Почвы с наибольшим количеством гумуса. Ведущий фактор плодородия разных типов почвы — гумус

Многие садоводы слышали о таком удобрении, как гумус, но мало кто точно знает о способах использования такой подкормки на приусадебном участке. Благодаря содержанию в гумусе различных полезных микроэлементов он широко используется садоводами, что позволяет существенно улучшить урожайность, улучшая состояние почвы на участке.

Вконтакте

Одноклассники

Определение понятия

Гумус - это целый комплекс азотных соединений, возникших благодаря минерализации различных растительных остатков под воздействием натуральных ферментов. Если говорить упрощенно, то это перегной, который получен за счёт длительной переработки в почве различной растительности. Такое удобрение отличается великолепной эффективностью, оно содержит различные азотные соединения, которые необходимы для роста и плодоношения овощам и фруктам.

Образование гумуса было бы невозможным без различных микроорганизмов и дождевых червей, которые обитают в почве. Благодаря жизнедеятельности дождевых червей такой субстрат обогащается всевозможными полезными веществами, приобретая свою особую ценность. Образование гумуса в компосте происходит при определенных условиях, в том числе минимальном доступе кислорода и высоких показателях влажности. Именно поэтому, если вы самостоятельно готовите гумус в компостной яме, ее необходимо обязательно сверху засыпать слоем земли толщиной в 50−70 сантиметров.

Такое натуральное удобрение будет содержать различные гуминовые кислоты, которые необходимы для полноценного развития различных растений. А также в субстрате содержатся фульвокислоты, которые в природе встречаются крайне редко, поэтому получить такой микроэлемент из обычного перегноя и перепревшего навоза будет затруднительно.

Такой субстрат - это не только великолепное удобрение, но и своего рода фильтр, который адсорбирует из почвы вредные соединения. Поэтому применение гумуса на участке позволит вырастить экологически чистый урожай с великолепными вкусовыми характеристиками. Подобное в особенности ценится теми садоводами, которые ведут исключительно чистое экологичное сельское хозяйство без использования какой-либо химии на приусадебном участке.

Определить gumus можно будет по характерному тёмно-коричневому цвету. Определение гумуса в почве может осуществляться по запаху, такое удобрение имеет запах перепревшей листвы и земли. Впрочем, в зависимости от преобладающей земли гумус может иметь различную влажность и отдавать торфом или перегноем.

Классификация почвы

В зависимости от содержания в почве такого органического субстрата принято выделяют четыре типа грунта:

• Малогумусные.
• Умеренногумусные.
• Среднегумусные.
• Гумусные почвы.

Первый тип земли содержит гумусовый слой с не более чем 1% от такого питательного субстрата. А вот в гумусных грунтах количество такого переработанного перегноя может достигать 5%, что позволяет обеспечить великолепную урожайность выращиваемых огородных культур. Отметим, что в черноземе количество питательного субстрата достигает 15 процентов.

Использование гумуса

Состав гумуса включает различные микроэлементы и азот, поэтому такое удобрение пользуется популярностью в садоводстве, позволяя улучшать показатели урожайности на приусадебном участке. Использование таких добавок позволяет существенно улучшить структуру почвы, полностью изменяя ее химический состав.

Такая подкормка может вноситься садоводом в почву извне, так и образовываться в земле естественным образом. Повысить содержание gumus в почве можно следующими четырьмя способами:

• На регулярной основе заделывать питательный субстрат в почву.
• Создавать собственные запасы такого удобрения.
• В почве создаются условия для развития микроорганизмов и червей.
• Учитывают севооборот, правильно чередуя выращиваемые культуры на грядках.

Самостоятельно получить gumus на приусадебном участке не составит труда. Необходимо вырыть большую по размерам яму, куда складывают различные пищевые отходы, выкорчеванные сорняки, опавшую листву и отходы урожая. В скором времени тут образуется компост , который будет переработан червями и различными почвенными микроорганизмами. В последующем можно вносить переработанный субстрат в почву на грядках, существенно улучшая показатели плодородности грунта.

Непосредственно заделывание гумуса в землю не представляет сложности. Субстрат необходимо равномерно заделать в верхний слой грунта, расходуя приблизительно на квадратный метр грядки около 5 килограмм такого питательного субстрата. Отличные результаты показывает использование этого природного удобрения при выращивании плодовых деревьев и кустарников . Поэтому можем порекомендовать вам использовать gumus при посадке многолетних растений и деревьев, улучшая характеристики почвы и обеспечивая плодовые культуры необходимым им питанием.

Гумус - это органический субстрат, содержащий большое количество азота и других полезных для растений микроэлементов. Образуется такой субстрат путем естественной переработки почвенными организмами различных растений и биологических остатков.

Глава 4. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ И ЕГО СОСТАВ

§1. Источники органического вещества и его состав

Важнейшей составляющей частью почвы является органическое вещество, которое представляет собой сложное сочетание растительных и животных остатков, находящихся на различных стадиях разложения, и специфических почвенных органических веществ, называемых гумусом.

Потенциальным источником органического вещества считают все компоненты биоценоза, которые попадают на или в почву (отмирающие микроорганизмы, мхи, лишайники, животные и т.д.), но основным источником накопления гумуса в почвах служат зеленые растения, которые ежегодно оставляют в почве и на ее поверхности большое количество органического вещества. Биологическая продуктивность растений широко варьирует и находится в пределах от 1– 2 т/год сухого органического вещества (тундра) до 30 – 35 т/год (влажные субтропики).

Растительный опад различается не только количественно, но и качественно (см. главу 2). Химический состав органических веществ, поступающих в почву, очень разнообразен и во многом зависит от типа отмерших растений. Большую часть их массы составляет вода (75 – 90 %). В состав сухого вещества входят углеводы, белки, жиры, воски, смолы, липиды, дубильные вещества и другие соединения. Подавляющее большинство этих соединений – высокомолекулярные вещества. Основная часть растительных остатков состоит главным образом из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и дубильных веществ, при этом наиболее богаты ими древесные породы. Белка больше всего содержится в бактериях и бобовых растениях, наименьшее его количество обнаружено в древесине.

Кроме того, органические остатки всегда содержат некоторое количество зольных элементов. Основную массу золы составляют кальций, магний, кремний, калий, натрий, фосфор, сера, железо, алюминий, марганец, образующие в составе гумуса органоминеральные комплексонаты. Содержание кремнезема (SiO 2) колеблется от 10 до 70 %, фосфора – от 2 до 10 % массы золы. Название зольных элементов связано с тем, что при сжигании растений они остаются в золе, а не улетучиваются, как это происходит с углеродом, водородом, кислородом и азотом.

В весьма малом количестве в золе встречаются микроэлементы – бор, цинк, йод, фтор, молибден, кобальт, никель, медь и др. Наиболее высокой зольностью обладают водоросли, злаковые и бобовые растения, меньше всего золы содержится в древесине хвойных пород. Состав органического вещества можно представить следующим образом (рис.6).

§2. Трансформация органического вещества в почве

Превращение органических остатков в гумус – сложный биохимический процесс, совершающийся в почве при непосредственном участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды. В этом процессе главная и решающая роль принадлежит микроорганизмам, которые участвуют во всех этапах образования гумуса, чему способствует огромная населенность почв микрофлорой. Животные, населяющие почву, тоже активно участвуют в превращении органических остатков в гумус. Насекомые и их личинки, дождевые черви измельчают и перетирают растительные остатки, перемешивают их с почвой, заглатывают, перерабатывают и выбрасывают неиспользованную часть в виде экскрементов в толщу почвы.

Отмирая, все растительные и животные организмы подвергаются процессам разложения до более простых соединений, конечной стадией которых является полная минерализация органического вещества. Образовавшиеся неорганические вещества используются растениями как элементы питания. Скорость процессов разложения и минерализации различных соединений неодинакова. Интенсивно минерализуются растворимые сахара, крахмал; достаточно хорошо разлагаются белки, гемицеллюлозы и целлюлоза; устойчивы – лигнин, смолы, воски. Другая часть продуктов разложения потребляется самими микроорганизмами (гетеротрофными) для синтеза вторичных белков, жиров, углеводов, образующих плазму новых поколений микроорганизмов, а после отмирания последних снова подвергается процессу разложения. Процесс временного удержания органического вещества в микробной клетке называется микробным синтезом . Часть продуктов разложения превращается в специфические сложные высокомолекулярные вещества – гумусовые вещества. Совокупность сложных биохимических и физико-химических процессов превращения органического вещества, в результате которых образуется специфическое органические вещество почвы – гумус, называется гумификацией. Все три процесса идут в почве одновременно и взаимосвязаны друг с другом. Трансформация органического вещества происходит при участии ферментов, выделяемых микроорганизмами, корнями растений, под влиянием которых осуществляются биохимические реакции гидролиза, окисления, восстановления, брожения и т.д. и образуется гумус.

Существует несколько теорий гумусообразования. Первой в 1952 году появилась конденсационная теория, разработанная М.М.Кононовой. В соответствии с этой теорией образование гумуса идет как постепенный процесс поликонденсации (полимеризации) промежуточных продуктов разложения органических веществ (сначала образуются фульвокислоты, а из них – гуминовые). Концепция биохимического окисления разработана Л.Н.Александровой в 70-е годы XX в. Согласно ей, ведущее значение в процессе гумификации имеют реакции медленного биохимического окисления продуктов разложения, в результате которых образуется система высокомолекулярных гумусовых кислот переменного элементного состава. Гумусовые кислоты вступают во взаимодействие с зольными элементами растительных остатков, освобождающимися в процессе минерализации последних, а также с минеральной частью почвы, образуя различные органо-минеральные производные гумусовых кислот. При этом происходит расщепление единой системы кислот на ряд фракций, различных по степени растворимости и строению молекулы. Менее дисперсная часть, образующая с кальцием и полуторными оксидами нерастворимые в воде соли, формируется как группа гуминовых кислот. Более дисперсная фракция, дающая преимущественно растворимые соли, образует группу фульвокислот. Биологические концепции гумусообразовапия предполагают, что гумусовые вещества – продукты синтеза различных микроорганизмов. Данная точка зрения была высказана В.Р.Вильямсом, она получила развитие в работах Ф.Ю.Гельцера, С.П.Ляха, Д.Г.Звягинцева и др.

В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования неодинаковы и зависят от взаимосвязанных условий почвообразования: водно-воздушного и теплового режимов почвы, её гранулометрического состава и физико-химических свойств, состава и характера поступления растительных остатков, видового состава и интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов.

Трансформация остатков происходит в аэробных или анаэробных условиях в зависимости от водно-воздушного режима. В аэробных условиях при достаточном количестве влаги в почве, благоприятной температуре и свободном доступе О 2 процесс разложения органических остатков развивается интенсивно при участии аэробных микроорганизмов. Наиболее оптимальными условиями являются температура 25 – 30 °С и влажность – 60 % от полной влагоемкости почвы. Но в этих же условиях быстро идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ, поэтому в почве накапливается относительно мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений (в сероземах и других почвах субтропиков).

В анаэробных условиях (при постоянном избытке влаги, а также при низких температурах, недостатке О 2) процессы гумусообразования идут медленно при участии, главным образом, анаэробных микроорганизмов. При этом образуются много низкомолекулярных органических кислот и восстановленные газообразные продукты (СН 4 , H 2 S), угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Процесс разложения постепенно затухает, и органические остатки превращаются в торф – массу слаборазложившихся и неразложившихся растительных остатков, частично сохранивших анатомическую структуру. Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве аэробных и анаэробных условий с чередованием периодов иссушение и увлажнения. Такой режим характерен для черноземов.

Видовой состав почвенных микроорганизмов и интенсивность их жизнедеятельности также влияют на образование гумуса. Северные подзолистые почвы в результате специфических гидротермических условий характеризуются наименьшим содержанием микроорганизмов с небольшим видовым разнообразием и низкой жизнедеятельностью. Следствием этого является медленное разложение растительных остатков и накопление слаборазложенного торфа. Во влажных субтропиках и тропиках отмечаются интенсивное развитие микробиологической деятельности и в связи с этим активная минерализация остатков. Сопоставление запасов гумуса в различных почвах с разным количеством микроорганизмов в них свидетельствует о том, что как очень слабая, так и высокая биогенность почвы не способствует накоплению гумуса. Наибольшее количество гумуса накапливается в почвах со средним содержанием микроорганизмов (черноземы).

Гранулометрический состав и физико-химические свойства почвы имеют не менее значительное влияние. В песчаных и супесчаных хорошо прогреваемых и аэрируемых почвах разложение органических остатков идет быстро, значительная часть их минерализуется, гумусовые веществ мало и они плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц. В глинистых и суглинистых почвах процесс разложения органических остатков при равных условиях происходит медленнее (из-за недостатка О 2), гумусовых вещества закрепляются на поверхности минеральных частиц и накапливаются в почве.

Химический и минералогический состав почвы определяет количество питательных веществ, необходимых для микроорганизмов, реакцию среды, в которой идет образование гумуса, и условия для закрепления гумусовых веществ в почве. Так, почвы, насыщенные кальцием, имеют нейтральную реакцию, которая благоприятна для развития бактерий и закрепления гуминовых кислот в виде нерастворимых в воде гуматов кальция, что обогащает ее гумусом. В кислой среде при насыщенности почв водородом и алюминием образуются растворимые фульвокислоты, которые имеют повышенную подвижность и ведут к большому накоплению гумуса. Закреплению гумуса в почве способствуют также глинистые минералы типа монтмориллонита и вермикулита.

В связи с различием в факторах, влияющих на образование гумуса, в разных почвах количество, качество и запасы гумуса неодинаковы. Так, в верхних горизонтах черноземов типичных содержится 10 – 14 % гумуса, серых темных лесных – 4 – 9 %, дерново-подзолистых – 2 – 3 %, темных каштановых, желтоземах – 4 – 5 %, бурых и серо-бурых полупустынных – 1 – 2 %. Запасы органического вещества в природных зонах также различны. Наибольшие запасы, по данным И.В.Тюрина, имеют различные подтипы черноземов, торфяники, серые лесные, средние – темно-каштановые, красноземы, низкие – подзолистые, дерново-подзолистые, сероземы типичные. В пахотных почвах Республики Беларусь содержится гумуса: в глинистых – 65 т/га, в суглинистых – 52 т/га, в супесчаных – 47 т/га, в песчаных – 35 т/га. Почвы Республики Беларусь в зависимости от содержания гумуса в пахотном слое делятся на 6 групп (табл. 3). В почвах других природных зон существуют свои градации в зависимости от содержания гумуса.

Таблица 3

Группировка почв Республики Беларусь по содержанию гумуса

В Республике Беларусь большая часть земель относится к почвам II и III групп, около 20 % – к почвам IV группы (рис. 7).

§3. Состав и классификация гумуса

Гумус – это специфическое высокомолекулярное азотсодержащее органическое вещество кислотной природы. Составляет главную часть органического вещества почвы, которая полностью утратила черты анатомического строения отмерших растительных и животных организмов. Почвенный гумус состоит из специфических гумусовых веществ, включающих гуминовые кислоты (ГК), фульвокислоты (ФК) и гумин (см. рис. 6), которые отличаются по растворимости и экстрагируемости.

Гуминовые кислоты – это нерастворимые в воде, минеральных и органических кислотах темноокрашенные высокомолекулярные азотсодержащие вещества. Они хорошо растворяются в щелочах с образованием коллоидных растворов темно-вишневой или коричнево-черной окраски.

При взаимодействии с катионами металлов гуминовые кислоты образуют соли – гуматы. Гуматы одновалентных металлов хорошо растворимы в воде и вымываются из почвы, а гуматы двух- и трехвалентных металлов в воде не растворяются и хорошо закрепляются в почвах. Средняя молекулярная масса гуминовых кислот равна 1400. Они содержат С – 52 – 62 %, Н – 2,8 – 6,6 %, О – 31 – 40 %, N – 2 – 6 % (по массе). Основные компоненты молекулы гуминовой кислоты – ядро, боковые цепи и периферические функциональные группы. Ядро гуминовых веществ состоит из ряда ароматических циклических колец. Боковыми цепями могут быть углеводные, аминокислотные и другие цепочки. Функциональные группы представлены несколькими карбоксильными (–СООН) и фенолгидроксильными группами, которые играют важную роль в почвообразовании, так как обусловливают процессы взаимодействия гуминовых кислот с минеральной частью почвы. Гуминовые кислоты составляют наиболее ценную часть гумуса, они увеличивают поглотительную способность почвы, способствуют накоплению элементов почвенного плодородия и образованию водопрочной структуры.

Фульвокислоты – это группа гумусовых кислот, остающаяся в растворе после осаждения гуминовых кислот. Это также высокомолекулярные органические азотсодержащие кислоты, в которых в отличие от гумусовых кислот содержится меньше углерода, но больше кислорода и водорода. Имеют светлую окраску (желтую, оранжевую), хорошо растворимы в воде. Соли (фульваты) также растворимы в воде и слабо закрепляются в почве. Фульвокислоты обладают сильнокислой реакцией, энергично разрушают минеральную часть почвы, вызывая развитие почвенного подзообразовательного процесса.

Соотношение между гуминовыми кислотами и фульвокислотами в разных почвах неодинаково. В зависимости от этого показателя (С ГК: С ФК) различают следующие типы гумуса: гуматный (> 1,5), гуматно-фульватный (1,5 – 1), фульватно -гуматный (1 – 0,5), фульватный (< 0,5). Качество гумуса, плодородие почвы зависят от преобладания той или иной группы. К северу и к югу от черноземов содержание гуминовых кислот в почвах уменьшается. Относительно высокое содержание фульвокислот наблюдается в гумусе подзолистых почв и красноземов. Можно сказать, что условия, благоприятствующие накоплению гумуса в почвах, способствуют и накоплению устойчивой и наиболее агрономически ценной его части – гуминовых кислот. Соотношение С ГК: С ФК имеет наибольшее значение (1,5 – 2,5) в гумусе черноземов, снижаясь к северу и к югу от зоны этих почв. При интенсивном использовании пахотных земель без достаточного внесения органических удобрений наблюдается снижение как общего содержания гумуса (дегумификация), так и гуминовых кислот.

Гумин – это часть гумусовых веществ, которые не растворяются ни в одном растворителе, представлены комплексом органических веществ (гуминовые кислоты, фульвокислоты и их органо-минеральные производные), прочно связанных с минеральной частью почвы. Это инертная часть почвенного гумуса.

Специфичность и состав гумусовых комплексов служит основой классификации типов гумуса. Р.Е.Мюллером предложена классификация лесных форм гумуса как биологической системы взаимодействия органических веществ, микробиоты и растительности. Среди этих комплексов выделяются 3 типа гумуса.

Мягкий гумус – муль образуется в лиственных или смешанных лесах с интенсивной деятельностью почвенной фауны при благоприятных гидротермических условиях и наличии достаточного количества оснований, прежде всего кальция, в подстилках и почвах, имеет слабокислую реакцию, равномерно пропитывает минеральную часть почвы и легко подвергается минерализации. В мулевых почвах почти не накапливается подстилка, так как поступающий опад энергично разлагается микробиотой. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты.

Грубый гумус – мор , содержащий большое количество полуразложившихся остатков, характерен для хвойных лесов, образуется при малом содержании зольных элементов в опаде, недостатке оснований и высоком содержании кремнезема в почве, имеет кислую реакцию, устойчив к воздействию микроорганизмов, минерализуется медленно при участии грибов. В результате медленного развития процессов гумификации и минерализации в почвах образуется мощный подстилочный торфообразный горизонтA 0 , состоящий из 3 слоев: а) слоя слаборазложившегося органического вещества (L), представляющего собой свежий опад, б) полуразложившегося ферментационногослоя (F), в) гумифицированного слоя (H).

Промежуточная форма – модер развивается в условиях достаточно быстрой минерализации растительных остатков, где значительную роль играет функциональная деятельность почвенных животных, измельчающих растительные остатки, что значительно облегчает их последующее разложение почвенной микрофлорой.

§4. Значение и баланс гумуса почвы

Накопление гумуса является результатом почвообразовательного процесса, одновременно сами гумусовые вещества оказывают большое влияние на дальнейшее направление процесса почвообразования и свойства почвы. Функции гумуса в почве очень разнообразны:

1) формирование специфического почвенного профиля (с горизонтом А), образование структуры почв, улучшение водно-физических свойств почвы, увеличение поглотительной способности и буферности почв;

2) источник минеральных элементов питания для растений (N, P, K, Ca, Mg, S, микроэлементы), источник органического питания гетеротрофных почвенных организмов, источник СО 2 в приземном слое атмосферы и биологически активных соединений в почве, что непосредственно стимулирует рост и развитие растений, мобилизирует элементы питания, влияет на биологическую активность почвы;

3) выполняет санитарно-защитные функции – ускоряет разрушение пестицидов, закрепляет загрязняющие вещества, снижая поступление их в растения.

В связи с разнообразной ролью органического вещества в плодородии почв актуальное значение приобретает проблема гумусового баланса пахотных почв. Как и любой баланс, гумусовый баланс включает статьи прихода (поступление органических остатков и их гумификация) и расхода (минерализация и другие потери). В естественных условиях почва чем старше, тем плодороднее: баланс положительный или нулевой, в пахотных почвах чаще – отрицательный. В среднем пахотные почвы теряют около 1 т/га гумуса в год. Для регулирования количества гумуса применяют систематическое внесение достаточного количества органического вещества в виде навоза (из 1 т навоза образуется ≈ 50 кг гумуса), торфяных компостов, посев многолетних трав, применение зеленых удобрений (сидератов), известкование кислых почв и гипсование щелочных.

Гумусное состояние почв служит важным показателем плодородия и определяется системой показателей, включающих уровень содержания и запасы органического вещества, его профильное распределение, обогащенность азотом (С: N) и кальцием, степень гумификации, типы гумусовых кислот и их соотношение. Отдельные его параметры служат объектом мониторинга окружающей среды.

Органическое вещество почвы представляет собой важнейшее звено обмена веществ и энергии между живой и неживой природой. Это комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Представлены в основном гумусом (на 80–90%); неспецифическими для почвы углеводами; жирами, белками, а также остатками растений, животных. Основным источником органического вещества в почве являются остатки зеленых растений.

Различают следующие формы нахождения органического вещества в почве.

1. Неразложившиеся или слаборазложившиеся остатки преимущественно растительного происхождения, буроокрашенные. Образуют лесную подстилку, степной войлок, торфяные горизонты. Это так называемый грубый гумус, или мор.

2. Остатки в стадии глубокого разложения, образующие рыхлую темно-бурую или черную массу, под микроскопом – полуразложившиеся остатки. Эта форма получила название модер (труха).

3. Специфические органические образования, представляющие собой собственно гумус, составляющие 85–90% от органического вещества почвы. Это – муллевая форма.

Состав органических остатков, поступающих в почву, довольно сложный. Основную массу их представляют углеводы – сахароза, фруктоза, глюкоза, крахмал, клетчатка. Вместе с органическими веществами в почву поступают азотсодержащие соединения – аминокислоты, белки, алкалоиды, а также лигнин, дубильные вещества, смолы, органические кислоты (щавелевая, лимонная, винная).

Органические остатки, поступившие в почву, подвергаются различным биохимическим и физико-химическим преобразованиям. Подъем ферментов, выделяемых микроорганизмами, изменяется анатомическое строение остатков, а сложные органические соединения распадаются на более простые – их называют промежуточными продуктами преобразования органических остатков.

Спектр промежуточных продуктов преобразования органических веществ, как видно, довольно разнообразный. Большая их часть окисляется до конечных продуктов – углекислого газа, воды, простых солей. А промежуточные продукты преобразования используются гетеротрофными бактериями для питания и построения плазмы и таким образом вновь образуются в сложные соединения – белки, углеводы и др. И, наконец, часть промежуточных продуктов участвует в синтезе гумусовых веществ.

Процесс синтеза этих веществ протекает в условиях биокатализа, действия ферментов, выделяемых микроорганизмами. Сущность этого процесса сводится к тому, что промежуточные продукты разложения opганического вещества, попадая под воздействием реакций биохимического окисления, поликонденсации, полимеризации, дают качественно новые органические соединения, которые называют гумусовыми, или перегнойными, а процесс их образования – гумификацией. Обычно под гумусом (от лат. humus – земля, почва) понимают группу темноокрашенных высокомолекулярных азотсодержащих органических веществ кислотной природы, большая часть которых – коллоиды. Собственно гумусовые вещества составляют 85–90% общего количества органических соединений почвы.

Наибольшее количество и качество гумуса дает травянистая растительность и ее корневая система. В образовании гумуса принимают участие простейшие животные почв и микроорганизмы, которые разрушают сложные органические вещества. Такой процесс называют биохимическим. В результате образуются две основные группы соединений: неспецифичный гумус (лигнин, целлюлоза, воски, смолы и др. полуразрушенные соединения) и специфический гумус (гуминовые и фульвокислоты, гумин). Специфический гумус выделяют щелочным реагентом. Та часть гумусовых веществ, которая не экстрагируется щелочью, называется гумином; экстрагируется щелочью и осаждаемая при окислении – гуминовой кислотой, а оставшаяся в растворе фракция – фульвокислотой. Строение гумуса очень сложное и не совсем выясненное. Фульвокислота наиболее подвижная, более агрессивная со светло-коричневым цветом. На Полесье она попадает в колодцы и создает в питьевой воде коричневый цвет. Лучший гумус тот, в котором преобладает гумин с гуминовой кислотой, как в наших дерновых почвах или в черноземных (Сr: Cф > 1). В большинстве почв суши преобладает фульватный состав гумуса. Наибольшее количество доброкачественного гумуса имеют черноземы (4–15%). Поэтому эти почвы самые плодородные.

Гумус в почве частично соединяется с глеем и коллоидными частичками, создавая органоминеральные соединения (хелаты). Они полезны тем, что замедляют минерализацию гумуса (создание золы – оксидов химических соединений), увеличивают содержание ценных элементов питания в доступной форме для растений и не дают возможность выносить удобрения в реки и озера.

В состав гумусовых включают и вещества исходных органических остатков (белки, углеводы, смолы и др.), промежуточные продукты преобразования органических остатков (аминокислоты, моносахариды, полифенолы и др.). В составе гумусовых веществ выделяют гумины – прочно связанный с минеральной частью почвы комплекс гумусовых кислот.

Установлено, что благоприятствует накоплению гумуса сочетание аэробных и анаэробных условий с чередованием периода достаточного и недостаточного увлажнения. В зависимости от отношения к различным растворителям выделяют следующие компоненты гумуса: фульвокислоты и гуминовые кислоты.

Велико значение гумуса в почвообразовании и формировании плодородия почв. Влияния гумусовых веществ на эти процессы разнообразное и весьма существенное. При участии гумуса образуются многие почвенные горизонты – А1 А2, В и др., формируется структура почвы и ее водно-воздушные свойства. Гумус повышает поглотительную способность почв, расширяет буферные возможности.

В гумусе накапливаются многочисленные элементы питания растений - N, Р, S, К, Са, микроэлементы, которые высвобождаются при разложении его гетеротрофами. Процессы разложения гумусовых веществ сопровождаются выделением углекислого газа, необходимого зеленым растениям для фотосинтеза.

Кроме того, гумус является источником биологически активных веществ в почве (ферменты, витамины, ростовые вещества), положительно влияющих на рост и развитие растений, мобилизацию элементов. Гумус выполняет и санитарно-охранную функцию: ускоряет разложение пестицидов, закрепляет загрязняющие вещества (сорбция, образование комплексов) и тем самым снижает их поступление в растения.

Количество гумуса, его качество (Гк/Фк), мощность гумусового горизонта в почвах различных географических зон неодинаково. Зональные типы почв отличаются и качеством гумуса. Большое влияние на гумификацию оказывает гранулометрический состав. Чтобы баланс гумуса в используемых почвах был положительным, необходимо систематически вносить в почву органические удобрения в достаточно высоких количествах. Положительно сказывается на повышении содержания гумуса в почве применение зеленых удобрений, травосеяние, известкование кислых почв и др.

Гумусовые горизонты формируются как результат непрерывной смены поколений растений. Лесная подстилка (Ао), промывной тип водного режима, фульватный тип гумуса – такова экологическая основа существования леса. А для трав – гумификация по гуматному типу, формирование темноокрашенной гумусовой толщи, аккумуляция в ней элементов питания.

Гумус как экологическая основа почвенного плодородия непосредственным образом влияет на условия жизнедеятельности растений, в том числе и культурных.

Просмотры: 4969

18.10.2017

Всем известно, что плодородный чернозем чрезвычайно богат гумусом (лат. «humus » - «земля, почва» ). Он образуется в результате преобразования животных и растительных органических остатков в стабильные питательные соединения, которые длительное время сохраняются в почве, способствуя росту и развитию растений.

В гумусе находится все необходимое для осуществления процесса фотосинтеза, поэтому он является своеобразным «хлебом» для растительных культур. Чем выше процентное содержание гумуса в почве и чем мощнее плодородный слой земли, тем лучше становится водный, воздушный и тепловой режимы грунта, тем благоприятнее среда для живущих в нем полезных микроорганизмов и бактерий, тем активнее происходит преобразование нитратов в углекислоты, тем больше вырабатывается полезных микро и макроэлементов. По этой причине сохранение и приумножение запасов гумуса является одной из приоритетных задач земледельцев.

В гумусе сконцентрировано девяносто восемь процентов всех запасов почвенного азота, шестьдесят процентов фосфора и восемьдесят процентов калия, поэтому природная сельскохозяйственная технология не дает сбоев.

Почва считается плодородной и благоприятной для выращивания растений, если содержание в ней гумуса составляет от трех до пяти процентов. Больше всего его содержит чернозем, структура которого формировалась на протяжении многих веков. Именно в черноземе происходит наибольшая активность микробов и бактерий, в нем же, как правило, массово обитают дождевые черви, которые способствуют образованию гумусовых соединений и играют важную роль в почвенных процессах.

В составе почвенного гумуса выделяют специфическую часть (85 - 90 % всего гумуса), представленную гумусовыми веществами, и неспецифическую часть (10 - 15%), представленную негумифицированными органическими веществами. Последние по своему составу могут, быть весьма разнообразны и включать: азотистые соединения (белки, ферменты, аминокислоты), углеводы (моносахариды, олигосахариды, полисахариды), липиды (жиры, воски, фосфолипиды), дубильные вещества (таннины, галловая кислота, флобафены и другие полифенолы), органические кислоты; кроме того, лигнины, смолы, спирты, альдегиды.

Гумусовые вещества почвы представлены гуминовыми и фульвокислотами, а также гуминами.

Как повысить содержание гумуса в почве?

Во-первых, следует каждый год компенсировать потери гумуса, израсходованные на выращивание культурных растений. Для этого аграриям необходимо ежегодно производить возврат органических веществ в виде удобрений назад в почву. В правильно подготовленном удобрении содержатся все необходимые соединения и элементы, призванные обеспечивать растениям полноценное и сбалансированное питание.

В качестве органики аграрии чаще всего применяют перегнивший навоз или измельченную солому, которая позволяет ежегодно увеличивать количество гумуса до семисот (!) килограмм на гектар площади.

Во-вторых, следует помнить, что внесение органики в почву – это лишь половина дела, поскольку земледельцам необходимо еще создать условия, при которых элементы питания будут легко усваиваться растениями. Для этого органические удобрения необходимо забороновать, чтобы они стали составляющей верхней плодородной части земли.

В-четвертых, для повышения уровня гумус, аграриям следует использовать растения – сидераты или так называемое «зеленое удобрение», то есть культуры, которые растут в качестве смежных и обладают при этом способностью усиливать действие других удобрений и ускорять микробиологические процессы в грунте. Как правило, сидерация представляет собой процесс выращивания растений с целью их последующей запашки. Для этой цели чаще всего применяют люпин (запашка этого зеленого удобрения равноценна внесению семидесяти (!)тонн навоза в расчете на один гектар площади) или другие бобовые культуры.

Люпин насыщен белковыми веществами и является превосходным источником биологического азота. В качестве сидеральных культур земледельцы используют также такие растения как: сераделла, клевер, донник, белая горчица, рожь и гречиха.

В-пятых, почву необходимо систематически разрыхлять, производя регулярное культивирование или мульчировать, применяя для мульчи торф, солому или отходы деревопереработки.

Аграриям следует также помнить о том, что применение традиционной отвальной технологии обработки земли постепенно ведет к снижению почвенного плодородия за счет интенсивного разложения органических веществ, чрезмерного распыления почвы и разрушения ее структуры. Поэтому в настоящее время все большую популярность у земледельцев завоевывает способ нулевой обработки почвы, который называется «No-Till» технологией, что означает «без рыхления, без обработки».

Данный способ обработки почвы позволяет не только сохранить гумус, но увеличивает скорость его образования.

Существует еще один метод безотвальной обработки земли, который имеет как ярых сторонников, так и противников – это способ обработки почвы с помощью плоскорезов, также создающий благоприятные условия для сохранения структуры гумуса.

На самом деле уровень плодородия почвы можно сравнить с депозитным счетом в банке. Если все деньги снять одним махом, доход сразу прекратится. Ровно также происходит и в агрономии. Если почву не подкармливать - это в итоге приведет к ее истощению и, соответственно снижению урожайности в будущем.

В любом случае обеспечение положительного баланса гумуса, а также сохранение и постоянное увеличение его запасов является гарантией получения стабильно богатого урожая.

Вы наверняка слышали, что гумус представляет собой важную часть огородной земли. Однако немногие дачники знают, что же это такое и почему он так важен.

На сегодняшний день существует много мифов и неверных представлений о почвенном гумусе, которые необходимо развенчать.

В действительности гумус является важнейшей составляющей огородного грунта - важнее, чем дождевые черви и органическое вещество. Однако в садоводческой литературе ему уделяют относительно мало внимания. В этой статье я постараюсь объяснить основные принципы огородничества, которые способствуют повышению в почве этого элемента.

Гумус: что это такое

До того, как давать определение самому понятию «гумус», давайте разберемся с похожими терминами, которые вносят ещё больше путаницы в головы садоводов.

Гумусовый слой почвы

Так обычно говорят о верхнем плодородном слое почве, который имеет насыщенно коричневую окраску и богат питательными веществами. Несмотря на то, что темный цвет почве придает именно гумус, сам он не является слоем в почве.

Гумусовая почва

Это понятие часто встречается на просторах интернета, при этом непонятно, что под ним подразумевается. В конце концов, любая почва содержит в себе какой-то процент гумуса, но ведь мы не называем ее «гумусом»... Таким образом, это словосочетание лишено всякого смысла.

Гумус = компост

Садоводы-огородники часто называют гумусом хорошо созревший компост. Даже в садоводческих центрах можно часто увидеть упаковки с удобрением, на которых написано «гумус» (а ведь это самый обычный компост!). На самом деле даже самый старый компост - это лишь полуразложившиеся остатки органических материалов и чтобы они превратились в истинный гумус, над ними должны потрудиться в течение нескольких лет почвенные микроорганизмы.

Гуминовые кислоты (гуматы)

Это составляющие части гумуса, которые не должны подменять общий термин. Хотя, надо сказать, уже успели завоевать сердца многих поклонников органического земледелия. В их основе лежат гуминовые веществ. Они, в свою очередь, включают гуминовые кислоты, фульвокислоты, гуматы, фульваты, а также гумины - прочные соединения гуминовых кислот и фульвокислот с почвенными микроорганизмами.

Гумификация - процесс создания гумуса

Компост и навоз - это НЕ гумус, но их внесение в почву является обязательным условием её плодородия

Лучший способ понять, что такое гумус, - это изучить, как он создается.

Остатки растений и животных состоят из органического вещества. К органическому веществу относят широкий спектр молекул, включая крахмалы, протеины, сахара, углеводы, аминокислоты и так далее.

Когда органика начинает разлагаться, микроорганизмы (в большинстве своём бактерии и грибки) разбивают данные молекулы на всё более и более мелкие части. В целом этот процесс очень сложный, и не имеет смысла описывать его детально.

Важнее знать, что подавляющая часть элементов питания извлекаются из органики благодаря жизнедеятельности этих самых микроорганизмов. И лишь после этого питательные вещества усваиваются растениями.

На каком-то этапе всё полезное из органики оказывается поглощенным растениями, в результате чего остается какая-то часть молекул, которая не может быть использована ни микроорганизмами, ни растениями. Это вещество и называется гумус . В основном оно состоит из углеродов, так что оно продолжает считаться органическим, однако микроорганизмы уже не в состоянии переработать такую субстанцию. Гумус отличается такой стабильностью, что может оставаться в почве без изменений на протяжении сотен и сотен лет.

Таким образом, гумус включает в себя очень крупные и сложные углеродистые молекулы. Последние исследования показали, что он также может состоять из более компактных молекул, собранных в сложноорганизованные комплексы. Словом, ученые продолжают изучать это загадочное вещество.

Однако уже сегодня достоверно известно, что качество почвы на участке напрямую зависит от содержания в ней гумуса, поэтому задачей каждого дачника является увеличение его процентного содержания в огородном грунте.

Гумус - основа почвенного плодородия

Перекопка почвы вредна для почвенных микроорганизмов и замедляет превращение органики в гумус

Так что же такое гумус и в чём заключается его роль в сохранении плодородия почвы?

Гумус похож на огромную губку, 90% веса от которой составляет вода. Благодаря этой воде, богатая гумусом почва остается влажной намного дольше, чем почва с малым количеством гумуса.

Гумус имеет отрицательный заряд, что означает, что многие элементы питания, в которых нуждаются растения, буквально приклеиваются к нему. В частности, к таким веществам относятся аммоний, кальций, магний, фосфор и так далее. Гумусовая губка удерживает эти питательные элементы и препятствует их вымыванию дождевыми осадками.

С другой стороны, когда корешок растения соприкасается с такими питательными веществами, он легко извлекает их из гумусовой губки. Конечно, этот процесс протекает немного сложнее, чем я здесь описала, но в целом гумус можно воспринимать как источник медленных удобрений для ваших растений.

Возможно, самым полезным свойством гумуса является его способность разрыхлять почву и улучшать ее структуру. В почве, в которой много гумуса, у растений развивается более мощная корневая система, которая может более эффективно усваивать воду, питание и, что главное, кислород.

Однако функции гумуса в почве этим далеко не исчерпываются:

• он обеспечивает здоровье почвенной среды;
• повышает устойчивость растений к заболеваниям и вредителям;
• способствует разложению в почве пестицидов, солей тяжелых металлов, радионуклидов и прочих вредностей до безопасных соединений;
• гумус повышает соединительные и фильтрующие свойства почвы.

Как увеличить содержание гумуса в почве

Садовый компост - сбалансированное эффективное удобрение и отличная замена покупной "минералке

Гумус создается каждый раз, как органический материал полностью разлагается. Каждый раз, когда вы добавляете органику в огородную почву, вы повышаете содержание гумуса в ее составе. Это происходит достаточно медленно, но если вы удобряете почву ежегодно, то количество гумуса в ней будет постепенно и неуклонно расти.

Оптимальная стратегия - это ежегодное обогащение огородного грунта средними дозами органики в форме навоза, компоста, перегноя, а также выращивание на участке сидеральных растений с их последующей запашкой.

Вы можете использовать любой вид органики. Но мне кажется, самый лучший вариант - это компост или листовой перегной. В этом случае вы всегда будете уверены в качестве того, что вносите в почву.

Вообще говоря, гумус в чистом виде приобрести невозможно. Все, что продается под этой маркой, по сути является компостом той или иной степени зрелости.

Если у дачника есть желание использовать на участке минеральные удобрения, то их необходимо совмещать с добавлением в почву органики. Будет вообще идеально, если органические остатки пройдут предварительную стадию компостирования до их запашки в верхний слой грунта.

В органическом веществе одинаково нуждается любая почва - как черноземная, так и малоплодородная. К сожалению, далеко не каждый дачник сегодня держит корову или кур, поэтому для создания компоста можно брать любые доступные средства: кухонные отходы, выполотые сорняки, опавшую листву и так далее. Так что не торопитесь сжигать то, что можно пустить в компост!

Также советую обратить внимание на удобрения с биогумусом, самые популярные из которых перечислены в .

Чтобы свежая органика превратилась в зрелый компост, вам придётся ждать от года до двух лет. Процесс можно ускорить за счёт регулярного перелопачивания кучи - тогда компост будет готов через 6-8 месяцев. Но не у каждого есть силы, время и желания по нескольку раз в месяц выполнять эту тяжёлую работу. Я получаю хороший спелый компост уже через 3-4 месяца после его закладки с помощью полива кучи раствором биопрепарата Bioforce «Compost» . Одной баночки такого ускорителя мне хватает на 2-3 сезона.

Дождевые черви: фабрика биогумуса

Для поддержания почвы в здоровом состоянии огромное значение имеют дождевые черви.

Это старый, но проверенный веками отличается невероятной эффективностью. Проходя через тело червя, почва распушается и обогащается биоактивными веществами. Кроме того, результатом жизнедеятельности этих почвенных жильцов является ускорение разложения органики и превращение ее в превосходный гумус.

Дождевые черви делают почву более водо- и воздухопроницаемой, а также служат надежным индикатором ее экологической чистоты (замечено, что при ежегодном и неумеренно применении минеральных удобрений количество червей в грунте резко снижается).

Так что дружите с этими маленькими тружениками и прогоняйте с участков !