Кроме грибов, наиболее важными членами почвенной микробиоты являются актиномицеты. И те, и другие обладают мицелиальной организацией, характеризуются сложным жизненным циклом развития, способны к интенсивному синтезу самых разнообразных биологически активных веществ.
Экологические ниши этих двух групп организмов частично перекрываются, что и определяет их важное влияние на структуру и функционирование всего микробного почвенного сообщества. Поэтому без подробного рассказа об актиномицетах эта глава будет неполной.
Актиномицеты – это микроорганизмы, которые раньше относили к грибам, а теперь – к бактериям. Это объясняется тем, что их строение и жизнедеятельность больше напоминает бактерии, нежели грибы. Хотя сами актиномицеты, подобно грибам, выстраивают мицелий, но он существенно отличается от гифов грибов.
Актиномицеты, в отличие от множества бактерий и грибов иных видов, работают на последних стадиях разложения органики и превращения ее в гумус. Их время наступает, когда в органике не остается доступного азота и легкоусвояемых сахаров, и бактерии из-за больших затрат энергии перестают ее перабатывать.
Актиномицеты эволюционно выработали более богатый ферментативный аппарат, позволяющий минерализовать труднорастворимые органические вещества, таким путем нашли свою нишу в почве. В то же время из-за медленного роста актиномицеты не способны конкурировать с немицелиальными бактериями за легкодоступные вещества.
Почвенные актиномицеты могут существовать в почвах с различным составом, так как некоторые их виды являются аэробами, а некоторые – анаэробами. К тому же развитые формы актиномицетальной колонии могут включать в себя сразу оба вида микроорганизмов, так как в микрогранулах почвы есть всегда и аэробные, и анаэробные микрозоны.
Все без исключения актиномицеты обладают высоким уровнем приспособляемости. Благодаря этому колонии данных микроорганизмов могут выживать в экстремальных условиях низких температур, на скальных породах в горах, в условиях недостаточного количества питательных веществ.
Важное свойство этих живых существ в том, что актиномицеты вырабатывают несколько разновидностей антибиотических веществ, такие, как стрептомицин, тетрациклины, нистатин, левомицетин, олеандомицин, эритромицин, неомицины, мономицин.
Высшие растения и водоросли постоянно налаживают с ними симбиотические отношения, что делает их особенно интересными для садовода.
Актиномицеты (рода Streptomyces, Streptosporangium, Micromonospora, Actinomadura) являются постоянными обитателями кишечника дождевых червей, термитов и многих других беспозвоночных.
Разрушая целлюлозу и другие биополимеры, они являются их симбионтами. Представители рода Frankia способны к азотофиксации и образованию клубеньков у небобовых растений (облепиха, ольха и др.).
Меня спрашивают, как определить, по каким анализам, хорошая почва в саду или плохая? Я отвечаю: не надо анализов, определяется все посредством кожи стоп и носа. Летом, в июле, после теплого дождика походите босыми ногами по своей почве. Если ногам приятно, почва теплая, податливая, не липкая, влага быстро впитывается, а от почвы исходит запах свежих грибов – это значит, все в порядке, органика дошла до последних стадий образования гумуса, заработали актиномицеты. Именно они определяют особый запах хорошей спелой земли.
От этого аромата щемит сердце у садовода и в теплые апрельские дни, и после первых майских гроз, и иногда в период тихого сентябрьского бабьего лета. Поэтому мы, садоводы-труженики, так любим свою Живую Землю и работу на ней.
О базидиомицетах и мульче из сладких веточек
Я решил по-новому взглянуть на интересующую многих садоводов тему о накоплении и роли гумуса в почве, обсудить новый мировой опыт по этой проблеме.
Гумус – это не питание для корней, утверждают теперь многие приверженцы органического земледелия! Гумус для меня – не только накопленная в почве энергия стабильного углерода, но и важнейший почвообразователь. Он в огромной степени определяет стабильность почвенных агрегатов.
Эволюционно без агрегатов не могут жить грибы, простейшие, бактерии, водоросли, вирусы. А без микроорганизмов нет почвообразования, не растут растения и не производят органику, не бывает опада.
Поэтому на вопрос, что делать практически, я отвечаю: внося органику, нужно, чтобы она не только сгорала до CO2, но и оставляла после внесения много стабильного гумуса. По-простому, чтобы накапливался чернозем.
Процесс компостирования приводит к потере органических материалов, это плохо. Но ферментативное сгорание способствует разрушению полифенолов (их много в опилках) и патогенных организмов, это хорошо. Поэтому органику в некоторых случаях компостируют.
Нельзя забывать, что для капризных овощных растений хороший компост с высоким содержанием доступных и сбалансированных NPK – лучший способ подкормки, когда корни берут питание непосредственно из компоста, минуя микробные пищевые цепочки.
Последнее время я использую АКЧ. Для его производства беру компост не из компостной ямы, а из мусорной кучи, где главное богатство – сложившиеся системы хищник – жертва. Позднее я подробно пишу, как на практике делать такой компост. Таким образом, компост бывает разный по биоразнообразию, и гумус бывает разный по стабильности, и цели у садовода разные, краткосрочные и долгосрочные.
Идею о важности динамического поступления органики из мульчи я разделяю и применяю на практике, но чуть иначе. Когда я вношу сильно перепревшую органику, я понимаю, что «динамическое плодородие» страдает.
Микробные цепочки в питании корней участвуют слабо, они уже поработали с органикой вне зоны корней, энергия углерода частично потеряна. Поэтому при любой возможности я стараюсь мульчировать грядки органикой слабой степени разложения, где энергии углерода побольше, но не в ущерб нежным культурным растениям.
В моем компосте из подстилочного навоза всегда достаточно органики, постепенно включающейся в пищевые цепочки. Суть «динамического плодородия» я объясняю проще.
Мульча из слабо разложившейся органики, точнее энергия углерода углеводных цепочек, в аэробных и влажных условиях включается в трофические цепочки без потерь. Без потерь и трофические цепочки – для меня ключевые понятия, а энзимы сапрофитов – второстепенные.
Естественно, органика хорошо работает в оптимальное для растений теплое время года, в нее прорастают корни и через многочисленные и сложные симбиотические механизмы (один из главнейших – простейшие) мульча кормит растение в динамике. Снабжает растение не только NPK, но и гормонами, и витаминами.
Нельзя забывать, мульча и компостная куча – разные вещи. В реальной почве при мульчировании грубой органикой за питательные элементы идет жесточайшая борьба. Поэтому растение «покупает у микроорганизмов нужные вещества, платя им сахарами и гормонами», как более развитое существо – растение управляет процессом разложения органики в динамике.
Улучшение структуры почвы
Если в предыдущих главах я делал акцент на процессах в ризосфере, сейчас несколько слов стоит сказать о практике накопления гумуса в почве и улучшении ее структуры.
И наши предки, и современный лесник знают, что на месте хвойного леса получается «короткое» поле. Два – три года даст бедный урожай пшеничка – и все.
На месте широколиственных лесов гумуса побольше, он стабильней, дольше противостоит пахоте.
А вот на месте дубовых лесов всегда были самые стабильные сельскохозяйственные земли.
Еще южнее, в тропических вечнозеленых лесах при сверхвысоком опаде почвы не образуются. Микроорганизмы перерабатывают органику очень быстро, до ее падения на почву. Основной обмен энергией углерода протекает не в почве, а в кронах деревьев.
Ученые открыли, что дело не только в температуре и осадках (скорости минерализации и вымывания), но в строении лигнина и, естественно, в структуре конечного гумуса, который из него образуется.
Личное наблюдение. Мои козы едят ветки сосны только в самое голодное время. А ветки дуба едят всегда, предпочитая их свежей траве. Так же, как и веточки клена, липы. Чем они тоньше, тем в них больше растворимых углеводов и короткоцепочечного лигнина. Это нравятся микроорганизмам желудка коз (так же, как и биоте почвы). Из них получается самый реакционноспособный гумус и строятся самые удобные для проживания микроорганизмов агрегаты почвы.
Бросьте такие веточки в большую компостную кучу. Термофильные бактерии сожгут всю целлюлозу и весь лигнин. Углекислый газ, вода и часть азота уйдут в атмосферу. Полученный компост очень нестойкий, корни съедят все, что успеют, остальное вымоется дождями и минерализуется при первой перекопке.
Но учебники нас по-прежнему убеждают, что главное – это быстрая минерализация органики. Чем быстрее сапрофиты превратят органику в минералы, тем скорее и лучше мы накормим растения. Для редиса и салата – это хорошо, для почвы и растущих на ней многолетних культур в долгосрочной перспективе – очень плохо.
Я предлагаю задуматься о том, как, внося органику, насытить почву именно стабильным гумусом.
Ученые-почвоведы доказали, что почвы, сформированные из лугов, из травянистых растений, имеют гумус с быстрой степенью минерализации, то же касается и грядок, куда мы кладем навоз с соломой. А почвы широколиственных лесов содержат более долговечный гумус, то же происходит в саду и на грядках, куда вносят опад лиственного леса, а еще лучше – щепу из тонких сладких лиственных веточек.
Главное открытие ученых, которое я взял на вооружение, – это то, что хвойный опад, лиственный опад и траву перерабатывают разные пищевые цепочки почвенных организмов, дающие разный по качеству гумус.
Например, опад лиственного леса перерабатывают базидиомицеты, «белая плесень», именно ее ферментные системы производят из лигнина фульвокислоты и гуматы, оптимальные для создания стойких агрегатов почвы, стабильного гумуса.
А траву, как и навоз жвачных животных, перерабатывают в основном бактерии, минерализация идет более быстрая, полная и глубокая, стойких гуматов остается мало.
И еще открытие. Хвойные леса не любят конкурентов. Им не нужен подлесок. Все питание из почвы они оставляют в стволе и хвое. Почва под ними, насыщенная смолами и кислотами, мало пригодна для жизни. Это относится и к хвойным опилкам. Я хвойные опилки в подстилку животным или в мульчу на грядки добавляю не более 20 %.
Стратегия эволюции и выживания лиственных лесов – это повышение биоразнообразия. Хвойные леса, пройдя цикл накопления питания из почвы, подвержены нападению короедов и пожарам.
Наоборот, лиственный подлесок из кустарников и трав усиливает стабильность экосистемы, создавая почву из опада, он накапливает NPK из воздуха и глубоких маточных пород, продуцирует почву.
Хвойный опад, перегнивая, отдает СО2 в воздух, а лиственный – переводит в гумус.
То же и на грядках: мелкая щепа из лиственных веточек, положенная как мульча в саду и прикрытая почвой или соломой, если ее инфицировать «белой гнилью» (базидиомицетами), т. е. пролить АКЧ или добавить почву из лиственного леса, быстро пронизывается гифами плесени, и они без потерь вещество мертвого дерева переводят в живое тело гриба.
Вы наблюдали тело гриба в лесу? Оно всегда подвергается нападению мелких животных (клещей, червячков, комариков), которые в виде копролитов разносят тело гриба в толщу почвы. Грибы и мезофауна всегда создают идеальные для почвы, гармоничные пищевые цепочки. А этого нам и надо.
Внося мульчу из лиственной щепы на грядки или в сад, мы тут же привлекаем в почву и дождевых червей, и сотни других невидимых глазу животных, которые, производя копролиты, делают нашу почву высокогумусной и высокоструктурной.
Когда мы вносим хвойные опилки – мы угнетаем мезофауну в целом, когда мы вносим мульчу из травы – мы угнетаем грибы, сдвигаем маятник в пользу бактерий, чем усиливаем минерализацию и снижаем гумусонакопление.
Мульча из щепы, внесенная на дорожки сада, зачастую не перегнивает годами, та же щепа (лучше тонкие дробленые веточки) с добавлением сахара (мелассы) или отходов зерна и пролитая грибным АКЧ – разлагается за летний сезон, при этом оставляет после себя максимально возможное количество высокоструктурного чернозема.
А если мы это будем делать из года в год, произойдет эволюция грибов, микроартроподов, насекомых почвы, настроится почвенный «компьютер» на более сложную «программу», почвообразование ускорится и стабильность гумуса возрастет.
Если мы положим в щепу избыток азота в виде мочевины и не добавим простые сахара, нужные нам базидиомицеты хорошо расти не будут, произойдет «простое пищеварение сапрофитами почвы». Растения получат импульс от азотистого питания, быстрый рост с последующими дисбалансами и болезнями.
Феномен мусорной кучи
В прошлой главе я акцентировал внимание на эндогрибах. Сегодня я говорю о других грибах, о плесени, точнее о базидиомицетах, о том, как их привлечь в сад и заставить вступить в симбиоз с макро– и микрофауной. Разговор вроде снова о грибах, но о разных грибах и о разной их роли.
Я совсем недавно понял, в чем глубинный смысл Терра Прета Амазонии и в чем феномен моей мусорной кучи.
Фирмы, продающие древесный уголь, доказывали его ведущую роль в феномене амазонских черноземов. Но мудрые ученые-исследователи говорят о другом. Индейцы Амазонии тысячи лет сбрасывали на свои грядки не только уголь, но и обгорелые веточки и отходы со своей кухни. Постепенно сложилась новая экосистема, где появились особые грибы с гигантскими гифами и гигантские черви, ими питающиеся. Естественно, эта система усложнилась, появились и другие грибы и почвенные животные. Тропические дожди ни уголь, ни животных вымыть из почвы уже не могут.
Все это объединилось в самодостаточную саморазвивающуюся систему. В основе лежало то, что если раньше весь тропический опад проходил полную минерализацию в кроне деревьев, то на грядках индейцев грибы и черви стали производить из опада стойкий к минерализации и вымыванию гумус. Появилась Терра Прета, удобная для жизни почвенная экосистема даже во влажных тропических лесах.
Поэтому я и говорю: внося щепу из сладких мелких веточек на свои грядки и дробленку из сухих стволов того же «сладкого» борщевика, которого вокруг разрослось немало, сдабривая его отходами со своего стола (особенно ценны для грибов рыба и злаки), вы очень быстро любую почву и на засушливом юге, и на холодной дождливой Новгородчине превратите в Терра Прета.
Приятно в длинные зимние вечера помечтать с внуками о весне, представить, как мы в мае поедем в поле за город и скольких животных и птиц там повстречаем. Вот уже 10 лет при подъезде к нашему участку звонким клекотом нас встречает семья ястребов-тетеревятников, они охотятся за мышами и зайцами.
Бывает страшно, когда птицы с размахом крыльев около метра на небольшой высоте пролетают над головами детей. Но чаще пара огромных птиц кружит на большой высоте и высматривает добычу весь день. Дети знают, что они охраняют от вредителей нашу капусту и другие овощи.
Однажды мы подсмотрели, как самец и самочка ястребов купались на берегу нашей речушки. Плескались, как дети.
Над нашим полем постоянно реет и пара соколов-пустельг, они летают невысоко, как бы трясутся на одном месте, высматривая зверьков, а увидав, падают к земле и поднимаются с мышкой в когтях.
Эти хищники никогда не трогают друг друга, а вот чаек и ворон прогоняют.
И осенью, и весной во время пролета на наше поле постоянно садятся подкрепиться лягушками и мышами журавли и аисты.
Внук-старшеклассник готовится поступать на биофак и рассказывает младшим детям, что раз много хищников, значит, много мелких грызунов и земноводных. Для мелких животных всегда вдоволь корма в виде семян сорных трав и всяких жучков-паучков-червячков в почве нашего поля.
Внуки любят все лето проводить на нашем поле, ведь так интересно найти под каждым камушком или ящерицу, или огромных жуков с большими клещами. Я всегда учу детей рассматривать и очень мелких почвенных животных.
Если приподнять подсохший кусок старого навоза в междурядье картофеля, то оттуда поползут в разные стороны сороконожки, мокрицы, мелкие и крупные черви разного цвета. А если в навозе много трухлявого сена, то там можно наблюдать, как шевелятся сотни мелких клещей и паучков. Присмотревшись, можно разглядеть и коллембол.
Старшеклассник мне рассказывает, что теперь учительница биологии их учит по-новому, знакомит с понятиями: экосистема и биоразнообразие, саморегуляция и круговорот веществ, консументы и продуценты, авто– и гетеротрофы.
Вот и я решил поговорить на эту тему подробнее, чтобы садоводы, которые учились еще в советских школах, хотя бы задумались над этой проблемой.
Если спросить агронома старой советской закалки, какой главный ресурс почвы, определяющий плодородие, он скажет, что это содержание гумуса в почве и содержание доступных NPK в этом гумусе.
Если задать вопрос про Живую Почву моего сада мне, я отвечу: главный ресурс моей почвы, определяющий урожай, – это биоразнообразие живых существ, населяющих почву.
Агрономы старой закалки, конечно, не отрицают важность живых существ почвы, но они сужают их функции в основном до разложения органики и поставки растениям элементов питания в дополнение к минеральным удобрениям.
Я же, прочитав новые учебники, уяснил для себя, что чем выше биоразнообразие почвенной биоты, тем лучше формируются микрогранулы почвы, ее пористость, увеличивается в сотни раз площадь внутренней поверхности почвенных частиц и, естественно, площадь обитания микроорганизмов.
Все это формирует разные экологические ниши для микробов и, как следствие, регулирует болезни и вредителей.
На наше счастье, многие почвенные организмы размножаются бесполым путем, делятся каждые 20 минут, мутируют, могут получать генетическую информацию при горизонтальном переносе генов и быстро адаптируются к новым условиям, которые создает садовод.
Стоит лишь дать микроорганизмам энергию углерода в виде опада, влагу, тепло и кислород, не менять эти условия лопатой и пестицидами, как плодородие почвы (биоразнообразие и биомасса) быстро нарастает.
Немного поговорим об этом сухим научным языком.
