Сорняки на садовом участке

Общие представления о взаимодействии растений на примере естественных сообществ

В естественных условиях очень редко можно наблюдать, что всю площадь занимает какой–то один вид растений. Обычно вместе растет довольно большое количество разнообразных видов, образующих естественное сообщество. Очевидно, это не случайно — видимо, природа имела много причин для такого устройства растительного мира. Почему–то принято считать, что в растительных сообществах идет яростная борьба за выживание между видами и каждый из них стремится к тому, чтобы вытеснить другие виды и захватить как можно больше жизненных ресурсов. Отчасти это верно и межвидовую борьбу отрицать нельзя, но она идет особенно ожесточенно на первых этапах формирования растительного сообщества, а когда этот этап пройден и сообщество стабилизировалось, то начинают преобладать дружба и взаимопомощь. В уже сформировавшемся сообществе подбираются виды, которые могут мирно сосуществовать. Каждый получает свет, питание и воду, как при социализме, по способности реализовать себя в данных условиях и в данном окружении. Когда все расставлено по своим местам, наступает время взаимопомощи. Растения с глубокой корневой системой извлекают из глубоких слоев почвы сконцентрировавшиеся там элементы питания — фосфор, кальций, калий. Через свои корневые выделения они подкармливают этими элементами растения с более поверхностной корневой системой. Бобовые снабжают своих соседей органическими соединениями азота. Есть данные, что между корнями разных видов обмен органическими соединениями в 3-5 раз интенсивнее, чем между корнями одного вида.

В последнее время большое внимание уделяется исследованию микоризы — гриба, живущего на корнях растений. Установлено, что микориза играет большую роль в питании растений. Она выделяет сильные кислоты, разлагающие почвенные минералы, и извлекает из них элементы минерального питания в доступной корням форме. Тонкие нити микоризы являются как бы продолжением корневой системы, распространяясь в почве на большие расстояния. Есть данные, что микоризы соседних растений могут срастаться и по их нитям, как по трубопроводу, элементы питания могут передвигаться от одного растения к другому. Это особенно важно для выживания мелкосемянных видов со слабыми проростками. Они продолжают свой рост, получая питание из общего «трубопровода».

На окультуренных землях

На окультуренных землях человек делает то, чего природа старательно избегает — отдаёт всю площадь одному виду растений, старательно уничтожая все другие виды, получающие статус сорняков. В результате культурные растения лишаются необходимости бороться за выживание, но утрачивают также и дружескую взаимопомощь.

О вреде, наносимом сорняками, написаны горы литературы. Тщательно подсчитан их вред и потери урожая в масштабах всей Земли. На борьбу с сорняками и производство гербицидов расходуются громадные деньги. Но сорняки оказались хитрее — пришлось признать, что их надо не истреблять, а только контролировать их численность, допуская её до определенного уровня. Это представление отразилось в научной литературе в понятии «агрофитоценоз», что можно интерпретировать как сообщество культурных растений и сорняков. Другими словами, сорняки стали как бы полноправными членами посевов и посадок культурных растений — конечно, при условии ограничения их численности до определенного предела. Этот предел диктуется теми потерями урожая, которые вызывает данный уровень засоренности и который экономически не превышает затраты на борьбу с сорняками.

Преимущества сорняков

Конечно, сорнякам нельзя давать волю. За многие тысячи лет они хорошо приспособились к конкуренции с культурными растениями. Культурные растения, изнеженные заботами земледельца, сильно уступают сорнякам в борьбе за жизненные ресурсы. Например, они менее активно поглощают минеральные элементы и воду. Среди сорняков немало видов, отличающихся высокой потребностью в азоте: это марь белая, редька дикая, мокрица, щирица запрокинутая, ромашка непахучая. Методом меченых атомов установлено, что они на 10-15% более эффективно усваивают азот, чем пшеница.

У большинства сорных растений более глубокая корневая система, чем у культурных растений. За счёт этого они частично избегают конкуренции за питание с более многочисленными культурными растениями, у которых корневая система расположена главным образом в пахотном слое, и кормятся из подпахотного слоя. Глубокая корневая система даёт им большое преимущество в случае засухи. Сорняки значительно устойчивее и к другим стрессовым условиям. Особенно сильно возрастает конкурентоспособность сорняков по отношению к культурным растениям на бедных плохо удобренных почвах.

К другим преимуществам сорных растений относится способность их семян прорастать при низких температурах порядка 3-5 °C, что даёт им возможность, если люди не примут мер, опередить всходы культурных растений.

Сорняки значительно активнее аллелопатически. Среди них особенно высокой токсичностью своих корневых выделений отличаются пырей ползучий, бодяк полевой, осот полевой.

Культурные растения слабее аллелопатически, но у них есть свой способ защиты от сорняков с помощью микоризы. Микориза обладает определенной видоспецифичностью, то есть на корнях разных видов растений могут селиться разные виды микоризы. Вполне вероятна ситуация, при которой микориза, дружественная одному виду растений, может невзлюбить и угнетать своими выделениями другой вид. Например, установлено, что выделения микоризы культурных растений угнетают рост сорняков из семейства капустных (горчица полевая, сурепка), маревых (марь белая, лебеда), гвоздичных (мокрица), подорожниковых, не имеющих микоризы. Но этот эффект наблюдается только на почвах, где микориза не подавлена минеральными удобрениями и гербицидами.

Когда культурные растения и сорняки — не враги

В большинстве случаев принято рассматривать сорняки с точки зрения того вреда, который они приносят культурным растениям. Но вот в 1950 году появилась книга американского ученого Дж. Кокканера «Сорняки — хранители почвы», где был предложен совершенно другой взгляд на сорняки — обсуждались их многочисленные полезные свойства и в отношении культурных растений, и в отношении почвы. Может быть, эта книга оказала такое влияние, а может быть, это просто веяние времени, но в печати стало отмечаться более дружелюбное отношение к сорнякам. Для американских ученых такой подход был более органичен, чем для ученых других стран, так как у них перед глазами был сохранившийся до нашего времени древний опыт американских индейцев. У них на полях кукуруза, тыква и томаты росли не на голой почве, а в окружении сорняков, главным образом лебеды и щирицы. Эти растения рассматриваются не как сорняки, а как ценные пищевые культуры. Индейцы считают эти растения не только пищей, но и источником питания (то есть дополнительного органического вещества) для почвы. Нечто похожее можно найти и в других местах, где сохранился древний земледельческий опыт. В современном земледелии можно сослаться на опыт некоторых американских фермеров. Они сообщают, что, по их наблюдениям, кукуруза растет лучше на тех полях, где сохранилось какое–то количество сорняков.

Э. Пфайффер говорит, что ромашка аптечная при соотношении 1:100 стимулирует растения пшеницы, а при соотношении 10:100 — угнетает. Так же влияет василек на растения ржи.

Дж. Кокканер даёт следующее объяснение положительного влияния ограниченного количества сорняков на культурные растения.

Важное свойство многих видов сорняков, повторим ещё раз, — глубокая корневая система (осоты, щавели, одуванчики, ромашки, бобовые). Из подпахотного слоя, который служит складом минеральных элементов питания, особенно микроэлементов, вымытых из пахотного слоя, сорняки поднимают эти элементы в пахотный слой, где они становятся доступны корням культурных растений.

Если сорняки растут редко, они имеют возможность образовать разветвленную и глубокую корневую систему, которая рыхлит и разбивает уплотненный подпочвенный слой, увеличивает его водо– и воздухопроницаемость. Это особенно важно на тяжелых почвах и на участках, занятых корнеплодами и картофелем. Такие сорняки Дж. Кокканер называет дип–дайверы, что в переводе означает «ныряльщики в глубину», и из них больше всего ценит лебеду и щирицу, а также американский сорняк амброзию однолетнюю. Он советует на посадках картофеля оставлять в рядках растения щирицы через каждые 60 см. По его наблюдениям, такой порядок способствует увеличению урожая картофеля и улучшению его качества, особенно при хранении. То же самое можно сказать о перце и баклажанах. Для того чтобы эти дайверы выполнили свою роль и улучшили условия для развития корневой системы культурных растений и, по выражению Дж. Кокканера, увеличили зону прокормления, оптимальное расстояние между ними должно составлять 30-90 см. Особенно рекомендуется такое сочетание сорняков и культурных растений для корнеплодов, которые нуждаются в глубоком рыхлом почвенном слое. Дж. Кокканер высоко оценивает роль этих сорняков, называя её «материнской» по отношению к культурным растениям.

Даже в цветниках полезно оставлять некоторое количество сорняков. Например, большие растения лебеды на расстоянии 90-120 см улучшают состояние цветника. Розы лучше переносят сухую жаркую погоду, если почва покрыта невысокими двудольными сорняками. Злаковые сорняки не служат хорошими спутниками для роз. Вообще злаковые сорняки не образуют глубокую корневую систему, и поэтому их положительное влияние остается под вопросом. Тыквенные растения не любят злаковых сорняков, но хорошо растут среди двудольных: мокрицы, пастушьей сумки, мари белой.

Появившиеся во второй половине лета всходы сорняков, когда культурные растения уже достаточно окрепли и не боятся умеренной конкуренции, могут играть роль живой мульчи. Они предохраняют почву от высыхания, а после уборки их зеленую массу можно использовать как зеленое удобрение или перенести в компост. Выполотые сорняки — ценный компонент компоста. На садовых участках компост состоит, главным образом, из растительных остатков и, в том числе, из выполотых сорняков. Из них же можно делать жидкое удобрение для подкормки в течение летнего сезона. Уже с этой точки зрения сорняки — совершенно необходимый компонент садового хозяйства. При нынешнем дефиците навоза компост — единственная возможность создать устойчивое плодородие почвы на садовых участках и выращивать экологически чистые продукты. С этой точки зрения сорняки можно рассматривать как кормильцев вашего огорода.

О непосредственном положительном влиянии сорняков на культурные растения — о том, что можно отнести к области положительной аллелопатии, известно очень мало. Как мы знаем, к аллелопатии относят взаимодействие растений через корневые и летучие выделения листьев. Не подлежит сомнению, что каждое растение каким–то образом воздействует на своё окружение.

В ботанике введено понятие фитогенное поле. Это сфера влияния одного растения на окружающую среду и соседние растения. К влияниям относят иссушение и обеднение или, наоборот, обогащение почвы элементами питания, затенение и, возможно, то, что мы не знаем, а можем только предполагать, — энергетическое воздействие. Радиус воздействия может меняться от нескольких сантиметров у травянистых растений до нескольких метров у деревьев. Мы сосредотачиваем своё внимание главным образом на отрицательных взаимодействиях, но в природе можно найти массу примеров положительного взаимодействия и даже примеров необходимости взаимодействия. Установлено немало примеров того, как в соседстве с неродственными видами растения растут лучше, чем в окружении своих родственников. В смешанных лесах и на лугах этот закон действует в полную силу. Если какой–либо вид растений полностью захватит территорию один, то долго он не выживет. В смешанных посадках разные виды поддерживают друг друга. Смешанные посадки деревьев и кустарников растут лучше и дольше, чем посадки одного вида.

Возможно, очищая наши огороды от сорняков, мы заставляем овощи расти в окружении себе подобных (а ведь существует и внутривидовая, довольно жестокая конкуренция) и лишаем их дружеской поддержки других видов. Дж. Кокканер приводит рассказ одного американского фермера, который выращивал овощи на продажу. В начале войны большая часть его работников ушла в армию и часть посадок овощей осталась без ухода и заросла сорняками. Однако к концу лета на заброшенном участке вырос прекрасный урожай. И на следующий год на этом участке были лучшие овощи. «Сорняки не творят чуда, — добавляет Дж. Кокканер, — их положительный эффект обнаруживается только на правильно обработанной почве».

Еще более благожелательное отношение к сорнякам находим мы у японского фермера Масанобу Фукуока, основателя одного из направлений экологического земледелия — натурального земледелия. В основе натурального земледелия лежит принцип четырех «не»: не пахать, не применять минеральных удобрений, не полоть, не применять ядохимикаты. По его мнению, земледелец должен как можно меньше нарушать естественную среду. Он говорит: «Как только вы прекращаете вспашку, число сорняков резко падает». Вспашка или перекапывание почвы выворачивает на поверхность и стимулирует прорастание большого количества семян сорняков, которые на глубине оставались бы в покое. Овощи — морковь, японскую редьку, томаты, фасоль, капусту — он выращивает не на грядках, а в саду среди мандариновых деревьев. Он скашивает траву и сорняки под деревьями и разбрасывает семена овощей. «Нет необходимости покрывать их почвой, так как вы покроете их, как мульчой, скошенными сорняками». Для некоторых видов овощей он предварительно выращивает рассаду и затем высаживает её в сад. Пока всходы овощей не укрепились, он 2-3 раза скашивает быстро отрастающие сорняки, а потом предоставляет все естественному ходу событий. Японская репа, редька, другие листовые овощи прекрасно конкурируют с сорняками. В высокой траве расползаются плети огурцов и тыкв, и даже томаты превращаются в стелящиеся растения с большим числом плодоносящих побегов на одном стебле. Выращенные таким образом овощи обладают неповторимым ароматом и вкусом и не поражаются болезнями и вредителями.

Конечно, чтобы выращивать овощи таким способом, М. Фукуока досконально изучил ритмы развития овощных растений и сорняков, дабы правильно выбрать время посева каждого вида овощей, учитывая при этом характерные для Японии климатические условия. Его метод во всех своих деталях разработан для условий Японии с её влажным и теплым климатом. Возможно, он может быть воспроизведен и в других местах с учетом местных условий. «Для того чтобы применять этот метод, надо хорошо знать годичный цикл и особенности развития сорняков и трав».