Как происходит процесс образования гумуса, состав и в каких почвах его больше

Как увеличить содержание гумуса в почве

Если запас природного гумуса невелик, ситуацию можно исправить:

• удобрите землю перепревшим навозом;
• сделайте компост;
• купите пару машин торфа;
• высейте сидераты.

Навоз

Самый простой и эффективный способ – это купить готовый, уже перепревший навоз. Лучше всего лошадиный, а на втором месте – коровий. Такую подкормку можно сразу раскидать по грядкам.

Если вы покупаете свежий навоз, обязательно подержите его 2-3 года в компостном ящике. За это время в удобрении погибнут все болезнетворные бактерии и насекомые-вредители. В процессе химических реакций уйдут токсичные аммиак и метан, а все полезные микроэлементы распадутся до «удобоваримого» для растений состояния.

К тому же свежий навоз слишком горячий – буквально. Температура преющей фекальной массы достигает 80 градусов. Подкормив грядки таким удобрением, вы сожжете весь урожай.

Как повысить содержание гумуса на своем огороде

Перечисленные выше примеры классификации питательности почвенного субстрата являются относительными. Однако точно зная, что такое гумус, можно самостоятельно создать благоприятные условия для выращивания многих культур. В большинстве случаев его концентрация зависит от достаточного количества растительности, а также органики в грунте.

Поэтому на огород рекомендуют систематически вносить:

• навоз (коровий, конный);
• торф;
• птичий помет;
• компост;
• дерн.

На сотку площади каждого удобрения понадобится 150-200 кг. Для таких целей выбирают медленно разлагающуюся органику: навоз либо компост. Это способствует повышению уровня питательных веществ почти на 30%. Быстро расщепляющиеся удобрения (навозная жижа, коровяк или помет птиц) используют только в качестве подкормок. В то же время многие земледельцы самостоятельно создают такой компостный состав.

На одну кучу они сбрасывают:

• сорняки;
• пищевые отходы;
• использованную подстилку для скота;
• опавшие листья;
• ботву и другие остатки урожая.

Стоит понимать, что для образования качественного компоста понадобится достаточно времени. Чтобы ускорить этот процесс, аграрии заселяют в образованную массу червей. В итоге через 3-6 месяцев субстрат будет готов к использованию.

Секреты обработки огорода

Также на участке совеют создать благоприятные условия, позволяющие растениям полноценно усваивать питательные элементы.

Для этого учитывают основные правила перекопки огорода:

• удобрения заделывают в почву равномерно;
• при выращивании многолетних кустарников либо деревьев органику размещают в лунку на глубине 50-80 см;
• овощи высаживают после заделки перегноя на глубину 40-60 см.

К тому же грядки очень часто рыхлят, чтобы обеспечить доступ кислорода и влаги почвенным микроорганизмам. Для поддержания такого микроклимата земледельцы мульчируют междурядья.

Зачастую они делают его из:

• пленки;
• хвойного опада;
• опилок;
• травы.

Ведущую роль в плодородии играет техника правильного севооборота. Если чередовать посадку разных культур на одном и том же месте, то количество гумуса практически не меняется. В противном случае культуры одного семейства начинают поглощать с грунта весь запас полезных компонентов, тем самым истощая землю. Это способствует созданию благоприятной среды для развития всевозможных вредителей и болезней.

Знание того, что такое гумус, позволяет контролировать его уровень на своем участке. Рациональное использование органических удобрений, а также правильное возделывание грядок поможет сохранить все полезные микроэлементы и повысить урожайность культур.

Точное определение и путаница терминов

Собственно говоря, само слово humus и переводится как «почва» либо «грунт». Однако эти понятия не тождественны. Часто гумусом почвы называют наиболее плодородный ее слой — верхний. Он темный, рыхлый, влажный. Иногда дачники путают понятия гумус, компост и перегной. Разобраться в особенностях и отличиях этих терминов помогут следующие тезисы:

1. Самая плодородная часть грунта называется гумусовой. Но гумус — это не отдельный слой, а она из составляющих земли. В одном грунте его больше, в другом — меньше.
2. Компост образуется путем разложения органических остатков. Он является продуктом гниения и требует дальнейшей переработки живыми микроорганизмами (червями, микробами и др.). В этом случае за несколько лет компост превратится в гумус.

Внимание! В специализированных магазинах можно найти гуматы. Это тоже не гумус, а лишь одна из его частей

Гуматы продаются как органическое удобрение

Гумус — не одно какое-то вещество, а целый комплекс различных соединений. Это своеобразный запас питательных компонентов. Они накапливаются в результате работы грибов, микробов, дождевых червей и других живых организмов. Процесс образования вещества называется гумификацией.

Классификация почв по содержанию гумуса

Классификация происходит по содержанию этого важного почвенного составляющего. Объем гумуса выражается в процентах

Рассмотрим, сколько гумусного вещества содержится в почвах на примере разных типов чернозема.

Малогумусовые

В таких почвах содержание плодородного вещества колеблется в пределах 2-4 %. В результате грунт получает серую или темно-серую окраску. Плодородие таких почв самое низкое из рассматриваемых, в них мало перегноя, хуже проникают влага и воздух, скорость работы микроорганизмов понижена.

Умеренногумусные

Содержат в почвенном слое 4-6 % гумуса. У таких грунтов плодородие выше, чем у предыдущего типа, они темнее, обладают лучшими характеристиками.

Среднегумусные

Под воздействием бактерий в почвенном слое накапливается 6-9 % вещества. Такие почвы более структурированы, обладают хорошей влаго- и воздухопроницаемостью.

Гумусные

В гумусовом слое отмечается самое высокое содержание вещества – от 9 % и выше. Это самые плодородные и ценные в хозяйственном отношении земли. Они имеют черный цвет, хорошо прогреваются, в них отлично закрепляются элементы питания для растений.

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.

Органическая часть почвы

Вместе с органическими веществами в почву поступают азотсодержащие соединения – аминокислоты, белки, алкалоиды, а также лигнин, дубильные вещества, смолы, органические кислоты (щавелевая, лимонная, винная.

Элементный состав органического вещества, поступающего в почву, характеризуется тем, что оно примерно на 5% (в пересчете на сухое вещество) представлено углеродом, водородом, азотом; остальные 5% – многочисленная группа зольных элементов – кальций, магний, калий, натрий, кремний, фосфор, железо, сера, а также микроэлементы – медь, бор, марганец, цинк и др.

Органические остатки, поступившие в почву, подвергаются различным биохимическим и физико-химическим преобразованиям.

Подъем ферментов, выделяемых микроорганизмами, изменяется анатомическое строение остатков, а сложные органические соединения распадаются на более простые – их называют промежуточными продуктами преобразования органических остатков.

В результате гидролиза белков образуются пептоны, пептиды, и свободные аминокислоты. При гидролизе сложных белков вместе с кислотами образуются углеводы, фосфорная кислота, азотсодержащие гетероциклические основы.

Разложение жиров сопровождается образованием лигнина и жирных кислот.

Продуктами распада лигнина являются фенолы.

Много промежуточных соединений образуется при разложении углеводов – моносахариды, органические кислоты, альдегиды и др.

Процесс синтеза органических веществ протекает в условиях биокатализа, действия ферментов, выделяемых микроорганизмами. Сущность этого процесса сводится к тому, что промежуточные продукты разложения opганического вещества, попадая под воздействием реакций биохимического окисления, поликонденсации, полимеризации, дают качественно новые органические соединения, которые называют гумусовыми, или перегнойными, а процесс их образования – гумификацией.

Обычно под гумусом  понимают группу темноокрашенных высокомолекулярных азотсодержащих органических веществ кислотной природы, большая часть которых – коллоиды.

Собственно гумусовые вещества составляют 85–90% общего количества органических соединений почвы. Наибольшее количество и качество гумуса дает травянистая растительность и ее корневая система. В образовании гумуса принимают участие простейшие животные почв и микроорганизмы, которые разрушают сложные органические вещества. Такой процесс называют биохимическим. В результате образуются две основные группы соединений:

неспецифичный гумус (лигнин, целлюлоза, воски, смолы и др. полуразрушенные соединения),

специфический гумус (гуминовые и фульвокислоты, гумин).

Строение гумуса очень сложное и не совсем выясненное. Гумусовые вещества представляют собой гетерогенную, полидисперсную систему высокомолекулярных, азотсодержащих, ароматических органических соединений кислотной природы.

В их составе выделяют три группы:

• гуминовые кислоты,
• фульвокислоты,
• гумин, или негидролизуемый остаток.

Качественное соотношение этих групп характеризует групповой состав гумуса. В составе групп выделяются фракции, отличающиеся друг от друга некоторыми свойствами (растворимость, молекулярная масса, элементный состав и др.).

Количественное соотношение фракций характеризует фракционный состав гумуса.

Гуминовые кислоты — группа темно-окрашенных (от бурой до черной) гумусовых кислот (бурые, серые, гиматомелановые), которые хорошо растворяются в щелочных растворах, но не растворяются в минеральных кислотах и в воде.

Лучший гумус тот, в котором преобладает гумин с гуминовой кислотой, как в наших дерновых почвах или в черноземных. В большинстве почв суши преобладает фульватный состав гумуса.

Наибольшее количество доброкачественного гумуса имеют черноземы (4–15%). Поэтому эти почвы самые плодородные.

В гумусе накапливаются многочисленные элементы питания растений — N, Р, S, К, Са, микроэлементы, которые высвобождаются при разложении его гетеротрофами.

Процессы разложения гумусовых веществ сопровождаются выделением углекислого газа, необходимого зеленым растениям для фотосинтеза. Кроме того, гумус является источником биологически активных веществ в почве (ферменты, витамины, ростовые вещества), положительно влияющих на рост и развитие растений, мобилизацию элементов.

Образование гумуса

Так и хочется сказать, что этот процесс самый значимый и сложный на Земле. Как же образуется гумус? Листок оторвался от ветки родимой, полетал немного, мир посмотрел и упал на почву

Тут же на него обращают внимание бактерии, которые умеют из него забрать сахара, крахмал. Это самая легкая пища

От листочка остается целлюлоза, растительные белки, которые могут переварить другие бактерии и почвенные животные, у которых для этого есть особые ферменты. Грибы тоже заселяют листочек: у них ферменты мощнее, потому они растворяют почти любые органические вещества, а потом их всасывают. Но не все, а ровно столько, сколько требуется для жизни.

Из опада образуется первичный гумус

Что же делают оставшиеся без внимания растворенные вещества? И сами ферменты, которых в почве появилось много? Эта часть растворенных органических веществ под действием ферментов вступает в реакцию с углеродом, в результате которой получаются гуминовые кислоты и фульвокислоты. Уже эти кислоты реагируют с минеральными веществами почвы. В результате таких реакций образуются гуматы и гумус. Этот гумус называют первичным.

А где другой гумус? После первичного должен быть вторичный

А вторичный гумус изготавливают черви. Это происходит, когда червяк для своих продовольственных или дорожных нужд заглатывает почву, в которой есть первичный гумус. Ферменты червяка умеют расщепить бактерии, умеют создать копролиты. Черви умеют переваривать все. Это у каждого вида бактерий своя специализация, а червяк многофункционален.

Черви умеют переваривать все

Его органы из всей пищи заберут столько питательных веществ, сколько червю требуется, остальные выделятся в виде копролитов, в состав которых входят гуминовые кислоты. И вот он, круговорот: гуминовые кислоты вступают в соединения с минералами почвы. Вот тогда образуется настоящий гумус, его еще называют биогумусом. Вот теперь — все!

Самостоятельное приготовление

Приготовить перегной под силу любому овощеводу. Нужно собрать с огорода ботву, любые растительные остатки, падалицу, сорняки и сложить в кучу. Для закладки в компостную кучу сгодятся любые растительные и кухонные отходы (кроме мясных и рыбных). В кучу закладывают и навоз сельскохозяйственных травоядных животных: кроликов, коз, свиней, коров, лошадей.

Растительные остатки не должны содержать возбудителей заболеваний и вредителей, сорняки – семян. Нельзя использовать навоз от больных особей.

Компостная куча должна располагаться в полутени или тени, а не на открытом месте, где солнечные лучи будут пересушивать ее. В первый сезон, особенно летом, в жару, ее нужно увлажнять, чтобы процесс ферментации не останавливался. Полностью перегной будет готов через 2-3 сезона. Его можно подсыпать под растения в течение сезона или весной.

По уровню перегнивания приготовленный на огороде гумус можно разделить на 4 вида. Как их определить:

1. Свежий, возраст которого всего несколько месяцев, почти не используют для удобрения. В нем еще не закончился процесс минерализации, могут находиться споры грибков, возбудители заболеваний, личинки вредителей, семена сорняков.
2. Полуперепревший, пролежавший в куче не менее года. Его можно использовать для подкормки в сухом или жидком виде, на вид это темно-коричневая масса, с вкраплениями не перегнивших растительных остатков. Его вносят под овощи, деревья, кустарники, цветы весной, летом и осенью, под перекопку.
3. Перепревший гумус имеет темный цвет, легкий и рыхлый. В этой массе полностью разложились все остатки, даже содержащие большое количество целлюлозы, такие как опилки и ветки. Им можно подкармливать любые культуры, включая корнеплоды, так как в нем меньше азота, чем в не перепревшей массе.
4. Перегной, которому не меньше 3 лет, можно использовать как удобрение, мульчу, добавку в субстрат. По виду он не отличается от земли, имеет такой же цвет, рассыпчатость и запах.

Гумус старше 3 лет начинает терять питательные вещества и, соответственно, пользу для культур. Поэтому держать его в куче дольше этого срока не стоит.

Запас органического вещества в почве

Хотите определить количество гумуса в почве на вашем огороде? Проведите простейший тест.

1. Наберите землю с грядки. Возьмите 1-2 горсти, не больше.
2. Наберите в пол-литровую банку обычной холодной воды.
3. Положите землю в банку, закройте крышкой и хорошенько потрясите. Грунт размоется и превратится в жидкую грязь.
4. Оставьте банку на несколько часов. Если у вас на участке суглинистый грунт, увеличьте время выдержки до 3-4 дней. Глина оседает очень медленно.

За это время жидкая грязь разделится на фракции и осядет на дно. Снизу окажутся самые тяжелые компоненты – камешки и песок. Над ними окажется плодородная почва, а сверху – глина.

Не хотите возиться с банками и грязью? Есть и другие методы определения гумуса. Например, компьютерный.

Специализированное «фермерское» ПО предоставляет детализированное описание грунта для вашей местности. Нет, землю в порт microUSB совать не нужно. Программа использует данные спутников.

Разные типы грунта генерируют различные температурные сигналы. Спутники их регистрируют, передают на Землю, а программа собирает информацию и превращает в подробную карту.

А чтобы выяснить содержание гумуса точно в процентах, придется обратиться в лабораторию. Это услуга платная: стоимость анализа достигает нескольких тысяч рублей.

Типы почв по гумусному слою

Изначально необходимо напомнить, что содержание гумуса в почве – это показатель вариативный, который зависит от разных факторов. При этом максимальное его значение способно достигать отметки в 15% (именно столько его содержит чернозем, являющийся наиболее плодородной категорией)

Важно иметь в виду, что уровень гумуса в том или ином типе почв является основным критерием для классификации последних. С учетом удельного веса рассматриваемого слоя выделяют четыре разновидности:

1. Малогумусовые с концентрацией питательной среды в пределах 1%. В данном случае характерной чертой будет минимальная растительность. Также в верхних слоях содержится наибольшее количество мульчи. Для подобных почв характерны низкое проникновение влаги и кислорода и минимальная активность микроорганизмов. В качестве примера можно привести свойственные для хвойных лесов подзолистые почвы.
2. Умеренно гумусовые, для которых характерен удельный вес на уровне 1–2%.
3. Средне гумусовые – содержание органики в почве не превышает 3%.
4. Гумусные с удельным весом органических соединений в пределах 3–5%. Чаще всего применяются при разведении цветов и на огородах.

Например, содержание гумуса в серых лесных почвах, образующихся преимущественно на территориях, занятых лиственными лесами, варьируется от 2 до 8%. Это свидетельствует о средних показателях плодородности. Почвы с учетом особенностей гумусного слоя принято подразделять также на четыре категории:

Подзолистая (мор), характеризующаяся повышенной грубостью, высоким содержанием детрита и пониженной активностью микроорганизмов, отвечающих за формирование питательной среды.

Помимо всего перечисленного, также существуют почвы низинных болот. Они относятся к богато обогащенному типу и свойственны для эутрофных торфов.

Как образуется

По законам природы все живое после гибели становится частью формирования и круговорота питательных веществ. Так, поверхностный слой почвы образуется за счет скопления остатков органики. Кстати, именно он представляет собой источник энергии, столь необходимый для растущих представителей флоры.

Важно помнить, что с учетом особенностей своего строения травы, кустарники, деревья и другая растительность не обладают способностью получать органические соединения напрямую. Другими словами, им требуется подготовленное питание, а именно мелкие частицы, которые могли бы активно впитываться вместе с влагой корневой системой

Непосредственными участниками процесса формирования описываемой среды являются многие обитатели различных слоев почв. Так, в ее образовании участвуют следующие живые организмы:

• насекомые;
• простейшие;
• грибы и лишайники;
• бактерии;
• беспозвоночные.

Ученые в ходе экспериментов и исследований выяснили, что ежегодно на гектаре плодородной почвы может образовываться до тонны микроорганизмов. При этом каждый из видов выбирает для себя определенную пищу с учетом вкусовых предпочтений. В результате жизнедеятельности происходит естественная переработка мертвой органики с образованием новых соединений.

В самом начале рассматриваемой пищевой цепочки стоят мельчайшие организмы, в задачу которых входит переработка наиболее поддающихся разложению частиц. За потребление крупных элементов уже отвечают грибы, а также бактерии, которые в результате производят кислоты. Последние необходимы для синтеза более сложных соединений, отличающихся повышенной питательностью.

Однако ключевую роль в создании гумусного слоя выполняют именно кольчатые черви, разновидности которых являются обитателями плодородной почвы. Помимо непосредственного поедания и переработки органики, они за счет создания проходов разрыхляют почву, обогащая ее кислородом и необходимой растениям влагой.

Важно помнить, что описываемый процесс является динамическим. Его основная особенность заключается в неравномерности постоянного синтеза и разложения органики

В итоге образование питательного слоя во многом зависит от разных факторов, включая состояние окружающей среды. Так, к примеру, при влажном и теплом климате процесс переработки существенно ускоряется, из-за чего нужный слой просто не успевает сформироваться.

Однако в холодных условиях образование среды происходит слишком медленно, а также наблюдается недостаток исходных материалов в виде отмерших органических соединений. Получается, что оптимальным вариантом будет умеренный климат

Также важно отсутствие избыточной влажности

Как приготовить хумус – самый простой способ

Чтобы получить 100% качество, придется «поколдовать» (хочешь сделать хорошо – сделай сам). Проблема в том, что я предпочитаю не задерживаться надолго на кухне. Стараюсь свести работу к минимуму и получить при этом максимум пользы.

Итак, вот чудо-рецепт домашнего хумуса. Он предназначен для тех, кто не любит готовить, но любит вкусное. Нам потребуется:

• стакан нута,
• 30 г яблочного уксуса,
• 3 ст.л. кунжута,
• 2 ст. ложки оливкового масла,
• 0,5 ч.л. соли.

Порядок действий:

• Замоченный на ночь нут сварить в мультиварке.
• Прогреть семена на сухой сковороде и измельчить в блендере до пастообразной консистенции.
• Добавить уксус, масло, бобы нута.
• Посолить, еще раз взбить.

Вуаля! Если совсем лень возиться, то можно купить готовую тахини. Но я бы этого делать не стала. Тахини слишком ценный суперфуд, чтобы рисковать его качеством.

Правила покупки гуматов

Не все, что сейчас продается под наименованием «гумат», и есть таковое по своему содержанию. Неактивные гуминовые кислоты тоже могут называть гуматами, хотя это совершенно неверно. Многие удобрения действительно содержат гуматы, но их количество там мало и совершенно не соответствует цене. Бывает, что гуматов в удобрении действительно 25–30 %, но в нем дополнительно содержится масса «неполезных» минеральных или органических веществ. Настоящие, эффективные гуминовые удобрения должны
соответствовать всем правилам безопасности и качественным характеристикам.

К каждому удобрению должна прилагаться не рекламная бумажка, а подробная инструкция с указанием культуры, способа обработки (обработка семян, внесение в почву, обработка по листу), нормы расхода препарата (концентрация), в идеале – количества рабочего раствора на единицу площади или весовой единицы измерения посевного материала, также краткая характеристика препарата, наименование производителя с указанием адреса, срок годности, условия хранения.

В идеале нужно покупать гуминовые удобрения производства проверенных фирм, продукцией которых вы пользуетесь уже неоднократно. Причем, если покупка совершается в мелких магазинах или на рынках, надо помнить о возможности подделок (чем известнее фирма или бренд, тем больше вероятность попасть на подделку). Приблизительно сориентироваться поможет цена продукции: качественные гуминовые удобрения не стоят на вес золота, но и дешевле 50 руб. за 250 мл в розницу они стоить не должны (по ценам текущего года).

Экскурс в почвоведение: что такое гумус

Любая почва отличается от материнской горной породы наличием органического вещества, которое состоит из гумуса и неразложившихся остатков растительных и животных организмов. Собственно, гумус – это то, что получается после распада органических остатков, и он значительно устойчивее к дальнейшему разложению, чем исходные органические остатки. Причем большая часть органики минерализуется до углекислоты и воды, и лишь около 30 % подвергается гумификации, т. е. синтезу сложных молекул гуминовых кислот и др.

Гуматы – это водорастворимые соли калия или натрия, которые получают из гуминовой кислоты. Гумат и кислота являются основной составляющей почвы, ее концентратом – гумусом. В свою очередь, гумус ответственен практически за все происходящие в почве биохимические процессы.

Почва – огромная биохимическая лаборатория, где роль основных работников, запускающих реакции, берут на себя многочисленные почвенные микроорганизмы. Без их активной работы не может обойтись процесс гумусообразования. В свою очередь, гуматы  стимулируют жизнедеятельность микроорганизмов как напрямую, так и косвенным образом, например придавая почве более темную окраску, вследствие чего она интенсивнее прогревается.

Как отличить чернозем от других грунтов?

Для черноземов характерны уникальные особенности почвенного профиля. Для них характерна комковатая или зернистая структура. Также земли отличаются водно-воздушными свойствами. В почвенном поглощающем комплексе присутствует 70-90 % кальция. Также для него характерна нейтральная реакция, высокое естественное плодородие и выраженная гумификация.

Чтобы отличить чернозем от других типов грунта, стоит воспользоваться следующими способами:

1. Осмотреть внешний вид. Окрас чернозема должен быть насыщенно-черным или бурым. В других типах грунта могут присутствовать примеси пыли, песка, камней, растений.
2. Пощупать грунт. Настоящий чернозем должен быть тяжелым. Торф имеет рыхлую структуру. При этом в его составе присутствуют комки неразложившихся растений.
3. Полить землю. Если есть время, почву требуется намочить. Настоящий чернозем станет липким и скользким, как глина. При высыхании он приобретет твердую структуру, и на поверхности появятся трещинки.
4. Поджечь грунт. Сухую землю можно проверить с помощью огня. Плодородный грунт не будет гореть. При этом торф воспламенится.

По своему происхождению плодородный грунт напоминает торф. Однако торфяная масса имеет более рыхлое строение. К тому же для нее характерно наличие остатков растений, которые не разложились, и способность быстро поглощать воду.