Про органічне харчування рослин

Відомо, що питання про природному органічному землеробстві в даний час є дуже актуальним і злободенним. Про це можна судити хоча б по тому величезній кількості інформації в Інтернеті, присвяченому йому.

Оскільки природне органічне землеробство несе з собою масу корисного, покращуючи екологічну обстановку навколишнього середовища і виробляючи безпечні для здоров'я людини і тварин продукти харчування, але воно відкидає застосування хімічних добрив, ростових речовин, пестицидів та гербіцидів, ніж зачіпає інтереси їх виробників, а також фахівців аграріїв з традиційним багажем знань. Тому у природного органічного землеробства є багато і прихильників і супротивників. Але між тим в країнах ЄС, в США і Канаді, а також і в ряді інших країн природне органічне землеробство дуже швидко росте. Там створена спеціальна правова і законодавча база на продукцію органічного землеробства. Приблизний річний ріст органічної продукції на світовому ринку продажів складає зараз близько 20%. А сам ринок продажів, наприклад, вже в 2006 році перевищував 40 мільярдів доларів. У нас в Росії, на жаль, в цьому відношенні з боку влади нічого не робиться. Правда, свого часу Головним санітарним лікарем РФ Г. Онищенко були розроблені деякі неофіційні вимоги на продукцію органічного землеробства, але вони не є правовим документом. А отримання екологічно чистих продуктів на своїх садових ділянках зараз цікавить і багатьох наших власників таких ділянок. А знання особливостей органічного живлення рослин є одним з важливих факторів природного органічного землеробства. Тому я і вирішив ще раз розповісти про це.

Дані досліджень показують, що рослини легко засвоюють не тільки прості мінеральні сполуки, але і досить складні органічні речовини. Цікаво, що уявлення про органічне харчування рослин виникли раніше, ніж про харчування мінеральними речовинами, і лягли в основу так званої гумусного теорії. Зараз вже не можна сумніватися в тому, що рослини здатні на основі води, вуглекислоти і мінеральних солей при посередництві засвоєння сонячного світла створювати будь-які складні органічні сполуки, відомі в живій природі.

З розвитком цих уявлень в першій половині 19 століття були відкинуті уявлення А. Теера і Ж. А. Хассенфратца про живлення рослин органічною речовиною грунту. Такі уявлення, що отримали назву гумусному теорії, виходили в основному з того, що урожай рослин зазвичай тим вище, чим багатша грунт перегноєм, і з того, що гній і інші органічні добрива (мінеральних тоді ще майже не знали) підвищують врожайність. На основі цієї теорії тоді будувалися агротехніка, сівозміни та все інше.

Після розробки Ю. Лібіх теорії мінерального живлення рослин і після вивчення головних особливостей мікробіологічних процесів в грунті виявилося можливим все явища життя і продуктивності рослин пояснити виключно з точки зору фотосинтезу і надходження солей і води і мінералізації органічної речовини в грунті за допомогою мікроорганізмів. Гумусу передбачали також роль тільки колоїду-адсорбенту, що поліпшує водно-фізичний і поживний режим грунту. Все це здавалося досить обґрунтованим і задовольняло багатьох. У зв'язку з цим гумусний теорія живлення рослин втратила визнання і піддалася нищівній критиці, хоча деякі її прихильники залишалися вірними їй до кінця 19 століття. Та й сам Ю. Лібіх, хоча і завдав своїми роботами смертельний удар даної теорії, не зміг від неї цілком відмовитися і вважав, що в основі гумусному теорії є вірні спостереження.

У 20 столітті, особливо в другій його половині, дослідження з органічного харчування рослин були відновлені і отримали розвиток у багатьох країнах, в тому числі і в колишньому Радянському Союзі. При цьому були отримані досить цікаві результати. Але, тим не менше, до останнього часу цим займалися все-таки незаслужено мало, хоча органічне харчування має велике значення в житті рослин і, отже, може мати і велике практичне значення. Ми непогано знаємо закономірності надходження іонів мінеральних солей через коріння і при позакореневого підживлення, але до сих пір не можемо дати задовільного пояснення більш сприятливого дії органічних і органо-мінеральних добрив у порівнянні з чисто мінеральними.

Звичайно, значення органічного харчування в житті рослин треба оцінювати правильно. Дійсно, ми може отримати повноцінний урожай на повністю мінеральному середовищі, слід згадати хоча б широко рекламувати донедавна технологію Міттлайдера, але в природних умовах рослини завжди ростуть на субстраті з тією чи іншою кількістю органічної речовини. Кількість так званого розчинної гумусу в грунтах за підрахунками фахівців може досягати 1-2% від маси грунту, тобто десь до 100 т на 1 га. Виникає цілком закономірне питання про те, чи не можуть рослини використовувати ці запаси як джерело органічного харчування? Яке значення має органічне харчування рослин в природі дня створення маси врожаю і, що особливо важливо, у визначенні якості цієї маси? Значною мірою на поставлені запитання проведені в останні роки дослідження відповідають позитивно.

Основні труднощі при експериментальному дослідженні надходження гумусних та інших органічних речовин в рослини складаються в неможливості визначення прийомами звичайного біохімічного аналізу цих речовин в складі рослин. Справа в тому, що гумусні і інші вступники органічні речовини близькі до органічних сполук, що входять до складу рослин. Хоча використання совремеццих методів (ізотопних індикаторів, хроматографія, електронно-парамагнітного резонансу, інфрачервоної спектроскопії та інших) дозволяють вже всебічно вивчати питання участі гумусних кислот та інших, що містяться в грунті органічних сполук, в харчуванні, зростанні і розвитку рослин. І такі методи вже були досить широко застосовані в останні десятиліття в різних країнах.

В результаті було виявлено, що поряд з участю гумусних кислот грунту в мінеральному живленні рослин, що полягає в зв'язуванні окремих елементів, які стають доступними в іонної формі лише після їх вивільнення в результаті мінералізації гумусу мікроорганізмами, рослинами з грунту поглинаються безпосередньо і самі гумусні кислоти як в вигляді низькомолекулярних з'єднань, так і у вигляді середньо- і високомолекулярних їх фрагментів. При цьому встановлено, що гумусні кислоти в результаті впливу на клітинні мембрани рослин підвищують їх проникність, що істотно збільшує надходження в рослину як мінеральних елементів, так і органічних сполук. Мінеральні й металоорганічні з'єднання надходять в рослину без їх попереднього розщеплення до неорганічних сполук. Поглинаються рослинами низькомолекулярні частки і високомолекулярні фрагменти гумуоних кислот піддаються всередині рослин перетворенням, беруть участь в біосинтезі і, крім того, є джерелами фізіологічно активних речовин і роблять позитивний вплив на зростання, розвиток і продуктивність рослин.

Так, досліди з кукурудзою свідчили про надходження і інтенсивному переміщенні з коренів не тільки низькомолекулярних, а й середньо- і високомолекулярних ароматичних фрагментів гумінових кислот. При цьому слід зазначити, що фізіологічною активністю володіли різні за молекулярною масою і особливо низькомолекулярні фракції гумінових кислот. Вони надходять в рослини, підсилюють окислювально-відновні і ферментативні процеси, пов'язані, в першу чергу, з азотним і фосфорним обміном речовин. Під впливом гумінових кислот грунту і, в першу чергу, їх низькомолекулярних фракцій спостерігався значний ріст кореневої та надземної маси кукурудзи, відзначалося підвищення елементів живлення - азоту, фосфору, калію і кальцію.

Дослідження на різних видах рослин показали, що при наявності в ґрунтовому розчині низьких концентрацій гумінових кислот в рослинах спостерігається особливо значне збільшення вмісту азоту і фосфору. Одночасно з цим зростає винос поживних речовин рослиною. Це пояснюється не тільки посиленням під впливом гумінових кислот зростання і розвитку надземної і кореневої маси, а й одночасно зростанням обсягу і загальної поверхні коренів рослини, що збільшують поглинаючу здатність поживних елементів рослинами. Разом з гумусними речовинами, що відрізняються високою фізіологічною активністю, в рослину надходять і що містяться в них вітаміни, амінокислоти, полівалентні метали і низка інших речовин, які відіграють також важливу роль в рості і розвитку рослин.

Наведені дані досліджень показують, що рослини можуть використовувати для харчування і безпосередньо органічні речовини грунту. Поглинені з'єднання грають структурну роль, входячи до складу тих речовин, з яких рослина будує своє тіло. Досліди з вивчення надходження органічних речовин проводилися на різноманітних видах рослин, що відносяться до різних родин. При цьому виявилося, що рослини можуть засвоювати не тільки органічні речовини грунту, але і містяться в ній сполуки життєдіяльності мікроорганізмів, виділення інших рослин і від господарської діяльності людини.

Таким чином виявилося, що вищі рослини здатні до органічного харчування. Нижчі зелені рослини, як відомо, дуже схильні до харчування готовими органічними сполуками. Так, евгленовие водорості мають багато бесхлорофилльной форм, що використовують як джерело вуглецю органічні речовини, розчинені у воді. Хлорела і деякі інші зелені водорості дуже добре розвиваються в воді, багатій розчинними органічними речовинами. Під впливом органічних речовин - цукрів, амінокислот і інших - водорості знижують інтенсивність фотосинтезу, тобто органічне харчування замінює їм фотосинтез.

У процесі досліджень було виявлено, що коріння рослин можуть добре поглинати такі звичайні сполуки, як цукру і амінокислоти. Цілком очевидно, що ці речовини після проникнення в організм рослини нічим не відрізняються від таких же сполук, які утворилися в процесі фотосинтезу. І вони витрачаються на різні обмінні процеси і на побудову тіла рослин. Але рослини поглинають і такі специфічні органічні сполуки, як з'єднання різних застосовуваних пестицидів і гербіцидів.

У рослинах виявлено і надходження антибіотиків, що продукуються мікроорганізмами, різних алкалоїдів з грунту, а зазначені речовини для рослин є отрутами або протиотруту. Виявлено також надходження ряду фенольних та інших органічних сполук в грунті в результаті життєдіяльності рослин і мікроорганізмів і є в багатьох випадках тормозітелямі зростання і розвитку рослин. Механізм поглинання складних органічних речовин рослинами поки ще вивчений недостатньо добре. Існує кілька теорій такого поглинання.

Але рослини можуть не тільки поглинати, що знаходяться в грунті органічні сполуки, а й самі виділяти в ґрунт такі сполуки. Найцікавішим при цьому є їх взаємний обмін виділяються органічними і неорганічними сполуками. А такий взаємний обмін подібними сполуками вже зачіпає аллелопатические і екологічну роль органічного живлення рослин. Дуже яскраве уявлення про надходження виділених рослинами речовин в сусідні рослини дали досліди з застосуванням міченого вуглецю.

Так, досліди з польовими рослинами показали, що до складу кореневих виділень рослин донорів входять органічні речовини з радіоактивною міткою вуглецю, засвоєному в процесі фотосинтезу. Далі ці речовини засвоювалися кореневими системами сусідніх рослин-акцепторів.

Передача відбувалася досить швидко, і вже через один-два дні відзначені значні кількості вуглецю з радіоактивною міткою в рослинах-акцепторами. Передача від культурних рослин - проса посівного, люпину і вівса - до бур'янів - ежовника, пирію повзучого і мишею сизому - відбувалася дуже добре і, навпаки, від бур'янів до культурних відбувалася дуже слабо (наприклад, від мише до вівса і від мише до люпину ) або зовсім не відбувалася (від пирію до люпину). Обмін між різними видами бур'янів (ромашка непахуча, ежовник, пирій, грицики) був жвавий. Рослини одного виду бур'янів обмінювалися в одних випадках добре (ромашка непахучая між собою і ежовник між собою), в інших випадках - слабо (мишей з мише, пирій з пирієм). Серед культурних обмін дуже добре відбувався у вікі з вівсом. У кукурудзи і квасолі і між рослинами кукурудзи в цій фазі розвитку обміну не було. У всіх випадках, чим ближче були розташовані донор і акцептор, тим краще відбувалася передача кореневих виділень.

Порівняно швидке пересування продуктів з радіоактивною міткою від донорів до акцепторів дає можливість припустити, що органічні речовини, які входять до складу кореневих виділень, являють собою легкорозчинні, рухливі речовини типу вуглеводів, органічних кислот, амінокислот, а також вуглекислоту. Отримані в результаті описаних досліджень дані свідчать про значне поширення явища обміну органічними речовинами кореневих виділень між рослинами, про великій швидкості і кількісному значенні цього процесу. Встановлено, що органічні і неорганічні продукти харчування і вода вільно переміщаються через зрослі коріння рослин одного і різних видів. Зрощення кореневих систем у деревних рослин спостерігається дуже часто і не представляє собою рідкісного явища.

Однак обмін речовинами між рослинами існує і тоді, коли відсутня зрощення їх кореневих систем через грунтовий розчин. У зв'язку з цим цікаві дослідження, проведені І. Н. Рахтенко в лісових насадженнях в Білорусії. Досліджувалися деревні породи у віці від 1 до 20 років, що виростали на піщаних, супіщаних і суглинних грунтах: дуб звичайний, липа дрібнолиста, клен гостролистий, ялина звичайна, модрина сибірська, ясен Пенсільванський, береза ​​бородавчаста, спірея калінолістний і деякі види трав'янистих рослин. Радіоактивний фосфор вводили шляхом змочування листя, в отвори, зроблені в стовбурах, або через ізольовані кореневі закінчення. Через два-три дні брали проби з сусідніх рослин, розташованих на відстані 0,25-6 м Було опрацьовано 156 дерев, пересування радіоактивної мітки фосфору було досліджено в 474 випадках. Таким чином було зібрано цілком достовірний матеріал.

І. Н. Рахтенко зазначає, що при однакових умовах дослідження переміщення радіоактивності фосфору з липи в дуб відбувалося інтенсивніше, ніж з дуба в липу. З клена гостролистого в дуб мічений фосфор переміщається швидше, ніж з дуба в клен або з одного примірника клена в інший. Встановлено також, що переміщення міченого фосфору з однієї рослини до іншої відбувається при зіткненні кореневих систем. При відсутності безпосереднього зіткнення у деревних рослин обмін був відсутній. З описаних досліджень І. Н. Рахтенко випливає, що зазначені відмінності в передачі поживних речовин всередині виду і між різними видами можуть бути обумовлені різною ритмікою видільної та поглотительной діяльності. Справа в тому, що рослини протягом вегетації мають різні співвідношення між цими двома процесами. У різних видів процеси виділення і поглинання можуть не збігатися, у особин одного виду вони, природно, протікають синхронно, одночасно. Тому в поєднанні рослин, з яких одні активно виділяють, а інші активно поглинають речовини, передача буде дуже ефективною, а у пари рослин одного виду - значно слабкіше.

У Даних дослідженнях переміщення (міченого фосфору відзначено и у напрямку від села порід до трав'янистих рослин (пірію повзучого, тонконіг лугового) в тому випадка, коли їх кореневі системи стікаліся. Альо передача відбувалася Досить Швидко і через грунтовий розчин без прямого контакту коренів, лишь при Досить блізькій їх розташуванні. Переміщення радіоактівного фосфору такоже спостерігалося и від одного трав'яністої рослини до Іншої при зіткненні їх Коренєва систем и через грунтовий розчин в других дослідах. Взагалі, ряд вчених затв рждает і доводить, що рослини в рослинному співтоваристві харчуються з грунту як одне ціле. І таке твердження має під собою досить солідну основу. А звідси можна зробити висновок, що зростання, розвиток, продуктивність, якість врожаю кожної рослини в співтоваристві в дуже великій мірі залежить від його сусідів.

Які ж висновки можна зробити з усього вищесказаного? Перш за все, дослідження останніх десятиліть показали, що вищі рослини поряд з існуючим ґрунтовим мінеральним харчуванням широко використовують для харчування і органічні і органо-грунтові з'єднання. Присутність органічних гумусних кислот в грунтовому розчині значно збільшує надходження в рослину мінеральних і органічних сполук, за рахунок підвищення проникності їх клітинних мембран, що сприяє стимулюванню росту та розвитку рослин. Грунтові органічні сполуки у вигляді низькомолекулярних частинок і високомолекулярних фрагментів гумусних кислот добре поглинаються рослинами, де відповідним чином перетворюються та спільно зі вступниками з ними з грунту вуглеводами, амінокислотами та іншими сполуками, нічим не відрізняються від сполук, що утворюються в процесі фотосинтезу, включаються в різні обмінні процеси біосинтезу, спрямовані на зростання і розвиток рослин. Крім того, гумусні кислоти, і в першу чергу їх низькомолекулярні фракції, є хорошими фізіологічно активними стимуляторами росту рослин.

Вищі рослини поглинають не тільки органічні і органо речовини грунту, але і органічні речовини виділень життєдіяльності мікроорганізмів, мікоризних і ризосферних грибів, інших рослин, з'єднань життєдіяльності та господарської діяльності людини і тварин. І всі ці продукти обміну беруть участь в біосинтезі кожної рослини. І, крім цього, такі продукти обміну несуть інформацію для інших рослин про напад ворогів - хвороботворних мікроорганізмів або комах-шкідників на конкретне рослина, що вже доведено вченими. Виділення в ґрунт продуктів фотосинтезу, інших органічних сполук і продуктів мінерального живлення має дуже важливе значення для кожної рослини. Обмін подібними виділеннями для рослин одного виду може не позначитися на їх зростанні, для рослин різних видів і рослин одного виду і бур'янами може одні рослини стимулювати за рахунок меншого виділення продуктів обміну в грунт і більшого їх поглинання з грунту, інші, навпаки, пригнічувати при зворотному Під час продуктів обміну. Стимулювання або гальмування росту рослин різного виду і бур'янів може спостерігатися, наприклад, і при наявності в продуктах обміну специфічних для кожного виду органічних сполук - кіль- новий. Такий вплив рослин один на одного називається аллелопатии. Аллелопатия є і однією з основних причин так званого ґрунтовтоми.

На жаль, незважаючи на значні досягнення в дослідженні особливостей органічного живлення рослин, в практичної частини у нас в Росії їм фактично не приділяється ніякої уваги. У більшій частині ці досягнення використовуються виробниками продукції природного органічного землеробства в країнах ЄС, США, Канаді та в ряді інших країн. А у нас основна увага приділяється тільки мінерального живлення рослин, звеличуються успіхи гідропоніки і вирощування культур на синтетичних середовищах замість грунту, навіть ще лунають дифірамби методу Міттлайдера. Візьміть будь-яку садівничих газету і будь-який садівничий журнал і всюди зустрінете в основному тільки твердження про користь внесення в якості добрив і підгодівлі рослин одних мінеральних добрив і рекомендації щодо їх кількостях і терміни застосування. Хоча, завдяки численним дослідам, всім добре відомо, що якість продукції - поживна і біологічна цінність і термін зберігання - при цьому завжди не така, як при вирощуванні рослин на природному грунті в оточенні рослин інших видів і бур'янів (згадаємо взаємообмін речовинами) без застосування або дуже обмежене застосування мінеральних добрив і повній відсутності використання пестицидів і гербіцидів (а вони позначаються на безпечність та якість продукції). Безсумнівно, сказане пов'язано з використанням рослинами продуктів обміну грунтової мікрофлори, виділень сусідніх рослин, дії гумусних кислот і так далі. Не дарма ж в країнах ЄС, США, Канаді та ряді інших країнах так бурхливо за останнім часом розвивається ціла нова галузь землеробства - органічне землеробство, а органічне харчування рослин є основою цього землеробства. Чистий, повноцінна, якісна продукція такого землеробства в кілька разів дорожче продукції існуючого зараз землеробства, заснованого на широкому використанні одних мінеральних добрив, пестицидів і гербіцидів, та ще й генетично модифікованих сортів рослин. Але, тим не менше, продукція органічного землеробства зараз користується необмеженою попитом в зазначених країнах, галузь органічного землеробства процвітає і розширюється. Дуже шкода, що все це тільки не у нас.

В. Н. Шаламов

(Уральський садівник № 44-45, жовтень-листопад 2014 року)

Інші статті В. Шаламова в розділі Шаламов Віталій Миколайович: статті по садівництву