Образование гумуса в почве: как наращивается и теряется плодородие почвы

О плодородии земли постоянно ведут разговоры не только те, кто непосредственно участвует в ее использовании. Часто можно слышать рассуждения о снижении качества почвы от людей, весьма далеких от забот сельского жителя. При этом некоторые делают многозначительное выражение лица, изображая глубокое понимание проблемы. Такие «специалисты» готовы делиться советами, как вести сельскохозяйственные процессы.

Еще одним чарующим словом для многих является гумус. О нем могут рассуждать, даже не представляя, что это такое. На самом деле плодородие и гумус взаимосвязанные понятия. Одно невозможно без другого. Поэтому информация будет полезна специалистам разного уровня.

Как формируется плодородие земли

В грунте кроме песка и глины присутствуют растительные остатки. Они получаются в результате перегнивания органических веществ. Наличие перегноя и отличают почву от механической смеси песка и глины.

Почвенные микроорганизмы постоянно ищут питание. Для них основной пищей являются отходы жизнедеятельности животных. Растения находятся в динамическом общении с представителями микрофлоры. Корни растут постоянно, но часть их отмирает. Ими начинают питаться бактерии, расположенные в верхнем слое земли.

Благодаря постоянному взаимодействию микробов и растений постоянно идут процессы обмена массой, влагой, газами и теплотой. Невидимые общения внутри проявляются снаружи. Посаженные растения забирают питание из почвы и увеличивают объем зеленой массы.

На корнях некоторых видов растительности живут клубеньковые бактерии. Они подпитываются соками корневой части, в то же время могут поглощать воздух. Из него начинают синтезировать окислы азота (NO и NO₂). В результате в земле происходит накопление радикалов, которые могут усваиваться не только самим растением, дающим жизнь микроорганизмам. Излишки азотных соединений откладываются в грунте в виде полимерных соединений.

Микробы не могут разложить на составляющие крупные растительные остатки. Здесь на помощь приходят почвенные животные:

• черви. Кишечнополостные животные используют в питании не только отмершие ткани, они могут питаться и частью живых корней. Однако урон, наносимый ими, не соизмерим с той пользой, какую они приносят для почвы. Продукты жизнедеятельности червей могут переработать бактерии. Именно они помогают накапливать азот, фосфор, калий и другие важные микроэлементы в грунте;
• личинки жуков и бабочек принято считать вредителями. Они поедают корнеплоды, корни растений. При этом они также участвуют в процессе переработки растительных остатков. Хрущи (личинки майского жука) за сезон пропускают через себя до 5…8 кг почвенных остатков, что способствует образованию 2…3 кг перегноя;
• проволочники (личинки жука щелкуна). Их принято считать серьезными вредителями для картофеля и моркови. Однако, каждая личинка способна переработать за цикл подземной жизни (3…7 лет) до 10…12 кг почвы. В результате образуется до 3…5 кг перегноя;
• медведка известна многим. Этот вредитель может уничтожить до 60…70 % корневой части у ценных культурных растений. Но одна медведка за жизненный цикл (2…4 года) перерабатывает до 30…50 кг почвы и способствует образованию более 10…12 кг гумуса;
• кроты охотятся за червями, медведками, проволочниками и другими насекомыми. Они прорывают глубокие ходы в глубине. Почва может «дышать», через подземные ходы поступает воздух. Продукты жизнедеятельности кротов используют те же бактерии.

Получается, что в определенных условиях вредители оказывают пользу для самой почвы. В природе нет абсолютного вредителя, нет также и животного, который приносит только пользу. Важно! Баланс полезных и отрицательных свойств определить крайне сложно. В определенных ситуациях вредитель (паразит) может принести пользу, но уже иным, непривычным способом.

Гумус: общие характеристики

Перегнивший растительный остаток, преимущественно темно-коричневого цвета. В его составе не только видимые фрагменты бывших растений. Попутно присутствуют:

• гуминовые кислоты. Это вещества с длинными молекулами. При взаимодействии с отмирающими растениями способствуют выделению простых составляющих питания, которые могут использоваться корнями растений. Они являются катализаторами для активного перегнивания органических отходов;
• фульвовая кислота в почве способствует образованию окислов металлов, которые в последующем используются растительностью. Минеральные включения под действием этого вещества разрушаются. При длительном контакте происходит распад из относительно крупных частиц до песчинок;
• гумины и гуматы – это вещества стимулирующие рост корневой части растений. Соединения, образующиеся в результате распада органики, присутствие которых позволяет образовывать корни и получать питание.
  Можно иметь питательные составляющие, изготовив искусственную почву. Но укоренение и быстрое развитие будет идти с трудом. А гумины активизируют процесс;
• углеродные соединения – это продукты естественного распада. Они служат в качестве строительных материалов для растительности;
• фосфор, азотистые соединения (нитраты и аммонийные составляющие), калий, сера, бор и другие микроэлементы являются основой для роста зеленой массы и корней.

У гумуса основные составляющие образуют сложные соединения между собой. Рассматривать их по отдельности сложно. Они проявляют свои свойства в совокупности друг с другом. У почв при определенных условиях плодородие нарастает постоянно.

Как теряется плодородие

К сожалению, возможны и потери плодородия. Причин много.

1. Выветривание почвенного слоя происходит при разрушении механических взаимосвязей между составляющими грунта. В результате пахоты с оборотом пласта на территориях, где господствуют сильные ветры в летний или зимний бесснежный период, происходит выдувание почвы.
   Такие явления наблюдались на освоенных в 1954…1957 гг. целинных землях (Казахстан, Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области, Алтайский край). Поврежденная почва не сохраняла прочность поверхностного слоя. Не оставляли стерни. В результате потери оказались громадными. Толщина слоя понижалась на 15…20 %. Гумус понижался с 6..7 % до 1,5…2,5 %.
2. В результате усиленного использования земель без органической подкормки. Из земли вытягиваются все питательные вещества, а реальной подпитки органикой не происходит. Тогда происходит истощение почв.
3. В XVIII…ХIХ веках осваивались территории Североамериканских штатов и Канады. В первые годы получали завидный урожай зерновых культур. Но по истечении некоторого времени стали наблюдать постепенное снижение урожайности. В настоящее время так и не сумели восстановить плодородие. Уровень гумуса находится на уровне 1,1…1,8 %. Для территорий, где до освоения наблюдалось содержание органики 6,5…7,2 %, потери громадные.
4. Европа за последние 300…400 лет получила снижение плодородия почв примерно в 3,5…4,0 раза. Стремление компенсировать потери за счет использования минеральной подкормки позволяет получать удовлетворительный урожай. Выход из проблемы ищут за счет изменения генной природы выращиваемых культур. Это весьма рискованный путь. Но он вынужденный. Иначе будет ощущаться дефицит продуктов питания.
5. Колонии в Азии и Африке за 200…350 лет также получили резкое снижение плодородия. Данные разнятся, но по общей оценке почвы потеряли до 60…65 % плодородия.

По всему миру гумус теряется в результате активного развития сельского хозяйства. Однако, есть примеры, где плодородие сохранилось в первозданном виде. Даже добиваются повышение содержания гумуса.

В Новой Зеландии на 60 % пахотных земель и пастбищ уровень гумуса за последние 50…60 лет увеличился с 6,4…6,7 % до 7,2…7,6 %. Причиной стало развитие животноводства. Зерновой корм для питания производится не только на территории островного государства. Его также завозят из других стран.

Как повысить плодородие почвы на собственном участке

Желание иметь плодородный слой, богатый гумусом, можно только поддержать. Стоит разобраться, как на ограниченной территории можно добиться улучшения структуры почв.

Некоторые пользователи пытаются оптимизировать путем завоза на территорию чернозема. Десятки кубометров почвенного слоя срезается в Центрально-Черноземном районе, их самосвалами везут в Подмосковье и другие области Центрального региона. На ближайшие 5-7 лет плодородие повышено.

Внимание! Вред природе нанесен там, откуда взяли чернозем. Там не скоро произойдет восстановление земли.

Информация к размышлению. Владельцы отмечают, что привезенный чернозем через определенный период истощается. Для территорий, куда его завезли, условия сохранения оказываются неидеальными. Причина: отсутствуют растения, способствующие возврату гумуса в почву.

Помочь земле можно несколькими способами. К основным относят следующие.

1. Регулярно использовать растительные остатки для компостирования. Создавать компостные ямы несложно, польза от их использования громадная.
2. Применять высев сидератов в периоды отсутствия культурных растений. Земля отдыхает, когда на ней выращиваются растения, отличающиеся по свойствам от основных культур.
3. Использовать для переработки органических и растительных остатков калифорнийских или навозных червей. В результате за пару месяцев их работы получается гумус высокого качества.
4. Постоянно в течение сезона выращивания овощей подкармливать растения органическими удобрениями.