Гумус почвы

С этим понятием приходится сталкиваться многим людям, но далеко не все знают, что такое гумус. В переводе с латинского языка «humus» означает «земля», «почва» и является основным органическим веществом, содержащим питательные вещества, которые просто необходимы растениям.

Гумусовые же вещества относятся к особой группе химических соединений, свойственных земному почвенному покрову, то есть являются специфичными только для почвы. Наверняка, что такое гумус, теперь стало понятно, а из чего же он образуется? Из остатков растений, животных и микробов в результате взаимодействия с различными компонентами окружающей среды.

Химический состав гумуса является довольно-таки сложным. Для него характерен темный окрас, который отсутствует в растениях. В состав гумуса входит очень ценная гуминовая кислота, содержащая очень много углеродов (примерно 60%), кислорода (около 35%), азота (в среднем 5%), фосфор, сера, железо и так далее. Исходя из вышесказанного, вытекает ещё один ответ на вопрос о том, что такое гумус. Гумус — это термин, объединяющий огромный комплекс химических веществ, содержащих в своем составе органическую часть (гуминовую и фульвокислоты), неорганическую составляющую (химические элементы, имеющие неорганическое происхождение, или, другими словами, минералы, которые входят в число гуматов и фульватов). Но об этом сейчас поговорим более подробно.

Что такое гумус?


Улучшение производства овощей и фруктов в пределах как сельхозпредприятия, так и личного садоводства и огородничества возможно путем изменения структуры плодородного слоя земли.
Подробный ответ на этот вопрос представлен в интернет-энциклопедии. Википедия гласит, что это такое основное вещество, которое относится к органике и входит в состав почвенного субстрата.

Гумусовый слой отмечается повышенным содержанием органических веществ. В почвенной структуре присутствует от 85 до 90 % питательных элементов, именно это свойство является определяющим для повышения плодородности.

Гумус представляет соединение органических веществ и результатов их взаимодействия. Предусматривается формирование органических соединений в виде органо-минеральных образований.

Это интересно! Уроки окружающего мира: что из предметов относится к неживой природе

Существует и другое определение гумуса в почве. Согласно научным источникам, гумусовый слой представляет собой систему азотистых соединений, образующихся за счет минерализационного процесса по отношению к растительным остаткам. Для протекания минерализации требуется ферментативное влияние. Оно создается за счет жизнедеятельности микроорганизмов, присутствующих в субстрате. Краткий вариант – это результат перегноя, производимый на участке. Результат такого производства особо популярен на приусадебных участках, в огородах, садах.

Другие трактовки понятия делают уточнение об основе производства. Базисом для создания плодородного слоя служит помет. Он является результатом смешения органических остатков животной жизнедеятельности. Существует классификация помета. В ее основе находится источник его появления.

Обратите внимание! Гумус и перегной являются совершенно разными понятиями. Различие субстанций заключается в методе создания. Гумус формируется за счет деятельности дождевых червей. Перегной относится к категории субстрата без обработки дождевыми червями. Иными словами, перегной – переходной этап на пути к гумусовому слою.

Для углубления необходимо рассмотреть словообразование термина. «Humus» согласно дословному переводу с латинского языка означает «земля». Он является основополагающим компонентом, имеющим в своем составе питательные вещества, необходимые для развития растений.

Использование гумуса

Состав гумуса включает различные микроэлементы и азот, поэтому такое удобрение пользуется популярностью в садоводстве, позволяя улучшать показатели урожайности на приусадебном участке. Использование таких добавок позволяет существенно улучшить структуру почвы, полностью изменяя ее химический состав.
Такая подкормка может вноситься садоводом в почву извне, так и образовываться в земле естественным образом. Повысить содержание gumus в почве можно следующими четырьмя способами:

  • На регулярной основе заделывать питательный субстрат в почву.
  • Создавать собственные запасы такого удобрения.
  • В почве создаются условия для развития микроорганизмов и червей.
  • Учитывают севооборот, правильно чередуя выращиваемые культуры на грядках.

Самостоятельно получить gumus на приусадебном участке не составит труда. Необходимо вырыть большую по размерам яму, куда складывают различные пищевые отходы, выкорчеванные сорняки, опавшую листву и отходы урожая. В скором времени тут образуется компост, который будет переработан червями и различными почвенными микроорганизмами. В последующем можно вносить переработанный субстрат в почву на грядках, существенно улучшая показатели плодородности грунта.
Непосредственно заделывание гумуса в землю не представляет сложности. Субстрат необходимо равномерно заделать в верхний слой грунта, расходуя приблизительно на квадратный метр грядки около 5 килограмм такого питательного субстрата. Отличные результаты показывает использование этого природного удобрения при выращивании плодовых деревьев и кустарников. Поэтому можем порекомендовать вам использовать gumus при посадке многолетних растений и деревьев, улучшая характеристики почвы и обеспечивая плодовые культуры необходимым им питанием.

При использовании гумуса не рекомендуется дополнительно вносить какие-либо минеральные удобрения и органику. Избыток таких питательных микро и макроэлементов отрицательно скажется на показателях плодоношения.

Гумус — это органический субстрат, содержащий большое количество азота и других полезных для растений микроэлементов. Образуется такой субстрат путем естественной переработки почвенными организмами различных растений и биологических остатков.

Функции

Немаловажно рассмотреть свойства и функции плодородного слоя.

Среди свойств гумуса выделяется:

  • насыщение субстрата полезными элементами,
  • влияние на проницаемость грунта, усиление его рассыпчатости и рыхлости,
  • преобразование почвенной структуры,
  • поглощение радионуклидов, солей ароматических углеводородов, тяжелых металлов.

К функциональному ряду принято относить следующие категории:

  • Физическая, которая обеспечивает формирование почвенной структуры усиленной прочности, способствует благоприятной водной циркуляции, стабильной температуре воздуха. Благодаря ей достигается хороший корневой рост, усиливается связанность легких почвенных структур с одновременным разрыхлением чрезмерно плотных слоев.
  • Химическая: гарантирует накопление и длительное хранение питательных веществ, обеспечивает сохранение элементов до наступления минерализационного процесса. После минерализации наступает высвобождение ранее накопленных элементов (калия, фосфора, азота и др.).
  • Биологическая – способствует благоприятному развитию и существованию микроорганизмов в составе субстрата.

Это интересно! Этапы диссимиляции: что это такое в биологии

Значение гумуса для растений

Обо всех заслугах гуминовых веществ до сих пор еще не известно, поэтому ниже приведены только основные из них, прочно укоренившиеся в теории и практике.

Таким образом, гумус — удобрение, способствующее:

  1. стимулированию дыхания растений даже при остром дефиците кислорода;
  2. повышению качества сельскохозяйственной продукции;
  3. усилению фотосинтеза, стимулированию активности ферментов, которые напрямую связаны с фотосинтетическими реакциями;
  4. ускорению транспорта и циркуляции пищевых веществ непосредственно внутри растений;
  5. росту и развитию растений;
  6. активизированию корнеобразования и развития почек;
  7. повышению устойчивости к внешним неблагоприятным воздействиям;
  8. образованию прочных соединений с металлами, поглощению фосфатов, нитратов и многих других;
  9. увеличению кислотности на поверхности корней;
  10. повышению устойчивости растений к действиям пестицидов и гербицидов, уменьшению накопления их в конечной продукции.

Процесс образования

Формированию гумусового слоя предшествует процесс гумификации. В основе данного процесса находится преобразование животных и растительных органических остатков в питательные вещества. Результат того, что образуется в ходе гумусонакопления, способствует повышению плодородия земель.

Следует отметить, что органические вещества формируются не только под воздействием стороннего вмешательства. Предполагается и самостоятельное накопление органики. Это происходит за счет отмирания и разложения растительных частей. Учитываются как подземные, так и наземные участки растений.

При оценке качественного состава органики принимается во внимание густота роста насаждений и их возраст. В зависимости от значений указанных критериев количественный параметр органики будет существенно отличаться.

Завершение этапа разложения сопровождается гумификационным процессом. В результате гумификации гумусовый слой становится темно-коричневого цвета. Этой стадии в формировании гумуса сопутствует ряд химических процессов. Значительная роль отводится деятельности кольчатых червей.

Обратите внимание! Для успешного прохождения гумификации необходим высокий уровень влажности и минимальный доступ кислорода. Основа для получения плодородной почвы – наличие углекислого газа. Он формируется как следствие разложения микробов, животных и растений в результате взаимодействия с червями, насекомыми, микроорганизмами.

Классификация почвы

В зависимости от содержания в почве такого органического субстрата принято выделяют четыре типа грунта:

  • Малогумусные.
  • Умеренногумусные.
  • Среднегумусные.
  • Гумусные почвы.

Первый тип земли содержит гумусовый слой с не более чем 1% от такого питательного субстрата. А вот в гумусных грунтах количество такого переработанного перегноя может достигать 5%, что позволяет обеспечить великолепную урожайность выращиваемых огородных культур. Отметим, что в черноземе количество питательного субстрата достигает 15 процентов.

Классификация

Содержание гумуса в структуре почвы варьируется. Максимальное значение, которого он достигает, составляет 15 %. Это является отличительным свойством черноземов. Такой показатель, как уровень содержания гумуса в различных типах почв, лежит в основе почвенной классификации.

Согласно удельному весу гумуса почвенных структур принято выделять следующие категории:

  • Малогумусовая. Содержание питательных веществ – менее 1 %, которое обусловлено низким уровнем растительности и повышенным содержанием в верхних слоях мульчи. Отличается малым удельным весом перегноя и извести. Характерно плохое проникновение воздуха и влаги, сниженная жизнедеятельность микроорганизмов. Отсутствует ускоренное гумусное образование. Пример – подзолистые почвы, свойственные для хвойных лесов.
  • Умеренно гумусная. Содержание питательных элементов – 1 – 2 %. Считается более плодородной категорией, чем малогумусовая.
  • Среднегумусная. Содержание органики – не более 3%. Удельный вес субстрата переводит в более высокий ранг по плодородности.
  • Гумусная. Удельный вес органики – от 3 до 5 %. Основное применение – цветочное разведение и выращивание растений в огороде.

Обратите внимание! Различие доли гумуса в верхнем почвенном слое порождает существование таких почв, как бурые пустынно-степные и черноземы. При этом различие питательных веществ составляет от 0,1-0,5% до 11-15%.

Существует деление гумусных слоев на следующие типы:

  • Подзолистая почва. Второе название – мор. Характеристики – чрезмерная грубость, повышенное содержание детрита, низкая активность микроорганизмов на фоне кислой среды.
  • Дерново-подзолистая почва. Второе название – модер. Уровень биологической активности – средний. Сохраняется кислая среда, отмечается слабый уровень взаимодействия с минеральной почвенной частью.
  • Чернозем. Второе название – мюлль. Уровень биологической активности – высокий, присутствует нейтральная среда. Характеризуется активным взаимодействием с минеральной почвенной частью.
  • Дерново-глеевая почва. Второе название – анмоор. Формируется в области временно увлажненной почвы. Почва верховых болот. Характерно для алиготрофного торфа, считается беднообогащенным.
  • Почва низинных болот. Актуально для эутрофного торфа, относится к категории богатообогащенного.

Это интересно! Уроки биологии: что такое фотосинтез

Как образуется гумус?

С понятием гумуса вы уже познакомились, следующим открытым остаётся вопрос о том, что такое гумус почвы, и как он образуется? Гумус почвы – это не что иное, как продукт жизнедеятельности различных организмов, в первую очередь дождевых червей. Процесс образования гумуса является долговременным.

Растительность, продукты метаболизма, животные останки – всё это является пищей для организмов, которые обитают в почве. Какая-то часть всего этого поддаётся минерализации, а другая — биохимическому ферментативному разложению и окислению (гумификации), в ходе которого происходит синтез органических соединений, и образуется гумус. Перегной в нем преобладает, а также гумусовые кислоты, которые со временем преобразуются, окисляясь в результате до углекислого газа и воды. Очень важным является то, что пути преобразования гумуса – минерализация или гумификация – зависят напрямую от почвенных и климатических условий. В достаточно теплых и влажных климатах процесс окисления происходит очень быстро, и практически весь опад растительности минерализуется, что не дает гумусу в почве накапливаться. В холодных климатах трансформация опадов немного замедлена, да и количество их невелико, в результате этого содержание гумуса в почве небольшое. Оптимальными для гумификации являются умеренные климаты без переувлажнения.

Итак, из всего вышесказанного можно сделать соответствующие выводы:

  1. чтобы получить хороший урожай, растению просто необходим углекислый газ;
  2. углекислый газ в почве, как правило, образуется в результате разложения остатков растений, животных и микробов при взаимодействия с различными компонентами окружающей среды (микроорганизмами, насекомыми, червями, грибами и так далее);
  3. переработанные органические остатки растений, животных и микробов и образуют гумус-перегной, являющийся важнейшим компонентом плодородия почвы.

Состав

С точки зрения структуры под гумусом следует понимать комплекс химических веществ.

Для гумусового слоя характерен следующий состав:

  • Неорганическая часть, которая составляет 10 % и включает элементы неорганической природы происхождения. Подразумеваются минералы из числа фульватов и гуматов.
  • Органическая часть, составляющая 90 %. Включает гуминовые кислоты, гуматы и фульвокислоты.

Гуминовые кислоты представляют собой высокомолекулярные органические соединения, для которых присуще содержание азота. Данная категория характеризуется циклическим строением. Отсутствует растворимость в кислотах и воде. Отмечается растворимость в слабо-щелочной среде. Гуминовые кислоты включают углеродную (50 %), водородную (5 %), кислородную (40 %) и азотную (5 %) составляющие.

Гуматы образуются как результат взаимодействия минеральной почвенной части и гуминовых кислот. Подразделяются на гуматы щелочей, магния, кальция.

Для щелочной категории свойственна хорошая водная растворимость, образование коллоидных растворов. Категория магния и кальция не обладает водной растворимостью ввиду образования водопрочной структуры.

Группа фульвокислот является высокомолекулярными органическими кислотами с содержанием азота и водной, кислотной, щелочной растворимостью. Присутствует растворимость в определенных растворителях органического характера. Включают в своем составе водород, азот, углерод, кислород. Гарантируют ускоренное разрушение минералов в почвенной структуре.

Это интересно! Каково значение гомеостаза и что это такое

Как повысить уровень содержания гумуса в почве

Каждый год, убирая урожай с грядок, мы выносим часть полезных элементов. Чтобы повысить плодородность, используют различные методы. Одним из методов является увеличение состава гумуса в ней.

Рассмотрим несколько способов, как это сделать:

  • Создать собственные запасы путем приготовления компоста.
  • Вносить на грядки и перекапывать.
  • Создать условия для образования вещества непосредственно в почве.
  • Придерживаться правильного севооборота на грядках.

Наиболее простой и малозатратный способ – приготовление компоста. На участке всегда найдется, что положить в компостную кучу. Все растительные остатки, ветки от обрезки деревьев, пищевые отходы подойдут для этой цели. Если добавить туда немного навоза, получим отличное удобрение.

Если приобретать субстрат в магазине и вносить в землю, нужно соблюдать некоторые условия. Вещество должно попадать непосредственно к корням растений. Для кустов его заделывают на глубину 0,5 м в каждую лунку. На овощных грядках располагают равномерно не глубже 40-50 см.

Следует знать, что гумус не терпит большой концентрации минеральных солей при одновременном внесении. Их количество должно быть не более 1/3 от общего состава.

Гумус образуется прямо на грядке, если создать там условия для размножения червей и микроорганизмов. Грядку мульчируют различными органическими отходами – травой, опилками, торфом, или накрывают пленкой.

Грунт под мульчей должен быть влажным и рыхлым. Туда можно поместить калифорнийских или обычных дождевых червей для ускорения процесса.

Гумус в переводе с латыни означает земля. Этим словом обозначают группу химических соединений, образующихся в результате распада органических остатков. Состав гумуса варьируется в зависимости от географической зоны.

Что это такое

Гумус — это ряд азотных соединений, которые синтезируются из продуктов распада тканей животных и растений под воздействием ферментов. Источниками органических остатков выступают продукты жизнедеятельности животных, отмирающие микроорганизмы, травы, мхи, листва.

Гумус — наиболее плодородный слой. В народе он носит название перегной. Гумусные соединения — основной источник питания для растений. Вещества трансформируются в формы, доступные для поглощения корнями. Количество и качество гумуса почвы определяет степень ее плодородия.

Как образуется

Главным источником органики становятся отмершие растения. Обитающие в почве беспозвоночные (черви, жуки) растирают и измельчают их. После обработки в ЖКТ органические соединения обогащаются ферментами, благодаря чему в земле их быстро заселяют микроорганизмы. Отдельные группы животных способствуют разложению органики: мокрицы, гусеницы, улитки.

Если отсутствуют беспозвоночные, разложение растительных остатков замедляется. Черви, жуки, многоножки изменяют кислотность почвы, выделяют активные соединения, благодаря которым образуется гумус.

Большое значение для формирования плодородного слоя имеет аэрация почвы.

Мелкие животные, обитающие в земле, образуют систему ходов. Она обеспечивает проникновение кислорода в глубинные слои, ускоряет процесс разложения органики.

Гумус включает в себя различные органические и неорганические соединения. Их соотношение варьируется в зависимости от географического положения почв и климата. В состав гумуса обязательно входят:

  • Гуминовые кислоты — вещества, которые не растворяются в воде. Это высокомолекулярные соединения с содержанием азота, для растворения которых требуются щелочи. Вещества имеют темную окраску.
  • Гуматы — соли, образуемые при взаимодействии гуминовых кислот с металлами. Вещества содержат углерод, кислород, водород и азот.
  • Фульвокислоты — группа гумусных кислот. Это высокомолекулярные органические соединения с содержанием азота, имеющие светлую окраску.

Содержание кислот и солей в различных видах почвы неодинаково.

Если преобладают гуминовые вещества, верхний слой земли имеет темный оттенок. При большом объем фульвокислот гумус имеет желтоватый оттенок.

Изменения в составе плодородного слоя зависят от климата и типа лесов, характерного для региона. Данные о соотношении органических веществ в гумусе есть в таблице.

Классификация почв

Гумусный слой в различных регионах имеет неодинаковую толщину. В зависимости от количества образующегося перегноя выделяют почвы:

  • гумусные;
  • среднегумусные;
  • умеренногумусные;
  • малогумусные.

Последний вид содержит до 1% субстрата. В гумусных до 5% перегноя. Наибольшее количество гумуса содержат почвы с черноземом — до 15%: степные и лесостепные территории.

Как используют

Перегной, содержащий питательные вещества, используют в садоводстве, сельском хозяйстве. Субстрат искусственно добавляют в землю для улучшения ее структуры и состава.

Для увеличения плодородия верхнего слоя есть несколько способов:

  • закладка компоста в почву;
  • создание условий для размножения микроорганизмов, дождевых червей;
  • чередование культур.

Получить компост на приусадебном участке не составляет труда. Для этого выкапывают яму и складывают в нее сорняки, пищевые отходы, листву. Сверху органические остатки присыпают землей. Зимой они перегнивают, весной образуется компост, готовый для применения.

Чтобы повысить плодородие почвы, достаточно регулярно выкладывать перегной на грядки. Данная мера не требует дополнительного использования удобрений.

Гумус — залог успешной сельскохозяйственной деятельности, высоких урожаев. Этот слой почвы нуждается в постоянном пополнении и обновлении. В природе это происходит естественным путем, а на полях требует усилий со стороны человека.

Гумусовые вещества, являясь восстановителями, играют существенную роль в общем балансе кислорода, расходуемого на окисление органических веществ, содержащихся в воде. В связи с этим количественная оценка гумусовых веществ может быть получена при определении окисляемости воды.

Гумусовые вещества — гетерогенная система органических соединений сложного состава и строения. Поэтому всякая методика разделения гумуса на фракции до известной степени условна.

Взаимодействие гумусовых веществ с химикатами и загрязнителями. Гумусовые вещества, взаимодействуя с минеральными компонентами тверцой фазы почвы, формируют в значительной степени ее сорбционные свойства. В связи с этим любые соединения, поступающие в почву извне, взаимодействуют с органическим веществом как твердой фазы, так и почвенного раствора.

В процессе вмывания гумусовые вещества постепенно осаждаются и в виде гумусово-оксидножелезистых соединений образуют тонкие пленки на поверхности минеральных зерен и агрегатов или микроскопические сгустки неправильных очертаний. В результате вся почва приобретает бурый, иногда охристо-бурый цвет. В отличие от подзолистых почв, где образуется обесцвеченный горизонт, из которого вынесены подвижные формы железа и частично глинистые частицы, в бурых таежных почвах мобилизованное железо вместе с гумусовыми соединениями распределяется по всему профилю. Поэтому бурые таежные почвы некоторые исследователи называют ожелезненными.

Растворенное органическое вещество океанической воды на 30-70 % состоит из гумусовых веществ, как аллохтонного (поступающего главным образом с речным стоком), так и автохтонного происхождения, образовавшегося в океане при гумификации дет puma — мертвых остатков растительных и животных организмов. В группу РОВ входят также сахара, аминокислоты и высшие жирные кислоты.

Схема анализа органических веществ подземных вод, основанная на экстракции хлороформом при различных pH нелетучих битумных компонентов, отгонке с водяным паром летучих веществ из кислой и щелочной сред и сорбции гумусовых веществ на активном угле, описана в работе . Полноту выделения контролируют по общему органическому углероду. Данная схема дает наиболее полное представление о характере нелетучей части органических веществ, растворимой в хлороформе.

Состав уже сформировавшихся гумусовых веществ постоянно обновляется за счет включения в их молекулы органических соединений в виде отдельных фрагментов. Такой процесс изменения гумусовых веществ называется фрагментарным обновлением гумуса.

Основным источником окрашенных гумусовых веществ в воде этих водоемов являлся гумус почвенного происхождения. Цветность днепровской воды в период исследования колебалась от 67 до 183° (ср. 109°), окисляемость перманганатная от 22,86 до 61,54 мг/л 02 (ср. 42,65 мг/л 02). Для воды р. Десны эти величины соответственно равнялись 9—38° (ср. 24°), 4,53—9,70 мг/л 02 (ср. 6,77 мг/л 02).

Рассмотрим основные типы взаимодействия гумусовых веществ с компонентами минеральной части почвы, приводящие к образованию органо-минеральных соединений.

Все перечисленные взгляды на образование гумусовых веществ рассматривают гумификацию от исходных веществ до формирования зрелой системы гумусовых соединений. Между тем, как показали эксперименты с меченными 14С растительными остатками, в современных нормально функционирующих почвах, гумусовый профиль которых уже сформировался, включение продуктов разложения свежих растительных остатков в состав гумусовых веществ наряду с образованием новых молекул специфических соединений происходит в значительной мере по типу, названному фрагментарным обновлением гумуса (А. Д. Фокин). Его суть состоит в том, что продукты разложения не формируют целиком новую гумусовую молекулу, а включаются за счет конденсации сначала в периферические фрагменты уже сформированных молекул, а затем, после частичной минерализации, образуют более устойчивые циклические структуры. Таким образом, атомный и фрагментарный состав почвенного гумуса постоянно обновляется за счет новых поступлений органического материала. При этом периферические фрагменты обновляются в несколько раз быстрее, чем ядерные. Существование такого механизма доказано путем прямого изучения включения меченых органических веществ в состав гумусовых молекул, а затем подтверждено косвенно методом раздельного радиоуглеродного датирования ядерных и периферических фрагментов почвенного гумуса. При этом периферические фрагменты оказались заметно моложе ядерных.

В процессе взаимодействия хлора с органическими веществами природной воды наблюдается максимум обесцвечивания гумусовых веществ при pH 7—8, который совпадает с максимумом скорости реакции этих веществ с хлором. Можно предположить, что их обесцвечивание в данном случав также является результатом окисления фенольных гидроксилов до карбонильных групп; процесс обесцвечивания воды мало зависит от температуры.

В почвенном гумусе аккумулируется ряд важных питательных веществ, используемых растениями. Кроме того, он выполняет роль стимулятора их роста. Разложение гумусовых веществ — процесс длительный, протекающий с участием многих видов микроорганизмов.

Для вычисления содержания углерода различных групп и фракций гумусовых веществ результаты его определения заносят в рабочую таблицу 20, на основании данных этой таблицы легко вычислить содержание углерода во фракциях гумуса (табл. 21).

С медико-экологических позиций особое внимание привлекают две группы веществ — гумусовые вещества и продукты минерализации азотсодержащих органических соединений -нитриты и нитраты.

В зависимости от pH и концентрации солей степень дисперсности (ассоциации) гумусовых веществ может меняться от молекулярной до коллоидной. При увеличении pH и уменьшении ионной силы дисперсность частиц возрастает.

На основании результатов исследований можно полагать, что обесцвечивание гумусовых веществ хлором формально характеризуется зависимостями, действительными для бимолекулярных реакций.

Одним из наиболее важных и наименее изученных вопросов является выявление роли гумусовых веществ в трансформации, миграционной подвижности и биологической доступности химических элементов. Модельные опыты с применением неорганических соединений, меченных радиоизотопами Р, Ре, 2п, I, Н§,дают возможность изучить динамику распределения меченого вещества между фракциями и группами гумусовых веществ, поступление радионуклидов в растения, миграцию их в ландшафтах, дать прогноз поведения химических загрязняющих веществ.

К настоящему времени наиболее изучены состав и строение гуминовых кислот и фульвокислот. Гумусовые вещества «являются не химически индивидуальными соединениями, а группой веществ, обладающих лишь общими чертами строения, но варьирующих по своей природе и свойствам» (Кононова, 1957). Это варьирование проявляется в элементном составе гумусовых веществ различного происхождения, в наборе структурных единиц, составляющих молекулу, молекулярных массах и других свойствах соединений.

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием окрашенных органических веществ. Научное название этих веществ — гумусовые (от латинского слова -humus — земля, почва), поскольку они, как правило, попадают в природную воду вследствие вымывания из почв. Количество этих веществ зависит от геологических условий в долине реки, наличия водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.п. Обратите внимание, что реки, вытекающие из болот, имеют, как правило, желтую, красноватую или даже коричневую окраску. Это связано с тем, что в болотах содержится много гумусовых веществ.

Главное в ТМАУ — не простое механическое смешение торфа с удобрениями, а химическое взаимодействие аммиака с гумусовыми веществами торфа и фосфорными удобрениями, сопровождающимися микробиологическими процессами, которые минерализуют органическое вещество и делают азот торфа легкодоступным для питания растений. Количество легкоусвояемого аммиачного азота в ТМАУ увеличивается в 12 раз и более. Этого не происходит при изготовлении торфо-минеральных удобрений без аммиачной воды.

Наиболее распространенным методом определения окисляемости является перманганатный, обеспечивающий окисление гумусовых веществ на 60% . При замене перманганата калия бихроматом калия достигается практически полное окисление содержащихся в воде органических веществ (93—95%).

В большинстве случаев окраска природных вод, особенно Се-веро-Запада и Севера европейской части СССР, вызвана наличием в воде гумусовых веществ, которые находятся в виде соединений различной дисперсности — от взвесей и коллоидов до истинных растворов. В основной массе гумусовые вещества представляют гуминовые кислоты и фульвокислоты. Эти группы гумусовых веществ в наибольшей степени затрудняют технологические процессы водоподготовки при обесцвечивании высокоцветных природных вод.

Значительный интерес для регулирования поведения пестицидов в почвах представляют результаты исследования взаимодействия этих веществ с различными активными компонентами почвы, прежде всего с органическим веществом. Однако сведений по этим вопросам пока недостаточно и они часто противоречивы. В ряде работ установлено существенное, но неоднозначное влияние гумуса на деградацию, миграцию, поступление пестицидов в растения Известно, что количество гербицидов, необходимое для уничтожения сорняков, в зависимости от характера взаимодействия с гумусовыми компонентами почвы может изменяться в 20 раз (Ф. Стевенсон). Экспериментально показано наличие взаимодействия таких гербицидов, как симазин, атразин, 2,4-Д и другие, с различными структурными и функциональными группировками почвенного гумуса. Например, с участием карбоксильных групп гумусовых веществ происходит гидроксилирование хлор-триазинов, основные аминокислотные группировки принимают участие в каталитическом гидролизе фосфор но-органических эфиров, карбоксильные группы гумусовых веществ могут связывать основные пестициды, такие как триазины. Показана возможность взаимодействия различных пестицидов с гумусовыми веществами с образованием водородных и координационных связей, а также за счет ван-дер-ваальсового взаимодействия.

Взаимодействие с минеральными компонентами. Наличие многочисленных функциональных групп обусловливает разнообразиые взаимодействия гумусовых веществ практически со всеми компонентами почв. В природном почвообразовании гумусовые вещества активно взаимодействуют с минеральными соединениями почвы, что придает известную стабильность гумусу и способствует формированию специфических почвенных аккумуляций гумуса, макро-и микроэлементов минерального питания, в ряде случаев приводит к характерному агрегатообразованию. Другие типы взаимодействия, наоборот, увеличивают лабильность минеральных компонентов, способствуя их выносу за пределы профиля.

Последовательным элюированием водно-ацетоновым раствором, водой и водным раствором щелочи получают ряд фракций, содержащих органические вещества различной природы: низкомолекулярные бесцветные органические вещества (аминокислоты, пуриновые основания, углеводы и др.), полифенолы и углеводы, фуль-вокислоты. Дальнейшее (более детальное) определение индивидуальных веществ затруднительно ввиду их низких концентраций и различий химической природы. Применение данной схемы фракционирования наиболее целесообразно для высокоцветных вод, а также для концентрирования гумусовых веществ и: , высокоминерализованных вод.

Предельная концентрация суспензии определяется удобством ее дозирования. Во избежание повышения цветности воды за счет усиления окраски гумусовых веществ при повышении pH суспензию вводят в воду, в основном уже освобожденную от органических веществ, в конец отстойника, между отстойником и фильтром или непосредственно на фильтр. Выбор места ввода суспензии зависит от условий данного водопровода .

Реагируя с фосфатами, инозит дает различной степени замещения соединения вплоть до гексазамещенных. Значительную роль в составе органического вещества почв играет фосфор гумусовых веществ — гуминовых кислот, фульвокислот. В составе гуминовых кислот содержится от 2—3 до 50—80 % всего органического фосфора почвы. Ортофосфаты могут быть связаны с органическими веществами через катионные мостики — Fe, А1, Са. На долю органических соединений фосфора в почвах приходится от 10—20 до 70—80 % всех запасов фосфора (табл. 17), поэтому органические соединения являются значительным резервом обеспечения растений фосфором.

Как известно, гумус является продуктом трансформации солнечной энергии для получения продуктов питания, важнейшим источником биологического вида энергии. Гумусовые вещества активизируют процессы почвообразования, накопления азота, фосфора, серы и многих других макро- и микроэлементов питания растений.

Поступающие в почву органические остатки подвергаются различным биохимическим и физико-химическим превращениям, в результате которых большая часть органического вещества окисляется до конечных продуктов, преимущественно С02, Н20 и простых солей (минерализация), а меньшая, пройдя сложные превращения, называемые в совокупности гумификацией, включается в состав специфических гумусовых веществ почвы. В самом общем виде понятие гумификации может быть определено как совокупность биохимических и физико-химических процессов, итогом которых является превращение органических веществ индивидуальной природы в специфические гумусовые вещества, характеризуемые некоторыми общими свойствами и чертами строения. Эти общие свойства перечислены выше при определении понятия «гумусовые вещества».

Солоди имеют низкое естественное плодородие. Содержание гумуса в них колеблется от 1,5 до 10 % и выше. В составе гумусовых веществ преобладают фульвокислоты. Содержание валового азота находится в соответствии с содержанием гумуса и колеблется от 0,1 до 0,8 %.

Установлено, что содержание общей ртути в водах озер тесно коррелирует с содержанием органического углерода или цветностью вод, обусловленной в основном содержанием гумусовых веществ . Удержание ртути почвенным покровом водосборной территории озер также зависит от содержания в нем гумусовых веществ и некоторых других характеристик (толщины плодородного слоя, рельефа, заболоченности и др.) . В связи с важной ролью гумусовых веществ в биогеохимии ртути, комплексы ртути с гуминовыми и фульвокислотами представляют предмет пристального внимания исследователей. Были изучены характеристики таких комплексов и константы комплексообразования. Так, методом потенциометрического титрования с йод-селективным электродом показано, что сильное связывание Hg(II) с гумусовыми веществами, выделенными из почв, происходит при pH 4, 5 и 6 . При этом связывающая способность гумусовых веществ по отношению к ртути не зависит от pH и составляет 1.5 мМоль на 1 г гумусовых веществ, константа связывания равна 4.69±0.19. Эти результаты подтверждены авторами . В отсутствии фу-львокислот при pH > 3.2 гидроксокомплексы ртути Hg(OH)2 являются доминирующими формами растворенной ртути, однако уже в присутствии 1 мг/л фульвокислот растворенная ртуть находится в комплексно связанном состоянии. Константы образования комплексов ртути с фульвокислотами (log J3) равны 4.86, 5.08, 5.2 и 10.1 при pH 3, 4, 5 и 8 соответственно.

В условиях сельскохозяйственного использования почв и различного рода антропогенных воздействий на агроэкосистемы и природные почвы исключительное значение приобретают взаимодействия гумусовых веществ с агрохимикатами и загрязнителями. Есть данные, показывающие, что гумусовые вещества активно влияют на поведение в почвах питательных элементов минеральных удобрений, а также различных загрязнителей.

Диагностируются по наличию торфяного и криотурбированного горизонтов. Торфяный горизонт на бугорках имеет мощность 10-20 см, а в межбугорковых западинах — до 50см. Криотурбированный горизонт прокрашен гумусовыми веществами и имеет грязно-серый или серова-то-бурый цвет и представляет собой смесь минерального и органического материала. Характерны криотурбации, выраженные в виде вихревого рисунка почвенной массы. При активизации турбаций возможна криогомогенизация горизонта, в результате которой минеральная масса равномерно насыщается диспергированными слабо разложившимися растительными остатками. Характерно высокое (30-40 см) залегание льдистой мерзлоты.

Зависимость от pH обусловлена изменением степени диссоциации функциональных групп, В образовании комплексов принимают участие различные количества карбоксильных, а при высоких pH (>8,3) и фенольных групп гумусовых веществ (табл. II.8).

Количественной характеристикой процесса гумификации является коэффициент гумификации (Кг), показывающий, какая доля (в %) углерода органических остатков, претерпевающих превращения, трансформировалась в гумусовые вещества после полного разложения остатков. Величина Кг колеблется от единиц до десятков процентов и зависит от состава исходных растительных остатков, гидротермических, физико-химических (pH, ЕЬ) и других условий их превращения. Кг соломистого навоза в среднем принят за 25 %.

Концентрация органических кислот и сложных эфиров редко превышает пределы 40—200 и 50—100 мкг/л. Содержание углеводов несколько выше и нередко достигает единиц миллиграммов в 1 л. Значительную часть органического вещества природных вод составляют гумусовые вещества: гуминовые кислоты и фульвокислоты. Особенно богаты гуминовыми веществами воды северных районов страны, где концентрация их часто составляет единицы и десятки миллиграммов на 1 л. В морских и океанических водах среднее содержание гумусовых веществ ниже и редко превышает 3 мг/л.

Содержание и состав органических соединений в почвах агроэкосистем оказывают огромное влияние практически на все свойства и функции этих почв. Особую роль при этом играют специфические почвенные органические соединения — вещества гумусовой природы. Влияние гумусовых веществ на плодородие почв чрезвычайно многообразно. Присутствие в почве достаточного количества гумусовых веществ способствует формированию прочной структуры почвы и обеспечивает таким образом благоприятный водно-воздушный режим. Гумусовые вещества придают почве буферность в отношении элементов питания растений, особенно азота. Высокий уровень микробиологической активности почв также поддерживается высоким уровнем содержания гумуса. Таким образом, гумус является важным показателем плодородия почвы. Гумусовые вещества играют огромную роль в предотвращении или снижении поступления в растения различных загрязняющих веществ (тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и т.д.).

Для удаления остаточных количеств пестицидов сточную воду после отстаивания подвергают дальнейшей обработке с использованием торфа или активного угля. Способность торфа выщелачиваться могла осложнить его применение из-за вторичного загрязнения воды гумусовыми веществами. Для проверки этого проведена специальная серия опытов. Отстоенную сточную воду фильтруют через слой высушенного торфа (размер частиц 0,25—3,0 мм). Время контакта воды с сорбентом составляет 20 мин. Степень вымывания гумусовых веществ контролируют по цветности воды, выходящей из фильтра, и значению ХПК. Как показали опыты, по мере пропускания воды через фильтр торф постепенно пептизируется и скорость фильтрования уменьшается. Через 24 ч фильтрование полностью прекращается.

Раствор бихромата в разбавленной 1 : 1 серной кислоте весьма устойчив, но все же в какой-то мере он разлагается при кипячении. Поэтому каждый раз перед началом или в конце работы определяют нормальность бихромата в тех же условиях, в каких проводят окисление гумусовых веществ почвы. Такое определение (обычно его называют холостым опытом) позволяет получить правильное представление о количестве бихромата, взаимодействующего с почвой, выразить это количество в мг-экв и вычислить содержание углерода в почве.

А. Возможная модель структуры молекулы гуминовой кислоты? иллюстрирующая основные особенности

Одновременно с обесцвечиванием природной воды под действием хлора наблюдается и снижение ее окисляемости. Объясняется это возникновением соединений, не реагирующих с окислителями, так как при хлорировании воды углекислота не образуется. Таким образом, хлорирование гумусовых веществ не является деструктивным процессом и поэтому не может обеспечить такую же глубину обесцвечивания природных вод, которая достигается при озонировании.

Вымываемый водами гумус, содержание которого в почвах достигает 75%, представляет собой сложный комплекс органических соединений — продуктов физико-химических и биологических процессов превращения остатков растительного происхождения. Удельный вес гумуса равен приблизительно 1,4 г!см? . Гумусовые вещества являются продуктом конденсации ароматических соединений фенольного типа с аминокислотами и протеинами . Они сходны по строению и свойствам, но отличаются молекулярным весом и соотношением функциональных групп . Удельная поверхность частиц почвенного гумуса составляет в среднем 1900 м2!г , катионообменная емкость достигает нескольких сот миллиграмм-эквивалентов на литр. Гуминовые вещества составляют от 45 до 90% почвенного гумуса и представлены кислотами и их солями. В коллоидном состоянии находится лишь часть из них.

Комплексно-гетерополярные соли могут взаимодействовать с растворимыми фосфатами, многими пестицидами, изменяя их подвижность, межфазное распределение, поступление в растения. Например, для ряда гербицидов установлено изменение гербицидной активности, а также способности к разрушению при взаимодействии с гумусовыми веществами почв.

Содержание гуминовых и фульвокислот в речных и озерных водах можно оценить по их цветности. Например, по нашим данным, интервал значений цветности вод бассейна Верхней Волги от 10 до 300° (в среднем 50—60°), а для вод Днепра и других рек, питающих Киевское водохранилище, по данным работы —от 20 до 230°. Согласно корреляции, установленной в работе , 1 мг гумусовых веществ увеличивает цветность вод на 5°. Поэтому можно сделать вывод о том, что растворенные органические вещества, образующие прочные комплексные соединения с ионами металлов, вносят существенный вклад в макро-компонентный состав вод, так как в большинстве вод содержание фульвокислот превышает 10 мг/л. В этих условиях расчет степени насыщенности вод карбонатом кальция, по данным валового химического определения, без учета комплексообразования с растворенными органическими веществами вряд ли является правомерным.

По-видимому, эти почвы сформировались в периоды кратковременных потеплений, когда мерзлота оттаивала на небольшую глубину, над мерзлотным горизонтом создавалось переувлажнение и основными процессами являлись оглеение и накопление органического вещества. В сходных условиях образовалась труб-чевская почва (Величко, 1997). В более северных районах ей соответствует так называемый уровень оглеения — слаборазвитая погребённая почва; в более южных районах Русской равнины — развитая почва, залегающая между лёссом II и лёссом III (Величко, Морозова, 1969). Такое представление о почвообразовании в позднеледнековье вполне соответствует существующим палеогеографическим реконструкциям природных условий того времени — как перегляциальных тундровых и тундро-степных (Гричук, 1965; Величко, 1973). Можно полагать, что в исходном состоянии позднеледниковые почвы имели грубогумусовые горизонты, однако растительный детрит не сохранился вследствие диагенеза.

Конденсационную (полимеризационную) концепцию разрабатывали в разные годы А. Г. Трусов, М. М. Кононова, В. Фляйг. М. М. Кононова следующим образом формулирует основные положения, составляющие сущность процесса гумификации: 1) процесс гумификации растительных остатков сопровождается минерализацией входящих в них компонентов до С02, Н20, ЫН3 и других продуктов; 2) все компоненты растительных тканей могут быть первоисточниками структурных единиц в формах продуктов распада, продуктов микробного метаболизма и продуктов распада и ресинтеза ; 3) ответственным звеном процесса формирования гумусовых веществ является конденсация структурных единиц, которая происходит путем окисления фенолов ферментами типа фенолоксидаз, через семихиноны до хинонов и взаимодействия последних с аминокислотами и пептидами; 4) заключительное звено формирования гумусовых веществ •— поликонденсация (полимеризация) является химическим процессом. При гумификации органических остатков отдельные звенья процесса тесно скоординированы и могут протекать одновременно.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Органические удобрения для почвы

Когда речь заходит о самом важном факторе, от которого зависит высокий урожай, специалисты единодушно говорят: «Это почва». Сторонникам органического земледелия известно, что определяющее значение для здоровья почвы играет обилие в ней органического материала.

Глубокий слой рыхлой земли, богатой им, создает благоприятные условия для развития корневой системы культур, а разветвленные корни получают прямой доступ к питательным веществам и воде. Результатом будет интенсивное и очень продуктивное развитие надземной части растений.

Что такое почва? И почему плодородная — темного цвета? А потому, что в ней содержится гумус, или перегной, который образовался в результате перегнивания отмерших останков животных и растений. Благодаря перегною почва приобретает главное из своих свойств — плодородие.

По механическому составу все почвы делятся на хрящеватые, песчаные, супесчаные, глинистые и суглинистые. Песчаные почвы — самые легкие, их проще обрабатывать. Но они же беднее всех элементами питания. Растения на таких почвах подкармливают и поливают часто и понемногу. Совсем иное дело — глинистые почвы. Они, наоборот, самые тяжелые и богатые. А значит, и уход тут другой. Здесь, наоборот, нужны редкие, но обильные поливы. А удобрениями участок заправляют с весны, и они будут «работать» до самой осени.

Зачем нужен гумус

Гумус — продукт, живой материи — резерв и стабилизатор органической жизни на Земле.

С. Ваксман

В последние годы очень часто говорится о гумусе, биогумусе, продуктивности почвы… У почвоведов и экологов в ходу такое выражение — «таяние гумуса». Что скрывается под всеми этими словами?

Гумус (humus) — от латинского, буквально «земля, почва» — основа активности и стабильности большинства биохимических почвенных процессов. Он образуется при разложении почвенной органики — в основном клетчатки растений — микробами почвы. Накапливается при недостатке кислорода (анаэробный процесс). (При избытке кислорода, из-за постоянной пахоты, окисляется и выветривается.)

Естественно, чем больше растительных остатков, тем быстрее накапливается и гумус. Главные условия его накопления — масса органики и достаточный анаэробный слой. Именно так смоделированы компостная куча или высокая грядка.

Такова и почва, постоянно мульчируемая органикой и обрабатываемая поверхностно.

Образно говоря, гумус — это соус, без которого растение отказывается принимать пищу, которую ему предлагает почва.

Обнаружено, что гуматы воздействуют на систему «почва — вода — растение» 16 способами. Самые важные — поставка питательных эле- ; ментов, стимуляция роста и защита от тяжелых металлов и ядовитых веществ.

Темную окраску почве, усиливая ее прогрев, придают гуминовые кислоты — наиболее устойчивые и долго живущие в почве компоненты. Чем больше гумуса, тем темнее цвет почвы. Они же «склеивают», наподобие синтетического клея, мельчайшие комочки почвы в агрегаты, которые не соединяются между собой.

Гумус удерживает огромное количество воды, повышая влагоемкость. Песчаным почвам он придает связность, глинистым — рыхлость, и создает комковатую структуру почв. Одновременно гумус обслуживает и химию почвы, делая ее доступной для растений. Гуминовые кислоты вместе с углекислотой растворяют минералы и высвобождают элементы питания.

Гумус — обменный и буферный центр химии почв. Он удерживает на себе и отдает по надобности массу ионов (остатки разных щелочей и кислот, в том числе содержащие азот, а также все макро- и микроэлементы). Так гумус гасит избыток или дефицит разных солей, кислотности или щелочности, связывает вредные ионы и вещества.

Кроме того, гумус переводит элементы питания в хелаты — органические соли. Именно в этом виде они непосредственно доступны растениям. Так гумус косвенно стимулирует растения.

Однако, хелаты многих элементов (калия, магния, молибдена, цинка, меди, железа и пр.) прямо стимулируют развитие растений и повышают иммунитет.

Таким образом, создается структура почвы, при которой между этими агрегатами вода и воздух легко проникают в ее толщу.

Один квадратный метр почвы толщиной 25 см (пахотный слой) весит около 250 кг. Если гумуса в почве около 4%, то в этих 250 кг его содержится всего 10 кг. За сезон корни растений разрушают около 200 г гумуса с каждого квадратного метра пахотного слоя. Чтобы его восстановить, потребуется ежегодно вносить по ведру (5 кг) перегноя на 1 м2 поверхности почвы. Если же вместо перегноя вносить зеленую массу сидератов, сорняков, травы, листьев или другой неперепревшей органики, то их количество следует увеличить в 3 раза.

В разных широтах гумусный слой почвы имеет разную глубину и окраску. Например, в Подмосковье он — темно-серого цвета, толщиной всего несколько сантиметров, а в тучных черноземах Украины гумусовый горизонт — черный. Его мощность зависит от наличия необходимых питательных веществ, причем в доступной для растений форме. Так вот: гумусовые соединения — это резерв питательных элементов. Они очень медленно разлагаются, переходят в формы, доступные для растений, и полностью поглощаются корнями.

За счет гумуса почва способна давать стабильные урожаи в течение длительного времени. Постепенно этот резерв истощается, и если новообразование гумуса по каким-либо причинам идет медленнее, чем его расход, урожайность начинает снижаться.

Животворим гумуса, или «Чернорабочие» почвы

Превращение остатков растений в перегной связано с измельчением растительных тканей и перемешиванием их с минеральными частицами. На этом этапе большую роль играют почвенные животные, питающиеся такими остатками и роющие подземные ходы и норы. Отмершие части растений сначала становятся добычей крупных беспозвоночных, которые отрывают, размельчают и растирают крупные частицы.

В мертвых растительных тканях много клетчатки и лигнина. Эти соединения очень медленно разлагаются в почве и плохо перевариваются в кишечнике животных, но после переработки в кишечном тракте беспозвоночных они размельчаются и обогащаются. Затем в земле их быстро заселяет почвенная микрофлора, продолжая дальнейшее разложение. Некоторые группы животного населения почвы способны к очень активному разложению клетчатки с помощью симбиотических микроорганизмов. К ним относятся, мокрицы, многоножки, слизни, улитки и личинки многих насекомых.

Существует тесная связь между обилием почвенных животных и активностью гумусообразования. Для формирования высококачественного гумуса важное условие — достаточная аэрация почвы.

Животные же формируют систему ходов, которые постоянно прочищаются их обитателями. Эта система создает вентиляцию и обеспечивает проникновение кислорода в глубокие горизонты почвы, благодаря чему там могут развиваться аэробные процессы.

Некоторые многоножки и мокрицы имеют толстый хитиновый панцирь, пропитанный кальцием. Во время линьки или после гибели животных их панцири разрушаются, и кальций включается в обменные почвенные процессы.

Деятельность животных оказывает известное влияние и на кислотность почвы. Например, дождевые черви в процессе обмена веществ выделяют большое количество углекислого кальция. При высокой численности червей этот кальций существенно меняет кислотность почвы, приближая ее к нейтральной.

Многие почвенные животные в ходе обмена веществ выделяют ряд активных соединений, которые участвуют в реакциях, ведущих к формированию гумусовых веществ.

Они же осуществляют разложение и минерализацию гумуса, которая ускоряется при недостатке органического материала, богатого азотом.

Тонкое размельчение растительных остатков животными, выделение ими слизистых и щелочных продуктов в массу разлагающейся органики приводят к образованию тонкозернистого высококачественного «сладкого гумуса», или «мулля». Он формируется в почве с большим содержанием дождевых червей.

Большое значение имеет выделение червями слизи, склеивающей органические минеральные частицы. Из них формируются устойчивые водопрочные почвенные агрегаты, которые образуют зернистую структуру почвы и долгое время не распадаются.

Рекомендуем посмотреть:

Когда и зачем нужно вносить в почву известь?

Гуматы и их применение

Удобрения для абрикоса

Биогумус своими руками в домашних условиях

Какие выпускаются удобрения