Как определить органический состав почвы

Как определить органический состав почвы

Глава 4. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ И ЕГО СОСТАВ

§1. Источники органического вещества и его состав

Важнейшей составляющей частью почвы является органическое вещество, которое представляет собой сложное сочетание растительных и животных остатков, находящихся на различных стадиях разложения, и специфических почвенных органических веществ, называемых гумусом.

Потенциальным источником органического вещества считают все компоненты биоценоза, которые попадают на или в почву (отмирающие микроорганизмы, мхи, лишайники, животные и т.д.), но основным источником накопления гумуса в почвах служат зеленые растения, которые ежегодно оставляют в почве и на ее поверхности большое количество органического вещества. Биологическая продуктивность растений широко варьирует и находится в пределах от 1– 2 т/год сухого органического вещества (тундра) до 30 – 35 т/год (влажные субтропики).

Растительный опад различается не только количественно, но и качественно (см. главу 2). Химический состав органических веществ, поступающих в почву, очень разнообразен и во многом зависит от типа отмерших растений. Большую часть их массы составляет вода (75 – 90 %). В состав сухого вещества входят углеводы, белки, жиры, воски, смолы, липиды, дубильные вещества и другие соединения. Подавляющее большинство этих соединений – высокомолекулярные вещества. Основная часть растительных остатков состоит главным образом из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и дубильных веществ, при этом наиболее богаты ими древесные породы. Белка больше всего содержится в бактериях и бобовых растениях, наименьшее его количество обнаружено в древесине.

Кроме того, органические остатки всегда содержат некоторое количество зольных элементов. Основную массу золы составляют кальций, магний, кремний, калий, натрий, фосфор, сера, железо, алюминий, марганец, образующие в составе гумуса органоминеральные комплексонаты. Содержание кремнезема (SiO₂) колеблется от 10 до 70 %, фосфора – от 2 до 10 % массы золы. Название зольных элементов связано с тем, что при сжигании растений они остаются в золе, а не улетучиваются, как это происходит с углеродом, водородом, кислородом и азотом.

В весьма малом количестве в золе встречаются микроэлементы – бор, цинк, йод, фтор, молибден, кобальт, никель, медь и др. Наиболее высокой зольностью обладают водоросли, злаковые и бобовые растения, меньше всего золы содержится в древесине хвойных пород. Состав органического вещества можно представить следующим образом (рис.6).

§2. Трансформация органического вещества в почве

Превращение органических остатков в гумус – сложный биохимический процесс, совершающийся в почве при непосредственном участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды. В этом процессе главная и решающая роль принадлежит микроорганизмам, которые участвуют во всех этапах образования гумуса, чему способствует огромная населенность почв микрофлорой. Животные, населяющие почву, тоже активно участвуют в превращении органических остатков в гумус. Насекомые и их личинки, дождевые черви измельчают и перетирают растительные остатки, перемешивают их с почвой, заглатывают, перерабатывают и выбрасывают неиспользованную часть в виде экскрементов в толщу почвы.

Отмирая, все растительные и животные организмы подвергаются процессам разложения до более простых соединений, конечной стадией которых является полная минерализация органического вещества. Образовавшиеся неорганические вещества используются растениями как элементы питания. Скорость процессов разложения и минерализации различных соединений неодинакова. Интенсивно минерализуются растворимые сахара, крахмал; достаточно хорошо разлагаются белки, гемицеллюлозы и целлюлоза; устойчивы – лигнин, смолы, воски. Другая часть продуктов разложения потребляется самими микроорганизмами (гетеротрофными) для синтеза вторичных белков, жиров, углеводов, образующих плазму новых поколений микроорганизмов, а после отмирания последних снова подвергается процессу разложения. Процесс временного удержания органического вещества в микробной клетке называется микробным синтезом. Часть продуктов разложения превращается в специфические сложные высокомолекулярные вещества – гумусовые вещества. Совокупность сложных биохимических и физико-химических процессов превращения органического вещества, в результате которых образуется специфическое органические вещество почвы – гумус, называется гумификацией. Все три процесса идут в почве одновременно и взаимосвязаны друг с другом. Трансформация органического вещества происходит при участии ферментов, выделяемых микроорганизмами, корнями растений, под влиянием которых осуществляются биохимические реакции гидролиза, окисления, восстановления, брожения и т.д. и образуется гумус.

Существует несколько теорий гумусообразования. Первой в 1952 году появилась конденсационная теория, разработанная М.М.Кононовой. В соответствии с этой теорией образование гумуса идет как постепенный процесс поликонденсации (полимеризации) промежуточных продуктов разложения органических веществ (сначала образуются фульвокислоты, а из них – гуминовые). Концепция биохимического окисления разработана Л.Н.Александровой в 70-е годы XX в. Согласно ей, ведущее значение в процессе гумификации имеют реакции медленного биохимического окисления продуктов разложения, в результате которых образуется система высокомолекулярных гумусовых кислот переменного элементного состава. Гумусовые кислоты вступают во взаимодействие с зольными элементами растительных остатков, освобождающимися в процессе минерализации последних, а также с минеральной частью почвы, образуя различные органо-минеральные производные гумусовых кислот. При этом происходит расщепление единой системы кислот на ряд фракций, различных по степени растворимости и строению молекулы. Менее дисперсная часть, образующая с кальцием и полуторными оксидами нерастворимые в воде соли, формируется как группа гуминовых кислот. Более дисперсная фракция, дающая преимущественно растворимые соли, образует группу фульвокислот. Биологические концепции гумусообразовапия предполагают, что гумусовые вещества – продукты синтеза различных микроорганизмов. Данная точка зрения была высказана В.Р.Вильямсом, она получила развитие в работах Ф.Ю.Гельцера, С.П.Ляха, Д.Г.Звягинцева и др.

В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования неодинаковы и зависят от взаимосвязанных условий почвообразования: водно-воздушного и теплового режимов почвы, её гранулометрического состава и физико-химических свойств, состава и характера поступления растительных остатков, видового состава и интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов.

Трансформация остатков происходит в аэробных или анаэробных условиях в зависимости от водно-воздушного режима. В аэробных условиях при достаточном количестве влаги в почве, благоприятной температуре и свободном доступе О₂ процесс разложения органических остатков развивается интенсивно при участии аэробных микроорганизмов. Наиболее оптимальными условиями являются температура 25 – 30 °С и влажность – 60 % от полной влагоемкости почвы. Но в этих же условиях быстро идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ, поэтому в почве накапливается относительно мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений (в сероземах и других почвах субтропиков).

В анаэробных условиях (при постоянном избытке влаги, а также при низких температурах, недостатке О₂) процессы гумусообразования идут медленно при участии, главным образом, анаэробных микроорганизмов. При этом образуются много низкомолекулярных органических кислот и восстановленные газообразные продукты (СН₄, H₂S), угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Процесс разложения постепенно затухает, и органические остатки превращаются в торф – массу слаборазложившихся и неразложившихся растительных остатков, частично сохранивших анатомическую структуру. Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве аэробных и анаэробных условий с чередованием периодов иссушение и увлажнения. Такой режим характерен для черноземов.

Видовой состав почвенных микроорганизмов и интенсивность их жизнедеятельности также влияют на образование гумуса. Северные подзолистые почвы в результате специфических гидротермических условий характеризуются наименьшим содержанием микроорганизмов с небольшим видовым разнообразием и низкой жизнедеятельностью. Следствием этого является медленное разложение растительных остатков и накопление слаборазложенного торфа. Во влажных субтропиках и тропиках отмечаются интенсивное развитие микробиологической деятельности и в связи с этим активная минерализация остатков. Сопоставление запасов гумуса в различных почвах с разным количеством микроорганизмов в них свидетельствует о том, что как очень слабая, так и высокая биогенность почвы не способствует накоплению гумуса. Наибольшее количество гумуса накапливается в почвах со средним содержанием микроорганизмов (черноземы).

Гранулометрический состав и физико-химические свойства почвы имеют не менее значительное влияние. В песчаных и супесчаных хорошо прогреваемых и аэрируемых почвах разложение органических остатков идет быстро, значительная часть их минерализуется, гумусовые веществ мало и они плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц. В глинистых и суглинистых почвах процесс разложения органических остатков при равных условиях происходит медленнее (из-за недостатка О₂), гумусовых вещества закрепляются на поверхности минеральных частиц и накапливаются в почве.

Химический и минералогический состав почвы определяет количество питательных веществ, необходимых для микроорганизмов, реакцию среды, в которой идет образование гумуса, и условия для закрепления гумусовых веществ в почве. Так, почвы, насыщенные кальцием, имеют нейтральную реакцию, которая благоприятна для развития бактерий и закрепления гуминовых кислот в виде нерастворимых в воде гуматов кальция, что обогащает ее гумусом. В кислой среде при насыщенности почв водородом и алюминием образуются растворимые фульвокислоты, которые имеют повышенную подвижность и ведут к большому накоплению гумуса. Закреплению гумуса в почве способствуют также глинистые минералы типа монтмориллонита и вермикулита.

В связи с различием в факторах, влияющих на образование гумуса, в разных почвах количество, качество и запасы гумуса неодинаковы. Так, в верхних горизонтах черноземов типичных содержится 10 – 14 % гумуса, серых темных лесных – 4 – 9 %, дерново-подзолистых – 2 – 3 %, темных каштановых, желтоземах – 4 – 5 %, бурых и серо-бурых полупустынных – 1 – 2 %. Запасы органического вещества в природных зонах также различны. Наибольшие запасы, по данным И.В.Тюрина, имеют различные подтипы черноземов, торфяники, серые лесные, средние – темно-каштановые, красноземы, низкие – подзолистые, дерново-подзолистые, сероземы типичные. В пахотных почвах Республики Беларусь содержится гумуса: в глинистых – 65 т/га, в суглинистых – 52 т/га, в супесчаных – 47 т/га, в песчаных – 35 т/га. Почвы Республики Беларусь в зависимости от содержания гумуса в пахотном слое делятся на 6 групп (табл. 3). В почвах других природных зон существуют свои градации в зависимости от содержания гумуса.

Группировка почв Республики Беларусь по содержанию гумуса

Источник

Как определить состав почвы и выбрать натуральные удобрения

Органические удобрения имеют преимущества перед минеральными:

1. помимо улучшения химического состава почвы, улучшают и ее физические характеристики, структуру, воздухопроницаемость и влагоемкость, усиливают ее биологическую активность, способствуют размножению полезных организмов и микроорганизмов
2. являются менее концентрированными, чем химические, действуют на растение медленнее по мере разложения, но в течение длительного периода, поэтому меньше опасность переудобрить почву
3. при внесении этих удобрений исключены вымывание и иные виды потерь макроэлементов, которые растения не успевают усвоить
4. при применении органических удобрений значительно улучшается экологическое состояние почвы, устраняются токсические эффекты для почвенной фауны

Вопрос читателя: «Надо ли делать анализ почвы при внесении органики и по каким признакам без теста определить качество почвы?»

Ответ «Зеленой грядки»:

— Перед внесением органических удобрений необходимо узнать структуру, химический состав, показатели кислотности почвы.

Вносить добавки нужно осенью в зависимости от типа грунта. Идеальным считается время за месяц до высадки рассады в грунт.

Определение состава почвы

Взять с верхнего слоя горсть земли, замесить густое тесто, из него скатать жгут и свернуть в кольцо.

Если у вас это удастся и при этом кольцо не растрескается, а получится «бублик», то почва на вашем участке глинистая.

Если при сгибании «бублик» не получается, разваливается — почва суглинистая.

Супесчаная почва не дает возможности раскатать и жгута.

Самые «плохие» почвы — песчаные, в них ничего не задерживается: ни вода, ни внесенные удобрения. Нет плохих почв — есть плохие хозяева.

Прежде чем приступить к освоению, надо вначале определить кислотность почвы. Сама природа может ответить на ваш вопрос.

На кислых почвах растет хвощ полевой, щавель, подорожник, лютик, вороника дубравная.

На слабокислых и нейтральных — ромашка непахучая, мать-и-мачеха, пырей ползучий, вьюнок полевой, бодяк, клевер.

На плодородной земле, имеющей реакцию почвенного раствора, близкую к нейтральной, селится двудомная крапива.

Когда лучше вносить удобрения в почву

Наиболее эффективным считается осеннее внесение удобрений, так как за зиму они успеют войти в состав органо-минерального комплекса почвы, сделают ее более плодородной и будут питать растения весь следующий сезон.

Весенняя подкормка также важна для питания растений. Весной органика разлагается быстрее и снабжает культуры растворимыми питательными элементами. Это необходимо в период активного роста растений весной и в начале лета.

Сроки и нормы внесения органических удобрений будут зависеть от уровня плодородия почвы, культуры и способа внесения.

Распространенные натуральные удобрения

Зола сама по себе — минеральное удобрение (состоит из неорганических минеральных веществ), но природное. Древесная зола подходит для подкормки большинства овощей, плодово-ягодных и цветочных культур. Самой полезной считается древесная зола, которая получается при сжигании молодых побегов лиственных деревьев и кустарников.

Биогумус — универсальное удобрение, которое образуется после жизнедеятельности дождевых червей. Биогумус насыщен не только всеми необходимыми химическими элементами питания, но и богатой микрофлорой. Такой состав не только питает растения, но и дает им здоровье и иммунитет, чтобы противостоять болезням и вредителям. Биогумус можно купить, приготовить своими руками (довольно хлопотное занятие) и приобрести концентрат в жидком виде.

Навоз — является естественным источником питательных макроэлементов (азот, фосфор, калий) и микроэлементов (магний, сера, хлор, кремний). Однако ценность навоза не в богатстве минерального состава, т.к. как полноценный источник минеральных компонентов его использовать сложно и неудобно. Однако навоз как органическое вещество весьма удачно участвует в формировании плодородного слоя, превращается со временем в перегной и создает гумус, без которого ни один сад плодоносить не будет.

Птичий помет — ценное органическое удобрение. Содержит большое количество макро- и микроэлементов в соотношении, способствующем отличному развитию растений. А концентрация этих полезных веществ в 3-4 раза выше, чем в других натуральных удобрениях животного происхождения. Насыщенный бактериофагами, он не только удобряет, но и обеззараживает почву, подавляя целый ряд возбудителей болезней.

Костная мука — содержит азот, фосфор, кальций — основные питательные элементы для роста и развития растений. При покупке костной муки нужно следить, чтобы она была сухой, тщательно выпаренной.

Сапропель (озерный ил) содержит перепревшие остатки растительности и водных организмов. По своему составу является комплексным органическим удобрением и мощным стимулятором роста. Благодаря большому содержанию гумуса и органических веществ сапропель способен повысить плодородие почвы на 30-50%.

Как правильно использовать навоз и помет?

Увлекаться навозными удобрениями, особенно свежим навозом, опытные дачники не советуют. В нем слишком много азота, а это может привести к нежелательному росту вегетативной массы в ущерб урожаю. Поэтому поздние навозные подкормки овощных культур применять не следует.

При внесении помета нельзя допустить передозировки, иначе накопления нитратов в овощах не избежать. Птичий помет вносят совместно с соломой, торфом или опилками в пропорции 3:1

Как использовать птичий помет:

• в жидком виде для подкормки плодово-ягодных культур
• для приготовления раствора помет разбавляют водой в соотношении 1:7 и выдерживают раствор двое суток. Потом смесь тщательно взбалтывают и перед внесением в почву еще раз разводят водой в пропорции 1:1. Расход питательного раствора – полведра на 1 кв. м
• при осенней перекопке участка: 250-300 г на 1 кв. м

Вопрос читателя: «Что лучше – навоз или птичий помет?»

Ответ «Зеленой грядки»

— Птичий помет действует быстро, а по химическому составу он в несколько раз богаче навоза. Питательные вещества свободно растворяются в воде, поэтому легко усваиваются и сохраняют свое действие в течение 2-3 лет. При этом куриный помет гораздо питательнее, чем помет уток и гусей.

Травяной настой для подкормки растений

Широко используют жидкое удобрение из сорняков для подкормки различных овощных культур.

На огороде можно встретить различные виды сорных трав. Все они подходят для приготовления «зеленого» удобрения.

Клевер, мокрица, одуванчики, молочай и прочую свежескошенную зелень можно смело сочетать в приготовлении одной органической подкормки. При этом важно заметить, что особо ценным ингредиентом является крапива.

Этот сорняк в процессе брожения выделяет рекордное количество безопасного азота, который при внесении в почву стимулирует рост овощных культур.

В состав жидкого «зеленого» удобрения можно добавлять опавшие листья и ягоды, ботву.

Эффективная подкормка – настой из ботвы томатов и сорных растений, позволяющая насытить почву азотом и способствующая быстрому росту растений.

Рецепт приготовления «зеленого» удобрения

1. бочку или большой бак заполните измельченной зеленью, стеблями томатов (на 2/3)
2. залейте емкость теплой водой до самого верха
3. перемешайте содержимое
4. прикройте сверху пленкой
5. настаивайте в течение 8-10 дней

Настой будет «бродить», выделяя специфический резкий запах, поэтому бочку ставят в отдалении от дома, дачи. Для подкормки берут литр смеси на ведро чистой воды, перемешивают и поливают овощи под корень.

Как сделать на даче компостник

Компост является натуральным органическим удобрением, которое получается путем ферментирования под действием земляных червей и бактерий.

Для получения такого удобрения закладывается компостная куча. Часто ее делают, просто выкопав яму в земле, но лучше, если это будет специально обустроенное место – компостник.

Компостники изготавливаются в виде закрытых или открытых емкостей, но можно приобретать и специальные пластиковые ящики, оборудованные крышкой и дверцей. Приготовленный компост вносится в лунки перед высадкой огородных культур в открытый грунт или под посадки в теплицах. Либо его рассыпают по участку перед посадкой семенного материала и слегка перемешивают с грунтом.

Компостную яму организуют на земле, чтобы дать возможность дождевым червям уйти на зимовку.

Компоненты закладывают в штабели высотой до 1 м и шириной около 1,5 м (длина непринципиальна).

Кучу регулярно поливают водой или навозной жижей, чтобы она всегда была влажной.

Компостную кучу накрывают дерном, землей или травой, чтобы предотвратить пересыхание. При этом необходимо оставить отверстие для вентиляции.

Перед тем как сделать компостную кучу, нужно знать, что в ее состав нельзя добавлять:

• средства дезинфекции и химические препараты;
• остатки сорняков с семенами длительных сроков всхожести или корни ползучих растений, так как при компостировании они не теряют всхожесть;
• остатки мелованной глянцевой бумаги, резины, текстиля, а также кости животных и камни — все эти вещества не разлагаются в компосте;
• отходы жизнедеятельности домашних животных, которые могут быть заражены яйцами глистов;
• заболевшие растения, которые поражены вредителями и грибками, например, фитофторой, — такие остатки обязательно сжигаются на огороде;
• пищевые отходы животного происхождения, которые запускают процессы гниения и являются причиной стойкого неприятного запаха.

Вопрос читателя: «Есть ли риск переборщить с натуральными удобрениями?»

Ответ «Зеленой грядки»

— Удобрения, внесенные сверх нормы, приводят к ухудшению качества урожая, болезням, накоплению в плодах нитратов. Излишек питательных веществ часто накапливается в почве. Органические удобрения в целом безвредны. В грунте они быстро разлагаются и не имеют накопительного эффекта. Перепревшим навозом или компостом перекормить сложно. А вот повышенные дозировки свежего навоза или птичьего помета могут существенно навредить урожаю. Прежде всего, перекорм навозом – это избыток азота. Растения начинают развивать буйную зеленую массу в ущерб плодообразованию. При очень больших дозах корни получают ожоги, загнивают и отмирают».

Какие культуры нуждаются в органике в первую очередь, а какие могут подождать?

Можно ли обойтись одними органическими удобрениями или химии не избежать?

На начальных этапах роста, для развития корней растениям обязательно нужен фосфор. Если он уже внесен в почву, можно обойтись только органическими удобрениями (перегноем или компостом).

Для «быстрых» подкормок (например, если нужно ликвидировать симптомы недостаточности элементов) лучше применять минеральные удобрения. Для быстрого вызревания растений, при сильных заболеваниях (если год провокационный) нужно много калия в растворенном виде. Зола не справится с этой задачей.

При выращивании растений, применяются микробиоудобрения (Мизорин, Азотовит, Фосфатовит, Унифос и др.), которые преобразовывают трудноусваиваемые формы азота и фосфора в легкоусваиваемые.

Гумат «Здоровый урожай» — препарат на основе легкорастворимых солей гуминовых кислот, содержит микроэлементы в хелатной форме, которые легко усваиваются растениями и способствуют развитию мощной корневой системы, стимулируют рост и развитие растений, ускоряют созревание плодов на 3-5 дней.

В случае отсутствия полива минеральные удобрения не применяют, а пользуются органическими (компот, перегной) и древесной золой. Очень важно при этом соблюдать севооборот, иначе почва истощается, накапливаются болезни и вредители, и урожай резко снижается, возникает почвоутомление.

Можно сказать, что при правильной агротехнике природного земледелия, только при использовании районированных сортов (чтобы не было проблем с зимовкой и болезнями) можно обойтись без минеральных удобрений и получать высокие урожаи. Часто лучше применить минеральные удобрения для профилактики, чем впоследствии химические средства защиты.

Источник