Содержание гумуса в различных типах почв таблица. Ведущий фактор плодородия разных типов почвы — гумус

Содержание гумуса в большинстве пахотных почв уменьшается. Количество гумуса снижается в распаханных почвах таких крупных государств Мира, как России, США, Канада, Австралия и ряд других. В какой-то мере данная проблема решена в развитых странах с высокой культурой земледелия, например, в Германии и Японии. Бездефицитный баланс гумуса достигнут в пахотных почвах Прибалтийских государств и Белоруссии. В Красноярском крае в почвах пашни дефицит гумуса ранее составляет 0,23т/га в год, а в настоящее время он возрос до 0,42т/га в год.

Причины снижения количества гумуса в почве:

– отсутствие достаточной культуры земледелия;

– при возделывании сельскохозяйственных культур в почву поступает мало растительного вещества. Главным образом, по причине того, что в агроэкосистемах его меньше продуцируется, чем в естественных ценозах, и в связи с отчуждением урожая;

– интенсивные обработки почвы, которые приводят к чрезмерной минерализации гумуса, а использование тяжелой техники, типа К-700, Т-150, приводит к припахиванию безгумусного горизонта и разбавлению содержания гумуса в пахотном горизонте почвы;

– внесение минеральных удобрений, что усиливает минерализацию гумуса;

– парование почв, в результате чего усиливается минерализация гумуса. Вместе с тем, в паровое поле поступает очень мало растительного материала;

– насыщение севооборотов пропашными культурами, от которых в почву поступает мало растительного материала;

– ветровая и водная эрозия, приводящая к смыву и выдуванию гумусовых веществ вместе с мелкоземом. Эрозия наносит наиболее ощутимый вред, и может привести к полному уничтожению гумусового горизонта;

– неправильное орошение и осушение.

Все эти процессы ведут к уменьшению содержания гумуса, и, в конечном счете, к деградации и уничтожению почвы. Чтобы этого не происходило необходимо регулировать количество и качество гумусовых веществ в почвах.

К основным мероприятиям по регулированию количества и состава гумуса относятся: внесение в почву органических удобрений (навоз, компосты, торф); применение зеленых удобрений; посев многолетних трав; известкование кислых почв и гипсование солонцов; рациональные севообороты и минимальная обработка почвы; противоэрозионные мероприятия.

Органические удобрения это хороший источник гумусовых веществ. При систематическом применении органических удобрений даже в наиболее бедных дерново-подзолистых почвах постепенно возрастают запасы гумуса, а в составе гумуса увеличивается содержание гуминовых кислот, улучшаются водно-физические свойства почвы, развивается полезная микрофлора.

Возделывание многолетних трав (люцерна, клевер, злаковые травы) способствует накоплению большого количества растительных остатков, из которых образуется гумус, улучшаются структура почвы, водно-воздушный и питательный режимы почвы.

Известкование и гипсование регулирует реакцию почвы, создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, тормозит процессы разрушения и выноса органического вещества. Так, в кислых почвах накопление гумуса при известковании обусловлено тем, что внесение кальция вместе с мелиорантом уменьшает его вымывание из почвы.

Противоэрозионные мероприятия способствуют сохранению и накоплению гумуса. Например, проектирование защитных лесных полос – одна из мер по сохранению гумусного состояния почв.

Контрольные вопросы

1. Понятие «органическое вещество почвы».

2. Источники органического вещества в почве.

3. Химический состав источников гумуса.

4. Процессы воздействующие на органические остатки в почве.

5. Состав гумуса.

6. Показатели гумусного состояния почв.

7. Значение и роль гумуса.

8. Мероприятия по регулированию гумусного состояния почв.

9. Дегумификация почв. Ее причины.

Тема 1.3. ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ И ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ (лекция)

Гумус – слово, знакомое практически всем тем, кто увлечен выращиванием цветов, овощей, плодовых деревьев и кустарников. Но, если опытные садоводы, точно знают что это такое и имеют практический опыт, то любители-новички часто теряются. «Что такое гумус, как правильно его использовать, можно ли приготовить самостоятельно?» – вопросы, часто возникающие на садоводческих форумах.

Первое что приходит в голову человеку, услышавшему слово гумус – компост, перегной, навоз. В принципе, с обыденной точки зрения этого вполне достаточно, но, для совершенствования мастерства садоводства и огородничества, необходимо ознакомится с темой подробнее. Как известно, теоретические знания дают более глубокое понимание практической работы.

С научной точки зрения гумус – содержащиеся в почве органические соединения пригодные для пищи растений. Это важный момент. Только богатая гумусом земля будет плодородной и порадует садовода пышной зеленью растений и обильным урожаем.

Как образуется гумус

В природе так заведено, что все живое, погибая, падает на землю и попадает в круговорот питательных веществ. Органические остатки, скапливаясь, образуют поверхностный слой, который и является источником энергии для всех растущих на земле представителей флоры.

Из-за особенностей строения ни деревья, ни кустарники, ни травы неспособны поглощать органику напрямую. Для роста и развития им требуется «переработанная пища» – полезные вещества в виде мельчайших частиц, способных вместе с влагой впитаться в корневую систему. В процессе приготовления питательной среды для растений участвует неисчислимое количество маленьких помощников. Плодородная составляющая образуется вследствие деятельности всех живых существ, обитающих в почве.

В слое естественного грунта обитает огромное количество разнообразных организмов:

• бактерии
• грибы
• простейшие
• лишайники
• насекомые
• беспозвоночные

По подсчетам ученых, за один год в каждом гектаре плодородного слоя почвы образуются микроорганизмы общим весом около тонны! У любого из этих существ своя роль. Каждый вид выбирает еду, исходя из своих вкусовых предпочтений, в итоге перерабатывая мертвую органику и превращая её в новые химические соединения.

Мельчайшие микроорганизмы начинают пищевую цепочку, перерабатывая наиболее легкоразлагаемые частицы. Более крупные элементы потребляют бактерии и грибы, производя кислоты, необходимые для процесса образования более сложных и более питательных соединений.

Самыми главными же в процессе производства полезного гумуса бесспорно являются кольчатые черви. Множество видов этих тружеников обитает в живой плодородной почве. Все они, поедая разложившиеся органические остатки, производят питательный гумус. Кроме того, прорывая в грунте ходы, черви отлично перемешивают грунт и разрыхляют его, насыщая влагой и кислородом.

[!] Одомашнивать дождевых червей для производства гумуса было предложено еще в середине 20 века.

Образование питательного для растений плодородного слоя процесс динамический. Сложные органические соединения постоянно синтезируются и разлагаются, поэтому накапливание пласта гумуса происходит неравномерно и сильно зависит от факторов окружающей среды.

В условиях теплого и влажного климата разложение и переработка отмирающей растительности происходит очень быстро и слой гумуса не успевает накапливаться. В холодных суровых условиях, напротив, образование питательной среды сильно замедлено, да и количество сырья в виде отмирающей органики крайне невелико.

Оптимальным для накапливания биологически насыщенного и плодородного гумуса является умеренный климат без излишней влаги. Именно в таких условиях происходит самое активное накопление массивного слоя плодородной почвы.

Роль гумуса в природе

Значение гумуса в экосистеме сложно переоценить. По сути, этот элемент является одним из главных средств восполнения биоресурсов планеты.

• Важнейшая составляющая гумуса — гуминовая кислота способствует быстрому росту и развитию корневой системы растений.
• Разложение органических составляющих сопровождается выделением углекислоты, необходимой для дыхания растений.
• Образование устойчивой по структуре, влажной и насыщенной кислородом почвы. Гумус способствует разрыхлению чрезмерно плотных грунтов, в то же время, скрепляя излишне сыпучие субстраты, тем самым препятствуя эрозии почвы.
• Является средой обитания микроорганизмов и бактерий, способствующих процессу переработки и образования полезных веществ и органических соединений.
• Связывает токсичные вещества в неактивные соединения, тем самым ограничивая их распространение.
• Темная окраска почвы обусловлена высоким содержанием черного гумусного пигмента. Это способствует высокому поглощению солнечного тепла и прогреванию плодородного слоя.
• Высокое содержание химических элементов. В процессе переработки органической составляющей высвобождаются в пригодном для питания растений виде — фосфор, азот, калий и масса других полезных элементов.

Типы почв, содержащих гумус

Для простоты восприятия и оценки грунта с точки зрения практического садоводства, почвы, содержащие плодородный гумусовый слой можно разделить на три типа:

1. Чернозем формируется в благоприятных условиях, умеренном климате с достаточной влажностью. Характеризуется высокой биологической активностью микроорганизмов при низкой кислотности среды. Содержит высокий процент полезных минеральных веществ. Чернозем благоприятен для роста и развития растений.
2. Подзолистая почва — наиболее ярким примером является хвойный лес. Слой гумуса состоит в основном из грубых органических остатков. Это происходит из-за высокой вымываемости полезных органических соединений и минералов, перемещающихся в глубинные слои грунта. Оставшийся обеднённый слой характеризуется слабой биологической активностью и высокой кислотностью, малоблагоприятной для роста растений.
3. Торфяная почва формируется на заболоченных участках, зачастую образовывая мощные гумусовые слои. Однако, в своем первозданном виде торфяной слой к выращиванию растений мало пригоден. Проблема кроется в излишней влажности, препятствующей развитию перерабатывающих гумус организмов, и избыточной кислотности среды. Тем не менее, торф является своего рода хранилищем ценного органического сырья. При устранении недостатков в таком грунте активно развиваются микроорганизмы, способствующие высвобождению питательных для растений веществ.

Чернозем, подзолистая почва, торфяная почва

Как и когда использовать гумус. Что такое компост

В условиях природной среды процесс образования плодородного слоя происходит естественным путем: отмирающие травы, плоды и листья деревьев опадают на землю и формируют питательную среду. При выращивании культур на приусадебном участке обновление гумуса ограничено, большая часть плодов и растений исключается из естественного цикла, попадая к нам на стол. Тем более природное обогащение почвы гумусом невозможно при разведении комнатных цветов в домашних условиях.

Гумус является пищей, необходимой растениям. Со временем количество полезных веществ, содержащихся в грунте уменьшается, и зеленые питомцы начнут чахнуть или даже погибать — необходимо восстановить плодородность. Для поддержания неизменно плодородной среды требуется регулярная подкормка.

В качестве материала используемого для увеличения содержания гумуса в почве можно использовать компост, навоз, птичий помет. В зависимости от типа подкормки отличается и производимый ею эффект.

Например, птичий помет, практически всегда применяемый в разведенном водой виде, относится к быстроразлагающейся органике. Это значит, что, полезные элементы сразу поступают в грунт и усваиваются растениями.

[!] При применении птичьего помета следует быть очень осторожным, состав материала токсичен и при попадании на листья, стебли и корни растений способен вызвать сильные ожоги. Негативного эффекта можно избежать, если вносить удобрения осенью, после уборки урожая, либо использовать подкормку в сильно разбавленном водой виде, в пропорции 1:10.

Навоз и компост, напротив, перерабатываются медленно, но создают постоянную благоприятную среду для обитания и развития микроорганизмов, в итоге существенно обогащая почву полезными минералами и соединениями на долгий срок.

В большинстве случаев применяются отходы жизнедеятельности крупного рогатого скота. Из всевозможных вариантов наиболее популярен коровий навоз. Он легкодоступен, хотя, по степени богатства полезными веществами и эффективности использования он довольно сильно уступает конскому.

Также в качестве удобрений используются овечий, свиной и даже кроличий помет. Применение этого типа удобрений в своем первозданном виде нежелательно, перед внесением в грунт правильнее будет дать сырью отлежатся. Наиболее агрессивные реакции завершатся, и химическая среда в удобрении станет безопасной для растений.

Конечно же, наиболее естественной и подходящей для питания растений и образования гумуса средой, будет компост. Особенно с учетом того, что практически каждый садовод способен изготавливать это полезнейшее удобрение прямо на своем участке.

Компост – это перепревшие органические остатки растительного происхождения. Практически вся отмирающая зелень годится для производства компоста. Основная ценность этого вида удобрений заключается в том, что останки флоры содержат в себе именно тот набор полезных веществ, который необходим живым развивающимся растениям.

Все типы органических удобрений роднит одно – они абсолютно безвредны для человека, что позволяет получить полностью экологически чистые продукты.

Применять органические удобрения для обогащения почвы и питания растений можно практически на всех этапах роста зеленых питомцев:

• замачивание семян и черенков в питательном растворе,
• добавление гумуса при выгонке рассады,
• удобрение при высадке в грунт,
• полив взрослых растений растворенными в воде органическими удобрениями,
• опрыскивание садовых культур для подготовки к зимнему периоду.

Как самостоятельно приготовить компост в домашних условиях

Для приготовления компоста на своем участке необходимо органическое сырье, правильно оборудованное место и соблюдение технологии.

В качестве сырья годятся практически все отходы растительного происхождения, образующиеся на приусадебном участке:

• трава, солома, опавшие листья, срезанные побеги,
• плоды, шкурки, очистки, шелуха овощей и фруктов,
• стружки и опилки, образовавшиеся при работе с древесиной,
• бумажные отходы.

Наполнение компостной кучи

Добавление органики животного происхождения нежелательно. Разлагающаяся плоть, молочные отходы, жиры, кости являются источниками неприятного запаха, болезнетворных инфекций и привлекают насекомых. Разумеется, лишними в компосте будут и всевозможные синтетические отходы — пластик, полиэтилен, резина. Вредные при производстве компоста элементы:

• молочные продукты,
• экскременты кошек и собак,
• прессованные опилки (ДСП, ДВП),
• частицы больных растений,
• любые неорганические отходы.

[!] Если в компостную кучу попадут растения, болеющие, например, или другими грибковыми заболеваниями – вся органика будет заражена и непригодна для применения.

Процесс гумификации органики происходит при помощи многочисленных микроорганизмов, для развития которых требуется благоприятная и питательная среда, что следует учесть при подготовке компостного материала.

Оптимальными условиями для развития микроорганизмов является теплая, в меру влажная среда с доступом кислорода. Для равномерного распределения питательной среды складировать материал для компостирования следует слоями. Кроме того, послойная укладка позволит чередовать плотные пласты с более рыхлыми и избегать слёживания. При отсутствии возможности правильно организовать компостную кучу, стоит, по крайней мере, регулярно перемешивать образовавшуюся массу, разрыхляя структуру и обеспечивая доступ кислороду.

Место для приготовления удобрений в принципе может быть любым, главное соблюсти необходимые для образования гумуса условия и некоторые меры предосторожности:

• Не следует размещать компост в непосредственной близости от источника водозабора питьевой воды, особенно если водонесущий пласт пролегает неглубоко.
• Стоит учесть, что в теплое время года компост может распространять не очень приятные запахи.
• Желательно выбрать затененное место во избежание чрезмерного высыхания компоста

Компостная яма или компостная куча

Как правило, используется два вида хранилищ — компостная яма и компостная куча.

Яма – довольно простой способ организации. Для её устройства достаточно вырыть грунт на глубину до 0,5 м, оптимальная длина и ширина ямы – 1,5м на 1,5м. Для удобства эксплуатации можно укрепить стены углубления подручными материалами. Нелишним будет предусмотреть и съемную крышку. Эта деталь придаст не самому красивому объекту на участке эстетичный внешний вид, обезопасит от неприятных падений и кроме того позволит сохранить влагу и тепло, необходимые для процесса переработки.

Основными недостатками такого способа хранения является неудобство манипуляций с материалом и значительный риск скапливания излишков жидкости. Впрочем, если грунт на участке не слишком плотный и имеется влагоотводящая песчаная подложка, то замокания и закисания компоста не произойдет. С неудобством перемешивания и изъятия материала можно смириться, поскольку производить эти действия придется не так уж и часто.

К процессу оформления компостной кучи можно подойти как творческой, так и с чисто практической точки зрения. Главное требование — создание комфортной среды обитания перерабатывающих органику микроорганизмов.

Простейшим вариантом будет наваливание горки из прелой листвы, открытой всем ветрам. Однако, это не очень правильное решение. Желательно найти на участке уголок, закрытый как минимум с двух сторон, либо, соорудить из подручных материалов некоторое его подобие. В таком хранилище преющая органика не будет рассыпаться и, самое главное, сохранит объем, препятствующий излишней потере влаги.

Габариты кучи в длину, ширину и высоту должны составлять примерно 1,5м на 1,5м на 1,5м. Перед закладыванием сырья на переработку основание площадки, во избежание скопления излишков жидкости, нужно выложить дренирующим материалом. Для этих целей подойдет песок, гравий, частая сетка. Сверху компост можно накрыть слоем соломы либо чем-то подобным. Простейшая компостная куча готова.

Компостные кучи из различных материалов

При желании можно реализовать свой дизайнерский потенциал и декорировать кучу компоста. Можно поступить еще проще и приобрести готовый вариант в виде специального контейнера или ящика. Впрочем, внешний вид компостной кучи не влияет на качество получаемых удобрений.

Оформление компостной кучи

Сроки созревания перегноя составляют приблизительно 1 — 2 года и сильно зависят от внешних факторов. Влияние оказывают: температурный режим, качество закладываемого сырья, качество навозных ферментирующих добавок, активности микроорганизмов в прилегающей почве. Процессу способствует ряд операций.

Из всех сложных, взаимосвязанных процессов происходящих в почвах, наиболее важное значение имеет регулирование направленности трансформации органического вещества и, прежде всего, образования и минерализации гумуса.

Стабилизация гумусового состояния почв позволяет оптимизировать агротехнические приемы возделывания культур. Содержание гумуса в почвах в значительной мере определяются приходом растительных остатков, коэффициентом их гумификации и скоростью минерализации органического вещества.

Применение известковых и минеральных удобрений сопровождается усилением процессов минерализации органического вещества почвы, однако за счет увеличения количества послеуборочных растительных остатков вследствие лучшего развития растений образование гумусовых веществ может преобладать над процессами минерализации. В то же время при запашке одинакового количества органического вещества в разных климатических зонах накапливается различное количество гумуса в почве.

Содержание гумуса в почве для определенных почвенно-климатических условий, несмотря на варьирование, представляет собой довольно стабильную величину, и для ее заметного увеличения требуется применение высоких доз органических удобрений. При этом, чем выше содержание гумуса в почве, тем больше требуется органических удобрений для его поддержания на данном уровне.

В зависимости от климатических условий и гранулометрического состава при стабильном поступлении растительных остатков содержание гумуса в почвах стабилизируется на определенном уровне.

Содержание гумуса оказывает большое влияние на плотность почвы. Установлено, что уплотняемость почв в результате прохода по полю тяжелой техники и последующее действие уплотнения почв на рост и развитее сельскохозяйственных культур проявляется по-разному в зависимости от содержания в них органического вещества и гранулометрического состава. При содержании в дерново-подзолистых и серых лесных суглинистых почвах гумуса, соответственно, менее 2% и 3,5%, после однократного прохода тяжелых сельскохозяйственных машин плотность почвы увеличивается до 1,3-1,5 г/см 3 , а при содержании в этих почвах гумуса более 3% и 5% — до 1,25-1,28 г/см 3 . При этом после весеннего оттаивания, уплотненные осенью хорошо гумусированные почвы, восстанавливают плотность до исходного равновесного состояния, в то время как на слабогумусированных уплотненность снижается очень медленно. Поэтому на всех почвах для снижения их плотности и повышения устойчивости к переуплотнению необходимо систематическое применение органических удобрений.

При уплотнении почв и, прежде всего, пахотного слоя, резко снижается эффективность органических и минеральных удобрений. Установлено, что многократный проход тяжелой обрабатывающей техники по полю, и особенно по посевам, снижает урожайность зерновых культур на 10-20%, многолетних трав на 20-30 и овощных культур на 30-40%. Вследствие переуплотнения почвы увеличивается в 1,4-1,8 раза ее сопротивление обработке. На уплотненных почвах ослабленные растения сильнее страдают от болезней, вредителей и неблагоприятных погодных условий. Наиболее эффективными способами улучшения биологических, физико-химических свойств почв являются совместное применение известковых и органических удобрений, а также расширение посевов многолетних бобовых трав. Необходимо отметить, что определенные физические свойства почвы (водный, воздушный и тепловой режимы) важны не сами по себе, а в большей мере для обеспечения оптимальных условий внутрипочвенной трансформации веществ, обусловливающих нормальное произрастание растений.

Уплотненные почвы отличаются низкой микробиологической активностью, слабой водо — и воздухопроницаемостью, поэтому после выпадения осадков на полях в понижениях застаивается вода, а со склоновых земель значительная часть дефицитной воды теряется с поверхностным стоком, вызывая эрозию почвы даже при небольших склонах.

На малогумусных уплотненных почвах значительно снижается доступность растениям природных запасов элементов питания, урожайность и эффективность удобрений. Плотность почв обусловливается их гранулометрическим составом и содержанием гумуса. Оптимальная плотность почвы зависит от биологических особенностей растений. Для зерновых и зернобобовых культур, однолетних и многолетних трав оптимальная плотность песчаных и супесчаных почв составляет 1,30-1,40, суглинистых — 1,15-1,25, глинистых -1,05-1,10 г/см 3 , для пропашных культур, соответственно — 1,25-1,30; 1,10-1,20 и 1,0-1,05 г/см 3 .

Наряду с агрофизическими свойствами почвы, продуктивность сельскохозяйственных растений в значительной мере зависят от её агрохимических свойств и, прежде всего, рН среды, гидролитической кислотности, емкости катионного и анионного обмена, суммы и состава поглощенных оснований, степени насыщенности ППК основаниями и содержания элементов питания.

Наибольшей способностью обменно поглощать катионы обладают органические коллоиды, илистая и близкие к ней фракции почв. Частицы крупнее 0,01 мм (крупная пыль — 0,01-0,05 мм, песок 0,05-1 мм), состоящие преимущественно из полевых шпатов и кварца, не проявляют заметной катионообменной способности.

Важно отметить, что почвенный поглощающий комплекс (ППК) не является каким — либо целостным материальным носителем обменных катионов. Он представляет собой варьирующую для разных почв совокупность тонкодисперсных коллоидных и предколлоидных частиц минеральной и органической, неживой и живой природы, обладающих ионообменной способностью.

Состав обменных катионов служит одним из основных показателей пищевого режима почвы. Более 98 % доступных растениям катионов адсорбировано на поверхности ППК и лишь 1-2 % находится в почвенном растворе. Благодаря динамичному равновесию между обменнопоглощенными катионами и катионами, находящимися в почвенном растворе, их концентрация в нем довольно стабильна и обусловливается содержанием ионов в ППК. Изменения содержания элементов питания в почвенном растворе, вызываемые потреблением их растениями или внесением удобрений, обычно незначительны, поскольку ионы адсорбированные ППК выступают в виде буфера.

Обменные макро — и микроэлементы являются непосредственным источником питания растений. В агрохимической практике определение обменного К + , Mg2 + , Cu 2+ , Zn 2+ , Mn 2+ и Co 2,3+ служит для оценки уровня обеспеченности ими сельскохозяйственных культур и буферности почвы, характеризующей стабильность содержания отдельных элементов питания в почвенном растворе несмотря на постоянное потребление их растениями.

Содержание гумуса в почве находится в постоянном динамическом равновесии. Несмотря на относительно высокую устойчивость гумуса к микробиологическому разложению (его возраст составляет 500 — 5000 лет) в почве постоянно происходят процессы его минерализации и новообразования. Поэтому гумусовое состояние почв зависит от того, какой из этих процессов преобладает — минерализация или гумификация.

Количество гумуса является одним из важнейших показателей почвенного плодородия. Его запасы в значительной степени определяют агрохимические, агрофизические и биологические свойства почвы. Богатые гумусом почвы отличаются высокой буферностью в отношении многих факторов — пищевого, водного, температурного и воздушного режимов. В таких почвах снижаются потери элементов питания от вымывания, повышается скорость разложения пестицидов, уменьшаются затраты растений, особенно корне — и клубнеплодных, на механическую работу их корневой системы на деформацию и смещение почвенных агрегатов во время роста, значительно снижаются энергетические затраты на обработку почвы. Содержание гумуса зависит от почвенно-климатических условий, структуры посевных площадей, интенсивности обработки почвы, количества применяемых удобрений и мелиорантов. При длительном использовании почв в качестве пашни гумус непрерывно минерализуется, а элементы питания отчуждаются с урожаем или в результате непроизводительных потерь. Наибольшие потери гумуса вследствие его минерализации и эрозионных процессов происходят в парующей почве и под пропашными культурами по сравнению с многолетними травами и зерновыми культурами.

Поэтому при разработке мероприятий направленных на поддержание или повышение плодородия почвы важно проводить расчеты гумусового баланса.

Баланс гумуса в почве может быть бездефицитным, если его приход (образование) в результате гумификации свежих растительных остатков и органических удобрений полностью уравновешивает расход за счет минерализации и эрозии почвы. Баланс считается положительным, когда количество вновь образованного гумуса превышает его расход, и отрицательным, если приход гумуса не компенсирует его потери. Расход гумуса рассчитывают по интенсивности его минерализации в конкретных условиях.

Установлено, что в Нечерноземной зоне в дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах под культурами сплошного сева (зерновыми, зернобобовыми, травами) ежегодно минерализуется около 0,8-1,2% (0,4-0,8 т/га) гумуса, под пропашными культурами (картофель, свекла, капуста и др.) — 1,6-2,0%, в парующей почве — 2,53.0%. В черноземных почвах коэффициенты минерализации примерно в 2 раза ниже (0,5; 1,0 и 1,5% , соответственно), чем в дерново-подзолистых, однако в количественном отношении, вследствие более высокой их гумусированности, под культурами сплошного сева минерализуется 0,8-1,2 т/га гумуса. В легких песчаных и супесчаных почвах интенсивность минерализации гумуса в пахотном слое в 1,5 -2 раза выше, чем суглинистых.

Примерный расход гумуса можно также рассчитать по методу, предложенному И. В. Тюриным (1956 г.), в основу которого положен вынос азота с урожаем и коэффициент использования минерализованного азота почвы растениями за период вегетации. В настоящее время в Нечерноземной зоне России в среднем около 85% азота, отчуждаемого с урожаем основной и побочной протекцией, приходится на азот органического вещества почвы и остальная небольшая часть (15%) на азот органических и минеральных удобрений, а также азот поступающий с осадками, пожнивными остатками бобовых и за счет азотфиксации несимбиотическими бактериями. Коэффициент использования минерального азота почвы (включая азот текущей минерализации) растениями составляет примерно 70%. Учитывая, что доля азота в гумусе составляет около 5% (1/20 часть), можно определить количество минерализовавшегося гумуса за период вегетации. Например, урожаем озимой пшеницы 2,0 т/га выносится с 1 га около 60 кг азота, доля азота гумуса в урожае (85%) — 51 кг. Исходя из того, что используется около 70% минерального азота, почвы, общий размер минерализованного азота почвы равен 51: 0,7 = 73 кг/га, а количество минерализованного гумуса — 1,45 т/га (73 кг -20).

Примерные коэффициенты гумификации послеуборочных растительных остатков и органических удобрений (%):

1. Многолетние бобовые травы — 0,25

2. Многолетние злаковые травы — 0,20

3. Зерновые и зернобобовые культуры — 0,18-0,20

4. Однолетние травы на сено — 0,18-0,20

5. Однолетние травы на зеленую массу — 0,12-0,15

6. Картофель, корнеплоды, овощи — 0,05-0,08

7. Навоз крупного рогатого скота — 0,20-0,25

8. Торф низинный — 0,25-0,30

9. Торфонавозные компосты — 0,25

Количество пожнивных и корневых остатков зависит от урожайности, биологических особенностей сельскохозяйственных культур и определяется по массе основной продукции с учетом поправочных коэффициентов.

При расчете гумусового баланса в севообороте учитывают расходные (размер минерализации под каждой культурой) и приходные статьи — образование гумуса за счет органических удобрений и пожнивно-корневых остатков.

Например, при возделывании ячменя на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, содержащей 3% гумуса (около 90 т/га гумуса в пахотном слое почвы), текущая минерализация составляет 1% от валового его содержания в почве или 0,9 т/га.

Далее можно определить количество пожнивно-корневых растительных остатков ячменя. При урожае 30 ц/га их в почве останется примерно 36 ц/га. Умножая массу пожнивно-корневых остатков ячменя на коэффициент их гумификации (0,20), находим, что приход вновь образованного гумуса составит 0,8 т/га. Таким образом, при возделывании ячменя отрицательный баланс гуммуса составил 0.1 т/га (0,9 т — 0,8 т).

Проведя аналогичные расчеты по всем культурам севооборота, можно определить баланс гумуса (разница между приходом и расходом) по полям и в целом за ротацию.

Установлено, что для поддержания гумусового равновесия дерново-подзолистых почв легкого гранулометрического состава обеспеченность органическими удобрениями должна составлять 12-14 т/га, средне — и тяжелосуглинистых — 10-12 т/га. В серых лесных почвах и черноземах сохранение содержания органического вещества почвы на исходном уровне (стабилизация) возможно при обеспеченности навозом соответственно 8 -10 и 6-8 т/га, соответственно. Систематическое применение более высоких (низких) доз органических удобрений, чем необходимо для поддержания бездефицитного баланса гумуса в почве, приводит вначале к заметному повышению (снижению) его содержания, а затем содержание гумуса стабилизируется на определенном новом количественном уровне.

В то же время как максимальное, так и минимальное содержание гумуса имеет свои границы, зависящие от природных условий, типа почвы, ее хозяйственного использования и гранулометрического состава, обусловливаемого количеством физической глины (тонкодисперсных вторичных минералов) в ней. Минимальное содержание гумуса в почве наблюдается при резко несбалансированной системе земледелия — длительном паровании почв или возделывании пропашных монокультур без применения органических и минеральных удобрений.

В этих условиях баланс органического вещества в почве находится на самом низком уровне динамического равновесия, а почва практически перестает терять гумус.

Максимальное содержание гумуса равно величине, при которой систематическое внесение органических удобрений в дозах значительно превышающих компенсирующие, не сопровождается увеличением гумуса в пахотном слое.

Большое влияние на агрохимические, физические и биологические свойства почвы, а, следовательно, и на условия произрастания растений оказывает реакция почвы. От реакции среды существенно зависит доступность растениям макро — и микроэлементов элементов, эффективность удобрений, активность и групповой состав почвенной микрофлоры, скорость минерализации растительных остатков и химического выветривания почвенных минералов, характер гумусообразования (соотношение гуминовых и фульвокислот), состав вторичных минералов и направленность почвообразовательного процесса в целом. В свою очередь реакция среды обусловливается многими перечисленными выше процессами, протекающими в почве. Избыточная кислотность почвы, особенно при высоком содержании активного алюминия, является одной из главных причин низкой продуктивности сельскохозяйственных культур и вызывает отрицательные экономические и экологические последствия. В частности, на этих почвах на 30-40% снижается эффективность минеральных удобрений, в 3-5 раз увеличивается накопление в растениях тяжелых металлов и радионуклидов. Подвижный алюминий многократно усиливает отрицательное действие кислотности на сельскохозяйственные растения, активность микрофлоры и доступность элементов питания. Алогичное влияние оказывает также алюминий подпахотных горизонтов почвы.

Негативное действие ионов Н + и Al 3+ на растения зависит не только от их количественного содержания в почве (мг-экв/100 г), но и их доли (%) занимаемой в составе поглощенных катионов — степени насыщенности емкости катионного обмена основаниями (Са 2+ , Mg 2+ , К + и Na +). По Д. Хиссинку, степень насыщенности почв основаниями показывает, какая часть (доля) ЕКО приходится на поглощенные основания.

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 !

Плодородность и гумус – понятия, которые тесно связаны между собой. С латинского языка этот термин переводится, как почва либо земля. Хотя сегодня аграрии без проблем выращивают культуры на гидропонике или искусственном грунте, все же без этого компонента плодородия не обойтись. Чтобы повысь процент урожайности, для начала необходимо узнать, что такое гумус почвы, а затем рассмотреть процесс его образования.

Гумус – это…

Экологические словари в один голос говорят, что это перегной растений в тандеме с органическими отходами животных. Еще в давние времена наши предки заметили, что чем темнее земля, тем обильные и качественные урожаи она дает. Именно окраска – первый признак, который говорит о наличии в грунте питательной среды для корневой системы растений.

Так как же образуется гумус? В верхнем слое грунта происходят сложные биохимические процессы – разложение органических останков без кислорода. Они не могут происходить без участия:

• животных;
• почвенных микроорганизмов;
• растений.

Отмирая, они оставляют после себя весомый след в почвообразовании. Здесь также скапливаются разложившиеся продукты жизнедеятельности этих организмов. В свою очередь, такие органические вещества обладают устойчивостью к воздействию микробов, что позволяет им накапливаться в почвенном горизонте.

Эта биомасса служит настоящим депо для всех высших организмов. Содержащиеся в ней компоненты насыщают корни растений энергией, а также питают их всеми необходимыми элементами:

• гумином;
• гумусовыми кислотами;
• гуминовыми соединениями.

Мощность такого покрова может достигать (в умеренных широтах планеты) до 1,5 метра. В некоторых территориях он составляет 10-16 % земли, а в других – всего 1,5%. В то же время торфяники содержат около 90% таких органических образований.

Формирование гумуса напрямую зависит от процесса минерализации – разложение биомассы (под воздействием кислорода) на простые минеральные и органические соединения. В нормальных природных условиях это происходить равномерно, без ущерба гумификации.

Состав

Прежде чем обратить внимание на полезные свойства этого почвенного покрова, нужно рассмотреть его состав. Наибольшая концентрация полезных элементов содержится исключительно в верхней части горизонта. При углублении их становится меньше, поскольку все «участники» этого процесса обитают на уровне 50-70 см от поверхности. Поэтому образование плодородных слоев невозможно без:

• определенных видов грибов;
• дождевых червей;
• бактерий.

Переработка органических компонентов, а также экскрементов беспозвоночных животных приводит к образованию бесценного гумуса. Именно черви имеют решающее значение в его формировании. Стоит отметить, что в 1 м² перегноя обитает около 450-500 особей. Каждый из них поедает растительные остатки и бактерии. Откладываемая ими органика составляет большой процент питательной биомассы. В состав гумуса входят такие химические элементы (процент зависит от типа почвы):

1. Фульвокислоты (30 – 50%). Азотосодержащие растворимые (высокомолекулярные) органические кислоты. Они приводят к образованию соединений, которые разрушают минеральные образования.
2. Гумины (15 – 50%). Сюда относятся элементы, которые не закончили процесс гумифицирования. При этом их жизнедеятельность зависят от минералов.
3. Воскосмолы (от 2 до 6%).
4. Гуминовые кислоты (7 – 89%). Являются нерастворимыми, хотя под воздействием щелочей могут распадаться на отдельные элементы. В каждой из них содержится один из ведущих компонентов: азот, кислород, водород и углерод. Когда кислоты контактируют с другими компонентами, то в почве могут образовываться соли.
5. Нерастворимый остаток (19 – 35%). Это относится к различным сахаридам, ферментам, спиртам и прочим элементам.

В таблице содержания гумуса в основных группах почв показано количество азота и углерода на каждые 100 либо 20 см грунта. Измерение проводится в т/га. Так выглядит общая картина запасов плодородных угодий в России.

Если слишком часто и в огромных количествах вносить удобрения (минеральные, в частности, ), то это приведет к быстрому разложению биомассы. В первые годы урожайность, конечно, возрастет в несколько раз. Но с течением времени объем плодородного слоя существенно уменьшится, а урожайность ухудшится.

Полезные свойства

В земледелии самым главным считается сохранение этого органического горизонта. За последние полвека из-за эрозии на территории России, а также Украины верхний покров уменьшился почти вполовину. Воздействие ветра и воды привели к сдуванию/смыванию богатых слоев почвы. Содержание гумуса в грунте экологи и аграрии считают как фактором плодородия, так и главным критерием при покупке угодий. Ведь именно он отвечает за качественные характеристики почвы, и вот по каким причинам:

Органические соединения защищают угодья от тлетворного влияния тяжелых химических веществ, образованных в результате деятельности человека. Эти элементы «консервируют» смолистые углероды, соли, металлы и радионуклиды, оставляя их навечно в недрах земли и не давая растениям их усваивать.

Единственная проблема всех земледельцев – природная зона выращивания культур, а также типы почв, в которых содержание гумуса (таблица приведена в статье) разительно отличается. Поэтому, чтобы повысить плодородность своих угодий, нужно определить уровень биомассы в них, беря за основу природные условия региона.

Карта запасов гумуса

В местностях, где очень суровый климат, процесс образования почвы проходит катастрофически медленно. Из-за слабого прогревания верхнего слоя растения и микроорганизмы лишаются благоприятных условий для полноценного существования.

Тундра

Здесь можно увидеть огромные участки, состоящие из хвойных деревьев и кустарников. Склоны в основном покрыты мхом. В тундре содержание гумуса составляет 73- 80 т/га в однометровом слое. Эти районы настолько влажные, что приводит к накапливанию глинистых пород. В результате тундровые почвы имеют следующую структуру:

• верхнее покрытие – подстилка, состоящая из неразложившихся остатков растений;
• перегнойный слой, который совсем слабо выражен;
• гелиевая прослойка (идет с голубоватым оттенком);
• вечная мерзлота.

В такие грунты кислород почти не проникает. Для микробиологической активности организмов крайне необходимо наличие воздуха. Без него они отмирают или замерзают.

Тайга

На этой территории встречаются широколиственные деревья. Они образуют густые смешанные леса. В степных зонах произрастает не только мох, но и травные растения. Весенние (зачастую талый снег) и осенние сезоны дождей чрезмерно увлажняют почву. Такие потоки смывают запасы гумусового горизонта.

Здесь он формируется и залегает под лесной подстилкой. Многие источники предоставляют разные показатели содержания гумуса в тайге. Для следующих типов почв они такие (на 1 м², т/га):

• подзолотистые (сильные, средние и слабые) – от 50 до 120;
• серые лесные – 76 либо 84;
• дерново-подзолотистые – не более 128, и не менее 74;
• таежно-мерзлотные содержат очень низкий процент.

Чтобы выращивать культуры на таких землях, следует регулярно удобрять качественными веществами. Лишь в таком случае можно добиться высокой урожайности.

Чернозем

Лидером и фаворитом в этом рейтинге плодородия считаются все известные разновидности чернозема. Органический перегной в них достигает глубины 80 см либо 1,2 метров. По праву их можно назвать самыми плодородными землями. Это благоприятный грунт для произрастания злаковых культур (пшеница), сахарной свеклы, кукурузы или подсолнуха. Из следующего списка можно увидеть вариацию содержания гумуса в различных видах чернозема (т/га, на 100 см):

• типичный (500-600);
• оподзелененный (до 400);
• выщелоченный (в пределах 550);
• мощный (более 800);
• южный западно-кавказский (390);
• деградированный (до 512).

Стоит понимать, что показатели для целинных, пахотных и освоенных типов земель отличаются. Для ознакомления состава каждой из этих групп приведена таблица. В степных и засушливых областях распространены каштановые грунты, которые содержат не более 100-230 т/га гумуса. Для пустынных (бурые и серые типы почвенного покрова) регионов этот показатель составляет около 70 т/га. В итоге земледельцам постоянно приходится бороться с засолением полей.

Засуха – главный враг таких разновидностей угодий. Поэтому плантации могут нуждаться в обильном орошении.

Способы повышения урожайности

Понимая, как образовывается органический слой земли, огородник сможет увеличить содержание гумуса в подзолистых почвах, которые страдают от избытка влаги. В борьбе за плодородность таких зон применяются следующие действия:

Отходы растительного происхождения можно закапывать у себя на грядках, тем самым заботясь о питании грунтовых обитателей.

Такие меры ухаживания за своими земельными владениями помогут земледельцу сохранить почву «живой».
При этом урожайность повысится в несколько раз.

Образование гумуса почвы из мульчи - видео

Технология производства биогумуса - видео

Гумус своими силами - видео