В научной литературе промелькнула гипотеза, что не гумус увеличивает урожай, а само по себе органическое вещество. Запахивая в почву растительные остатки (бурьян, специально высеянные травы, такие, как люпин), можно уже на второй год после освоения лишенной гумуса породы получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Этот прием носит название сидерация — зеленое удобрение почвы. Высокие урожаи культур при сидерации связывают с улучшением физических свойств почв.
Высокогумусные почвы и почвы с запаханными растительными остатками обладают более высокой, чем лишенные органического вещества почвы, влагоемкостью, меньшей плотностью, большой порозностью. В этих почвах лучше водный режим и газообмен. Запашкой растительных остатков можно улучшить любой пустырь, любой отвал горной породы (конечно, не содержащий токсичных веществ, таких, как сульфиды), любую эродированную почву, у которой снесен водой или ветром верхний гумусовый слой.
То, что высокогумусовые почвы обладают хорошими физическими свойствами, известно давно. Очевидно, это качество и должно сыграть свою роль в повышении урожая. Но не только это. Химики установили, что гумус обладает буферностью к воздействию разных химических веществ, например минеральных удобрений. Это свойство он сообщает почве. Гумус может закреплять микроэлементы, чем, во-первых, спасает их от выноса из почвы, а, во-вторых, в случае химического загрязнения снимает их токсичность. Гумус, как и другие природные органические вещества и образования, например подстилка из хвои и листьев в лесу, — это кладовая некоторых нужных растению веществ, в особенности азота. Но освобождается этот азот очень медленно. Наблюдения многих исследователей показали, что при разложении опада листьев и трав содержание в них азота уменьшается медленнее, чем содержание углерода. И отношение углерода к азоту в гумусе меньше, чем в спаде. Следовательно, азот гумуса малодоступен. Однако это свойство может быть и полезным: гумус не дает возможности азоту потеряться из почвы, выноситься с водой (правда, в черноземах опасность выноса питательных веществ из профиля почвы мала: для этого с осадками в черноземы поступает недостаточно воды).
Существует еще одна гипотеза высокого плодородия гумуса. Она связана с биогеоценологическим принципом, сформулированным академиком В. Н. Сукачевым. Это так называемая микробиологическая теория.
Известно, что растение тесно связано в своей жизни с микроорганизмами. Микробы живут на листьях растений, на их корнях. Они фиксируют из воздуха азот, разрушают органические вещества и освобождают из них питательные элементы. Микроорганизмы могут выделять в почву ферменты и тем активизировать почвенные процессы. И может быть, плодородие высокогумусных почв (главным образом черноземов) — не в самом гумусе, не в законсервированных в нем соединениях азота и даже не в благоприятных физических свойствах, создаваемых гумусом. И то, и другое, и третье играет важную роль в жизни растений и биогеоценозов. Но может быть, самая главная роль гумуса — это создание благоприятного режима, благоприятных условий для жизни микроорганизмов. А уже микробы помогают растению, снабжая его и азотом, и другими питательными элементами, и, возможно, микроэлементами. Кстати, микроэлементы обычно заключены в плохо растворимых минералах и характер их освобождения еще не изучен. Если учесть, что в процессе эволюции живого вещества нашей планеты микроорганизмы появились значительно раньше, чем растения, то ясно, что именно последние должны были «согласовывать» свое существование с микроорганизмами, как «согласовывает» с ними свое существование человек.
Не природа гумуса (она важна, но не в плане плодородия), а скорее само количество и тот микробиоценоз — совокупность микроорганизмов, который создается благодаря этому гумусу — вот, согласно изложенной гипотезе, причина плодородия гумуса. И в этом, быть может, самое главное участие гумуса в создании почвенного плодородия.
Таким образом, чернозем как наиболее гумусная почва обладает множеством благоприятных для растения свойств, которые многие ученые рассматривают как свойства идеальной почвы. Правда, нельзя сбрасывать со счетов и другие свойства почв. Практика показывает, что выпаханные черноземы, отнюдь не потерявшие запасы гумуса, часто становятся менее плодородными из-за их распыления, разрушения структуры, ухудшения физических свойств. Конечно, в оценке роли почвы в питании растений необходимо также учитывать вид растений. Все сказанное о плодородии черноземов в первую очередь относится к хлебным злакам и корнеплодам. В то же время, например, чайный куст требует кислых почв, как и некоторые другие растения. Но во всех почвах гумус оказывает благоприятное воздействие как на свойства самих почв, так и на урожай растений.