Минералы и почва
Этот великий секрет жизни ежедневно находится под нашими ногами - это почва. Уникальная система минералов, органических веществ, воды и газов, которая обеспечивает существование жизни на Земле. Это уникальное образование толщиной в несколько десятков сантиметров формировалось на протяжении многих тысячелетий в результате сложных процессов. Жизнь начинается с почвы, и от её состава зависит, какие растения будут встречаться в данной области, от растений - насекомые, от насекомых - животные. Количество пищевых цепей на суше неизмеримо велико, но всё начинается с почвы. Это фактор, определяющий биологическое разнообразие на суше, однако на Земле существует вид, который имеет склонность деградировать и даже уничтожать неизмеримые пространства этого уникального образования. Это человек.
Хотя площадь Латвии невелика, разнообразие почв заметно - у нас встречаются 17 из 32 основных групп почв, существующих в международной классификации. Такое разнообразие почв означало бы очень большое биологическое разнообразие, потому что на это также влияет фактор, что Латвия находится в зоне между тайгой и зоной широколиственных лесов, то есть у нас встречаются как южные, так и северные виды, кроме того, наблюдается как континентальный, так и морской климат, что дает возможность размножаться видам с самыми разнообразными требованиями, но почему биологическое разнообразие продолжает сокращаться? Этот вопрос следует задать тем людям, чья работа связана с уходом за почвой и её обработкой - фермерам и лесорубам (полной вырубке лесов). Именно в их руках ключ к биологическому разнообразию - почва. Разве этот факт сам по себе не заставляет задуматься, что в результате деятельности человека каждые сутки исчезает почти 200 видов растений и животных?
В настоящее время около 40% земли в мире отведено под сельскохозяйственные нужды. Почва пашется, удобряется и обрабатывается, то есть биологическая система, которая формировалась тысячелетиями, нарушается, но человек занимается сельским хозяйством как минимум уже 12 000 лет. Так почему же огромное снижение биологического разнообразия относится только к последним десятилетиям? Один из причин - это дисбаланс химических элементов в почве, вызванный интенсивным удобрением, критическое снижение количества органических веществ, вызванное длительным, ежегодным выращиванием монокультур, а также пестициды, которые приводят к снижению биологического разнообразия непосредственно в почве, которая является домом для четверти видов сухопутных живых организмов, которые в естественных условиях обеспечивают баланс минеральных элементов, газов и органических веществ в почве, то есть ключ к биологическому разнообразию.
Может ли удобрение почвы и, соответственно, получение большего урожая вызвать какие-либо проблемы? Да, дисбаланс минеральных элементов в почве. В естественных условиях концентрация минеральных элементов в почве зависит от родоначальника и его процессов разложения. Все эти элементы взаимодействуют у корней растений: один микроэлемент может снизить усвоение другого макрокомпонента растением и наоборот. За тысячи лет в природе сформировались уникальные механизмы саморегуляции, которые фермер с интенсивным сельским хозяйством пытается нарушить. Но как он это делает?
Один из способов - это интенсивное использование неорганических минеральных удобрений, которые в почве создают избыток многих химических элементов, но одновременно и дефицит многих элементов, потому что один химический элемент способствует усиленному усвоению другого элемента, например, азот способствует усвоению серы, кальция и магния. В свою очередь повышенное содержание фосфора, попадающее в почву, препятствует усвоению цинка, что фермер компенсирует, удобряя калием. Действительно, интенсивное обогащение почвы NPK (азотом, фосфором и калием) дает больший урожай. Фермер как будто научился обманывать растения, но что происходит с микроэлементами в почве? Те, количество которых в почве на килограмм составляет даже десятую долю миллиграмма, но тем не менее имеют огромное значение для обеспечения функций растения. Всем растениям, выращиваемым в монокультуре, необходимы одни и те же микроэлементы в большом количестве, и их запасы, к сожалению, исчерпаемы, но первые признаки, указывающие на этот дисбаланс, вовсе не меньший урожай, а болезни, с которыми фермер пытается бороться, каждый год увеличивая количество пестицидов, забывая, что монокультура - это абсолютно неприродное образование в природе, которое природа с помощью механизмов саморегуляции пытается уничтожить, освобождая место для биологического разнообразия.
В сельском хозяйстве постоянно растущие дозы пестицидов свидетельствуют о неспособности растений противостоять вредителям, однако причины этой неспособности следует искать в самой почве, её составе и разнообразии обитающих в ней микроорганизмов. Необходимо понимать, что вредители в природе - это абсолютно естественные и необходимые организмы, способствующие естественному отбору видов. Кроме того, сами растения имеют множество защитных механизмов, которые они используют для противодействия их атакам. Один из них - это твердая внешняя оболочка, для формирования которой используется кремний, но если в почве не хватает этого микроэлемента, растения не могут сформировать настолько плотную внешнюю оболочку, в результате чего в нее легко могут проникнуть различные грибки и другие организмы, способствующие болезням, растение также становится механически более легко повреждаемым. В итоге от недостатка кремния страдает и человек, потому что без кремния кальций в организме не может закрепиться и удержаться. В результате ослабевает качество тканей. Кальций в организме - это основной удерживатель щелочной среды, потому что способен притягивать даже два атома кислорода, в отличие от других минералов, которые могут притягивать только один атом. Поэтому кальций играет очень важную роль в обеспечении кислотно-щелочного pH баланса. Если этот баланс нарушен, организм больше не может обеспечить гомеостаз, и это, в свою очередь, способствует многим современным популярным болезням.
Однако не только растения и люди страдают от недостатка микроэлементов, на обитающие в почве микроорганизмы это влияет так же сильно. Механизм прост - если нет кирпичей, дом построить нельзя. Но для биологического разнообразия микроорганизмов в почве большое значение имеет обеспечение естественных защитных механизмов растений. Они в почве выделяют самые разнообразные вещества, которые растение, усваивая через корни, использует для обеспечения защитных механизмов. Чем больше этих организмов и чем больше их разнообразие, тем успешнее растение способно противостоять вредителям, но пестициды убивают эти организмы.
Микроэлементы и макрокомпоненты напрямую зависят от органических веществ в почве, которые являются их источником в почве. Обитающие в почве микроорганизмы минерализуют органические вещества, освобождая химические элементы в доступной для них форме. Это естественный цикл обращения веществ, который в природе существует уже миллионы лет, позволяя сформироваться миллионам видов большого биологического разнообразия, но что же такое органическое вещество в почве? Это все живущие в почве организмы и остатки мертвых организмов в различных стадиях разложения. При уменьшении этих веществ почва теряет свою плодородность. Функции органических веществ в почве очень важны, без них в почве невозможна жизнь. Они абсорбируют большое количество воды, позволяя растениям выживать даже в сухой и песчаной почве, уменьшают уплотнение почвы, риск эрозии. Благодаря органическим веществам в мировых почвах содержится в 2 раза больше углерода, чем в атмосфере, но что происходит с органическими веществами в почве в условиях конвенционального сельского хозяйства?
Уменьшение органических веществ - одна из самых серьезных проблем почвы в мире, однако, учитывая существующие методы управления в условиях современного конвенционального сельского хозяйства, эта проблема не является неожиданностью. В отличие от биологического сельского хозяйства, урожай получают, используя неорганическое, а не органическое удобрение, то есть органические вещества не возвращаются обратно в землю, их количество уменьшается, и происходит уплотнение почвы - её деградация. Этот процесс неблагоприятно влияет на организмы почвы, потому что у них уменьшается доступ к воде и кислороду, и постепенно их количество в почве уменьшается, к этому также способствуют все более возрастающие дозы пестицидов. Без этих организмов прекращается циркуляция веществ в почве, то есть и органических веществ в почве нет.
Однако есть еще одна серьезная проблема. С уменьшением органических веществ в почве минеральные вещества больше не могут удерживаться в ней, и удобрение, используемое в интенсивном сельском хозяйстве, все больше попадает из почвы в реки, озера, моря, вызывая эвтрофикацию и, следовательно, дефицит кислорода в воде, создавая мертвые зоны, где жизнь невозможна, как это уже происходит на огромных площадях в Балтийском море, но не стоит забывать, что это удобрение попадает также в грунтовые воды, то есть - в наш стакан с водой.
Считается, что жизнь на Земле началась в океане, однако время, когда процессы на суше мало влияли на происходящее в океане, ушло миллионы лет назад. Сегодня как суша, так и атмосфера, так и мировые воды взаимосвязаны таким уникальным циклом жизни, что каждому организму - от самой маленькой бактерии до самого большого млекопитающего - на планете отведена своя экологическая ниша, и от его существования зависят длинные пищевые цепи бесчисленных организмов. Наша планета - уникальная система жизни. Почва связана с водами и атмосферой самым прямым образом.
Отличие от нас заключается в том, что природа прекрасно может существовать без человека. Мы можем только предполагать, как, например, растения выживают и размножаются в песчаных, неплодородных почвах. Как для таких растений листья могут быть богаты всеми редкими минеральными элементами, которых никогда не будет у растений, выращенных в монокультурных полях? И не только в тех, которые уже деградировали, но и в совсем недавно обработанных, с еще неиспользованными запасами минеральных элементов. В почве есть уникальное, невидимое образование, которое живет в симбиозе с растениями и обеспечивает их питательными веществами и водой, а взамен получает углеводы от растений. Это называется микоризой - гифами грибов и корневым пучком растений. Это уникальная система, в которой участвует примерно 90% растений, папоротников и мхов. Проведено много исследований по изучению роли микоризы в поглощении минеральных элементов. Грибы микоризы гидролизуют органические соединения и способствуют, например, доступности фосфора и азота для растений, также микориза способствует усвоению цинка. Как это происходит? Очень просто - гифы грибов увеличивают поверхность всасывания корней, и таким образом, все минеральные элементы, находящиеся в почве, становятся доступными растению, не требуется дополнительное удобрение, но почему это не происходит в монокультурах традиционного земледелия? При каждой механической обработке почвы сеть грибов разрушается. Также следует учитывать влияние определенных видов фунгицидов на существующую в почве микоризу. В наши дни актуальны исследования гиф как способа взаимодействия растений. Гифный сеть в почве связывает корни всех растений, и через эту сеть растения могут передавать предупреждающие сигналы другим растениям, и те растения, которые получили этот сигнал, начинают активно вырабатывать вещества, которые защищают от воздействия вредителей. Это естественный механизм, с помощью которого природа сама способна прекратить нападение вредителей.
Однако у микоризы есть еще одна очень важная функция, которая является весьма актуальной. Она способна поглощать тяжелые металлы, изолируя их в структурах грибов, тем самым снижая концентрацию металлов в корнях растений и, следовательно, во всем растении, но, к сожалению, неорганическое удобрение и пестициды способствуют замене цикла обращения веществ, происходящего в микоризе, на циклы, связанные с бактериями, которые менее эффективны и продуктивны. В монокультурах традиционного земледелия микориза не может полностью выполнять свои функции.
Устроив монокультуры, со временем возникает дисбаланс минералов, что способствует появлению различных болезней и вредителей, фермеры вынуждены использовать пестициды во все возрастающих дозах, поскольку растения становятся все слабее. Благодаря пестицидам урожай в течение некоторого времени не уменьшается, однако количество органических веществ продолжает снижаться, вызывая уплотнение почвы, ущерб живым организмам почвы. Фермеры, стремясь спасти несбереженное, продолжают удобрять поля, которые затвердели и уже не могут удерживать это удобрение, и все это все больше попадает в воду, вызывая эвтрофикацию и стремительное разрушение видов не только в водах Латвии, но и по всему миру. Почва, сложившаяся тысячелетиями, деградировала и превратилась в бесплодную пустыню, она все больше становится массой для удержания корней растений, но все, что фермеры распылили и насыпали в почву, не исчезает никуда. Все эти вещества попали в глобальный цикл веществ, влияя на нас прямым образом, например, через воду, которую мы наливаем из колодца и пьем.
Монокультуры - это антиприродное образование, которое гораздо более чувствительно к любым изменениям окружающей среды, потому что человек уничтожил в них биологическое разнообразие - природную защитную барьеру от созданных самими же вредителей и болезней. Деградированная почва, конечно, может восстановиться. Природа умнее человека, но это не происходит за одно или два поколения. Единственный устойчивый способ хозяйствования - это органическое земледелие, при котором берется из почвы столько, сколько она может вернуть обратно. Человек пытается изменить процессы саморегуляции природы, сложившиеся за миллионы лет, но природа умнее и в борьбе с интенсивным земледелием все равно победит, а человек в этой борьбе отдаст самое дорогое - свое здоровье. Этот процесс, к сожалению, уже начался.
Почва - это основа, на которой основывается жизнь на суше. К сожалению, результаты исследования Организации Объединенных Наций не обнадеживают - если человек не изменит текущую стратегию земледелия, почва исчезнет с лица Земли через 60 лет, а значит, исчезнет и человек, потому что существование человеческого вида полностью зависит от почвы. Но в чем же проблема современного земледелия? Почему людям грозит голодная смерть, если каждый год отходы составляют пятую часть от производимой в мире продовольственной продукции? Ответ весьма прост: желание извлечь из земли больше, чем она способна дать. Для этой цели фермеры используют два оружия: минеральные удобрения и пестициды. Но последствия обоих этих оружий не ограничиваются только эутрофикацией водоемов и ущербом здоровью человека. Пестициды - это не только история о вреде насекомых, это история о разрушении всей нашей планеты, и объяснение этому довольно простое. Фермеры используют пестициды, чтобы уничтожить вредителей, но вредители могут легко нанести вред сельскохозяйственным культурам только потому, что они слабы. И причиной этой слабости является сниженное или даже уничтоженное биологическое разнообразие почвы, потому что именно микроорганизмы, обитающие в почве, производят вещества, которые позволяют растению естественным образом защищаться от вредителей. Постоянное использование пестицидов разрушает микроорганизмы почвы, и если нет микроорганизмов, нет и органических веществ. В конечном итоге результатом такой стратегии земледелия является деградировавшая почва - пустыня.
В этом кадре из фильма можно увидеть, что происходит с почвой через несколько десятилетий при использовании пестицидов и минеральных удобрений (слева), а рядом (справа) видна та же почва в тот же период времени, но правильно управляемая биологически.
Но деградированная почва означает не только голод для человека, это также разрушенный микроклимат - часть общего климата, поддерживающая процессы на планете и медленно разрушается. Тогда остается только с грустью наблюдать за природными катастрофами, о которых сообщают в новостях и на климатических конференциях, но на этих конференциях никто никогда не показывает спутниковые снимки NASA, на которых видно, что именно весной, то есть во время вспашки, земля окрашивается в красный цвет из-за выбросов CO2. Господа в костюмах продолжают годами говорить о старых автомобилях и их "огромных" выбросах. Никто не утверждает, что нужно отказаться от сельского хозяйства, наоборот, сельское хозяйство - наш последний шанс спасти планету от трагического разрушения, потому что именно в почве можно удержать огромное количество выбросов CO2. Ключ к этому - биологическое земледелие, прекращение вырубки лесов и их посадка на деградированную почву, а также популяризация таких технологий, как No-Till, с помощью которых можно выращивать сельскохозяйственные культуры без вспашки, и такие технологии давно уже изобретены. Разрушение почвы нужно прекратить, планете нужно вернуть зелень. В противном случае планета погибнет, и это произойдет очень скоро, однако, как говорится в фильме "Поцелуй землю", "избавьте нашу почву в надежде, что почва может спасти нас".
Для такой земли, как показано в этом документальном фильме, за такое наследие наши дети и внуки будут рады?
Даже если в таких полях фермеров будут все минералы, необходимые организму человека, но если почва с пестицидами и монокультурами деградирована и уничтожено биологическое разнообразие, растения не могут усвоить все минералы в необходимом количестве, потому что не работает синергия, то есть взаимодействие растений и микроорганизмов. Растения болеют. Пестициды и лекарства - это правильное решение?
Возможно, виновников пандемии следует искать также в Министерстве сельского хозяйства, под чьим благословением щедро поддерживаются конвенциональные фермеры, деградирующие почву.
Янис Пентюшс