Активная мульча.

О гумусе подробней.
Олег Телепов,
14-03-2013 11:36
(ссылка)
Активная мульча. О гумусе подробней.
В спорах садоводов-любителей природников и их оппонентов просматриваются
диаметрально противоположные взгляды на процессы, происходящие в почвах. Но
противоречия во взглядах нередко только кажущиеся. Чаще всего эти противоречия
от того, что обе стороны (как природники, так и их оппоненты) не правильно
применяют термины, не имеют достаточно знаний, для того, чтобы увидеть, что
противоречий, в общем-то и нет.
Например, моменты, связанные с гумусом, воспринимаются однобоко: если есть
гумус – «динамическое питание не нужно», или если есть «динамическое питание» –
гумус не нужен. При невнимательном прочтении авторов,
продвигающих «природное земледелие» - А.И.Кузнецова и Н.И.Курдюмова, такое
мнение может сложиться.
Полагаю, что для А.И. и Н.И. эти вопросы (все, что связано с гумусом) видятся
азбукой – всем понятными, банальными вещами. Но по факту, для многих любителей,
воспитанных на периодике и научно-популярных книгах, эта азбука не понятна.
Честно говоря, для меня эта азбука более детально прорисовалась только сейчас.
Для простоты построю повествование на основе текста из книги Н.Курдюмова.
Цитаты привожу курсивом, свои комментарии обычным шрифтом.
Н.И.: «Факт Природы: на этой планете есть всего одна система земледелия, способная вечно воспроизводить устойчивые растительные сообщества: природная, или углеродно-круговоротная. Факт земледелия: или мы грамотно копируем природную систему, воссоздавая процветание биоценоза – или теряем почвы, пищу, здоровье и среду для жизни. Наука разложила «культурные» почвы на молекулы, но так и не увидела главное: роль органики опада. И не могла увидеть: в культурных почвах этой органики – мизер. Выпаханная почва – по сути, уже не почва»
Современная наука сейчас как раз много внимания уделяет «легкоминерализуемому
органическому веществу почв (лабильному гумусу)», бОльшая часть которого – как
раз и есть органика опада в разной степени разложения. Наука: «Формирование лабильного органического вещества идет за счет произрастающих растений: корней и опавших надземных органов. Совокупность этих остатков составляет подземное растительное вещество и по нашим представлениям является лабильной формой легкогидролизуемой части органического вещества».
Эти вопросы недостаточно изучены, о чем наука говорит однозначно: «К настоящему времени накоплен довольно больший фактический материал, разносторонние характеризующий консервативную часть органического вещества почвы. Этого нельзя сказать о лабильном органическом веществе, проблема которого не получила должного освещения».
Термин «выпаханная почва» в научном контексте означает противоположность
термину «окультуренная почва». Окультуренная почва – эта почва с улучшенными
свойствами относительно местных природных почв. В том числе с увеличенным
количеством гумуса как стабильного, так и легкоминерализуемого. Выпаханная
почва тоже содержит гумус, но он по большей части инертный – потерявший бОльшую часть своих качеств.
Н.И.: «Начало начал жизни – зелёные листья. Тут, начавшись с глюкозы, готовится пища для всех обитателей Земли. Годовой «урожай» биосферы – около 240 миллиардов тонн сухой растительной биомассы! Такова растительная жизнь: она кормит. А животная жизнь, разложив органику обратно на воду и углекислый газ, высвобождает энергию Солнца и пользуется ею для всеобщего радостного шебуршания. И мы с вами – больше всех прочих».
Некоторые понимают выделенное буквально: растениям нужна только энергия, вода и
углекислый газ. На самом деле вода и углекислый газ – это конечные продукты
минерализации, после того, как растения и почвенная биота усвоили из продуктов
минерализации биогенные вещества – то есть те вещества, которые необходимы для
жизни живых организмов. Кроме того, процесс минерализации в реальной почве
никогда не проходит в гордом одиночестве. Попутно ему всегда идет гумификация.
Н.И.: «Формула фотосинтеза проста: углекислый газ + вода + энергия солнца = глюкоза. Самый простой сахар – и питание, и сырьё для синтеза самых разных веществ. Клетчатка для каркаса, жиры для энергии, разные белки – ферменты, гормоны и питательные запасы, антибиотики, витамины и прочие биоактивные вещества (БАВ) – всё вышло из глюкозы. Конечно, с помощью массы других атомов и молекул. Их растения выуживают из почвы – корнями.»
Н.И.: «Читая учебники, мы просвещённо верим: всё просто, как в
гидропонной теплице. Мол, в растворе есть всякие соли, всосал, как насос – и
вся премудрость». Как правило, знания любителей основаны на школьных учебниках,
в которых многие процессы показаны сильно упрощенно.
Н.И.: " Увы, практика удобрений вовсе не так однозначна. Во-первых, одни элементы тут же вымываются, а другие прочно связываются и уже нерастворимы. Во-вторых, растворённые соли конфликтуют и конкурируют – одни блокируют усвоение других. В третьих, и главное: отнюдь не солями едиными живо растение! Из плодородной почвы оно получает кучу органических веществ: углеводы, аминокислоты, органические соли и разные БАВ, вплоть до гормонов".
Выделенное и есть «гумус» в широком смысле слова – неспецифические гумусовые
вещества. Те, кто читал учебники для вузов, давно это знают. Но кроме этого
растения способны потреблять и гумус в узком значении этого термина –
собственно гуминовые вещества (специфическое ОВП)
Н.И.: «Вот тут, во время пира, растения и получают свою законную долю – массу питательных и биоактивных веществ. И получают изрядно! Специально для этого созданы поверхностные, питающие корни – половина, а у деревьев, злаков и прочих мочковато-корневых – три четверти корневой системы. Эти корни распластаны под мульчой, простираясь далеко за пределы крон. Их задача – быстро всосать пищеварительный микробный «бульон», ухватив каждую росинку, любой дождик».
Мульчу разлагают сапрофиты. Они могут быть как обязательными (облигатными), так
и необязательными (факультативными) ризосферными микроорганизмами. В мульче,
там, где корни, будут преимущественно ризосферные микроорганизмы – сапрофиты.
Ризосферная биота, как и другие микроорганизмы могут быть разрушителями гумуса
или разрушителями органических остатков в зависимости от условий. Говорить,
ризосферные микроорганизмы важней, чем сапрофиты – значит сказать, что
«педобиота» важней чем «почвенные организмы»: слова разные, а смысл один.
Эта самая биота готовит «бульон», в котором кроме минеральных солей есть
негумифицированные органические соединения, гуминовые вещества (гумус в широком
и узком смысле)
Н.И.: «В это же время глубинные, или водяные корни достают из
подпочвы воду и толику минералов – их растворила и сохранила в гумусе,
опять-таки, поедаемая органическая мульча».
Когда мы говорим, что гумусный тип питания (по отношению к «динамическому
питанию») – «запасной», «дополнительный», нужно обязательно учитывать
приведенные выше слова Н.И. В природе многие функции организмов, веществ, почвы
многократно дублируются на случай непредвиденных обстоятельств.
То есть, как в природе, так и при применении «активной мульчи» всегда параллельно происходят оба типа питания растений – как «динамический»,
так и гумусный. Одни корни питаются в мульче, другие в то же время в
подпочве, где почти нет свежих органических остатков, зато есть гумусовые
вещества. И это касается не только черноземов, но и других типов почв.
Так же и при движении корней к источнику питания – растению нужно чем-то
питаться. Корневые выделения разрушают гуминовые вещества, создавая питание
растению.
Кроме того, гумус (как в широком, так и в узком смысле) всегда есть там, где
разлагается органика.
Наука: «Гуминовые (гумусовые) вещества – полидисперсные высокомолекулярные органические азотсодержащие соединения нерегулярной структуры, характеризующиеся высокой биохимической и термодинамической устойчивостью….. могут формироваться не только в почвах, но и в др. природных объектах: углях, торфах, сапропелях, лечебных грязях, компостах и др».
Нельзя строго отделить «динамическое питание» от гумусного даже в мульче.
«Динамическое питание» включает в себя и гумусное питание в «активной мульче»
(природных подстилках).
Н.И.: «Итого: плодородие – это активное почвенное пищеварение, поедание и переваривание. Почва ест – растения питаются и процветают. Кончилась еда – плодородие исчезает. И корни вынуждены довольствоваться «запасными консервами», в которых почти нечего есть – гумусом. Выживание и какую-то урожайность он обеспечит. Но ведь нам нужна высочайшая продуктивность!"
Учитывая сказанное мной выше, определение гумуса, как вещества в котором «почти
нечего есть», выглядит в корне не верным. Однако ошибки тут нет, если
учитывать, насколько нечетко наукой определено понятие «гумус». Здесь Н.И.
говорит о стабильном гумусе выпаханных почв.
Наука: «Интенсивное использование пахотных почв влечет за собой нарушение естественных потоков вещества я энергии, что приводит к уменьшению содержания гумуса, либо к увеличению в нем трудноминерализуемых компонентов в результате чего гумус становится инертным».
«Последние исследования показывают, что плодородие почв определяется не столько количеством гумуса, сколько количеством быстро минерализующихся его компонентов и, в особенности, гидролизуемой (алифатической) частью молекул гумусовых кислот».
«Гидролизуемая часть гумусовых кислот отчуждается в течение многих десятилетий до установления нового стационарного гумусового уровня, при котором в отсутствии должного гумусового контроля сохранившаяся устойчивая ядерная часть молекул гумусовых кислот становится инертной массой, потерявшей способность осуществлять обменные реакции».
Такой инертный гумус и есть те бесполезные консервы, в которых уже нечего есть.
Н.И: «Реальный гумус – огромное вольное разнообразие полимеров. Гуминовые кислоты, фульвокислоты, гуматы, фульваты – их выделяют весьма условно. Для практики это совершенно не важно. Важнее вот что: количество и качество гумуса зависит не от состава микробов, а от климата, исходного «корма» и минеральной части почвы. Гумус накапливается только в умеренном и холодном климате: здесь сапрофиты и растения не успевают усвоить всю органику – зимой спят. В сухих степях её оседает больше всего: там ещё и в засуху органика почти не усваивается. В дождливых лесах Нечерноземья гумуса меньше: изрядная его часть вымывается водой».
В данном случае не стоит путать «гумификацию» и «гумусонакопление». Гумус
всегда есть там, где разлагается органика. Но в некоторых условиях, например в
экваториальных лесах, гумус не накапливается – частично потребляется растениями
и почвенной биотой, частично вымывается. В цитате Н.И. говорит о
гумусонакоплении.
Н.И.: «В почве гумус живёт тысячелетиями – если, конечно, почву не перелопачивать. Разлагать его прочные соединения могут только «специалисты» с особо мощными ферментами – грибы (шампиньоны, зонтики, навозники, говорушки, дождевики и пр.) и некоторые бактерии. Но энергии тут уже почти нет, есть почти нечего, и охотников крайне мало».
Здесь разговор опять о стабильном гумусе. Если почву не перекапывают, то стабильный
гумус не становится инертным, он создает важные физико-химические свойства
почвы. В присутствии свежих органических остатков, действительно нет охотников
его разлагать.
Н.И.: «Фактически, гумус – не источник пищи, а её осадок, «отстойник». Не причина, а следствие, свидетель плодородия. Гумусный слой – признак того, что здесь долго разлагалась органика растений. Он показывает, насколько нестабильно почвенное пищеварение. Для почвы это – общий буфер, склад-накопитель и среда обмена минералов и некоторых БАВ. Растения получают из гумусной кладовой очень мало. Гумус – такая же «пища» для них, как для нас, пардон… осадки канализации».
Понятно, что речь и здесь идет о стабильном гумусе. На сильно выпаханных полях
гумус может частично утратить и свойства буфера, склада-накопителя и среды
обмена минералов и некоторых БАВ. В естественных условиях и «природном
земледелии» на глубине гумус очень слабо разлагается. Растениям, из самого
гумуса есть не чего. Но, гумус выполняет роль почвенного поглащающего комплекса – задерживает от вымывания питательные вещества, БАВ. Растения могут потреблять эти сохраненные гумусом вещества.
Н.И. «Настоящая пища для корней – продукты переваривания органики, поставляемые «кухней» сапрофитов».Гуминовые вещества – неотъемлемая часть
продуктов переваривания органики.
Н.И.: «Наглядное доказательство – влажные тропические леса. Здесь грибы и микробы активнее на порядок, органика разлагается круглый год, и гумус просто не накапливается – не успевает. Но самая буйная на планете растительность – результат бесконечного пира сапрофитов, а вовсе не гумусных запасов»
Тут стоит обратить внимание на слово «запасов». Гумусонакопления (создания
гумусных запасов) нет, но гумификация и потребление растениями гумуса (как в
узком, так и в широком смысле) происходит.
Пример тропических лесов можно приводить, как доказательство, что в некоторых
случаях возможно плодородие без запасов гумуса. Но это совершенно не значит,
что гумус вообще не нужен. В том числе и гумус стабильный.
Говоря об экваториальных лесах, стоит помнить о том, что культурные растения в
тех местах прекрасно растут не на естественной почве, а на «терра-прете» -
почве, в которой создан искусственный гумус.
Н.И. «Итак, роль сапрофитов проста: расщеплять и поедать то, что дали растения. Мульча — «откормочный цех» почвы, а в целом – система возврата. Микробов и грибов тут плодится тьма тьмущая. В лесу их больше, чем червей: до 400 г на кв. метре, а в степи ещё вдвое больше! Выделяя свои продукты и углекислый газ органики, сменяя друг друга и сами, становясь пищей, они постепенно отдают растениям всё, что от них получили. И лишь крохотные остатки этой органики переходят в состояние стабильного гумуса".
Тут стоит учитывать один момент. Когда мы говори о какой-то системе, то нужно
учитывать, что существует надсистема (более широкая система) и подсистемы
(более узкие системы, обеспечивающие работу системы). Система возврата – не
исключение. Систему возврата нельзя воспринимать как линейно протекающий
процесс: органические остатки – продукты минерализации - растения.
В реальной почве минерализация и гумификация идут и параллельно и
последовательно. Нельзя сказать, что чисто параллельно и нельзя сказать сто
чисто последовательно. Условия в каждой микрозоне почвы меняются часто и
быстро. Из-за этого меняются микробные сообщества, меняется их стратегия по
получению энергии. Это одно.
Второе: ГВ – это не только стабильный гумус, но и разного рода мобильные
соединения, в том числе легкоминерализуемые. Эти два факта создают такую
картину: Из органических остатков в результате минерализации получаются в
первую очередь (1.) легкоминерализуемые ГВ и (2.)минеральные вещества.
Далее минеральные (2) вещества могут быть использованы растениями, биотой
почвы или вымыться из почвы иливступить в реакции
гумификации. Но чаще всё это происходит одновременно, то есть нужно ставить
вместо «или» - «и». В одной микрозоне почвы так, в другой микрозоне в то же время – по-другому.
В то же самое время легкоминерализуемые ГВ (2) могут стать частью
более крупной молекулы ГВ или минерализоваться. Тут надо размышлять на уровне молекулы, а не уровне грядки. На уровне грядки ничего не
меняется, тогда как одни и те же молекулы разных веществ могут бессчетное количество раз переходить из минеральной в органическую (ГВ) форму и
обратно. А так же попадать в состав огромных полимеров – устойчивого гумуса и
снова переходить в минеральную форму. Так же бессчетное количество раз.
Даже в одном почвенном агрегате (комочке почвы) есть разные микрозоны.
Например, на поверхности комочка может происходить минерализация ГВ, а внутри
него – гумификация. Корень растения попал в агрегат (все видели гирлянды
почвенных комочков нанизанных на корнях растений), и начинает растворять
образованный там ранее гумус (ГВ). В это же самое время на поверхности комочка
может происходить гумификация.
Наука: «Почвенное органическое вещество (ПОВ) является сложной системой органических и органоминеральных соединений. Вследствие гетерогенности, ПОВ представляет собой непрерывный ряд (континуум) органических соединений, различающихся по устойчивости к разложению почвенными микроорганизмами: от лабильных пулов, которые обновляются в течение часов и суток, до очень устойчивых, сохраняющихся в почве в течение тысячелетий».
«Гуминовые вещества – сложная окислительно-восстановительная система. Обладают
высокой биохимической устойчивостью в силу того, что их структурные единицы
соединены между собой разнообразными химическими связями, и, кроме того, в их
молекулах имеются системы полисопряженных связей. Поэтому в пределах одной макромолекулы ГВ отдельные ее фрагменты могут разрушаться с различной скоростью. Обновление поврежденных участков макромолекул ГВ осуществляется фрагментарным или молекулярно-обменным путем. ГВ относят также к
диссипативным структурам, для существования которых необходим постоянный обмен
энергии и вещества, и которые стабильны до тех пор, пока связаны с окружающей
средой».
Эти реакции обратимы и взаимосвязаны. По ходу этих реакций растения получают
питание – поглощают минеральные и органические вещества, в том числе ГВ. В
выпаханном поле тоже это происходит. Но в гораздо меньшем объеме. По тому, что
не хватает свежих органических остатков. Количество легкоминерализуемых форм ГВ
уменьшается, разлагается часть стабильного гумуса. То есть можно условно
сказать, что на выпаханных полях гумус (ГВ) «не источник пищи, а её осадок,
«отстойник»
Н.И. «Плодородие – сам процесс гумусообразования. Полноценное питание растений – это пищеварение почвы в буквальном смысле этого слова… Растениям важна не просто сама пища, но и возможность усвоить её: здоровье корней, стабильная влага, угольная кислота, активная структура и физика почвы. Эти условия создают только пирующие сапрофиты»
Для полноты понимания: пирующие сапрофиты создают эти условия, создавая гумус (ГВ) – именно ГВ создают: «здоровье корней, стабильную влагу,
активную структуру и физику почвы». Причем чему-то способствует и стабильный
гумус.
Н.И.: «А гумус – их общие «экскременты» в конечной стадии распада и минерализации". Строго говоря, в последней стадии минерализации –
простые минеральные соли, вода и углекислота. Но не гумус. Гумус остается гумусом пока в нем есть органические вещества. Полная
минерализация предполагает отсутствие органических составляющих в веществах.
Условно так сказать можно о гумине (нерастворимом остатке, который тоже гумус)
Н.И.: «Гумус – запас на черный день». Это верно. Но чёрный день в почве «происходит постоянно». В каждой отдельно взятой микрочастице почвы
черные дни могут случаться и при активной мульче – съели микроорганизмы
органические остатки, часть минерализовалось и перешло в почвенный раствор,
часть гумифицировалось.
Для микробной колонии, жившей на этой конкретной частице органических остатков
и корней, для которых эта колония была ризосферной, настал черный день. Эта
частица органики – как отдельная планета со своим населением. А для растения и
почвы в целом – никакой ни черный день, всё радуется жизни.
Что будет делать конкретная колония? Она перейдет в режим ожидания – перейдет к
покоящимся формам, а часть погибнет. На её место придут другие микроорганизмы,
способные питаться менее питательной пищей. А что же корни? Они останутся без
питания? Нет, они будут потреблять ГВ. Некоторые будут поступать в растения,
другие с помощью корневых выделений и ризосферной биоты будут минерализованы и
в таком виде потреблены растением.
По сути, гумус – это преимущество природного земледелия и «активной мульчи» в частности. В этих системах хозяйствования, в наиболее полной мере проявляются все полезные свойства гумуса.
"Динамическое питание растений" – это (в том числе) активное
включение второго цикла углерода – поглощение растениями не полностью
минерализованных ГВ. Традиционная агротехника способствует в большей мере минерализации ГВ – микробное сообщество из-за недостатка свежих органических остатков перестраивается на потребление гумуса.
Гумус это комплекс настолько разных веществ, что правы те, кто говорит: «Таким
образом, гумус служит основным поставщиком и резервом элементов питания
растений». И те, кто говорит прямо противоположное. Это теоретически. А практически, все мы должны заботиться о накоплении гумуса, если его мало. Об
этом однозначно говорит и современная наука.