Как повысить плодородие почвы, или Биогумус и его свойства

1.1. Дождевые черви — главные воспроизводители плодородия почвы

Дождевые (земляные) черви — крупные почвенные беспозвоночные животные, самые древние и многочисленные на Земле. Только на территории России их насчитывается около 100 видов. Это их деятельностью создавались и создаются почвы. Они главные санитары земли, гаранты здоровья и благополучия всего живущего на ней. Питаются они отмершими разлагающимися растительными тканями, поступающими в почву в виде опада, корневых и пожнивных остатков. Ежегодно на земле образуется около 230 млрд т сухого органического вещества (листьев, стеблей, плодов, ягод, корнеплодов и т. д.), содержащего все необходимые пищевые компоненты (белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины, ферменты, биологически активные вещества и т. д.) и накопившего в себе энергию в десятки раз большую, чем даёт сжигание за год всех видов топлива. Вся эта растительная органическая масса падает на почву и здесь достаётся микроорганизмам и почвенным животным, тогда как на долю людей и наземных животных из этого количества перепадает не более 10%. Это знание делает биотехнологию прогнозируемой и перспективной на неопределённо длительный период времени. Здесь следует упомянуть о навозе скота и помёте птицы — огромном источнике органики. Коровы, овцы, свиньи, домашняя птица используют лишь 25…50% питательных веществ, заключённых в потребляемом корме. Остальное выводится из их организма с экскрементами. Так, в навоз крупного рогатого скота из использованных кормов поступает 40…50% органических питательных веществ, 80…90% азота, 70…80% фосфора, 95…98% калия, 70…85% кальция. Каждая тонна сухого навоза содержит до 800 кг клетчатки, до 94 кг сырого протеина и 91 кг легкоусвояемых углеводов, жиров, витаминов, ферментов, минеральных веществ с полным набором элементов питания для растений.

Как показали экспериментальные исследования, из тонны такого сухого материала при переработке его червями образуется 600 кг гумусного органического удобрения, содержащего 25…35% гумуса и 65…75% зольного остатка, а другие 400 кг превращаются в 100 кг живых червей и микробов и энергию их созидания. Дождевые черви — главные потребители мёртвых растительных остатков. Поглощая вместе с почвой огромное количество растительного детрита (распадающихся мёртвых растительных тканей), микробов, грибов, водорослей, простейших нематод и т. д., они переваривают их, выделяя с копролитами (копрос — испражнение, литос — камень) большое количество собственной кишечной микрофлоры, ферментов, витаминов, биологически активных веществ, которые обладают антибиотическими свойствами и препятствуют развитию патогенной (болезненной) микрофлоры, гнилостных процессов, выделению зловонных газов, обеззараживают почву и придают ей приятный запах земли.

Есть у червей и другая специфическая особенность, весьма полезная для земледелия. Связана она с их уникальной способностью мелиорировать и структурировать почву. За летний период популяция из 50 червей в пахотном слое почвы на 1 м² прокладывает километр ходов и выделяет на поверхность копролиты слоем 3 мм. Ещё больше их остаётся в толще почвы. Каждый червь пропускает через пищеварительный канал за сутки количество почвы, равное массе его тела. Если средняя масса червя 0,5 г, то при количестве их 50 особей на 1 м² (500000 на 1 га) за сутки на площади 1 га ими перерабатывается 250 кг почвы.

В средней полосе активная деятельность червей продолжается 200 дней в году. Следовательно, за сезон они могут перерабатывать на гектаре 50 т почвы, обеспечив её гумусом. Основателен вопрос: какими современными техническими средствами можно выполнить за год гигантскую плодотворную работу по структурированию и гумусированию почвы? Пока нет таких сил и средств! И сравниться с червями в этой их благотворной деятельности никто и ничто не может. Это их деятельностью созданы значительные некогда черноземы России — её гордость и богатство. Из сказанного ясно, что самым очевидным признаком здоровья почвы, её высокого плодородия является наличие в ней дождевых червей. Чем их больше в почве, тем она более функционалыно здорова. Это должно быть осознано и принято "на вооружение" в интересах воспроизводства плодородия почвы всеми земледельцами.

1.2. Условия обитания дождевых червей

В естественных условиях обитания видовой состав и численность дождевых червей зависят от типа почвы. На пастбищах в суглинках, лёгких суглинистых и супесчаных почвах численность их бывает максимальной и составляет до 450 особей на 1м², в глинистых значительно меньше — до 230 и в кислых наименьшее — 25 особей на 1 м².

Очень велика потребность земляных червей в азотсодержащей органике. Это определяет пространственную локализацию и уровень плотности популяций червей в разных местностях. В богатом азотом субстрате темпы индивидуального роста и плодовитость червей резко увеличиваются, что является одной из причин их концентрации в экскрементах травоядных животных и высокой численности на пастбищах.

Особенно важным условием для жизни червей является достаточная влажность субстрата. Влажность почвы ниже 30…35% тормозит их развитие, а при влажности 22% они погибают в течение недели. При выращивании дождевых червей в лабораторных условиях максимальная масса и производство коконов достигаются при влажности субстрата, равной 70…85%, т. е. близкой к содержанию воды в теле червя. В среде с кислотностью 5 или более 9 рН все черви погибают в течение недели. Оптимальной для их роста является нейтральная среда с кислотностью 7 рН.

Считается, что в умеренных широтах период активной деятельности червей продолжается 6,5…7 месяцев. Они не уходят в глубокие слои почвы на спячку, пока она не промёрзнет на 5…6 см и не появится снежный покров в 8…10 см, т. е. пока зима не установится окончательно. Кроме того, достаточно оттепели, чтобы черви перешли в активное состояние, причём они могут выползать даже на снег. Но, как правило, черви при 5 °C освобождают кишечник и близки к состоянию зимнего покоя (не питаются). Они уходят в глубокие слои почвы и впадают в "спячку". Весной черви возобновляют свою активность за 10…15 дней до исчезновения мёрзлого слоя, т. е. "просыпаются" сразу, как только вешние воды и тёплый воздух проникают к ним через почвенные поры в глубокие слои. Концентрация растворимых солей более 0,5% смертельна для червей. Однако соли, используемые для коагуляции жидких органических удобрений, такие, как углекислый кальций, углекислое железо, сернокислый алюминий, хлорное железо, безвредны даже при более высокой концентрации, чем принято в сельском хозяйстве для обработки сточных вод.

Дождевые черви очень плодовиты. Каждая половозрелая особь, например, навозных червей, откладывает за летний период по 18…24 коконов. В каждом коконе находится от 1 до 21 яйца. Через 2…3 недели из яиц выходят новые особи, а ещё через 7…12 недель "новорождённые" уже сами способны приносить потомство. Взрослые особи живут 10…15 лет, длина их составляет от нескольких до десятков сантиметров, а масса — до десятка граммов. Молодые особи по достижении половой зрелости весят до 1 г.

Столь быстрое размножение дождевых червей, неприхотливость к условиям питания и содержания, быстрый прирост биомассы и высокий процент белка в их теле обусловливают возможность их массового воспроизводства промышленным способом для народнохозяйственного использования с относительно малыми затратами, большой рентабельностью и экологичностью.

1.3. Гумус почв и его свойства

Гумус — это "хлеб" для растений. В нем сосредоточено 98% запасов почвенного азота, 60% фосфора, 80% калия и содержатся все другие минеральные элементы питания растений в сбалансированном состоянии по природной технологии. В инертном гумусе пахотного слоя заключено до 87,5% энергии.

Запасы гумуса в почвенном покрове земли распределены неравномерно: больше всего его в черноземах луговых степей — от 400 до 700 т/га, меньше — в почвах тундр и пустынь — всего 0,6… 0,7 т/га.

Гумус не только участвует в снабжении растений азотом, фосфором, калием и другими важными макро– и микроэлементами питания, неоспорима его роль и в других важнейших процессах почвообразования и обеспечения плодородия почв, таких, как предохранение почв от выветривания, создание их гранулярной структуры, снабжение растений необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами.

Поэтому сохранение и преумножение запасов гумуса — одна из первоочерёдных задач земледельцев. Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах. Гумус — основной источник энергии для процессов превращения в почве минеральных соединений, биосинтетических реакций, жизнедеятельности микроорганизмов, роста и формирования растений и т. д. Черноземы, как было отмечено, характеризуются преобладающей аккумуляцией энергии в гумусе (88% суммы энергии в гумусе и растительном веществе), что хорошо согласуется с выдающимся и устойчивым плодородием черноземов.

Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединений для растений. Высокогумусированные почвы отличаются более высоким содержанием физиологически активных веществ. Гумус активизирует биохимические и физиологические процессы, повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая и улучшением его качества.

1.4. Биогумус и его свойства

Основным продуктом переработки компостов с помощью технологических червей является гумусное органическое удобрение (биогумус, червекомпост). В свежеприготовленном биогумусе (50% влажности) содержится 12…15% гумуса, а в абсолютно сухом — 30 (±5)%. Такое гумусное удобрение содержит (на абсолютно сухое вещество) 0,8…2% азота, 0,8…2% пятиокиси фосфора, 0,7…1,2% окиси калия, 0,3…0,5% окиси магния, 2…3% окиси кальция и все необходимые для растений другие микроэлементы питания в сбалансированном виде по природной технологии в общем количестве 60…80 кг на 1 т абсолютно сухого удобрения. Но это ещё и микробиологическое удобрение. Внесение его в почву нормализует развитие процессов, свойственных здоровой почве.

Гумусное органическое удобрение превосходит навоз и компосты по содержанию гумуса в 4...8 раз. Это его главное достоинство. Оно обладает и другими ценными свойствами, такими как большая влагоёмкость, влагостойкость, гидрофильность, механическая прочность гранул, отсутствие семян сорных растений, наличие большого количества полезной микрофлоры, различных ферментов, почвенных антибиотиков, гормонов роста и развития растений, витаминов.

Оно также отличается достаточным постоянством таких свойств, как рассыпчатость, регулируемая влажность, технологичность использования, прогнозируемость воздействия на урожайность культур, безвредность для почвы и получаемой с неё продукции, а также хорошей сочетаемостью с теми или иными химическими удобрениями, небольшими энергетическими затратами на производство, транспортировку и внесение в почву. В сочетании с мелиоративными и структурирующими почву свойствами такое удобрение, выработанное по природной технологии, более конкурентоспособно по сравнению с любыми другими искусственными минеральными удобрениями, тем более с подстилочным навозом и компостом. В отличие от навоза и компостов оно не обладает инертностью действия: растения и семена их весьма отзывчивы на него, а урожайность резко возрастает пропорционально его количеству. Например, одна тонна подстилочного навоза, внесённая в почву, даёт прибавку урожая 0,3 ц зерновых единиц за ротацию, а одна тонна гумусного удобрения (50% влажности) 3…4 ц в год использования и ещё столько за последующие четыре года. Вегетационный период у растений сокращается на 10…14 суток, что весьма важно для Нечерноземья, Сибири и Дальнего Востока. Включение дождевых червей в технологию переработки навоза и другой органики в гумусное удобрение есть единственный, прямой, биологически целесообразный, ускоренный путь повышения гумусности и структурированности почв, повышения их плодородия, качества и сохраняемости всей без исключения сельскохозяйственной и животноводческой продукции.

Использование данной биотехнологии делает сельскохозяйственное производство полностью безотходным, экологически чистым, высокорентабельным.