Вселенная под ногами: как микробиом почв определяет жизнь на Земле

Почва – это гораздо больше, чем просто опора под ногами. Это одна из самых сложных и богатых жизнью экосистем на нашей планете, настоящая вселенная, скрытая от наших глаз, сообщает корреспондент Информационного агентства МАНГАЗЕЯ. В одной чайной ложке здоровой почвы обитает больше микроорганизмов, чем людей на Земле – примерно 6-7 миллиардов бактерий, несколько миллионов грибов и тысячи других микроорганизмов. Эта кипящая невидимая жизнь, ее активность и невероятное разнообразие являются фундаментом, на котором существует вся наземная жизнь.

Почвенный микробиом и его активность

– Почвенный микробиом – это сложнейшая совокупность всех микроорганизмов в почве: бактерий, архей, грибов, водорослей, простейших, нематод, – объясняет начальник отдела обеспечения исследования почв ФГБУ «ЦОК АПК», кандидат сельскохозяйственных наук Василий Луговкин. – Их деятельность служит двигателем всех ключевых биохимических процессов.

– Представьте себе гигантский подземный мегаполис, – продолжает эксперт. – Где одни микроорганизмы выступают в роли строителей, другие – переработчиков отходов, третьи – защитников, а четвертые – регулировщиков. Каждый из них выполняет свою уникальную функцию, и вместе они создают слаженно работающую экосистему.

Совместная деятельность почвенных микроорганизмов обеспечивает выполнение нескольких ключевых функций:

• Круговорот элементов питания: микробы разлагают органические остатки растительного и животного происхождения, высвобождая необходимые растениям питательные элементы – азот, фосфор, калий и другие. Без этого процесса была бы невозможна жизнь растений и функционирование всей пищевой цепи.

• Формирование почвенной структуры: грибной мицелий и продукты жизнедеятельности бактерий (слизь, полимеры) склеивают мелкие частицы почвы в устойчивые агрегаты-комочки, что обеспечивает аэрацию, влагоудержание и устойчивость к эрозии.

• Подавление болезней: богатое биоразнообразие здоровой почвы содержит антагонистические микроорганизмы, которые конкурируют с патогенами за ресурсы или подавляют их, вырабатывая природные антибиотики. Примечательно, что большинство известных антибиотиков, используемых в медицине, получены из почвенных микроорганизмов.

• Обезвреживание загрязнителей: микроорганизмы способны разлагать различные загрязнители, выполняя функцию природного очистного сооружения.

• Связывание углерода: почвенные микроорганизмы играют ключевую роль в глобальном цикле углерода, переводя его из органических остатков в стабильные формы почвенного органического вещества.

Биоразнообразие почвы: зачем нужны все эти виды

Биоразнообразие почвы представляет собой не просто набор видов, но сложную систему их взаимосвязей и функциональных ролей. Чем выше биоразнообразие, тем стабильнее и устойчивее почвенная экосистема. Потеря ключевых групп микроорганизмов приводит к снижению плодородия, устойчивости к стрессам и деструкции почвенных агрегатов.

— Значительное влияние на состояние почвенного микробиома оказывает антропогенная деятельность. Чрезмерное использование минеральных удобрений и пестицидов угнетает многие виды микробов, упрощая сообщество, — добавляет к мнению федерального эксперта свою точку зрения заведующая испытательной лабораторией Красноярского филиала ФГБУ «ЦОК АПК» Татьяна Насыпова.

Ограничение видового состава растительности способствует активизации лишь определенных групп микроорганизмов. Изменения микроклимата также оказывают существенное воздействие, поскольку активность почвенных микроорганизмов напрямую зависит от условий окружающей среды.

Как сохранить и повысить биоразнообразие почвы

Здоровье почвы начинается с заботы о ее невидимых обитателях. Сохранить и повысить биоразнообразие почвы можно с помощью следующих агроприемов:

• Внесение органики. Компост, побочные продукты переработки животноводства (ППЖ) и сидераты служат пищей для почвенных микроорганизмов и способствуют увеличению их видового разнообразия.

• Сокращение обработки почвы. No-till технологии помогают сохранить естественную структуру почвы и целостность микоризных сетей, необходимых для питания растений.

• Соблюдение севооборота. Чередование культур с разными типами корневых систем и характерами корневых выделений поддерживает разнообразие и баланс микробного сообщества.

• Минимизация применения пестицидов и агрохимикатов. Строгое соблюдение регламентов и сокращение использования средств химизации позволяет избежать угнетения и гибели полезных почвенных организмов.

— Микробиологическая активность и биоразнообразие почв — это не абстрактные научные термины, а ключевые показатели ее здоровья. Именно от них зависят плодородие земель, качество сельхозпродукции, чистота водных ресурсов и даже стабильность климата, — считает заведующая испытательной лабораторией Красноярского филиала ФГБУ «ЦОК АПК» Татьяна Насыпова.

Важность этой проблемы признана на международном уровне. Так, в рамках программы ООН по биоразнообразию сельского хозяйства была учреждена специальная инициатива по сохранению почвенного биоразнообразия. План действий на период 2020–2030 годов по реализации Международной инициативы был принят в решении 15/28 в качестве инструмента для поддержки осуществления Куньминско-Монреальской глобальной рамочной программы в области биоразнообразия.

Защита и восстановление этой невидимой экосистемы – прямая инвестиция в наше устойчивое будущее. Первый и самый важный шаг – осознать, что почва – это живой организм, а не безжизненный субстрат.