О влиянии гумуса на почву, растения, микроорганизмы
О влиянии гумуса на почву и растения написано много. Новые исследования открывают новые качества гумуса. Этот класс веществ долго ещё будет удивлять исследователей.
«Образование гуминовых веществ не просто утилизация органических остатков, которая необходима в биосфере. Важнее то, что при этом возникает новый класс природных соединений, не существующих в живых организмах, но необходимых для существования и обеспечения непрерывности современных жизненных форм».
«ГВ обладают высокой биологической активностью которая проявляется в благоприятном влиянии гумусовых веществ на рост и развитие растений, а также их устойчивости к стрессам»
«Растворимые гумусовые вещества (HSs) благодаря низким молекулярным массам слагающих их блоков способны легко проникать через биомембраны водных организмов, взаимодействовать с ними и изменять одновременно как их приспособляемость, так и окружающую абиотическую среду».
«Гумус как совокупность взаимосвязанных специфических почвенных органических веществ представляет собой открытую природную систему, связанную в своём существовании и функционировании с другими системами биосферы и подчиняющуюся законам её развития. Как и любая другая система подобного рода, гумус является саморазвивающейся и саморегулирующейся системой, чья основная функциональная роль заключается в регуляции устойчивости экосистем, одним из механизмов которой является отторжение-возврат части органического вещества в пределах круговорота. Другой механизм связан со способностью гумуса почв к аккумуляции, миграции и обмену, что обусловливает более длительное сохранение части углерода, запасов минеральных элементов, связывания и вывода за пределы зоны питания растений токсичных и невостребованных веществ».
|
|
|
«Гуминовые вещества, покрывая поверхность контакта твёрдой фазы с жидкой и газообразной фазами почвы, являются той химически активной плёнкой, которая определяет характер межфазных взаимодействий в верхних, наиболее биохимически активных горизонтах почвенного профиля . Фактически они являются своеобразным биохимическим посредником, через который в почвенном профиле происходит контакт живого и косного материала, био- и литосферы».
«Гумус, в основном, – источник азота, при этом он играет также роль запасающего вещества для азота. ГВ абиогенно связывают молекулярный азот».
«Макромолекулы гумусовых веществ сорбируются на внешней стороне цитоплазматической мембраны или клеточной стенки, образуя ажурную сетку, свободно пропускающую в клетку элементы минерального питания и низкомолекулярные органические соединения типа сахаров или аминокислот.
|
|
|
В то же время происходит эффективное связывание токсичных для клетки ионов тяжёлых металлов и свободных радикалов, присутствующих во внешней среде. Следствием этого является снижение затрат энергии клетки на устранение негативного эффекта, вызванного попаданием ксенобиотиков во внутриклеточную среду. Высвобождаемая энергия может быть направлена, в частности, на увеличение интенсивности процессов клеточного деления, и, как следствие, происходит ускорение развития клеток и растения в целом, возрастает их устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды».
«По эффективности действия ГВ не уступают витаминам группы В, РР, С и АТФ, что подтверждает мысль о влиянии их на растительный организм через усиление системы энергетического обеспечения клетки».
«Гумусовые вещества оказывают стимулирующее действие и на почвенную биоту: микроорганизмы, грибы и водоросли».
«Гумусовые кислоты аккумуляторы органического вещества почвы – аминокислот, углеводов, пигментов, биологически активных веществ. Кроме того, в гумусовых кислотах концентрируются ценные неорганические компоненты – элементы минерального питания (азот, фосфор, калий), а также микроэлементы (железо, цинк, медь, марганец, бор, молибден и т.д.)».
|
|
|
«Особого внимания заслуживают адаптогенные свойства гуминовых веществ, обусловленные их способностью связывать радионуклиды, ионы тяжёлых металлов, разрушать пестициды по истечении срока их действия, облегчать и ускорять процесс детоксикации культурных растений».
«Гуминовый комплекс выступает элиситором индуцированного иммунитета. Пероксидасомы растительных клеток играют фундаментальную роль в защите от патогенов, усиление их функции с помощью гуминового комплекса может явиться новой формой биологической защиты растений».
«Физические свойства почв тесно связаны с процентным содержанием и запасами органического вещества. По данным И. В. Кузнецовой, повышение содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах от 2,5-3 до 5-6% приводит к увеличению водопрочных агрегатов в пахотном слое до 50%, общей порозности до 55-60%, наименьшей влагоёмкости до 43-44%, диапазона активной влаги до 20-25%».
«Биологическая активность почв находится в тесной прямой корреляции с органическим веществом почвы. В более гумусированных почвах разнообразнее видовой состав микроорганизмов и беспозвоночных животных и выше их численность. Ферментативная активность почв также возрастает при нарастании количества гумуса. Содержание органического вещества, особенно подвижной его части, определяет интенсивность поступления СО2 в приземный слой воздуха, что позволяет наращивать интенсивность фотосинтеза растений. Почвы с высокой биологической активностью, как правило, способны производить более высокий урожай полевых культур».
|
|
|
«На высокогумусных почвах вырастают растения с повышенным содержанием хлорофилла».
«Огромное значение имеет гумус как фактор поглотительной способности почвы. Чем больше в почве гумусовых веществ, тем выше её ёмкость поглощения. В такой почве хорошо закрепляются катионы. Так, в богатых гумусом тяжело суглинистых чернозёмах ёмкость поглощения достигает 50-60 м-экв/100 г почвы, а в бедных гумусом песчаных дерново-подзолистых почвах – всего 1-2 м-экв/100 г. Величина ёмкости поглощения в значительной степени характеризует уровень плодородия почвы».
«Гумусное состояние почв определяет развитие многих элементарных почвообразовательных процессов, в том числе гумусово-аккумулятивного и подзолистого, что находит соответствующее отражение в морфологическом облике почв. Роль органического вещества в формировании кислотно-основного состояния почвы обусловлена, главным образом, выраженными коллоидными свойствами гумусовых веществ. Это имеет особое значение для лёгких почв, отличающихся низкими ёмкостью поглощения и буферностью минеральной части».
«Минерализация органических веществ – первостепенный источник поступления в почвы доступных растениям элементов-биофилов в концентрациях, близких к экологическим потребностям организмов. При минерализации сложные органические соединения при участии различных групп микроорганизмов превращаются в простые химические вещества – воду, углекислый газ, соли различных анионов и катионов. В процессе минерализации участвует большая часть органических остатков: до 80-90%. Продукты минерализации попадают в почвенные растворы и в значительной степени становятся объектом питания растений, т. е. вновь включаются в биологический круговорот. Минерализации подвергаются и гумусовые вещества, но значительно медленнее, что обеспечивает регулярность и стабильность минерального азотного и фосфорного питания живых организмов почвы».
«Гумусовые вещества почв следует рассматривать как консервант солнечной энергии, которая была накоплена благодаря процессам фотосинтеза зелёными растениями в бесчисленном множестве неспецифических органических соединений, а затем трансформирована в вещества почвенного гумуса. Постепенное её высвобождение осуществляет энергетическое обеспечение многих почвенных процессов, включая плодородие почв. Следовательно, почвенный гумус имеет конкретную калорийную энергетическую значимость».
«Положительная роль отмеченных функций органического вещества в развитии и проявлении почвенного плодородия заметно возрастает в экстремальных условиях (недостаточное или избыточное увлажнение, загрязнение почвенной среды). Разносторонняя агрономическая и экологическая роль органического вещества в функционировании агроландшафтов определяет необходимость постоянной заботы агронома о регулировании органического вещества и его воспроизводстве».
Думаю, тут всё понятно. В приведённых цитатах разговор идёт (в основном) о влиянии гумуса в рамках природного земледелия. Гумус в рамках традиционного земледелия, ещё более важен. Он, по сути – это единственное, что пока сдерживает окончательную деградацию пахотных почв.
Думаю, что тому, у кого есть понимание важности гумуса в любом земледелии, мысль выносить гумус с участка покажется (мягко говоря) неправильной.
Едят ли растения гумус?
Пожалуй, все «продвинутые» садоводы-любители, постоянно читающие периодические издания и книги садово-огородной направленности, прекрасно знают, что растения питаются минеральными веществами. На вопрос: «Едят ли растения гумус?», с уверенностью ответят: «Нет, не едят!». И будут неправы. На сегодня наука утверждает, что растения могут потреблять гуминовые вещества. И об этом учат в вузах («Химия почв: органическое вещество» Н. А. Мартынова, 2011).
Почему же такие разные мнения у большинства любителей и учёных? Думаю, что на это есть несколько причин.
Информация о последних открытиях учёных нескоро попадает в популярные издания. От открытий и до практического использования тоже, как правило проходит несколько лет, или даже десятков лет. Не секрет, что далеко не все агрономы (как и любители) интересуются последними открытиями учёных. И даже при наличии информации, от открытия к знанию широких масс садоводов-любителей путь достаточно долгий.
В нашем сознании под влиянием школьной программы, периодических изданий, популярных книг о садоводстве сложились определенные стереотипы. И так как основная масса увлеченных садоводов – люди старшего поколения и средних лет, то расстаться со стереотипами очень сложно.
Что говорит наука? Цитаты из научной литературы даю курсивом, свои комментарии – обычным шрифтом. (При публикации я не использовал формат автора статьи – автор сайта).
«Экспериментально подтверждена возможность ассимиляции растениями готовых органических соединений, в частности гуминовых веществ, и, как следствие, изменение биохимического состава растений и увеличение его энергоёмкости.
Разработана концепция органотрофного питания сосудистых растений, в соответствии с которой фотосинтезирующие растения являются факультативными органотрофными организмами. По нашему мнению, можно провести аналогию между функционированием пищеварительной системы облигатных гетеротрофных организмов (особенно с внутриполостным пищеварением) и работой корневой системы растений».
«На основании собственных экспериментальных данных и анализа научной литературы установлено существование второго биологического круговорота углерода – круговорота органических соединений (структурных и функциональных блоков биологических макромолекул), многократно используемых на различных трофических уровнях экологических систем для образования, прежде всего, структурных элементов растений и гуминовых веществ почв».
«Опираясь на анализ научной литературы, выявлено, что трофическое взаимоотношение растений и почвы целесообразно рассматривать как специфическую двойную трофическую цепь, в которой утилизация педобиотой отмерших остатков растений сопровождается созданием (посредством той же биоты) органоминеральных фитонутриентов. Почва в этой системе выполняет трансформационно-трофическую функцию. Данный подход позволил уточнить определения плодородия почв биогеогеоценозов и пахотных почв».
«Трофическая функция почвенного органического вещества заключается в том, что высшие зелёные растения помимо зольных элементов и азота потребляют из него органические соединения, представляющие собой структурные фрагменты биологических макромолекул, что приводит к повышению энергонасыщенности биохимического состава растений».
«Гумифицированный материал оказывает непосредственное действие на рост и развитие зелёных сосудистых растений, что связано со способностью последних ассимилировать органические соединения из почвенного органического вещества без участия микроорганизмов».
«Круговорот органических веществ в фитоценозах (естественных и антропогенных) можно рассматривать как специфическую замкнутую двойную трофическую цепь, в которой утилизация почвенной биотой опада и отпада растений (их «поглощение») сопровождается созданием (посредством той же биоты) источника пищи для растений – специфических (гуминовых) соединений».
«Биологическая активность ГВ, проявляющаяся в благоприятном влиянии гумусовых кислот на рост и развитие растений, на наш взгляд, обусловлена тем, что ГВ, попадая в растения, включаются в биохимические и биофизические процессы».
«Ассимиляция зелёными сосудистыми растениями структурных и функциональных блоков биологических макромолекул является распространенным дополнительным типом питания в природных условиях, который обеспечивает существенный энергетический и структурный выигрыш на уровне экосистем».
Учеными давно доказано, что растения способны потреблять простые органические вещества почвы (ОВП) Эти вещества классифицируются наукой как «неспецифические ОВП (неспецифические гумусовые вещества). То есть, если трактовать слово «гумус» в широком значении, то можно сказать: давно доказано, что растения «едят гумус». Но в узком понимании гумуса, «неспецифические ОВП» не входят в состав гумуса.
На сегодня доказано, что и гумус в узком понимании (гуминовые вещества) потребляется растениями. Растения могут питаться как минеральными элементами питания (зольными элементами и азотом) так и фрагментами молекул гуминовых веществ.
Прямое использование в питании растений гуминовых веществ – это второй биологический круговорот углерода и азота, в котором отсутствует этап полной минерализации гуминовых веществ.
«Потребление растениями органических соединений значительно расширяет представления о питании растений и о функционировании системы почва-растение.
Так, помимо основного известного цикла углерода (рис. 1): CO2 → растения → опад и отпад (почва) → ГВ → CO2, существует второй цикл углерода – круговорот органических соединений, являющихся структурными фрагментами макромолекул (например, фенилпропановыми фрагментами лигнина): растения → опад и отпад (почва) → ГВ → органические нутриенты → растения, который является также дополнительным циклом и азота. При включении в этот цикл фитофагов, хищников и сапротрофов трофическая цепь удлиняется, но суть её не меняется, – изменяется лишь состав и количество поступающего в почву органического материала».
Причём, такое питание имеет свои преимущества: «Гуминовые вещества могут поглощаться и усваиваться растениями. В этом случае растения «экономят» энергию, чем больше величина «сэкономленной» энергии, тем растение лучше себя «чувствует» и меньше болеет».
Механизм перевода ГВ в усваиваемое растениями состояние описывает доктор сельскохозяйственных наук Попов Александр Иванович в своей работе «Органическое вещество почв агроценозов и его роль в функционировании системы почва-растением» 2006:
«Механизм перевода ГВ в водорастворимое состояние следующий: увеличение оводнения почвенного раствора приводит к снижению осмотического давления почвенного раствора, в почвенный раствор поступают корневые выделения, содержащие полиосновные карбоновые кислоты, которые взаимодействуют с металлами, связывающими структурные фрагменты ГВ, и тем способствуют «разборке» структурированных коллоидных мицелл гумусовых соединений на водорастворимые структурные фрагменты».
В этой цитате вижу ещё один важный момент: корневая система растений сама, без помощи ризосферных микроорганизмов способна разлагать гумус до усваиваемого растениями состояния.
По сути, учёные говорят то же самое, что десяток лет рассказывает А. И. Кузнецов в Интернете и периодике – «динамическое питание» растений как минеральными так и органическими питательными веществами. Об этом можно прочитать в книге Н. Курдюмова «Мир вместо защиты».
Способность растений поглощать органические вещества, как один из теоретических аспектов «активной мульчи» А. И. Кузнецова, очень часто вызывает неприятие и насмешки оппонентов. А. И. обвиняют в невежестве и неприятии науки.
Вот характерный пример такой «обвинительно речи»: «… знахарство и невежество близки. Как «невежество» и «природное земледелие». Последнее является знахарством в земледелии и основывается на невежестве (незнании) ...»
«… Этим я хотел подчеркнуть терпение … к невежественным теоретическим взглядам лидеров природного земледелия, которые вносят в сообществах смуту, отрицая науку и доказывая свои взгляды, имеющие в основе коммерческие интересы и не опирающиеся на научные знания …»
«… как представитель науки, не ведёт должной борьбы с природным земледелием, как лженаукой в земледелии, являющейся теоретической основой для сектантства …».
Это пример, когда «валят с больной головы на здоровую». Человек, не имеющий знаний «клеймит» в незнании знающего. К сожалению, это не редкость.
Незнание может быть силой. Если понимание своего незнание ведет к поиску знания. Именно такое незнание было бы кстати природникам. Их оппоненты, уже «всё знают».
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 586; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!