Тридцать лет назад в одной из книг на огородные темы прочитал о бочке Либиха. Этот наглядный образ врезался в память и помогал в понимании многих жизненных ситуаций.
Юстус Либих (основатель теории минерального питания растений) обосновал закон минимума. Этот закон гласит: величина урожая определяется тем веществом, которого недостаёт растению в наибольшем количестве.
Взгляните на рисунок. Так выглядит иллюстрация закона минимума – «бочка Либиха». Для наглядности Либих предложил сравнивать величину урожая с количеством воды, удерживающейся в бочке. Высота каждой клёпки (клёпка – дощечка из которых собрана бочка), соответствует количеству каждого из потребляемых элементов минерального питания (в процентах к требующемуся количеству). Видно, что урожай (уровень воды в бочке) не может быть больше, чем позволяет количество фосфора (Р) – самая низкая клёпка. Такое вещество названо лимитирующим.
Просто взглянув на эту иллюстрацию, становится понятным, что в данной ситуации, чтобы поднять урожай (уровень воды в бочке) нужно увеличить количество фосфора, поступающего в растение (увеличить клёпку с надписью «Р»). Как изменится уровень воды (величина урожая) в данной бочке, если мы увеличим клёпку с буквами «Мg»? Очевидно никак – уровень воды будет не больше, чем позволяет высота клёпки «Р». Отсюда вывод – увеличение количества вещества, не являющегося ограничивающим (лимитирующим) не приводит к увеличению урожая. Одно вещество не компенсирует другое.
С тех пор, как Юстус Либих нарисовал свою Бочку (1840 год), прошло много времени. Учёные выяснили, что не только недостаток, но и избыток минеральных веществ может лимитировать (ограничивать) урожайность. Кроме того, выяснилось, что на урожай влияет не только наличие или отсутствие минеральных веществ, но множество других веществ, факторов, процессов. Закон минимума оброс уточнениями и дополнениями. Сегодня можно сказать, что урожай не может быть выше, чем позволяет фактор, находящийся в минимуме (лимитирующий фактор). Один фактор не может компенсировать другой.
Хоть наука и ушла вперёд, но «бочка Либиха» так и осталась наиболее наглядной моделью закона минимума.
На сегодня в адрес этого прекрасного наглядного примера много критики – мол, бочка не учитывает то или другое. Предлагаю не перекладывать на наглядный пример ошибки Либиха.
Написать на клёпках бочки можно названия факторов или процессов. Применить этот наглядный пример в биологии, экологии, бизнесе, психологии – где угодно. Это будет полезно в разных областях.
Давайте не будем пока учитывать все факторы и процессы, действующие на урожайность растений. Рассмотрим бочку, на клёпках которой написано: свет, тепло, вода, кислород, углекислый газ, элементы минерального питания (макро- и микроэлементы). Всё это – факторы неорганической среды, влияющие на растения (абиотические факторы). Укажем всё это в процентах к оптимальному количеству. Целая клёпка – оптимальное количество. Укороченная клёпка – недостаток фактора. Увеличенная клёпка – избыток фактора.
Пример 1. В почве не хватает кислорода. Корни “задыхаются” и плохо поглощают воду. В растение меньше поступает элементов минерального питания. Растения будут «сигнализировать» о недостатке питания и воды. Добавив воды, света, тепла, углекислого газа, элементов питания, мы (согласно закону минимума) не сможем поправить положение. В данном случае лимитирующий фактор – недостаток кислорода. Именно он определяет, какой будет урожай.
Пример 2. При низкой температуре почвы почвенные растворы не поступают в растение, сколько бы их не было. Добавив воды, воздуха, света, углекислого газа, элементов питания, мы (согласно закону минимума) не сможем поправить положение. Стоит температуре почвы прийти к оптимуму, как питание восстанавливается. Здесь лимитирующий фактор – низкая температура почвы.
Эти примеры верны независимо от того, какой тип огородничества применяется – органоминеральный, органический или по природному типу.
В одной из статей читаем: «… требуется применять дополнительные подкормки минеральными удобрениями, внося в землю для ускорения роста и развития и своевременного образования спелых плодов те или иные макро- и микроэлементы. И это необходимо потому, что погодные условия не позволяют во многих регионах выращивать такую капризную культуру, как томаты».
В соответствии с законом минимума такое заявление не верно. Сколько не подкармливай макро- и микроэлементами тропическое растение при неблагоприятных погодных условиях, хорошего урожая не получить. И даже можно погубить растение переизбытком некоторых элементов. В данном случае именно климатические условия (температура, влажность, длина светового дня и т.д.) являются лимитирующим фактором для получения хорошего урожая.
Простой пример. На юге Омской области на песчаных почвах в промышленных масштабах выращивают арбузы. Но в соседних районах, и даже на 150 км южнее, на тяжёлых суглинках арбузы вырастить проблема. Копирование технологии результата не дает. Здесь лимитирующий фактор – температура почвы. Песчаные почвы выступают в качестве «грелки», тяжёлые суглинки – наоборот. При одной и той же технологии: внесении удобрений, подкормках и т.п. на холодных почвах арбузы не растут.
Такие же ошибки встречаются в среде сторонников природного земледелия. Например, часто цитируется выражение: «Умный выращивает урожай, а мудрый землю!». Буквально понимая это высказывание, многие природники сводят весь уход за растениями к созданию плодородной почвы. Причём плодородие тоже каждый понимает по-своему. И многие «спотыкаются» на этом. Мудро вырастив почву под густой раскидистой яблоней, попробуйте посадить под ней картофель. Получите много ботвы, но не получите стОящего урожая клубней. В данном случае лимитирующим фактором является прямой солнечный свет и негативное влияние яблони на картофель. Как бы мы не улучшали состояние почвы, урожай клубней не возрастет. Выращивать почву, бесспорно, важно. Но мудрость всё-таки в выращивании урожая – создания оптимальных условий для фотосинтеза, а это не только плодородие почвы. Фотосинтез – основа жизни растений. Если какой-то фактор будет ограничивать интенсивность фотосинтеза (в данном случае разговор о необходимом количестве света), то никакая почва не поможет получить хороший урожай. Тем более, урожай максимальный.
Важно понять – все приёмы огородничества – всего лишь способы решения проблем (оптимизации лимитирующих факторов). Приемы и технологии имеют ценность не сами по себе, а лишь потому, что являются способами оптимизации лимитирующих факторов. Ни один самый полезный приём не может решить все проблемы разом. Ни одна технология не может быть с одинаковым успехом применена во всех возможных условиях.
Бочка Либиха подсказывает, что прежде, чем применять приём, надо понять, что он даёт, какую проблему (проблемы) позволяет решить, какой лимитирующий фактор позволяет оптимизировать – какую клёпку поднять до нужной высоты.
Для решения одной проблемы чаще всего существует несколько способов.
В печатных материалах, а так же на форумах в Интернете нередко сталкиваюсь ситуацией, что человек выхватывает один - два - три приёма «возводит их на пьедестал» и считает что это основное и достаточное условие для получения высоких урожаев, всё остальное игнорируется, или считается второстепенным.
Так приходилось встречать заявления:
«Самое главное – правильное минеральное питание растений».
«Если в почве гумуса достаточно – урожай обеспечен».
«Чем больше органики в почву внесешь, тем больше урожай получишь».
«Основа урожая – черви под растениями».
«Узкие грядки, ориентированные с севера на юг, – залог высокого урожая в любую погоду».
«Только мульчирование может привести к высоким урожаям».
«Создай оптимальную концентрацию СО2 в приземном воздухе, и всегда будешь с урожаем».
«Будут в почве эффективные микроорганизмы – все проблемы будут решены».
«Основное – почву не копать».
Чаше всего приведённые утверждения встречаются не в чистом виде, а сочетают в себе 2-3 утверждения. Например: «Расположи узкие грядки с севера на юг, внеси в них весной и осенью ЭМ компост по ведру на два погонных метра, не копай почву с переворотом пласта – и ты в любую погоду будешь получать большой урожай, избавишься от болезней и вредителей».
Иногда, практика авторов подобных заявлений позволяет им так считать – в своих условиях они получает хорошие урожаи. В других случаях, основанием такой уверенности становятся прочитанные книги или статьи, общение в определённых кругах, свои собственные умозаключения. Дело каждого выбирать свою технологию. Но начинающие огородники сегодня стоят перед таким широким выбором, предлагаемых приёмов и технологий, что просто теряются в этом потоке, и некритично воспринимают информацию. Для них «возведённые на пьедестал» приёмы могут быть неприемлемы по климатическим или другим, каким-то ещё причинам. Но не многие новички могут это вовремя понять. В итоге – разочарование в технологии, потерянное время и недополученные урожаи.
Предположим, что недостаточная аэрация почвы (мало в почве кислорода – Пример 1) вызвана тем, что на нашем участке высокие грунтовые воды и участок подтопляется.
Попробуем исправить положение дел перечисленными приёмами:
1. Внесём в почву сбалансированное минеральное удобрение – это увеличит количество элементов питания. Но лимитирующий фактор – кислород. Положение не исправилось.
2, 3. Внесли в почву готовый компост (большое содержание гумуса). Что изменилось? Ничего, вода не даёт поступать в почву воздуху.
4. Запустили в почву червей – они погибли без кислорода.
5. Направление и ширина гряд не снизят уровень грунтовых вод.
6. Мульчирование не насытит почву кислородом.
7. Подали в приземный воздух углекислый газ – нет эффекта.
8. Полили почву Байкалом ЭМ-1 – полезные микробы передохли.
9. Перестали копать – без толку…
Может быть, несколько приёмов применённых вместе помогут в данных условиях? Расположили узкие грядки с севера на юг, внесли в них весной и осенью ЭМ компост по ведру на два погонных метра, не копали почву с переворотом пласта. Но наше «болото» так и не стало суперогородом.
Даже человеку никогда не занимавшемуся огородничеством понятно, что в этой ситуации нужны кардинальные меры – дренаж и высокие гряды. К счастью такие крайние случаи бывают нечасто.
Например, мы отвели лишнюю воду от своего участка с помощью дренажа. Но почва на нашем участке – тяжёлый суглинок. Недостаток кислорода в почве продолжает ограничивать рост растений, хотя и не так сильно, как при затоплении. Как будем поднимать низкую клёпку? Определив, что лимитирующим фактором выступает кислород (а точнее его недостаток) мы должны принять меры по ликвидации недостатка данного фактора. А какой способ будет использоваться, это уже не так важно – на выбор огородника:
- перекопка с заделкой в почву песка,
- перекопка с заделкой в почву компоста,
- рыхление вилами на всю глубину,
- посадка сидератов с мощной стержневой корневой системой,
- создание условий для активной жизни червей.
Все эти способы помогут ликвидировать недостаток кислорода – лимитирующий фактор. В этом плане вопрос копать или не копать – не принципиален – все способы решают проблему. Вопрос в другом – какой способ более подходит именно вам, с учётом всех ваших условий.
Я бы в начале освоения такого участка внёс большое количество крупного песка, компоста и перекопал. Создав тем самым комфортные стартовые условия для червей и сидератов. В дальнейшем обеспечил бы условия для активной жизни червей, и по возможности сажал бы сидераты. Так последующая перекопка была бы уже не нужна.
Для обеспечения растений элементами минерального питания, например, можно использовать способы:
- Внесение минеральных удобрений,
- внесение органических удобрений.
Выбор способа зависит от ваших приоритетов и возможностей. Важно понять, что для получения высоких урожаев лимитирующий фактор должен быть оптимизирован – приведён к нужному состоянию.
Так для любого из лимитирующих абиотических факторов можно найти несколько способов решения проблемы. Но те способы, которые хороши в Ижевске, могут быть (и, скорее всего, будут) неприемлемы в полупустыне Крыма. Почему? Потому, что те факторы, которые недостаточны в северных регионах (температура), могут быть избыточны в южных. Другие факторы, которые не являются лимитирующими в северных регионах (вода – осадки), будут сильно ограничивать урожай на юге. Важен не сам приём или набор приёмов – важно какие проблемы он (они) решает.
Приём может в условиях одной технологии решать проблему, в условиях другой мешать решению той же самой проблемы. Например, узкие грядки в сочетании с широкими голыми дорожками при использовании метода Миттлайдера (минеральное питание растений) будут увеличивать количество углекислого газа (польза), а при использовании околоприродных технологий – снижать количество углекислого газа (вред).
Та же планировка будет влиять на тепловой режим почвы. В условиях недостатка тепла такие дорожки будут помогать – дополнительный прогрев почвы. В условиях жаркого климата – будут вредить – способствовать перегреву и иссушению почвы.
Кроме абиотических факторов (свет, тепло, вода, кислород, углекислый газ, элементы минерального питания (макро- и микроэлементы) на растения действуют факторы живой среды (биотические факторы) – взаимовлияние живых организмов: растения, микроорганизмы, насекомые, почвенные животные, грибы и т.д. Тут взаимодействие намного сложней. Кроме того, биотические факторы влияют на абиотические факторы и наоборот. На этих взаимодействиях основано динамическое плодородие. Для этого плодородия тоже можно нарисовать свою условную бочку: важно, чтобы были в оптимуме тепло, вода, кислород, неразложившаяся органика и полезная почвенная живность. А приёмы обеспечения этих факторов могут быть разными.
Использовать «бочку Либиха» как наглядный пример многофакторного воздействия на растения стоит и сейчас. Это позволит не заблудиться в массе разноречивых рекомендаций.
В свое время (2013г) статья была опубликована на сайте "Сады Сибири". Но его сейчас нет. В сети нашел ее вот тут