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!
