, и углерод уходит в атмосферу в виде углекислого газа. Это - как открыть консервы в присутствии множества голодных едоков.

Нулевая обработка - когда вы не трогаете почву, сеете прямо в стерню - сохраняет структуру. Агрегаты остаются целы, МАОВ остаётся в укрытии.

Живые корни вместо мёртвых остатков

Старая парадигма смотрела на количество надземной биомассы сидератов. Много ботвы и корней - значит, хороший сидерат. Новая парадигма смотрит на корни.

Глубоко укореняющиеся культуры (люцерна, эспарцет, доггик, другие растения с глубокими корнями) запускают корни на метр в глубину - а то и больше. Эти корни весь сезон выделяют жидкий углерод на глубину, куда его не заделать при вспашке. Результат - МАОВ образуется не только в верхних 20 сантиметрах, но и гараздо глубже.

Это - страховка на будущее.

Грибы - скрытые помощники
Грибная некромасса, остатки мёртвых грибных нитей, лучше всех прилипает к минералам. Это - как если бы у грибов был специальный клей.

Вдобавок, грибы плетут в почве сеть - мицелий. Эта сеть скрепляет агрегаты, как арматура бетон. Когда вы не вспахиваете почву и кормите корни активно - грибы процветают. Они едят жидкий углерод, растут, плетут сеть, отмирают - и всё это становится МАОВ.

Минимальная обработка, живые корни, грибные сообщества - эта тройка и есть основа нового подхода к накоплению плодородия.

Почему старый подход работал - но не совсем

Нужно быть честным: старая парадигма, которая советовала вносить много органики и часто обрабатывать почву, не была неправильной. Она работала. В краткосрочности она очень хорошо работала.

Вносите навоз, вспахивайте - питание выходит. Урожай растёт. Но спросите земледельца через 30 лет: почва стала ли плодороднее, или все время нужно вносить всё больше органических удобрений? Чаще - второе.

Новое понимание не отменяет старое. Оно дополняет его: показывает, что одного увеличения общей органики недостаточно. Нужно считать не столько килограммы, сколько судьбу каждой молекулы в почве.

Практический вывод для садовода

Если у вас есть 10 кубометров компоста, то вы можете использовать его двумя способами, и оба - научно обоснованы.

Первый способ - классический, быстрый результат. Разбросать компост по грядкам, вспахать, посадить. Растения будут сыты весь сезон. Урожай в первый год - отличный. Но компост разложится за несколько лет, и через пять лет почва опять будет требовать подкормки. Это - стратегия текущего потребления. Она работает, если вы планируете на один-два сезона.

Второй способ - согласно новому пониманию, долгосрочный результат. Замульчировать почву, посеять покровные культуры, не трогать несколько лет. Через пять лет почва будет лучше, чем была. Через десять - ещё лучше. Это - стратегия инвестирования в будущее.

Это вариант для быстрого повышения плодородия.

Понятно, что большинство из нас не могут позволить себе оставить почву на несколько лет без товарных культур. Но зато можем сеять покровные до и после культур. Севооборот.

По мне так идеальный вариант - совмещать обе стратегии.

Р.S. И опять я вас прошу не делать окончательные выводы из написанного. Здесь я допускал упрощения и недосказанность. О нюансах, связанных с этими вопросами поговори в следующей статье.