Роль почвенной биоты в восстановлении плодородия почвы
Кроме минералов и органических остатков растений и животных, в почве много мелких (микро-), средних (мезо-) и больших (макро-) организмов, которые в значительной степени влияют на жизнедеятельность растений.
Выдающийся ученый прошлого Владимир Докучаев писал: «Попробуйте вырезать из целинной древней степи кубик почвы. Увидите в нем больше корней, трав, ходов жучков, личинок, чем земли. Все это сверлит, точит, роет почву, и образуется губка, которую ни с чем не сравнить». Эта «губка» впитывает влагу дождей и ливней, оживляет землю. А почва, обработанная лопатой или плугом, превращается в плотную, бесструктурную массу: биота (червяки, личинки, водоросли, рачки, грибки) погибает или уходит глубже в землю.
Группы почвенных организмов:
1. микробиота (бактерии, грибы, почвенные водоросли и простейшие организмы);
2. мезобиота (нематоды, мелкие личинки насекомых, клещи, ногохвостки);
3. макробиота (насекомые, дождевые черви и др.).
В здоровой почве масса живых существ огромна, одних бактерий — до 20 т/га. И все они, даже те, которых называют вредителями, запрограммированы повышать плодородие почвы, но они гибнут из-за химических средств защиты растений, минеральных удобрений, глубокой вспашки с переворотом пласта, сжигания стерни. Давайте поближе познакомимся с представителями этой «армии плодородия».
Бактерии разлагают безазотистые органические соединения; раскладывают белок и мочевину с выделением аммиака; осуществляют нитрификацию, денитрификацию и азотфиксацию; окисляют серу, железо; превращают труднорастворимые соединения фосфора и калия в легкодоступные для растений формы.
Актиномицеты раскладывают гемицеллюлозу, водорастворимые сахара; образуют гумусовые вещества; вместе с бактериями завершают разложение растительных остатков.
Низшие грибы перерабатывают целлюлозу, лигнин; образуют гумусовые вещества; могут окислять серу, часто находятся в симбиозе с высшими растениями, образуя микоризу, которая накапливает питательные вещества и влагу, защищает своими антибиотическими выделениями растение-хозяина (пшеницу, овес, просо, рожь, ячмень, хлопчатник, кукурузу, горох, фасоль) от корневых гнилей.
Почвенные водоросли обогащают почву органическими веществами.
Лишайники инициируют почвообразование, выделяя органические кислоты, ускоряющие химическое выветривание минерального субстрата. Продукты выветривания вместе с отмершими остатками лишайников образуют примитивную почву.
Корни высших растений — системоорганизующий фактор почвы, они формируют ризосферу (корнеобитаемую толщу почвы) — биологически активную зону почвенного профиля, приют разнообразной почвенной биоты.
Простейшие (амебы, радиолярии, инфузории и др.) активно преобразовывают органическое вещество, в том числе и гумус.
Ногохвостки, клещи, нематоды измельчают растительные остатки; регулируют численность некоторых микроорганизмов (питаются бактериями).
Слизни проникают вглубь почвы, обогащая почвенный профиль органикой и улучшая его структуру.
Жуки регулярно мигрируют (суточные и сезонные миграции), способствуя разрыхлению и аэрации почвы; хищные насекомые регулируют численность других видов насекомых. Майские жуки измельчают и перемещают вглубь почвы органические вещества. Личинки мух измельчают растительные остатки, а отходы их жизнедеятельности — субстрат для микроорганизмов.
Дождевые черви увеличивают водопроницаемость почвы; обеззараживают навоз; обогащают почву физиологически активными веществами.
Позвоночные (суслики, кроты и другие) измельчают почвенный материал, перемешивают его. Через ходы этих животных осуществляется естественный дренаж почвы.
Чтобы восстановить естественное плодородие почвы, следует вернуть в нее органику.
Для улучшения плодородия почв надо искать наиболее доступные резервы органических удобрений. Это могут быть нетоварная часть урожая (солома, остатки стеблевых культур), вермикомпост. Сюда же относятся и специально посеянные сидераты. Примерно 5 т нетоварной части урожая по эффективности соответствуют 1 т навоза. Кроме того, надо повышать коэффициент гумификации органических остатков. Процесс гумификации зависит от наличия почвенной биоты и от реакции почвенной среды. Исследования показывают, что наибольшие коэффициенты гумификации наблюдались при внесении органических удобрений в верхний слой почвы (на глубину до 10 см) и реакции почвенного раствора около нейтральной.
Количество органических удобрений должно соответствовать количеству почвенной биоты (эффективных микроорганизмов, дождевых червей и т. д.), которая должна успевать перерабатывать органические вещества. В неактивной почве процессы гумификации не идут. Следствие химизации — неактивная почва с малым количеством биоты. При глубокой вспашке с переворотом пласта грунтовая биота верхних слоев почвы, которая активно дышит кислородом (аэробы), оказывается в глубине, где мало кислорода, и в результате погибает. Анаэробные существа, наоборот, попадают на поверхность, где также не могут жить. Некоторые экологически ценные микроорганизмы не выдерживают солнечного света, например клубеньковые азотфиксаторы (симбионты бобовых растений).