Гумус и его свойстваГумус почв и его свойства В естественных условиях гумификация растительных остатков в
почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими
другими фитосапрофагами. Они создают мелкозернистость и рыхлость, влияют на
физические свойства и структуру, на химические процессы, 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
свойство 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 выбрасывают 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. Елешев, 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
гумусных 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 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
плодородием 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 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 удобрений2 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 веществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитратов и других вредных соединений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур. |
Меню сайта
Наш опрос
Статистика
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 Поиск
|