Гумус: что это такое и как повысить его содержание в почве

Роль гумуса в природе

Значение гумуса в экосистеме сложно переоценить. По сути, этот элемент является одним из главных средств восполнения биоресурсов планеты.

• Важнейшая составляющая гумуса — гуминовая кислота способствует быстрому росту и развитию корневой системы растений.
• Разложение органических составляющих сопровождается выделением углекислоты, необходимой для дыхания растений.
• Образование устойчивой по структуре, влажной и насыщенной кислородом почвы. Гумус способствует разрыхлению чрезмерно плотных грунтов, в то же время, скрепляя излишне сыпучие субстраты, тем самым препятствуя эрозии почвы.
• Является средой обитания микроорганизмов и бактерий, способствующих процессу переработки и образования полезных веществ и органических соединений.
• Связывает токсичные вещества в неактивные соединения, тем самым ограничивая их распространение.
• Темная окраска почвы обусловлена высоким содержанием черного гумусного пигмента. Это способствует высокому поглощению солнечного тепла и прогреванию плодородного слоя.
• Высокое содержание химических элементов. В процессе переработки органической составляющей высвобождаются в пригодном для питания растений виде — фосфор, азот, калий и масса других полезных элементов.

Типы почв, содержащих гумус

Для простоты восприятия и оценки грунта с точки зрения практического садоводства, почвы, содержащие плодородный гумусовый слой можно разделить на три типа:

1. Чернозем формируется в благоприятных условиях, умеренном климате с достаточной влажностью. Характеризуется высокой биологической активностью микроорганизмов при низкой кислотности среды. Содержит высокий процент полезных минеральных веществ. Чернозем благоприятен для роста и развития растений.
2. Подзолистая почва — наиболее ярким примером является хвойный лес. Слой гумуса состоит в основном из грубых органических остатков. Это происходит из-за высокой вымываемости полезных органических соединений и минералов, перемещающихся в глубинные слои грунта. Оставшийся обеднённый слой характеризуется слабой биологической активностью и высокой кислотностью, малоблагоприятной для роста растений.
3. Торфяная почва формируется на заболоченных участках, зачастую образовывая мощные гумусовые слои. Однако, в своем первозданном виде торфяной слой к выращиванию растений мало пригоден. Проблема кроется в излишней влажности, препятствующей развитию перерабатывающих гумус организмов, и избыточной кислотности среды. Тем не менее, торф является своего рода хранилищем ценного органического сырья. При устранении недостатков в таком грунте активно развиваются микроорганизмы, способствующие высвобождению питательных для растений веществ.

Чернозем, подзолистая почва, торфяная почва

Как использовать гумус

Для повышения плодородности почвы на своем дачном участке важно регулярно вносить гумус. Это следует делать обязательно, если изначально земля на участке скудна и ее нужно приспосабливать для земледелия

Но и чернозем также нуждается в гумусовой поддержке.

Внося органику в почву, вы каждый раз повышаете содержание гумуса в ней. Для этого следует ежегодно вносить в землю — навоз, компост, перегной, а также выращивать седераты, с последующей их запашкой.

Как вносить навоз и птичий помет

Особую осторожность следует проявлять, если вы решили внести свежий, не перепревший навоз, который еще не превратился в гумус. Бывалые огородники знают, что при попадании свежего навоза и птичьего помета в землю в чистом виде, выделяется большое количество тепла и корни молодых растений могут получить сильный ожог и даже погибнуть

Перед внесением навоза необходимо тщательно прорыхлить землю, добавить в нее измельченной соломы или листвы. Тогда питательные вещества из навоза будут медленно выходить в грунт и равномернее в нем распределяться, а растения не получат тепловой ожог.

Конечно, лучше всего вносить перепревший навоз, но и из свежего навоза можно самим приготовить хорошее органическое удобрение. Для этого в него вносят листву или солому, затем гасят известью и добавляют золу. Полученный состав можно вносить:

• для засыпки кругов, вокруг только что высаженных деревьев и кустарников;
• в междурядья посаженных кустиков клубники и других ягодников;
• для подкормки рассады;
• для настаивания черенков и семян.

Норма гумуса под садовые и огородные культуры составляет 2-4 ведра на 1 квадратный метр. Удобрение вносится в землю на штык лопаты. Расход гумуса для рассады идет чуть больше и составляет в пропорции с простой водой — 1/2:1.

При внесении птичьего помета его следует также разбавлять водой (соотношение 1:10), тогда все питательные вещества быстро проникнут к корням растения и не причинят им вреда.

Как правильно использовать компост

Компост или листовой перегной — самый лучший, экологичный материал для формирования гумусного слоя почвы. В компостную яму можно вносить пищевые отходы, растения после прополки, опавшую листву, опилки и любую другую растительную органику. Сверху яму присыпают землей и за зиму органические останки перегнивают. Так образуется компост, готовый для внесения в землю.

Для того, чтобы получить зрелый компост, понадобится 1-2 года (в зависимости от объема компостной ямы). Но процесс можно ускорить в 2 раза, если несколько раз месяц перелопачивать кучу. Еще можно быстрее добиться результата (за 3-4 месяца) путем полива кучи раствором Компостин.

Готовый субстрат можно вносить в почву для улучшения ее структуры и состава.

Предлагаю посмотреть видео, о том, как своими руками сделать компостную яму, чтобы получить качественный гумус.

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.

Полезные свойства

В природе гумификация биологических отходов осуществляется множеством микроорганизмов, которые называются сапрофагами. Они воздействуют на физические и химические свойства почвы, меняют её структуру, а также приводят к получению различных веществ, их аккумуляции и стабилизации в форме гумуса, что определяет плодородность грунта.

Высокая концентрация гумусового субстрата улучшает баланс воды, тепла и кислорода в плодородном слое земли. При этом происходит активизация процессов образования углекислот и нитратов, нужных для осуществления фотосинтеза растениями, а также фиксации молекул азота с атмосферы организмами, находящимися в верхних пластах земли. Ряд физических и химических процессов контакта гумусовой кислоты с минералами снижает скорость их поступления в биохимический оборот и влияет на закрепление гумуса в земле.

Одним из наиболее важных преимуществ гумуса является возможность связывания тяжёлых металлов в почве и предотвращение их негативного воздействия. Эта функция важна для всех живых организмов. Помимо этого, вещество берет участие в механизмах почвообразования и повышения плодородности грунта благодаря предотвращению выветривания почвы, снабжению растений рядом необходимых углекислот для осуществления фотосинтеза, а также другими полезными ростовыми компонентами.

Агрономическое значение субстрата и его роль в плодородии заключается в балансе гуминов и фульвокислот. При наличии преимущества со стороны гуминовых кислот в грунте образуется гумус, придающий почве высокую плодородность. Для таких типов грунта характерна гидрофильность и высокая концентрация органических элементов, которые полезны для растений.

Высокая концентрация гумусового вещества приводит к активизации ряда биологических, химических и физиологических процессов в почве, повышению общего энергетического уровня в живых организмах, а также усилению поступления в них органических веществ. Это сопровождается высокой плодородностью грунта и хорошим качеством урожая.

В сельскохозяйственной промышленности высокий уровень гумуса в почве – это один из главных показателей для культивирования. При низкой концентрации субстрата применение удобрений не даёт желаемого эффекта.

Каким бывает биогумус

Даже самая плодородная земля на участке со временем истощается, становится менее плодородной. Если вы замечаете, что, несмотря на все ваши усилия, урожай овощных и садовых культур падает, или саженцы начинают чаще болеть, подкормите почву биогумусом.

Биогумус бывает сухой, в виде пасты, жидкий. Препарат, произведенный в промышленных масштабах, который продается в магазинах, тоже имеет все полезные вещества, характерные для этого природного удобрения.

 Жидкий

Жидкое удобрение биогумус или вермикомпостный чай, считается очень полезным и более экономичным. Для приготовления рабочего раствора понадобится всего 50 мл питательной жидкости на 10 литровое ведро воды. Раствор льют под корень. Но для подкормки большого количества посадок лучше купить другие формы этого удобрения.

Жидкую форму можно получить, растворив по инструкции в воде сухой препарат.

В жидком виде биогумус подходит для внекорневой подкормки. Следует учесть, для опрыскивания листвы разводить надо в меньшей концентрации. Можно разбавлять 1:200, а потом опрыскивать все культуры в период активного их роста, при наращивании зеленой массы, формировании завязей, созревании плодов.

Это происходит потому, что комнатные цветы, растут в тесных горшках, остро испытывая недостаток природного питания. Почва в горшках быстро истощается, поэтому ее надо обеспечивать ферментами и микроорганизмами, которые содержатся в биогумусе.

 Сухой биогумус

На что похож биогумус сухой? На вид это обычный грунт. Но в его составе имеются все органические питательные вещества, микроэлементы, витамины, а также азот, фосфор и калий.

Сухой биогумус смешивают с грунтом во время перекопки, соблюдая норму внесения. Удобрение применяют в период с ранней весны до поздней осени.

Ценность сухого биогумуса в том, что растения легко усваивают все его питательные элементы

Важно и то, что витамины и полезные микроэлементы переходят из удобрения в плоды, отчего они становятся еще полезнее

Биогумус или вермикомпост полезен для всех садовых и огородных посадок, но есть культуры, которые так быстро отзываются на подкормку этим удобрением, что начинают быстрее других наращивать урожай.

Огурцы, перцы, томаты, баклажаны, все фруктовые деревья тоже любят биогумус. Да и другие культуры тоже отзовутся на подкормку увеличением урожая.

Перекормить растения невозможно, только вносить больше положенного не имеет смысла. Лучше придерживаться инструкции, которая имеется на каждой упаковке.

Эффект от биогумуса начинает проявляться сразу, а потом продолжается в течение одного-двух лет. Навоз же начинает действовать не сразу. Если заделать навоз в почву, то он начнет подкармливать саженцы только через пару лет.

Что такое гумус и как он образуется?

Гумус представляет собой один из главных химико-биологических компонентов грунта. Это питательная платформа для существования различных организмов. Гумусовый слой является результатом перегнивания органических останков живых существ, а также других компонентов, которые появляются вследствие их жизненного цикла. Данное вещество находится только в составе почвы.

Субстрат обладает тёмно-коричневым оттенком, что придаёт земле определённую окраску. Исходя из концентрации гумуса в почве, она имеет светлый или тёмный окрас. Наиболее плодородным является чернозём, который имеет самый тёмный оттенок, поскольку в нём отмечается высокая концентрация гумуса.

Основным компонентом вещества выступает гуминовая кислота. Она содержит в себе ряд важных для жизнедеятельности растений соединений. Помимо этого, в состав гумуса входят фульвокислоты, производные кислот и гуминов.

Субстрат имеет ряд неорганических и органических компонентов. Гуматы и фульваты являются органикой, а неорганической частью – различные минералы. Фульвокислоты являются водорастворимыми, а молекулы гуминовой кислоты не подвергаются растворению в воде. Это замедляет вымывание гумусового субстрата с грунта. При растворении вещества в щелочи и соде происходит быстрое всасывание растительными культурами минеральных веществ.

Умершие растения, останки животных, опавшие листья и другие биологические отходы, которые служат основой для гумуса, с течением времени подвергаются процессам разложения. Вследствие этого они являются пищей для большого количества микроорганизмов, находящихся в почве. Для их существования и получения гумусового субстрата требуется много влаги, тепла и кислорода. Эти компоненты являются основой для образования гумуса в почве.

Гумификация

Микроорганизмы разлагают большую часть органического вещества почвы на неорганические минералы, которые корни растений могут поглощать в качестве питательных веществ. Этот процесс называется « минерализацией ». В этом процессе рециркулируют азот ( круговорот азота ) и другие питательные вещества ( круговорот питательных веществ ) разложенного органического вещества. В зависимости от условий, в которых происходит разложение, часть органического вещества не минерализуется, а вместо этого превращается в процессе, называемом «гумификация», в конкатенации органических полимеров . Поскольку эти органические полимеры устойчивы к действию микроорганизмов , они стабильны и представляют собой гумус . Эта стабильность означает, что гумус интегрируется в постоянную структуру почвы, тем самым улучшая ее.

Гумификация может происходить естественным образом в почве или искусственно при производстве компоста . Органическое вещество гумифицировано сочетанием сапротрофных грибов, бактерий, микробов и животных, таких как дождевые черви, нематоды, простейшие и членистоногие. Остатки растений , в том числе перевариваемые и выделяемые животными, содержат органические соединения: сахара , крахмалы , белки , углеводы , лигнины , воски , смолы и органические кислоты . Гниение почвы начинается с разложения сахаров и крахмала из углеводов , которые легко разлагаются, поскольку детритофаги изначально проникают в мертвые органы растений, в то время как оставшаяся целлюлоза и лигнин разлагаются медленнее. Простые белки, органические кислоты, крахмалы и сахара быстро разлагаются, в то время как сырые белки, жиры , воски и смолы остаются относительно неизменными в течение более длительных периодов времени. Лигнин, который быстро трансформируется , является одним из основных предшественников гумуса вместе с побочными продуктами жизнедеятельности микробов и животных. Таким образом, гумус, полученный путем гумификации, представляет собой смесь соединений и сложных биологических химических веществ растительного, животного или микробного происхождения, которая имеет множество функций и преимуществ в почве. Некоторые считают перегной дождевых червей ( биогумус ) оптимальным органическим удобрением .

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.

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.

Применение биогумуса для улучшения плодородия

Вермикомпост – отличное удобрение, способное улучшить плодородие дачных, садовых, пахотных и тепличных земель.

После внесения удобрения результат будет заметен в первый же год. Даже на самых бедных почвах урожай повышается на 20%. Полезные вещества будут помогать растениям в росте и плодоношении еще 4 года.

По сравнению с навозом, который считается лучшим средством для улучшения плодородия почвы, биогумус намного надежнее для обогащения земель полезными веществами.

Благодаря быстрой растворимости компонентов, корни растений будут легко впитывать в себя все полезные элементы.

Но и навоз можно сделать более пригодным для обогащения почвы, в него надо просто подсадить червей. Этот способ переработки навоза поможет решить многие проблемы:

• Ускорит утилизацию отходов, превратив навоз в быстроусвояемое удобрение.
• Улучшит санитарное состояние около ферм.
• Уменьшит количество сорных трав, поскольку семена, проходящие через червей, теряют свою всхожесть.
• Переработанный навоз позволит повысить урожайность культур.
• Отпадет надобность в использовании химических удобрений, вредных для здоровья.

Всего 3 тонны вермикомпоста, внесенные на 1 га земель, способны в 2 раза обогатить полностью истощенную почву.

Чем отличается от перегноя и гумата

Биогумус – это удобрение, которое создается на производстве из навоза при помощи специальной технологии. Для этой цели навоз, в специальных условиях, перерабатывается дождевыми червями. В результате получается концентрат, который смешивают с землей 1:3.

Гуматы – это соли: гумат натрия и гумат калия, которые сами образуются в земле в результате разложения растений. Они, как и биогумус, являются стимуляторами роста растений. Соли не только обеспечивают растения питательными веществами, но и защищают их от ядов и тяжелых металлов, которые могут оказаться в грунте.

Попадая в грунт, гуматы активизируют «работу» микроорганизмов, благодаря чему улучшается структура почвы, ее воздухопроницаемость.

Если посмотреть, чем отличаются гуматы от биогумуса, то видим, что первые получаются  естественным путем в верхнем слое почвы при помощи микроорганизмов и червей. А биогумус получается при помощи червей при создании человеком специальных условий.

От перегноя биогумус отличается тем, что для перегноя в яму складываются все растительные остатки, навоз, куриный помет, листва, опилки, которые перегнивают под воздействием гнилостных бактерий. Для образования хорошего, полезного для земли перегноя, потребуется несколько лет. А вермикомпост сразу же готов к применению.

 Чем отличается биогумус от компоста

Компост получают также из растительных остатков, которые складывают в яму, пересыпая золой, землей.

Отличие биогумуса от компоста в том, что при производстве вермикомпоста, как сырье как раз может использоваться и компост. В компост запускают червей, и они превращают компост в биогумус.

Чем отличаются навоз и биогумус

Навоз приносит пользу растениям не сразу, а только когда перегниет. Биогумус в три раза эффективнее навоза. Земля сразу получает полезные вещества, которые потом впитывают корни саженцев.

В вермикомпосте содержится больше почвенных микроорганизмов, а в навозе их намного меньше. Микроорганизмы, которым наполнен биогумус, выделяют фитостимуляторы, антибиотики, делают доступным для поглощения корнями фосфор, калий и другие элементы.