Агрономическая оценка органического вещества почв

Агрохимия, агропочвоведение и агроэкология — Агрономическая оценка органического вещества почв

Содержание и запасы органического вещества в почвах служат основными критериями оценки почвенного плодородия. Орг. в-во в целом и отдельные его группы разносторонне влияют на агрономические свойства и режимы почв. Орг. в-во в большой мере определяет пищевой режим почв, оказывая на него прямое влияние как источник элементов питания и косвенное, обусловленное действием различных групп орг. в-в на физ-хим. и водно-физ. свойства почв.

На почвах обогащенных орг. веществом, значительно снижаются потери элеиентов мин. питания удобрений в результате миграционных процессов и загрязнение сопряженных сред. В почвах постоянно происходят процессы трансформации инертных форм элементов мин. питания в лабильные. Эти процессы требуют энергетических затрат и происходят при участии почвенной биоты, поэтому их осуществление возможно при поступлении в почву орг. в-в, служащих энергетическим материалом для функционирования почвенной биоты.

Большое значение имеет комплексообразующая способность орг. в-ва. С ним связано образование агрономически ценной структуры почвы, увеличение влагоемкочти. В целях агрономической оценки органические вещества почвы разделяют на две группы: устойчивые(консервативные) и лабильные( легкоразлагаемые).

К устойчивым относятся : большая часть гумусовых веществ, частично лигнин и его производные, некоторые полисахариды. Они существуют в почвах сотни и тысячи лет,слабо вовлекаются в минерализацию и обусловливают устойчивые свойства почв (цвет, структуру, буферность, потенциальные запасы элементов питания). К ним относятся гуминовые кислоты, гуматы, другие органно-минеральные соединения, гиматомелановые кислоты и гумин.

Группа лабильных соединений включает низко- и среднемолекулярные углеводы, аминокислоты и пептиды, новообразованные гуминовые и фульвокислоты. Они сравнительно легко минерализуются почвенной биотой, служат источником элементов питания, энергетического материала, участвуют в формировании агрономической ценности структуры. Их быстрая минерализация усиливает поток в приземный слой атмосферы СО₂, необходимого для фотосинтеза. Недостаток лабильных соединений и слишком быстрое их разложение приводит к усилению минерализации гумусовых веществ, что может ускорить процессы деградации почвы

Дефицит лабильных форм орг. в-ва в почвах определяет состояние так называемой выпаханности, т.е. резкое ухудшение питательного режима и структурного состояния.

Источник

Агрономическая оценка органического вещества почв

К устойчивым относятся: большая часть гумусовых веществ, частично лигнин и его производные, некоторые полисахариды. Они существуют в почвах сотни и тысячи лет,слабо вовлекаются в минерализацию и обусловливают устойчивые свойства почв (цвет, структуру, буферность, потенциальные запасы элементов питания). К ним относятся гуминовые кислоты, гуматы, другие органно-минеральные соединения, гиматомелановые кислоты и гумин.

Источник

Агрономическая оценка органического вещества почвы

Органическое вещество играет ведущую роль в формировании почвенного плодородия, создании благоприятных условий для роста и развития растений и жизнедеятельности микроорганизмов, снижении отрицательных последствий антропогенного воздействия на почву и повышении устойчивости земледелия при неблагоприятных климатических условиях.

С увеличением в почве содержания органического вещества возрастает устойчивость почвенного покрова и произрастающих на нем растений к воздействию негативных факторов (водная эрозия, дефляция, загрязнение, почвоутомление и т. д.). Это особенно отчетливо проявляется в экстремальных ситуациях. Например, на богатых гумусом почвах растения легче переносят отрицательное влияние засухи или избыточного увлажнения, по сравнению с почвами бедными органическим веществом.

Гумус будет выступать как фактор регулирующий биологическое состояние почвы, емкость катионного обмена и буферность, водно–физические свойства и характер почвенной структуры, ряд технологических параметров и т.д.

Качественная сторона этой проблемы в общих чертах хорошо известна. Что же касается количественных оценок, то здесь картина менее ясная. Необходимо признать, что система показателей гумусового состояния почв хоть и дает возможность всесторонне охарактеризовать особенности их органической части в генетическом аспекте, однако не позволяет идентифицировать агрономическую ценность ее различных компонентов. Поэтому наиболее целесообразным подходом к решению этой проблемы будет разделение всех органических соединений почвы на две большие группы: группу консервативных, устойчивых веществ и группу веществ лабильных легкоразлагаемых.

Группа консервативных органических веществ почвы включает гуминовые и гиматомелановые кислоты, их разнообразные органо–мине-ральные соединения и гумин, частично лигнин и его производные, некоторые полисахариды. Все эти компоненты органического вещества устойчивы к минерализации, существуют в почвах сотни и тысячи лет и обусловливают их типовые признаки, формирующиеся в течение длительного времени и сохраняющиеся в вековых циклах. От содержания, состава и свойств этих соединений зависят окраска почв, тепловой режим, водно–физические параметры, емкость поглощения и буферность, характер структуры, потенциальные запасы элементов питания. В питании растений они участвуют в малой степени, но создают для них благоприятную среду. Положительная агрономическая роль консервативных составляющих органического вещества наиболее наглядно проявляется в экстремальных ситуациях: в засушливые периоды, при переувлажнении и химическом загрязнении почв. Поэтому наиболее устойчивым оказывается земледелие на почвах с высоким содержанием гумуса.

Их роль в агрономическом отношении проявляется более отчетливо. В частности, дефицит лабильных форм органического вещества определяет состояние так называемой выпаханности почв, то есть ухудшение их питательного режима и структурного состояния.

Лабильное органическое вещество представляет собой наиболее изменчивую и динамичную часть органического вещества почвы формирующуюся под воздействием природных и антропогенных факторов.Влияние природных факторов проявляется через свойства почвы, особенности тепло- и влагообеспеченности, что в совокупности определяет условия развития и функционирования живых организмов, являющихся прямым источником лабильного органического вещества почвы. Роль антропогенного фактора проявляется через характер использования пахотных угодий (виды и дозы удобрений севооборот, обработка, мелиорация и т.д.) Очевидно, что наименее благоприятные условия для накопления лабильного органического вещества в почве создаются при экстенсивном использовании пашни.

В составе лабильного органического вещества (ЛОВ) целесообразно выделять две группы веществ существенно различающихся между собой содержанием, составом, свойствами, способами экстрагирования и агроэкологическими функциями. Одна группа представляет собой легкоразлагаемое органическое вещество (ЛОВ), вторая – подвижное органическое вещество (ПОВ).

Легкоразлагаемое органическое вещество включает в себя растительный опад, детрит, остатки почвенных животных и микроорганизмов, органические удобрения.

В агроценозах растительный опад состоит из свежих прижизненных и послеуборочных растительных остатков. Масштабы их поступления в почву варьируют в широких пределах от 1,0 т/га до 10,0 т/га в зависимости от культуры и технологии возделывания. В результате следующей частичной трансформации свежих растительных остатков формируется детрит в составе которого по-видимому увеличивается доля устойчивых к разложению компонентов типа целлюлозы и лигнина.

Основными видами органических удобрений, поступающих в пахотные почвы являются навоз на различной основе (солома, торф, опилки) торф, бесподстилочный навоз, сидераты, разнообразные компосты. Ежегодно накапливаемые запасы органических удобрений в среднем составляют около 4 т/га пашни сырого вещества. Между тем, среднегодовые рекомендуемые нормы внесения колеблются в пределах 8-20 т/га в полевых и кормовых севооборотах и 30-40 т/га в овощных.

Итак,главным источником легкоразлагаемого органического вещества в пахотных почвах являются прижизненные и пожнивные растительные остатки, а так же органические удобрения. Из них же образуется и большинство остальных форм лабильного органического вещества почвы.

Подвижное органическое вещество состоит из разнообразных органических соединений, являющихся продуктами биохимических процессов, протекающих в почве. Сюда относятся: неспецифические органические вещества, корневые выделения, продукты автолиза и метаболизма почвенной микрофлоры и микрофауны, прогуминовые вещества, новообразованные гумусовые соединения, гумусовые кислоты не прочносвязанные с минеральной частью почвы.

Неспецифические органические вещества представляют собой обширную группу соединений исходных органических (в первую очередь растительных) остатков и промежуточных продуктов от их трансформации. Сюда входят белки, полинуклеотиды, углеводы, нуклеиновые кислоты, аминокислоты и другие компоненты. Содержание этих веществ в составе гумуса варьирует от 6 до 21 %, в торфе от 36 до 85 %, в навозе от 55 до 80 %. Хотя надо признать, что в целом эта группа веществ изучена еще недостаточно, особенно это касается количественных показателей.

Между тем, некоторые исследователи считают, что, например, в образовании гумуса черноземов весьма значительная и, может быть, определяющая роль принадлежит прижизненным корневым выделением степных трав. Корни выделяют разнообразные органические вещества: органические кислоты, аминокислоты, сахара, ферменты, витамины и др. Общее количество корневых выделений за период вегетации, по их мнению, достигает 10 % и более от растительной массы.

Новообразованные гумусовые вещества представляют собой группу соединений ежегодно формирующихся при гумификации органических остатков. Для них характерны большие молекулярные массы и высокая степень гетерогенности. Новообразованные гумусовые кислоты всегда более высокомолекулярны, чем гуминовые кислоты выделяемые из почвы, содержат больше азота, особенно, гидролизуемого, метоксильных групп и меньше ароматических компонентов и групп СООН.

Ежегодное новообразование гумусовых веществ заметно варьирует в зависимости от ряда причин. Здесь имеет значение количество растительных остатков, поступающих в почву и ее свойства, особенности агротехники, система удобрений, напряженность микробиологических процессов и ряд других факторов.

Гумусовые кислоты, непрочно связанные с минеральной частью почвы, обычно выделяются в качестве самостоятельного компонента органического вещества при анализе фракционного состава гумуса и идентифицируются как фракция 1. Содержание их варьирует в довольно широких пределах: в каштановых почвах – 5-6 %, в черноземах- 5-15 %, в дерново-подзолистых – 20-40 % от общего углерода почвы.

В пахотных почвах содержание непрочно связанных гумусовых веществ обусловлено не только их генетическими особенностями, но и существенно зависит от характера использования сельскохозяйственных угодий, особенно, от применяемой системы удобрений.

Увеличение содержания гумусовых веществ непрочно связанных с минеральной частью почвы может происходить двумя путями. В одном случае это осуществляется за счет новообразованных органических соединений, количество которых возрастает при оптимизации условий гумусообразования. Как правило, это происходит на фоне увеличения содержания общего гумуса почвы. В другом случае количество веществ фракции 1 возрастает за счет более прочносвязанных фракций, удерживаемых обменным кальцием и глинистыми минералами. Такая ситуация наблюдается, как правило, при ухудшении гумусового состояния почв и снижении содержания общего гумуса.

Присутствующие в почве непрочно связанные гумусовые соединения должны в определенной мере отличаться от новообразованных составом и свойствами, поскольку в той или иной степени подвергались воздействию почвенной биоты. Однако, их разделение для последующего исследования весьма проблематично, хотя количественная оценка возможна с помощью изотопных индикаторов.

Источник

Агрономическая оценка органического вещества почв

Большое значение имеет комплексообразующая способность орг. в-ва. С ним связано образование агрономически ценной структуры почвы, увеличение влагоемкости. В целях агрономической оценки органические вещества почвы разделяют на две группы: устойчивые(консервативные) и лабильные( легкоразлагаемые).

К устойчивым относятся: большая часть гумусовых веществ, частично лигнин и его производные, некоторые полисахариды. Они существуют в почвах сотни и тысячи лет, слабо вовлекаются в минерализацию и обусловливают устойчивые свойства почв (цвет, структуру, буферность, потенциальные запасы элементов питания). К ним относятся гуминовые кислоты, гуматы, другие органно-минеральные соединения, гиматомелановые кислоты и гумин.

Биогенно — аккумулятивные почвенные процессы и их изменение при сх использовании почв.

Гумусообразование. Процесс разложения растительных остатков на месте их отмирания и последующего новообразования гумуса.Поступление растительных остатков от пропашных культур меньше, а интенсивность минерализации гумуса выше, след-но, потери гумуса при возделывании пропашных культур значительно больше, чем при зерновых. Чем меньше поступает орг.в-во, тем интенсивнее разложение гумуса. Влияние механ-ой обработки на режим органического вещества — сокращение частоты мех.обработки ведёт к снижению потерь гумуса за счёт снижения интенсивности процессов эрозии и минерализации орг.вещ-ва. Повысить уровень гумусированности возможно лишь при использовании высоких доз органических удобрений. Влияние минеральных удобрений на содержание гумуса в значительной мере зависит от условий их применения, т.к. эти условия влияют и на величину биомассы и на особенности их трансформации.

Торфообразование — накопление на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения. Использование торфяников может идти в двух направлениях: как источник органических удобрений и как объект для освоения и превращения их в культурные угодья. Негативные явления при осушении и с\х использовании торфяных почв: 1) пересушка почв и развитие ветровой эрозии; 2) ухудшение водного режима сопредельных территорий; 3) повышение концентрации химических веществ (в т.ч. NО[3]-) компонентов удобрений в дренажных водах и как следствие, загрязнение водоёмов. Следовательно, необходимо научное обоснование использования осушенных почв (рациональные севообороты, грамотное применение удобрений и др.)

Дерновый процесс. Почвообразовательный процесс, протекающий под действием травянистой растительности, приводящий к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизонтом называется дерновый процесс. Особенно благоприятно дерновый процесс развивается под луговой и лугово-степной травянистой растительностью.

Источник