Ґрунтові організми - найважливіші союзники дбайливого фермера

Хай живе земля!

Ґрунти деградують швидше, ніж будь-коли, через дві сільськогосподарські практики: обробіток ґрунту, особливо глибока оранка, та використання агрохімікатів і добрив. Перше руйнує структуру ґрунту, знищуючи середовище існування ґрунтових організмів, тоді як хімікати знищують організми, що живуть у ґрунті.

„У більшості випадків людина сама псує ґрунт, коли руйнує його неправильним обробітком у невідповідний час. Щоб уникнути цього, перша передумова - дивитися на наш ґрунт з біологічної точки зору”.” - звуки ель Адольф Маннінгер Опублікована в 1957 році, „Мілкий обробіток ґрунту”, написана для фермерів-практиків, не втратила своєї актуальності й сьогодні. На жаль, за більш ніж півстоліття, що минули з часу її публікації, розвиток техніки та хімікатів затьмарив сувору реальність: попри зростання врожайності, родючі ґрунти нашої країни перебувають у стані загрозливого занепаду, а поживна цінність наших продуктів харчування стає дедалі нижчою.

Поки ми розглядаємо ґрунт як неживе середовище, єдиною функцією якого є підтримка рослин, ми не можемо зрозуміти життєво важливу роль організмів, які живуть у ньому. Фундаментальною рушійною силою кожної функції ґрунту є невидимі живі організми, які живуть у ньому.

Ґрунтові організми: приховані рушії родючості

Тепер немає жодних сумнівів у тому, що ґрунт Організми - особливо мікроорганізми - є невидимим двигуном родючості ґрунту. Зрештою, ріст рослин залежить від широкого спектру функцій, які виконує надзвичайно різноманітний спектр організмів, що живуть у ґрунті, на рослинах і в кореневій зоні. Однак важливо підкреслити, що в наших знаннях все ще існують величезні прогалини, особливо в „мікро” вимірі біології ґрунту. Традиційні методи культивування дозволили виявити лише 1-5% ґрунтових бактерій, тоді як генетичні дослідження показали, що ґрунтова біота набагато різноманітніша, ніж будь-коли вважалося. І оскільки ми говоримо про світ, розуміння якого значною мірою обмежене наявними технологіями, ми повинні підходити до цього величезного і різноманітного світу, якому ми, зрештою, завдячуємо самим своїм існуванням, з найбільшим смиренням. Ґрунтовий мікробіом незамінний для відновлення ґрунту, але він також є величезним, недослідженим ресурсом з величезним потенціалом для того, щоб зробити майбутні виробничі системи більш стійкими і життєздатними.

Функції ґрунту: поживні речовини, структура, утримання води та захист

Коли ми починаємо розуміти складний світ ґрунту, ми бачимо, що багато факторів сприяють оптимальному функціонуванню здорового ґрунту. Фізичні та хімічні параметри не можуть бути інтерпретовані без урахування біологічних факторів, оскільки ґрунтові біологічні взаємодії відіграють ключову роль у функціонуванні життєво важливих функцій ґрунту.

-Деградація органічної речовини та утворення гумусу підтримка: розкладання рослинних решток та інших органічних речовин; утворення та підтримання гумусу; збільшення вмісту поживних речовин та здатності ґрунту утримувати воду.

-Відновлення, зберігання та кругообіг поживних речовин: фіксація атмосферного азоту; переведення ґрунтових мінералів у розчинну форму; забезпечення поживними речовинами, які можуть бути засвоєні рослинами.

-Проектування структури та агрегатів ґрунту: покращення рихлості, пористості та стабільності ґрунту.

-Сприяння циркуляції води та газу: забезпечення належного руху води та аерації шляхом покращення структури ґрунту.

-Захист рослин та підтримка харчової мережі: боротьба зі шкідниками та патогенами; підтримка складної харчової мережі для життя в ґрунті, забезпечуючи їжу для хижаків.

Не харчовий ланцюг, а мережа

З уроків біології в початковій школі ми знаємо, що живі істоти організовані в простий харчовий ланцюг, на вершині якого знаходиться людина. Реальність але все набагато складніше: у природі організми пов'язані між собою у складні харчові ланцюги, де кожен організм має своє місце і роль у функціонуванні системи в цілому. Як люди, ми несемо величезну відповідальність за те, як ми використовуємо доступні нам ресурси. Ми будуємо чи руйнуємо? Чи здатні ми розпізнати закономірності природи і керувати в гармонії з екосистемою?

Ключовими елементами ґрунтової харчової мережі є організми, які здатні фіксувати атмосферний вуглець: рослини, водорості, лишайники, мохи та певні групи бактерій. Під час фотосинтезу рослини використовують енергію світла для виробництва органічних сполук вуглецю з CO₂ і води, виробляючи при цьому кисень. Вони є первинними продуцентами. Вони вносять основний будівельний матеріал органічного життя - вуглець - у живу систему і не тільки використовують його для побудови власних організмів, але й використовують як найважливішу „валюту” у своїх симбіотичних відносинах. Частина зв'язаного вуглецю виділяється в ґрунт у вигляді кореневих виділень, безпосередньо живлячи бактерії, що живуть у ризосфері; Деякі з них стають відмерлими рослинними рештками, які живлять організми, що розкладаються.

Уявіть собі цю живу систему так: весь вуглець, який уловлюється первинними виробниками, так чи інакше проходить через випадкову лінію в харчовій мережі і одного дня знову стає вуглекислим газом. Питання в тому, хто що їсть, або хто кого їсть. Оскільки ми говоримо про світ, розуміння якого значною мірою обмежене наявними технологіями, ми повинні підходити до цього величезного і різноманітного світу життя, якому ми, зрештою, завдячуємо своїм існуванням, з максимальним смиренням.

У сільськогосподарських екосистемах надходження органічних речовин ззовні, таких як компост і стійкий гній - також є джерелом вуглецю для цієї живої системи. Коли організми, що живуть у ґрунті, розкладають органічні речовини або споживають інші живі істоти, поживні речовини постійно перетворюються з однієї форми в іншу. Деякі з поживних речовин тимчасово затримуються в їхніх тілах, тоді як інші повертаються до ґрунту в процесі метаболізму, роблячи їх знову доступними для рослин та інших організмів, що мешкають у ґрунті. Рослини - чи то трави, чи овочі, чи фруктові культури - отримують поживні речовини через взаємодію в мікробній харчовій мережі ґрунту.

Які організми живуть у ґрунті?

Бактерії - найпоширеніші та найрізноманітніші одноклітинні організми в ґрунті. В одному грамі здорового ґрунту їх може налічуватися до 10 мільярдів, тоді як в одному грамі випотрошеного сільськогосподарського ґрунту їх може бути менше 100 мільйонів. Кілька десятків штамів бактерій, які ми можемо сьогодні виділити, вирощувати в промислових масштабах і випускати у вигляді продуктів, є карликовими у порівнянні з десятками тисяч видів бактерій, присутніх у здоровій екосистемі ґрунту. Найбільш цінними для сільського господарства є ті бактерії, які здатні фіксувати азот, розчиняти фосфор у ґрунті, розщеплювати органічні речовини та сприяти утворенню гумусу. Не менш важливими є мікроби, які захищають рослини від патогенів, покращують структуру ґрунту, сприяють росту коренів та стресостійкості. A Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium і Стрептоміцети національності є особливо помітними гравцями.

Бактерії є типовою їжею вищих організмів у харчовому ланцюзі, з набагато вищим співвідношенням вуглецю до азоту, ніж у інших організмів. Коли бактерії поїдають рослини, продукти їхнього метаболізму стають джерелом поживних речовин, які рослина може використовувати безпосередньо. Симбіотичні та ендофітні бактерії постачають поживні речовини безпосередньо рослині, утворюючи кореневі бульбочки або проникаючи в корінь. Інша життєво важлива роль бактерій полягає у зв'язуванні частинок ґрунту та мікроскопічних фрагментів органічної речовини в мікроагрегати, які формують основу розсипчастої структури ґрунту.

Ґрунтові гриби - це багатоклітинні організми, які ростуть у вигляді ниткоподібних гіф і утворюють мережі в ґрунті, допомагаючи переміщувати поживні речовини та воду. Сапрофітні гриби розщеплюють рослинні рештки та органічні речовини, утворюючи гумус і покращуючи структуру ґрунту. Деякі гриби, такі як мікориза, формують симбіотичні відносини з корінням рослин, збільшуючи поглинання поживних речовин і води. Гіфи грибів зв'язують частинки ґрунту в агрегати, що підвищує стабільність ґрунту і стійкість до ущільнення та ерозії. У здоровому ґрунті гриби сприяють балансу мікробіому, допомагаючи відштовхувати патогени і природним чином захищати рослини. Гриби дуже чутливі до механічного порушення ґрунту, але їхні нитки можна легко помітити в непорушеному шарі ґрунту, що складається із залишків стебел рослин.

Найпростіші (війчасті черви, стьожкові черви та амеби) - це одноклітинні крихітні тварини, які харчуються переважно бактеріями, але також споживають інших найпростіших, органічні речовини та іноді гриби. Коли найпростіші поїдають бактерії, надлишок поживних речовин вивільняється в ґрунт у формі, безпосередньо доступній для рослин. Своїм рухом і активністю вони сприяють розподілу поживних речовин і балансу мікробного співтовариства, сприяючи здоров'ю і родючості ґрунту.

Нематоди - це крихітні несегментовані черв'яки, і хоча багато фермерів знають їх насамперед через їхню шкідливість, насправді більшість з них є важливою частиною харчової мережі. Вони поїдають бактерії та гриби, є хижаками та всеїдними. Харчуючись, як найпростіші, вони постачають у ґрунт поживні речовини, які рослини можуть засвоїти, і регулюють популяції організмів, які вони споживають, таким чином сприяючи рівновазі та екосистемній стабільності мікробної спільноти ґрунту.

Членистоногі, що живуть у ґрунті, відіграють важливу роль у подрібненні органічних речовин, тоді як черв'яки не тільки розщеплюють органічні залишки в ґрунті, а й транспортують їх з поверхні в глибші шари ґрунту. Крім того, рух черв'яків і створення ними нір сприяє аерації ґрунту та утриманню води, покращуючи інфільтрацію та утримання води. Черв'яки постійно перемішують і трансформують ґрунт, сприяючи формуванню структури ґрунту, розподілу поживних речовин і біологічній активності ґрунту. Черв'яки є чудовими індикаторами біологічного стану ґрунту. Якщо в м'який весняний або осінній день можна нарахувати щонайменше 7 черв'яків у сліді від лопати в ґрунті, біологічна активність ґрунту є доброю. На піску ми нараховуємо менше черв'яків, ніж у більш ущільненому ґрунті, де їх може бути більше 20 в одній норі.

Ми бачимо, що безперервна взаємодія між хижаками та нижчими організмами, а також постійна переробка поживних речовин допомагає підтримувати довгострокову продуктивність родючих природних екосистем без необхідності внесення добрив рік за роком.

Життя в ґрунті надзвичайно складне, і кожен елемент має важливе значення для здорового функціонування ґрунту. Попередні приклади показали важливість найбільш типових ґрунтових організмів і функцій, які вони виконують. На жаль, у сьогоднішніх хворих і виснажених ґрунтах ця самодостатня екосистема зруйнована, і на сільськогосподарських територіях, що інтенсивно обробляються, ми знаходимо майже виключно бактерії. Як наслідок, мережа поживних речовин не функціонує належним чином, і життєво важливі функції ґрунту втрачаються.

Прості методи управління для покращення біологічних функцій ґрунту

1. мінімізувати порушення ґрунту

Прямий посів, смуговий посів, можливо, неглибокий обробіток ґрунту - все це зменшує фізичне порушення ґрунтового середовища існування.

2. підтримувати живий корінь якомога більшу частину року

Суцільне покриття ґрунту живими рослинами гарантує, що коріння та кореневі виділення постійно живлять і підтримують ґрунтову біоту. Використання покривних культур подовжує наявність живого коріння, забезпечує кореневі виділення та додає до ґрунту органічну речовину, яка живить живі організми.

3. постійне укриття ґрунту

Постійне покриття ґрунту стебловими рештками і мульчею забезпечує захист живих організмів і безперервне постачання поживних речовин для організмів, що розкладаються.

4. диверсифікація рослин

Суміші покривних культур, сівозміни, проміжні та сумісні посіви - все це покращує біологічне функціонування ґрунту. Різноманітність видів рослин забезпечує різноманітність форм коренів, кореневих виділень і якості рослинних решток, що унікальним чином покращує біологічне функціонування ґрунту.

5. уникнення надмірного використання ресурсів

Надмірне використання добрив і пестицидів може зашкодити біологічним функціям. Занадто велика кількість добрив може порушити кругообіг поживних речовин, і рослини не зможуть оптимально їх засвоювати. При частому використанні хімікатів шкідники не можуть контролюватися своїми природними ворогами, тому порушується баланс життя в ґрунті.

6. застосування органічних речовин

Компости та добрива додають до ґрунту корисні мікроорганізми, забезпечуючи джерело вуглецю та поживних речовин, необхідних для підтримання та розвитку життя в ґрунті.

7. мікробні вакцини

Першим кроком у відновленні ґрунту є створення відповідного середовища існування. Компости або препарати на основі компосту можуть бути використані для внесення ряду корисних мікроорганізмів, але в деяких випадках може бути виправданим використання цільових, культивованих інокулянтів. Однак важливо підкреслити, що ефективність цих продуктів є суперечливою.

Основні умови для функціонування ґрунтового життя

Для життя ґрунту потрібні вода, повітря, органічні речовини та достатній запас мінералів. Основою для управління водою і повітрям є стабільна структура ґрунту, і ґрунтові організми виконують більшу частину роботи з побудови цієї структури. Кругообіг вуглецю забезпечує мікроорганізми енергією, необхідною для життєдіяльності, тоді як дослідження мінералів і мікроелементів значною мірою є результатом мікробіологічних процесів. Якщо ґрунт бідний на мінерали, кількість мікроорганізмів також обмежена, тому в деяких випадках може бути виправданим внесення мінеральних добавок - найпростіше у вигляді природного кам'яного помелу. У період відродження біологічної системи, поки відновлюються природні процеси харчової мережі, ґрунт може стати більш голодним, оскільки не тільки сільськогосподарські культури, а й організми, що ростуть, потребують живлення. Кожен ґрунт і кожне господарство унікальні, тому в цій системі немає перевірених рецептів. Успіх органічного землеробства залежить від відкритості фермера, визнання природних закономірностей та здатності інтегрувати нові знання.

Чого нас вчить життя ґрунту

Ґрунтова харчова мережа - або, точніше, мережа життя в ґрунті, невід'ємною частиною якої ми є, - це дуже складна система, роботу якої ми поки що розуміємо лише частково. Ця стаття дала лише коротке уявлення про цей величезний і складний світ. Проте очевидно, що біологія ґрунту має важливе значення для підтримання здорового стану ґрунтів, забезпечення людства продуктами харчування та зупинення деградації ґрунтів. Життя в ґрунті - найбільший союзник фермера. Для тих з нас, хто працює з землею, одне з найважливіших завдань - плекати, живити і ретельно захищати цю систему.

АВТОР: ВІГ ВІТАЛІЯ • ҐРУНТОВИЙ ЕКОЛОГ, ВІДПОВІДАЛЬНА ЗА ОСВІТНЮ ПРОГРАМУ АСОЦІАЦІЇ ФЕРМЕРІВ, ЯКІ ВІДНОВЛЮЮТЬ ҐРУНТИ, ЗАСНОВНИЦЯ TERRAVITKA