Гумус почв и его свойства
Вы здесь
В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофагами. Они 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 минералами 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. Они 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. Они накапливались в черноземах весь послеледниковый период. Эти гуматы способны растворяться под влиянием ферментов корневой системы растений, но в количествах, удовлетворяющих только их потребность. Они 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 всего живого на Земле от их токсического воздействия, в том числе от тяжелых радионуклидов! Это защитное свойство столь же важно для всего живого, как и защитное свойство озонового слоя вокруг Земли. Чем больше гумуса в почве, тем ярче выражено такое буферное свой-ство почв: пищевая и кормовая продукция, выращенная на высокогумусных почвах, является экологически чистой.
Буферное свойство гумусных почв можно проиллюстрировать следующими данными. По расчетам академика В. А. Ягодина (1990), при ежегодном сжигании в мире 33 млрд т угля вместе с золой рассеивается до 220 тыс. т урана и 280 тыс. т мышьяка (для сравнения: мировое производство этих двух металлов составляет соответственно 30 и 40 тыс. т в год). Кроме того, металлургические предприятия ежегодно выбрасы-вают на поверхность земли (с дымами) более 150 тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т свинца, 30 т ртути, массу других металлов и многие миллионы тонн серной, соляной, азотной, фосфорной и других кислот. С выхлопными газами на поверхность почвы попадает более 250 тыс. т свинца. В процесс техногенного загрязнения окружающей среды вносит свой «вклад» и промышленность, производящая минеральные удобрения, в частности фосфорные (Р. Е. Елсшев, А. Л. Иванов, М. Шахаджахан, 1991). В почву попадают при этом все остальные элементы таблицы Д. И. Менделеева, включая кадмий, стронций, селен, фтор и т.д. и т.п. Трудно себе представить массу этих и других элементов, попавших в почву хотя бы за послевоенный период. Но вселенской катастрофы и гибели живого не произошло, отмечались лишь локальные болезни лесов, озер, и только в северных регионах Канады, Скандинавии, Сибири, где в почвах мало гумуса. Регионы с большим содержанием гумуса в почве пострадали меньше, а в странах, где производство гу-мусных 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 все другие минеральные элементы питания растений в сбалансированном состоянии по природной технологии. В инертном 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 минералов 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.
Запасы гумуса в почвенном покрове земли распределены неравномерно: больше всего его в черноземах луговых степей — от 400 до 700 т/га, меньше — в почвах тундр и пустынь — всего 0,6. 0,7 т/га.
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 необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами. Поэтому 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. При расчете ее теплотворная способность гумуса для всех типов почв условно принимается равной 4000 калорий на 1 г. Из изученных почв по энергетике гумуса резко выделяется чернозем — 20000 калорий в призме сечением 1 см2 и мощностью до 300 см. Гумус других типов почв характеризуется значительно меньшими запасами энергии — 4000. 8000 калорий в том же объеме почвы. Если сравнить содержание энергии на 1 га земли, имеющем запас энергии в призме 4000 малых калорий, то общий ее запас сопоставим с 50000 л бензина, а на черноземах — 250000 л.
Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах;
Гумус — основной источник энергии для процессов превращения в почве минеральных соединений, биосинтетических реакций, жизнедеятельности микроорганизмов, роста и формирования растений и т.д. Черноземы, как было отмечено, характеризуются преобладающей аккумуляцией энергии в гумусе (88% суммы энергии в гумусе и растительном веществе), что хорошо согласуется с выдающимся и устойчивым плодо¬родием черноземов.
Плодородие полей и огородов напрямую связано с количеством и качеством гумуса в почвах. Наиболее богаты им черноземы. В знаменитых черноземах Центрального и Северокавказского регионов содержалось 10. 14% гумуса, а мощность слоя чернозема — до 1 м.
Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединений 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.
В литературе накоплен огромный экспериментальный материал, показывающий тесную зависимость урожая от уровня гумусированности почв. Коэффициент корреляции содержания гумуса в почве и урожая составляет 0,7. 0,8 (данные ВНИПТИОУ, 1989). Так, в исследованиях Белорусского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии (БелНИИПА) увеличение количества гумуса в дерново-подзолистых почвах на 1% (в пределах его изменения от 1,5 до 2,5. 3%) повышает урожайность зерна озимой ржи и ячменя на 10. 15 ц/га. В колхозах и совхозах Владимирской области при содержании гумуса в почве до 1% урожай зерновых в период 1976-1980 гг. не превышал 10 ц/га, при 1,6. 2% составлял 15 ц/га, 3,5. 4% — 35 ц/га. В Кировской области прирост гумуса на 1% окупается получением дополнительно 3. 6 ц зерна, в Воронежской — 2 ц, в Краснодарском крае — 3. 4 ц/га.
Еще более существенна роль гумуса в увеличении отдачи при умелом применении химических удобрений, эффективность его при этом увеличивается в 1,5. 2 раза. Однако необходимо 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 основных показателей их окультурирования. При низком уровне гумусовых запасов внесение одних минеральных удобрений не приводит к стабильному повышению плодородия почв. Более того, применение высоких доз минеральных удобрений на бедных органическим ве¬ществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитра-тов и других вредных соединений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур.
Источник
Типы почв и их особенности
Почва — это сложный биологический комплекс, включающий в себя минеральную (механическую) и органическую части, почвенные воздух, воду, микрофлору и микрофауну. От данного комплекса и совокупности влияющих факторов, таких как климатические условия, сроки посадки, сорт, своевременность и грамотность агротехнических приемов зависит качество выращивания садово-огородных культур на вашем приусадебном участке. Также не менее важным при закладке сада, газона или разбивке огорода является тип почвы. Он определяется по содержанию минеральных и органических частиц.
От того, какой вид почвы преобладает на вашем участке, зависит выбор культур, их размещение, а в конечном счете и урожай. В зависимости от этого вырабатывается конкретный комплекс по поддержанию плодородия путем правильной обработки и внесением необходимых удобрений.
К основным видам почв, с которыми чаще всего сталкиваются владельцы приусадебных и дачных участков, относятся: глинистая, песчаная, супесчаная, суглинистая, известковая и болотистая. Более точная классификация выглядит следующим образом:
Каждая почва имеет как положительные, так и отрицательные свойства, а значит отличается в рекомендациях по улучшению и подбору культур. В чистом виде они встречаются редко, в основном в комбинации, но с преобладанием определенных характеристик. Рассмотрим подробно каждый тип.
Песчаная почва (песчаники)
Песчаники относятся к легким видам почв. Они рыхлые, сыпучие, легко пропускают воду. Если горсть такой земли взять в руки и попробовать сформировать комок, то он будет рассыпаться.
Достоинство таких почв — они быстро прогреваются, хорошо аэрируются, легко обрабатываются. Но вместе с тем, быстро охлаждаются, пересыхают, слабо удерживают в зоне корней минеральные вещества — и это недостаток. Питательные элементы вымываются водой в глубинные слои грунта, что приводит к снижению наличия полезной микрофлоры и пригодности для выращивания культур.
Для поднятия плодородия песчаников необходимо постоянно заботиться об улучшении их уплотняющих и связующих свойств. Добиться этого можно путем внесения торфа, компоста, перегноя, глиняной или буровой муки (до двух ведер на 1 м²), применением сидератов (с заделкой в почву), качественным мульчированием.
Более нестандартным методом облагораживания данных почв является создание искусственного плодородного слоя путем глинования. Для этого, на месте грядок, необходимо устроить глинистый замок (выложить глину слоем в 5 – 6 см) и на него насыпать 30 – 35 см. супесчаной или суглинистой почвы.
На начальном этапе обработки допускается выращивние следующих культур: моркови, лука, дыни, клубники, смородины, плодовых деревьев. Несколько хуже на песчаниках будут себя чувствовать капуста, горох, картофель и свекла. Но, если удобрять их быстродействующими удобрениями, в малых дозах и достаточно часто, то можно добиться хороших результатов.
Супесчаная почва (супеси)
Супеси — это еще один вариант легких по механическому составу грунтов. По своим качествам они схожи с песчаником, но содержат немного больший процент глинистых включений.
Основные достоинства супесей — они обладают лучшей удерживающей способностью к минеральным и органическим веществам, быстро прогреваются и относительно долго его удерживают, меньше пропускает влагу и медленнее пересыхает, хорошо аэрируется и легко поддается обработке.
При обычных методах и выборе районированных сортов на супесчаной почве может расти все. Это один из неплохих вариантов для садов и огородов. Однако приемы повышения и поддержания плодородия для данных почв так же приемлемы. Это предполагает внесение органики (в обычных дозах), высев сидеральных культур, проведение мульчирования.
Глинистая почва (глинозем)
Глиноземы относятся к тяжелым почвам с преобладанием в составе глинистых и лессовых (илистых) осадочных пород. Их трудно обрабатывать, в них мало воздуха и они холоднее песчаных почв. Развитие растений на них несколько запаздывает. На поверхности очень тяжелых почв может застаиваться вода из-за низкого коэффициента водопоглощения. Поэтому выращивать на ней культуры достаточно проблематично. Однако, если глинистую почву грамотно окультурить, она способна стать достаточно плодородной.
Как определить глинистую почву? После перекопки она имеет крупнокомковатую плотную структуру, увлажненная липнет к ногам, плохо впитывает воду, легко слипается. Если из горсти влажного глинозема скатать длинную «колбаску», то ее можно легко согнуть в кольцо, при этом она не станет рассыпаться на части или трескаться.
Для облегчения обработки и обогащения глинозема, рекомендуется периодическое внесение таких веществ, как крупнозернистого песка, торфа, золы и извести. А повысить биологические качества можно с помощью навоза и компоста.
Внесение в глинистую почву песка (не более 40 кг на 1 м 2 ) позволяет снизить показатели влагоемкости и таким образом повысить ее теплопроводность. После пескования она становится пригодной для обработки. Кроме того, возрастает ее способность к прогреванию и водопроницаемости. Зола обогащает питательными элементами. Торф разрыхляет и увеличивает водопоглощающие свойства. Известь снижает кислотность и улучшает воздушный режим почвы.
Рекомендуемые деревья для глинистых почв: граб, груша, дуб черешчатый, ива, клен, ольха, тополь. Кустарники: барбарис, барвинок, боярышник, вейгела, дерен, калина, кизильник, лещина, магония, смородина, снежноягодник, спирея, хеномелес или айва японская, чубушник или жасмин садовый. Из овощей на глине неплохо себя чувствуют картофель, свекла, горох и топинамбур.
Для остальных культур можно порекомендовать высокие грядки, посадку на гребнях, применение меньшей глубины заделки семян и клубней в почву, высадку рассады наклонным способом (для лучшего прогревания корневой системы).
Особое внимание на глинистых почвах необходимо уделять рыхлению и мульчированию.
Суглинистая почва (суглиники)
Суглинистая почва — самый подходящий вид для выращивания садово-огородных культур. Она легко поддается обработке, содержит большой процент питательных элементов, имеет высокие показатели воздухо- и водопроводимости, способна не только сохранять влагу, но и равномерно распределять ее по толще горизонта, хорошо удерживает тепло.
Определить суглиник можно, взяв пригоршню данного грунта в ладони и скатать его. В результате можно легко сформировать колбаску, но при деформировании она разрушиться.
Благодаря совокупности имеющихся свойств, суглинистую почву не нужно улучшать, а необходимо только поддерживать ее плодородие: мульчировать, периодически вносить органические и минеральными удобрениями.
Выращивать на суглиниках можно все виды культур.
Известковая почва
Известковая почва относится к категории бедных почв. Обычно она имеет светло-коричневый цвет, большое количество каменистых включений, плохо отдает растениям железо и марганец, может иметь тяжелый или легкий состав. При повышенных температурах она быстро нагревается и пересыхает. У выращиваемых культур на такой почве желтеет листва и наблюдается неудовлетворительный рост.
Чтобы улучшить структуру и повысить плодородие известковых почв необходимо регулярно вносить органические удобрения, мульчировать, высевать сидераты, применять калийные удобрения.
Выращивать на данном виде грунтов, можно все, но при частом рыхлении междурядий, своевременных поливах и продуманном применении минеральных и органических удобрений. От слабой кислотности будут страдать: картофель, томаты, щавель, морковь, тыква, редька, огурцы и салаты. Поэтому подкармливать их нужно удобрениями, склонными подкислять (сульфатом аммония, мочевиной), а не подщелачивать почву, например.
Болотистая почва (торфяник)
Болотистые (торфяные) почвы не редкость на садовых участках. К сожалению, назвать их хорошими для выращивания культур сложно. Это обусловлено минимальным содержании в них элементов питания для растений. Такие почвы быстро впитывают воду, так же быстро ее и отдают, плохо прогреваются, часто имеют высокий показатель кислотности.
Единственное достоинство болотистых почв — они хорошо задерживают минеральные удобрения и легко поддаются окультуриванию.
Чтобы улучшить плодородие болотистых почв необходимо обогатить землю песком или глиняной мукой. Также можно применять известкование и удобрение.
Для закладки сада на торфяных почвах лучше высаживать деревья либо в ямы, с индивидуально заложенным под культуру грунтом, либо в насыпные холмы, высотой от 0,5 до 1 метра.
Используя в качестве огорода, торфяник нужно тщательно окультуривать или, как в варианте с песчаными почвами, закладывать глиняную прослойку и уже на нее засыпать перемешанный с торфом суглинок, органические удобрения и известь. Для выращивания крыжовника, смородины, черноплодной рябины и садовой земляники можно ничего не делать, только поливать и выпалывать сорняки, так как данные культуры на таких почвах произрастают и без окультуривания.
Черноземы
Черноземы – это почвы высокого потенциального плодородия. Устойчивая зернисто-комковатая структура, высокое содержание гумуса, большой процент кальция, хорошие водопоглощающие и водоудерживающие способности позволяют рекомендовать их, как лучший вариант для выращивания сельскохозяйственных культур. Однако, как и любые другие почвы они имеют свойство истощаться от постоянного использования. Поэтому уже через 2 – 3 года после их разработки, на грядки рекомендуется вносить органические удобрения, высевать сидераты.
Черноземы сложно назвать легкими почвами, поэтому их часто разрыхляют внесением песка или торфа. Так же они могут быть кислыми, нейтральными и щелочными, что так же нужно контролировать. Чтобы определить чернозем, необходимо взять гость земли и сжать ее в ладони. В результате должен остаться черный жирный отпечаток.
Сероземы
Для формирования сероземов необходимы лессовидные суглинки и лессы с подстилкой из галечника. Равнинные сероземы образуются на глинистых и тяжелосуглинистых делювиальных и аллювиальных породах.
Для растительного покрова зон с сероземами характерна ярко выраженная поясность. На нижнем уровне, как правило, возникает полупустыня с мятликом и осокой. Он постепенно переходит в следующий пояс с полупустыней и представляющими ее мятликом, осокой, маком и ячменем. Более высокие районы предгорий и низкогорий занимают в основном пырей, ячмень другие культуры. На участках речных пойм растут ивы и тополя.
В профиле сероземов выделяются следующие горизонты:
- Гумусовый (толщиной от 12 до 17 см.).
- Переходный (толщиной от 15 до 26 см.).
- Карбонатный иллювиальный (толщиной от 60 до 100 см.).
- Пылевато-суглинистый с включениями на глубине более 1,5 м. мелкокристаллического гипса.
Для сероземов характерно сравнительно низкое содержание гумусовых веществ – от 1 до 4%. Кроме того, они отличаются повышенным уровнем карбонатов. Это щелочные почвы с незначительными показателями поглотительной способности. В их составе присутствует некоторое количество гипса и легкорастворимых солей. Одним из свойств сероземов является биологическое скапливание калия и фосфора. Почвы такого типа содержат достаточно много легкогидролизуемых азотных соединений.
В сельском хозяйстве сероземные грунты можно использовать при условии проведения специальных оросительных мероприятий. Чаще всего на них выращивают хлопчатник. Помимо этого, на участках с сероземами можно успешно возделывать свеклу, рис, пшеницу, кукурузу и бахчевые.
Для улучшения качества сероземных грунтов, кроме орошения, рекомендуются меры, направленные на предотвращение вторичного засоления. Потребуются также регулярное внесение органических и минеральных удобрений, формирование глубокого пахотного слоя, применение метода люцерно-хлопкового севооборота и высевание сидератов.
Бурые почвы
Бурые лесные грунты образуются на пестроцветных и красноцветных щебнисто-суглинистых, пролювиальных, аллювиальных и аллювиально-делювиальных породах равнин, располагающихся в предгорьях под лиственными, буково-грабовыми, дубово-ясеневыми, буково-дубовыми и дубовыми лесами. В восточной части России они локализованы на предгорных и межгорных равнинах и располагаются на глинистых, суглинистых, аллювиальных и элювиально-делювиальных основаниях. На них часто произрастают смешанные, еловые, кедровые, пихтовые, кленовые и дубовые леса.
Процесс формирования бурых лесных почв сопровождается выходом из толщи почвенного профиля продуктов почвообразования и выветривания. Они обычно имеют минеральную, органическую и органо-минеральную структуру. Для формирования грунта указанного типа особое значение имеет так называемый опад (опавшие части растений), являющийся источником зольных компонентов.
Можно выявить следующие горизонты:
- Лесная подстилка (толщиной от 0,5 до 5 см).
- Грубогумусный перегнойный.
- Гумусовый (толщиной до 20 см).
- Переходный (толщиной от 25 до 50 см).
- Материнский.
Основные характеристики и состав бурых лесных почв значительно изменяются от одного горизонта к другому. В целом это грунты, насыщенные гумусом, содержание которого достигает 16%. Значительную часть его составляющих занимают фульвокислоты. Грунты представленного типа являются кислыми или слабокислыми. В них нередко происходят процессы оглинения. Иногда верхние горизонты бывают обеднены илистыми компонентами.
В сельском хозяйстве бурые лесные почвы традиционно используют для выращивания овощных, зерновых, плодовых и технических культур.
Чтобы определить, какой тип почвы преобладает на вашем участке, лучше всего обратиться к специалистам. Вам помогут узнать не только вид почвы по содержанию минеральных веществ, но и наличие в ней фосфора, калия, магния и других полезных микроэлементов.
Источник