Экодача безопасный урожай. Курс органического земледелия для начинающих - Курдюмов Николай Иванович 3 стр.

МИКОРИЗНЫЕ ГРИБЫ. Факт: одна ризосфера вряд ли помогла бы растительному царству завоевать все уголки планеты. Крохотным бактериям и микрогрибкам, хоть их и триллионы, не доступен большой окружающий объём. Сравните с ними шляпочный гриб: центнеры его грибницы могут пронизывать сотни кубометров почвы. И представьте, вся эта живая масса напрямую подключена к корням растений!

В добывании почвенных растворов и воды грибам, видимо, нет равных. Всасывающая поверхность грибниц в сотни раз больше, чем у корней. Некоторые грибницы расползаются на сотни метров и весят по нескольку тонн! И если растения могут усваивать только «юный», подвижный гумус, то сапрофитные грибы с их ферментным аппаратом – почти всё: и фосфориты, и прочные гуматы, и клетчатку с лигнином, а уж органику мульчи «глотают, не жуя».

По разным данным, до 95 % всех наземных растений могут создавать микоризу с дружественными грибами. Их совместная эволюция закреплена генетически: у растений давно найдены «микоризные» гены, а у грибов – «растительные». Фактически, правильнее говорить о микоризе, как об особой форме питания растений.

Для природных почв микориза – не исключение, а основное правило. А вот в пахотных почвах эти грибы жить не могут: не выдерживают разрушения. Немногие опыты показывают: микориза может значительно увеличивать урожайность.

В отличие от микробного симбиоза, микориза – очень плотный контакт, почти срастание. Грибница может оплетать корни, присасываясь, а может врастать своими выростами прямо в клетки корневых тканей. Здесь тот же взаимовыгодный обмен: растения грибам – сахара, а грибы растениям – воду и свои растворы, как минеральные, так и органические. Причём, судя по всему, в огромных количествах: подключившись к грибу, многие растения даже перестают выращивать корневые волоски! Фактически, образуется единый организм: грибо-растение.

Факт: почти все растительные семейства – микоризники. Некоторые вообще без грибов жить не могут. Вспомните хотя бы вересковые, брусничные, облепиху, орхидеи, лещину – те без своего гриба даже не прорастают.

Если ризосферные микробы – специализированные магазины, то микориза – гипермаркет. Видимо, обмен продуктами и питание она увеличивает многократно. И прежде всего снабжение водой. Микориза – настоящий насос. В природе она фактически исключает водный дефицит, усиливая подачу воды часто на порядок. И вода это не простая – растворы минералов, витаминов и других важных БАВ.

Особо важна поставка калия (К) и фосфора (Р), без которых нет нормального развития и плодоношения. Их запасы в почве огромны, но калий быстро вымывается, а фосфор, наоборот, очень трудно растворить. Фактически, частый дефицит Р и К – результат отсутствия микоризных грибов.

Однако прямой дефицит Р и К – только часть проблемы. Это простой «стройматериал». А есть ещё и сами «строители»: гормоны развития. Закладкой плодовых органов руководят именно они. И тут открывается ещё одна, возможно, главная роль микоризы. Оказывается, сам гриб может стимулировать свои растения, поставляя корням определённые гормоны. Например, гиббереллины, растительные гормоны роста.

И вот недавнее открытие: грибы создают «коммуникационные сети». Опыты с использованием меченых атомов показали: гриб подключается не к одному, а сразу ко многим растениям, связывая их в единую систему. Фактически, с помощью микоризы растения и кормят, и стимулируют друг друга. Как видим, сверхорганизм биоценоза – не метафора, а буквальность. Он имеет даже «кровеносную систему»! Не потому ли растительные сообщества так устойчивы?

Нам важно следствие этого общения: гриб интенсивно забирает «лишнюю» глюкозу, давая растению всё для её нового синтеза. Фактически, микориза стимулирует усиление фотосинтеза.

Страшно подумать: в копаных и паханых почвах все эти древние природные механизмы убиты. Полезным грибам тут не выжить, фауны крайне мало, а микрофлора наполовину патогенная. И вот это – «агрокультура»! Может, потому и живут наши растения, как одинокие путники в пустыне: страдают, болеют и плодоносят не каждый год?

Итак, вырисовывается более ясная картина растительного питания.

Основное питание – динамическое, за счёт почвенного пищеварения. Дополнительное, запасное – гумусное. Как первое, так и второе в норме – симбиотическое, и лишь при невозможности симбиоза – автономное.

Иначе: растения питаются органикой так же, как и минералами – при возможности. Но научная агрономия почему-то выбрала только минеральную агрохимию.

Углеродное питание: воздух или почва?.

Можно ли вообще сомневаться в классических азах ботаники? Например, в том, что растения поглощают углекислый газ из воздуха? Это же ещё Тимирязев блестяще доказал! Однако современная агрономия ставит это под большое сомнение. Поступление углерода в растение идёт, видимо, разными путями.

Мы с коллегами продолжаем обсуждать этот вечный вопрос, и вот что есть на сегодня.

Агрономия очень много говорит о минеральном питании. И создаётся иллюзия, будто бы оно – главное. Но рассмотрим сухую массу растений. Половина растительной ткани – углерод. Ещё 20 % – кислород, 15 % – азот, 8 % – водород. Итого – около 90 %, собственно, воздуха и воды. Ведь большая часть почвенного азота – тоже из воздуха. И только 5–7 % растения – зола, минералы: фосфор, калий, кальций и магний. Микроэлементов – сотые доли процента.

Налицо факт: самая важная часть растительного питания – углерод. А его единственным источником классика Тимирязева считает углекислый газ, СО₂.

Растения лепят органику из СО₂ и воды. Мы окисляем её обратно до СО₂ и воды. Так и обмениваемся: мы – все едоки органики – даём растениям углекислый газ, а они нам – органику и кислород. Таков взгляд классики.

Но вот проблема: углекислого газа в воздухе катастрофически мало – всего 0,035 %. Культурным растениям, с их явно завышенной продуктивностью, его не должно хватать. Летом, в солнечный и безветренный день, вокруг листьев быстро создаётся «вакуум» углекислого газа, и чем выше от земли, тем больше его дефицит. В теплице, уже через шесть недель после внесения навоза, уровень СО₂ падает до 0,01 %! Установлено: при такой концентрации СО₂фотосинтез резко падает, а при ещё меньшей почти замирает.

Всё это как-то не вяжется с буйным процветанием растительного царства. Разве могли растения миллионы лет так рисковать своим выживанием?.. Например, высоко в горах, или на Крайнем Севере? Не поспешил ли Климент Аркадьевич[3], приписав поглощение СО₂ только листьям?.. Если не листьями – как добывают растения столько углерода?

Вот осмысленные мною рассуждения А.И. Кузнецова и ещё нескольких опытников.

Углерод – да. Но откуда?

Прежде всего: откуда берётся углекислый газ воздуха?

Энергия биомассы земных растений почти на два порядка больше, чем дают сейчас все виды топлива. Людей ещё и в помине не было, а 0,03 %, и даже в разы больше СО₂ в воздухе уже были. Выходит, вовсе не наши костры, не машины и ТЭЦ поставляют углекислый газ в атмосферу. Такую прорву СО₂ способны «выдохнуть» только те, кто съел, окислил всю растительную биомассу – обитатели почв и океанов.

Расклад такой. Треть углекислого газа дают океаны, остальное – органическая мульча суши. Тундры его выделяют до 20 кг/га/сутки, лесные почвы – до 300 кг, перегнойные луга и чернозёмы – до 600 кг. И это – только в приземном воздухе. В самой же почве ещё на порядок больше СО₂, а в перегнойной грядке – максимум. До 80 % этого углекислого газа дают микробы и грибы, и до 20 % – почвенная фауна.

Итак, источник СО₂ – почва. Главный резервуар, хранитель – почвенная мульча. Будь вы на месте растений, где бы вы стали добывать СО₂: там, где его почти нет, или там, где он сконцентрирован?

Давайте немного порассуждаем.

Ночью листья выделяют СО₂ – «дышат». Но днём, вместе с кислородом, растения также выделяют углекислый газ, хотя он нужен для фотосинтеза. Не говорит ли это просто об избытке СО₂ в тканевой жидкости?..

Физически, обмен газов определяется их парциальным давлением (ПД), а в жидкостях – их насыщением. Газ переходит оттуда, где его больше, туда, где его меньше. Устьица не умеют вентилировать активно. Кроме того, донести СО₂ 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 инете не нашлось никаких исследований на эту тему.

Идём 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 солевых форм – аммония, нитратов, аминокислот. Тогда логично предположить: углерод также усваивается в виде растворов. И действительно, почва просто пропитана его растворами! Это сам растворённый СО₂, угольная кислота, карбонаты, простые сахара и всевозможные кислоты. И корни, разумеется, поглощают СО₂ и угольную кислоту – этот факт отражён ещё в энциклопедии 60-х. Вопрос вот в чём: основной ли это способ добычи углерода?

По Тимирязеву, огромная площадь листьев нужна только и именно для поглощения углекислого газа из воздуха. Но ведь листовое испарение выкачивает почвенный раствор, добывая таким образом минералы. Значит, испаряющая площадь листьев добывает из почвы и углекислые растворы. Чем больше испарил и прокачал, тем больше СО₂ 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 остаётся вопрос: сколько в почвенной воде СО₂? Хватит ли его для фотосинтеза? Хватит, потому что не существует прохладной воды, не насыщенной газами. Дождевые капли, ещё не долетев до земли, превращаются в слабые растворы. Выпаренная дистиллировка[4], оставленная открыто, уже через пару часов – раствор. А растворимость СО₂в 70 раз больше чем у азота, и в 150 – чем у кислорода. 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. Расчёт показывает: в воздушных полостях луговой почвы может накапливаться до 3 % СО₂, и в раствор перейдёт до 100 мг/л – это очень много. Конечно, такая концентрация опасна для корней и микробов, и при этом почвенный раствор кислеет. Но одновременно он нейтрализуется – угольная кислота освобождает минералы из почвенных карбонатов, силикатов и гумуса. Это детально исследовали ещё до Овсинского.

Есть и ещё 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 СО₂ вчетверо, до 0,12 %, усиливает фотосинтез вдвое и прибавляет четверть урожая. Подъём до 0,3 % – в десять раз – позволяет собрать полтора урожая. Дальнейшее насыщение воздуха СО₂ до 1 % урожай не увеличивает. А выше 1,5–2% урожай начинает резко падать: фотосинтез прекращается.

В чём тут дело? По-моему, всё логично. Пока углекислый газ растёт до 0,3 %, он, с одной стороны, больше насыщает почвенную воду, а с другой – ещё не мешает удалению СО₂ из клеток. Поэтому, защищая огород от ветра, ставя бродящие бочки или добавляя органику, мы помогаем растениям. Но после критического уровня (1,5 %) доля СО₂ в воздухе уже такова, что вообще не даёт ему выходить из цитоплазмы – растение отравляется своим СО₂. И тогда оно блокирует всасывание и прокачку растворов – замирает, пережидая стресс.

Итого. Судя по всему, в богатых и живых почвах, при избытке почвенного СО², 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 СО² 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!

Вода – тоже пища!

О воде говорят всё что угодно: растворитель, плазма клеток, электролит, проводник, среда биохимии и жизни, средство охлаждения и терморегуляции, даже носитель информации… Но ещё одна важнейшая роль воды необъяснимо замалчивается. Её чётко обозначил учёный-агроном из Ново-Воронежа В.И. Каревский. Вода – питательное вещество. Причём одно из основных!

Вдумаемся: абсолютно сухая органика распадается на СО₂ и Н₂О. А сахара так и называются: «углеводы», и доля воды в них даже больше, чем доля углерода. Возьмите в руки кусок сахара или пряник: в них две трети «воды»!

Вода – единственный источник водорода для всех органических молекул. А водорода в сухой биомассе – 8 %. Значит, в килограмме зерна 80 г водорода, на который переработано 640 мл химически активной воды. Воды, как питательного вещества! Буквально, как если бы это был сахар или нитрофоска, усвоенные целиком.

Кислорода в сухой биомассе – 20 %. Углеводы получают свой кислород из СО₂. А вот тот кислород, которым мы дышим – «водяной». И поставляют его не столько растения, сколько сами молекулы воды, распадаясь в атмосфере.

Добавим сюда фотолиз воды и получение протонов для самого синтеза глюкозы, а также для синтеза энергетических молекул АТФ. Вот теперь картина стала полной! Главное питание растений – три элемента: углерод, водород, кислород. Точнее – СО₂, растворенный в Н₂О. А вода – не просто «универсальный растворитель». Это один из трёх китов фотосинтеза и одна из трёх составляющих органики.

Кстати, разлагая органику, сапрофиты возвращают почве её воду, и среда вокруг них увлажняется. Конечно, воды осадков в сотни раз больше. Но мы ещё не знаем: может быть, «органическая вода» – особая, и играет особую роль в жизни растений.

Итак, проблема питания растений заметно проясняется. Но у нас же книжка про здоровые растения? В этом смысле живая почва – первый и главный универсальный санитар.

Почвенная вакцинация и иммунитет

Иммунные реакции растений ещё более разнообразны, чем наши. Подавить патогена ядами – один способ. Другой: сначала стимулировать, расслабить, накормить его – и потом прихлопнуть. Третий, крайний способ – растворить, умертвить всю ткань вокруг патогена. Смотришь, на здоровом листе мёртвое пятнышко. А это лист запер грибка: лопай, но тут и подохни!