Гумус почвы. Баланс гумуса

Содержание гумуса — самый важный показатель почвенного плодородия, оказывает влияние на физические свойства почвы, ее поглотительную способность и биологическую активность.

Урожайность сельскохозяйственных культур во многом зависит от количества гумуса. Как известно если в течении ряда лет земля не обрабатывается и при этом восстанавливается естественная растительность то количество гумуса в почве растет и напротив, при распашке и активной обработке полей — это равновесие нарушается. Под воздействием внешних факторов (солнца и избытка поступления кислорода), происходит минерализация органического вещества.

В связи с этим возникает необходимость регулирования количества гумуса, создания условий для обеспечения бездефицитного баланса.

Состав гумуса

Гумус накапливается за счет постоянного поступления остатков растительности и при наличии оптимального количества микроорганизмов в почве. В условиях умеренных среднегодовых температур и влажности.

На территории нашей страны распространены самые различные почвы.

С севера на юг:

• подзолистые,
• дерново-подзолистые характерны для зоны с преобладанием лесной растительности.
• серые лесные - основные почвы лесостепи,
• черноземы и темно-каштановые, преобладают в степной зоне,
• светло-каштановые почвы более сухого и жаркого климата , расположены в степной зоне,
• бурые и сероземные почвы полупустынь,
• красноземамы почвы влажных субтропиков.

Все эти почвы различаются по своему генезису и свойствам, в том числе по содержанию и запасам гумуса. 

Наиболее гумусированы почвы черноземного типа, в верхних горизонтах которых содержится от 10 до 15% гумуса, а общие запасы его в типичных черноземах, достигают 650—830 т/га. На обрабатываемых видах этих почв 200—250 т/га. гумуса сосредоточено в пахотном слое. Оподзоленные, обыкновенные и южные черноземы также содержат большое количество гумуса, хотя оно значительно меньше по сравнению с типичными мощными черноземами.

Вниз по профилю чернозема количество гумуса постепенно уменьшается, общая мощность гумусового горизонта может достигать до 1 метра и более.

Слабо гумусированы подзолистые и дерново-подзолистые почвы Нечерноземной зоны. Количество гумуса в верхнем горизонте составляет около 1—2%, на старопахотных супесчаных и песчаных— часто ниже 1%. Общий запас органики при небольшой мощности гумусового горизонта составляют 50—80 т/га. Гумус на дерново-подзолистых почвах почти весь сосредоточен в верхнем горизонте, густо пронизанном корнями травянистых растений, которые, на обрабатываемых землях, обычно полностью вовлекается в пахотный слой. Ниже дернового горизонта количество гумуса резко уменьшается, а на глубине 25—40 см он почти отсутствует.

Низкая гумусированность дерново-подзолистых почв обусловлена особенностями их формирования под пологом леса, слабым развитием травянистого покрова, небольшим поступлением корневых и наземных остатков растительности, повышенной подвижностью формируемого в условиях кислой реакции среды гумуса и промывным типом водного режима, при котором часть образующихся гумусовых веществ и элементов пищи вымывается за пределы почвенного профиля.

Содержащееся в почве органическое вещество неоднородно.

В его составе выделяют три группы соединений:

• свежая органика (обычно это верхний слой дерна полуразложившиеся остатки растительности);
• промежуточные продукты разложения (детрит);
• собственно гумусовые вещества, включающие вновь образованный и стабильный гумус с периодом полного обновления от нескольких до сотен лет.

Микроорганизмы разлагают свежую органическую массу в течении 1-2 лет примерно на 80%. Оставшиеся 20 % подвергаются процессу гумификации, при этом образуются гумусовые вещества. 

Гумус почвы относительно устойчивое органическое соединение, интенсивность разложения, под воздействием почвенных микроорганизмов, в среднем 1—2% в год.

Различают две группы гумусовых кислот:

• темноокрашенные гумусовые кислоты неподвижны, накапливаются в местах образования; 
• фульвокислоты желтого или бурого цвета, легко передвигающиеся по профилю почвы. 

Кроме названных кислот, выделяют гуминовые кислоты, они прочно связаны с минеральной составляющей почвы и хорошо растворяются в щелочах, но в воде - слабо растворимы.

Основная масса гуминовых кислот находится в виде органо-минеральных коллоидов. Полностью растворимы в воде. Водные растворы их сильнокислые (рН 2,6—2,8), поэтому они энергично разрушают минеральную часть, оказывая отрицательное влияние на почвенный поглощающий комплекс.

При взаимодействии гумусовых кислот, гуматов и фульватов с тонкодисперсными частицами, образуются органо-минеральные коллоиды, в которых они прочно связаны с поверхностью минералов почвы.

Отношение углерода к азоту 

Другим важным показателем качества гумуса является отношение углерода к азоту. В среднем в гумусе содержится около 5% азота, но этот показатель для различных типов неодинаков. Доля азота в составе гумуса несколько возрастает в южном направлении, т. е. от подзолистых почв к черноземам, каштановым почвам и далее к сероземам, в направлении с запада на восток в соответствии с изменением гидротермического режима почв и других факторов.

Изменяется и отношение углерода к азоту (С:N) в составе гумуса. В гумусе почв черноземной зоны это отношение равно 10, что характеризует зрелый гумус, нечерноземной 10—12 и выше, пустынно-степной (сероземы и др.) — менее 10. Отношение С:N указывает на обогащенность гумуса азотом. Чем меньше это отношение, тем больше содержится азота в гумусе, и наоборот.

Колебания отношения С:N обнаруживаются и на пахотных землях одной зоны, что связано с различным уровнем их окультуренности. Этот показатель следует учитывать при использовании различных видов органических удобрений, так как отношение углерода к азоту в составе их органического вещества может существенно колебаться.