Что такое гумус в почве
Их химическая трансформация происходит двумя путями:. Использование классических отвальных технологий по обработке грунта способствует чрезмерному распылению грунта и разрушению его структуры. Исходя из концентрации гумуса в почве, она имеет светлый или тёмный окрас.
Стабильный гумус — устойчивое к разложению органическое вещество. Разделение органического вещества по степени подвижности необходимо не только для изучения теоретических вопросов, но и практики земледелия. Дефицит легкоминерализуемого органического вещества в почвах определяет ухудшение питательного режима и структурного состояния почв.
Поэтому задача земледельца заключается в поддержании в почве определенного количества легкоминерализуемого органического вещества. Следовательно, увеличивая и поддерживая на определенном уровне количество легкоминерализуемых веществ, можно повышать потенциал почвенного плодородия, в том числе и эффективного. Совокупность процессов трансформации органических веществ в почвах составляют процесс гумусообразования, который определяет формирование и эволюцию гумусового профиля почв.
К процессам трансформации органических веществ относят: поступление в почву растительных остатков, их разложение, минерализацию и гумификацию, минерализацию гумусовых веществ, взаимодействие органических веществ с минеральной частью почвы, миграцию и аккумуляцию органических и органо-минеральных соединений.
Любые органические остатки, попадающие в почву или находящиеся на ее поверхности, разлагаются под воздействием микроорганизмов и почвенной фауны, для которых они служат строительным и энергетическим материалом. Процесс разложения органических остатков слагается из двух звеньев — минерализации и гумификации. Минерализация — распад органических остатков до конечных продуктов — воды, диоксида углерода и простых солей.
В результате минерализации происходит сравнительно быстрый переход различных элементов азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий, железо и др. Гумификация — совокупность биохимических и физико-химических процессов трансформации продуктов разложения органических остатков в гумусовые кислоты почвы. Итог гумификации — закрепление органического вещества в почве в форме новых продуктов, устойчивых к микробиологическому разложению, служащих аккумуляторами огромных запасов энергии и элементов питания.
При увеличении влажности и температуры или их снижении уменьшается скорость разложения остатков. Темп разложения растительных остатков в значительной степени зависят от типа биогеоценоза и типа почвы. Большое влияние на интенсивность разложения опада оказывает и химический состав растительных остатков.
При высоком содержании в составе растительных остатков соединений, устойчивых к микробиологическому воздействию, они накапливаются на поверхности почвы в количествах, значительно превышающих масштабы ежегодного опада почвы тундры и таежно-лесной зоны. По этой причине древесина, хвоя и другие компоненты растительного опада, содержащие много лигнина, смол, дубильных веществ, но мало азотистых белковых соединений, разлагаются медленно.
Надземная масса трав, особенно бобовых, разлагается быстрее, а корневые остатки минерализуются с меньшей скоростью вследствие увеличения в них доли лигнино-целлюлозного компонента.
Когда же растительные остатки обогащены белковыми соединениями, то их разложение протекает весьма интенсивно почвы лесостепи. Важно учитывать особенности климатических условий, которые определяют характер функционирования почвенной фауны и микроорганизмов. Значительное влияние на скорость минерализации оказывают минералогический и гранулометрический составы почвы.
При оптимальных условиях разложения в почвах тяжелого гранулометрического состава, богатых высокодисперсными глинистыми минералами, минерализационные процессы тормозятся.
Это обусловлено высокими величинами свободной поверхности минералов, благодаря чему на них сорбируются промежуточные продукты разложения и новообразованные гумусовые вещества, что предохраняет их дальнейшей минерализации. В почвах с преобладанием первичных минералов, сорбция практически не выражена, поэтому процесс минерализации протекает очень активно. Это свойственно почвам легкого гранулометрического состава, в связи с чем они всегда содержат мало гумуса.
В почвах с кислой реакцией среды процессы разложения остатков тормозятся вследствие угнетения бактериальной микрофлоры. При наличии в почве поливалентных металлов железо, марганец, алюминий , образуются комплексные органо-минеральные соединения, устойчивые к действию микроорганизмов. Одновалентные катионы и щелочная реакция среды способствуют образованию подвижных водорастворимых органических соединений, что благоприятствует их последующей минерализации. Таким образом, свойства почвы прямо или косвенно влияют на скорость разложения органических остатков.
Прямое влияние выражается в степени развития процессов взаимодействия продуктов распада с компонентами почвы, косвенное — в регулировании интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов и их состава.
Если минерализация органических остатков изучена довольно подробно, то механизм гумификации остается до конца не ясным. К настоящему времени предложен ряд концепций образования гумусовых веществ, но все они носят гипотетический характер. Впервые она была выдвинута А. Трусовым Большой вклад в развитие этой гипотезы внесла М. Сущность процесса гумификации, с ее точки зрения, может быть охарактеризована следующими положениями:.
С принципиально иных позиций рассматривал процесс гумусообразования И. Он считал, что основная черта гумификации — реакции медленного биохимического окисления различных высокомолекулярных веществ, имеющих циклическое строение. Это положение получило дальнейшее развитие в трудах Л. Александровой, гумификация — сложный биофизико-химический процесс трансформации промежуточных высокомолекулярных продуктов разложения органических остатков в особый класс органических соединений — гумусовые кислоты.
Новообразование гумусовых кислот биохимическое окислительное кислотообразование , то есть формирование системы гумусовых кислот осуществляется при непосредственном участии оксидаз микроорганизмов. На этом же этапе начинается фракционирование системы образующихся гумусовых веществ на гуминовые и фульвокислоты. Взаимодействуя с минеральными компонентами почвы и зольными элементами, высвобождающимися из растительных остатков, возникшая система гумусовых веществ распадается на группы.
Менее подвижная часть формируется как группа гуминовых кислот, а более дисперсные фракции, образующие растворимые соли, составляют группу фульвокислот. На втором этапе происходит дальнейшая трансформация новообразованных кислот. В гуминовых кислотах постепенно возрастает степень ароматизации за счет частичного разрушения алифатических компонентов и внутримолекулярных группировок.
Важная черта этой стадии — гидролитическая и окислительная направленность. На третьем этапе происходит постепенная минерализация гумусовых веществ, осуществляющаяся при участии многообразной системы экзоферментов микроорганизмов. Основные реакции этого этапа — гидролиз и оксиредукция, в результате которых происходит гидролитическое расщепление молекул гумусовых соединений, разрушение гетероциклических и ароматических группировок и в конечном итоге полное окисление продуктов распада до аммиака, воды, диоксида углерода.
Фрагменты молекул гумусовых веществ ароматической природы не подвергаются полной минерализации, а, взаимодействуя с новообразованными соединениями, повторно включаются в процесс гумификации. Теория фрагментарного обновления А. Фокина основана на том, что продукты разложения органических веществ могут не формировать целиком новую гумусовую молекулу, а включаться путем конденсации сначала в периферические фрагменты уже сформированных молекул, а затем в циклические структуры.
Таким образом, атомный и фрагментарный состав почвенного гумуса постоянно обновляется за счет новых поступлений органического материала.
При этом периферические фрагменты обновляются в несколько раз быстрее, чем ядерные. Продукты разложения органического вещества практически одновременно включаются во все фракции почвенного гумуса, причем в количествах, приблизительно пропорциональных содержанию этой фракции.
Гумусное состояние почв — важнейший показатель количественной оценки плодородия. Характеризуется набором показателей, отражающих уровень накопления гумуса в почве; его профильное распределение; качественный состав; миграционную способность.
В условиях земледельческого использования почв на режим органического вещества значительное влияние оказывают севооборот набор и чередование культур , обработка и применение удобрений. Влияние сельскохозяйственных культур зависит от их биологических особенностей и технологии возделывания.
С биологическими особенностями культур связаны количество и состав корневых и пожнивных органических остатков как важнейшей приходной части баланса гумуса в пахотной почве. Наиболее благоприятное влияние на режим органического вещества и баланс гумуса оказывают многолетние травы. Они оставляют большую часть синтезированного ими органического вещества после уборки, имеют более продолжительный период прижизненного воздействия на органическое вещество почвы в форме корневых выделений и корневых волосков , чем однолетние злаковые.
Обогащенность органических остатков многолетних трав азотом выделяет их как благоприятную и лабильную форму свежего органического вещества, поступающего в почву. Зерновые культуры уступают бобовым травам по содержании азота и оснований в их органических остатках. С урожаем отчуждается большая доля созданного ими органического вещества. Пропашные культуры уступают злаковым по количеству послеуборочных остатков, а минерализация гумуса при их возделывании значительно возрастает за счет неоднократных обработок.
В связи с этим потери гумуса в почвах под пропашными культурами более высокие. Особенно неблагоприятно влияет на баланс гумуса содержание почвы под чистым паром. Растительные остатки в почву не поступают. Почвы периодически обрабатывают.
Поэтому значительно возрастают потери гумуса за счет его минерализации. Механическая обработка усиливает минерализацию органического вещества, в том числе гумуса. Несоблюдение противоэрозионных приемов обработки особенно отрицательно сказывается на режиме органического вещества почвы. Применение удобрений оказывает сильное влияние на режим органического вещества.
Органические удобрения навоз, торфокомпосты, сидераты, солома воздействуют на него положительно. Это заключается в том, что с органическими удобрениями уже вносится определенное и часто значительное количество гумусовых веществ, а негуминовая часть качественных органических удобрений подстилочный навоз является благоприятной формой лабильного органического вещества и одновременно источником для последующей его гумификации.
Главное влияние минеральных удобрений на органическое вещество —косвенное.
Оно проявляется через влияние на величину биомассы, создаваемой растениями, и на процесс превращения поступающих в почву растительных остатков. При применении минеральных удобрений возрастает количество поступающих в почву органических остатков.
Поступление оснований с минеральными удобрениями и химическими мелиорантами при известковании и гипсовании почв положительно влияет на гумификацию и закрепление образующихся гумусовых веществ. Возможно отрицательное действие минеральных удобрений на гумус почвы. Так, систематическое применение кислых удобрений приводит к подкислению почвы и повышению подвижности гумуса и, как следствие, к увеличению темпов его минерализации.
Агропочвоведение электронный учебно-методический комплекс. Данный простой способ позволяет земле меньше «утомляться» и количество гумуса при этом практически не сокращается. А вот ежегодное возделывание одних и тех же растений на одном месте мало того, что обедняют почву, так еще создают благоприятные условия для распространения различных болезней, паразитов и вредителей.
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!
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.
Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment. Перегляди: 47
