Что влияет на процесс образования гумуса в почве

Как образуется гумус?

Гумус — это органическое вещество, основной компонент плодородного слоя земли, который питает растения. Он образуется из останков организмов и растений, которые разлагаются в почве. В процессе формирования гумуса участвуют некоторые бактерии и дождевые черви. Они перерабатывают органические соединения, например, черви поедают почву вместе с органическими остатками, а продукты выделения попадают в землю, тем самым образуя плодородный слой.

Насмотрелась моя тёща передач про экологически чистые продукты и купила дачу. Очень уж ей захотелось своей картошечкой и клубничкой внуков покормить. В один из «Первомаев»
за скрипучей калиткой встретили нас унылые покосившиеся грядки. Моя новая лопата с лязгом впивалась в твердую серую землю, которая комьями переворачивалась наизнанку, даже не думая рассыпаться. Плодородием здесь и не пахло.

Влияние гумуса на плодородие почвы

Осенью тёща впала в уныние. Картошка чуть крупней гороха, все остальное тоже не радовало. Соседи делились с нами кабачками, помидорами и советами, чем, что и когда поливать. Список составил всю таблицу Менделеева. А ведь хотелось экологически чистого, без химии. Один сосед, седовласый старичок, всё ходил за мной следом и твердил: «Гумусу не хватает вам, гумусу. Земля у вас бедная, песок и глина. Растениям питаться нечем».

Как выяснилось, предыдущие хозяева дачи активно использовали гербициды, инсектициды и прочие химикаты, от чего погибло все живое. Новой органики они не вносили. Земля истощилась. На всем огороде мне попалось только три чахлых червяка.

Процесс образования гумуса

Органическая часть, входящая в состав плодородной почвы, — результат работы микроорганизмов над растительными и животными останками — называется гумусом.

Для образования гумуса необходимо наличие:

• растительных и животных остатков (сухая трава, опавшие листья);
• беспозвоночных организмов (дождевые черви);
• микроорганизмов (бактерии);
• благоприятных условий (влажность, тепло, доступ воздуха).

Как происходит формирование гумуса в почве

В результате жизнедеятельности беспозвоночных организмов растительные остатки перерабатываются в более мелкие частицы. Затем бактерии разлагают эти останки. При этом выделяются органические и минеральные вещества, которые являются питательными веществами для растений. Если в почве большое содержание гумуса, она рыхлая и имеет темный цвет.

Гумус образуется не за один день. Процесс гумификации длится от нескольких месяцев, до нескольких лет. Не рекомендуется сжигать на земле сухую траву и мусор. Всё живое, что делает почву плодородной, гибнет от высокой температуры.

Уже несколько лет, как я сама выращиваю на даче овощи, которые только душа пожелает. Есть один недостаток почвы на участке — она суглинистая и бедная. Я стала усиленно изучать вопрос и узнала, что почвы плодородны, когда богаты гумусом. Впервые я услышала это слово и пришлось разузнать «что это за зверь», и как он образуется. 🙂

Образование гумуса

Гумус — это органические соединения в почве, которые пригодны для пищи растений.

На Земле так происходит, что все живое рано или поздно умирает и попадает в почву, где накапливается и составляет поверхностный слой, который будет служить источником жизни для всех деревьев и растений.

Но для флоры подойдет только переработанная органическая пища, в процессе получения которой участвуют все живые организмы, живущие в почве:

• бактерии;
• насекомые;
• грибы;
• беспозвоночные и др.

У каждого «маленького помощника» своя задача. Невидимые микроорганизмы потребляют наиболее легкоразлагаемые частицы. Другие, побольше, «кушают» бактерии и грибы, вследствие чего появляются кислоты, нужные для образования других питательных соединений. Важным звеном в переработке разложившихся органических остатков являются кольчатые черви. Без них было бы невозможно образование питательного гумуса.

Только земля, богатая им, будет по-настоящему плодородной и сможет порадовать огородника отличным урожаем.

Интересный факт

Двое неравнодушных экологов в 1997 году решили поэкспериментировать и упросили владельцев завода по производству соков передать безвозмездно апельсиновые отходы. После чего более 10 тысяч тонн апельсиновых корок и мякоти бракованных фруктов распределили в местности, где ничего не росло.

Через шестнадцать лет один из коллег вернулся посмотреть на то, что же теперь на этом месте, изменилось ли вообще что-нибудь.

Он долго не мог поверить свои глазам, эксперимент превзошел самые смелые ожидания — апельсиновый компост настолько обогатил почву, и в ней образовался гумус, который восхитительно озеленил пустырь и теперь здесь растет густой лес с множеством деревьев и растений!

Секреты плодородия. Как повысить количество гумуса?

Самая ценная составная часть почвы – гумус. Некоторые агроприёмы позволят насытить гумусом почву и улучшить её качество.

Что такое гумус

Урожай овощей зависит от плодородия почвы, а оно определяется в первую очередь количеством органического вещества, около 90% которого составляет гумус. Именно он содержит основные питательные вещества, необходимые растениям. Разнообразные органические материалы – корни и надземная часть огородных растений, опавшие листья, трава, продукты жизнедеятельности животных – разлагаются в результате работы почвенных микроорганизмов (бактерий и грибов), проходят через пищеварительную систему дождевых червей и других мельчайших обитателей почвы. Органические вещества взаимодействуют с минеральной, глинистой частью почвы, в результате образуется гумус, имеющий сложный состав.

Процесс образования, количество и состав гумуса зависит от типа почвы, её минералогического состава, физико-химических свойств. Например, в гумусе чернозёмов содержится много кальция и магния, в дерново‑подзолистых почвах он богат медью, марганцем и железом. На его накопление также влияют водный, воздушный и температурный режимы почвы, количество и качество растительных остатков, состав почвенных микроорганизмов.

Главная роль

Гумус имеет важнейшее и многообразное влияние на все агрономические свойства почвы. В гумусе накапливаются питательные вещества, в нём содержится более 95% азота, около 60% фосфора, значительная часть серы и микроэлементов. Однако они находятся в недоступной форме, и только после разложения микроорганизмами питательные вещества становятся доступны растениям. Гумус накапливает и постепенно отдаёт растениям необходимые элементы питания.

Наличие гумуса определяет способность почвы поглощать твёрдые, жидкие и газообразные вещества и увеличивать их концентрацию на поверхности содержащихся в почве частиц. Чем выше эта способность, тем почва плодороднее и лучше удерживает питательные вещества.

Гумусовые вещества создают в почве благоприятные условия для активной деятельности полезных микроорганизмов, которые переводят питательные вещества в доступную для растений форму.

Гуминовые кислоты стимулируют рост корневой системы растений. Благодаря гумусу приземный слой воздуха обогащается углекислым газом, что важно для развития растений. Он ускоряет разложение пестицидов, закрепляет вещества, загрязняющие почву, и снижает их поступление в растения.

Где его больше

Содержание гумуса зависит от различных факторов, и в почвах различных типов его количество существенно отличается. Наиболее богаты им природные чернозёмы, там содержится от 5 до 10% гумуса. Половина мирового запаса чернозёмов находится в России – в Центрально-Чернозёмном регионе, Поволжье, на Северном Кавказе, Южном Урале и в Западной Сибири. Весьма плодородны (4–6% гумуса) серые лесные почвы, характерные для лесостепи со смешанными широколиственными и мелколиственными лесами и обильной травянистой растительностью. Преобладающие в умеренной зоне страны дерново‑подзолистые и подзолистые почвы содержат 2,5–4% гумуса. Бедны им лёгкие, песчаные и супесчаные почвы (0,5–1,5%). В тяжёлых, глинистых, а также переувлажнённых почвах гумуса обычно больше.

Пополняем запас

Для выращивания овощей и плодовых растений оптимальное содержание гумуса – около 5–6%, однако в почве оно постоянно изменяется. Гумус накапливается естественным путём и при действенной помощи садоводов, но при этом с урожаем овощей, плодов и ягод выносится значительное количество питательных веществ, происходит распад гумуса. При обработке почвы – рыхлении, прополке, поливе – также происходит его разложение.

Для повышения содержания гумуса в почву вносят навоз, перегной, ил и сапропель, компосты, листовую и дерновую землю. Навоз домашних животных различается по свойствам.

Продукты жизнедеятельности крупного рогатого скота, или коровяк, содержит много азота и калия, незаменим для внесения в лёгкие почвы.

Свиной навоз богат азотом, но отличается кислой реакцией и требует дополнительного внесения раскисляющих материалов, его чаще используют после перегнивания.

Конский – ценится из-за высокого содержания основных элементов питания, хорош как основное удобрение. Полуперепревший навоз и навозный перегной – отличное органическое удобрение длительного действия.

Ил пресных озёр и прудов богат органикой, это хорошее удобрение для бедных, песчаных и тяжёлых, глинистых почв.

Сапропель – донные отложения пресноводных водоёмов, содержит много органических веществ, его вместе с илом используют как самостоятельное удобрение и для компостирования.

Компост есть практически у каждого садовода. В компост­ную кучу попадают растительные остатки и пищевые отходы. Для созревания компоста, так же как и для подготовки листовой и дерновой земли, требуется 1–2 года, после чего он служит отличным органическим удобрением для основного внесения.

Разные тонкости

Процесс накопления гумуса происходит медленно. Подсчитано, что для увеличения его содержания на 1% потребуется в течение 5 лет вносить по 5–6 кг/м² перегноя или компоста. Обладатели тяжёлых, глинистых или суглинистых почв могут быстрее повысить плодородие почвы. Сложнее всего садоводам, имеющим участки на лёгких супесях и песчаных почвах. Хорошая аэрация таких почв способствует очень быстрому разложению органики, поэтому вносить основное удобрение там следует чаще и на меньшую глубину.

Использовать органические удобрения для повышения плодородия почвы следует с учётом потребностей растений. Наиболее активные потребители органики – капуста, огурцы, томаты. Под них рекомендуется вносить 8–10 кг/м² органических удобрений. Для баклажана, перца, кабачка, тыквы, раннего картофеля требуется 6–8 кг/м². Нетребовательны к органике и даже плохо её переносят корнеплоды (морковь, свёкла, редис), лук, фасоль, горох. Эти культуры сажают на грядки через 2–3 года после внесения органических удобрений.

Процесс гумификации

Скорость накопления плодородного слоя почвы напрямую зависит от гумусообразования. Процессы гумификации происходят повсеместно и тесно связаны с климатом, видовым составом флоры и фауны. Механизм преобразования веществ до сих пор не изучен до конца, но наука выделила этапы этой сложной процедуры и определила приемлемые условия образования гумуса

С чего начинается гумусообразование

Процесс гумификации заключается в трансформации органических отходов в почве в гумусовые вещества. То есть компоненты останков растений и животных – это первоисточники химических элементов для построения молекул гумусовых кислот.

Характер и скорость образования гумуса зависит от факторов:

1. Состав органических остатков. Быстрее всего распадаются корневой и листовой опад, поэтому почвы в лиственных лесах и степях самые плодородные.
2. Видовой состав микрофлоры. Чем разнообразнее и подвижнее почвообразующие организмы, тем быстрее разлагаются органические останки.
3. Физико-химические характеристики почвы. Ограниченный доступ воздуха, влажность 60-80% и температура в 15-25 градусов – оптимальные условия для образования гумуса. Накапливается вещество на суглинках, а на рыхлых песчаных почвах быстро минерализуется.

В зависимости от деталей строения молекул и степени растворимости в воде, гумусовые вещества делятся на гуминовые и фульвокислоты, гумин.

Этапы образования гумуса

Гумус – органическая составная часть почвы, содержащая вещества, необходимые для питания растений. Состоит он из органических останков на разной стадии разложения и продуктов их распада — гумусовых кислот. Та часть материи, что пока не утратила анатомического строения, к гумусу не относится.

Этапы гумусообразования:

1. Отмершие растительные и животные останки со сложным составом, попадая в почву или на ее поверхность, разлагаются микроорганизмами и червями до простых и подвижных соединений.
2. Часть этих соединений минерализуется (то есть распадается до элементарных частиц) и тут же усваивается растительностью. Остальные используются почвообразующими организмами для синтеза.
3. Некоторые продукты распада переходят в устойчивые высокомолекулярные соединения со сложным составом (гумусовые кислоты) под воздействием влажности, кислорода и ферментации микроорганизмами.
4. Почвенные животные, бактерии и грибки перемешивают гумусовые вещества с минеральными компонентами почвы и свежими органическими остатками. В результате этого гумификация не прерывается ни на секунду.

Все перечисленные выше процессы протекают одновременно, непрерывно и с разной скоростью.

Заключение

Процессы гумификации происходят везде, где образуются органические остатки и возникают приемлемые условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Чем благоприятнее среда, тем почвы богаче гумусом, а значит, и плодороднее.

16. Общая схема гумусообразования.

Гумусообразование – сложный биохимический процесс превращения органических остатков в гумус, развив-ся в почве при обязательном участии микроорганизмов. Гумификация проходит по следующей схеме : 1) начальная стадия гумификации растительных остатков; 2) Преобразование компонентов растительной ткани в фенольные соединения; 3) конденсация ароматических соединений фенольного типа с аминокислотами и протеинами; 4) полимеризация (поликонденсация) – химический процесс.

Глубину гумификации Н можно выразить функцией Н=f(Q,I,t).Q — общая масса поступающих в почву растительных остатков и интенсивность из трансформации. I — пропорция биохимической активности почв. t — биохимически активное время ≈ длительности вегетационного периода поэтому кол-во остатков определить просто.

Факторы и условия гумусообразования Ведущими факторами гумусообразования являются

количество, состав и характер поступления в почву источников гумуса, гидротермический режим, окислительно-восстановительные условия, биологическая активность, гранулометрический состав, минералогический состав

химический состав, физико-химические свойства почв.

17. Значение гумуса в почвообразовании.

Значительная часть элементарных почвенных процессов происходит с участием гумусовых веществ. К ним относятся биогенно-аккумулятивные, элювиальные, элювиально-аккумулятивные, метаморфические и другие. Процессы взаимодействия органических веществ с минеральной частью почв лежат в основе почвообразования. Содержание, запасы и состав гумуса входят в состав главных показателей почвенного плодородия. Они оказывают также влияние на все режимы и свойства почв.

Органическое вещество является источником азота и зольных элементов питания растений. В нем содержится 98% валового азота, с ним связано 40-60% фосфора, 80-90% серы, значительные количества кальция, магния, калия и других макро- и микроэлементов.

Органическое вещество оптимизирует физико-химические свойства почв.

Органическое вещество оказывает существенное влияние на структурное состояние, физические, водно-физические и физико-механические свойства почв. С увеличением гумусированности снижается плотность, увеличивается общая порозность, улучшается структура почвы, повышается водопрочность структурных агрегатов; увеличивается влагоемкость и водоудерживающая способность, водопроницаемость, диапазон активной влаги, гигроскопическая влажность; становятся оптимальными физико-механические свойства почвы: липкость, пластичность, твердость, удельное сопротивление. Гумус придает почве темную окраску, что способствует поглощению тепла.

Органическое вещество играет ведущую роль в биологическом режиме почв. Источники гумуса поддерживают в почвах определенный уровень биологической активности; собственно гумусовые вещества способствуют сохранению микроорганизмов в почвах и создают комфортные условия для их функционирования. Повышенная биологическая активность почв способствует снижению численности патогенных микроорганизмов, ускоряет микробиологическую деградацию пестицидов.