Что мы знаем о плодородии почвы? Откуда берутся гуматы?
16.04.2020 06:11:00
Что мы знаем о плодородии почвы? Откуда берутся гуматы?
Органическое вещество почвы образуется под влиянием жизнедеятельности растений, микроорганизмов и почвенной микрофлоры.
Накопление гумусового горизонта – процесс гумификации, происходит благодаря температурным колебаниям в климате местности (от положительных до отрицательных температур), чередованию засушливых и дождливых периодов: при таких условиях происходит разложение органики до перегноя, в котором происходит медленный процесс образования гумуса – органических веществ, еще не разложившихся до минеральных веществ. И всё же, гумус довольно устойчив к микробиологическому разложению. И от того какой процесс в почве преобладает (органический или минерализация), содержание гумуса в почве увеличивается или уменьшается. Больше всего гумуса в верхних слоях почвы, вниз по профилю оно снижается.
Важную роль на процесс разложения оказывает воздух. При обильном притоке воздуха и оптимальной влажности совершается быстрый аэробный (с доступом кислорода) процесс разложения. При недостатке воздуха и избытке влаги в почве создаются условия для анаэробного микробиологического процесса разложения. Лучшие условия для экономного разложения органики создаются в структурированных, рыхлых, окультуренных почвах, в которых соотношение между аэробным и анаэробным процессами оптимальны. Почему?
На поверхности структурных агрегатов (комочков) развивается аэробный (быстрый) процесс разложения, а внутри структурных комочков, куда воздух из-за насыщения капилляров водой проникает с большим трудом, - анаэробный (медленный) процесс разложения. При таком обеспечении пищей, водой и воздухом, наиболее экономно расходуется плодородие почвы, потерь водорастворимых питательных веществ в грунтовые и речные воды не происходит.
Простые органические вещества (сахар, крахмал и др.), белки растительного происхождения разлагаются быстрее, чем углеводы сложного происхождения (целлюлоза, гемицеллюлоза). Устойчивы к разложению микроорганизмами смолы и воска. Наиболее устойчив лигнин. При его соединении с микробным белком и другими азотистыми органическими веществами образуется темноокрашенное сложное комплексное вещество, являющееся основным ядром гумуса.
В зависимости от условий разложения в почве накапливаются качественно различные перегнойные вещества. При аэробном разложении лесной подстилки грибной флорой образуются в большей степени растворимые фульвокислоты. При бактериальном разложении органических остатков травянистых растений - гуминовые кислоты.
Мы знаем, что самые лучшие плодородные почвы – это черноземы. Они относятся к числу почв, наиболее богатых гумусом, т.к. обладают интенсивной гумификацией, активным симбиозом бактерий и микроорганизмов. Запас гумуса в метровом слое мощного чернозема может быть 600-700 т/га.
Содержание гумуса в различных видах почв изменяется:
|
Почва |
Содержание гумуса в пахотном слое, % |
|
Дерново-подзолистая |
2-4 |
|
Серая лесная оподзоленная |
4-6 |
|
Черноземы: - выщелоченный - мощный (тучный) - обыкновенный- - южный |
7-8 10-12 до 15 6-8 4-5 |
|
Темно-каштановая |
3-4 |
|
Каштановая и светло-каштановая |
1,5-3 |
|
Серозем |
1-2 |
|
Краснозем |
5-7 |
И всё же, что такое гумус? Это высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения циклического строения и кислотной природы.
Если при возделывании сельскохозяйственных культур не применять органических удобрений, то содержание гумуса и полезной микрофлоры соответственно начинает быстро снижаться. Процент гумуса от общего количества органического вещества почвы составляет 85-90 %.
Он состоит из двух основных групп гумусовых кислот:
Гуминовые кислоты;
Фульвовые кислоты.
Выделены также гумины.
Гуминовые вещества мы обнаруживаем не только в гумусе: они есть в морской и речной воде, болоте; каменном угле, торфе, сапропеле.
Гуминовые кислоты – хорошо растворяются в слабых растворах едких щелочей, пирофосфата натрия, щавелевокислого натрия, фтористого натрия и аммиака с образованием растворимых солей – гуматов (с Ca, K, Mg, NH4 и др.). Именно наличие в гуминовых кислотах функциональных групп, например, карбонильных, определяют их кислотные свойства и обуславливают участие в процессах обменного поглощения катионов: водород этой группы замещается на катионы K, Ca, Mg, NH4 и др. В зависимости от концентрации и типа почвы растворы гуматов имеют вишнево—коричневую или черную окраску.
Фульвокислоты – легко растворимы в воде и кислотах. Обладая сильной кислой реакцией хорошо разрушают минеральную часть почвы, причем, чем меньше гуминовой кислоты, тем сильнее действие фульвокислоты. Они также имеют функциональные группы и образуют растворимые соли кальция, магния и др. – фульваты.
Фульвокислоты окрашены в желтый или бурый цвет. Они более подвижны и сравнительно легко передвигаются по профилю почвы, азотные соединения в них связаны менее прочно, поэтому легче подвергаются кислотному гидролизу, чем азотные соединения гуминовых кислот.
В гуминовых кислотах содержится 15-30 %, а в фульвокислотах -20-40 % азота почвы.
|
Гуминовые кислоты |
C – 52-62% |
|
|
H – 2.8-5.8% |
|
|
O – 31-39% |
|
|
N – 1.7-5% |
|
|
P, S, Al, Fe, Si от 1-10% |
|
Фульвокислоты |
C – 40-52 |
|
|
H – 4-6 |
|
|
O – 42-52 |
|
|
N – 2-6% |
Гумины – это комплекс гуминовых и фульвокислот, но ближе по природе к гуминовым кислотам. Отличаются тем, что менее подвергаются разложению микроорганизмов, более устойчивы к кислотам и щелочам и более прочно связаны с минеральной частью почвы, чем гуминовые кислоты.
Гумусовые вещества могут находиться в почве в виде:
1. гуматов кальция, магния, натрия, калий и др.;
2. гуматов и смешанных солей с гидроокисью алюминия и железа;
3. комплексных органо-минеральных соединений с алюминием, железом, фосфором, кремнием.
Гумусовые вещества способны поглощаться глинистыми минералами.
Образование различных органо-минеральных соединений в почве ведет к закреплению гумуса в почве.
Мы можем это видеть на черноземах гумус которого обладает слабой способностью к миграции из-за мощной связи с глиной, что приводит к его накоплению в этих почвах. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной, либо, в зависимости от вида чернозема, слабокислой или слабощелочной. Черноземы обладают исключительно хорошими водно-физическими свойствами, прекрасной зернистой водопрочной структурой гумусового горизонта: он рыхлый, имеет оптимальную порозность, влагоемкость и водопроницаемость. В минералогическом составе черноземов преобладает кварц 60-80% и полевые шпаты – 10-20%; карбонаты кальция и магния, гидрослюды, каолинит.
Образование различных органо-минеральных соединений в почве ведет к закреплению гумуса в почве.
Мы можем это видеть на черноземах гумус которого обладает слабой способностью к миграции из-за мощной связи с глиной, что приводит к его накоплению в этих почвах. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной, либо, в зависимости от вида чернозема, слабокислой или слабощелочной. Черноземы обладают исключительно хорошими водно-физическими свойствами, прекрасной зернистой водопрочной структурой гумусового горизонта: он рыхлый, имеет оптимальную порозность, влагоемкость и водопроницаемость. В минералогическом составе черноземов преобладает кварц 60-80% и полевые шпаты – 10-20%; карбонаты кальция и магния, гидрослюды, каолинит.
Роль гумуса:
1. Источник элементов питания: в нем 98-99 % азота, 30-40 % фосфора; 90% серы от общего содержания.
2. Гуминовые кислоты, фульвокислоты и углекислота (образующаяся при разложении органических веществ), постепенно разрушают силикаты и алюмосиликаты, растворяют карбонаты кальция и магния, фосфаты и другие соли, переводя эти элементы питания в доступную для растений форму;
3. Органические вещества гумуса служат питанием для микроорганизмов, после воздействия последних азот, фосфор, сера переходят в легкоусвояемые минеральные соединения;
4. Гуминовые кислоты в высокодисперсном состоянии, органические кислоты (уксусная, пропионовая, янтарная и др.), ферменты, антибиотики, витамины, поступающие в растения в микроколичествах стимулируют их рост (даже в водной и песчаной культуре);
5. Участвует в структурировании почвы: органическое вещество участвует в адсорбционных процессах в почве, повышает ее поглотительную способность и буферность, улучшает физические свойства почвы: влагоемкость, воздухо- и водопроницаемость, тепловой режим и пр.;
6. Обладает детоксикационным свойством: гуминовые кислоты связывают вредные вещества в бионеактивные комплексы, смягчая действие загрязнений на живые организмы.
1. Источник элементов питания: в нем 98-99 % азота, 30-40 % фосфора; 90% серы от общего содержания.
2. Гуминовые кислоты, фульвокислоты и углекислота (образующаяся при разложении органических веществ), постепенно разрушают силикаты и алюмосиликаты, растворяют карбонаты кальция и магния, фосфаты и другие соли, переводя эти элементы питания в доступную для растений форму;
3. Органические вещества гумуса служат питанием для микроорганизмов, после воздействия последних азот, фосфор, сера переходят в легкоусвояемые минеральные соединения;
4. Гуминовые кислоты в высокодисперсном состоянии, органические кислоты (уксусная, пропионовая, янтарная и др.), ферменты, антибиотики, витамины, поступающие в растения в микроколичествах стимулируют их рост (даже в водной и песчаной культуре);
5. Участвует в структурировании почвы: органическое вещество участвует в адсорбционных процессах в почве, повышает ее поглотительную способность и буферность, улучшает физические свойства почвы: влагоемкость, воздухо- и водопроницаемость, тепловой режим и пр.;
6. Обладает детоксикационным свойством: гуминовые кислоты связывают вредные вещества в бионеактивные комплексы, смягчая действие загрязнений на живые организмы.
Выше мы уже упоминали о гуматах – солях гуминовых кислот. Промышленные гуматы получают в из торфа, бурого угля, сапропеля в которых довольно много гуминовых веществ до 85 %. Могут использоваться лигносульфонаты — побочный продукт целлюлозно-бумажного производства.
Для этого их обрабатывают щелочью – каустической содой (гидроксид натрия), калиевым щелоком (гидроксид калия), нашатырным спиртом (гидроксид аммония).
Для этого их обрабатывают щелочью – каустической содой (гидроксид натрия), калиевым щелоком (гидроксид калия), нашатырным спиртом (гидроксид аммония).
Гуматы непосредственно удобрением (то есть питанием для растений) не являются, они принимают участие в стимуляции и защите, оказываемых на растения.
Гуматы оказывают влияние на клеточном уровне:
1. Усиливают корнеобразование, за счет гормонального воздействия;
2. Способствуют усвоению растениями фосфора и микроэлементов за счет способности связывать ионы металлов, превращая их в биодоступные (хелатные) формы.
3. Улучшают транспорт питательных веществ внутри растения и его клеточное дыхание;
4. Улучшают структурирование почвы совместно с микроорганизмами;
5. Снижают поверхностное натяжение водных растворов, увеличивая за счет этого проницаемость клеточных мембран.
Особенно усиливается действие гуматов в неблагоприятных для растений условиях — при пониженной температуре, низкой или, наоборот, высокой влажности.
В продаже мы можем встретить большое разнообразие препаратов на основе гуматов - растворы, порошок, в виде пасты. Это натриевые, калиевые или аммониевые соли гуминовых кислот в зависимости от того, какие щелочи были использованы при производстве. Гуматы аммония, калия использовать предпочтительно, т.к. натрий подходит не всем растениям.
Среди препаратов, есть уникальный – «ГуматЭМ». Уникальность его в том, что в его составе помимо гумата калия содержится комплекс микроорганизмов - азотфиксаторов, фотосинтезаторов, актиномицетов, дрожжей, нитрификаторы и др. Таким образом, действие гуматов значительно усиливается присутствием и работой этих микроорганизмов.
При использовании препаратов важно соблюдать указанную в инструкции дозировку. При превышении рекомендованной концентрации или слишком частом употреблении вероятен противоположный эффект — рост и развитие растений могут угнетаться. Не стоит забывать, что гуматы не удобрения — они не могут заменить внесение основных питательных элементов.
Наиболее эффективно применение «ГуматЭМ», да и вообще гуматов, на начальном этапе развития растений:
• замачивание семян;
• обработки рассады при высадке на постоянное место;
А также:
• применение вместе с подкормками;
• на бедных почвах: песчаных, щелочных, после известкования.
С уважением, агроном, Ангелина Кривошеева