Безопасность нации в значительной степени зависит от способности обеспечить себя продовольствием. Постоянно зависеть от импорта — это дорого и не очень надежно. Случись климатическая катастрофа на территории государства-поставщика — и голод грозит не только ему, но и покупателю.
Химическое земледелие при отвальной вспашке не может противостоять засухе, тогда как биологическое гарантирует средний урожай. Советский Союз обладал громадными территориями обработанных угодий, но население хронически испытывало недостаток продовольствия. Думаю, эта "черная дыра" в хозяйстве страны возникла отчасти в результате отказа от правильного использования биологических факторов плодородия почвы, точнее – микробиологических факторов.
Могучая сила
Владимир Иванович Вернадский говорил, что микроорганизмы являются самой могучей биологической силой на планете Земля. Они создали первые порции кислорода на Земле, взяли из атмосферы азот и накопили первый белок на нашей планете. Тем самым они подготовили условия для роста растений. И все, что родится на Земле, после смерти съедается микроорганизмами, как и прижизненные выделения всего живущего, будь то животные или растения.
Когда появился растительный покров, микроорганизмы создали почву и с тех пор поддерживают ее естественное плодородие, непрерывно питаясь отмирающими корнями растений и выделениями живых корней. Биологическое плодородие почв может быть дешевым и надежным, стоит лишь постоянно и правильно снабжать их микробное население источниками органического углерода. Причем свою пищу почва выращивает
сама, только ей не дают ее съесть. Солому жгут на полях, а каждый год ее бывало в СССР до 210 млн тонн. Другим источником энергии и строительного материала для микробных клеток является навоз. Всю его энергию могли бы получить микроорганизмы, разлагая субстрат от начального состояния до полного распада. Однако навоз земледельцы разлагают вне почвы, и туда он попадает уже в виде минеральных солей (хорошо, если в сбалансированном составе).
Между тем, почву называют "живым телом", а любое живое тело должно постоянно получать энергию в виде органических соединений углерода. Окультуренная почва получает только малую часть необходимой ей энергии из живых корней культурных растений и послеуборочных остатков. Живые корни существуют в почве только 3-4 месяца в году. Остальные восемь месяцев почва на полях остается голодной.
В результате длительного опыта крестьяне в старину пришли к разумному способу земледелия. Они возвращали в почву почти все минеральные вещества, которые взяли оттуда растения. Обработка почвы веками проводилась сохой не глубже 8 см. Значит, и удобрения не могли вноситься глубже 8 см. У кого было больше скота на единицу площади пашни, у того и урожай был выше. Навоз вносили дважды в год: весной — тот, что накопился за зиму, а осенью — летний. Соломенная подстилка разлагается медленно, выделяемой энергии хватает на весь период роста культур.
Отвальная вспашка была введена в СССР в приказном порядке в 30-е годы во время коллективизации сельского хозяйства. Зная, что польза от внесения навоза несомненна, под отвальную вспашку тоже пробовали вносить навоз. Урожай от такого внесения в разных регионах резко снижался. Обвинили в снижении урожая не глубокую отвальную вспашку а микробов. Решили, что они отбирают азот, когда разлагают субстрат с большим содержанием клетчатки.
Брожение виновато
Главным теоретиком обработки почвы в то время был признан В.Р.Вильямс. Необходимость отвальной вспашки он объяснял тем, что гумус, якобы, образуется в анаэробных условиях. Если бы это было так, то свежую органику действительно надо было запахивать на дно пахотного слоя — на глубину 18-20 сантиметров. Но там она при влажной погоде подвергается брожениям, а продукты брожения ядовиты для растений. Вот почему и снижается урожай от запахивания соломы и навоза.
Навоз содержит азота больше, чем солома, а урожай от его запахивания снижается заметнее, чем от соломы. Здесь тоже есть простое микробиологическое объяснение: более высокое содержание азота в смеси с растительными остатками вызывает более активное брожение. Поэтому и урожай снижается существеннее.
Ученые, хорошо знакомые с крестьянской практикой, критиковали В.Р.Вильямса за отказ от мелкой обработки почвы. Однако И.В.Сталин поверил Вильямсу, и его научных противников объявили «врагами народа». Такие «научные аргументы» произвели огромное впечатление. В результате стали создаваться все новые теории для оправдания «прогрессивной» отвальной вспашки. А уж обкомы и райкомы зорко следили, чтобы в колхозах проводилась глубокая отвальная вспашка.
В 1950 году я был студентом Тимирязевской Академии, и мы проходили практику в учхозе. Руководитель практики несколько раз говорил нам потихоньку: «Не вздумайте заниматься мелкой вспашкой. За нее расстреляли даже двух академиков, братьев Тулайковых». На лекциях по земледелию (без упоминания Тулайковых) часто повторяли: «Вы должны работать по Вильямсу, иначе колхозники не будут вас уважать». Прошло 50 лет, а мы все еще помним эти предупреждения.
На целине
То, что гумус образуется в аэробных условиях, легко установить на целинном лугу. Стоит там выкопать разрез на глубину штыка лопаты, становится видно, что темная гумусированная прослойка почвы находится в верхнем слое толщиной 6-8 см. Здесь же сосредоточена основная масса корней трав. Живые корни тесно соприкасаются с отмершими, над которыми в этот момент работают микроорганизмы. Разлагая остатки, микробы не отбирают азот у растений — ведь травы имеют темно-зеленую окраску!
После разложения одинаковых навесок соломы в верхнем слое песка (6 см) и в нижнем слое (от 14 до 20 см) оказывается, что в нижнем слое образуется в 24 раза меньше гумуса, чем в верхнем. Таковы потери гумуса от запахивания растительных материалов.
Интересны результаты наших раскопок, проведенных на территории от Средней полосы России до Туркмении. Там, где в прошлом году росла кукуруза, а в год раскопок любая другая культура, остатки трубчатых стеблей кукурузы были плотно оплетены живыми корнями растений — именно в верхней аэробной прослойке. Корни живых растений стремятся к контакту с разлагающимися растительными остаткам, как это
бывает в дерновом слое. Значит, микробы которые разлагают клетчатку, вовсе не отбирают азот у растений, а наоборот, что-то дают им!
Чем больше узловых корней, тем выше урожай хлебов. В засуху по дисковке эти корни густо ветвятся под рыхлым слоем, на поверхности плотного горизонта. Если до колошения пройдут дожди, то узловые корни дополнительно ветвятся в богатом верхнем слое. По зяби в засуху влага по капиллярам уходит из почвы — и растения погибают.
Где больше живых клеток, там больше и отмерших. В клетках содержатся все элементы минерального питания. Вскоре после гибели и растворения клеток, их содержимое становится питанием для других микробов и для растений.
Необходимо обогащать аэробную прослойку растительными материалами, чтобы сократить потери азота от вымывания и денитрификации, а также стимулировать фиксацию азота из атмосферы. Еще в 1915 году С.Н.Виноградский установил, что в аэробной прослойке почвы идет максимальное размножение микроорганизмов. Согласно опубликованным тогда данным, в аэробной прослойке и гумуса образуется в 24 раза больше, чем на дне пахотного слоя. Аэробные бактерии, разлагающие клетчатку, образуют большие массы слизей, стойких к разложению другими микроорганизмами. Через два года обогащения верхней прослойки соломой этот слой становится структурным и рыхлым благодаря слизям.
Мне часто возражают: если не пахать глубоко, тогда под верхним рыхлым слоем остальная почва будет уплотненной, влагонепроницаемой. На своем участке я убедился: влага туда проходит в любых количествах. Объяснение найти легко, если снять лопатой верхний рыхлый слой. Глубже земля напоминает решето. Это — норки дождевых червей, которые утаскивают вглубь полуразложившиеся растительные остатки. Не будь наверху органики, червям было бы нечего делать в такой почве.
Сравнительно недавно Г.В.Лебедев открыл вещества — экотолы, которые тоже образуются при аэробном разложении растительных остатков. Они предохраняют растения от болезней и неблагоприятных условий.
Чудеса на второй год
Академик Вильямс и сторонники отвальной вспашки считали, что пласт многолетних трав необходимо запахивать вглубь, чтобы растянуть использование органики, не позволять ей разложиться за один год в аэробных условиях. Между тем, крестьяне-единоличники разрабатывали пласт клевера сохой и в тот же год получали высокий урожай. Дальше они поддерживали плодородие внесением навоза под соху. Травяной пласт быстро разлагается и в анаэробных условиях, но там идут процессы брожения, и во влажное лето урожай может резко снизиться. На второй год, после выпахивания бывшего верхнего слоя, урожай заметно повышается. Недаром после освоения казахстанской целины именно второй урожай был так огромен, что не хватило складов и много зерна пропало.
Переход от отвальной вспашки к поверхностной целесообразно начинать с многолетних трав или с удобрения навозом (не меньше 10 т/га) Многие хозяйства за рубежом измельчают солому прямо при обмолоте в комбайнах, смешивают ее с верхним слоем почвы, а затем поливают жидким навозом. Удобрение одной только соломой требует хотя бы половинной нормы минерального азота, по крайней мере в первый год.
Широкое испытание в стране мальцевских приемов обработки почвы мало где прижилось именно по той причине, что испытатели ждали чуда в первый же год. Между тем выпаханная почва только за два-три года может накопить растительные остатки во всех стадиях аэробного разложения. И только тогда сбалансированное питание начнет поступать из всех естественных источников, а верхний слой почвы приобретет необходимые физические свойства.
По сведениям средств массовой информации в Белгородской, Курской, Орловской областях и в Краснодарском крае хозяйства, перешедшие на поверхностную обработку почвы, получают удвоенный урожай. В Саратовской области Юсуп Батраев, о котором писал «Новый садовод и фермер», в засуху получил около 20 ц/га, тогда как соседи по отвальной вспашке собрали меньше 1 центнера. В колхозе, где был полеводом Т.С.Мальцев, в засуху люди оставались без урожая, пока почву обрабатывали отвальными плугами. Введенная Мальцевым поверхностная обработка давала гарантированный урожай и в засуху.
В земледелии, как и в любом другом микробиологическом производстве, на первый план выступает источник углерода – органика. Минеральные добавки в гораздо меньших количествах должны подбираться для каждой почвы опытным путем.
Допустим, урожай в Хозяйстве удвоился, а что дальше? Дальше надо обогащать микробное население почвы более продуктивными видами. Коллекция таких микроорганизмов есть в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов РАН в Пущино-на-Оке.
