Что такое гумус почвы определение

Состав и свойства гумуса, его значение для почвы

Определение понятий

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.

Содержание гумуса в почве имеет значение не только для ее плодородия. Он склеивает пылевые частицы в водопрочные комочки, тем самым укрепляя ее структуру. Чем его больше, тем прочнее почва, меньше подвержена эрозии и температурным колебаниям, больше может удержать воздуха, влаги и питательных веществ.

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

Источник

Гумус

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:

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.
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.
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.

Высокое содержание азота в птичьем помете отлично сказывается на росте растений, особенно при наборе зеленой массы. Этим свойством такого типа подкормки часто пользуются опытные огородники при выращивании столовой зелени.

[!] 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, фузариозом 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:

Пару раз в сезон компост следует аккуратно перемешивать, насыщая кислородом, предотвращая слеживание и равномерно распределяя питательную для бактерий среду.
Поздней осенью, перед наступлением холодов, компост необходимо утеплить. Для этого подойдет солома, сухая листва, торф.
В сильную жару, для предотвращения пересыхания, кучу требуется поливать. Для этой цели хорошо прекрасно подойдет настой навоза или сильно разбавленный раствор птичьего помета.

По истечении срока компостная куча должна приобрести темный цвет и однородную рыхлую консистенцию. Экологически чистое органическое удобрение готово к применению.

Источник