Осенний листопад - это не просто красивое увядание, а сложный процесс «эвакуации». Деревья перед сбросом листвы извлекают из них до 90% самых ценных элементов - азота, фосфора и калия, чтобы не оставлять питание конкурентам и запастись на весну.
Недавно в моем канале в Телеграмме между собеседниками зашёл разговор о использовании опавших листьев деревьев и кустарников. Вот что вспомнилось: перед листопадом деревья перемещают часть питательных веществ в многолетние части - в ветки, ствол, корни. Часть питательных веществ теряется. Часть остаются в листве. Об этом и поговорим.
Это процесс называется реутилизация (повторное использование растением ранее поглощённых элементов питания). И он показывает, насколько хитро деревья управляют своим ресурсами.
Зачем деревьям нужно выводить питание перед листопадом
Начнём с главного вопроса: почему деревья вообще это делают? Почему не просто бросить лист вместе со всеми полезностями?
Ответ простой. Листья - это дорогой ресурс. Деревья вкладывают огромную энергию в их создание. Азот. Фосфор. Калий. Микроэлементы. Хлорофилл. Вся эта красивая зелень - это инвестиция.
Когда осень подходит к концу, дерево "знает" (на химическом уровне): сейчас листья упадут и станут пищей для микробов, грибов, жуков. Их съедят. Их разложат. Дерево потеряет весь свой вклад.
Поэтому деревья делают то, что делают все умные существа: они снимают урожай. Вывозят самое ценное. Оставляют объедки.
Деревья способны сохранить до 80-90% наиболее ценных элементов питания перед листопадом. Это огромный процент. Это значит - дерево было хорошим управляющим ресурсов.
Вот что происходит при подготовке к листопаду.
Как деревья выводят азот, калий и фосфор
Здесь начинается селективность. Дерево выводит не всё подряд. Оно выводит самое ценное - элементы, которые дефицитны, которые сложнее всего найти в почве.
Азот: самый активный вывод (62-90%)
Азот (N) вывозится наиболее эффективно. Это не случайно.
Почему? Потому что азот в почве - это фильтр, узкое место. Азота часто недостаточно. Деревья знают это на уровне эволюции.
Как это происходит? Азот выводится в форме простых аминокислот - глутамина и аспарагина (glutamine, asparagine). Деревья разрушают белки и хлорофилл (это огромный молекулярный комплекс, в центре которого - азот), и превращают их в простые соединения, которые могут пройти по флоэме - по сосудам дерева - в ствол и корни.
Это происходит в начале листопада. Когда листья только начинают желтеть. Это желтение - это не болезнь. Это демонтаж. Дерево разбирает лист на запчасти.
Фосфор: второй по приоритету (59-65%)
Фосфор (P) - это энергия. Это АТФ (adenosine triphosphate) - молекула, которая хранит энергию в каждой клетке. Без фосфора нет энергии. Без энергии нет роста.
Фосфор мобилизуется из фосфолипидов мембран (это жировые молекулы в стенках клеток) и из нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Дерево разбирает мембраны клеток. Выводит фосфор. И оставляет остатки для микробов.
Калий: чемпион вывода (70-72%)
Калий (K) - это регулятор. Это основной макроэлемент, который контролирует открывание и закрывание пор в листьях (устьиц), управляет водным балансом, переносит углеводы. Калий очень важен.
И калий очень мобилен в флоэме (проводящие ткани). Легко транспортируется. Дерево просто открывает кран - и калий течёт в ствол и корни.
Сера и магний: умеренная эффективность (29-40%)
Магний - это центр молекулы хлорофилла. Весь зелёный цвет листа - это магний в центре хлорофилла. Когда дерево разрушает хлорофилл (при пожелтении листа), магний выводится. Но не весь - часть остаётся в структурах клеточных стенок.
Микроэлементы: что-то выводится, что-то остаётся
Медь (Cu), железо (Fe), молибден (Mo), никель (Ni), бор (B), цинк (Zn) - микроэлементы - реутелизируются по разному. От 10% (медь) до 20-37% (железо).
Микроэлементы менее мобильны. Они часто связаны с белками, встроены в ферменты. Их сложнее выводить. Дерево выводит то, что может. Остальное оставляет в листве.
Что остаётся в листве: структурные элементы и минералы
Но дерево оставляет в листьях почти столько же массы, сколько выводит. Что остаётся?
Структура. Углеводы. Минералы, которые мало мобильны. И вещества, которые дерево синтезирует при старении листа - антиоксиданты.
Кальций: практически не выводится (11%)
Почему? Потому что кальций связан с пектинами клеточных стенок. Пектины - это "клей", который скрепляет клетки. Кальций заблокирован в структуре. Дерево не может его вынуть без разрушения стенок.
Кальций часто даже накапливается в старых листьях из-за низкой мобильности в флоэме. Он приходит, но не уходит. Накапливается.
Марганец и алюминий: накапливаются, не выводятся
Марганец (Mn) - слабо мобилен или накапливается в листьях.
Натрий (Na) и алюминий (Al) - вообще не реутилизируется. Они часто накапливаются в стареющих листьях. Алюминий до -55,6% (это означает - содержание алюминия в опавших листьях выше, чем было в летних листьях).
Это "отходы". Дерево их выводит из активной ткани и сбрасывает вместе с листьями.
Целлюлоза и гемицеллюлоза: полностью остаются
Целлюлоза и гемицеллюлоза - это структура. Это углеводы, которые скрепляют клеточные стенки.
Зелёные листья содержат 15-35% целлюлозы и 20-40% гемицеллюлозы от сухого веса. Практически все эти углеводы остаются в опавших листьях. Дерево их не трогает. Это скелет.
Лигнин: накапливается при старении (5% → 18%)
Лигнин - это жёсткое вещество, скелет растения. Это вообще не деградируется при старении. Напротив - его содержание увеличивается.
С мая до сентября содержание лигнина растёт с 5% до 18%. Во время сенесценции (старения листа) лигнин продолжает откладываться в клеточных стенках, особенно в проводящих тканях (в жилках листа).
Дерево как бы "укрепляет" листья перед падением. Делает их жёстче. Более структурированными.
Фенолы и флавоноиды: синтезируются при старении
Вот забавный момент. Некоторые вещества не уходят - они приходят.
Полифенолы и флавоноиды синтезируются и накапливаются во время сенесценции. Кверцетин-галактозид, кверцетин-глюкозид, кемпферол (quercetin-galactoside, quercetin-glucoside, kaempferol) - эти флавоноиды непрерывно формируются при старении листьев.
Зачем? Для защиты. Это антиоксиданты. Они защищают оставшиеся ткани от окислительного стресса при разборке клеточных структур.
Биохимические различия: зелёный лист vs опавший лист
Это не просто изменение количества. Это полное преобразование химии листа.
Соотношение C:N - ключевое число для разложения
Зелёные листья имеют узкое соотношение C:N = 30-50:1 (у большинства лиственных). Широкое содержание белка - до 32 мг/г сухого веса. Высокое содержание хлорофилла.
Опавшие листья имеют значительно более широкое соотношение C:N = 50-80:1. У бука достигает 57:1. У ясеня около 32:1.
Это влияет на разложение. Широкое C:N означает - микробам нечего есть (азот). Они будут медленнее работать. Или будут брать азот из почвы.
Содержание азота: падение в 3-6 раз
Зелёные листья: 1,5-3% N от сухого веса (у бобовых кустарников до 3%)
Опавшие листья: 0,4-1,5% N, в среднем около 0,5% у большинства видов
Это падение в 3-6 раз! Дерево забрало почти всё.
Дуб особенно эффективен. Он забирает так много азота, что опавшие листья дуба - это почти чистая клетчатка.
Практические выводы для огородника
Для компостирования и мульчи лучше всего работает комбинация:
Молодые зелёные листья и травы (если вы их срезаете летом) - это "быстрый азот" для микробов. Они разлагаются быстро. За недели.
Опавшие листья - это "медленный углерод". Они разлагаются месяцами. Но они обогащают почву структурой, гумусом.
При смешивании получается оптимальное C:N соотношение.
P.S: Из материалов статьи можно понять какие элементы питания есть в опавших листьях. Но наличие НЕ равно доступность. Об этом поговорим в одной из следующих статей.
Если на канале вам попадается что то интересное, включите уведомления о новых публикациях.