Освіта гумусу дуже складний процес біологічних і біохімічних перетворень залишків рослинного (а також тварини) походження в грунті

Це остання стаття з серії про Природному землеробстві, в якій я буду розповідати про творців родючості грунту, про так званих «накопичувачах», про тих, хто створює запас поживних речовин в грунті: про мікроби, грибах і дощових черв`яків. Так, саме вони «творці» тих запасів поживних речовин в грунті, які називаються гумусом. Немає в природі інших джерел гумусу, крім життєдіяльності перерахованих організмів - грунтових мешканців.

Чому я виділив тему гумусу окремою статтею? Тому що в цьому питанні криється багато плутанини, яка призводить до нерозуміння природних процесів, що відбуваються в грунті. А з хибних уявлень шикуються помилкові висновки, на яких будується практичний «досвід». І це призводить до зовсім протилежних «теоріям», нічого спільного не мають з Природним землеробством.

Деякі «теоретики» і їх послідовники додають до словосполучення ще «органічне», навіщо, не зрозуміло. Виходить «масло масляне». У назві своєї першої статті я свідомо ввів це слово і взяв його в дужки, щоб підкреслити цю думку і з метою дати зрозуміти, про що йде мова, тому що в такому словосполученні воно більше відомо. Хоча по суті своїй, природне землеробство не може бути іншим, як органічним, ні мінеральним, ніяким іншим, тому що це частина загального процесу - кругообігу органічних речовин в природі. А чисто органічним його теж не можна назвати, тому що це дозволяє допускати вільні трактування, і не відображає зв`язку з природними явищами. Це моя відповідь на питання, чому я використовую в своєму викладі словосполучення «Природне землеробство», а не органічне. Вважаю, що це більш правильне визначення. На цьому виборі і зупинимося.

У цій статті я спробую «підняти» для вас ту завісу недомовок, помилкового тлумачення самого поняття Гумус, розкрити його природу, механізм утворення, а також роль в наше благополуччя в самому існуванні на планеті Земля. Адже все очевидно, вивчено і доступно. Тим ні менш, навіть деякими вченими, які займаються цією проблемою і називають себе «гумуснікамі» вкидаються помилкові поняття по суті, коли вони ототожнюють поняття гумус і перегній. Це в корені не вірно. Що це? Дезінформація або обмеженість поглядів? Я розповім Вам все по порядку, а висновки Ви зробите самі.

Отже, що ж таке гумус? Багато з вас у відповідь на це питання скажуть те ж саме, що чують з вуст таких «недовчений» - перегній, або, в кращому випадку - органічна речовина грунту. Ні, в тому і в іншому випадку, ви опинитеся не праві. Перегній, як ми вже знаємо, це продукт, точніше «напівпродукт» процесу гниття. А органічна речовина в грунті представлено, як в живій, так і в неживій формі. Жива форма - це її мешканці: мікроби, гриби і грунтові тварини, а також живі коріння рослин. Мертва форма, це похідна від перших чотирьох. Але ж це ще й далеко не гумус. Крім того, є ж ще один, і найголовніше джерело органічних залишків, який ніяк грунті не належить, поки на неї не впаде. Він так і називається «опад» - листовий і трав`яний. І його не випадково так назвали, давши йому особливу визначення, щоб підкреслити це. Але навіть і все це перераховане, не характеризує повністю органічна речовина грунту. Є ще дещо, чого ми торкалися у статті про вуглець і вуглецевої життя. Так, саме, величезна, незліченна кількість з`єднань вуглецю, представлених ферментами (білками - каталізаторами), вітамінами, пігментами, гормонами, екстрактивними речовинами та іншими сполуками органічної природи, також входять в поняття Органічне речовина грунту. Але і це ще не гумус.

Що ж тоді гумус? Простіше кажучи, гумус - це комплекс різних органічних сполук (вуглецю), запас поживних речовин, який утворився в грунті, або іншому середовищі, аналогічної грунтової, в процесі життєдіяльності грунтових організмів: бактерій, грибів і тварин (в більшій мірі черв`яків, але ні тільки ). Можливо, це визначення і ненауково, але воно полегшує розуміння, тому що характеризує більш точно його природу і механізм утворення. Далі я поясню це визначення.

Але саме цей запас поживних речовин, представлений органічними сполуками, що мають специфічну природу, об`єднують під загальною назвою Гумус. Ось це величезне різноманіття специфічних гумусових речовин ділять умовно на три великі групи, за їх властивостями: гумінові кислоти, фульвокислоти і гумин, або гумінові сполуки. По-іншому гумінові сполуки називають, як солі, від похідних кислот: гумати і фульвати, підкреслюючи тим їх походження. Але всі їх можна об`єднати, тому що у них подібні властивості, всі вони солі кислот. Або по-іншому сказати, це хімічні сполуки гумінових і фульвокислот з мінералами (хімічними елементами грунту). Всі вони, звичайно різні, як і різні кислоти, що їх утворюють. Основна відмінність фульвокислот від гумінових - різко виражена їх кисла реакція (pH 2,6-2,8). При такій реакції фульвокислоти розчиняють більшість мінералів, пов`язуючи їх-і виносять поживні речовини в нижні шари, ніж знижують грунтову родючість для рослин. Їх солі, практично не доступні для рослин. Але це деталі.

Освіта гумусу дуже складний процес біологічних і біохімічних перетворень залишків рослинного (а також тварини) походження в грунті, головним чином в третьому, заключному шарі листового і трав`яного осаду - гумусового горизонту. Згадайте, я описував це на прикладі листового опаду в лісі. Але це ні відповідь на питання.

Давайте все ж спробуємо розібратися і зрозуміти природу утворення гумусу з самого початку. Для цього слід згадати «харчові ланцюги» перетворення органічних речовин в поверхневому шарі грунту (в її листовому і трав`яному опаде). На початку в цьому процесі беруть участь мікроорганізми, здатні використовувати і засвоювати (переварювати) легкодоступні органічні сполуки: цукор, крохмаль і т.п. Те, що вони не змогли з`їсти - важкодоступні комплексні сполуки: целюлозу, лігнін, жири та рослинні білки, поїдають інші групи мікробів і організмів, здатні це робити, що володіють більш потужним ферментами (це поняття ви вже знаєте). До них підключаються гриби, у яких ферментативний апарат ще могутніше, їх ферменти здатні розчинити і розщепити, практично всі органічні сполуки рослинного походження. Вони довершують процес руйнування детриту. І всі ці групи, і мікроби, і гриби, за способом харчування - осмотрофи. Вони всмоктують розчинені (переварені під дією їх ферментів) речовини, всім своїм тілом, у них немає травних органів.

Ось уявіть собі картину, маса мікробів і грибів, виділила в навколишнє їх середовище, відповідно до природи їх харчування, величезна кількість ферментів - особливих специфічних білкових каталізаторів, які розчиняють хто що здатний, але все разом, вони розчиняють майже всі органічні залишки, самі при цьому в реакції не вступають і не витрачаються (така їх природа).

Що ж відбувається далі з цією розчиненої масою? Частина її всмоктується тілами мікробів і грибів і засвоюється ними. Вони ростуть, нарощуючи свої тіла, і множаться в чисельності, поповнюючи свої ряди. А інша частина розчинених під дією ферментів органічних речовин, які знаходяться в формі різних хімічних молекул різної складності, не може залишатися без господаря і чекати своєї долі поглинання.

Пам`ятайте, властивість вуглецю - з`єднуватися в хімічних реакціях з усім, що знаходиться поблизу. Адже саме вуглець, як основний елемент, входить до складу розчинилися молекул органічної речовини. І в силу своєї хімічної природи (вуглецю), такі вільно плаваючі молекули дуже швидко з`єднуються в різні комплекси під дією ферментів - біологічних каталізаторів (пам`ятаєте, їх роль двояка). Таким чином утворюються величезні полімери, які в свою чергу, перетворюються в гумінові і фульвокислоти. А кислоти, вступаючи в хімічні реакції з мінералами грунту (хімічні речовини неорганічної природи) утворюють солі цих кислот - гумати і фульвати. І це первинний гумус мікробного і грибного походження.

Таким чином, гумус - це термін, який би величезний комплекс або групу хімічних речовин, до складу яких входять, як органічна частина (гумінові та фульвокислоти), так і неорганічна складова - хімічні елементи неорганічного походження, або простіше сказати, мінерали (що входять до складу гуматов і фульватов). Так чи правомірно називати гумусом тільки органічну частину ґрунту? Очевидно, що ні. Мало того, визначення такого роду, що ототожнює гумус і перегній, або органічна речовина грунту, повністю спотворює суть, саму природу і не відображає склад всього комплексу складних біохімічних з`єднань під загальною назвою Гумус. На перший погляд це здається несуттєвим, але це тільки на перший погляд.

Але повернемося до ходу роздумів. Склад гумусу, а по іншому сказати гумінових кислот і їх солей гуматов (далі, для простоти викладу опустимо згадка про фульвокислот) буде залежати в більшій мірі не від того, який вид мікробів їх «виробляє» завдяки своїй ферментативної діяльності, а від складу детриту ( розкладаються органічних залишків) і тієї мінеральної частини грунту, де ці процеси відбуваються. Від цього будуть залежати багато властивостей гумусу, і не тільки хімічні, а й фізичні. Але цю тему ми розглядати не будемо, а залишимо для самоізученія, для бажаючих.

Підемо в міркуваннях далі. Що ж стало з мікробами, з їх вгодованими тілами. Не вірте тим, хто каже, що вони поїдають один одного, це перекручена частина правди, бо аеробні мікроби сапрофіти не можуть цього робити, у них немає протеолітичних ферментів, здатних розщеплювати білки тваринного походження (в даному випадку мікробного, а це повноцінні білки так званого «тваринного походження»). Не вірте і тим, хто стверджує, що рослини їх поїдають після смерті, це взагалі, повний абсурд, тому що у переважної більшості рослин, тим більше, немає таких ферментів, за рідкісним винятком (росичка і ін.). Всі такі твердження від лукавства, або від елементарного незнання цих питань. Своєю заявою, я не заперечую, що є групи мікроорганізмів, здатних поїдати «трупи» інших мікробів і грибів. Навпаки, я стверджую, що вони є, тільки цим мікробам- «трупоедов», назвемо їх так умовно, ні самі аеробні мікроби сапрофіти, ні їх тіла після смерті не дістаються. Чому? Тому що вони існують в різних екологічних нішах, одні в аеробних (при доступі кисню, без нього вони не можуть жити), інші в анаеробних (без доступу кисню). Адже тільки анаеробні мікроби здатні виробляти протеолітичніферменти. Якби таке відбувалося, ми б негайно про це дізналися. Ви запитаєте: «Як?». Багато вже здогадалися. Так, ми «відчули» б це. Адже мікробні тіла складаються з білка «тваринного» походження. І ми вже знаємо, що такий білок здатні перетравлювати тільки гнильні бактерії - бацили, з їх потужними протеолітичними ферментами. У них майже немає конкурентів в мікросвіті, хто здатний розщеплювати білок тваринного походження. І цей процес їх перетравлення називається гниттям і супроводжується неминучим виділенням продуктів білкового напіврозпаду - гнильних газів, які дуже погано пахнуть, всі без винятку. Якщо Ви візьмете жменю луговий або лісового грунту, Ви «відчує» гнильний запах? Ні, ви відчуєте, приємний запах землі. Так знайте, це запах копролитов дощових та інших кільчастих хробаків. Звідси випливає, що гнильні бактерії ніякого відношення до утворення гумусу не мають, лише як віддалене проміжну ланку розкладання білків, і то в окремих випадках, мало що відносяться до процесів грунтоутворення і природи гумусу. Вони не здатні цього робити, у них зовсім інші ферменти, ми вже говорили про це. Це та ж сама причина, по якій не правомірно ототожнювати поняття перегній і гумус. Я буду тисячу разів це повторювати, поки ви це ні засвоїте.

Продовжуємо виклад. Саме кільчасті черви (і інші грунтові тварини) поїдають «відгодованих» на органічній речовині осаду аеробних мікробів-сапрофітів, захоплюючи їх разом з грунтом у величезній кількості. За добу кільчасті черви здатні пропустити через свою травну трубку обсяг грунту, майже рівний їх вазі. Настільки вони ненажерливі, а в цьому обсязі грунту мікробів мільярди. Саме в травній трубці хробаків відбувається перетравлювання білкових тіл мікробів. Тому що черв`яки здатні виробляти травні ферменти, що розщеплюють білок мікробних клітин, який як ми вже знаємо, є білком тваринного, а не рослинного походження. Це суттєва різниця. До речі, на цьому ж принципі засновано так зване «рубцеве» травлення жуйних тварин - на «розведенні» мікробів безпосередньо в шлунку в особливих камерах на рослинному детрит, з подальшим їх переварюванням. І за рахунок цього жуйні тварини отримують 70% білка свого раціону за рахунок білка тваринного походження, що входить до складу мікробних клітин. Хоча вважається, що жуйні тварини, це травоїдні тварини і харчуються виключно рослинною їжею. Але це не вся правда, це ілюзія, насправді вони отримують такий же повноцінний білок тваринного походження, як ми люди, вживаючи в своєму раціоні м`ясо, молочні продукти і рибу

Але повернемося до теми. Недарма кількість мікробів і хробаків в грунті, по масі майже однаково, я вже згадував про це. Це становить баланс представників мікросвіту і ґрунтових тварин, це баланс харчових ланцюгів. Але маса черв`яків все-таки трохи більше. Це тому, що черв`яки поїдають не тільки мікробів, захоплюючи їх разом з грунтом, а й рослинні залишки, які вони також здатні перетравлювати.

Ось тепер ми підійшли до головного питання в нашій темі, до розуміння: «Чому первинний гумус мікробного і грибного походження відрізняється від біогумусу - гумусу, що утворився в грунті за участю черв`яків?» Подумайте самі, і ви легко знайдете відповідь, він очевидний. Абсолютно вірно, у цих істот, що представляють різні групи, абсолютно різні травні ферменти, здатні розщеплювати різні органічні сполуки. У хробаків додаються ферменти, здатні перетравлювати все, і вуглеводи, і білки, і жири, як у всіх тварин. А значить, складова частина перевариваемой маси в їх травній трубці буде інший. У ній будуть міститися і інші хімічні сполуки органічної природи - залишки білків і жирів. І знову ж таки, вся ця переварена маса не залишається без господаря. Те, що встигло всмоктатися, засвоюється хробаками, як їх харчування. Чи не всмокталася харчової маси, під дією ферментів утворює ще більш складні молекули, цілі органічні комплекси - полімери, далі, гумінові кислоти. Виділяючись з копролітами, ці новоутворені гумінові кислоти вступають в хімічні реакції з мінеральною частиною грунту, і утворюється біогумус. Він відрізняється за хімічним складом від первинного гумусу мікробного і грибного походження. У чому ця відмінність, і як це відбивається на родючості грунту ми вже розглядали в інших місцях.

Ми розглядали так само, як використовувати дощових черв`яків для виробництва біогумусу, думаю, тепер ви легко в цьому розберетеся самі. У цій статті я ставив перед собою завдання пояснити ні стільки хімічний склад гумусу, скільки його походження і роль в екосистемі. Роль гумусу як запасу поживних речовин ми теж вже розглядали. А ось як полегшити доступ до цього запасу, до його більш стійкою частини, ми поговоримо в наступній статті, присвяченій мікориза.

Тут же, я хотів би торкнутися дуже важливу тему, про яку дуже мало говорять, спираючись у розмові про гумусі тільки торкаючись питання родючості грунту. Але більш важлива роль гумусу в іншому, в його екологічному значенні для всього живого світу: для рослин, тварин і людини. І це значення пов`язане з дуже унікальну властивість гумусу, його складових: пов`язувати солі важких металів, радіонуклідів та ароматичних вуглеводнів. Якими настільки насичені викиди хімічних заводів, котелень і вихлопи автомобілів, що ми люди і весь живий світ планети давно повинні були б задихнутися і отруїтися. Але цього, поки, не відбувається, завдяки самому потужному «буферу» планети - гумусу грунтів. Він як губка, «вбирає» все, а потім «пов`язує» настільки міцно, що не дає проявити згубний вплив на живий світ цієї техногенної «бруду». Пам`ятайте, що в гумусі грунту укладена Ваша власна життя, і життя

Ваших дітей, і далеких нащадків. Тому всіляко оберігайте «творців» гумусу: ґрунтових аеробних мікробів, гриби і ґрунтових тварин, особливо дощових черв`яків. Вони дарують нам здорове життя, в прямому сенсі цього слова. Задумайтесь над цим. Це ні чиясь окрема турбота, а наша спільна. Поверніть їм будинок на планеті, не руйнуйте його. Зруйнувавши їх будинок, ви вб`єте себе і все живе на планеті, тому що їх сили по «виробництву» гумусу не безмежні. А вироблений ними гумус за мільярди років на межі виснаження, і в районах екологічного лиха вже не здатний «зв`язати» і нейтралізувати всю людську «отруту» техногенного походження. Я прошу вас, люди, будьте пильні. Це в ваших руках, у вашому розумінні, знаходиться майбутнє ваших дітей і благополуччя всієї планети. Ця інформація важливіше, ніж родючість грунтів. Гумус, крім функції запасу поживних речовин, виконує куди більш важливу функцію - біологічного фільтра, подарованого нам самою Природою. Для захисту живого світу, і нас, що відносяться до цього світу, від самого людства, тобто від нас самих. Воістину, «людина не відає, що творить». Бажаю вам розуміння.

Ось і все, а в іншому, що стосується гумусу, ви розберетеся самі. Я описав для вас саму загальну схему, допускаючи інколи неточності для простоти викладу, а також спрощені поняття, але це незначні деталі і зокрема, ви постигните їх самі, у міру вивчення цих питань. Я спробував вказати вам лише головний напрямок істинного шляху, з якого намагаються вас збити брехливі теоретики і «недовчений», а також комерсанти, своїми рекламними статтями з напівправдою, замішаної на користі.

Олександр Кузнецов

Продовження в статті: