07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Содержание и групповой состав гумуса в почвах
 17.02.2013

Содержание и состав гумуса в почве является одним из ее основных генетических и классификационных признаков. Изменение гумусного состояния почв в условиях естественных биоценозов происходит медленно, под влиянием всей совокупности почвообразовательных процессов и взаимодействия почвы с другими компонентами биосферы. Поэтому для каждого типа почвы характерны определенное содержание гумуса в верхних горизонтах почвы и распределение его запасов по профилю, а также сравнительно устойчивый качественный состав гумуса (табл. 9).

Содержание и групповой состав гумуса в почвах

Интенсивность процессов гумусообразования и размеры накопления гумуса в почве определяется сочетанием таких факторов, как растительность, водно-воздушный и тепловой режимы, видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, а также механический состав и физико-химические свойства почвы.
Содержание гумуса и органического азота, невысокое в бедных подзолистых почвах севера, повышается к югу, достигая максимума в черноземных почвах, а затем убывает при переходе к почвам полупустынь и пустынь. Качество гумуса также закономерно изменяется в зонально-генетическом ряду почв, поскольку степень гумификации органических остатков, так называемая \"зрелость\" гумуса тесно связана с условиями гумусообразования. При высокой биохимической активности в почвах образуется и накапливается гумус, содержащий много \"зрелых\" гуминовых кислот. При недостаточной интенсивности биохимических процессов в почве преимущественно накапливаются фульвокислоты. Глубина гумификации Н может быть выражена количественно отношением Сгк : Сфк , т.е. отношением количества углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот: чем больше это отношение в почве, тем выше в ней глубина гумификации.
Процессы разложения и гумификации органических остатков интенсивно развиваются только при достаточном увлажнении почвы и при температуре, которая обеспечивает жизнедеятельность почвенных микроорганизмов http://industrial-wood.ru/ и нормальную вегетацию растений. Период, в течение которого эти условия соблюдаются, называется периодом биологической активности почв (ПБА). В северных районах страны, где увлажнение почв достаточно, а иногда и избыточно, фактором, определяющим продолжительность ПБА, является температура. В сухих степях, пустынях и полупустынях южных районов фактором, определяющим ПБА, является увлажнение. Максимальная продолжительность ПБА наблюдается в зоне луговых и умеренно засушливых степей, где формируется зрелый гумус гуматного типа, характерный для черноземов (рис. 3).
Содержание и групповой состав гумуса в почвах

Для характеристики гумусного состояния верхних горизонтов почв Л.А. Гришина и Д.С. Орлов предложили использовать систему показателей, которые позволяют понять направление и скорость гумификации и оценить обеспеченность почв гумусом и азотом, а также качество гумуса(табл. 10).
Содержание и групповой состав гумуса в почвах

Баланс гумуса в пахотных почвах
При использовании почв в сельскохозяйственном производстве необходимо регулировать содержание гумуса в почвенном профиле и его состав. Мероприятия по сохранению и повышению почвенного плодородия должны предусматривать создание бездефицитного баланса гумуса во всех почвах и положительного баланса гумуса в бедных малогумусированных почвах.
Изучение круговорота и баланса питательных веществ в земледелии началось еще в середине XIX в. Баланс азота в почвах исследовал французский агрохимик XIX в. Ж.Б. Буссенго, который, по образному выражению К.А. Тимирязева, поставил земледелие на весы. В нашей стране фундаментальные исследования в этом направлении проводил академик Д.Н. Прянишников, который считал изучение круговорота элементов питания растений одной из основных задач агрохимии.
Каждый год растения в естественных биоценозах выносят из почвы азот, фосфор, калий, углерод и десятки других химических элементов в различных количествах. Ежегодно эти элементы возвращаются в почву: в лесах - в виде опавшей хвои и листвы, в степях - в виде обильной корневой массы и увядших трав. Этот ежегодно повторяющийся цикл называется биологическим круговоротом элементов питания растений, а его математическое выражение - балансом питательных веществ.
Замена естественного биоценоза агроценозом существенно изменяет круговорот питательных веществ и их ежегодный баланс. Важной статьей расхода в балансе становится минерализация гумуса с выделением СО2 в атмосферу, а также вынос азота и зольных элементов питания растений из почвы с урожаем сельскохозяйственных культур, что нередко приводит к их дефициту. Поскольку химический состав одного и того же вида культурных растений не отличается постоянством и зависит от почвенно-климатических и погодных условий, уровня агротехники, доз и сочетания применяемых удобрений и других факторов, оценка выноса элементов питания с урожаем является сложным делом.
Формирование высоких урожаев требует большого расхода биогенных элементов почвы. Так, на урожай зерновых 50 ц/га расходуется не менее 10 ц гумуса, т.е. около 0,03 % массы пахотного слоя почвы. Около 50 % этих потерь (до 5-6 ц/га) компенсируется за счет гумификации пожнивных остатков, однако при указанном урожае убыль гумуса под зерновыми может достигать 0,01 % массы почвы, если в нее не вносятся органические удобрения. Под пропашными культурами потери гумуса в 2-4 раза больше.
По обобщенным данным ВАСХНИЛ, содержание гумуса в пахотных почвах страны в среднем за десятилетие уменьшилось: в Нечерноземной зоне - на 0,5 %, в Центральном черноземном районе - на 0,15 %, на Северном Кавказе - на 0,4 %, в Поволжье - от 0,2 до 0,5 %, в Алтайском крае - на 0,42 %, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке - на 0,5 %. Сопоставление данных по гумусному состоянию почв Центрального черноземного района, опубликованных в 1883 г. В.В. Докучаевым, и полученных в наши дни, показывает, что почв с содержанием гумуса 10-14% здесь не осталось и их гумусированность снизилась за столетие до 7-10 и даже до 4-7 %. Значительно возросла площадь почв с содержанием гумуса 2-4%, которые 80-90 лет тому назад встречались здесь отдельными пятнами. Эти данные свидетельствуют о том, что в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства отчетливо проявляется тенденция к снижению гумусированности почв.
Потеря гумуса не является неизбежной. Высокая культура земледелия может способствовать не только сохранению, но и повышению запасов гумуса и формированию новых видов окультуренных высокогумусированных почв. Для этого необходим расчет баланса гумуса и разработка системы мероприятий, направленных на поддержание бездефицитного баланса в высокогумусированных почвах и положительного баланса в почвах, бедных гумусом.
При составлении баланса гумуса оцениваются и сопоставляются величины его новообразования (прихода) в почве и расхода за определенный промежуток времени или на определенной площади. Основными статьями прихода в агроценозах является поступление в почву органического вещества с корневыми выделениями, прижизненным опадом, послеуборочными остатками и органическими удобрениями.
Основной статьей расхода гумуса является ежегодная минерализация органического вещества, потери гумуса с поверхностным стоком и его вымывание из пахотного слоя. В случаях ускоренной водной эрозии (на смытых почвах) наблюдаются большие потери наиболее плодородного пахотного горизонта, а вместе с тем и гумуса. На таких почвах необходимо учитывать потери гумуса за счет смыва почвы и выполнять противоэрозионные мероприятия для их уменьшения или предотвращения.
Различают следующие основные типы баланса гумуса в почвах.
1. Компенсированный (бездефицитный), когда приход в почву свежего органического вещества полностью уравновешивает его расход за определенный промежуток времени.
2. Положительно декомленсированный (положительный), когда приход свежего органического вещества превалирует над его расходом из почвы.
3. Отрицательно декомпенсированный (отрицательный) баланс, когда приход органического вещества не компенсирует его убыль из почвы.
По времени, для которого составляется баланс, различают следующие его виды:
1) вековой, имеющий геологическую продолжительность, связанный с формированием существующей в данный момент почвы и соответствующий по времени возрасту почвы;
2) периодический, охватывающий определенные отрезки времени в пределах исторического периода или технологического цикла (ротация севооборота, период проведения исследования и т.п.);
3) годичный, отражающий приход и расход гумуса в течение одного года;
4) сезонный, охватывающий короткие промежутки времени (часть периода сельскохозяйственных работ, часть вегетационного периода и т.п.).
Баланс гумуса составляют для пахотного слоя, корнеобитаемого слоя или для всего профиля почвы. В практических целях обычно ограничиваются составлением баланса гумуса в пахотном слое почвы, где процессы его минерализации и новообразования протекают наиболее интенсивно и в большей степени поддаются регулированию.
Расчет баланса гумуса производится путем сопоставления его потерь в результате минерализации органического вещества почвы и пополнения его запасов в результате гумификации пожнивно-корневых остатков и внесения органических удобрений (табл. 11, 12). В качестве источника сведений о посевных площадях, нормах внесения органических удобрений, урожайности сельскохозяйственных культур используются годовые отчеты хозяйств, районов, областей и государственная статистическая отчетность.
Содержание и групповой состав гумуса в почвах

Содержание и групповой состав гумуса в почвах

Растительные остатки в обычных полевых севооборотах восполняют потери гумуса в результате минерализации на 50-60 %. Остальная его часть должна быть покрыта внесением органических удобрений. Потребность в последних для обеспечения бездефицитного баланса гумуса может быть определена по формуле:
Содержание и групповой состав гумуса в почвах

где: Н - ежегодная норма органических удобрений, т/га пашни, Г3 - запас гумуса в пахотном слое, т/га, А - ежегодное количество пожнивно-корневых остатков, поступающих в почву, т/га сухого вещества, α - коэффициент минерализации гумуса, β - коэффициент гумификации растительных остатков, у - коэффициент гумификации органического вещества органических удобрений.
Обобщение данных по балансу гумуса для различных почвенно-климатических зон позволило определить ориентировочный баланс в целом по стране и потребность в органических удобрениях на перспективу. Согласно полученным данным новообразование гумуса в почве при планируемой урожайности и внесении удобрений в 1990 г. составит за счет пожнивно-корневых остатков 1,0 т/га, за счет органических удобрений - 0,42 т/га. Баланс гумуса останется отрицательным с дефицитом 0,22 т/га. Дефицит может быть устранен увеличением нормы внесения органических удобрение на гектар пашни до 7,6 т/га.