Вместе с двумя титанами регенеративного земледелия, Кристин Джонс и Рэем Арчулета, мы раскроем тайны почвенных агрегатов, грибных сетей и силы биоразнообразия. Это будет путешествие к самым корням жизни! Приготовьтесь к открытиям, которые заставят взглянуть на привычные вещи совершенно иначе. Поехали! Представьте себе почву не как безжизненную субстанцию, которую нужно пичкать химией и перепахивать до потери пульса, а как сложнейший мегаполис, кишащий жизнью. Мы поговорим о том, почему современные подходы к земледелию ведут нас в тупик, уплотняя почвы, убивая их плодородие и делая зависимыми от удобрений. Узнаем, как биология, а не грубая сила, строит «дом» для растений — те самые почвенные агрегаты. Разберемся, почему грибы — это не плесень, а важнейшая транспортная сеть планеты. И поймем, почему разнообразие растений — ключ не только к здоровью почвы, но и к нашему собственному процветанию. Готовьтесь к открытиям, которые могут изменить ваш взгляд на мир у вас под ногами навсегда.
Вместе с двумя титанами регенеративного земледелия, Кристин Джонс и Рэем Арчулета, мы раскроем тайны почвенных агрегатов, грибных сетей и силы биоразнообразия. Это будет путешествие к самым корням жизни! Приготовьтесь к открытиям, которые заставят взглянуть на привычные вещи совершенно иначе. Поехали!
О чем пойдет речь
Представьте себе почву не как безжизненную субстанцию, которую нужно пичкать химией и перепахивать до потери пульса, а как сложнейший мегаполис, кишащий жизнью.
Мы поговорим о том, почему современные подходы к земледелию ведут нас в тупик, уплотняя почвы, убивая их плодородие и делая зависимыми от удобрений.
Узнаем, как биология, а не грубая сила, строит «дом» для растений — те самые почвенные агрегаты. Разберемся, почему грибы — это не плесень, а важнейшая транспортная сеть планеты. И поймем, почему разнообразие растений — ключ не только к здоровью почвы, но и к нашему собственному процветанию. Готовьтесь к открытиям, которые могут изменить ваш взгляд на мир у вас под ногами навсегда.
Вступление
Сегодня у нас в гостях настоящие легенды, люди, чьи имена звучат как гимн здоровой земле — доктор Кристин Джонс, известнейший консультант по здоровью почвы из Австралии, и Рэй Арчулета, один из основателей Understanding Ag, проработавший 35 лет в NRCS и теперь ведущий свою ферму в Миссури (около 60 гектаров). Их опыт огромен, их страсть заразительна.
Кристин Джонс:
Здравствуйте все! У меня сейчас утро, так что – доброе утро! А кому-то – добрый день или добрый вечер. Кажется, мы охватили почти все часовые пояса!
Ей вторит Рэй Арчулета с другого конца света, ветеран Службы охраны природных ресурсов США. Его голос звучит тепло, но в словах чувствуется опыт десятилетий работы «в поле».
Рэй Арчулета:
Тридцать пять лет… Да, целых тридцать пять лет я отдал Службе охраны природных ресурсов Соединенных Штатов. Я безмерно рад быть здесь сегодня и счастлив возможности побеседовать с вами.
Вот так, с улыбками и теплом, начинается наше погружение. Два континента, два огромных опыта, но одна общая боль и одна общая надежда – возродить жизнь в наших почвах. Давайте же узнаем, каков их диагноз состоянию земель, с которыми им приходится работать по всему миру.
Кристин Джонс начинает с австралийской перспективы, но её слова отзываются эхом по всему миру.
Почему наши Почвы болеют?
Кристин Джонс:
Весь последний год мои исследования проходили в Австралии – обстоятельства, связанные с COVID, ограничили передвижения. Но куда бы я ни приехала, повсюду слышала один и тот же тревожный сигнал: уплотнение почвы. Земля становится твердой, как камень.
Фермеры снова и снова говорили об этой беде, указывая на то, как ухудшилась структура их почв. В этой уплотненной, спрессованной земле жизнь буквально замирает, биологическая активность резко падает. Представьте, что почва просто перестала дышать.
Другой насущный вопрос – это ограничения, которые мешают растениям нормально развиваться. «Кристин, – говорили мне, – вы так вдохновенно рассказываете о фотосинтезе, о пользе разнообразия растений… но у нас тут, увы, есть нерешаемые проблемы». Я спрашивала: «Какие именно?» В ответ слышала: «Токсичность алюминия. Корни не могут пробиться вглубь, почва словно заперта на замок». Или: «Засоленность, солонцеватость – просто катастрофа!» Получается, корни растений упираются в токсичный алюминий, избыток солей и натрия, да еще и в эту немыслимую твердь. Они просто не могут расти вглубь! А ведь сто лет назад эти земли цвели, давали щедрые урожаи, а теперь – почти ничего…
И вот приезжает Кристин Джонс и говорит о фотосинтезе… но люди отвечают: здесь просто нечему фотосинтезировать! Почва дошла до ручки, земледелие на ней стало почти невозможным. Вот что я слышу чаще всего сегодня.
Представляете эту картину? Земля, которая когда-то щедро кормила, теперь сама больна и не способна родить. И проблема не только в симптомах – уплотнение, токсичность – но и в том, как с ними пытаются бороться. Кристин продолжает, и её слова звучат как серьезное предупреждение. Похоже, методы «лечения» могут быть опаснее самой болезни.
Кристин Джонс:
Самая тревожная тенденция, которую мы наблюдаем сегодня – это действия госучреждений, университетов, исследовательских центров и агрохолдингов. К сожалению, они активно продвигают методы агрессивной, разрушительной обработки почвы.
Речь идет о тяжелой технике: глубокорыхлителях, мульчирующих фрезах, а также о таких методах, как диггерование и спэйдинг. Диггер – это чудовищный агрегат, способный выворачивать огромные пласты земли с большой глубины. Спэйдер – это массивная роторная машина, которая буквально перемалывает и выравнивает почву.
Поразительно, что именно университеты и профильные организации пропагандируют эти методы! Они оправдывают это необходимостью «преодолеть» уплотнение. Утверждают, что без такого варварского вмешательства урожая не видать, что почва просто не даст культурам развиваться.
Такая практика распространена во многих южных штатах Австралии, где сосредоточено основное сельхозпроизводство. Везде главной проблемой признают уплотнение почв. Но самое печальное, что даже после применения этих радикальных методов проблемы засоленности, солонцеватости и токсичности алюминия никуда не деваются. Это вызывает серьезнейшую тревогу.
Казалось бы, логично: если земля твердая – надо ее взрыхлить! Но Кристин предупреждает: это все равно что лечить головную боль гильотиной. Проблемы остаются, а хрупкая почвенная жизнь уничтожается. Рэй Арчулета, слушая коллегу с другого конца света, горестно кивает. Его опыт в США подтверждает – проблема глобальна и коренится гораздо глубже, чем кажется на первый взгляд.
Рэй Арчулета:
С горечью должен признать: проблема деградации почв достигла угрожающих масштабов. И это не единичные случаи – мой обширный опыт, поездки по фермам от Пуэрто-Рико до Гавайев, убедительно доказывает: деградация повсюду. Если говорить о США, я бы выделил три ключевые проблемы, которые, на мой взгляд, лежат в основе этой катастрофы.
Первая и, пожалуй, самая главная, как справедливо заметила Кристин, – многие фермеры, к сожалению, не понимают, что почва – это не просто инертная глина или песок, а сложная, живая и динамичная экосистема. Это ошибочное представление глубоко укоренилось в нашей системе образования.
Вспоминая свою учебу, я должен признать: меня, будущего агронома и почвоведа, учили смотреть на почву исключительно через призму химии и физики. Последние 50-70 лет доминировала именно такая, узкоспециализированная парадигма. И только когда появились такие просветители, как Кристин и Джилл Клэппертон, которые стали активно говорить о почвенной экологии, я по-настоящему осознал: «Боже мой, да ведь почва – это, прежде всего, жизнь во всем ее многообразии!»
Во-вторых, в системе сельскохозяйственного образования катастрофически не хватает интеграции экологических знаний. Даже если экологию и преподают, то как отдельный, оторванный от жизни предмет, без связи с практическим земледелием.
Мое собственное образование, увы, было ярким примером упрощенного подхода, когда на сложнейшие природные системы смотрят как на набор отдельных деталей. И, к сожалению, так готовят многих современных агрономов.
Нас, по сути, учили «насиловать» Природу, словно превращая ее в бездушную машину для производства максимального количества продукции. В такой системе координат Природа – враг, а мерило успеха – исключительно тонны с гектара, без учета долгосрочных последствий для самой земли.
Нас не учили фундаментальным экологическим принципам, не объясняли, как все живое взаимосвязано в хрупком природном балансе. В результате каждое бездумное применение химикатов и удобрений лишь усугубляет эту упрощенную картину мира, приводя к непредсказуемым последствиям. Важно понимать, что такой технократический подход, к сожалению, проник не только в сельское хозяйство, но и в другие сферы, включая медицину, ставя под угрозу наше будущее в целом.
Рэй говорит страстно, почти с болью. Он видит корень проблем в самом подходе, в образовании, которое десятилетиями игнорировало биологию, сводя все к химии и физике. Это привело к тому, что мы разучились понимать язык земли.
Рэй Арчулета:
Боже, как бы мне хотелось, чтобы в моей жизни был такой наставник, как Кристин! Человек, который вовремя указал бы верное направление, научил бы видеть в Природе источник ответов, вдохновил бы на биомимикрию – подражание мудрым природным процессам. Один семестр, год обучения под ее руководством мог бы кардинально изменить мою жизнь, всю мою карьеру! Я бы относился к почве с гораздо большим уважением, с пониманием ее сложной, но изящной биологии.
Ведь именно биология – основа всего, что происходит в почве! Она управляет биохимией, неорганической химией и даже физикой, а не наоборот.
Это именно жизнь диктует правила игры.
Кристин поднимает важнейшую проблему – наше искаженное представление о почве. Из-за этого мы вынуждены постоянно бороться с последствиями своих ошибок, устранять симптомы, вместо того чтобы лечить причину. И Кристин, и я тратим силы на борьбу с этими симптомами, которые возникают из-за фундаментального непонимания сути почвы, из-за нашего неверного научного подхода.
Простите за эмоции, но наша система образования настолько громоздка и неповоротлива… И самое печальное, что я долгие годы не осознавал, насколько поверхностны знания о почве у большинства фермеров, да и у специалистов тоже.
Я был искренне шокирован, когда понял это. И, признаюсь честно, сам долгое время был одним из них. Мне потребовалось 15-16 лет, чтобы прийти к этому пониманию! Спасибо, Кристин, за вашу честность! Вы описали те же проблемы, с которыми сталкиваюсь и я. И я уверен: корень всех этих бед – в недостатке правильных знаний и понимания.
Слова Рэя заставляют задуматься. Получается, проблема не только в отдельных ошибках агротехники, а в самой парадигме мышления, заложенной образованием. Мы смотрим на живую систему как на механизм. Но Кристин тут же уточняет: знать – это одно, а суметь применить знание на практике – совсем другое. И здесь возникают новые, порой непреодолимые барьеры.
Кристин Джонс:
Рэй совершенно прав. Проблема не только в нехватке знаний, но и в неумении правильно их интерпретировать и применить. Самая большая пропасть в Австралии, на мой взгляд, – это разрыв между научными данными и практическим пониманием фермеров.
Мы не умеем донести научные открытия до тех, кто работает на земле, не можем преодолеть барьеры непонимания и устоявшихся предубеждений. Знание само по себе бесполезно, если его нельзя воплотить в жизнь.
Ключевая задача – внедрение знаний и устранение преград на пути к переменам. И вот что тревожит: если 20 лет назад, когда мы только начинали говорить об органическом земледелии, главным препятствием были консервативные институты, то сегодня барьеры стали еще выше, а давление со стороны этих институтов только усилилось.
Когда заходит речь о фотосинтезе, об увеличении углерода в почве, стандартный ответ: «Вы не понимаете! Эти почвы непроницаемы. Нужно сначала разрыхлить их, разрушить плотный слой плугом или рыхлителем, и только потом что-то вырастет». И самое печальное, что именно на разработку таких «молотильных досок», глубокорыхлителей, на эти чисто механические решения, сейчас направляются миллионы долларов исследовательских фондов! Это как если бы вместо бережного лечения нам предлагали грубую силу, полностью игнорируя естественные процессы самовосстановления почвы.
Эти решения так активно продвигаются, что становится практически невозможно убедить людей хотя бы выслушать альтернативные, природные подходы.
Складывается впечатление, что мы застряли в порочном круге «технологических решений», не давая шанса более естественным и устойчивым методам земледелия.
Грустная ирония: чем больше мы узнаем о тонких биологических процессах в почве, тем сильнее сопротивление старой системы, делающей ставку на грубую механику и химию. Рэй подтверждает: первая мысль у многих – схватиться за плуг, но исследования доказывают обратное. Биология сильнее железа, но изменить мышление невероятно трудно.
Рэй Арчулета:
Забавно, Кристин… Первое, что им приходит в голову – это достать из сарая машину для обработки почвы, свое «волшебное колесо», и они думают, что так всё исправят.
Университет штата Огайо провел несколько отличных исследований лет 5-7 назад. Они взяли участки с тяжелыми глинистыми почвами и намеренно их уплотнили тракторами. Затем на одном участке посеяли покровные культуры (растения, которые выращивают не для урожая, а для улучшения почвы), а другой обработали механически, этим самым глубокорыхлителем.
Почва была влажной, когда по ней проехал тяжелый транспорт, уплотнив оба участка. После этого посадили кукурузу и собрали урожай. И знаете, кто победил? Покровные культуры! Их корни великолепно разрыхлили уплотненные слои, именно так, как и говорила Кристин. Механическая обработка ничего не исправила, а только усугубила ситуацию.
Когда результаты этого исследования показали в центре, занимающемся проблемами обработки почвы, некоторые люди действительно задумались.
Но люди настолько одержимы идеей, что «без плуга ничего не вырастет»!
А я видел своими глазами, как дождевые черви проникают сквозь почву, твердую почти как кирпич, видел удивительную силу корней! Кристин тоже это видела. Жизнь способна изменять геологию! И снова все упирается в нашу систему образования. Нас так учили последние десятилетия.
Есть еще одна вещь, на которую нужно обратить внимание – социальное давление. Это происходит в университетах, в фермерском сообществе. Когда фермер начинает переходить к регенеративному земледелию (методам, восстанавливающим здоровье почвы), местное сообщество может стать невероятно враждебным, как сказала Кристин. Само слово «регенеративный» для некоторых звучит как ругательство. Мы все больше сталкиваемся с социальным давлением в университетах, агрономических агентствах, фермерских кругах.
А также со стороны химических компаний, которые финансируют университеты. Подумайте, кто платит за исследования? Зачастую – химические гиганты.
Когда вышел документальный фильм «Поцелуй Землю» (Kiss the Ground), многим людям он понравился. Но производителям техники – тракторов, плугов, – а также производителям химикатов и удобрений фильм пришелся не по душе. Им показалось, что мы говорим людям: «Не используйте эти инструменты». Нет! Мы говорим: «Просто не разрушайте себя и свою землю этими инструментами».
Вот так круг замыкается. Незнание порождает страх и неверные действия. Неверные действия усугубляют проблемы. А экономические интересы и социальное давление мешают принять новые, более разумные подходы. Но знание – сила, и понимание этих сложных взаимосвязей – уже первый шаг к исцелению наших почв.
Как почва строит Свой Дом
Мы подошли к ключевому понятию – почвенным агрегатам. Что это такое и почему они так важны? Кристин Джонс объясняет основы.
Кристин Джонс:
Рэй отлично подвел нас к этой теме, рассказав об эксперименте Огайского университета, где сравнивали агрегацию почвы с эффектом от обработки. Очевидно, что ответ на уплотнение почвы и почти на все другие проблемы – это потеря агрегатов. Агрегация – это когда частицы почвы склеиваются в маленькие комочки размером с горошину, называемые макроагрегатами. И это биологический процесс. Нельзя получить агрегацию с помощью обработки почвы, химических удобрений, пестицидов или инсектицидов. Все это работает против агрегации.
Агрегация – это биологический процесс, в котором множество видов бактерий, грибов и других почвенных микробов работают вместе. Это скоординированная деятельность, как если бы люди собрались строить дом. Они строят эти маленькие «здания» в почве. Именно поэтому, например, наличие многовидовой покровной культуры увеличит агрегацию гораздо быстрее, чем монокультура, скажем, ржи или овса. Точнее, я должна сказать многосемейная покровная культура. Иногда люди слышат «многовидовая» и думают: «О, у меня может быть шесть видов злаков». Но если у вас есть хотя бы четыре семейства растений (а мы поощряем пять или шесть), вы получите большое разнообразие корневых выделений (эксудатов).
Это разнообразие эксудатов поддержит разнообразие микробов. А чем больше у нас микробного разнообразия, тем больше поток углерода в почву. Фотосинтез генерирует жидкий углерод, он поступает в почву и поддерживает всю жизнь там. Скорость этого потока увеличивается при большем микробном разнообразии. Это показано экспериментально, это не чье-то мнение. Скорость поступления углерода в почву растет с ростом микробного разнообразия, а оно растет с ростом разнообразия семейств растений.
Так что же делают микробы с этим углеродом, поступающим от растений? Почему они тратят энергию на строительство агрегатов?
Кристин Джонс:
Если мы имеем покровную культуру с несколькими семействами растений, углерод поступает в почвенную экосистему. Большая часть этого углерода будет использована для поддержки микробов, которые будут способствовать агрегации почвы. С точки зрения микробов, зачем им усердно трудиться, тратя много энергии на склеивание частиц почвы в агрегаты? Почему бы просто не есть, пить и размножаться?
Но микробы используют эту пищу не только для себя и размножения. Они также работают, используя часть энергии для производства агрегатов. И это приносит пользу самим микробам! Чем лучше почва агрегирована, тем быстрее проникает вода, тем глубже она проникает, тем дольше почва остается влажной. А чем дольше почва влажная, тем дольше смогут выжить хозяева – растения, которые поставляют всю эту пищу. Растения будут более устойчивыми.
Растения – единственный источник пищи для этих микробов (мы говорим о микробах, связанных с растениями, не обязательно симбиотических). Чем стабильнее растение, чем дольше оно может расти в течение года, чем энергичнее оно растет, тем больше пищи поступает в экосистему для микробов.
Кристин описывает удивительный диалог между растениями и микробами, который со временем меняет баланс сил.
Кристин Джонс:
Экологическая литература показывает: сначала растение посылает немного эксудатов в почву, стимулируя микробов к формированию ассоциации. Сигналы исходят от растения. Но как только микробы действительно утверждаются, особенно в многовидовом растительном сообществе (правильнее – многосемейном), где много разных сигналов и жизненной энергии, происходит то, о чем часто говорит Рэй: жизнь порождает жизнь. Нельзя иметь жизнь в почве без жизни над землей.
Когда это сообщество по-настоящему оживает, мы видим, что микробы фактически начинают контролировать то, что происходит в растительном сообществе над землей. Сначала растения инициируют процесс, начинают разговор. Но как только вечеринка начинается, именно микробы определяют, что происходит наверху. Они определяют устойчивость растений к морозу, засухе, жаре. Многое из этого сводится к агрегации.
Как же происходит сам процесс строительства? Кто главные архитекторы?
Кристин Джонс:
Растения растут, выделяют эксудаты, начинается разговор с почвенными микробами. Микробы используют часть энергии для себя, а затем очень быстро начинают использовать энергию для агрегации почвы. Этого нельзя сделать глубокорыхлителем! Глубокое рыхление – это разовое действие. Да, приятно видеть все взрыхленным, но вы ничего не сделали для агрегации.
Я думаю, это Эйб Коллинз сказал много лет назад, что агрегат – это фундаментальная единица измерения функции почвы. И я обязана ему этим.
Агрегат – фундаментальная единица функционирования почвы.
А сформировать агрегат могут только почвенные микробы. Точнее, множество разных видов микробов. Бактерии сами по себе могут образовывать только микроагрегаты – крошечные комочки из нескольких частиц почвы. Затем нам нужно соединить микроагрегаты вместе, чтобы образовался макроагрегат, который мы можем видеть – размером с кончик пальца или горошину. Если заглянуть внутрь агрегата, вы увидите, что все это стянуто грибными гифами.Чем больше у нас грибной активности, тем больше макроагрегатов мы можем сформировать. Именно макроагрегаты дают нам ту самую пористость и все то, что мы ищем. Будь вы простой домашний садовник, вы это узнаете: если вы можете копать ямку в почве рукой, потому что она рыхлая, пористая, мягкая – это из-за агрегации. К сожалению, фермеры не часто видят такую почву, если только они не делают что-то, что запускает весь этот биологический процесс, начинающийся с растений.
Рэй Арчулета подхватывает с не меньшим энтузиазмом. Для него агрегаты – это первый признак здоровья почвы.
Рэй Арчулета:
Ребята, у вас не бегут мурашки, когда Кристин говорит об агрегатах? Я вам скажу, она права! Агрегаты – первое, на что я смотрю в почве. Если вы видите влажный, комковатый слой – это артерии, вены, огромная площадь поверхности. Газообмен, водообмен. Это среда обитания. Без этого все остальное неправильно. Нет круговорота питательных веществ.
Кто бы мог подумать, что климат связан с агрегатом? Бум! Это просто сносит мне крышу! Нет агрегатов – нет климата.
Люди не понимают ни почвы, ни растений, ни климата.
Я просто поражен агрегатом! Растения – это проводник. Почва и растения – это одно целое. Нельзя иметь биологию без растений. Вот почему я всегда смотрю на почву, поднимаю ее и показываю фермерам: вот этот творог, этот черный шоколадный торт! Я иду к краю поля, к лесополосе, и показываю: «Смотри, вот твое уплотненное поле. А вот здесь, у забора – агрегаты, маленькие шарики, шоколадный торт. О боже, пахнет совсем по-другому!» И они говорят: «О боже!»
Что мне действительно помогло, так это тест на стабильность агрегатов. Кристин видела его: мы используем сито и банку с водой. В обычной системе комок распадается, а в хорошо агрегированной почве – держится вместе. Кто бы мог подумать, что эти биотические клеи не только гидрофобны, они содержат больше питательных веществ! Они делают все, что говорит Кристин. О боже, и это делается с помощью биологии!
Агрегаты – это не статичные структуры. Они живые и постоянно обновляются.
Рэй Арчулета:
И еще я понял: агрегаты, по словам доктора Рилла Сикса, меняются каждые 27-28 дней. Это как живая кожа. Живая пористая кожа. Без нее нет жизни. И мы это упустили. Самый ключевой показатель для меня, первое, за что я берусь лопатой – это агрегация вашей почвы.
Какие же практики разрушают эти драгоценные структуры? Рэй перечисляет врагов агрегации.
Рэй Арчулета:
Что влияет на агрегацию?
Обработка почвы, монокультура сои, слишком много люцерны, слишком много бобовых, избыток удобрений, особенно азотных, фунгициды, химикаты, пары, голую землю. Все это разрушает агрегацию. И именно это делает наша сельскохозяйственная практика прямо сейчас.
Плохой севооборот, слишком много удобрений, слишком много азота – все это вредит агрегации. Людям трудно установить эту связь.
Кристин добавляет важный нюанс: агрегаты очень недолговечны, если почва остается голой.
Кристин Джонс:
Это действительно важный момент, Рэй. Люди не понимают, как быстро почва деградирует, если оставить ее голой. Возможно, зимой, когда холодно, это не так критично. Но когда почва теплая и влажная – весной, осенью, в любое время, когда растения интенсивно растут – если у нас голая почва, биологическая активность все равно идет (если есть остатки, поддерживающие жизнь). Но если нет свежего углерода, эти агрегаты разрушатся. Они очень недолговечны.
Клеи (полисахариды), связывающие частицы почвы, очень короткоживущие. Это лабильный углерод. Грибные гифы тоже стягивают их, но большинство этих грибов связаны с растениями. Как только мы убираем растения, агрегация начинает разрушаться. Это временное свойство почвы, которое должно постоянно поддерживаться жизнью растений. Нельзя просто вырастить урожай, а потом оставить землю голой. Да, мы можем построить немного агрегатов во время роста культуры (хотя если мы используем много азота, то не сделаем и этого). Но потом, на голой земле, агрегаты разрушатся.
Я не думаю, что люди понимают, как быстро можно потерять структуру почвы. Ее нужно постоянно поддерживать. Как и наши тела – как долго мы проживем без еды? Все живое нуждается в постоянной заботе. Почва – живая система. Ее источник пищи – энергия, поступающая через живые растения. Когда люди устанавливают эту связь – живые растения, живая почва – они начинают уважать почву как живое существо. Это меняет правила игры.
Скрытые сети Жизни и Питания
Разговор плавно перетекает к грибам – невидимым, но невероятно важным игрокам почвенной экосистемы. Но сначала – о проблемах монокультур, особенно бобовых.
Кристин Джонс:
Я помню, пару лет назад была в Калифорнии на конференции производителей органических продуктов. Один фермер рассказал, что сажал зеленую сидеральную культуру (кажется, какой-то вид вики) каждый год в течение 26 лет. Он запахивал тонны этого материала ежегодно. И он сказал мне, что мои разговоры об углероде в почве не могут быть правдой, потому что за 26 лет содержание углерода в его почве совсем не увеличилось. Я ответила: «Вы вносили тонны и тонны бобовых. С тем же успехом вы могли бы вносить тонны азотных удобрений».
Азот, фиксируемый бобовыми, – это тот же самый азот, что вы покупаете в мешке. Тут большой пробел в знаниях.
Я предложила ему посадить такое же количество тонн разнотравья, предпочтительно без бобовых, или хотя бы не слишком много бобовых в смеси. Уверена, он увидел бы огромные изменения.
Немецкое исследование Йенского университета, длившееся 15 (а сейчас уже вроде 18) лет, показало, что бобовые в многовидовой смеси приводят к гораздо меньшему накоплению углерода, чем смесь разных семейств без бобовых. Люди расстраиваются, когда я говорю о многовидовых смесях без бобовых, спрашивают: «А где исследования?» А они есть! Немного бобовых – это нормально. Но если у вас три года подряд растет соя, ваша почва будет как бетон. Нельзя убить почву быстрее. То же самое с люцерной. Люди этого не понимают.
Рэй Арчулета подтверждает проблемы с монокультурами бобовых на примере американских реалий.
Рэй Арчулета:
После сои – остается твердая, уплотненная почва. Люди не понимают этого. Мы делали инфильтрационный тест: в начале сезона – 50 см/час, после уборки сои – 25 см/час. Монокультура люцерны – это жестоко для почвы. Один стержневой корень делает почву твердой, вы теряете азот, микробы пытаются сбалансировать C:N. Люди удивляются, почему земля как кирпич.
А ведь в США мы выращиваем миллионы акров сои! Почему у нас столько утечек азота и стоков? Природа не была задумана для вонючих монокультур бобовых. Агрегация в таких системах значительно снижается. Подумайте о цветении водорослей в Чесапикском заливе. Монокультура бобовых – это проблема.
Мне говорят: «Рэй, ты хочешь, чтобы я перестал выращивать сою?» Я отвечаю: «Нет. Выращивай ее в шестифутовой (1.8 м) ржи, скатывай рожь. Выращивай ее в многовидовой покровной культуре». Можно смягчить последствия. Важно, как ты выращиваешь бобовые. Кристин, ты видела то же самое?
А теперь – о грибах. Какова их истинная роль, особенно в транспортировке питательных веществ, азота? Кристин раскрывает удивительные механизмы.
Кристин Джонс:
Грибы способны переносить азот в органической форме. Когда я говорю, что азот, фиксируемый бобовыми, такой же, как из мешка, это потому, что первая стадия фиксации – аммиак.
Атмосферный азот всегда сначала превращается в аммиак (NH3) – и в процессе Габера-Боша, и с помощью ризобий у бобовых. Аммиак токсичен, поэтому быстро превращается в аммоний (NH4+), который не токсичен. Но если аммоний не преобразуется дальше в аминокислоты или белки, он остается неорганической формой азота, вызывающей те же проблемы, что и неорганические удобрения.
Мы хотим, чтобы предпочтительным путем был другой. И долгосрочные экологические исследования показывают: если есть тесная связь с корнями растений, работают не только симбиотические (микоризные) грибы.
Есть еще так называемый «грибной энергетический канал». Множество сапротрофных грибов (питающихся мертвой органикой) используют низкомолекулярные соединения углерода (сахара), выходящие из корней растений. Раньше считалось, что сахара питают только бактерий, а грибы разлагают устойчивые материалы (древесину, стебли). Но теперь мы знаем, что целая группа сапротрофных грибов напрямую питается корневыми эксудатами! Они помогают распределять эту энергию по всей почвенной экосистеме, подобно микоризным грибам.
Эти грибы создают настоящую транспортную сеть под землей.
Кристин Джонс:
Как только энергия попадает в эту грибную биомассу, она может перемещаться по почве. Представьте микробную почву как карту города с улицами. Чтобы добраться из центра на окраину, вам нужен транспорт. Грибные сети – это и есть транспорт. Они распределяют энергию от растений ко всем «жителям пригородов» – колониям бактерий вдалеке от корней, которые растворяют питательные вещества. А потом кто-то должен доставить эти питательные вещества обратно к растениям. Грибные гифы – это и линии распределения энергии, и линии доставки товаров и услуг обратно на «фабрику» (к растению).
Проблема в том, что когда вы берете образец почвы, энергетическая цепь этих грибов (связанных с живыми растениями) нарушается, они отключаются от растения. В лаборатории вы их не увидите и не измерите. Вы найдете только грибы-декомпозеры, разлагающие органику в образце. Этот основной грибной энергетический канал ускользал от нас из-за методов измерения.
Именно этот канал отвечает за самый эффективный транспорт азота – в органической форме!
Кристин Джонс:
Этот грибной энергетический канал поддерживает жизнь в почве. И вот интересная вещь: грибы могут транспортировать белки и аминокислоты к растениям гораздо эффективнее, чем неорганический азот (нитраты или аммоний).
В нетронутой почвенной системе предпочтительный способ передачи азота – это белки или аминокислоты через грибные сети. Грибы берут аминокислоты из микробной «некромассы» (мертвых бактерий и грибных гиф).
Рэй упоминал, что агрегаты постоянно обновляются. То же самое с живыми существами: грибные гифы живут 3-5 дней, бактерии – минуты или секунды. Мертвые микробы становятся микробной некромассой – это и есть стабильный углерод в почве, своего рода «батарейка», полная белков и аминокислот. Грибные гифы легко транспортируют эти аминокислоты к растениям, и азот при этом никогда не бывает в неорганической форме! Я говорю это уже 20 лет: растению не нужен неорганический азот. Нашему телу он не нужен. Экосистеме он не нужен. Все биологические пути основаны на азоте в органической форме. И здесь грибы, связанные с растениями, невероятно важны. Но их поддерживает фотосинтез. Они – сеть для почвы, работающая на энергии живых растений.
Рэй Арчулета не скрывает своего восторга от элегантности этой системы.
Рэй Арчулета:
Кто бы мог подумать, что эти невероятные грибы переносят органический азот! О боже! Это потрясающе!
А ведь об этом знали с 1930-х годов! Русские знали, что аминокислоты могут усваиваться напрямую. Я в восторге, потому что это означает снижение затрат для фермеров! Если мы исцелим эту систему, мы сможем сократить все эти расходы.
Кристин отлично все объяснила, добавить нечего. Я просто восхищен тем, как они проникают в крошечные поры, приносят воду, питательные вещества, транспортируют… Они удивительны! А способ их вернуть – не оставлять землю под паром. Углерод, углерод, живые растения. И наши практики могут вредить этим грибам.
Монокультуры – Путь в Никуда
Итак, агрегаты построены, грибная сеть работает. Достаточно ли просто держать почву покрытой? Или есть что-то еще? Разговор переходит к силе разнообразия. Но сначала – несколько предостережений от Рэя для тех, кто выращивает овощи.
Рэй Арчулета:
Мы переходим к органическим овощам без обработки почвы. Но будьте предельно честны: нужно быть осторожным с инструментами. Слишком много фосфора, слишком много компоста – тоже плохо.
Есть исследования, показывающие, что избыток фосфора останавливает микоризацию. Будьте осторожны с компостом, навозом, просто с чрезмерным добавлением всего. Сохраняйте баланс. Вот все, что я могу сказать об этом.
Кристин Джонс возвращается к главной теме: разнообразие растений – это не просто бонус, это фундаментальный принцип работы здоровой экосистемы.
Кристин Джонс:
Роль разнообразия растений гораздо значительнее, чем мы думали. Если два одинаковых растения растут рядом, их микробиомы (сообщества микробов у корней) одинаковы. Они распознают друг друга как конкурентов и борются за ресурсы. Корни у них одинаковые, растут в одно время.
А если рядом растут растения из разных семейств (скажем, злак и бобовое, или злак и сложноцветное), их микробиомы очень разные. Они распознают друг друга как непохожих и начинают… сотрудничать!
Почему микроб будет строить агрегаты? Потому что это выгодно всему сообществу – хозяин (растение) растет лучше. Тогда почему разнообразие выгодно микробиому?
Ответ кроется в устойчивости системы в целом.
Кристин Джонс:
Представьте разнообразное растительное сообщество в условиях засухи. Некоторые растения будут более устойчивы и продолжат фотосинтезировать, другие – нет.
Но энергия все равно будет поступать в почвенный микробиом через грибные сети от тех, кто выжил. Теперь представьте наводнение. Другие растения окажутся более устойчивыми. Но энергия снова будет поступать в общий микробиом. Чем больше разных видов растений, тем вероятнее, что энергия будет поступать в микробиом в любых условиях.
Микробиом становится общим для всего растительного сообщества, с обменом и коммуникацией под землей. Все это подземное сообщество выигрывает от наличия множества разных типов растений. В стрессовой ситуации (холод, жара, засуха, вредители) растительное сообщество выстоит, потому что почвенный микробиом будет поддерживать все эти разные растения живыми.
Это выгодно самому микробиому!
Доходит до того, что всех кормит почвенный микробиом, а не отдельные растения. В засуху микробиом возьмет эксудаты у устойчивых видов и использует их для поддержания жизни тех, кто борется за выживание. Вот почему смешанные сообщества выживают в стрессе гораздо лучше монокультур. Различия важны, разнообразие важно. Это социальная вещь в почве! Я называю это социобиом.
Разнообразие важно и для питания растений.
Кристин Джонс:
Не только для структуры. Одни микробы растворяют фосфор (производят фосфатазу), другие – цинк, медь, кобальт, марганец, серу, кальций, магний… Чтобы иметь все эти группы микробов, способные выполнять разные функции, нужно много разных типов растений.
Возвращаясь к вопросу: достаточно ли просто покрыть почву? Нет! Покрытие важно, фотосинтез важен, живые корни важны. Но нам абсолютно необходимо разнообразие. Именно оно запускает всю систему.
Тенденция в Австралии – мультикультурные товарные посевы.
Кристин Джонс:
Вы можете смешать шесть разных культур в качестве товарного посева. Спросите: зачем? Не снизит ли это урожай основной культуры? Мы видим: если добавить один-два вида, урожай может снизиться. Но если посадить шесть разных растений из шести разных семейств, урожай основной культуры часто не снижается! А иногда даже растет. При достаточном разнообразии урожайность высока.
Раньше опыты с сопутствующими культурами часто показывали снижение урожая. Но теперь мы видим: если добавить достаточно разных спутников из разных семейств, урожай компенсируется. А если использовать технологию сортировки семян после уборки, то «дополнительные» культуры, часто более ценные, чем основная (например, пшеница), могут принести значительный доход. Спрос на разнообразие семян для таких смесей сейчас растет. Все меняется очень быстро.
Кристин делится личным ощущением и видением будущего.
Кристин Джонс:
Я с детства интуитивно не любила видеть голую землю. Теперь я не люблю смотреть на монокультуры. Поле, где все одинаковое – о боже!
Технологии развиваются, нам нужны машины для разделения семян. Фермеры, которые это делают (в Австралии, в Великобритании), не теряют урожай и производят гораздо больше. Вместо трат на гербициды, инсектициды, фунгициды, они тратят те же деньги на дополнительные семена. Все, что нам нужно – технология сортировки на выходе.
Мы движемся к тому, чтобы не просто не иметь голой земли, но и никогда не сажать монокультуру. Гейб Браун давно сказал, что монокультура – одна из самых вредных вещей для почвы.
Разнообразие важно не только для почвы, но и для всей экосистемы, включая животных.
Кристин Джонс:
Если в нашей смеси много цветов (не просто злаков, а растений с яркими, видимыми цветами), они поддержат опылителей, хищных насекомых, которые являются частью пищевой цепи птиц. Мы не упомянули важность цветов для всех этих насекомых! Кроме того, эти цветущие растения (разнотравье вроде цикория, подорожника и т.д.) очень питательны для домашнего скота.
Они содержат вторичные растительные соединения (биофлавоноиды, каротиноиды), которые улучшают пищеварение, повышают эффективность конверсии корма. Тот же вес пастбища даст больше мяса, шерсти, молока, если оно разнообразно. Килограмм корма даст больше продукции, если в нем много этих вторичных соединений. Вот почему нам нужно разнотравье, а не только злаки и бобовые. Все взаимосвязано.
Вопросы и ответы
Наши герои ответили на несколько вопросов из аудитории, проясняя важные моменты.
Связана ли смена агрегатов (примерно каждые 28 дней, как упомянул Рэй) с лунным циклом?
Рэй Арчулета:
Хороший вопрос. Я не знаю. Знаете, есть высказывание: «Все модели неправильны, но некоторые полезны». Я бы сказал: «Все люди неправы, но некоторые полезны».
Кристин Джонс полезна! 😊
Наука так элегантна, так сложна и красива, что есть вещи, которых мы не знаем. Я люблю квантовую физику, она расскажет нам многое о микробах и квантовой запутанности. Но на этот вопрос я не знаю ответа.
Наука полна тайн, и признание этого – тоже часть пути. Важно сосредоточиться на том, что мы можем понять и применить, не отрицая сложности мира.
Есть ли уровень бобовых, который полезен, а не вреден? Клевер в монокультуре – это плохо?
Рэй Арчулета:
Масанобу Фукуока сказал: «Если вы называете одно растение хорошим или плохим, вы уже проиграли». Дело не в том, что клевер плох. Дело в смеси! В моих смесях для прерий – не более 10-20% бобовых.
Я осторожен с тем, какие бобовые включать. Подражайте Природе!
Дело не в клевере или люцерне как таковых, а в постоянной монокультуре. Если уж сажаете монокультуру, то обеспечьте разнообразие в пространстве и времени, в севообороте на 4-5-6 лет. Если сеете бобовые перед кукурузой – хорошо, у кукурузы высокий C:N.
Но не убирайте бобовые так, чтобы осталась голая земля осенью и зимой! Это приведет к утечке азота, эрозии. Будьте осторожны с инструментами! Бензопила – отличный инструмент, но можно отрезать палец. Бобовые – отличный инструмент, но можно навредить. Вот почему я не люблю монокультуру. Это катастрофа. Понимайте свои инструменты, понимайте соотношение C:N.
Контекст и баланс – вот ключ. Бобовые не зло, но их нужно использовать мудро, в рамках разнообразной и живой системы.
Исследование в Nature Communications утверждало, что органическое земледелие приводит к большим выбросам парниковых газов, чем традиционное. Авторитетно ли это?
Кристин Джонс:
Что такое «традиционное» земледелие? Что такое «органическое»? Существует огромное разнообразие практик в обеих категориях! От людей, заботящихся о почве, до промышленного органического производства, которое может быть столь же разрушительным, как и обычное.
Нельзя повесить ярлык и делать выводы. Зависит от того, какую информацию вы закладываете в модель. Вся гипотеза в основе этого исследования, на мой взгляд, ошибочна.
Рэй Арчулета:
Я так устал слышать про выбросы CO2! Они упускают главное! Водяной пар – самый большой парниковый газ.
Слушайте доктора Уолтера Йенне. Хотите решить проблему? Покройте землю живым покровом и биоразнообразием! Компании спрашивают меня про углеродные кредиты.
О боже! Как вы это проверите? Углерод меняется каждый день! Почему бы не сосредоточиться на биоразнообразии? Представьте, мы платим за смесь из 5-10 видов. Покажи семена, спутниковые снимки – бум, готово!
Как госслужащий, я знаю, чего стоит проверка. Как вы будете проверять углерод? Удачи!
Давайте сосредоточимся на важном: какую часть фермы мы можем покрыть биоразнообразием? Решим это – решим и проблемы с насекомыми, и с водой, и с климатом. Мы упускаем главное!
Кристин Джонс:
Да, водяной пар дает 97% парникового эффекта. CO2 – лишь часть оставшихся 3%, наряду с метаном, закисью азота и др. Вклад человека в CO2 – это примерно 1.5% от этих небольших 3%.
Но CO2 – это то, что контролирует биологию планеты! Он входит в почву, это динамика. И движение водяного пара тесно связано со здоровьем почвы, фотосинтезом, растительностью.
Если бы мы могли проехать по США и видеть зелень – это имело бы огромное влияние на климат через водный цикл! Мы измеряем мелочи, говорим о выбросах, упуская суть. А суть – в агрегации, инфильтрации, росте растений. Больше жизни над землей и под землей – стабильнее климат. Нестабильность климата связана с массовой гибелью жизни в наших сельхозсистемах. А нам говорят: иди, копай, рыхли, оставляй голую землю…
Фокус на углероде может быть отвлечением от более фундаментальных процессов – водного цикла и биоразнообразия, которые напрямую зависят от здоровья почвы и живого растительного покрова.
Как соотношение минералов, особенно кальция и магния (Ca:Mg), влияет на агрегацию?
Кристин Джонс:
О, это мой самый нелюбимый вопрос! Столько людей говорят, что нужно сначала исправить соотношение Ca:Mg, тратят кучу денег на известь или гипс, пытаясь достичь «правильного» соотношения.
Я видела, как люди тратили тысячи долларов, но ничего не делали с биологией, фотосинтезом, разнообразием. Если вы заставите почву функционировать как разнообразный, взаимосвязанный социобиом, ваше соотношение Ca:Mg придет в норму естественным путем.
Это как с человеком: если у него остеопороз, можно давать добавки кальция, но это мало поможет. А если изменить диету, включить разнообразные овощи, остеопороз может пройти.
То же с почвой: нужно изменить ее диету! Кормить разнообразием зеленых растений, фотосинтезом, живыми корнями. Биология исправит химию в большинстве случаев.
Да, есть почвы с естественно высоким уровнем магния (у нас в Австралии много таких). Но природные экосистемы на них процветают, потому что биология перемещает элементы, изолирует токсичные, усиливает полезные. Биология трансформирует химию, а не наоборот.
Рэй Арчулета:
Согласен! Почва требует трех вещей: понимания контекста, живых разнообразных растений и жизни (животные, насекомые, коровы, овцы). Почва самовосстанавливается, самоорганизуется, саморегулируется, как наши тела.
Но не поймите неправильно: иногда почва настолько деградирована, что может потребоваться небольшое вмешательство, как операция на открытом сердце. Иногда нужно разбить плужную подошву. Иногда нужно добавить немного чего-то. Но как только вы вернете туда живые растения, живых животных – все оживет естественным образом.
Уйдите с дороги! Лучшее, что мы можем сделать для американского фермера – дать его жене ружье с транквилизатором. 😊 Чтобы она остановила его, когда он соберется сделать что-то глупое – перепахать, переборщить с химией.
Иногда лучше просто остаться дома, меньше вреда нанесешь. Химией вы это не исправите. Позаботьтесь о живых растениях и животных, они позаботятся о себе сами.
Биология первична. Вместо того чтобы пытаться «исправить» химию почвы внешними добавками, нужно создать условия, чтобы жизнь сама наладила баланс.
Дать шанс Природе исцелить себя
Какое путешествие! От диагноза больной Планеты до понимания сложнейших механизмов жизни под землей. Кристин и Рэй провели нас через лабиринты почвенной науки, освещая путь страстью и глубокими знаниями. Но главное – они зажгли надежду.
Рэй Арчулета:
Ребята, лет 16-17 назад у меня не было надежды на сельское хозяйство. Я видел, как фермеры разоряются, вода не становится чище, дети не хотят оставаться на фермах. У меня не было надежды. Путешествие к возрождению было борьбой.
Перелом случился в 2007-м, встреча с Гейбом Брауном, книги… Я понял, что упустил целое!
За последние 10-12 лет я никогда не видел столько упоминаний о биологии почвы! Словосочетание «здоровье почвы» 15 лет назад почти не встречалось, сейчас – миллионы запросов, видео…
В США на 77% увеличилось использование покровных культур! Да, процент все еще мал, но рост огромен!
У меня есть простая мечта: если мы сможем просто покрыть землю зеленью… Если я смогу проехать из Калифорнии в Северную Каролину осенью и весной и видеть зелень – я могу умереть счастливым!
Мы слишком усложняем. Выбросы CO2 отвлекают. Покройте почву! Кристин элегантно показала, как сильны растения. Покройте ее! Теперь у меня есть надежда. Это движение быстро развивается. Кристин, спасибо, что ты часть этого. И спасибо всем вам, кто слушал. Это меняет мир – одно сердце, один ум за раз.
Надежда есть. Она в почве, в жизни, в понимании того, как все взаимосвязано. Она в простом действии – покрыть землю, дать шанс Природе исцелить себя.
Кристин Джонс:
Да, это планета жизни. Биологическая жизнь – это программное обеспечение. Наш компьютер – просто кусок металла без софта. Без разнообразия жизни, Планета – просто камень. Природа работает с информацией из ДНК.
Чем дальше, тем больше наша Планета деградирует, потому что мы уничтожаем биоразнообразие. Вот на чем нужно сосредоточиться! Биоразнообразие – это способ коммуникации природы.
Когда мы возвращаем биоразнообразие насекомых, животных, растений – больше энергии поступает на ферму. Они начинают сотрудничать. Разнообразие жизни – это так просто!
И это в основе всего на Планете.
Посмотрите на океаны – то же самое, биоразнообразие. В нашем кишечнике, в почве, в океане – везде ключ в биоразнообразии. Это самый важный фактор, который мы упустили в сельском хозяйстве. А вместо этого смотрим на оборудование для обработки почвы…
Биология справится. Разнообразная биология.
Это был не просто разговор. Это был призыв к действию, к переосмыслению нашего места на Планете и наших отношений с почвой – нашей Матерью, кормилицей, основой жизни.
Давайте прислушаемся к этим голосам и начнем возрождать жизнь под нашими ногами.
Статья создана по материалам беседы Fireside Chat with Dr. Christine Jones and Ray Archuleta