Страница 5 из 13
МИКОРИЗНЫЕ ГРИБЫ. Факт: одна ризосфера вряд ли помогла бы растительному царству завоевать все уголки планеты. Крохотным бактериям и микрогрибкам, хоть их и триллионы, не доступен большой окружающий объём. Сравните с ними шляпочный гриб: центнеры его грибницы могут пронизывать сотни кубометров почвы. И представьте, вся эта живая масса напрямую подключена к корням растений!
В добывании почвенных растворов и воды грибам, видимо, нет равных. Всасывающая поверхность грибниц в сотни раз больше, чем у корней. Некоторые грибницы расползаются на сотни метров и весят по нескольку тонн! И если растения могут усваивать только «юный», подвижный гумус, то сапрофитные грибы с их ферментным аппаратом – почти всё: и фосфориты, и прочные гуматы, и клетчатку с лигнином, а уж органику мульчи «глотают, не жуя».
По разным данным, до 95 % всех наземных растений могут создавать микоризу с дружественными грибами. Их совместная эволюция закреплена генетически: у растений давно найдены «микоризные» гены, а у грибов – «растительные». Фактически, правильнее говорить о микоризе, как об особой форме питания растений.
Для природных почв микориза – не исключение, а основное правило. А вот в пахотных почвах эти грибы жить не могут: не выдерживают разрушения. Немногие опыты показывают: микориза может значительно увеличивать урожайность.
В отличие от микробного симбиоза, микориза – очень плотный контакт, почти срастание. Грибница может оплетать корни, присасываясь, а может врастать своими выростами прямо в клетки корневых тканей. Здесь тот же взаимовыгодный обмен: растения грибам – сахара, а грибы растениям – воду и свои растворы, как минеральные, так и органические. Причём, судя по всему, в огромных количествах: подключившись к грибу, многие растения даже перестают выращивать корневые волоски! Фактически, образуется единый организм: грибо-растение.
Факт: почти все растительные семейства – микоризники. Некоторые вообще без грибов жить не могут. Вспомните хотя бы вересковые, брусничные, облепиху, орхидеи, лещину – те без своего гриба даже не прорастают.
Если ризосферные микробы – специализированные магазины, то микориза – гипермаркет. Видимо, обмен продуктами и питание она увеличивает многократно. И прежде всего снабжение водой. Микориза – настоящий насос. В природе она фактически исключает водный дефицит, усиливая подачу воды часто на порядок. И вода это не простая – растворы минералов, витаминов и других важных БАВ.
Особо важна поставка калия (К) и фосфора (Р), без которых нет нормального развития и плодоношения. Их запасы в почве огромны, но калий быстро вымывается, а фосфор, наоборот, очень трудно растворить. Фактически, частый дефицит Р и К – результат отсутствия микоризных грибов.
Однако прямой дефицит Р и К – только часть проблемы. Это простой «стройматериал». А есть ещё и сами «строители»: гормоны развития. Закладкой плодовых органов руководят именно они. И тут открывается ещё одна, возможно, главная роль микоризы. Оказывается, сам гриб может стимулировать свои растения, поставляя корням определённые гормоны. Например, гиббереллины, растительные гормоны роста.
Основное питание – динамическое, за счёт почвенного пищеварения. Дополнительное, запасное – гумусное. Как первое, так и второе в норме – симбиотическое, и лишь при невозможности симбиоза – автономное.
И вот недавнее открытие: грибы создают «коммуникационные сети». Опыты с использованием меченых атомов показали: гриб подключается не к одному, а сразу ко многим растениям, связывая их в единую систему. Фактически, с помощью микоризы растения и кормят, и стимулируют друг друга. Как видим, сверхорганизм биоценоза – не метафора, а буквальность. Он имеет даже «кровеносную систему»! Не потому ли растительные сообщества так устойчивы?
Нам важно следствие этого общения: гриб интенсивно забирает «лишнюю» глюкозу, давая растению всё для её нового синтеза. Фактически, микориза стимулирует усиление фотосинтеза.
Страшно подумать: в копаных и паханых почвах все эти древние природные механизмы убиты. Полезным грибам тут не выжить, фауны крайне мало, а микрофлора наполовину патогенная. И вот это – «агрокультура»! Может, потому и живут наши растения, как одинокие путники в пустыне: страдают, болеют и плодоносят не каждый год?
Итак, вырисовывается более ясная картина растительного питания.
Основное питание – динамическое, за счёт почвенного пищеварения. Дополнительное, запасное – гумусное. Как первое, так и второе в норме – симбиотическое, и лишь при невозможности симбиоза – автономное.
Иначе: растения питаются органикой так же, как и минералами – при возможности. Но научная агрономия почему-то выбрала только минеральную агрохимию.
Углеродное питание: воздух или почва?.
Менделеев жил в эпоху, когда людям ещё снились периодические таблицы…
Можно ли вообще сомневаться в классических азах ботаники? Например, в том, что растения поглощают углекислый газ из воздуха? Это же ещё Тимирязев блестяще доказал! Однако современная агрономия ставит это под большое сомнение. Поступление углерода в растение идёт, видимо, разными путями.
Мы с коллегами продолжаем обсуждать этот вечный вопрос, и вот что есть на сегодня.
Агрономия очень много говорит о минеральном питании. И создаётся иллюзия, будто бы оно – главное. Но рассмотрим сухую массу растений. Половина растительной ткани – углерод. Ещё 20 % – кислород, 15 % – азот, 8 % – водород. Итого – около 90 %, собственно, воздуха и воды. Ведь большая часть почвенного азота – тоже из воздуха. И только 5–7 % растения – зола, минералы: фосфор, калий, кальций и магний. Микроэлементов – сотые доли процента.
Налицо факт: самая важная часть растительного питания – углерод. А его единственным источником классика Тимирязева считает углекислый газ, СО2.
Растения лепят органику из СО2 и воды. Мы окисляем её обратно до СО2 и воды. Так и обмениваемся: мы – все едоки органики – даём растениям углекислый газ, а они нам – органику и кислород. Таков взгляд классики.
Но вот проблема: углекислого газа в воздухе катастрофически мало – всего 0,035 %. Культурным растениям, с их явно завышенной продуктивностью, его не должно хватать. Летом, в солнечный и безветренный день, вокруг листьев быстро создаётся «вакуум» углекислого газа, и чем выше от земли, тем больше его дефицит. В теплице, уже через шесть недель после внесения навоза, уровень СО2 падает до 0,01 %! Установлено: при такой концентрации СО2фотосинтез резко падает, а при ещё меньшей почти замирает.
Всё это как-то не вяжется с буйным процветанием растительного царства. Разве могли растения миллионы лет так рисковать своим выживанием?.. Например, высоко в горах, или на Крайнем Севере? Не поспешил ли Климент Аркадьевич[3], приписав поглощение СО2 только листьям?.. Если не листьями – как добывают растения столько углерода?
Вот осмысленные мною рассуждения А.И. Кузнецова и ещё нескольких опытников.
Углерод – да. Но откуда?
Пройдемся по графику, посмотрим, куда кривая вывезет…
Прежде всего: откуда берётся углекислый газ воздуха?
Энергия биомассы земных растений почти на два порядка больше, чем дают сейчас все виды топлива. Людей ещё и в помине не было, а 0,03 %, и даже в разы больше СО2 в воздухе уже были. Выходит, вовсе не наши костры, не машины и ТЭЦ поставляют углекислый газ в атмосферу. Такую прорву СО2 способны «выдохнуть» только те, кто съел, окислил всю растительную биомассу – обитатели почв и океанов.
3
Тимирязев.