Огород без химии

Живая почва

Таким образом, мы постепенно подошли к центральному вопросу органического земледелия — живой почве. Нам может показаться непривычным, что главным предметом забот является не растение, а почва. Органические садоводы считают: если почва находится в хорошем, здоровом состоянии, то все остальные проблемы решаются сами собой, то есть на ней будут расти здоровые, продуктивные растения. Но здесь необходимо уточнить, что, когда мы говорим о здоровой, продуктивной почве, мы имеем в виду то, что называют живой почвой. Органический садовод считает почву живым организмом и относится к ней и ухаживает за ней так же, как он ухаживал бы за любым Домашним животным.

Живая почва — это своего рода домашнее животное, и она, по существу, нуждается в тех же условиях существования, как и любое животное, — питании, воде, воздухе, свете, тепле и т. д. В этом — главная отличительная черта органического садоводства.

Многим сказанное может показаться непонятным. Мы привыкли к тому, что почва — это глина или песок, мы ходим по ней, безжалостно топчем ее ногами или копаем лопатой, переворачивая и перемешивая снизу доверху. Более привычно считать, что почва выполняет роль пассивной среды, служащей опорой для корней растений и вместилищем питательных веществ, поглощаемых корнями, на чем основана практика применения минеральных удобрений.

Ниже мы попытаемся дать краткое представление о том, что такое живая почва.

В живой почве можно выделить три составные части.

Основная ее составляющая — почвенные минералы, на которые приходится 80–90% ее веса. Это сильно раздробленная и измельченная горная порода, на поверхности которой образовалась данная почва. Минеральную часть почвы можно уподобить ее скелету. Почвенные минералы содержат громадный запас питательных элементов — калия, кальция, магния, натрия, фосфора, железа и т. д., но в форме, большей частью недоступной для растений. В результате жизнедеятельности почвенных организмов и корней растений происходит непрестанное разрушение и измельчение минеральных частиц и при этом из них высвобождаются все новые количества минеральных элементов питания.

Природная обеспеченность почвы элементами питания в значительной степени зависит от химического состава исходной, так называемой материнской, породы, из которой образуется почва. Если материнская порода содержит мало какого–либо элемента, то и в почве его будет недостаточно, и тогда садовод с помощью соответствующих удобрений должен будет восполнить этот недостаток.

В зависимости от величины минеральные частицы делятся на три фракции: фракцию песка — диаметр 1–0,05 мм, фракцию пыли — диаметр 0,05–0,001 мм, фракцию илистых частиц — диаметр менее 0,001 мм. В зависимости от содержания минеральных частиц разного диаметра почвы делятся на легкие, или песчаные (преобладает песок), и на тяжелые, или глинистые (преобладают пылеватые и илистые частицы). Промежуточное положение занимают суглинки и супеси. С точки зрения плодородия почвы наиболее ценной является фракция илистых частиц, значительную долю которой составляют минеральные коллоиды. На их поверхности под действием молекулярных сил удерживаются и концентрируются ионы элементов минерального питания растений в доступной для растений форме.

Рис. 2. Состав плодородной почвы (по К. Хайницу)

Доступность элементов питания зависит от того, насколько прочно они связаны молекулярными силами с минеральной или органической частью почвы. Элементы, которые входят в состав кристаллической решетки минералов или необратимо адсорбированы на поверхности почвенных частиц, недоступны корням растений. Элементы, которые связаны слабыми молекулярными силами на поверхности коллоидных частиц или находятся в почвенном растворе, могут быть поглощены корнями растений.

Вторая важная составляющая часть почвы — органическое вещество. Оно образовалось в результате жизнедеятельности растений и различных населяющих почву живых существ. Значительная часть органического вещества почвы состоит из растительных остатков, главным образом корней, находящихся в разной степени разложения. Наиболее ценная часть органического вещества — гумус — комплекс специфических органических веществ, образующихся только в почве. В почве постоянно идет процесс, подобный процессу пищеварения: отмершие растительные остатки сначала разлагаются до простых низкомолекулярных органических соединений, а затем из них уже синтезируются гумусовые вещества с более крупной и тяжелой молекулой. Именно они придают земле темный цвет.

Растительные остатки являются как бы банком органического вещества, из которого почвенные организмы черпают материал для поддержания своей жизни и для создания гумусовых веществ. Поскольку образование гумуса — микробиологический процесс, то он требует условий, необходимых для любого жизненного процесса: вода, воздух, температура, пища и т. д. При сильной засухе или, наоборот, при переувлажнении образование гумуса заторможено. Например, на заболоченных переувлажненных почвах из отмерших растений образуется торф — полуразложившиеся растительные остатки. Торфяные почвы очень богаты органическим веществом, но тем не менее бедны гумусом.

Содержание органического вещества в пахотных почвах средней полосы колеблется от 1,3% (на песчаных почвах) до 5% (на суглинистых плодородных почвах).

Черноземы, у которых содержание органического вещества в пахотном горизонте достигает 8%, а мощность гумусового горизонта — до 80 см, являются уникальными по своему плодородию почвами. Они есть только в России и на Украине. Очень похожи на них плодородные почвы прерий на Среднем Западе США.

Гумус — коллоидное вещество, а коллоиды -—мельчайшие частички, которые так же, как и минеральные илистые частицы, способны удерживать на своей поверхности минеральные элементы питания растений в доступной для них форме. Тут важно обратить внимание на слове «удерживать». Это значит, что элементы питания связаны с поверхностью органических частичек слабыми силами, которых достаточно, чтобы предохранить их от вымывания дождевыми водами из корнеобитаемого слоя почвы. Если в почве, например в песчаной, мало коллоидных частиц, то элементы питания находятся в свободном состоянии в почвенном растворе и легко вымываются в нижние горизонты, где от них нет никакого проку.

Гумус служит хранилищем основных элементов питания растений — азота, фосфора и калия. Гумус неоднороден по своему составу. Промежуточные нестойкие продукты синтеза и распада, которые называют эффективным гумусом, служат основным источником питания для почвенных организмов. В результате их деятельности он быстро минерализуется, выделяя азот, фосфор, серу и другие содержащиеся в нем вещества, которые поглощаются растениями.

Конечные продукты микробного синтеза образуют стабильный гумус. Это трудноразлагающиеся высокомолекулярные органические вещества, образующие комплексы с минеральной частью почвы. Накапливаясь в течение многих лет, они создают основу плодородия почвы. В легких песчаных почвах они увеличивают водоудерживающую способность, в глинистых — способствуют созданию комковатой структуры и, следовательно, улучшению аэрации и водопроницаемости. В стабильном гумусе накапливаются и сохраняются запасы питательных веществ, которые при необходимости могут медленно высвобождаться и переходить в доступную для растений форму.

Рис. 3. Образование органоминеральных соединений в почве (по К. Хайницу)

Органические удобрения, которые мы вносим в почву, превращаются главным образом в эффективный гумус, который полностью минерализуется в течение одного — трех сезонов. Регулярное ежегодное внесение органических удобрений создает условия для накопления более стойких соединений и образования стабильного гумуса. Таким образом, основа плодородия — стабильный гумус — создается не сразу, а является результатом регулярного многолетнего применения определенных приемов удобрения и обработки почвы. Описанию этих приемов и посвящена данная книга.

И, наконец, третья составляющая почвы — ее живой компонент, разнообразные представители растительного и животного мира, объединенные под общим названием «почвенная биота». Большей частью это микроскопические создания, не видимые простым глазом, и поэтому нам очень трудно представить себе, что они составляют значительную часть почвы.

Приводятся такие цифры: в плодородной пашне в слое 0–25 см на 1 га содержится 5–10 т простейших растительных и животных организмов, не считая дождевых червей, вес которых составляет в среднем 0,8 т/га. По другим данным, вес живых организмов может достигать десятков тонн на гектар. Эта величина очень сильно варьирует в зависимости от свойств почвы и метода подсчета, но во всех случаях она выглядит достаточно внушительно.

Живые существа, содержащиеся в почве, неустанно трудятся, перерабатывая грубое органическое вещество и превращая его в гумус. Поэтому мы с полным основанием можем назвать подземный живой мир «подземной коровой». Обычная корова пасется на поле, поедает траву, переваривает ее и превращает в навоз, который удобряет почву. «Подземная корова» переваривает растительные остатки и обогащает почву доступными растениям элементами питания. В здоровой почве «подземная корова» вносит значительно больший вклад в плодородие почвы, чем любое удобрение.

Рассмотрим состав этой «коровы» подробнее. Большую часть ее составляют бактерии, относящиеся к царству растений. В 1 г садовой почвы содержится около 1 000 000 000 бактерий. В разложении органического вещества участвуют аэробные бактерии, которые не могут жить без кислорода, и анаэробные, не нуждающиеся в кислороде. Некоторые бактерии выполняют специфические функции, например, усваивают азот из воздуха и синтезируют богатые азотом органические соединения (азотобактер), другие разлагают белки до аминокислот и аммиака, третьи переводят аммиак в нитратный азот, который поглощается растениями и используется для синтеза белка. Таким образом осуществляется круговорот азота в системе почва — растение.

Другая группа микроорганизмов — актиномицеты — родственна и бактериям, и грибам. Они выполняют важную функцию расщепления сложных, не поддающихся бактериям соединений (лигнин, пектин, целлюлоза) в растительных остатках. Именно их присутствием определяется свежий земляной запах здоровой, плодородной почвы.

Далее следует группа почвенных грибов. Тонкие нити их грибниц — гифы — пронизывают почву. Они также участвуют в разложении органических соединений. Кроме того, они выполняют важную функцию, поглощая и используя для синтеза гумусовых соединений аммиак и другие летучие вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности бактерий. Таким образом, грибы предотвращают потерю почвой азота — этого важнейшего элемента питания. Грибы участвуют также в разложении почвенных минералов, высвобождая из них элементы питания растений, в том числе фосфор.

Корни растений живут в тесном содружестве (симбиозе) с почвенными грибами, которые образуют из своих тел своеобразную оболочку вокруг корней — корневую микоризу. Микориза питается выделениями корней. Эти выделения содержат органические соединения, синтезирующиеся в листьях растений, — органические кислоты, сахара, аминокислоты. А для корней растений микориза полезна тем, что снабжает их растительными гормонами и доступными элементами минерального питания, высвобождающимися из минеральной части почвы в результате ее жизнедеятельности.

Кроме того, растительный мир представлен в почве водорослями. Они живут главным образом в верхних слоях почвы, куда проникает свет и где они могут синтезировать, как и все растения, органические вещества из углекислого газа воздуха. Водоросли вносят довольно существенный вклад в обогащение почвы органическим веществом, их продукция за год может достигать до 1,5 т/га.

В почве в большом количестве обитают также простейшие одноклеточные организмы, причисленные к миру животных. Сферой их жизни служат заполненные водой промежутки между почвенными частицами. Их общий вес может достигать 0,3–0,4 т/га. Они также вносят свою лепту в разложение органического вещества. Многочисленные более или менее крупные почвенные животные — черви, жуки, личинки жуков, многоножки, мокрицы и т. д. — измельчают и поедают растительные остатки. Относительно крупные животные, населяющие почву, — мыши, кроты, землеройки — приносят также определенную пользу почве. Прокапывая свои ходы, они рыхлят и перемешивают почву и этим вносят свой вклад в создание ее плодородия.

И наконец, мы подошли к главному представителю почвенного животного мира — дождевому червю. Органические садоводы слагают восторженные гимны в честь дождевого червя. Чарльз Дарвин посвятил дождевому червю целую книгу, над которой он работал всю свою жизнь, как говорят в шутку, отдыхая после создания теории эволюции. Он впервые произвел ошеломившие всех исследования, доказывающие необыкновенную ценность для почвы этого животного, которое раньше считали почти вредным. Дождевой червь выполняет множество разнообразных функций. Прокладывая свои вертикальные и горизонтальные ходы в почве, он рыхлит и перемешивает ее, способствуя лучшему проникновению воздуха и воды. Он питается мельчайшими минеральными и органическими частичками, которые, перевариваясь в его кишечнике, превращаются в стойкие органоминеральные соединения, необыкновенно богатые питательными элементами в доступной для растений форме. Эти органоминеральные комплексы выделяются из его кишечника в виде характерных комочков земли. Переваренная дождевым червем земля содержит в 11 раз больше калия, в 7 раз больше фосфора, в 5 раз больше азота, в 2,5 раза больше магния и в 2 раза больше кальция, чем окружающая почва. Количество дождевых червей служит показателем плодородия почвы. В плодородной почве обитает 1 250 000 дождевых червей на гектар, и за год они перерабатывают, пропуская через себя и превращая в стойкий гумус, от 45 до 75 т почвы. Это значит, что почва получает 45–75 т первоклассного удобрения. Тело дождевого червя покрыто слизью, содержащей много кальция в виде углекислой соли. Прорывая свои многочисленные ходы в почве, дождевой червь оставляет на их стенках свою слизь, которая нейтрализует почвенные кислоты и помогает поддерживать кислотность почвы на благоприятном для растений уровне. Копните землю на своих грядках и посмотрите, есть ли там дождевые черви. Если вы их не обнаружите или обнаружите только единицы, — это сигнал бедствия.

Выращиваемые нами растения также вносят весьма существенный вклад в плодородие почвы. Корни растений пронизывают почву до большой глубины и, отмирая, оставляют в ней пустоты, которые заполняются водой и воздухом, необходимыми для жизни почвенных организмов. Растения — единственные из обитателей почвы, способные в своих надземных органах в процессах фотосинтеза создать из углекислого газа воздуха органические вещества. Довольно значительная часть этих веществ выделяется через корни в почву. Их общий вес может составлять 5–10% от веса растения. Эти водорастворимые органические вещества служат пищей для почвенных организмов. Корни растений, остающиеся в почве после уборки урожая, разлагаются и обогащают почву органическим веществом. Короче говоря, фотосинтезирующие растения служат основным поставщиком органического вещества, все остальные почвенные организмы это вещество перерабатывают и превращают в гумус.

Среди почвенных обитателей присутствуют и вредные для растений патогенные микроорганизмы, вызывающие различные заболевания, и вредные насекомые, подгрызающие корни, и личинки жуков, из которых выходят прожорливые листоеды. Но применяемые в органическом земледелии приемы ухода за почвой позволяют свести до минимума их количество и причиняемый ими вред и в то же время создать благоприятные условия для развития полезных микроорганизмов и насекомых.

Итак, мы перечислили основные составляющие почвы: минеральная основа, органическое вещество и почвенные организмы. Все эти три компонента находятся в постоянном взаимодействии, в процессе постоянного превращения и круговорота веществ, который возможен только в живой почве, так как является проявлением жизнедеятельности почвенных организмов.

Почвенные организмы нуждаются в тех же условиях жизни, что и любые другие: вода, воздух, пища, тепло. Главная забота садовода — создать в почве такие условия. Пища — это органические удобрения. Переваривая и разлагая их, организмы получают необходимую для жизни энергию. Эренфрид Пфайффер сформулировал так называемый закон гумуса, в соответствии с которым здоровая почва должна содержать не менее 2% органического вещества. Только такое количество органического вещества обеспечивает нормальную жизнедеятельность и воспроизводство почвенных микроорганизмов и, следовательно, бесперебойное снабжение растений питательными веществами. Критической точкой является 1,5% органического вещества. Ниже этой точки почву можно считать мертвой и минерализованной. В такой почве растения могут жить только за счет внесения минеральных удобрений. При содержании органического вещества 1,5–2% состояние почвы еще неустойчиво. Стабильное плодородие почвы создается в условиях, обеспечивающих постоянный кругооборот веществ в системе почва–растение, требующий равновесия между главными звеньями этого процесса:

1) разложение растительных остатков,

1) синтез из продуктов разложения гумусовых соединений. В процессе кругооборота неизбежны потери органических веществ и заключенных в них элементов питания. Эти потери обусловлены, во–первых, минерализацией органического вещества и вымыванием дождевыми водами из пахотного горизонта солей, образующихся в результате минерализации, и, во–вторых, выделением в воздух летучих продуктов разложения в виде углекислого газа и аммиака. Кроме того, некоторая часть органического вещества не возвращается в почву в виде растительных остатков, так как человек исключает из естественного кругооборота веществ то, что собирает как урожай. Поэтому необходимо постоянное восполнение этих потерь за счет внесения органических удобрений. Чем богаче почва органическим веществом, тем интенсивнее идет в ней естественный процесс восстановления гумуса и тем меньше органического удобрения она требует. Например, почва, содержащая 5% органического вещества, требует в 2 раза меньше органического удобрения, чем почва, содержащая 3% органического вещества, и в 20 раз меньше, чем почва с 0,5% органического вещества.

Однако все сказанное выше справедливо только при наличии других условий, необходимых для жизни почвенных организмов, и в первую очередь воды и воздуха. Эти два условия тесно взаимосвязаны, так как они оба зависят от почвенной структуры. Структурность — свойство, присущее только плодородной почве. Мертвая почва бесструктурна. Если вы возьмете кусок сухой глины, он будет лежать в ваших руках, как сплошной твердый камень, бесструктурный суглинок рассыпается в пыль. Но если вы положите на ладонь горсть живой, плодородной почвы, то увидите, что она распадается на комочки разной величины.

Рис. 4. Комочек почвенной структуры (по К. Хайницу)

Эти комочки и составляют комковатую структуру почвы. Они представляют собой минеральные частички почвы, склеенные минеральными и органическими коллоидами. Коллоиды обладают клеящими свойствами, ведь обычный клей — тоже коллоидный раствор. Комочки должны быть достаточно прочными, чтобы не расплываться при дожде и при механических воздействиях. В почве комочки неплотно прилегают друг к другу, и между ними всегда имеются поры и полости, заполненные водой или воздухом. Структурная почва не представляет собой единый монолит, она вся состоит из микрозон, и в каждой микрозоне создаются свои собственные условия. В одной больше I воды и там преобладают анаэробные бактерии, в другой больше воздуха — там развиваются преимущественно аэробные организмы. Структурная почва подобна зданию со множеством комнат и переходов, и в каждой комнате — свои обитатели. Разрушить структуру почвы — это то же самое, что превратить кирпичный дом в груду битого кирпича. Структурная почва всегда остается рыхлой и проницаемой для воздуха. Дождевая вода не застаивается на ее поверхности, а легко просачивается внутрь и впитывается всей толщей пахотного горизонта. В структурной почве с высоким содержанием органического вещества всегда есть пища, вода и воздух — это то, что необходимо для развития почвенной жизни.

Обратите внимание: мы все время говорим только о почве, об условиях жизни для почвенных организмов и пока ничего не говорим об условиях жизни растений. Именно почва — главная забота органического садовода. Он удобряет почву не для того, чтобы снабжать пищей растения, а чтобы накормить почвенные организмы. «Накорми почву и она накормит твои растения» — вот главное правило органического садовода. Такой подход в кор- . не отличается от отношения к почве тех садоводов, которые применяют минеральные удобрения. Здесь сталкиваются две различные точки зрения на почвенное питание растений.