Шрифт:
Закладка:
В растения углерод поступает всегда из воздуха, в листьях (и в корнях) синтезируются более сложные органические соединения. Эти соединения поступают в почву и разлагаются гетеротрофными микроорганизмами.
Получается, сколько органики растение синтезирует и отдаёт почве, столько и поступает энергии для жизни биоты. Это в полях.
Но садовод может внести в почву дополнительную органику, чем резко ускорить процессы почвообразования, или неразумно внести минералку и пестициды, чем замедлить эти процессы.
Правильней, именно фотосинтез, точнее производство растением органических веществ, рассматривать как основной процесс, а далее смотреть, что улучшает этот процесс. Например, продолжительность и интенсивность света, содержание СО2 в воздухе, точнее поднос ветерком к листьям СО2, его содержание в микрозонах устьиц.
Наличие и доступность питательных веществ в почве, а так же влаги и тепла.
Наличие симбионтной биоты в почве со своими нужными растениям гормонами и витаминами.
Приведу примеры, чтобы оттенить важную мысль.
Внесите в виде мульчи на одну грядку траву люцерны или льна, на другую траву лебеды. Стебель люцерны очень прочный. Он состоит из сложных прочных молекул лигнина, при этом вместе с целлюлозой этот лигнин включён в прочнейшие стенки клеток растения. Разорвать эти связи способны ферменты редких грибов.
Поэтому гумус из этого лигнина сохраняется в почве сотни лет и определяет её пористость.
Лебеда состоит из простых белков, сахаров и немного целлюлозы. Разлагается очень быстро, почти не оставляя гумуса, сразу включаясь в пищевые цепочки микроорганизмов, поставляет растениям много азота.
Микроорганизмы так же быстро или умирают или поедаются хищниками и кормят азотом растения, а вот гумуса после себя почти не оставляют, потому что они не содержат структурно сложных молекул, таких как лигнин и целлюлоза.
На первой грядке растения вырастут слабее, а гумуса станет больше, на второй растения будут жировать, а содержание гумуса падать.
Лигнин появился в растениях в процессе эволюции не сразу, а только тогда, когда в них появились сосуды.
В отличие от целлюлозы, которая состоит из линейных цепочек сахаров, лигнин состоит из молекул с трёхмерной закольцованной структурой.
Грибы (бактерии) своими ферментами легко разрушает целлюлозу и черпают из неё энергию, для разрушения же лигнина ферментов и энергии надо затратить больше, а так как в лигнине практически нет азота и других дефицитных элементов, то ради одной энергии углерода биота с ним не связывается. Это и для растений балласт. Древние растения его просто выбрасывали (как какашки).
Сосудистые растения приспособились утилизировать лигнин, с помощью лигнина укреплять стенку проводящих сосудов. Как только в природе появился опад сосудистых растений, то есть появилось много лигнина, появились и грибы базидиомицеты, которые его переводят в гумус.
В почве гумус включился в дальнейшие цепочки почвообразования и сыграл ведущую роль для «строительства домов и городов» для почвенной биоты, определяя структуру почвы и её способность делать доступными для корней дефицитные минералы почвы.
Почитаем, что пишут учёные, как образовался гумус чернозёмных степей:
«… Максимальное накопление гумуса в мощных тучных черноземах связано с разложением большого количества корневых остатков в условиях весеннего максимума влаги при ограниченном сквозном промачивании гумусового горизонта.
Сухой летний период играет важную роль в образовании и накоплении гумуса черноземов по следующей причине: недостаток влаги в почве к концу лета подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, разлагающих и минерализующих растительные остатки, но в это время продолжают интенсивно работать ферменты, играющие существенную роль в процессах собственно гумификации.
В течение вегетационного периода содержание гумуса в типичном чернозёме под целинной степью закономерно изменяется, уменьшаясь приблизительно к концу июня и снова повышаясь в сентябре. Гумус обильно снабжает элементами минерального питания интенсивно вегетирующую в это время растительность.
В конце же лета, она как бы «отдаёт» почве новое синтезированное органическое вещество взамен старого, израсходованного почвой на минерализацию в период бурного роста вегетативной массы.
В самом верхнем наиболее корнеобитаемом слое чернозема 0-5 см сезонные изменения содержания гумуса достигают, 2%: содержание гумуса сначала уменьшается с 10-11 до 8-9%, а к осени более или менее восстанавливается до первоначального уровня. Потеря 1-2% гумуса — это 25-30 т/га.
Невозможно предположить, что такое количество гумуса за 2-3 мес. может восстановить опад корней.
Самих корней в верхнем 20-сантиметровом слое чернозёма содержится 18 т/га.
Откуда же берётся органический материал — источник пополнения гумуса в чернозёме к концу вегетационного периода?
Этим источником являются не только опад корней и не только надземная масса степных трав после её отмирания, но и прижизненные корневые выделения, которые, тоже подчинены сезонной ритмике и достаточно обильны в целинно–степных чернозёмах …»
Я этими цитатами хочу показать, что даже в степях, в дикой природе гумус прирастает очень медленно, тысячи лет. А вот падает в периоде вегетации растений летом на 2%.
Посадка сидератов не меняет скорости накопления гумуса.
Да, сидераты осенью дадут прибавку 1-2% гумуса, но ведь за лето они и съедят эти 1-2%. Без внесения щепы из сладких веточек или другой дополнительной органики нам не обойтись.
Теперь вам стала понятна роль гумуса в эволюции растений? Нет? Поговорим ещё.
Оксфордский словарь английского языка гласит, что гумус — «органический компонент почвы, формируется в результате разложения листьев и других растительных материалов» и что происходит от латинского, (лат. humus ) означает «почва».
Это простое определение, и оно не уточняет, что гуминовые вещества являются одними из самых сложных молекул и они чрезвычайно разнообразны.
«… В почвоведении, гумус относится к любому органическому веществу, которое достигло точки стабильности, когда оно не будет изменяться далее, и может, если условия не меняются, оставаться стабильным на протяжении веков, если не тысячелетий …».
Так написано в Википедии.
Гуминовые вещества образуются в результате распада органических веществ в почве, почти всегда перерабатываются ферментами живой биоты, поэтому они химически связаны с молекулами микробного и животного происхождения. Получить их в пробирке не удаётся. Только при разрушении энзимами грибов, и в дальнейшем в полости червей образуется гумус.
В конечном итоге любая органика, пройдя все пищевые цепочки почвенной биоты, оставляет в почве гумус. Гумус соединится с минералами почвы (как пример, в карбонатных почвах с кальцием, в глинистых — с солями алюминия и железа) и сформирует десяток видов и сотню подвидов почв, пригодных для жизни тех или иных растений.
Получается, что слово гумус учёными трактуется в узком и широком
