5. Качественный количественный состав гумуса в почвах разных типов.
Почва является средой и основным условием развития растений. В почве растения укореняются и из нее черпают все необходимые для жизнедеятельности питательные вещества и воду. Под понятием почва подразумевается самый верхний слой твердой земной коры, пригодный для обработки и выращивания растений, который в свою очередь состоит из достаточно тонких увлажняемого и гумусного слоев. Увлажняемый слой темного цвета, имеет незначительную толщину в несколько сантиметров, содержит наибольшее число почвенных организмов, в нем идет бурная биологическая деятельность. Гумусный слой толще; если его толщина достигает 30 см, можно говорить об очень плодородной почве, в нем обитают многочисленные живые организмы, перерабатывающие растительные и органические остатки на минеральные составляющие, в результате чего они растворяются грунтовыми водами и всасываются корнями растений. Ниже располагаются минеральный слой и материнские породы.
Минеральный слой, или подпочвенный горизонт, обладает ограниченной биологической активностью, в нем действует меньше живых почвенных организмов, но содержится огромное количество питательных минеральных веществ. Минеральные вещества перерабатываются почвенными организмами и приобретают форму, доступную для усвоения растениями. Слой материнских горных пород биологически мало активен, какие-либо органические процессы в нем весьма ограничены, породы подвержены медленному вымыванию и выветриванию.
Почва состоит из различных твердых частиц, воздуха и воды. Чем больше пространство между частицами, тем более проницаемой для воздуха и воды является почва.
Твердые частицы, по сути, и являются основной почвенной массой и могут быть органического и неорганического происхождения.
Твердые частицы почвы неорганического происхождения это песок, каменистые остатки и глина. Глинистые частицы в оптимальном количестве очень важны для качества почвы, они обладают способностью связывать почву, создавая более крупные комковатые образования, и удерживать воду с растворенными в ней питательными веществами. Органическая часть почвы состоит из гумуса, или перегноя, и так называемой фауны почвы. Перегной, что следует из названия этой субстанции, образуется в результате разложения органических и растительных остатков бактериями и другими почвенными организмами. Сам этот процесс является основой жизни почвы и, значит, укорененных в ней растений, так как только живые почвенные организмы способны в процессе жизнедеятельности переработать органические остатки в доступную и пригодную для потребления растениями форму.
Процесс разложения органических веществ в почве называется гумификацией, и конечным его результатом становится такой продукт, как гумус, который и определяет степень плодородности почвы. В упрощенном виде данный процесс можно описать следующим образом: почвенные бактерии и другие организмы разлагают растительные и органические остатки, в результате чего высвобождаются минеральные соединения, жизненно важные для развития растений. Важно, чтобы процесс разложения происходил при достаточном доступе кислорода, иначе он приобретет форму гниения.
По степени содержания гумуса (перегноя) почвы подразделяются на бедно или незначительно гумусные (1% гумуса и меньше), умеренно гумусные ( до 2% гумуса), среднегумусные (2-3%) и, наконец, гумусные, содержащие более 3% перегноя. Благоприятными для разведения любых сельскохозяйственных культур считаются почвы, содержащие не менее 3-5% гумуса.
1. Увлажняемый слой почвы, скрепленный корнями растений, его толщина составляет не более нескольких сантиметров.
2. Гумусный слой, являющийся основой плодородия почвы, толщиной 10—30 см.
3. Подпочвенный слой характеризуется пониженной активностью биологической жизни.
4. Материнские горные породы
Гумус — наиболее ценная органическая и биологически активная часть почвы. Для растений гумус является основным источником питательных веществ, которые, растворяясь в воде, поступают в растение через корни и насыщают его, прежде всего азотом. Гумус образуется как результат процессов гумификации продуктов разложения органических остатков, осуществляемого почвенными бактериями и другими микроорганизмами.
Питательные вещества в гумусе переработаны таким образом, что становятся доступными для всасывающих корней растений, а значит, могут быть целиком усвоены растением. Кроме того, находясь в связанном состоянии, они не вымываются из почвы.
Высокое содержание гумуса в почве означает богатые резервы азота, крайне необходимого для жизни растений.
Гумус оказывает стабилизирующее влияние на все реакции и процессы в почве, в том числе на процессы кислородного и водного обмена.
Гумус связывает твердые частицы почвы, превращая их в рассыпчатые комочки с порами, создает оптимальную рыхлую структуру почвы, что в значительной степени повышает ее способность к поглощению и задержанию влаги, а также оказывает решающее воздействие на воздухопроницаемость почвы.
Гумус обладает темно-коричневым до черного цветом, что придает ему способность аккумулировать и сохранять тепло. Гумусные почвы значительно быстрее прогреваются.
Гумус называют иммунной системой почвы, так как благодаря его действию сохраняется и улучшается структура почвы, поддерживаются ее основные функции и обеспечивается здоровье почвенной среды, гумус активизирует естественную сопротивляемость растений заболеваниям и вредителям, предотвращает массовое развитие болезнетворных организмов.
Благодаря оптимальному балансу гумуса в почве поддерживаются и улучшаются ее фильтрующие и связывающие способности. Питательные вещества удерживаются в органическом поверхностном слое почвы с развитой корневой системой, вредные вещества распадаются или в составе коллоидов дезактивируются и не представляют опасности для почвенной фауны и растений.
Внесение неоправданно высоких доз различных минеральных удобрений и нерациональное ведение хозяйства отражается на биологическом состоянии гумуса, которое является главным критерием его ценности. Из этого следует, что количественная оценка содержания гумуса в почве еще не является показателем ее плодородия. Существенным при оценке гумуса является его биогенное состояние или показатель собственно гумуса. В почвах с относительно высоким содержанием гумуса в результате многолетней неправильной обработки может наблюдаться очень низкое биогенное состояние гумуса, поэтому только абсолютное содержание гумуса совместно с его биологической ценностью могут представить истинную картину баланса гумуса в почве.
Чернозем — это тип почвы, встречающийся в луговой и степной зонах, характеризуется повышенным содержанием гумуса (до 15) и высоким уровнем природного плодородия. Из названия данного типа почвы следует характеристика его окраски, которой чернозем обязан гумусу.
Высокое содержание гумуса в черноземе обусловлено тем, что характерная для луговых и степных зон растительность в процессе развития накапливает большую растительную массу, которая, ежегодно отмирая, становится источником для формирования почвенного органического вещества. Гумус аккумулирует в себе ценные питательные элементы, азотистые соединения, которые присутствуют в его составе в форме связанных органических веществ. Такой способ преобразования минеральных соединений азота гумусом препятствует их вымыванию из почвы. Гумус накапливает в себе азот, который затем дозированно поставляет растениям. Именно гумус определяет темную окраску, зернистую структуру и повышенное плодородие чернозема.
Важной составляющей почвы является почвенная вода, заполняющая пространства между твердыми частицами. В ней в растворенном виде содержатся питательные вещества почвы, так что, по сути, это уже не вода в чистом виде, а некий почвенный раствор. Вода поступает в почву посредством осадков, из воздуха, в незначительной степени в результате подпитки грунтовыми водами или путем целенаправленного полива. Снабжение почвы водой является основным условием развития всех жизненных процессов в ней. Пространства, или поры, между твердыми частицами почвы заполняются водой и вследствие действия капилляров служат проводниками воды до корней растений, а также выполняют роль дренажа, препятствующего процессам избыточного накопления и застоя воды.
Способность различных видов почв впитывать и сохранять влагу не одинакова. Лучше всего впитывают влагу песчаные почвы, где пространство между почвенными частицами является наибольшим, но они вследствие этого же фактора не способны удержать ее. Глинистые почвы из-за своей плотной структуры и незначительных пространств между твердыми частицами хуже впитывают воду и плохо избавляются от ее избытка, вследствие невозможности образования капилляров в слипшейся массе почвы. Глинистые почвы наиболее подвержены застойным процессам. Идеальным вариантом являются гумусные почвы, которые обладают сбалансированной структурой с оптимальным соотношением твердых частиц и пространства между ними, они хорошо впитывают влагу, удерживают ее внутри и через систему капилляров поставляют корням растений.
Почвенная влага, кроме того, играет роль регулятора температуры почвы и поддерживает температурный баланс. Чем больше увлажнена почва, тем медленнее она нагревается и медленнее охлаждается. В этом сказывается компенсирующее влияние воды.
Почвенный воздух также содержится в полостях между твердыми частицами почвы и определяет степень жизнеспособности определенной почвенной среды. Почвенный воздух содержит больше углекислого газа, чем атмосферный, что объясняется спецификой жизнедеятельности корней растений, которые для дыхания используют кислород и вырабатывают углекислый газ. В результате наличия продуктов обмена доля углекислого газа в почвенном воздухе возрастает. Воздух необходим почве, чтобы обеспечить дыхание корневой системы растений и почвенных организмов.
Недостаток кислорода в почве сдерживает рост корневой системы, отрицательно влияет на поглощение растениями почвенной влаги и на усвоение ими питательных веществ, растворенных в воде. Поэтому даже в почве с достаточной степенью увлажнения рост растений может быть подавлен вследствие недостатка почвенного воздуха и затрудненного в этой связи усвоения питательных веществ. Почвенный воздух содержит около 90% водяных паров, поэтому в жаркую погоду снижается содержание водяных паров в почвенном воздухе и температура почвы начинает приближаться к температуре атмосферного воздуха. Вследствие этого в засуху растения испытывают экстремальную нехватку влаги.