Почвенные организмы - важнейшие союзники рачительного фермера

Да здравствует почва!

Почва деградирует быстрее, чем когда-либо, из-за двух видов сельскохозяйственной деятельности: обработки почвы - особенно глубокой вспашки - и использования агрохимикатов и удобрений. Первое разрушает структуру почвы, уничтожая среду обитания почвенных организмов, а химикаты уничтожают обитающих в почве организмов.

„В большинстве случаев человек сам портит почву, когда уничтожает ее неправильной обработкой в неподходящее время. Чтобы избежать этого, необходимо в первую очередь взглянуть на нашу почву с биологической точки зрения”.” - звуки Эль Адольф Маннингер Опубликовано в 1957 году.„Неглубокая обработка почвы”, написанная для практикующих фермеров, актуальна и сегодня. К сожалению, развитие техники и химикатов за более чем полвека с момента ее публикации заслонило суровую реальность: по мере роста урожайности плодородные почвы нашей страны находятся в состоянии зловещего упадка, а питательная ценность наших продуктов становится все хуже и хуже.

Пока мы рассматриваем почву как неживую среду, единственной функцией которой является поддержка растений, мы не можем понять жизненно важную роль организмов, которые в ней живут. Основополагающим двигателем всех функций почвы являются невидимые живые организмы, обитающие в ней.

Почвенные организмы: скрытые факторы плодородия

Теперь нет никаких сомнений в том, что почва организмы - особенно микроорганизмы - являются невидимым двигателем плодородия почвы. В конечном итоге рост растений зависит от широкого спектра функций, выполняемых огромным количеством разнообразных организмов, обитающих в почве, на растениях и в корневой зоне. Однако важно подчеркнуть, что в наших знаниях все еще существуют огромные пробелы, особенно в „микро” аспекте биологии почвы. Традиционные методы культивирования позволяют обнаружить лишь 1-5% почвенных бактерий, в то время как генетические исследования показали, что почвенная биота гораздо разнообразнее, чем считалось ранее. И поскольку речь идет о мире, понимание которого в значительной степени ограничено доступными технологиями, мы должны подходить к этому огромному и разнообразному миру, которому мы в конечном итоге обязаны самим своим существованием, с величайшим смирением. Почвенный микробиом незаменим для обновления почвы, но он также является огромным, неизученным ресурсом с огромным потенциалом для того, чтобы сделать будущие производственные системы более устойчивыми и жизнеспособными.

Функции почвы: питательные вещества, структура, удержание и защита воды

Когда мы начинаем понимать сложный мир почвы, мы видим, что многие факторы способствуют оптимальному функционированию здоровой почвы. Физические и химические параметры не могут быть интерпретированы без учета биологических факторов, поскольку биологические взаимодействия в почве играют ключевую роль в функционировании жизненно важных функций почвы.

-Разложение органических веществ и образование гумуса поддержка: разложение растительных остатков и других органических веществ; создание и поддержание гумуса; повышение питательной и водоудерживающей способности почвы.

-Восстановление, хранение и круговорот питательных веществ: фиксация атмосферного азота; преобразование почвенных минералов в растворимую форму; обеспечение питательными веществами, которые могут быть поглощены растениями.

-Разработка структуры почвы и агрегатов: улучшение рыхлости, пористости и стабильности почвы.

-Для поддержки циркуляции воды и газов: для обеспечения правильного движения воды и аэрации путем улучшения структуры почвы.

-Защита растений и поддержание пищевой сети: борьба с вредителями и патогенами; поддержание сложной пищевой сети для жизни в почве путем обеспечения пищей хищников.

Не пищевая цепь, а сеть

Из уроков биологии в начальной школе можно понять, что живые существа организованы в простую пищевую цепь, на вершине которой находится человек. Реальность Но все гораздо сложнее: в природе организмы взаимосвязаны в сложных пищевых сетях, где каждому организму отведено свое место и роль в функционировании системы в целом. На нас, как на людях, лежит огромная ответственность за то, как мы используем доступные нам ресурсы. Строим ли мы или разрушаем? Способны ли мы распознать закономерности природы и управлять ею в гармонии с экосистемой?

Ключевыми элементами пищевой сети почвы являются организмы, способные фиксировать атмосферный углерод: растения, водоросли, лишайники, мхи и некоторые группы бактерий. В процессе фотосинтеза растения используют энергию света для производства органических соединений углерода из CO₂ и воды, выделяя при этом кислород. Они являются первичными производителями. Они привносят основной строительный блок органической жизни - углерод - в живую систему и не только используют его для создания собственных организмов, но и применяют в качестве важнейшей „валюты” в своих симбиотических отношениях. Часть поглощенного углерода попадает в почву в виде корневых экссудатов, непосредственно питая бактерии, обитающие в ризосфере; некоторые из них превращаются в мертвые растительные остатки, которые служат пищей для разлагающихся организмов.

Мысль об этой живой системе заключается в том, что весь углерод, который так или иначе связывается первичными производителями, проходит через случайную линию пищевой сети и однажды снова превращается в углекислый газ. Вопрос в том, кто что ест или кто кого ест. Поскольку речь идет о мире, понимание которого во многом ограничено доступными технологиями, мы должны подходить к этому огромному и разнообразному миру жизни, которому мы в конечном итоге обязаны самим своим существованием, с величайшим смирением.

В сельскохозяйственных экосистемах органическое вещество поступает извне, например, в виде компоста и конюшенный навоз - также служат источником углерода для этой живой системы. Когда организмы, живущие в почве, расщепляют органические вещества или потребляют других живых существ, питательные вещества постоянно переходят из одной формы в другую. Часть питательных веществ временно сохраняется в их организме, а часть возвращается в почву в процессе метаболизма, делая их снова доступными для растений и других обитающих в почве организмов. Растения - будь то травы, овощи или фруктовые культуры - получают питательные вещества благодаря взаимодействию в пищевой сети почвенных микроорганизмов.

Какие организмы живут в почве?

Бактерии - самые многочисленные и разнообразные из одноклеточных организмов в почве. В одном грамме здоровой почвы их может насчитываться до 10 миллиардов, в то время как в изъеденной сельскохозяйственной почве их может быть менее 100 миллионов. Несколько десятков штаммов бактерий, которые мы сегодня можем выделить, выращивать в промышленных масштабах и выпускать в виде продуктов, превосходят десятки тысяч видов бактерий, присутствующих в экосистеме здоровой почвы. Наиболее ценными для сельского хозяйства являются бактерии, способные фиксировать азот, растворять фосфор в почве, расщеплять органические вещества и способствовать образованию гумуса. Не менее важны микробы, которые защищают растения от патогенов, улучшают структуру почвы, способствуют росту корней и устойчивости к стрессам. A Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium и Streptomyces национальности играют особенно заметную роль.

Бактерии - типичная пища высших организмов в пищевой сети, с гораздо более высоким соотношением углерода и азота, чем у других организмов. Когда бактерии потребляют пищу, выделяемый продукт метаболизма является источником питательных веществ, которые растение может использовать напрямую. Симбиотические и эндофитные бактерии поставляют питательные вещества непосредственно растению, образуя корневые узелки или проникая в корень. Еще одна жизненно важная роль бактерий - связывать частицы почвы и микроскопические фрагменты органического вещества в микроагрегаты, которые составляют основу рассыпчатой структуры почвы.

Почвенные грибы - это многоклеточные организмы, которые растут в виде нитевидных гиф и образуют в почве сети, способствующие перемещению питательных веществ и воды. Сапрофитные грибы разлагают растительные остатки и органические вещества, создавая гумус и улучшая структуру почвы. Некоторые грибы, например микоризы, образуют симбиотические связи с корнями растений, увеличивая поглощение питательных веществ и воды. Грибковые гифы связывают частицы почвы в агрегаты, что повышает стабильность почвы и ее устойчивость к уплотнению и эрозии. В здоровой почве грибы способствуют поддержанию баланса микробиома, помогая отталкивать патогены и естественным образом защищать растения. Грибки очень чувствительны к механическим воздействиям на почву, но их нити можно легко заметить в ненарушенном слое почвы, состоящем из остатков стеблей растений.

Простейшие (цилиаты, хлыстовики и амебы) - это одноклеточные крошечные животные, которые питаются в основном бактериями, но также потребляют других простейших, органические вещества и иногда грибки. Когда простейшие поедают бактерии, избыток питательных веществ попадает в почву в форме, непосредственно доступной для растений. Благодаря своему движению и активности они способствуют распределению питательных веществ и балансу микробного сообщества, внося свой вклад в здоровье и плодородие почвы.

Нематоды - это крошечные несегментированные черви, и хотя многие фермеры знают их в первую очередь из-за их вредоносности, на самом деле большинство из них являются важной частью пищевой сети. Среди них есть бактериальные и грибковые пожиратели, хищники и всеядные. Питаясь, подобно простейшим, они поставляют в почву питательные вещества, которые могут усваивать растения, и регулируют популяции потребляемых ими организмов, тем самым способствуя балансу и стабильности экосистемы почвенного микробного сообщества.

Почвообитающие членистоногие играют важную роль в измельчении органических веществ, а черви не только расщепляют органические остатки в почве, но и переносят их с поверхности в более глубокие слои почвы. Кроме того, движение червей и создание ими норок способствует аэрации почвы и удержанию воды, улучшая ее инфильтрацию и задержку. Черви постоянно перемешивают и преобразуют почву, внося свой вклад в формирование структуры почвы, распределение питательных веществ и биологическую активность почвы. Черви являются отличными индикаторами биологического состояния почвы. Если в мягкий весенний или осенний день на лопате можно насчитать не менее 7 червей, значит, биологическая активность почвы хорошая. На песке мы насчитаем меньше червей, чем в более уплотненной почве, где их количество может превышать 20 в одной норе.

Мы видим, что постоянное взаимодействие между хищниками и низшими организмами, а также постоянная переработка питательных веществ помогают поддерживать долгосрочную продуктивность плодородных природных экосистем, не требуя удобрений из года в год.

Почвенная жизнь чрезвычайно сложна, и каждый ее элемент важен для здорового функционирования почвы. Предыдущие примеры показали важность наиболее типичных почвенных организмов и выполняемых ими функций. К сожалению, в современных больных и истощенных почвах эта самоподдерживающаяся экосистема разрушилась, и в интенсивно возделываемых сельскохозяйственных районах мы встречаем почти исключительно бактерии. Как следствие, питательная сеть не функционирует должным образом, и жизненно важные функции почвы утрачиваются.

Простые методы управления для улучшения биологических функций почвы

1. минимизировать нарушение почвы

Прямой посев, полосная обработка почвы, возможно, неглубокая культивация - все это уменьшает физическое нарушение почвенной среды обитания.

2. Поддерживайте живой корень как можно большую часть года

Непрерывное покрытие почвы живыми растениями обеспечивает постоянное питание и поддержку почвенной биоты корнями и корневыми экссудатами. Использование покровных культур продлевает присутствие живых корней, обеспечивает корневые экссудаты и добавляет в почву органическое вещество, которое служит пищей для живых организмов.

3. Постоянное покрытие почвы

Постоянное покрытие почвы остатками стеблей и мульчей обеспечивает защиту живых организмов и постоянный приток питательных веществ для разлагающихся организмов.

4. Диверсификация растений

Смеси покровных культур, севооборот, чередование культур и совместный посев - все это улучшает биологическое функционирование почвы. Разнообразие видов растений обеспечивает разнообразие форм корней, корневых экссудатов и качества растительных остатков, все из которых уникальным образом улучшают биологическое функционирование почвы.

5. избегание чрезмерного использования ресурсов

Чрезмерное использование удобрений и пестицидов может нанести ущерб биологическим функциям. Слишком большое количество удобрений может нарушить круговорот питательных веществ, в результате чего растения не смогут оптимально их усваивать. При частом использовании химикатов вредителей не могут контролировать их естественные враги, поэтому баланс жизни в почве нарушается.

6. Применение органических веществ

Компосты и удобрения добавляют в почву полезные микроорганизмы, а также служат источником углерода и питательных веществ для поддержания и сохранения жизни в почве.

7. микробные вакцины

Первый шаг в оздоровлении почвы - создание подходящей среды обитания. Для внесения ряда полезных микроорганизмов можно использовать компост или препараты на его основе, но в некоторых случаях оправдано применение целенаправленных культивированных инокулянтов. Однако важно подчеркнуть, что эффективность этих препаратов спорна.

Основные условия для жизнедеятельности почвы

Для жизни в почве необходимы вода, воздух, органические вещества и достаточное количество минералов. Основой для управления водными и воздушными ресурсами является стабильная структура почвы, и почвенные организмы выполняют большую часть работы по созданию этой структуры. Круговорот углерода обеспечивает микроорганизмы необходимой энергией, а поиск минералов и микроэлементов в значительной степени является результатом микробных процессов. Если почва бедна минералами, то и микроорганизмы ограничены, поэтому в некоторых случаях может быть оправдано внесение минеральных добавок - чаще всего в виде помола натурального камня. В период возрождения биологической системы, когда восстанавливаются естественные процессы пищевой сети, почва может стать более голодной, так как в питании нуждаются не только культуры, но и растущие организмы. Каждая почва и каждое хозяйство уникальны, поэтому в этой системе нет проверенных рецептов. Успех органического земледелия зависит от открытости фермера, признания закономерностей природы и способности интегрировать новые знания.

Чему учит нас жизнь в почве

Почвенная пищевая сеть - или, точнее, сеть почвенной жизни, неотъемлемой частью которой мы являемся, - представляет собой очень сложную систему, работа которой до сих пор изучена лишь частично. В этой статье мы лишь вкратце познакомились с этим огромным и сложным миром. Тем не менее очевидно, что биология почвы имеет огромное значение для поддержания здоровых почв, обеспечения человечества продовольствием и прекращения деградации почв. Величайший союзник фермера - это жизнь почвы. Для тех из нас, кто работает с землей, одной из важнейших задач является уход, питание и тщательная защита этой системы.

АВТОР: ВИТАЛИЯ ВИГ • ПОЧВОВЕД, ОТВЕТСТВЕННАЯ ЗА ОБРАЗОВАТЕЛЬНУЮ ПРОГРАММУ АССОЦИАЦИИ ФЕРМЕРОВ-ПОЧВОВОЗОБНОВИТЕЛЕЙ, ОСНОВАТЕЛЬ АССОЦИАЦИИ TERRAVITKA