У многих огородников на слуху такое вроде бы знакомое слово, как гумус. Что это такое (связано с почвой, используется для подкормки растений - это вроде бы понятно) в точности, однако, знают далеко не все. На самом деле все предельно просто. Научное определение гумуса выглядит так: «Особый комплекс азотных соединений, образующихся в результате минерализации растительных остатков под воздействием обитающих в почве ферментов микроорганизмов». Если же говорить простым языком, гумус - это обычный, хорошо знакомый всем перегной.

Процесс образования

В природе гумус появляется в почве в результате отмирания наземных и подземных частей растения. Количество поступающей в грунт органики может быть разным в зависимости от возраста и густоты насаждений.

После попадания в почву органические вещества начинают разлагаться. Далее происходит собственно сам процесс их гумификации. По его окончании органика приобретает характерный насыщенный коричневый цвет. Протекает процесс гумификации только при высокой влажности и при минимальном количестве кислорода.

Состав

Вот таким вот образом и образуется гумус. Что это такое, вы теперь знаете. Далее давайте посмотрим, какой это удобрение имеет состав. Основным полезным для растений компонентом перегноя являются гуминовые кислоты. К их особенностям можно отнести то, что они очень хорошо растворяются в щелочах, аммиаке, соде, пирофосфате натрия и совершенно не растворяются в воде.

Также гумус содержит такие вещества, как фульвокислоты. Они обладают сильнокислой реакцией и хорошо растворяются в воде. Третья большая группа веществ - гумины, не растворяющиеся ни в чем. Четвертая - производные кислот. Последние делают гумус стабильным.

Польза перегноя

Чаще всего перегной вносят в почву для того, чтобы стимулировать рост и развитие растений. Помимо этого, гумус способствует повышению морозостойкости культур и их устойчивости к разного рода заболеваниям. При его высоком содержании в земле она приобретает насыщенный темный цвет, в результате чего лучше накапливает солнечную энергию.

Свойства почв

Таким образом, мы с вами выяснили, что такое гумус. «Какие свойства почв зависят от его количества?» - вопрос, конечно же, также очень важный. На самом деле процент содержания перегноя в земле определяет такой значимый показатель, как плодородность. В этом плане все грунты делятся на:

• бедные - 1% содержания;
• умеренно гумусные - до 2%;
• среднегумусные -до 3%;
• гумусные - более 3%;
• черноземы - до 15%.

Благоприятными для выращивания разного рода сельскохозяйственных и огородных культур считаются почвы с содержанием перегноя не менее 3-5%.

Выращивание культур на бедных почвах

О том, что почвы на большей части России далеко не черноземные, известно, наверное, всем. В большинстве случаев российским огородникам приходится иметь дело максимум с умеренно гумусными или среднегумусными грунтами. Разумеется, для успешного выращивания томатов, огурцов, капусты и прочих культур такую землю приходится улучшать.

Минеральные удобрения в этом случае, конечно, также будут полезны. Но только если использовать их в комплексе с органикой. Поэтому перед тем, как приступать к высадке семян или рассады, в почву следует внести навоз или компост. Можно также использовать и собственно сам гумус. Что это такое, мы с вами выяснили. Это очень полезный субстрат, наличие в почве которого и определяет ее плодородность. По эффективности действия навоз и компост он значительно превосходит.

Как сделать перегной?

Получить гумус самостоятельно проще всего из соломы. Делают это так:

• Солому мелко нарезают.
• Далее ее рассыпают по почве. Делают это осенью.
• Затем почву на участке тщательно перекапывают на глубину около 15 см. Если это условие не будет соблюдено, материал за зиму не перепреет.

При правильной заделке разлагается солома очень быстро. А поэтому гумус на участке появляется уже следующей весной. В подготовленную таким образом почву можно высаживать любые огородные и садовые растения. Однако для того чтобы получить хороший урожай, в течение вегетативного периода придется использовать минеральные удобрения согласно инструкции по той или иной культуре. Осенью же нужно будет снова удобрить участок соломой. Таким образом следует поступать около 5 лет. После этого почва станет плодородный и изменит цвет на черный.

Покупные средства: «Гумус+фосфор»

Разумеется, соломенным перегноем лучше всего удобрить весь участок. Но в том случае, если он большой, это может стать проблематичным. На таких огородах гумус из соломы можно использовать, к примеру, для улучшений почвы только на картофельных делянках. Для грядок же использовать покупное удобрение «Гумус». «Что это такое?» - вопрос предельно простой. Это тот же перегной, но смешанный с разного рода полезными добавками и расфасованный в пакеты.

Очень популярным удобрением этой разновидности у дачников является, к примеру, «Гумус+фосфор». Эта подкормка производится путем длительного компостирования биогумуса с древесной золой. Используют ее в основном для молодых растений, так как оно является хорошим стимулятором развития корневой системы. При посадке корнеплодов его вносят в лунки или борозды, смешивая с почвой (1х10). Плодовые деревья удобряют осенью, после сбора урожая. В этом случае подкормка не только улучшит состав почвы, но и повысит морозоустойчивость культур, а также поспособствует закладке большого количества цветочных почек.

«Гумус-Оптима»

Это еще одно очень полезное для растений, обогащающее почву питательными веществами удобрение. Использоваться «Гумус-Оптима» может как для плодово-ягодных, так и для овощных, и декоративных культур. Применяют это удобрение следующим образом:

• Для полива и опрыскивания в количестве одного колпачка на ведро воды. Такой раствор будет полезен растениям при высадке. Внекорневые подкормки проводят при появлении первых листочков.
• До или после разного рода стрессовых для растений ситуаций (засуха, высокая влажность, заморозки) в том же количестве.
• Для обработки семян и саженцев (50 г на 10 литров воды).

Где можно взять природный перегной?

Обычный натуральный гумус без добавок можно купить в любом фермерском хозяйстве. Также природный перегной очень часто делают из навоза. В этом случае обходится он дешевле всего. К тому же никаких особых действий дачнику для получения хорошего гумуса предпринимать не придется. Навоз просто нужно сложить в кучу и подождать пока он очень хорошо перепреет. Заканчивается процесс гумизации примерно на 2-3 год.

Ответ на вопрос о том, что такое гумус почвы, вы получили выше. Навозный же перегной - это практически то же самое. Небольшое отличие, однако, все же имеется. Дело в том,что гумус этой разновидности содержит немного чистого навоза. В идеале его должно быть не более 25%.

Использовать гумус, полученный таким образом, можно практически без ограничений. Под огородные и садовые культуры его обычно вносят в количестве 2-4 ведра на квадратный метр, заделывая в почву на штык лопаты. Для рассады гумуса берут немного больше - в пропорции с обычной почвой ½.

Ну что ж, надеемся, мы достаточно подробно ответили на главный вопрос статьи: «Гумус - что это?» Как использовать этот субстрат на огороде и в саду, мы с вами также выяснили. Как видите, сделать перегной для своего участка не так уж и сложно. Покупка готовых составов в пакетах также слишком уж накладной наверняка не будет. В любом случае применение удобрения этой разновидности оправдано на любых видах почв средней полосы России, Урала и Сибири.

Каждый садовод и огородник знает, что такое гумус почвы, насколько он важен для высоких урожаев и буйной растительности в саду. Многие даже занимаются его самостоятельным производством. Однако начинающие садоводы и огородники не всегда понимают, о чем идет речь, для чего нужен этот компонент почвы, на что он влияет и где его взять. Обо все тонкостях мы расскажем далее в этом материале.

Что такое гумус, определение понятия

Все слышали слово гумус, но что это такое - внятно сказать может не каждый. Максимум - что-то связанное с почвой. Если обратиться к научным источникам, можно найти такую трактовку: это специфический комплекс азотных соединений, которые появляются благодаря минерализации остатков растительности под воздействием ферментов, выделяющихся обитающими в почве микроорганизмами. Проще говоря, гумус - это перегной, который многие садоводы производят у себя на участке. Это удобрение пользуется огромной популярностью как в садах, огородах, так и в культивации комнатных растений.

Другие определения уточняют, что гумус может производиться и на основе органических остатков животных - помета. И разделяют его на различные виды в зависимости от того, чей помет лег в его основу. Но если разобраться детально, что такое перегной и гумус, становится понятно, что это разные субстанции. Так, важную роль в создании гумуса играют дождевые черви. Благодаря их жизнедеятельности субстрат обогащается полезными веществами и приобретает особую ценность. Некоторые хозяйства специально разводят и подселяют червей в почву огорода или сада. Также в образовании субстрата участвуют грибы и микроорганизмы. Перегной же - это не обработанный червями субстрат, промежуточный вариант гумуса.

Что касается содержания веществ, то в состав гумуса входят, прежде всего, гуминовые кислоты, которые крайне полезны для растений. Они совсем не растворяются в воде, зато растворимы в пирофосфате натрия, соде, аммиаке, щелочах. Еще один полезный компонент - фульвокислоты. Они растворяются в воде и дают сильнокислую реакцию. Не растворимы ни в воде, ни в других веществах гумины, которые тоже входят в его состав. Также гумус содержит различные производные кислот, которые придают веществу стабильность.

Как образуется гумус в почве и его полезные свойства

Это органическое вещество может образовываться в почве самостоятельно. Различные подземные и наземные части растений остаются в почве после отмирания и разлагаются. В зависимости от возраста насаждений и густоты их роста, количество органики в почве будет сильно отличаться.

После разложения происходит собственно процесс гумификации, после которого слой гумуса приобретает характерный темно-коричневый цвет. Вот и весь ответ на вопрос, как образуется гумус. Хотя приведен он здесь крайне схематически, на самом деле при образовании субстрата происходит масса сложных химических процессов. После этого огромную работу проводят кольчатые черви, которые и завершают процесс гумификации.

Важно! Органика гумифицируется только при минимальном доступе кислорода и высокой влажности.

Что касается роли гумуса в почве, то его полезные свойства напрямую зависят от того, какие органические вещества легли в его основу. В любом случае, это универсальное удобрение, которое подходит для разных типов растений и почв. Мало того, он надолго сохраняется в почве, насыщая ее полезными элементами. Например, в глинистых грунтах он задерживается до пяти лет, значительно улучшая технические характеристики почвы. Гумус и плодородие - взаимосвязанные вещи. Но помимо этого субстрат влияет на проницаемость грунта, делая его более рыхлым и рассыпчатым.

Знаете ли вы? Гумус преобразовывает структуру почвы. Благодаря ему твердые комья становятся пористыми и рассыпаются. Это способствует воздухопроницаемости и поглощению влаги.

Еще одно важное свойство субстрата - способность связывать соли ароматических углеводородов, радионуклидов, тяжелых металлов, которые находятся в почве. Он впитывает их в себя, связывает и не дает распространяться дальше.

Классификация грунта по уровню гумуса в почве

Итак, мы дали определение гумуса, разобрались в его свойствах и пользе, которую он несет для почв. Теперь давайте разберемся с типами почв, в которых он содержится. Как уже говорилось, гумус образуется из растительных остатков. Соответственно, чем их больше на грунте, тем больше в нем содержание гумуса. Самый высокий показатель - 15 %. Он характерен для черноземов. В остальных типах почв его намного меньше. В зависимости от этого показателя они подразделяются на следующие типы.

Малогумусовые

Это так называемые бедные почвы, в которых содержится не более 1 % гумуса. Например, количество гумуса в подзолистых почвах, которые характерны для хвойных лесов, низкое из-за небольшого количества растительности и высокого содержания мульчи в верхних слоях.

Знаете ли вы? Поскольку гумус имеет темно-коричневый, практически черный цвет, он хорошо поглощает солнечный свет и сохраняет в себе тепло. Такие почвы прогреваются быстрее, поэтому время посадки на них приходит раньше, чем на бедных.

Умеренногумусные

Этот тип почв немного более плодороден, чем предыдущий, поскольку содержит от 1 % до 2 % гумуса.

Среднегумусные

Еще большей плодородностью отличаются среднегумусные почвы, в которых содержание субстрата достигает 3 %.

Гумусные

Лучший гумусовый состав образует 3 – 5 % в почве. Его часто используют для разведения цветов и огородных растений.

Секреты агрономов: как повысить уровень содержания гумуса в почве

Логично, что каждый садовод и огородник мечтает выращивать растения на плодородной почве, богатой гумусом. Но если в случае с комнатными растениями этот вопрос решить просто, то при обработке больших открытых площадей возникает вопрос о том, как эффективно и недорого повысить содержание гумуса в различных типах почв. Это можно достигнуть одним из четырех основных способов:

• создание собственных запасов;
• заделывание гумуса в почву;
• создать в почве условия для работы червей и микроорганизмов;
• придерживаться правильного чередования культур на огороде и в саду.

Самым простым способом, который позволяет компенсировать потери плодородности почвы, является первый. В начале статьи, когда мы рассматривали вопрос, что называется гумусом, мы уточнили, что формируется он из остатков растений. Соответственно, достаточно сложить в одну компостную кучу пищевые отходы, подстилку домашних животных, опавшую листву, выкорчеванные сорняки, отходы урожая и выждать, когда образуется компост. Некоторые огородники специально подселяют в него червей для образования нужного субстрата.

Чтобы повысить количество гумуса, его можно заделать в почву как удобрение, но в этом случае надо знать, как использовать субстрат правильно. Заделывают его в верхний слой грунта равномерно. Насколько глубоко погружать субстрат в почву, зависит от целей, под которые готовится почва. Например, под многолетние кустарники и деревья его погружают на глубину от полуметра и более в каждую лунку. При посадке овощных культур его заделывают в грядки на глубину 40 – 60 см.

Важно! Некоторые огородники, помимо гумуса, добавляют в почву минеральные удобрения, решая вопрос, как увеличить плодородность почвы. Однако слишком высокая концентрация минеральных веществ вредна для растений. Поэтому такие удобрения рекомендуется вносить осторожно. Мало того, вносятся они только весной и исключительно вместе с органическими удобрениями. Максимально эффективной считается смесь из двух частей перегноя и одной - минерального удобрения.

Как уже говорилось, любые типы гумуса образуются благодаря работе микроорганизмов и червей. Без них субстрат остается перегноем. Поэтому для улучшения качества почвы надо создать в ней среду, благоприятную для их жизнедеятельности. Для этого почву рекомендуется часто рыхлить, что позволит создать хороший воздушный режим. В засушливые периоды важно поддерживать необходимый уровень влаги. Для этого почву мульчируют пленкой, торфом, травой, опилками и прочими средствами.

Типы гумуса. Основные свойства

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Типы гумуса. Основные свойства
Рубрика (тематическая категория)	Образование

Грубый гумус (мор) – диагностируют многоножки-геофилиды, мягкий гумус (мулль) – личинки комаров – долгоножек. Сегодня для отдельных групп, к примеру, коллембол, выявлены виды, характерные для разных видов лесного гумуса.

В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофагами. Οʜᴎ создают мелкоземистость и рыхлость, влияют на физические свойства и структуру, на химическиепроцессы, приводят к смешению химических элементов, их аккумуляции и стабилизации в форме гумусовых веществ, определяющих почвенное плодородие. Чем больше гумуса в почве, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы плодородного слоя, тем лучше питание растений, тем активнее идет образование нитратов и углекислоты, необходимых для фотосинтеза и фиксации атмосферного азота свободноживущими в корнеобитаемом горизонте микроорганизмами. Физико-химическое взаимодействие новообразованных гумусовых кислот с минœералами предохраняет их от быстрого вовлечения в биохимический кругооборот и способствует закреплению гумуса в почве.

Органические вещества растительных остатков с помощью бактерий и червей превращаются в гумусные кислоты и фульвокислоты. В растительных остатках содержатся и так называемые зольные элементы - различные металлы, кремний и т.д. Гумусные кислоты и фульвокислоты взаимодействуют с металлами и образуют соли - гуматы и фульваты. Гуматы лития, калия, натрия растворимы, легко вымываются водой. Οʜᴎ же представляют наиболее ценную часть гумуса, легко доступную растениям. Гуматы кальция, магния, кремния и тяжелых металлов нерастворимы и составляют ту часть гумуса, которую можно назвать консервами почвенного плодородия. Οʜᴎ накапливались в черноземах весь послелœедниковый период. Эти гуматы способны растворяться под влиянием ферментов корневой системы растений, но в количествах, удовлетворяющих только их потребность. Οʜᴎ не подвержены гидролизу, но оказывают большое влияние на создание агрономически ценной, связной, водопрочной и пористой структуры, не подверженной влиянию эрозийных воздействий.

Особо следует подчеркнуть, что гуматы тяжелых металлов еще более устойчивы к гидролизу ферментами корневой системы растений и практически не усваиваются ими. Это есть главное экологическое свойство гумуса - связывание тяжелых металлов в почве и предохранение всœего живого на Земле от их токсического воздействия, в т.ч. от тяжелых радионуклидов! Чем больше гумуса в почве, тем ярче выражено такое буферное свойство почв: пищевая и кормовая продукция, выращенная на высокогумусных почвах, является экологически чистой.

Буферное свойство гумусных почв можно проиллюстрировать следующими данными. С выхлопными газами на поверхность почвы попадает более 250 тыс. т свинца. В процесс техногенного загрязнения окружающей среды вносит свой "вклад" и промышленность, производящая минœеральные удобрения, в частности фосфорные. В почву попадают при этом всœе остальные элементы таблицы Д. И. Менделœеева, включая кадмий, стронций, селœен, фтор и т.д. и т.п. Регионы с большим содержанием гумуса в почве пострадали меньше, а в странах, где производство гумусных удобрений освоено достаточно широко, быстро произошло оздоровление почвы, животных и людей (США, Канада, Западная Европа, Япония, страны Южной Азии и другие).

Гумус - это "хлеб для растений". В нем сосредоточено 98% запасов почвенного азота͵ 60% фосфора, 80% калия и содержатся всœе другие минœеральные элементы питания растений в сбалансированном состоянии по природной технологии. В инœертном гумусе пахотного слоя заключено до 87,5% энергии.

Наиболее богаты гумусом черноземы, где богатая травянистая растительность и активная деятельность микроорганизмов и дождевых червей способствуют обильному образованию гумусовых веществ, а высокое содержание глинистых минœералов обеспечивает их закрепление в почве. Так формировался гумусовый фонд почвы - итоговый результат длительных (десятилетия и столетия) и разнообразных процессов разложения и консервации веществ растительного и микробного происхождения.

Гумус не только участвует в снабжении растений азотом, фосфором, калием и другими важными макро- и микроэлементами питания, неоспорима его роль и в других важнейших процессах почвообразования и обеспечения плодородия почв, таких, как предохранение почв от выветривания, создание их гранулярной структуры, снабжение растений крайне важно й для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами. По этой причине сохранение и преумножение запасов гумуса - одна из первоочередных задач земледельцев.

Агрономическая ценность гумуса в значительной степени определяется соотношением содержащихся в нем гуминовых кислот и фульвокислот. При преимущественном синтезе гуминовых кислот в почвах формируется четко выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким плодородием. Такие почвы характеризуются водопрочной, водоемкой структурой и гидрофильностью, богаты органическими формами азота͵ фосфора и других элементов питания растений.

При интенсивном образовании фульватного гумуса почвы легко обедняются щелочными катионами и другими элементами, приобретают кислую реакцию среды, обеструктуриваются. Повышение плодородия этих почв связано с длительным окультуриванием и внесением больших доз биогумуса (до 100 т/га).

В гумусе сосредоточено огромное количество энергии. Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах. Гумус - основной источник энергии для процессов превращения в почве минœеральных соединœений, биосинтетических реакций, жизнедеятельности микроорганизмов, роста и формирования растений и т.д..

Плодородие полей и огородов напрямую связано с количеством и качеством гумуса в почвах. Наиболее богаты им черноземы.

Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединœений для растений. Высокогумусированные почвы отличаются более высоким содержанием физиологически активных веществ. Гумус активизирует биохимические и физиологические процессы, повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая и улучшением его качества.

Еще более существенна роль гумуса в увеличении отдачи при умелом применении химических удобрений, эффективность его при этом увеличивается в 1,5...2 раза. При этом крайне важно помнить, что химические удобрения, внесенные в почву, вызывают усиленное разложение гумуса, что приводит к снижению его содержания.

Практика современного сельскохозяйственного производства показывает, что повышение содержания гумуса в почвах является одним из базовых показателœей их окультурирования. При низком уровне гумусовых запасов внесение одних минœеральных удобрений не приводит к стабильному повышению плодородия почв. Более того, применение высоких доз минœеральных удобрений на бедных органическим веществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитратов и других вредных соединœений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур.

Типы гумуса. Основные свойства - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Типы гумуса. Основные свойства" 2017, 2018.

Вопрос «Понятие о гумусе. Состав гумуса, свойства гумусовых веществ. Фракционный состав гумуса и его качество. Содержание и состав гумуса в различных типах почв»

Гумус – сложный комплекс органических соединений, который образуется в результате разложения и гумификации органических остатков.

Значение гумуса:

Является источником питания растений. При разложении образуются нитраты, фосфаты, сульфаты и др.;

Гумус – стимулятор роста и развития растений и корневой системы;

Улучшает азотное и кислородное питание, что способствует мощному развитию корней;

Огромная роль в структурообразовании, что обуславливает водно-воздушные свойства;

Обладает высокой поглотительной способностью и предотвращает от вымывания различные соединения, что дает возможность обменным реакциям при внесении удобрений;

Гумус увеличивает буферность почвы;

Огромная роль в формировании почвенного профиля.

За последние 50-80 лет в Центрально-Черноземной области потери гумуса составляют 20-30 %; на Украине- 20 %; в Бразилии – 3-4 %; в США – ниже естественного уровня. В нашей зоне в пахотном слое ежегодно теряется 500-800 кг\га гумуса (около 1% за 50 лет). Потери 1 % гумуса приводит к потере урожая до 2 ц\га. Поэтому, чтобы управлять процессами гумусообразования необходимо знать его образование, состав, качество и др.

Источниками гумуса являются остатки высших растений, низших, микроорганизмов и животных, населяющих почву.

Основную роль в образовании гумуса играют микроорганизмы. Растительные остатки под влиянием ферментов, микроорганизмов, кислорода, углекислого газа, воды разлагаются до промежуточных продуктов (белки – в аминокислоты, жиры – в глицерин, лигнин – в фенолы). Затем промежуточные продукты под воздействием тех же факторов разлагаются с одновременным протеканием 3-х процессов:

1) минерализация, которая приводит к созданию более простых соединений (аммиак, кислород, углекислый газ и др.), которые вымываются из почвенного профиля или используются растениями;

2) микробный синтез происходит под влиянием гетеротрофных организмов, которые используют органические соединения для построения своей плазмы;

3) гумификация – сложный процесс синтеза, устойчивых против разложения перегнойных веществ.

Состав гумуса

Гумус состоит из ГК (ульминовых), ФК (креновых и апокреновых), негидролизуемого остатка (гумина).

ГК – это группа высокомолекулярных азотсодержащих кислот циклического строения кислой природы. Они имеют черный или темно-бурый цвет, нерастворимые в воде и кислотах, но растворимы в слабых щелочах. Элементарный состав ГК представлен С (52-62 %), О 2 (31-39 %), Н (2,5-5,8%), N (2,6-5,1 %). ГК содержат в себе карбоксильную, метоксильную и гидроксильную группы. Благодаря этим группам ГК обладают высокой поглотительной способностью обменивать активные свои группы на катионы. С катионами ГК дают соли – гуматы. Одновалентные катионы создают растворимые в воде соли, способные вымываться. С 2-х и 3-х валентными катионами – нерастворимые соединения, вызывают коагуляцию, участвуют в формировании водопрочной структуры. Е=250-700 мг-экв\100 г почвы.

ФК - это группа высокомолекулярных азотсодержащих кислот циклического строения кислой природы. В отличие от ГК меньше содержат С и больше кислорода. Элементарный состав ФК представлен С (44-50 %), О 2 (42-48 %), Н (4-6 %). Они имеют соломенно-желтый цвет, растворимые во всем. В почвах находятся в свободном состоянии и в подвижном и связанных с несиликатными соединениями. Имеют функциональные группы. С катионами образуют соли – фульваты, которые растворимы в воде независимо от валентности.

Гумины – это те же ГК и ФК, но прочно связанные с минеральной частью почвы. Могут растворяться в сильных кислотах.

По соотношению С гуминовых кислот к С фульвокислот судят о качестве гумуса.

В таежно-лесной зоне, северной части лесостепи Сгк\Сфк<1, в южной части лесостепи, степи соотношение равно 1 или более 1, у черноземов – около 2, в пустынях, полупустынях и засоленных почвах – менее 1. В нашей зоне ФК представлены низкомолекулярными соединениями ГК, которые не вызывают агрессивного разрушения минеральной части почв.

Фракционный состав гумуса.

Образуется 1-ая фракция гуминовых кислот (ГК) и фульвокислот (ФК), связанных с несиликатными формами полуторных окислов (Fе 2 О 3), т.е. это наиболее подвижные соединения в почве.

2-ая фракция ГК и ФК, связанная с кальцием, происходит коагуляция, это более устойчивая фракция гумусовых кислот.

3-я фракция ГК и ФК связана с устойчивыми глинистыми соединениями в виде полуторных окислов алюминия и железа (45-60 %).

ФК образуют фракцию 1а – это свободная, самая агрессивная фракция гумусовых кислот (рН=2,6-2,8). Она создает подзолистые почвы. Т.е. плодородие почвы зависит от качественного состава гумуса. У черноземов преобладает 2-ая и 3-я фракции.

На процессы гумификации влияют следующие условия:

1) водно-воздушный и тепловой режимы. Разложение органических остатков и образование гумуса происходит лучше всего при температуре 25-30 0 и влажности почвы 60-80 % ПВ.

2) Состав и характер растительных остатков.

3)Видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов.

На севере видовой состав микроорганизмов однообразен и немногочислен. С продвижением на юг температурный режим усиливается, интенсивность микроорганизмов, количество и видовой состав.

4) Свойства самой почвы.

Подзолистые и дерново-подзолистые почвы – от 0,5 до 2,5-3, %

Серые лесные почвы – 3-4 до 7-8 %

Черноземы – 5-12 %

Каштановые – 2-5 %

Красноземы до 5-6 %

Вопрос 2 «Структура и структурность почвы. Образование структуры. Пути разрушения и восстановления структуры почв. Факторы образования структуры. Показатели, характеризующие агрономически ценную структуру»

1. Совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называют почвенной структурой.

Способность почвы распадаться на агрегаты называют структурностью.

Размеры, формы и свойства агрегатов зависят от условий почвообразования и характерной для каждого почвенного типа, а иногда отдельных горизонтов. Для черноземов – зернистая структура. Для солонцов горизонт В имеет столбчато-призматическую структуру, для серых лесных почв горизонт А 2 В 1 – ореховатая, подзолистые почвы – верхние горизонты бесструктурные, а горизонт В – имеет комковатую структуру.

Структура играет огромную роль в плодородии почв (Докучаев, Костычев, Тюллин, Антипов-Каратаев и др.).

Качественная оценка структуры определяется ее размерами, механической прочностью и пористостью. Агрономически ценная структура характеризуется: 1) размерами – от 0,25 до 10 мм или до 7 мм – для зоны с дефицитом влаги. Эту структуру называют мезоструктура. Макроструктура имеет размеры более 10 (7) мм, а микроструктура – менее 0,25 мм. По этим величинам можно рассчитать коэффициент структурности: К = количество мезоструктуры \ сумма макро- и микроструктуры; 2) Механическая прочность, т. е. агрегаты и комочки не должны разрушаться при многократных обработках орудиями; 3) Водопрочность – способность агрегатов противостоять разрушительным действиям воды; 4) Пористость – чтобы проникала и удерживалась в капиллярах влага. Пористость должна быть не более 45-50 %. И считают агрономически ценную структуру крупнопористую, т. к. тонкие поры снижают пористость до 30-40 %. Агрегаты находятся в плотной упаковке, куда трудно проникает вода и воздух.

Агрономически ценная структура оказывает положительное влияние на свойства и режимы почвы. Определяет физические свойства (плотность, пористость); воздушный, водный, тепловой, О-В и питательный режимы. Структура определяет физико-механические свойства почвы – это связность, коркообразование, трение при обработке и противоэрозионную устойчивость почвы.

Структура образуется в результате сложных биологических и физико-химических процессов. Условиями образования структуры являются 2 противоположно направленных процесса – это: 1) соединение или склеивание частиц почвы между собой; 2) разъединение отдельных участков склеенной массы почвы с образованием комочков не связанных между собой.

Если действует только один из процессов, то образуется бесструктурная почва. Первый процесс образует слитную массу, а второй процесс вызывает дробление, диспергирование почвы.

Чтобы образовалась структура, необходимы следующие факторы: 1) наличие в почве клеящих веществ, т. е. образование органических и минеральных коллоидов (илистые частицы и гумус). Органические соединения в 12 раз склеивают частицы прочнее, чем илистые; 2) наличие деятельного или свежего перегноя; 3) Качество гумуса с преобладанием гуминовых кислот, которые создают пористый характер почвенной массы. Преобладание фульвокислот образуют слитную массу; 4) Наличие цементирующего катиона в почве Са, который с гумусом образует необратимые формы соединений. Цементирующим фактором структуры являются полуторные окислы алюминия и железа (причем железо обладает большей прочностью); 5) периодическое промораживание и высушивание почвы, что вызывает обезвоживание коллоидов и необратимую коагуляцию; 6) Давление, которое возникает между верхними и нижними слоями; 7) большую роль в оструктуривании играют многолетние и однолетние травы, которые с одной стороны расчленяют слитную массу корнями, а с другой стороны отмирая обогащают деятельным гумусом и количество биомассы поступает больше, чем от культурных растений; 8) роль червей.

Причины разрушения структуры: 1) в результате механического воздействия многократных обработок почвы, движения сельхоз машин; 2) биологическим путем, за счет жизнедеятельности гетеротрофных микроорганизмов, которые используют для своего питания углерод органических соединений, обедняют клеем веществом; 3) физико-химические процессы в почве при замене 2-х и 3-х валентных солей одновалентными, которые вызывают пептизацию и разрушение.

Пути восстановления структуры: 1) рациональная и своевременная обработка почвы с учетом свойств и особенностей ее; 2) прекращение бессменного выгона скота на поля; 3) сбалансированное применение органических и минеральных удобрений; 4) введение в севообороты злаково-бобовых и многолетних трав. Многолетние травы в поверхностном слое оставляют после себя 4-18 т на га пожнивных и корневых остатков; 5) агрономические приемы (известкование, гипсование); 6) искусственное структурообразование, которое основывается на полиакритных полимерах.

Вопрос «Понятие о поглотительной способности почв. Виды поглотительной способности почв и их характеристика»

Поглотительная способность почв – это способность почвы поглощать различные вещества (твердые, пары воды и газы) из раствора, проходящего через нее и удерживать их.

Это свойство почвы играет большую роль в питании растений и превращении внесенных удобрений. Благодаря поглотительной способности почва удерживает легкорастворимые соединения, элементы питания, гумусовые вещества. У разных почв поглотительная способность различна и зависит от содержания коллоидов. Связь между ними прямая.

К.К. Гедройц различал пять видов поглотительной способности:

1) биологическая

2) механическая

3) физическая

4) химическая

5) физико-химическая ли обменная

Биологическая поглотительная способность связана с наличием в почве корней живых растений и микроорганизмов, которые избирательно поглощают из почвенного раствора необходимые элементы питания и переводят их в органические соединения своих тел. Тем самым эти питательные вещества предохраняются от вымывания из почвы (кальций, калий, нитраты, фосфаты и др.) и накапливаются в почве. После отмирания растений происходит постепенная их минерализация, содержащиеся в них питательные элементы переходят в доступную форму для новых поколений растений и микроорганизмов.

По мнению Ковды растения на каждом гектаре поглощают и возвращают в почвы сотни килограммов химических элементов. Емкость поглощения корней растений колеблется от 10 до 80 мг-экв\100 г почвы. Бобовые растения более активные сорбенты, чем злаки.

Биологическое поглощение зависит от: аэрации, влажности, состава органического вещества, служащего энергетическим материалом для микроорганизмов.

Биологическим путем поглощаются катионы и анионы. Из катионов – это калий, сера, кальций, железо и др. Из анионов – хорошо поглощаются РО 4 кислот, частично – сульфаты и карбонаты, а хлориды и нитраты вообще не поглощаются без живых организмов. Биологическое поглощение играет особенно большую роль в превращении нитратных форм азота в почве (удобрения, содержащие нитратную группу лучше вносить весной – натриевая, калиевая, аммиачная, кальциевая селитр). А удобрения, содержащие хлор лучше вносить осенью (хлористый аммоний).

Т.о., в зависимости от конкретных условий биологическое поглощение питательных веществ микроорганизмами может иметь положительное и отрицательное значение. Например, в паровых полях протекает процесс нитрификации, т.е. образование нитратного азота и этот азот не закрепляется в почве и в последствии вымывается. Но этими процессами можно регулировать – известкование кислых почв, внесение органических и минеральных удобрений и др.

Механическая поглотительная способность – это способность почвы как пористого тела задерживать мелкие частицы из фильтрующихся суспензий. Задерживаются те частицы, диаметр которых больше, чем диаметр пор почвы. Чем тяжелее почвы по гранулометрическому составу, тем тоньше поры и выше механическое поглощение. Оно предотвращает от вымывания из почвы илистые и коллоидные частицы. Это поглощение способствует образованию новых почв (пойменных).

Отрицательной значение – это заиливание почвенных пор, что ведет к заболачиванию.

Механически в почве закрепляются нерастворимые в воде удобрения и мелиоранты (фосфоритная мука, известь, гипс).

Физическая (молекулярная) поглотительная способность – это положительная или отрицательная адсорбция частицами почвы целых молекул растворенных веществ.

Она зависит от суммарной поверхности твердых частиц. Чем больше в почве тонкодисперсных частиц, тем выше физическое поглощение. Оно происходит за счет сил поверхностного натяжения. За счет свободной энергии притягиваются целые молекулы паров, газа, растворенные в воде вещества и целые бактерии. При этом изменяется концентрация на поверхности этих частиц, но не меняется химический состав.

На почвенных частицах удерживаются кислород, углекислый газ, азот, водород, пары воды, аммиак. Наиболее энергично поглощается вода и аммиак, менее – углекислый газ, кислород и азот. Энергия поглощения газов снижается в следующей последовательности: пары воды, аммиак, углекислый газ, кислород, азот.

Физическое поглощение может быть положительным и отрицательным.

Положительное наблюдается тогда, когда молекулы растворенного вещества притягиваются к почвенным частицам сильнее, чем молекулы воды. Так поглощаются многие органические кислоты, алкалоиды, высокомолекулярные органические соединения.

Отрицательное физическое поглощение протекает у растворимых минеральных солей и неорганических кислот. Происходит обратный процесс. Молекулы воды закрепляются почвенными частицами сильнее, а растворенные вещества находятся в растворе (минеральные соли, кислоты, щелочи).

Для удобрений известна отрицательная адсорбция аниона хлора и нитратного азота, что обуславливает их сильную подвижность в почве и возможность вымывания из верхних слоев почвы при высокой влагообеспеченности. Такое вымывание хлора, вредного для большинства растений (особенно картофеля, табака, цитрусовых), имеет положительное значение, а для нитратного азота оно нежелательно. Поэтому это необходимо учитывать при внесении удобрений.

Физическая поглотительная способность имеет большое экологическое значение: 1) положительно сорбирует не только молекулы воды, но и молекулы газов и органических соединений, в том числе различных пестицидов, способствуя их закреплению и дальнейшему разложению; 2) на поверхности частиц удерживаются разные микроорганизмы. Различные почвы обладают неодинаковой способностью поглощать микроорганизмы. Чем тяжелее гранулометрический состав, чем больше гумуса, тем выше поглотительная способность по отношению к микроорганизмам. Бактерии при поглощении их почвой снижают свою биохимическую активность, благодаря чему улучшаются санитарные условия местности, очищаются воды колодцев и грунтовых вод.

Химическая поглотительная способность (хемосорбция) обуславливает образование нерастворимых или труднорастворимых соединений в результате химических реакций между отдельными растворимыми солями в почве.

Химическое поглощение зависит:

1) от того, какие анионы находятся в почве. Анионы хлора и нитратный азот ни с какими катионами не образуют труднорастворимых соединений. Карбонаты и сульфаты с оновалентными катионами дают растворимые соли, а с 2-х и 3-х валентными – труднорастворимые. Фосфаты с одновалентными дают растворимые соли, а с 2-х и 3-х валентными – труднорастворимые.

2) состава коллоидов и реакции среды. Чем больше в почве амфолитоидов и чем кислее реакция среды, тем сильнее выражено химическое поглощение аниона. Гумусовые вещества снижают интенсивность поглощения фосфатов.

Химическая поглотительная способность имеет большое значение в закреплении почвами анионов фосфорной кислоты, органического вещества и катионов поливалентных металлов.

Химическое поглощение проявляется при внесении фосфорных удобрений:

Са(Н 2 РО 4) + Са(НСО 3) 2 2СаНРО 4 + 2Н 2 СО 3

Суперфосфат

Са(Н 2 РО 4) + 2Са(НСО 3) 2 Са 3 (РО 4) 2 + 4Н 2 СО 3

(NН4) 2 НРО4 + Са(НСО 3) 2 СаНРО 4 + 2NН 4 НСО 3

В кислых почвах, содержащих много полуторных окислов, химическое поглощение идет с образованием труднорастворимых фосфатов железа и алюминия. Учитывая свойство РО 4 3- закрепляться химически необходимо вносить фосфора в почву больше, чем нужно растениям (в гранулированной форме).

Физико-химическая или обменная поглотительная способность – способность почвенных коллоидов обменивать свои ионы на ионы почвенного раствора.

Обменные реакции в основном протекают с катионами, т.к. коллоиды заряжены отрицательно. Если базоиды, то обмен происходит анионами.

Например:

ППК 2Nа + СаSО 4 ППК Са + Nа 2 SО 4 (растворимая соль)

ППК 2Н + СаСО 3 ППК Са + Н 2 СО 3 (Н 2 О и СО 2)

ППК Са + 2NН 4 NО 3 ППК 2NН 4 + Са(NО 3) 2

Физико-химическое поглощение имеет ряд закономерностей:

1) Обмен происходит в строго эквивалентных количествах по законам обменных химических реакций;

2) Реакция обмена катионов происходит быстро (за 3-5 мин сорбируется 85 % катионов – по Гедройцу), но для установления динамического равновесия между катионами почвенного раствора и диффузного слоя необходимо 1-3 суток.

3) Любой поглощенный катион может быть вытеснен и заменен другим катионом почвенного раствора;

4) Энергия обменного поглощения различных катионов зависит от валентности, а при одинаковой валентности – от атомной массы иона. Она увеличивается с увеличением валентной и атомной массы. Исключением является водород, который хотя и имеет меньшую атомную массу, обладает высокой энергией поглощения и вытесняет другие катионы.

Li

внедрение вытеснение

5) Обменное поглощение – процесс в основном обратимый.

6) Интенсивность поглощения катионов зависит от концентрации раствора. Чем ниже концентрация, тем более активно поглощение катионов.

Вопрос «Гранулометрический состав почв. Группы механических элементов, их характеристика, влияние на свойства почв. Классификация почв по гранулометрическому составу. Значение гранулометрического состава в агрономической оценке почв»

Почва является полидисперсной системой, т. к. в состав ее твердой фазы входят минеральные, органические, и органо – минеральные частицы самых различных размеров: от молекулярных м коллоидных величин до грубых дисперсий – пыли, песка, камней. Эти элементарные частицы отличаются друг от друга не только по своей величине, но и по минералогическому и химическому составам, обладают различной активностью в отношении проходящих в почве физико–химических и биологических процессов. Водный, воздушный, пищевой режимы почвы и условия роста растений в значительной мере связаны с гранулометрическим составом почвы.

Гранулометрический состав почвы – это относительное содержание в породе или почве механических элементов различной величины, выраженное в процентах к массе сухой почвы.

Н. А. Качинский предложил объединить механические элементы в следующие фракции: частицы крупнее 3 мм – камни. Фракция состоит из обломков горных пород. Положительной роли в почве нет.

3–1 – гравий, состоит из обломков горных пород и первичных минералов. В небольшом количестве улучшает воздушный режим, а в большом – затрудняет механизированные процессы;

1–0,05 – песок, состоит из первичных минералов. Такие почвы обладают хорошей аэрацией, легки в обработке, но имеют провальную водопроницаемость, в них не накапливается гумус, влага и элементы питания;

0,05–0,01 – крупная пыль, по составу и свойствам близка к песку.

0,01–0,005 –средняя пыль; 0,005–0,001 – мелкая пыль, состоят из вторичных минералов, такие почвы обладают высокой поглотительной способностью, в них накапливается много влаги, элементов питания, гумуса, но имеют плохую аэрацию, тяжелы в обработке, способны к набуханию, заплыванию и коркообразованию.

мельче 0,001 мм – ил, по составу и свойствам близок к средней и мелкой пыли.

Каждая из этих фракций отличается от остальных по своим свойствам. Для классификации почв по гранулометрическому составу все частицы крупнее 0,01 мм объединяют в «физический песок», мельче 0,01 мм – «физическую глину». Гранулометрический состав имеет большое производственное значение. Он учитывается при агротехнических мероприятиях, обработке, орошении, выборе культур и т. д.

В России утвердилась двучленная классификация, предложенная Н. М. Симбирцевым и усовершенствованная А. Н. Сабаниным и Н. А. Качинским, учитывающая генетические особенности почв (содержание гумуса, состав обменных катионов, минералогический состав и др.) и связанную с ними неодинаковую способность глинистой фракции к агрегированию. Поэтому в классификации отдельно рассмотрены три основные группы почв: с подзолистым типом почвообразования, со степным типом почвообразования, а также солонцы и сильно солонцеватые почвы.

Гумус почвы. Что это такое и правильно ли так говорить? Ведь гумус в переводе с латыни – это земля или почва. То есть получается «земля почвы». Можно было бы сказать не совсем корректное выражение. И, тем не менее, оно существует и особого неприятия не вызывает. И вот почему.

Почва – это поверхностный слой литосферы Земли, который обладает плодородием и состоит из живых организмов и трех фракций: твердой, жидкой и газообразной. Под гумусом принято понимать органическое вещество, в котором содержатся компоненты, необходимые для питания растений. Таким образом, он лишь составная часть почвы, в которую, кроме него, входят еще неорганические вещества. Хотя содержание гумуса в ней иногда достигает 90%. По определению гумуса в почве составляют критерий оценки ее плодородности.

В состав гумуса входят определенные органические соединения в разных формах, а также получившиеся в результате их взаимодействий продукты. Образуется гумус как результат жизнедеятельности организмов, существующих в земле. Первенство среди этих организмов отдают дождевому червю. Трудно оценить справедливость такого высказывания, тем более, если оно принадлежит самому Чарльзу Дарвину. Именно он указал на их роль в 1881 году, а Томас Дж. Баррет в 1947 году предложил одомашнивать дождевого червя в своей книге. Но дождевой червь лишь звено в сложной цепи, итогом которой является появление гумуса. Да и он сам не является продуктом прямого потребления растений. Он еще должен быть подготовлен или разложен микроорганизмами, симбиотическими.

Сами черви и иные живые организмы, как их остатки и органические вещества в них входящие, гумусом не являются, хотя находятся в земле. Рассмотрите фото гумуса.

Состав, продукты и степень гумификации

В состав гумуса входят органические вещества. Характеризуется состав их количественным и групповым выражением. Это огромное количество разнообразных соединений углерода: ферменты или белки – катализаторы, витамины, пигменты, гормоны, экстрактивные вещества и многие другие.

Эти органические вещества связаны с минеральной частью почвы. По формам этих связей определяют фракционный его состав.

В ней остаются продукты жизнедеятельности организмов, растительных и животных, а также их остатки. Это темноокрашенные органические соединения, которые подвергаются гумификации и подразделяются на группы: гидрофобные и гидрофильные.

Кроме того, эти органические соединения, появившиеся в процессе гумификации, являются кислотами и называются гумусовыми. Это высокомолекулярные азотосодержащие оксикислоты с бензоидным ядром. Они есть: гуминовые, гематомелановые и фульвокислоты.

Гуминовые растворимы в щелочах и нерастворимы в кислотах. Гиматомелановые – в этаноле, а фульвокислоты – в воде, щелочах и кислотах. Особняком стоит такое органическое вещество, как гумин, который не растворим ни в кислотах, ни в щелочах, ни в органических растворителях.

Количество углерода лежит в основе определения степени гумификации. Он определяется как соотношение массы долей углерода в гумусовой кислоте к общему его количеству в почве.

Пищевая цепь и появление гумуса

Образование гумуса является частью пищевой цепи биосистемы и происходит в соответствии с ее правилами. Пищевая цепь – это взаимоотношения между организмами, в данном случае микробов, грибов и животных, выраженные в поедании одних другими и сопровождающиеся передачей вещества и энергии. Энергия при передаче по пищевой цепи теряется и потому цепь, обычно, не превышает 5 звеньев.

Начинают пищевую цепь микроорганизмы, которые могут переработать такие органические соединения как сахар, крахмал и тому подобное, то есть легкодоступные. Более сложные соединения, как целлюлозу, жиры, растительные белки и так далее, «поедают» микробы и организмы, обладающие более сильным набором ферментов. Сюда же относят и грибы, которые могут «переварить» любые органические соединения растительного происхождения. Все эти организмы не имеют пищеварительных органов и питаются, всасывая растворенные под действием их ферментов вещества всем своим телом. Эти организмы растут и увеличивают свою численность, но все полученные вещества на это не расходуются. Эти неиспользованные вещества соединяются и превращаются в гуминовые и фульвокислоты. Последние вступают в реакцию и веществами неорганической природы и создают соли, которые являются первичным гумусом.

Химические и физические свойства образовавшегося первичного гумуса, состоящего из органических соединений – кислот и неорганических – солей, зависит от состава органических остатков подвергшиеся переработке на этом этапе.

Теперь наступает время включиться в пищевую цепь почвенным животным, в том числе и кольчатым червям. Они поглощают микробов вместе с землей. В их пищеварительной трубке происходит переваривание, благодаря ферментам своего организма, способным расщеплять белок уже животного происхождения. Объем проходящей за сутки белковой и почвенной массы может быть равным их весу. Кроме микробов, черви в процессе питания заглатывают и растительные останки, которые также могут переваривать.

Не весь объем переваренных веществ идет на рост и увеличение количества червей и других организмов на этом этапе пищевой цепи. Часть пищи не усваивается, попадает обратно и соединяется с минеральной ее частью в еще более сложные образования. Расширяется состав, впоследствии образуется биогумус, который отличается по химическим характеристикам от первичного материала.

Значение и содержание гумуса в разных составах почв

В гумусе находится до 99% азота почвы, 60% фосфора, до 80% серы, другие микроэлементы. Но эти питательные вещества недоступны для растений, и становятся пищей для них лишь после разложения, когда выделяется углекислота – источник их воздушного питания.

Он обладает свойством связывать отравляющие вещества, такие как соли тяжелых металлов, радионуклиды, ароматические углероды и другие, которые появляются в процессе производственной и иной хозяйственной деятельности человека. Это главное защитное или экологическое его свойство. Связанные таким образом они «консервируются» и не попадают в организмы живых существ и человека.

Содержание гумуса в почве существенно различается. Наибольшее его количество в черноземах. Оно может достигать 10%. В тяжелых – до 2,5%, подзолистых и дерновых его до 1,5%, а в тундрах и пустынях и того меньше. Богаты им, как правило, влажные почвы, так как вода сдерживает поступление кислорода, и он медленнее разлагается. Например, торфяники имеют около 90% в своем составе органических остатков и гумусовых веществ.

Количество энергии, сосредоточенное в нем на 1 га земли можно сравнить с 50 тоннами бензина, а если это чернозем, то с 250 тоннами.

Плодородие земли, при современных методах ведения сельскохозяйственного производства, зависит не только от содержания гумуса. Широкое применение химических удобрений существенно влияет на ее эффективность. Но это, возможно, лишь при умелом их применении и правильном сочетании. Большое и частое внесение удобрений способствует ускоренному разложению гумуса, что на начальном этапе даст значительный рост урожайности – до 2 раз. Но, со временем, пополнение его объемов сократится и внесение удобрений не приведет не только к росту плодородия, но и к его существенному уменьшению. В почве, а вместе с этим и в сельскохозяйственных культурах, будут накапливаться пестициды, нитраты и другие, вредные и отравляющие вещества, которые в скором времени попадут и в организм человека.

Видео — Гумус