Бизнес-консалтинг. Создание
современного бизнеса под ключ. Технический
аудит. Как получить дополнительную прибыль? Консультационные услуги по сельскому
хозяйству, аквакультуре, природным ресурсам, окружающей среде, безопасной
энергии в промышленности и строительстве...
Гумус,
или перегной - это часть органического вещества почвы. На фото - очень
плодородный черноземный грунт с большим содержанием гумуса, Украина. Такие почвы
образуются в зонах степей и прерий, где много растительности весной, и мало
влаги летом, а зимой почва замерзает - благодаря этому органическое вещество не
успевает разложиться и гумус накапливается в почве.Для консультаций - обращайтесь в Agricultural Consulting!
Фильм о том, что такое почва и как теряются миллиарды долларов из-за
эрозии
почвы и потери гумуса по всему миру. Этот фильм рассказывает о реальных проблемах почвенных
ресурсах во всем мире, охватывая проблемы деградации, урбанизации, распашки
земель и чрезмерной их эксплуатации; фильм предлагает варианты, которые сделают
обращение с нашими почвами более устойчивым (source:
IASS Potsdam)
Почва - это верхний слой земной
поверхности на котором растут растения, и состоящий из: 1) неорганической
части (химические вещества, минералы, горные породы, глина, песок, воздух, вода
и т.д.; 2) живой части - микроорганизмы, растения, и т.д.; 3) мертвой
органической части - органических веществ и гумуса.
Далее мы рассмотрим, что такое гумус.
Что таке гумус почвы?
Гумус, или перегной
(от латинського humus - "почва",
"земля") -
это часть органического вещества, которое
содержится в почве. Гумус образуется в результате разложения растительных
(преимущественно) и животных остатков, благодаря питанию почвенных
организмов - червей, личинок насекомых, грибов, бактерий и многих других
микроорганизмов.
Гумус - это темное
органическое вещество, которое образуется в почве, когда вещества из мертвых
растений и животных (включая аэробный компост) распадаются дальше, в
частности под действием анаэробных организмов. В гумусе много питательных
веществ, которые улучшают состояние почвы, а из них - азот является самым
важным.
Процесс образования
гумуса из остатков мертвых растений и
животных называется гумификацией.
В почвоведении, термин
гумус, сформировался 1790-1800 годах, и означает целую фракцию комплекса
грунтовых органических веществ, уже не имеющей клеточной структуры, которая
характерна для растений, животных, и микроорганизмов. Гумус существенно
влияет на на
плотность почвы и способствует сохранению
почвенной влаги и питательных веществ.
Хотя термины
гумус и компост неофициально используются как
взаимозаменяемые, они являются отдельными компонентами почвы с различным
происхождением. Это разные термины. Гумус
образуется путем анаэробного брожения, тогда как компост
является результатом аэробного разложения растительных остатков.
В сельском хозяйстве
термин "перегной" иногда также
используется для описания зрелого или природного компоста, добытого из леса
или другого природного источника. Перегной имеет в своем составе гумус.
Компост широко
используется в качестве органического удобрения и в качестве кондиционера
почвы.
Термин
гумус, также используется для описания верхнего слоя почвенного горизонта,
который содержит органические вещества.
Финансы и содержание гумуса в почвах
Чем выше содержание
гумуса в почве, тем почва более плодородная - и растения растут лучше и дают
лучший урожай. Почвы с высоким содержанием гумуса требуют меньше удобрений,
и суммарные затраты на производство каждой тонны урожая на таких почвах,
будут намного меньше, чем на бедных гумусом почвах.
Таким образом ...
- Чем выше содержание гумуса в почве, тем эта земля будет дороже стоить,
финансовые затраты на производство будут меньше, а прибыль больше!
Гумификация
Микроорганизмы разлагают
большую часть органического вещества почвы на неорганические минералы,
которые корни растений могут поглощать как питательные вещества. Этот
процесс называют "минерализацией". В этом процессе происходит круговорот
азота и круговорот других питательных веществ.
В зависимости от
условий, в которых происходит разложение, доля органической вещества не
минерализируется, а вместо этого превращается с помощью процесса,
называемого "гумификация", в органические полимеры. Поскольку эти
органические полимеры устойчивы к действию микроорганизмов, они стабильны и
составляют гумус. Эта устойчивость означает, что гумус интегрируется в
постоянную структуру почвы, тем самым улучшая ее.
Гумификация может
происходить естественным образом в почве или искусственно при производстве
компоста.
Органические вещества
гумифицируются благодаря совместному действию сапротрофных грибов, бактерий,
микробов и животных, таких как дождевые черви, нематоды, простейшие и
членистоногие, и другие.
Растительные остатки,
включая те, которые животные переваривают и выводят из организма, содержат
органические соединения: сахара, крахмалы, белки, углеводы, лигнин, воск,
смолы и органические кислоты. Распад органики в почве начинается с
разложения сахаров и крахмала из углеводов, которые легко разлагаются.
Простые белки, органические кислоты, крахмалы и сахара быстро разлагаются,
тогда как сырые белки, жиры, воск и смолы остаются относительно неизменными
в течение длительных периодов времени. Остальное - целлюлоза и лигнин,
разлагаются медленнее.
Таким образом, гумус,
который образуется при гумификации, представляет собой смесь соединений и
сложных биологических и химических веществ растительного, животного или
микробного происхождения, и имеет много функций и преимуществ в почве.
Состав гумуса в почве
Содержание гумуса в
почвах определяется в процентах.
Гумус имеет определенные физические и химические
свойства:
Групповой состав гумуса
- перечень и количественное содержание групп органических веществ, входящих
в состав гумуса
Фракционный состав гумуса
- содержание органических веществ, входящих в отдельные группы гумусовых
соединений и различаются по формам и их связи с минеральной частью почвы
Степень гумификации органического вещества
- отношение количества углерода гумусовых кислот к общему количеству
органического углерода почвы, выраженное в массовых долях
Специфические гумусовые вещества
- темные органические соединения, входящие в состав гумуса и образуются в
процессе гумификации растительных и животных остатков в почве. В составе
гуминовых веществ есть и гидрофобные и гидрофильные группы
Гумусовые кислоты -
класс высокомолекулярных органических азотсодержащих оксикислот, входящих в
состав гумуса и образуются в процессе гумификации
Гуминовые кислоты (ГК) -
группа темно окрашенных гумусовых кислот, растворимых в лугах и
нерастворимых в кислотах
Гематомелановые кислоты (ГМК)
- группа гумусовых кислот, растворимых в этаноле
Фульвокислоты (ФК) -
группа гумусовых кислот, растворимых в воде, щелочах и кислотах
Гумин - органическое
вещество, входящее в состав почвы, нерастворимый в кислотах, щелочах и
органических растворителях
Соотношение углерода и
азота (C: N) гумуса составляет 10: 1.
В естественных условиях,
разложение отмершего растительного материала приводит к тому, что сложные
органические соединения медленно окисляются (лигниноподобний гумус) или
разлагаются на более простые формы (сахара и аминосахара, алифатические и
фенольные органические кислоты), которые в дальнейшем превращаются в
микробную биомассу (микробный гумус) или реорганизуются и окисляются в
гуминовые массивы (фульвокислоты и гуминовые кислоты), которые связываются с
глинистыми минералами и гидроксидами металлов.
Стабильность гумуса в почвах
Значительная часть
гумуса в естественных условиях, на почвах, которые не используются в
сельском хозяйстве, в большинстве почв сохраняется более 100 лет, не
разлагаясь на СО2, и его количество может считаться стабильным.
Органические вещества
гумуса защищены от разложения под действием микробов или ферментов, в том
случае, когда они скрыты (закупоренны) внутри мелких совокупностей частиц
почвы, или плотно сорбированы и включены в глину.
Большая часть гумуса,
который не будет защищен таким образом, разлагается в течение 10 лет и может
рассматриваться как менее устойчивый. Такой процесс разложения гумуса
происходит при вспашке почвы, особенно при обороте пласта и смешивании слоев
почвы, и благодаря
эрозии почвы. Поэтому надо принимать
меры, предотвращающие эрозию почв.
Строение почвы. Гумус имеет характерный черный или
темно-коричневый цвет и представляет собой скопление органического углерода.
Больше всего гумуса в верхних слоях почвы. Кроме трех основных грунтовых горизонтов (A) - поверхность / верхний слой
почвы, (B) - недра и (C) - субстрата, некоторые почвы имеют органический
горизонт (O) на самой поверхности. Твердая основа (R) не является строго
почвой - а является основой, или материнской породой
Строение почвы и грунтовые слои -
наибольшая концентрация гумуса в верхнем слое почвы
Какая польза гумуса в почвах?
Хотя наличие гумуса не является обязательным для роста растений (например
очень часто растения выращивают в
теплицах на искусственных субстратах и
гидропонике), но его польза очень существенная.
Способность растений поглощать гуминовые вещества корнями и метаболизировать
их долго обсуждались. В настоящее время существует консенсус относительно
того, что гумус функционирует в физиологии растений гормонально, а не просто
как питательное вещество [1] [2].
Гумус является коллоидным веществом и увеличивает катионно-обменную
способность почвы, следовательно, его способность сохранять питательные
вещества путем хелатирования.
Хотя эти катионы питательных веществ доступны растениям, они содержатся в
почве и не дают им вымываться дождем или орошением [3].
Гумус может содержать эквивалент 80-90% своего веса в виде влаги, а
следовательно, увеличивает способность почвы противостоять засухе [4] [5].
Биохимическая структура гумуса является гибкой и позволяет гумусу
существовать и сохранять буферные свойства в чрезмерно
кислых или щелочных условиях почвы [6].
Во время гумификации микробы выделяют липкие слизеподобные вещества; они
способствуют формированию рассыпчатой структуры почвы, частицы почвы
слипаются и обеспечивают большую аэрацию почвы [7].
Отравляющие вещества, такие как пестициды, тяжелые металлы и избыток
питательных веществ, могут быть хелатированны, то есть связанны с
органическими молекулами гумуса, и таким образом предотвращать их вымыванию
[8].
Темный, как правило, коричневый или черный цвет гумуса способствует
прогреванию холодных почв весной.
Добавление гуминовых веществ, которые выделяются из гумуса - гуматов в
поливную воду, или субстраты при фертигации, а также при опрыскивании
растений, способствует стимулированию роста растений, особенно на бедных
почвах или на искусственных субстратах.
Почвы с наибольшим содержанием
гумуса и самым высоким плодородием
Некоторые почвы имеют наибольшее содержание гумуса:
черноземы, или
черные почвы
луговые почвы
пойменные почвы
--------------------------------
Даже лучшие
почвы, могут потерять свой гумус и плодородие очень быстро - буквально за
несколько дней, если неправильно обрабатывать почву, но не принимать
меры для защиты почв от эрозии!
современные
ирригационные системы, предотвращающие капельной
эрозии почвы и смыва почвы
борьба с пожарами
лесополосы
Качественный сапропель, имеет высокий
положительный эффект среди всех органических удобрений, именно благодаря
содержанию гумуса высокого качества! Сапропель - это природное сырье,
которую не так просто добывать.
Для консультаций - обращайтесь в Agricultural Consulting!
Методы производства перегноя
Перегной делают следующими методами:
из органических
отходов методом компостирования
с навоза методом
компостирования
с использованием
компостирования с применением калифорнийских червей - создание биогумуса
(вермикомпоста)
Вермикомпост (биогумус)
- органическое удобрение, является продуктом переработки органических
отходов (любых - промышленности, сельского хозяйства, муниципальных отходов
и др.) навозными червями (чаще всего это Eisenia fetida), при участии других
почвенных организмов (грибов, бактерий , актиномицетов, насекомых и т. д.).
Биогумус, или как его еще называют -
вермикомпост, делают с помощью красных калифорнийских червей (Eisenia
Foetida) на специализированных фермах. Эти черви быстро превращают
органический материал в компост, богатый диатомовыми водорослями (вермикомпост).
Вермикомпост очень богат гумусом. Это довольно сложное и трудоемкое
производство. Для консультаций - обращайтесь в Agricultural Consulting!
Черви потребляют
органические остатки и формируют очень хороший, богатый гумусом субстрат. В
процессе образования вермикомпоста, семена сорняков проходят через организм
червя и теряют свою всхожесть. Кроме этого в вермикомпосте, по сравнению с
навозом, снижается содержание спор грибов и вредных организмов, например -
кишечной палочки и других патогенных микробов.
Как и все органические
удобрения, вермикомпост улучшает структуру почвы и ее водно-физические
свойства. Вместе с вермикомпостом в почву вносятся дождевые черви и полезные
микроорганизмы, необходимые для нормального функционирования почвы и роста
культурных растений.
Существенное отличие
биогумуса от других органических удобрений - это повышенное содержание
гумуса, и таких форм полезных веществ, яки лучше усваиваются растениями:
азота, фосфора и калия и других макро и микроэлементов.
Биогумус можно
использовать как субстрат для растений в чистом виде, и как удобрение для
улучшения почв.
3 -
Szalay, A. (1964). "Cation exchange properties of humic acids and their
importance in the geochemical enrichment of UO2++ and other cations".
Geochimica et Cosmochimica Acta. 28 (10): 1605–1614.
4 -
Olness, A.; Archer, D. (2005). "Effect of organic carbon on available water
in soil". Soil Science. 170 (2): 90–101.
6 - Kikuchi,
R. (2004). "Deacidification effect of the litter layer on forest soil during
snowmelt runoff: laboratory experiment and its basic formularization for
simulation modeling". Chemosphere. 54 (8): 1163–1169.
8 - Huang, D. L.; Zeng, G. M.; Feng, C. L.; Hu, S.; Jiang, X. Y.; Tang, L.;
Su, F. F.; Zhang, Y.; Zeng, W.; Liu, H. L. (2008). "Degradation of
lead-contaminated lignocellulosic waste by Phanerochaete chrysosporium and
the reduction of lead toxicity". Environmental Science and Technology.
42
(13): 4946–4951.
Обращайтесь к нам для агроконсалтинга
и создания прибыльного аграрного бизнеса!
Гарантируем
качество услуг наивысшего международного уровня!
