Биотехнология природного земледелия: Алтайский вариант (очерк–исследование)

УГЛЕРОД — ДА. НО ОТКУДА?

Прежде всего: откуда берется углекислый газ в воздухе? Энергия биомассы земных растений почти на два порядка больше, чем дают сейчас все виды топлива. Людей еще и в помине не было, а 0,03% CO₂ в воздухе уже были. Выходит, вовсе не наши костры, не машины и ТЭЦ поставляют углекислый газ в атмосферу. Такую прорву CO₂ способны «выдохнуть» только те, кто съел и окислил всю растительную биомассу — обитатели почв и океанов.

Расклад такой. Треть углекислого газа дают океаны, остальное — органическая мульча суши. И вовсе не тропиков! Две трети CO₂ «выдыхают» почвы северных и умеренных широт. Тундры его выделяют до 20 кг/га/сутки, лесные почвы — до 300, перегнойные луга и черноземы — до 600. И это — только в приземном воздухе! В самой же почве CO₂ еще в 10-20 раз, а в перегнойной грядке — в 30-40 раз больше. До 80% этого углекислого газа дают микробы и грибы, и до 20% — почвенная фауна.

Очевидно: вернуть растениям их углерод может только постоянный распад, окисление дерна или подстилки. Итак, источник CO₂ — почва. Главный резервуар, хранитель CO₂ — почвенная мульча. Будь вы на месте растений, где бы вы стали добывать CO₂: там, где его почти нет, или там, где он сконцентрирован? Не почвенный ли углекислый газ мы измеряем на самом деле, анализируя приземный воздух?..

Давайте немного порассуждаем. Ночью листья выделяют CO₂ — «дышат». Но днем, вместе с кислородом, растения также выделяют углекислый газ, хотя он нужен для фотосинтеза. Не говорит ли это просто об избытке CO₂ в тканевой жидкости?..

Физически, обмен газов определяется их парциальным давлением, а в жидкостях — их насыщением. Газ переходит оттуда, где его больше, туда, где его меньше. Так работают наши легкие: в плазме венозной крови кислорода меньше, чем в воздухе, и кислород поступает в плазму. Зато углекислого газа там больше, чем в воздухе, и он выходит в воздух.

Устьица листьев не умеют вентилировать активно. Они «вдыхают» и «выдыхают» по закону равновесного состояния газов. Донести CO₂ до хлоропластов можно, только растворив его в воде. Но если он выделяется, значит, его насыщение в цитоплазме клеток избыточно. Как же он может при этом поглощаться?.. Кстати, в Сети не нашлось никаких исследований на эту тему.

Идем далее, и находим небессмысленную аналогию. Азот — химический сосед, почти что родич углерода. В воздухе его — не доли процента, а целых три четверти. Казалось бы — бери, поглощай листьями! Но поглощается он только в виде растворов — аммония, нитратов и простой азотистой органики. Весьма логично предположить: углерод также усваивается в виде растворов. И действительно, почва просто пропитана его растворами! Это сам растворенный CO₂, угольная кислота, карбонаты, простые сахара и всевозможные кислоты. И корни, разумеется, поглощают CO₂ и угольную кислоту — этот факт отражен еще в энциклопедии 60‑х. Вопрос вот в чем: основной ли это способ добычи углерода?

По Тимирязеву, огромная площадь листьев нужна только и именно для поглощения углекислого газа из воздуха. Но при том листовое испарение выкачивает почвенный раствор, добывая таким образом минералы. Значит, площадь листьев добывает из почвы и углекислые растворы. Чем больше испарил и прокачал, тем больше CO₂ добыл. Никакого конфликта! Наоборот. Охлаждение листьев, добыча минералов, воды и углерода одновременно, сразу, одним усилием, с минимальными затратами — вот рациональность, свойственная Природе! Именно так растения и должны жить.

Хорошо. Но остается вопрос: сколько в почвенной воде CO₂? Хватит ли его для фотосинтеза? А гидропоника — откуда там углекислый газ в растворе? Там же нет органики. А ведь растения растут!

Растут и будут расти, потому что не существует прохладной воды, не насыщенной газами. Дождевые капли, еще не долетев до земли, превращаются в слабые растворы. Выпаренная дистиллировка, оставленная открыто, уже через пару часов — раствор. А растворимость CO₂ в 70 раз выше азотной, и в 150-кислородной. На два порядка! Угадайте, каким газом насыщена вода больше всего?

И насыщенность эта тем выше, чем вода холоднее и чем больше в воздухе углекислого газа. Прикинем. Летом, на вашем теплом балконе, в воде растворится примерно 0,6 мг/л CO₂: такова его равновесная концентрация с воздухом при +25 °C. Осенью, при +12 °C, в растворе будет уже около 1,1 мг/л — почти вдвое больше. В воздушных полостях луговой почвы может быть до 3% CO₂ — на два порядка больше, чем на вашем балконе. Здесь в раствор перейдет до 100 мг/л — для нормальной дикой флоры уже достаточно! Конечно, при этом почвенный раствор кислеет. Но он тут же нейтрализуется, освобождая минералы из почвенных карбонатов, силикатов и гумуса. Это детально исследовали еще до Овсинского.

В природных грядках и садах, усиленных органикой и активными сапрофитами, концентрация CO₂ может подняться еще на порядок, а теоретически до полного насыщения: под мульчой — до 1,5 г/л. Теперь прикинем: куст капусты испаряет за лето до 400 л воды. То есть, на обычной почве он может добыть корнями до 40 г. CO₂

— это половина кочана. А на органической грядке с сидератами — все 400 г, как раз кочан на 6-7 кг. Остается гадать, как Ефим Грачев выращивал кочанищи по 30 кэгэ

— ну, уж наверняка не за счет воздуха!

Есть и еще аргументы в пользу углеродно–почвенной гипотезы. Известно: добавка углекислого газа в воздух теплиц увеличивает урожаи. Об этом защищена масса диссертаций. И вот что они сообщают. Рост содержания CO₂ вчетверо, до 0,12%, усиливает фотосинтез вдвое и прибавляет четверть урожая. Подъем до 0,3% — в десять раз — позволяет собрать полтора урожая. Дальнейшее насыщение воздуха CO₂ до 1% — урожай не увеличивает. А выше 1,5-2% — урожай начинает резко падать: фотосинтез прекращается.

В чем тут дело? По–моему, все логично. Пока углекислый газ растет до 0,3%, он, с одной стороны, больше насыщает почвенную воду, а с другой — «парциально давит» на листья, препятствуя быстрому удалению CO₂ из клеток. Поэтому, защищая огород от ветра, ставя бродящие бочки или добавляя органику, мы помогаем растениям. Но после критического уровня (1,5%) доля CO₂ в воздухе уже такова, что вообще не дает ему выходить из цитоплазмы. Корни качают углекислоту, а излишки девать некуда. Угроза отравления! И растение блокирует всасывание и прокачку растворов — замирает, пережидая стресс.

Вывод: судя по всему, в богатых и живых почвах, при избытке почвенного CO₂, растения получают основную часть углерода из почвенного раствора. И только на «культурных» почвах, когда почвенный раствор вместо углерода перенасыщен солями, они включают запасной, «пожарный» механизм — поглощение CO₂ из воздуха. Видимо, это и наблюдал Тимирязев. Но, Господи, как же мало углекислого газа должно быть в этих несчастных листьях, чтобы начать всасывать его воздушный мизер! Отсюда — главное правило природного земледелия: ОРГАНИКА РАСПАДАЕТСЯ ИМЕННО ПОД РАСТЕНИЯМИ, А НЕ В КОМПОСТНОЙ КУЧЕ!

Остался еще один важный штрих: вода.