Наука | Природоведение

4. Гумус почвы и его "создатели"

Александр Кузнецов

Продолжая повествование о Природном земледелии, в этой статье я завершу рассказ о создателях плодородия почвы - о так называемых "накопителях", создающих в почве запас питательных веществ: о микробах, грибах и дождевых червях. Да, именно они - "создатели" тех запасов питальных веществ в почве, которые называются гумусом. Нет в природе других источников гумуса, кроме жизнедеятельности перечисленных организмов - почвенных обитателей.

Почему я выделил тему гумуса отдельной статьей? Потому что в этом вопросе кроется очень много путаницы, приводящей к недопониманию природных процессов, происходящих в почве. А из ложных представлений выстраиваются ложные выводы, на основе которых формируются ошибочные "рекомендации", якобы базирующиеся "на практическом опыте". Всё это приводит к совершенно противоположным истине "теориям", не имеющим ничего общего с Природным земледелием, кроме употребляемой зачем-то дополнительно "приставки" - "органическое". Некоторые "теоретики" и их последователи к словосочетанию "Природное земледелие" добавляют ещё "приставку" "органическое" - зачем, непонятно (получается "масло - масляное"). Но я специально ввёл эту "приставку" в название своей первой статьи (лишь для того, чтобы дать понять, о чём идет речь - и, тут же, подчёркивая свою мысль о её ненужности, взял её в скобки), ввёл из-за того что в таком виде это словосочетание больше употребляется. Но ведь, по сути своей, Природное земледелие и не может быть никаким другим, кроме как органическим, потому что оно представляет собой составную часть общего процесса - круговорота органических веществ в природе. Но и "чисто органическим" Природное земледелие тоже нельзя назвать, потому что этот термин позволяет допускать вольные трактовки и не отражает связи с естественными природными явлениями. Это мой ответ на вопрос, почему я использую в своем изложении словосочетание "Природное земледелие" (а не "органическое") - считаю, что это более верное определение. На этом выборе и остановимся.

В этой статье я попытаюсь приподнять для вас завесу недомолвок и ложного толкования понятия "гумус"; постараюсь раскрыть его природу, механизм образования, а также его роль не только в нашем благополучии, но и в самОм нашем существовании на планете Земля. И для меня непонятно, по каким причинам от большинства людей скрывается Правда в этом вопросе, скрывается истинная сущность. Кому это может быть выгодно? Ведь всё здесь изучено, очевидно и доступно. Тем не менее, даже некоторыми Учеными, занимающимися этой проблемой и называющими себя "гумусниками", выносятся ложные по сути определения, когда они отождествляют понятия "гумус" и "перегной" - это в корне неверно. Что скрывается за этим - дезинформация или ограниченность взглядов? Я расскажу вам всё по порядку, чтобы вы сами сделали выводы.

Итак, что же такое гумус? Многие в ответ на этот вопрос скажут то же, что слышат из уст таких недоУченых - "это перегной", или, в лучшем случае - "это органическое вещество почвы". Нет! - и тот, и другой ответы окажутся неправильными.

Перегной, как мы уже знаем,- это продукт (точнее, "полупродукт") процесса гниения. А органическое вещество в почве представлено как в живой, так и в неживой форме. Живая форма - это её обитатели: микробы, грибы и почвенные животные, а также живые корни растений. Мертвая форма - это производная от четырёх составляющих живой формы. Но ведь это ещё не (и далеко не) гумус. Кроме того, есть ведь ещё один, и самый главный источник органических остатков, который никак почве не принадлежит до тех пор, пока на неё не "упадет"; он так и называется - "опад" (листовой и травяной). И его не случайно так назвали - дали ему особое определение, чтобы подчеркнуть это. Но даже и всё вышеперечисленное пока не характеризует полностью органическое вещество почвы. Есть ещё кое-что, о чём мы говорили в статье об углероде и углеродной жизни. Да, именно - огромное, неисчислимое количество соединений углерода, представленных ферментами (белками-катализаторами), витаминами, пигментами, гормонами, экстрактивными веществами и другими соединениями органической природы, которые также входят в понятие "органическое вещество почвы". Но и это ещё не гумус.

Что же тогда Гумус? - это комплекс различных органических соединений (углерода), запас питательных веществ, образованный в почве (или другой среде, аналогичной почвенной) в процессе жизнедеятельности почвенных организмов: микробов, грибов и животных (в большей степени - червей, но не только).

Возможно, это определение покажется кому-то "ненаучным", но оно очень точно характеризует природу и механизм образования гумуса, облегчает понимание сути (далее я поясню это определение). Но именно этот запас питательных веществ, представленный органическими соединениями, имеющими специфическую природу, объединяют под общим названием "гумус".

Всё это огромное многообразие специфических гумусовых веществ делят условно (по их свойствам) на три большие группы - гуминовые кислоты, фульвокислоты, гумин - или, иначе, это - гуминовые соединения. По-другому гуминовые соединения называют по аналогии с солями (от производных кислот): гуматы и фульваты, подчеркивая тем их происхождение. Но все их можно объединить - у них сходные свойства, все они соли кислот. Или, по-другому сказать, это химические соединения гуминовых и фульвокислот с минералами (химическими элементами почвы). Все они, конечно разные - как и разные кислоты, их образующие. Основное отличие фульвокислот от гуминовых - их резко выраженная кислая реакция (рН 2,6 -2,8). При такой реакции фульвокислоты растворяют большинство минералов, связывая их, и выносят питательные вещества в нижележащие слои, чем снижают почвенное плодородие для растений; их соли практически не доступны для растений. Но это частности.

Образование гумуса - очень сложный процесс биологических и биохимических превращений остатков растительного (а также животного) происхождения в почве, главным образом в третьем, заключительном слое листового и травяного опада - гумусовом горизонте. Вспомните, я описывал это на примере листового опада леса. Но это не ответ на вопрос. Давайте всё же попытаемся разобраться и понять природу образования гумуса с самого начала.

Для этого следует вспомнить "пищевые цепи" превращений органических веществ в поверхностном слое почвы (в её листовом и травяном опаде). Сначала в этом процессе участвуют микроорганизмы, способные использовать и усваивать ("переваривать") легкодоступные органические соединения (сахар, крахмал и т.п.). То, что они не смогли "съесть" (труднодоступные комплексные соединения: целлюлозу, лигнин, жиры и растительные белки) поедают другие группы микробов и организмов, способные это делать, обладающие более мощным ферментами. К ним подключаются грибы, у которых ферментативный аппарат ещё мощнее - их ферменты способны растворить и расщепить практически все органические соединения растительного происхождения; они довершают процесс разрушения детрита. Все эти группы (и микробы, и грибы) по способу питания - осмотрофы; они всасывают растворённые ("переваренные" под действием их ферментов) вещества всем своим телом, у них нет пищеварительных органов.

Вот теперь представьте себе картину: масса микробов и грибов выделила в окружающую их среду, согласно природе их питания, огромное количество ферментов - особых специфических белковых катализаторов, которые растворяют "кто что способен". Но все вместе они растворяют почти все органические остатки, сами при этом в реакции не вступают и не расходуются (такова их природа).

Что же происходит дальше с этой растворенной массой? Часть её всасывается телами микробов и грибов и усваивается ими. Они растут, наращивая свои тела, и умножаются в численности, пополняя свои ряды. А другая часть растворённых под действием ферментов органических веществ, которые находятся в форме различных химических молекул разной сложности, не может оставаться "бесхозной" и ждать своей участи поглощения. Помните о свойстве углерода - соединяться в химических реакциях со всем, что находится поблизости? Ведь именно углерод как основной элемент входит в состав растворившихся молекул органического вещества. И в силу химической природы углерода такие свободно плавающие молекулы очень быстро соединяются в различные комплексы под действием ферментов-биологических катализаторов (помните, их роль двояка). Так образуются огромные полимеры, которые, в свою очередь, превращаются в гуминовые и фульвокислоты. А кислоты, вступая в химические реакции с минералами почвы (химическими веществами неорганической природы) образуют соли этих кислот - гуматы и фульваты - это первичный гумус микробного и грибного происхождения.

Таким образом, гумус - это термин, объединяющий огромный комплекс или группу химических веществ, в состав которых входит как органическая часть (гуминовые и фульвокислоты), так и неорганическая составляющая - химические элементы неорганического происхождения, или проще сказать, минералы (входящие в состав гуматов и фульватов).

Так правомерно ли называть гумусом только органическую часть почвы? Очевидно, что нет. Мало того, определение такого рода, отождествляющее гумус и перегной, или органическое вещество почвы, полностью искажает суть, саму природу и не отражает состав всего комплекса сложных биохимических соединений под общим названием "гумус". На первый взгляд это кажется несущественным, но это только на первый взгляд.…

Однако вернемся к ходу размышлений. Состав гумуса, а по-другому сказать - гуминовых кислот и их солей, гуматов (далее для простоты изложения опустим упоминание о фульвокислотах) - будет зависеть в большей степени не от того, какой вид микробов их "производит" благодаря своей ферментативной деятельности, а от состава детрита (разлагающихся органических остатков) и той минеральной части почвы, где эти процессы происходят. От этого будут зависеть многие свойства гумуса - не только химические, но и физические. Но эту тему мы рассматривать не будем, а оставим желающим для самоизучения.

Пойдем в рассуждениях дальше. Что же стало с микробами, с их "откормленными телами"? Не верьте тем, кто говорит, что они "поедают друг друга" - это искаженная часть правды, потому что аэробные микробы-сапрофиты не могут этого делать. У них нет протеолитических ферментов, способных расщеплять белки животного происхождения (в данном случае - микробного, а это полноценные белки так называемого "животного" происхождения). Не верьте и тем, кто утверждает, что растения их "поедают после смерти" - это вообще полный абсурд, потому что у подавляющего большинства растений тем более нет таких ферментов, за редким исключением (росянка и др.). Все такие утверждения либо от лукавства, либо от элементарного незнания этих вопросов.

Этим своим заявлением я не отрицаю, что есть группы микроорганизмов, способные "поедать трупы" других микробов и грибов. Напротив - я утверждаю, что они есть. Только этим микробам-"трупоедам" (назовём их так условно) ни сами аэробные микробы-сапрофиты, ни их тела после смерти - не достаются. Почему? Потому что они существуют в различных экологических нишах: одни - в аэробных (при доступе кислорода, без него они не могут жить), другие - в анаэробных (без доступа кислорода). Ведь только анаэробные микробы способны вырабатывать протеолитические ферменты. Если бы такое происходило, мы бы немедленно об этом узнали. Вы спросите: "Как?" Многие уже догадались. Да, мы "учуяли" бы это. Ведь микробные тела состоят из белка "животного" происхождения. И мы уже знаем, что такой белок способны переваривать только гнилостные бактерии - бациллы, с их мощными протеолитическими ферментами. У них почти нет конкурентов в микромире, кто способен расщеплять белок "животного" происхождения. Этот процесс их переваривания называется гниением и сопровождается неизбежным выделением продуктов белкового полураспада - гнилостных газов, которые очень дурно пахнут, все без исключения.

Если вы возьмете горсть луговой или лесной почвы, вы "учуете" гнилостный запах? Нет, вы почувствуете приятный запах земли. Так знайте - это запах копролитов дождевых и других кольчатых червей. Отсюда следует, что гнилостные бактерии никакого отношения к образованию гумуса не имеют (лишь как отдаленное промежуточное звено разложения белков - и то в частных случаях, мало относящихся к процессам почвообразования и природы гумуса). Они не способны этого делать, у них совершенно другие ферменты (мы уже говорили об этом). Это та причина, по которой неправомерно отождествлять понятия "перегной" и "гумус". Я буду тысячу раз это повторять, пока вы это ни усвоите.

А теперь продолжаем изложение. Именно кольчатые черви (и другие почвенные животные) поедают "откормленных" на органическом веществе опада аэробных микробов-сапрофитов, заглатывая их вместе с почвой в огромном количестве. За сутки кольчатые черви способны пропустить через свою пищеварительную трубку объем почвы, почти равный их весу - настолько они прожорливы (а в этом объеме почвы микробов - миллиарды). Именно в пищеварительной трубке червей происходит переваривание белковых тел микробов, потому что черви способны вырабатывать пищеварительные ферменты, расщепляющие белок микробных клеток (который как мы уже знаем, является белком животного, а не растительного происхождения, а это существенная разница). Кстати, на этом же принципе основано так называемое "рубцовое" пищеварение жвачных животных - на "разведении" микробов непосредственно в желудке, в особых камерах на растительном детрите с последующим их перевариванием. И за счет этого жвачные животные получают 70% белка своего рациона - белка животного происхождения, входящего в состав микробных клеток. Хотя считается, что жвачные животные - это травоядные и питаются исключительно растительной пищей, но это не вся правда. Это иллюзия - на самом деле они получают такой же полноценный белок животного происхождения, как и люди, употребляющие в своем рационе мясо, молочные продукты и рыбу.

Но вернемся к теме. Недаром количество микробов и червей (по массе) в почве почти одинаково, я уже упоминал об этом. Это равенство обеспечивает баланс представителей микромира и почвенных животных, баланс пищевых цепей. Но масса червей всё же чуть больше, потому что черви поедают не только микробов, заглатывая их вместе с почвой, но и растительные остатки, которые они также способны переваривать.

Вот теперь мы подошли к главному вопросу в нашей теме, к пониманию: "Почему первичный гумус микробного и грибного происхождения отличается от биогумуса - гумуса, образовавшегося в почве с участием червей?". Подумайте сами, и вы легко найдете ответ - он очевиден.

Совершенно верно - у этих существ, представляющих разные группы, совершенно разные пищеварительные ферменты, способные расщеплять разные органические соединения. У червей (как и у всех животных) добавляются ферменты, способные переваривать всё: и углеводы, и белки, и жиры. А значит, состав перевариваемой массы в их пищеварительной трубке будет иной: в ней будут содержаться и другие химические соединения органической природы (остатки белков и жиров). И, опять же, вся эта переваренная масса не остается бесхозной. То, что успело всосаться - усваивается червями как их питание. Не всосавшаяся часть пищевой массы под действием ферментов образует ещё более сложные молекулы (целые "органические комплексы" - полимеры), далее - гуминовые кислоты. Выделяясь с копролитами, эти вновь образовавшиеся гуминовые кислоты вступают в химические реакции с минеральной частью почвы - и образуется биогумус. Он отличается по химическому составу от первичного гумуса микробного и грибного происхождения. В чем это отличие и как это отражается на плодородии почвы, мы уже рассматривали в других местах. Также мы рассматривали, как использовать дождевых червей для производства биогумуса - думаю, теперь вы легко в этом разберетесь.

В этой статье я ставил себе задачу не только рассказать о химическом составе гумуса, но объяснить его происхождение и роль в экосистеме. Роль гумуса как запаса питательных веществ мы тоже уже рассматривали. А вот как облегчить доступ к этому запасу (к его более стойкой части) мы поговорим в следующей статье, посвященной микоризе.

Здесь же я хотел бы затронуть очень важную тему, о которой очень мало говорят, делая упор в разговоре о гумусе только на тему плодородия почвы. Но более важная роль гумуса заключается в другом: в его экологическом значении для всего живого мира (для растений, животных и человека). И это значение связано с уникальным свойством составляющих гумуса: связывать соли тяжелых металлов, радионуклидов и ароматических углеводородов, которыми настолько насыщены выбросы химических заводов, котельных и выхлопы автомобилей, что мы, люди, и весь живой мир планеты давно должны были бы задохнуться и отравиться. Катастрофы пока не происходит благодаря самому мощному "буферу" планеты - гумусу почв, который, как губка, "впитывает" всё это, а затем "связывает" столь прочно, что не дает этой техногенной "грязи" проявить пагубное воздействие на живой мир.

Помните: в гумусе почвы заключена ваша собственная жизнь, и жизнь ваших детей, и далеких потомков. Поэтому всячески оберегайте "создателей" гумуса: почвенных аэробных микробов, грибы и почвенных животных, особенно дождевых червей. Они дарят нам здоровую жизнь - в прямом смысле этого слова. Задумайтесь над этим. Это не чья-то отдельная забота, а наша общая. Верните им "дом" на планете, не разрушайте его. Разрушив их "дом", вы убьете себя и всё живое на планете, потому что их силы по "производству" гумуса не беспредельны. А произведенный ими за миллиарды лет гумус находится на грани истощения; в районах экологических бедствий он уже не способен "связать" и нейтрализовать всю отраву техногенного происхождения, созданную человеком.

Я прошу вас, люди, будьте бдительны. Это в ваших руках, в вашем понимании находится будущее ваших детей и благополучие всей планеты. Эта информация важнее, чем рассуждение о плодородии почв. Гумус, кроме функции запаса питательных веществ, выполняет куда более важную функцию - биологического фильтра, подаренного нам самой Природой - для защиты живого мира (и нас, относящихся к этому миру) от ошибок человечества, т.е. от нас самих. Воистину, "человек не ведает, что творит". Желаю вам понимания этого.

Вот и всё. А в остальном, что касается гумуса, вы разберетесь сами. Я описал для вас самую общую схему его образования, иногда умышленно допуская неточности для простоты изложения, а также вводя упрощенные понятия (но это малозначительные детали и частности - вы постигнете их сами, по мере более глубокого изучения этих вопросов).

Я лишь попытался указать вам главное направление истинного пути, с которого пытаются сбить вас лживые "теоретики" и недоУченые, а также коммерсанты (своими рекламными статьями с полуправдой, замешанной на корысти). Я же честен с вами и не имею корыстных целей. Удачи вам.

Александр Кузнецов

Материал: Gardenia.ru