Содержание гумуса в почве таблица: Почвенно-климатические условия ⋆ Агрохимия

Posted on by

Содержание

Почвенно-климатические условия ⋆ Агрохимия

Максимальные прибавки урожаев всех культур от органических и минеральных удобрений как при раздельном, так и совместном их применении, достигаются на наиболее бедных почвах. При переходе к более плодородным и окультуренным почвам в качестве лимитирующих факторов роста и развития растений в большей мере проявляются климатические и другие условия, поэтому эффективность удобрений чаще всего снижается.

Такое снижение наблюдается при переходе от дерново-сильноподзолистых, к средне- и слабоподзолистым, далее от светло- к темно-серым лесным, затем от оподзоленных и выщелоченных к обыкновенным и южным черноземам, далее от темно- к светло-каштановым почвам.

В рамках одного типа и подтипа эффективность удобрений определяется гранулометрическим составом почвы. В целом наблюдается закономерность: чем беднее почва более легкого гранулометрического состава, тем больше относительные прибавки урожаев от удобрений. Хотя абсолютные прибавки в т/га на более плодородных почвах часто выше, чем на менее плодородных.

Отдельные виды удобрений также по-разному проявляют эффективность: азотные удобрения более эффективны на дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах и на всех орошаемых почвах. Для подзолистых суглинистых почв типична следующая средняя обеспеченность урожаев культур отдельными элементами: азотом — 38% от максимальной продуктивности, фосфором — 76% от максимальной продуктивности, калием — 82% от максимальной продуктивности. С улучшением влагообеспеченности эффективность азотных удобрений увеличивается на всех типах и разностях почв.

Фосфорные удобрения более эффективны в районах недостаточного увлажнения и засушливого климата на южных, обыкновенных черноземах, каштановых и бурых почвах, на слабоокультуренных почвах других типов. Например, на дерново-подзолистых неокультуренных разностях (1-2-го класса) по эффективности они превосходят азотные удобрения.

Калийные удобрения более эффективны на торфяных, затем на дерново-подзолистых и серых лесных почвах. На сероземах, черноземах и каштановых почвах их эффективность снижается, нередко отсутствует.

По гранулометрическому составу на легких почвах всех типов, возрастает эффективность азотных, калийных и микроудобрений, на тяжелых — фосфорных. В первом случае это связано с более легкой вымываемостью элементов, во втором — с большим связыванием фосфора в труднодоступные соединения. Если тяжелые почвы представлены минералами, способными фиксировать калий и аммоний, то на них также эффективны калийные и азотные удобрения.

Эффективность удобрений на почвах с кислой или щелочной реакцией среды зависит от возделываемых культур. Химическая мелиорация должна всегда предшествовать применению удобрений. Эффективность всех видов удобрений и под всеми культурами возрастает при нейтрализации кислых и щелочных почв, достигая максимума при оптимальной для возделываемых культур реакции. Так, по обобщенным данным опытов с ячменем на дерново-подзолистых почвах, окупаемость 1 кг азота удобрений прибавкой урожая зерна при рН

СОЛ менее 5 составляла 7,6-8,4 кг, при рНСОЛ выше 5,6 — 18,6-20,2 кг.

Эффективность каждого вида удобрений уменьшается с ростом обеспеченности почв доступными для растений формами соответствующих элементов и часто исчезает при высокой или очень высокой (5-6-й класс) обеспеченности.

Согласно обобщенным Л.М. Державиным (1992) данным опытов агрохимической службы (ЦИНАО) с озимой пшеницей на дерново-подзолистых среднеобеспеченных калием (100 мг/кг) почвах, прибавки урожаев зерна от 60 кг/га Р2O5 составили: при содержании подвижного фосфора в почве 50 мг/кг — 0,43 т/га, 100 мг/кг — 0,36 т/га и 150 мг/кг — 0,28 т/га, а на выщелоченном черноземе — соответственно 0,94 т/га; 0,51 т/га и 0,08 т/га. От 60 кг/га К2O прибавки урожаев озимой пшеницы составили: на дерново-подзолистых почвах при содержании обменного калия 50 мг/кг — 0,64 т/га, 100 мг/кг— 0,33 т/га и 150 мг/кг — 0,02 т/га, а на среднеобеспеченных фосфором (125 мг/кг) темно-серой лесной почве и оподзоленном черноземе при содержании обменного калия 75 мг/кг —0,49 т/га, 125 мг/кг —0,25 т/га и 175 мг/кг — 0,02 т/га.

Аналогичные закономерности эффективности всех видов минеральных удобрений характерны для всех культур на любых почвах, но проявляются с неодинаковой интенсивностью. Удобрения и мелиоранты одновременно изменяют агрохимические показатели и другие свойства почв. Например, по данным длительного стационарного опыта (с 1912 г.) кафедры земледелия Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в варианте без удобрений средний урожай картофеля за 1955-1972 гг. составил 6,7 т/га, в 1973 г. при внесении N100Р150К120 — 16,0 т/га, при этом почва имела рН 3,83; содержание гумуса 1,45%, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) соответственно 19 мг/кг и 41 мг/кг. В варианте систематического применения удобрений средний урожай картофеля за 1955-1972 гг. составил 15,4 т/га, в 1973 г. при той же дозе — 24,7 т/га; рН почвы 3,92, содержание гумуса 1,61%, подвижного фосфора и калия соответственно 100 мг/кг и 133 мг/кг. В варианте с систематическим применением минеральных удобрения, навоза и периодическим известкованием средний урожай картофеля за 1955-1972 гг. составил 19,1 т/га, в 1973 г. при той же дозе удобрений — 32,1 т/га, почва оказалась наиболее плодородной — рН 5,67, содержание гумуса 2,07%, подвижных фосфора и калия соответственно 128 мг/кг и 207 мг/кг. Аналогичные результаты получены с картофелем и другими культурами в других длительных опытах разных стран.

Накопленные за счет удобрения и мелиорантов подвижные формы питательных веществ со временем распределяются по всему корнеобитаемому слою и оказываются наиболее необходимыми при неблагоприятных условиях, когда внесение свежих доз удобрений даже в высоких дозах при неизбежной локализации может быть менее эффективным.

Систематическое агрохимическое обследование почв, проводимое с 1965 г. во всех хозяйствах, в том числе приусадебные и дачные участки, выявило неоднородность агрохимических показателей в пределах не только типов, подтипов и разностей почв, но и одного поля и участка поля. Это обстоятельство обозначило необходимость учета имеющихся различий при классификации почв по этим показателям и при определении и коррекции доз удобрений.

По относительным показателям (классам, группам) почв корректируют рекомендуемые дозы удобрений под культуры, при отсутствии рекомендаций — вводят поправочные коэффициенты. Поправочные коэффициенты к дозам должны обеспечивать получение плановой урожайности культур хорошего качества с одновременным регулированием обеспеченности почв питательными элементами. При средней обеспеченности конкретной культуры, например, для зерновых, зернобобовых и трав — 3 класс, для пропашных — 4 класс, для овощных — 5 класс, поправочный коэффициент к дозе равен 1. При возделывании культур на более бедной, чем средний класс, почве поправочный коэффициент повышают (более 1), на более плодородной, чем средний класс, — меньше 1. При изменении на один класс доза удобрения в среднем для всех культур должна изменяться на 20-30%, то есть для почвы беднее средней на один класс поправочный коэффициент должен быть 1,2-1,3, на два класса — 1,4-1,6 и т.д., для почвы богаче средней на один класс — 0,8-0,7, на два класса — 0,6-0,4 и т.д.

По абсолютным показателям содержание доступных форм питательных элементов в почве определяют по результатам полевых опытов их часть, усвоенную культурой. Эту часть называют коэффициентом использования питательного элемента почвы (КИП), определяют по формуле:

Баланс гумуса в почве — Студопедия

Введение

 

Агрохимия – наука о взаимодействии растений и удобрений в процессе выращивания сельскохозяйственных культур, о круговороте веществ в земледелии и использование удобрений для увеличения урожая, улучшения его качества и повышения урожая.

Современная агрохимия – теоретическая, биологическая, и химическая дисциплина, имеющая прямые выходы в практику сельскохозяйственного производства.

Главная задача агрохимии – управление круговоротом и балансом химических элементов в системе почва – растение. Применение удобрений – главным образом вмешательства человека в этот круговорот. Внесение минеральных удобрений позволяет вводить новые количества элементов питания растений, а навоза и других отходов животноводчества и растениеводства, также повторное использование питательных веществ уже входящих в состав предыдущих урожаев. Применение удобрений дает возможность восполнять вынос урожаем питательных веществ и непроизводительные потери их из почвы, вследствие ветровой и водной эрозии, выщелачивание, улетучивание в атмосферу и т.д. Таким образом, не только может поддерживать, но и повышать плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур.


Цель агрономической химии – создание научных условий питания растений с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой, определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения удобрений.

Агрохимия играет важную роль в интенсивных технологических возделываниях сельскохозяйственных культур, в создании оптимальных уровней всех факторов участвующих в формировании урожая, в их наиболее благоприятном сочетании. Получения максимального экономически выгодного урожая базируется на использовании лучших сортов, обеспечении необходимых физических и химических свойств почв, комплексов применения средств химизации в период вегетации растений, своевременном и качественным выполнении всех агротехнических работ.

Агрохимия скрывает общие закономерности процессов взаимодействия факторов среды на урожай конкретных культур. Зная эти принципиальные закономерности специалист может предвидеть в ход их течения в конкретной обстановки при различных сочетаниях факторов среды.

 

 

Общие сведения о хозяйстве

 


Таблица №1

Показатели Сведения
1. Область 2. Специализация в хозяйстве: Растениеводство Животноводство 3. Площадь землевладения, га всего: из них: пашни, га пастбища, га 4. Поголовье животных: Коровы Лошади Свиноматки Телята Молодняк Приплод 5. Специализация севооборота, занимаемая площадь, га Специализируется на выращивании культур – зерновых Специализируется на разведении крупного и мелкого рогатого скота. 700 600 100 120 40 70 44 950 53 В хозяйстве один севооборот площадью 600 га, который специализируется на выращивании зерновых культур.

 

Агроклиматическая характеристика района

 

Калужская область расположена на северной окраине Среднерусской равнине возвышенности в лесной зоне. Местность слабо холмистая почвы в основном дерново-подзолистые и суглинистые. Грунтовые воды залегают на глубине 4 метров. Климат умеренно континентальный весной и осенью характерны заморозки. Средняя продолжительность без морозного периода составляет 130 дней. Число дней со снежным покровом составляет 140 дней. Калужская область относится к зоне достаточного увлажнения.

 

Показатели Сведения
1. Средняя многолетняя сумма осадков; за год, мм за вегетационный период, мм 2. Средняя многолетняя температура воздуха, С за год за вегетационный период 3. Теплообеспеченночть периода вегетации; С (сумма t выше +10С) 4. Запасы продуктивной влаги в почве перед началом вегетации, мм в слое 0 – 20 см в слое 0 – 100 см перед посевом озимых культур в слое 0 – 20 см в слое 0 – 100 см 600 397 4.4 12.5 2065 55 – 60 220 – 240 40 – 50 175 – 200

 

Агроклиматическая характеристика почвы севооборота

 

Схема севооборота

№ Культура Планируемая урожайность, ц\га Площадь, га
1 2 3 4 5 6 Ячмень+клевер Клевер 1г Клевер 2г Озимая пшеница Картофель Кукуруза на силос 25 40 35 30 200 400 100 100 100 100 100 100
всего   730 600

 

Тип: полевой

Вид: зернотравянопропашной.

Данный севооборот расположен на дерново-подзолистая супесчаной почве с содержанием гумуса 1.2%. Предварительно можно сказать, что получать планируемый урожай при таком содержании гумуса очень сложно т.к. она малоплодородна. Данная почва относится к классу 3 (методическое пособие по агрохимии).

Баланс гумуса в почве

 

Гумус – это сложный динамический комплекс органический соединений, образующий при разложении и гумификации органических остатков при разложении растений и животных. Решающая роль в его накоплении принадлежит остаткам древесной, кустарниковой и травянистой растительности.

Наибольшие запасы гумуса накапливаются при оптимальном количестве микроэлементов в почве, что характерно для регионов с умеренным гидротехническом режимом.

Гумус представляет собой относительно динамичную составную часть почвы, подвергающуюся количественным и качественным изменениям под влиянием целого ряда факторов, среди которых ведущим является хозяйственная деятельность человека.

Потери гумуса почвами объясняются усилением минерализации органического вещества в результате повышения интенсивности их обработки и степени аэрации. При недостаточном поступлении в пахотный слой пожнивных остатков и органических удобрений, увеличение доли пропашных культур и сокращением многолетних трав и полевых севооборотах, длительным односторонним применением минеральных удобрений (особенно физиологически кислых форм), неполным использованием растительных остатков на удобрение, выжиганием стерни, нередко сжиганием излишков соломы, отчуждением почвенного органического вещества с урожаем, проявлением водной и ветровой эрозии почв.

V – степень насыщенности почвы основаниями. Доля суммы поглощенных оснований (S), выражается в % от емкости поглощения /S+Hr/, называется степенью насыщенности почвы основаниями.

 

Агрохимическая характеристика почвы полей севооборота

Тип и разновидность почвы

Механический состав почвы

Содержание гумуса в, %

Содержание легкогид-ролизуемого азота, мг/кг

pH

 S

Hr

  

мл-на/кг почвы

мл-экв/на 100 г почвы

 V P2O5 K2O
Дерново-подзолистая супесчаная 1.2 40 4.5

11

 2.9 79.1 60 60
           

 

V=S/(S+Hr)*100%= 11/13.9*100=79.1%.

 

Вывод: Почва характеризуется содержанием легкогидролизуемого N, низким содержанием P2O5 и K2O. Кислотность высокая, поэтому данная почва нуждается в повышении в ней гумуса, фосфорных и калийных удобрений.

 

Баланс гумуса в севообороте

Культура

Площадь, га

Содержание гумуса в почве

Минерализуется гумуса в год, т на 1 га

Восполн. Гумуса за счет пожнивных и корневых остатков в год, т на 1 га

% т/га
Ячмень+клевер Клевер 1г Клевер 2г Озимая пшеница Картофель Кукуруза на силос 100 100 100 100 100 100 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 36 36 36 36 36 36 1.0 0.6 0.6 1.0 1.5 1.5 0.4 0.6 0.6 0.4 0.2 0.2
итого 600 7.2 216 6.2 2.4
среднее 100 1.2 36 1.03 0.4

 

Дефицит гумуса равен 1.03 – 0.4 = 0.63 т или 630 кг на 1 га. На поля севооборота вносится навоз, содержащий сухого органического вещества 22% или 220 кг на 1 га. Другие органические удобрения приравниваются к навозу по содержанию органического вещества. Коэффициент гумификации навоза 20%. Следовательно, количество гумуса, образующего от 1т навоза равно: (220*20)/100=44 кг.

Для обеспечения бездефицитного баланса гумуса необходимо вносить в среднем ежегодно на 1 га пашни севооборота 630:44=14 т навоза или соответствующее количество другого органического удобрения – расчетная насыщенность севооборота органическими удобрениями.

Фактическая насыщенность севооборота органическими удобрениями 14.5 т на 1 га.

Обеспечивается фактическое восполнение потерь гумуса за счет вносимых органических удобрений 14.5*44=638 кг на 1 га.

Баланс гумуса: 638 – 620 = 18 кг на 1 га

14.5*875 = 12688 т навоза должно вноситься в севообороте в течении семи лет.

12688:125=101 т навоза нужно вносить в севооборот на предстоящий год.

101 – 51 =50 т/га навоза надо внести в севооборот под картофель, а оставшиеся 51 т/га мы вносим под культуру на силос.

Вывод: Для того чтобы обеспечить бесдифицитный баланс гумуса, мы вносим 101 т навоза на 2 поля севооборота, 50 т навоза мы вносим под картофель, а оставшиеся 51 т навоза под кукурузу на силос.

 

Географические закономерности распределения гумусовых веществ в почвах

Живые организмы суши, обеспечивая циклическую миграцию химических элементов в системах почва — растения, почва — атмосфера, почва — природные воды, вместе с тем трансформируют и аккумулируют радиационную энергию Солнца. Почвенный гумус, будучи наиболее важным результатом почвообразования, представляет собой один из наиболее мощных концентраторов солнечной энергии. Согласно расчетам В. А. Ковды, суммарные запасы энергии, связанные в почвенном гумусе всей суши, равны 42 -1023 Дж и превышают запасы энергии, накопленной надземной частью растительности. Так как количество энергии, поступающей от Солнца, в различных местах неодинаково, то ученые пытались выяснить зависимость межцу содержанием органического вещества почвы и географическими условиями.[ …]

Впервые положение о закономерном изменении количества гумуса в зональных типах почв в зависимости от географических условий было сформулировано В. В. Докучаевым в его работе «Русский чернозем» (1883).[ …]

Содержание гумуса увеличивается от таежных подзолистых почв (2—3%) на юг к дерново-подзолистым, серым лесным (4—6) и далее к черноземам (в среднем около 10), а потом также закономерно уменьшается до 2—4 в каштановых почвах сухих степей и до 1—2% в почвах пустынь. Одновременно меняется соотношение основных компонентов почвенного гумуса — гуминовых кислот и фульвокислот. Содержание гуминовых кислот увеличивается с возрастанием гумуса, а содержание фульвокислот, наоборот, уменьшается. Поэтому для характеристики органической части почвы важное значение имеет соотношение между содержанием гуминовых кислот и фульвокислот или соотношение углерода гуминовых и фульвокислот (табл. 12). Эта величина для черноземов равна 2, для серых лесных и каштановых почв — 1, для почв, расположенных южнее или севернее, — [ …]

При изучении географических закономерностей расщепления гумуса было замечено, что степень его накопления не просто зависит от радиационного баланса, а определенным образом связана с атмосферным увлажнением.[ …]

Американский почвовед Г. Йенни (1948) установил сложную математическую функциональную зависимость межцу гидротермическими условиями и содержанием азота в почвах Великих равнин США. В этих районах с возрастанием увлажнения увеличивается содержание азота, однако при невысокой среднегодовой температуре содержание азота (следовательно, и гумуса) возрастает энергично, а при повышенных среднегодовых температурах количество азота в почве увеличивается незначительно даже при большом увлажнении.[ …]

Русский почвовед В. Р. Волобуев (1963) проанализировал влияние гидротермических условий на гумусонакопление для почв земного шара. Он установил, что максимальные значения запасов гумуса свойственны почвам с невысокими годовыми температурами, где количество поступающих осадков близко к испарению. Большое увлажнение влечет за собой увеличение запасов гумуса только при повышении термических условий; при недостаточно высокой среднегодовой температуре повышение увлажнения приводит к уменьшению запасов гумуса. Это объясняется процессами вымывания гумусовых веществ из почвы.[ …]

Вернуться к оглавлению

Определение общего содержания гумуса в почве

Наиболее часто при оценке гумусного состояния почвы определяют общее содержание в почве веществ гумусовой природы. Прямое гравиметрическое определение органических веществ почвы не применяется из-за множества возникающих при этом затруднений: сложности выделения органических веществ, прочно связанных с минеральной частью почвы, возможного изменения их состава в процессе экстракции, а также из-за трудоемкости анализа, что немаловажно для такого широко используемого определения. Поэтому для оценки содержания гумуса в почве прибегают к косвенным методам, основанным на разложении гумуса почвы до углекислого газа и воды. В ходе анализа определяют количество углерода, содержавшегося в органическом веществе, подвергшемся разложению. Таким образом, эти методы основаны на предположении о том, что состав органических веществ в почве относительно постоянен и по количеству углерода, входящего в состав гумуса, можно судить о содержании последнего. Несмотря на такое, казалось бы, смелое допущение, этот подход является единственным принятым в аналитической практике для определения содержания гумуса в почвах и, как правило, в применении к большинству используемых в сельском хозяйстве почв дает достаточно корректные оценки этого показателя.[ …]

Разложение органического вещества до углекислого газа и воды может быть осуществлено методами сухого или мокрого озоления.[ …]

Мокрое озоление органического вещества. Как правило, в аналитической практике при определении углерода органических соединений используют метод Кнопа-Сабанина — мокрое озоление почвы раствором бихромата калия (К2Сг207) в серной кислоте. О количестве углерода органических соединений, подвергшихся мокрому озолению, можно судить как непосредственно по количеству выделившегося углекислого газа, так и по количеству окислителя, пошедшего на сжигание органического вещества. Классический метод Кнопа-Сабанина предусматривает прямое гравиметрическое определение выделившегося при, разложении органических веществ углекислого газа. Многие современные модификации предусматривают определение остаточного количества окислителя титриметрическими (метод Тюрина) или фотометрическими (метод Орлова-Гриндель) методами. Поскольку все предлагаемые ниже методы представляют собой модификации этого подхода, т.е. мокрого сжигания органического вещества с последующим определением избытка окислителя, рассмотрим вначале общие принципы, лежащие в его основе.[ …]

Вернуться к оглавлению

Содержание и состав гумуса в почвах различного типа

Почвы разных природных зон, как и различных уровней окультуренности, различаются по количеству и качеству гумусовых веществ. Наибольшие запасы гумуса характерны для подзоны типичных черноземов (табл.). Здесь природные условия способствовали росту лугово-степной растительности и превращению отмерших остатков в гумус.

Запасы и качественный состав гумуса в верхнем горизонте различных почв

Почвы

Запасы гумуса, т/га, в слое 0…20 см

Содержание гумуса, %

Сгк : Сфк

Подзолистые и дерново-подзолистые

53

2,0…4,0

0,6-0,8

Серые лесные

109

4,0…6,0

1,0

Черноземы типичные

224

7,0-10,0

1,5-2,5

Темно-каштановые

99

3,0-4,0

1,5-1,7

Сероземы

37

1,5-2,5

0,8..1,0

Гумус характеризуется не только запасами, но и качественным составом. В зависимости от соотношения гуминовых кислот и фульвокислот (Сгк : Сфк) выделяют следующие типы гумуса: гуматный (более 1,5), фульватно-гуматный (1,0…1,5), гуматно-фульватный (1,0…0,5) и фульватный (менее 0,5).

При наиболее благоприятных условиях гумусонакопления формируется гумус, обогащенный гуминовыми кислотами. Большое накопление гуминовых кислот наблюдается в черноземах и темно-каштановых почвах.

К северу и югу от типичных черноземов лугово-степной зоны в почвах уменьшаются запасы гумуса и ухудшается его качественный состав.

Низкие запасы гумуса в северных подзолистых и дерново-подзолистых почвах связаны с тем, что в гумусе этих почв преобладают растворимые продукты гумификации (фульвокислоты и их соли — фульваты), которые вымываются осадками до грунтовых вод. В засушливых условиях юга из-за интенсивных процессов минерализации и малого количества органических остатков формируются сероземы с очень низкими запасами гумуса.

описание и образование гумуса, классификация почвы, использование субстрата

Многие садоводы слышали о таком удобрении, как гумус, но мало кто точно знает о способах использования такой подкормки на приусадебном участке. Благодаря содержанию в гумусе различных полезных микроэлементов он широко используется садоводами, что позволяет существенно улучшить урожайность, улучшая состояние почвы на участке.

…

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Определение понятия

Гумус — это целый комплекс азотных соединений, возникших благодаря минерализации различных растительных остатков под воздействием натуральных ферментов. Если говорить упрощенно, то это перегной, который получен за счёт длительной переработки в почве различной растительности. Такое удобрение отличается великолепной эффективностью, оно содержит различные азотные соединения, которые необходимы для роста и плодоношения овощам и фруктам.

Образование гумуса было бы невозможным без различных микроорганизмов и дождевых червей, которые обитают в почве. Благодаря жизнедеятельности дождевых червей такой субстрат обогащается всевозможными полезными веществами, приобретая свою особую ценность. Образование гумуса в компосте происходит при определенных условиях, в том числе минимальном доступе кислорода и высоких показателях влажности. Именно поэтому, если вы самостоятельно готовите гумус в компостной яме, ее необходимо обязательно сверху засыпать слоем земли толщиной в 50−70 сантиметров.

Это интересно: дикорастущие растения, примеры.

Такое натуральное удобрение будет содержать различные гуминовые кислоты, которые необходимы для полноценного развития различных растений. А также в субстрате содержатся фульвокислоты, которые в природе встречаются крайне редко, поэтому получить такой микроэлемент из обычного перегноя и перепревшего навоза будет затруднительно.

Такой субстрат — это не только великолепное удобрение, но и своего рода фильтр, который адсорбирует из почвы вредные соединения. Поэтому применение гумуса на участке позволит вырастить экологически чистый урожай с великолепными вкусовыми характеристиками. Подобное в особенности ценится теми садоводами, которые ведут исключительно чистое экологичное сельское хозяйство без использования какой-либо химии на приусадебном участке.

Определить gumus можно будет по характерному тёмно-коричневому цвету. Определение гумуса в почве может осуществляться по запаху, такое удобрение имеет запах перепревшей листвы и земли. Впрочем, в зависимости от преобладающей земли гумус может иметь различную влажность и отдавать торфом или перегноем.

Это интересно: примером рационального природопользования является… что?

Классификация почвы

В зависимости от содержания в почве такого органического субстрата принято выделяют четыре типа грунта:

  • Малогумусные.
  • Умеренногумусные.
  • Среднегумусные.
  • Гумусные почвы.

Первый тип земли содержит гумусовый слой с не более чем 1% от такого питательного субстрата. А вот в гумусных грунтах количество такого переработанного перегноя может достигать 5%, что позволяет обеспечить великолепную урожайность выращиваемых огородных культур. Отметим, что в черноземе количество питательного субстрата достигает 15 процентов.

Использование гумуса

Состав гумуса включает различные микроэлементы и азот, поэтому такое удобрение пользуется популярностью в садоводстве, позволяя улучшать показатели урожайности на приусадебном участке. Использование таких добавок позволяет существенно улучшить структуру почвы, полностью изменяя ее химический состав.

Такая подкормка может вноситься садоводом в почву извне, так и образовываться в земле естественным образом. Повысить содержание gumus в почве можно следующими четырьмя способами:

  • На регулярной основе заделывать питательный субстрат в почву.
  • Создавать собственные запасы такого удобрения.
  • В почве создаются условия для развития микроорганизмов и червей.
  • Учитывают севооборот, правильно чередуя выращиваемые культуры на грядках.

Самостоятельно получить gumus на приусадебном участке не составит труда. Необходимо вырыть большую по размерам яму, куда складывают различные пищевые отходы, выкорчеванные сорняки, опавшую листву и отходы урожая. В скором времени тут образуется компост, который будет переработан червями и различными почвенными микроорганизмами. В последующем можно вносить переработанный субстрат в почву на грядках, существенно улучшая показатели плодородности грунта.

Непосредственно заделывание гумуса в землю не представляет сложности. Субстрат необходимо равномерно заделать в верхний слой грунта, расходуя приблизительно на квадратный метр грядки около 5 килограмм такого питательного субстрата. Отличные результаты показывает использование этого природного удобрения при выращивании плодовых деревьев и кустарников. Поэтому можем порекомендовать вам использовать gumus при посадке многолетних растений и деревьев, улучшая характеристики почвы и обеспечивая плодовые культуры необходимым им питанием.

При использовании гумуса не рекомендуется дополнительно вносить какие-либо минеральные удобрения и органику. Избыток таких питательных микро и макроэлементов отрицательно скажется на показателях плодоношения.

Гумус — это органический субстрат, содержащий большое количество азота и других полезных для растений микроэлементов. Образуется такой субстрат путем естественной переработки почвенными организмами различных растений и биологических остатков.

Какую роль играет гумус в плодородии почвы?

Что звучит как полезное для здоровья и способствует плодородию почвы? Неожиданный ответ: перегной. В то время как для многих хумус является лучшим соусом, гумус — это идеальная органическая почва.

Гумус, что буквально означает «земля», и «земля» на латыни, производится из разложившихся растений и других органических материалов [1]. Из-за высокого содержания органических соединений гумус также очень богат микроорганизмами, которые помогают растениям усваивать питательные вещества или бороться с болезнями.Это делает гумус отличным решением для плодородия почвы [2]. В природе гумус — это верхний слой темного органического вещества, который образуется в почве при разложении растений и животных.

Гумус также можно приготовить дома, смешав в основном кофейную гущу и чайные листья; Также можно использовать другие кухонные отходы, такие как заплесневелый хлеб и ядра овощей. В эту смесь также можно добавить черенки травы вместе с одним кубическим футом песка или глины. После этого перегной готов к использованию.

Ключ к здоровой почве

Гумус содержит много полезных питательных веществ и минералов для здоровой почвы, причем азот является самым важным из всех.Азот особенно важен для роста растений, потому что он в первую очередь отвечает за вегетативный рост и является строительным материалом для белка в растении. В частности, гумус состоит из примерно 60% углерода, 6% азота и меньшего количества фосфора и серы [3]. Поскольку он служит хранилищем основных питательных веществ для растений, он помогает определить уровень плодородия почвы. Но перегной также обеспечивает почву и другие важные преимущества.

Существенные преимущества гумуса

Одна из важнейших функций гумуса заключается в том, что он делает почву более пористой, улучшая ее аэрацию, инфильтрацию и дренаж.Безгумусная почва может стать чрезвычайно уплотненной и безвоздушной и образовывать очень твердые корки, которые сопротивляются проникновению воздуха, дождя или поливной воды и, следовательно, также препятствуют появлению всходов. Эта функция гумуса улучшает структуру почвы, и в сочетании со способностью гумуса удерживать важные питательные вещества, богатая гумусом почва помогает растениям легче расти.

Кроме того, биохимическая структура гумуса позволяет ему смягчать или буферировать чрезмерно кислые или щелочные почвенные условия.Это позволяет гумусу предотвращать попадание токсичных веществ в экосистему, поскольку тяжелые металлы, а также избыточные питательные вещества, которые могут нанести вред плодородию почвы, связаны со сложными органическими молекулами гумуса. Гумус также содержит от 80 до 90% влаги в своем весе и может повысить способность почвы противостоять засухе [2]. Обычно он черный или темно-коричневый, и этот темный цвет привлекает солнечный свет и помогает согревать холодные почвы весной [4].

Кроме того, перегной поддерживает рост важнейшего организма, называемого микоризными грибами.Эти грибы образуют симбиотические отношения со многими растениями и являются важным фактором пищевой сети почвы. Более того, эти грибы помогают связывать частицы почвы, формируя хорошую структуру почвы.

В целом, добавление гумуса в почву повысит плодородие почвы и улучшит рост рассады и другой растительности, а также снизит потребность в поливе до минимума и поможет растениям более устойчиво к болезням.

Ссылки

[1] https: // en.wikipedia.org/wiki/Humus
[2] http://www.doityourself.com/stry/the-importance-of-humus-soil-for-plant-fertility
[3] https: // www.britannica.com/science/humus-soil-component
[4] https://www.reference.com/food/humus-important-37a4222e2d61fe94

Была ли эта статья полезной?

Мы прилагаем все усилия, чтобы улучшить наш контент. Сообщите нам, понравилась ли вам эта статья.

Органическое вещество почвы, гумусовое вещество, гуминовые кислоты и гуматы.Терминология. Содержание в природных объектах.

Определения (терминология). Содержание в природных объектах. Химическая структура гуминовых веществ. Схема превращения гуминовых кислот в гуматы.

В почве есть органические и неорганические вещества. Наличие органического вещества в почве (OMS) является основным признаком, отличающим ее от материнской породы, а количество и природа OMS во многом определяют направление процессов почвообразования, генетические, биохимические, химические и физические свойства почв и их плодородие.

Органическое вещество в почве включает всю органическую массу, включая гумус и неразложившиеся остатки растений и животных организмов. Процесс разложения OMS состоит из двух стадий: разложения исходных органических остатков до промежуточных и конечных продуктов минерализации и синтеза сложных молекул гуминовых кислот, аминокислот и полипептидов, вызванного гумификацией. Доказано, что стадии гумификации (образования гумуса) подвержено не более 30% исходной массы органического вещества.Остальная часть полностью минерализуется до конечных продуктов (вода CO 2 и др.), Одновременно высвобождая азот, фосфор и серу, которые поглощаются растениями или (при их избытке) вымываются из почвы.

Термин «гумус» как определение конечного результата гумификации существует в науке более 200 лет. Однако еще за 100 лет до нашей эры индейцы племени Анастаси, жившие в Северной Америке на территории современных Калифорнии, Юты, Аризоны и Нью-Мексико, широко использовали какой-то «черный материал» для земледелия на песчаных почвах и в производстве гончарных изделий.Не случайно на этой территории находится крупнейшее в США месторождение Леонардитов (гуматосодержащих лигнитов) — карьер Mesa Verde.

Гумус — продукт трансформации остатков растений и живых организмов, гораздо более устойчивый к дальнейшему разложению, чем исходная биомасса.

Почему непреодолимый процесс разложения мертвого органического вещества в почве не доходит до конца (то есть до углекислого газа и воды), а останавливается на определенной стадии, когда начинают выделяться относительно простые продукты разложения — фенолы, углеводы и аминокислоты превращаются в гораздо более сложные соединения — перегной, тысячелетиями хранящийся в почве? На этот вопрос пока нет ответа.Но как бы гипотетически ни объяснялось это загадочное явление природы, для практики важен сам факт существования гумуса и его огромное влияние на процессы жизнеобеспечения растений и живого мира.

Гумусовые (или гуминовые) вещества представляют собой высокомолекулярные компоненты гумуса, которые определяют его характеристики, такие как коричнево-черный цвет, гидрофильность, молекулярная гибкость и полиэлектолитные свойства. Многие компоненты гумуса представляют собой гетерогенные, относительно крупные, стабильные органические комплексы.Гумусовые вещества — уникальные природные соединения. Они, по мнению одного из ведущих российских почвоведов Дмитрия Орлова, являются не случайным продуктом в цепочке органических остатков, а необходимым звеном в эволюции живого и неживого вещества, важнейшим фактором устойчивости жизненные процессы. Это один из основных продуктов природы, который участвует в поддержании жизни на нашей планете.

Гумусовые вещества можно разделить на три основные фракции: гумины (HM), гуминовые кислоты (HA) и фульвокислоты (FA).Это разделение является предварительным, исходя из растворимости каждой фракции в воде с поправкой на разные уровни pH.

Схема образования гумусовых веществ из ОМС представлена ​​на рисунке 1, а некоторые из основных характеристик гумусовых веществ представлены в таблице 1.

Растительные остатки. Ферментативная трансформация микроорганизмами. Модифицированные лигнины и другие фенолы. Полифенолы. Продукты разложения лигнина. Аминосоединения. Сахар.Хиноны. Гуминовые вещества. Гумины. HA. FA.

Рис.1. Схема образования гумусовых веществ

Таблица 1. Общие свойства трех основных компонентов гумуса.

(по Р. Т. Петтит)

Свойства

Гумины

Гуминовые кислоты

Фульвокислоты

Молекулярный вес

10 000 000

100 000 — 10 000

10 000 — 1 000

Обменная емкость,

Г-моль / кг

100

300–500

500–1000

Содержание углерода, г / кг

620

620-560

560-430

Содержание кислорода, г / кг

290

340–360

440-510

Содержание азота, г / кг

55

46-43

7

Содержание водорода, г / кг

55-29

67-33

50

Удобрительные свойства (реакция растений)

Медленный

Быстро

Быстро

Гумины — это фракции гумуса, не растворимые как в щелочной, так и в кислой среде.Химические и физические свойства гуминов изучены недостаточно, но известно, что гумины всех фракций гуминовых веществ наиболее устойчивы к разложению из-за высокой молекулярной массы (10 000 000 D) и относительно низкого содержания функциональных групп.

Значение органического вещества почвы

Значение органического вещества почвы

Преобразование и перемещение материалов в почве резервуары органических веществ — это динамический процесс, на который влияют климат, тип почвы, растительность и почвенные организмы.Все эти факторы действуют в рамках иерархической пространственный масштаб. Почвенные организмы ответственны за разложение и круговорот обоих макронутриенты и микроэлементы, и их активность влияет на структуру, пахота и продуктивность почвы.

В естественных влажных и субгумидных лесных экосистемах без человека нарушение, живые и неживые компоненты находятся в динамическом равновесии друг с другом (рисунок 4). Подстилка на поверхности почвы под разными слои навеса и высокое производство биомассы обычно приводят к высоким биологическим активность в почве и на поверхности почвы.Моллисон и Слэй (1991) различают следующие пять механизмов:

  • сплошной грунт покров живых растений, который вместе с архитектурой почвы способствует захват и проникновение дождевой воды и защищает почву;

  • подстилка разложения листья или остатки, обеспечивающие непрерывный источник энергии для макро- и микроорганизмы;

  • корни разных растений распределены в почве на разной глубине, что позволяет эффективно поглощать питательных веществ и активное взаимодействие с микроорганизмами;

  • основной период питательных веществ высвобождение микроорганизмами совпадает с основным периодом потребности в питательных веществах растения;

  • питательных веществ, переработанных глубоко укоренившиеся растения и почвенная макрофауна и микрофауна.

Это равновесие создает передачи почти замкнутого цикла питательные вещества между почвой и растительностью, адаптированные к таким условиям участка, приводя к почти идеальным физическим и водным условиям для роста растений, т.е. прохладный микроклимат, повышенное эвапотранспирация, хорошие условия для укоренения с хорошей пористостью и достаточной влажностью почвы. Это облегчает воду инфильтрация и предотвращает эрозию и сток. Таким образом, получается чистая вода в ручьи, исходящие из области, относительно плавное изменение потока в течение года и подпитка грунтовых вод.

РИСУНОК 4
Замкнутый цикл

В системах, управляемых человеком, биологическая активность почвы под влиянием системы землепользования, типов растений и методов управления. В главе 4 описывается влияние практики управления земельными ресурсами. Экологическая и эдафические факторы, контролирующие деятельность почвенной биоты, и, следовательно, баланс между накоплением и разложением органических веществ в почве, описаны ниже.

Температура

Несколько полевых исследований показали, что температура является ключевым фактором. фактор, контролирующий скорость разложения растительных остатков. Разложение обычно происходит быстрее в тропиках, чем в районах с умеренным климатом. Лэдд и Амато (1985) сообщил, что, несмотря на различия в растительном материале и климате узоры, разложение зернобобовых культур на участках южной Австралии следовал той же схеме, что и райграс для участков в Нигерии и Соединенное Королевство (Jenkinson and Ayanaba, 1977), хотя временные масштабы были разные.Скорость реакции удваивалась при каждом увеличении средней на 8-9 ° C. годовая температура воздуха. Относительно более высокая скорость разложения, вызванная постоянное тепло в тропиках означает, что высокие равновесные уровни органическое вещество трудно получить в тропических агроэкосистемах. Следовательно, большие годовые нормы внесения органических веществ необходимы для поддержания адекватного лабильного запасы почвенного органического вещества в окультуренных почвах. Почвы в более прохладном климате обычно содержат больше органических веществ из-за более медленной минерализации (разложения) тарифы.

Влажность почвы и вода насыщение

Уровни органических веществ в почве обычно увеличиваются как среднегодовые количество осадков увеличивается. Результатом условий повышенного уровня влажности почвы в большем производстве биомассы, что дает больше остатков и, следовательно, больше потенциальная пища для почвенной биоты.

Биологическая активность почвы требует наличия воздуха и влаги. Оптимально микробная активность проявляется в условиях, близких к «полевой емкости», т.е. эквивалентно 60-процентному заполнению порового пространства водой (Linn and Doran, 1984).

С другой стороны, периоды водонасыщения приводят к плохому аэрация. Большинство почвенных организмов нуждаются в кислороде, и, следовательно, уменьшение содержания кислорода в почва приводит к снижению скорости минерализации, поскольку эти организмы становятся бездействовать или даже умереть. Некоторые процессы трансформации становятся анаэробными, что может привести к повреждению корней растений, вызванному продуктами жизнедеятельности или благоприятным условия для болезнетворных организмов. Продолжение производства и медленное разложение может привести к очень большому содержанию органических веществ в почвах с длительным периоды водонасыщения (т.е.грамм. торфяные почвы и чайные культуры Индии).

За исключением регионов с повышенной влажностью, климат обширные территории влажных, субгумидных и полузасушливых тропиков характеризуются четкие влажные и сухие сезоны. Во влажных и сухих тропиках большое количество нитратов часто встречаются на поверхности почвы в течение первой части сезона дождей. (Гренландия, 1958; Мюллер-Харви, Джуо и Уайлд, , , 1989). Это ускорило минерализация азота, вызванная значительным увеличением микробной активности, является результат первых нескольких дождей, активирующих лабильные органические иметь значение.

Фермеры, практикующие подсечно-огневое земледелие часто выбирают раннюю посадку, чтобы воспользоваться этим приливом неорганический азот до того, как он будет потерян в результате вымывания и стока. В этих малозатратных системы, количество нитратов, присутствующих в почве в начале периода Сезон дождей тесно связан с содержанием органических веществ в почве. N доступность снижается в конце сезона дождей.

Текстура почвы

Органическое вещество почвы имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения содержания глины увеличивается.Это увеличение зависит от двух механизмов. Во-первых, связи между поверхность глинистых частиц и органического вещества замедляет процесс разложения. Во-вторых, почвы с более высоким содержанием глины увеличивают потенциал агрегатных формирование. Макроагрегаты физически защищают молекулы органических веществ от дальнейшая минерализация, вызванная атакой микробов (Rice, 2002). Например, когда глины дождевых червей и содержащиеся в них крупные частицы почвы разделяются на t

16.2A: Состав почвы — Biology LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Ключевые моменты
  2. Ключевые термины

Растения получают неорганические элементы из почвы, которая служит естественной средой для наземных растений.Почва — это внешний рыхлый слой, покрывающий поверхность Земли. Качество почвы, наряду с климатом, является основным определяющим фактором распространения и роста растений, зависит не только от химического состава почвы, но также от топографии (региональных особенностей поверхности) и присутствия живых организмов.

Почва состоит из следующих основных компонентов:

Рисунок: Компоненты почвы : Показаны четыре основных компонента почвы: неорганические минералы, органические вещества, вода и воздух.
  • неорганические минеральные вещества, примерно от 40 до 45 процентов объема почвы
  • органических веществ, около 5 процентов объема почвы
  • вода, около 25% объема почвы
  • воздух, около 25% объема почвы

Количество каждого из четырех основных компонентов почвы зависит от количества растительности, плотности почвы и воды, присутствующей в почве. В хорошей, здоровой почве достаточно воздуха, воды, минералов и органических материалов для развития и поддержания жизни растений.

Органический материал почвы, называемый гумусом, состоит из микроорганизмов (мертвых и живых), а также мертвых животных и растений, находящихся на разных стадиях разложения. Гумус улучшает структуру почвы, обеспечивая растения водой и минералами. Неорганический материал почвы состоит из горных пород, медленно распадающихся на более мелкие частицы, которые различаются по размеру. Частицы почвы диаметром от 0,1 до 2 мм представляют собой песок. Частицы почвы размером от 0,002 до 0,1 мм называются илом, и даже более мелкие частицы размером менее 0.002 мм в диаметре, называются глиняными. Некоторые почвы не имеют преобладающего размера частиц и содержат смесь песка, ила и гумуса; эти почвы называются суглинками .

Ключевые моменты

  • Химический состав почвы, рельеф и наличие живых организмов определяют качество почвы.
  • Обычно почва содержит 40-45% неорганических веществ, 5% органических веществ, 25% воды и 25% воздуха.
  • Для поддержания жизни растений требуется правильное сочетание воздуха, воды, минералов и органических материалов.
  • Гумус, органический материал почвы, состоит из микроорганизмов (мертвых и живых) и разлагающихся растений.
  • Неорганический материал почвы состоит из горной породы, которая разбита на мелкие частицы песка (от 0,1 до 2 мм), ила (от 0,002 до 0,1 мм) и глины (менее 0,002 мм).
  • Суглинок — это почва, состоящая из песка, ила и гумуса.

Ключевые термины

  • суглинок : почва без доминирующего размера частиц, содержащая смесь песка, ила и гумуса
  • гумус : большая группа природных органических соединений, обнаруженных в почве, состоящая из разлагающихся растений, мертвых и живых микроорганизмов

1.Питательные вещества для почвы и растений

Эта глава учит людей:

  1. Определите физические свойства почвы и опишите, как они влияют на пригодность почвы для выращивания растений.
  2. Опишите органические вещества и способы их использования для улучшения почвы.
  3. Объясните, как собрать образец почвы и как использовать отчет об испытании почвы.
  4. Для каждого из шести макроэлементов опишите симптомы дефицита или избытка.
  5. Определите стратегии по снижению воздействия удобрений на качество воды.
  6. Опишите разнообразие жителей почвы, их преимущества и стратегии по укреплению их здоровья.

Почва — это живая, дышащая, естественная сущность, состоящая из твердых тел, жидкостей и газов. Почва выполняет пять основных функций:

  1. Обеспечивает среду обитания для организмов
  2. Перерабатывает отходы
  3. Фильтры водяные
  4. Служит инженерным материалом
  5. Обеспечивает среду для роста растений 1

Наше внимание будет сосредоточено на пятой функции.В этой роли почва обеспечивает структурную стабильность для растений, удерживает и отводит воду и питательные вещества, необходимые для роста растений.

Идеальная почва для роста растений содержит 50% порового пространства и 50% твердых частиц, при этом поровое пространство заполнено равными частями воздуха и воды. Такое распределение происходит редко, поскольку поровое пространство зависит от текстуры почвы и управления почвой. Например, обработка почвы увеличивает поровое пространство, а плохой дренаж и уплотнение сокращают его.

Твердые вещества почвы представляют собой смесь минеральных материалов и органических веществ .Минеральные материалы обычно представляют собой выветрившуюся породу разного размера, называемую песком, илом и глиной. Органическое вещество состоит из разлагающихся остатков растений и микробов. Относительные количества порового пространства, минеральных и органических веществ сильно различаются в зависимости от типа почвы. Но для роста растений большинство почвоведов согласны с тем, что 50% порового пространства, 45% минеральных веществ и 5% органических веществ составляют идеальное соотношение (рис. 1–1a). Распределение почв и порового пространства в уплотненной и плохо дренированной почве показано на Рисунках 1–1b и 1–1c.

Даже небольшое количество органического вещества может сильно повлиять на физические, химические и биологические свойства почвы.

1 Brady, N.C. и R.R. Weil. 2004. Элементы природы и свойств почв, 2-е издание. Атланта, Джорджия: Prentice Hall
.

Рис. 1–1a.Распределение твердых частиц и порового пространства в идеальной почве.

Рисунок 1–1b. Распределение твердых частиц и порового пространства в уплотненном грунте.

Рисунок 1–1c.Распределение твердых частиц и порового пространства в плохо дренированной почве.

Большинство естественных, нетронутых почв имеют три отдельных слоя различной толщины. Слои — это верхний слой почвы, подпочва и материнский материал .Каждый слой может иметь два или более подслоя, называемых горизонтами . В совокупности горизонты составляют почвенный профиль. Преобладающий исходный материал зависит от региона Северной Каролины. В предгорьях и горах Северной Каролины материнским материалом обычно является выветренная коренная порода, известная как сапролит. В днищах рек и на террасах ручьев предгорий и гор Северной Каролины материнскими материалами являются пойменные отложения, доставленные из верховьев рек, где произошла эрозия. На прибрежной равнине Северной Каролины материнскими веществами являются морские отложения, отложившиеся в течение эонов по мере того, как океаны проходят естественные циклы наступления и отступления.На самой восточной прибрежной равнине Северной Каролины преобладающим материнским материалом является органическое вещество. Эти органические почвы обычно встречаются в районах, которые всего 50 000 лет назад находились ниже уровня моря. Это болота, где растут и процветают растения. Но эти участки слишком влажные, чтобы остатки растений (листья, ветви, корни, стволы и т. Д.) Могли эффективно разложиться.

Свойства почвы зависят от глубины почвы. Поверхность почвы или верхний слой почвы (горизонты O и A на рис. 1-2) обычно содержит меньше глины, но больше органического вещества и воздуха, чем нижние слои почвы.Верхний слой почвы обычно более плодороден, чем другие слои, и имеет наибольшую концентрацию корней растений.

Подземный слой (горизонты B и C на Рисунке 1-2), известный как подпочва, обычно имеет более высокое содержание глины и более низкое содержание органических веществ, чем верхний слой почвы.

Свойства почвы часто ограничивают глубину проникновения корней растений. Например, корни не прорастут через непроницаемый слой. Этот слой может быть скальной породой (рис. 1–3), уплотненной почвой или химическим барьером, например кислым (очень низким) pH .Высокий уровень грунтовых вод также может ограничить рост корней из-за плохой аэрации почвы. Немногие большие деревья растут на мелкой почве, потому что большие деревья не могут развить достаточно сильную корневую систему, чтобы предотвратить их опрокидывание. Мелкие почвы также более подвержены засухе, потому что они содержат меньше воды и, следовательно, высыхают быстрее, чем более глубокие почвы. Вода, теряемая в результате стока на мелководных почвах, вместо этого будет поглощена более глубокими почвами. Кроме того, глубокая почва позволяет корням исследовать больший объем, что означает, что корни могут удерживать больше воды и питательных веществ для растений.

Почвы меняются в трех измерениях. Первое измерение идет сверху вниз по профилю почвы. Два других измерения — с севера на юг и с востока на запад. Практическое значение этой трехмерной изменчивости состоит в том, что когда вы перемещаетесь по штату, округу или даже полю, почвы меняются. Это изменение объясняется пятью факторами почвообразования:

  1. Основной материал
  2. Биологическая активность
  3. Климат
  4. Топография
  5. Время

Различие даже в одном из этих факторов приведет к другому типу почвы.Почвы, сформированные из разных почвенных материалов, различаются. Почвы, сформированные из одного и того же материнского материала в разных климатических условиях, различаются. Почвы на вершине холма отличаются от почв внизу. Вершина холма теряет материал из-за естественной эрозии; нижняя часть получает материал сверху. Учитывая количество возможных комбинаций этих пяти факторов, неудивительно, что в настоящее время в Северной Каролине нанесено на карту более 450 уникальных серий почв. В мире насчитывается более 20 000 различных серий почв.Ряды почв на уровне микрорайона можно найти, набрав «Web Soil Survey» в любой поисковой системе в Интернете.

Рисунок 1–2. Почвенные горизонты.

Джон А. Келли, USDA-Служба сохранения природных ресурсов

Джон А.Келли, Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США

Распечатать изображение

Рисунок 1–3. Серия грунтов Craggey; пример неглубокой почвы.

Джон А. Келли, USDA-Служба сохранения природных ресурсов

Джон А.Келли, Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США

Распечатать изображение

Физические свойства почвы — это характеристики, которые можно увидеть, почувствовать или измерить.К ним относятся цвет, текстура, структура и водоудерживающая способность. Такие свойства обычно определяют пригодность почвы в качестве питательной среды. Некоторые физические свойства, такие как текстура, экономически нецелесообразно изменять в больших масштабах.

Плодородие почвы, которое является химическим свойством, изменить легче, чем физические свойства почвы.

Органические вещества, минералы почвы и условия дренажа — все это влияет на цвет почвы. Сам по себе цвет не является показателем качества почвы, но цвет дает подсказку об определенных условиях.Например, светлые или бледные цвета зернистого верхнего слоя почвы часто связаны с низким содержанием органических веществ, высоким содержанием песка и чрезмерным выщелачиванием. Темный цвет почвы может быть результатом плохого дренажа или высокого содержания органических веществ. Оттенки красного указывают на то, что глинистая почва хорошо аэрируется, а оттенки серого указывают на недостаточный дренаж (рис. 1–4). В хорошо дренированных почвах гор Северной Каролины и Пьемонта цвета подпочвы часто имеют оттенки красного, коричневого и желтого. В слабо дренированных почвах подпочва имеет более серый цвет. Цвет

Текстура

Текстура почвы, которая относится к пропорциям песка, ила и глины, влияет почти на все аспекты использования почвы и управления ею. Песок — самая большая частица (от 2,0 до 0,05 мм), ил намного меньше (0,05-0,002 мм), а глина — самая мелкая (менее 0,002 мм) (рис. 1–5). Чтобы сравнить размеры частиц, представьте, что песчинка размером с баскетбольный мяч. В таком масштабе частица ила была бы размером с мрамор, а частица глины была бы острым предметом.От того, насколько мелкая (глинистая) или крупная (песчаная) почва, зависят многие ее физические и химические свойства.

Большая часть способности частицы почвы вступать в реакцию с водой и питательными веществами зависит от доступной площади поверхности (Таблица 1 – 1). Когда размер отдельных частиц невелик, больше отдельных частиц умещается в данном пространстве и, таким образом, делает доступной большую площадь поверхности. Глина с ее крошечными частицами и пластинчатой ​​структурой эффективно удерживает воду и питательные вещества, в то время как песок, имеющий крупную крупнокусковую структуру, не удерживает.Частицы глины не только меньше по размеру, но и состоят из минералов, отличных от песка и ила, а структура частицы глины больше похожа на стопку бумажных тарелок, чем на песчинку (рис. 1–6).

Таблица 1 — 1. Тип частиц, количество частиц на грамм и средняя площадь поверхности на грамм.

Тип частицы Диаметр (мм) Количество частиц на грамм Удельная поверхность (см 2 / г)
Глина <0.002 90 260 853 000 8 000 000
Крупный песок 1,00–0,50 720 23
Мелкий песок 0,25-0,10 46 000 91
Средний песок 0,50–0,25 5,700 45
Ил 0.05-0.002 5 776 000 454
Очень крупный песок 2,00–1,00 90 11
Очень мелкий песок 0,10-0,05 722 000 227

Камни и гравий

Камни и гравий, которые являются крупными крупнозернистыми материалами, можно найти во многих почвах, но они не учитываются при определении текстуры почвы.Хотя некоторые камни и гравий в почве не влияют на усвоение питательных веществ растениями, они могут затруднить копание почвы. Если сад состоит в основном из камней или гравия, почва будет иметь пониженную способность удерживать воду и питательные вещества и будет непригодна для выращивания растений. В такой ситуации проще всего будет установить грядки и завозить грунт.

Добавление органических веществ — более экономически выгодная альтернатива улучшения почвы. Добавление органических веществ не изменяет структуру почвы — процентное содержание песка, ила и глины в почве, — но добавление органических веществ изменяет структуру почвы за счет увеличения порового пространства и улучшения дренажа.Садовники могут добиться успеха с любой структурой почвы, если они знают свойства и ограничения этой почвы. Относительные пропорции песка, ила и глины определяют текстурный класс почвы (рис. 1–7). Например, почва, состоящая из 12% песка, 55% глины и 33% ила, относится к классу текстуры глины. Текстура почвы — это постоянная характеристика, которую нелегко изменить в результате деятельности человека. Рассмотрим типичную минеральную почву глубиной 6 дюймов на 1 акре. Эта почва весит около 2 миллионов фунтов. Чтобы изменить содержание песка всего на 1%, потребуется добавить 20 000 фунтов (или 10 тонн) песка.Изменение содержания песка на 1% будет иметь минимальный эффект. Значительный эффект может потребовать изменения на 10%, что означает добавление 100 тонн песка.

Обычно для определения текстуры почвы используются лабораторные процедуры. Однако можно использовать процедуру, представленную на рис. 1–8, для определения класса текстуры методом « feel ». Это требует практики и калибровки, но может дать разумную оценку текстуры почвы.

Песчаные или крупнозернистые почвы (рис. 1–9)

  • Низкое содержание органических веществ и естественное плодородие.
  • Быстро проницаемый и не удерживающий влагу почвы.
  • Выщелачивание питательных веществ вызывает беспокойство, поэтому правильное внесение удобрений является обязательным. Применяйте меньшее количество питательных веществ и применяйте их чаще.
  • Низкое содержание катионита и буферная емкость .
  • Хорошо подходит для фундаментов дорог и строительных площадок.
  • Почувствуйте себя песчаным.

Суглинистые или среднетекстурированные почвы (рис. 1–10)

  • Содержит больше органических веществ.
  • Позволяют замедлить движение воды и лучше удерживать влагу и питательные вещества.
  • Обычно более плодовиты.
  • Обладают более высокой катионообменной и буферной емкостью.
  • На ощупь рассыпчатый.

Глинистые или мелкозернистые почвы (рис. 1–11)

  • Более высокая способность удерживать питательные вещества.
  • Более высокая водоудерживающая способность.
  • Мелкозернистые почвы проявляют свойства, с которыми трудно справиться или преодолеть их.
  • Часто слишком липкий в мокром состоянии и слишком твердый в сухом для выращивания.
  • Может иметь характеристики усадки и набухания, которые влияют на использование в строительстве.
  • Почувствуйте себя скользким.

Как типы почвы влияют на садоводов?

Уплотнение. Уплотнение происходит, когда к частицам почвы прикладывается давление, а воздух и вода выталкиваются из порового пространства. Крупные частицы песка кубической формы с трудом уплотняются. Частицы глины, мелкие и пластинчатые, легко выравниваются и могут уплотняться, особенно во влажном состоянии.Уплотнение препятствует движению воды, газов (воздуха) и корней. Уплотненные почвы имеют меньшую инфильтрацию, больший сток, более высокий риск эрозии и более ограниченный рост корней, чем почвы без уплотнения. Вода стекает медленно, что может увеличить вероятность заболеваний корней растений.

Эрозия. Частицы песка тяжелые, поэтому их трудно поднять и сдвинуть под действием воды или ветра. Частицы глины липкие, поэтому их трудно сдвинуть. Частицы илистого суглинка легкие и не липкие, поэтому эрозионные силы легко перемещают их.Эродированные почвы обычно труднее обрабатывать и имеют более низкую продуктивность, чем почвы без эрозии. Основными причинами эрозии почвы в Северной Каролине являются недостаточное растительное или мульчирующее покрытие, а также неправильное оборудование и методы, используемые для подготовки и обработки почвы (рис. 1–12).

Эрозию почвы можно свести к минимуму, приняв ряд профилактических мер:

  • Выбирайте растения, подходящие к почве, чтобы они хорошо прижились.
  • Ежегодно мульчируйте поверхность органическими материалами глубиной от 1 до 3 дюймов.
  • Достаточно удобряйте, чтобы способствовать энергичному, но не чрезмерному росту растений.
  • Создайте водозабор, например водный путь из травы, чтобы уловить и замедлить движение воды.
  • Выровняйте рядки по контуру земли, чтобы вода, стекающая с холма, замедлялась.
  • Используйте правильные методы обработки почвы, например, не вспахивайте слишком влажную почву и не заделывайте ее.
  • Посадите озимую покровную культуру.
  • Рассмотрите возможность установки дождевых садов для сбора наносов и стоков.

Площадь поверхности. Самая активная часть почвенной частицы — это площадь ее поверхности. На поверхности частицы происходит обмен питательными веществами. Частицы песка имеют небольшую площадь поверхности по сравнению с их массой, что означает, что они плохо удерживают питательные вещества. Частицы глины имеют большую площадь поверхности по сравнению с их массой, поэтому небольшое количество глины может добавить значительную площадь поверхности к почве, увеличивая способность удерживать питательные вещества.

Структура

Структура почвы означает группировку отдельных частиц почвы в более крупные части, называемые peds или агрегатами .Структура верхнего слоя почвы обычно зернистая и напоминает крошки шоколадного печенья (рис. 1–13). Хорошая зернистая структура обеспечивает быстрое движение воздуха и воды в почве. Плохая зернистая структура уменьшает движение воздуха и воды. Хорошая структура почвы способствует широкому развитию корней; плохая структура может ограничить рост корней. Добавление достаточного количества органического вещества и обработка почвы только тогда, когда она не слишком влажная, способствует хорошей структуре верхнего слоя почвы.

Вместимость воды

Вода попадает в почву в результате атмосферных осадков или орошения.Он выходит через дренаж из почвы, испаряясь с поверхности, и через транспирацию из листьев растений. Влагоудерживающая способность — удерживание воды, проходящей через почву, — зависит от различий в почвенном пространстве. Идеальные почвы — это половина порового пространства с равным количеством воздуха и воды, заполняющими поры. Слишком много воздуха означает, что растения увянут. Слишком много воды означает снижение жизнеспособности растений и подверженность корневой гнили, которая возникает из-за анаэробных условий.

Почвы различаются количеством крупных (макро), средних (мезо) и мелких (микро) пор.Макропоры, которые чаще встречаются в песчаных почвах, быстрее впитывают воду и быстрее дренируют, чем мезо- и микропоры. Этот быстрый сток из макропор называется «гравитационной водой», потому что более слабые силы адгезии , и сцепления , в макропорах не могут преодолеть силу тяжести. В течение 24 часов после проливного дождя гравитационная вода достигает нижних горизонтов почвы, и почва имеет полевую емкость : мезо- и микропоры все еще полны воды, потому что их силы сцепления и сцепления сильнее силы тяжести.Вода в мезопорах доступна растениям. Но когда мезопоры теряют воду по мере высыхания почвы из-за поглощения растениями и транспирации, влажность почвы достигает точки постоянного увядания. В точке постоянного увядания микропоры все еще заполнены водой, но эта вода удерживается настолько плотно, что недоступна для растений. Обратите внимание, что растения могут увядать до точки постоянного увядания, если растение пропускает воду через листья быстрее, чем может забирать воду из почвы через корни. Вот почему растения могут увядать в жаркие дни, а затем восстанавливаться после захода солнца, и почему растения могут сбалансировать поглощение с транспирацией (рис. 1–14).

Как устранить уплотнение

Уплотнение является вероятной проблемой, если в этом районе недавно были строительные работы или другой транспортный поток. Для разрыхления почвы может потребоваться глубокая обработка почвы, при которой верхние 6–2 футов почвы перемешиваются культиватором, диском или ручными инструментами. Включение органических веществ во время глубокой культивации может помочь восстановить структуру почвы за счет создания агрегатов, макропор (для дренажа) и мезопор (для воды, доступной для растений).Выкопка или обработка почвы, когда она влажная или чрезмерно сухая, могут разрушить структуру.

Будьте осторожны с быстрыми решениями, такими как начало работы с грузовиком верхнего слоя почвы. К сожалению, нет стандартов на материал, продаваемый как «верхний слой почвы». На место могут быть доставлены новые проблемы, такие как семена сорняков и болезнетворные организмы. Добавление нового верхнего слоя почвы к существующей почве также может создать проблемы дренажа, когда вода проходит через приобретенный верхний слой почвы и достигает уплотненного слоя. Вода может скапливаться и создавать неблагоприятные условия для роста корней.

Глинистые почвы, которые имеют тенденцию удерживать чрезмерное количество воды и легко уплотняются, представляют некоторые сложные проблемы. Распространенные ошибки — добавление песка или торфяного мха для улучшения дренажа. Добавление песка в глину уменьшит структуру почвы, уменьшив поровое пространство. Добавление торфяного мха увеличит высокую влагоудерживающую способность глинистой почвы. Лучший совет — добавлять меньшее количество органического вещества каждый год, минимизировать уплотнение и позволить биологии почвы естественным образом улучшить структуру с течением времени.

Городские почвы

По мере того, как движение за местные продукты питания набирает обороты, все больше людей занимаются садоводством в городских районах. Городские почвы могут содержать такие загрязнители, как свинец, остатки пестицидов или нефтепродукты. Перед садоводством и особенно перед тем, как производить какие-либо продукты питания на городской почве, важно понять историю земли и правильно определить любые возможные загрязнители. S oilFacts: Минимизация рисков загрязнения почвы в городских садах (публикация NC State Extension номер AG-439-78) предоставляет подробную информацию об уровнях риска для отдельных загрязнений почвы, методах восстановления и ресурсах для профессионалов, которые могут помочь с анализом и консультациями.

Вот несколько советов по садоводству на загрязненных почвах:

Дизайн сада:

Сажайте декоративные растения на загрязненных территориях и размещайте съедобные продукты как можно дальше от загрязнителей.

Не сажайте возле дорог или зданий.

Рассмотрите возможность использования приподнятых грядок с привозной почвой (рис. 1–15).

Управление почвами:

Повышение pH почвы может помочь замедлить поглощение некоторых загрязняющих веществ растением.

Органические вещества, такие как компост, могут связывать некоторые загрязнители в почве.

Если необходимо крупномасштабное восстановление, обратитесь к профессионалу за помощью при выемке грунта, мытье или удалении паров.

Особенности посадки:

Избегайте корнеплодов, съедобные части которых контактируют с почвой.

Побеги и листовые культуры (салат, капуста, брокколи, сельдерей, ревень) будут иметь меньший риск заражения.

Плодовые культуры (помидоры, кабачки, фасоль, перец) будут иметь наименьший риск заражения.

Гигиена сада:

Надевайте перчатки и мойте руки и одежду после работы в саду.

Не носите в доме садовую обувь.

Внимательно наблюдайте за детьми, чтобы не попала грязь.

Вымойте продукты в мягком моющем средстве, удалите первые листья листовых культур (самые близкие к земле) и очистите корнеплоды.

Рисунок 1–4.Цвет как индикатор дренажа. Почва слева — это серия Сесил, хорошо дренированная минеральная почва, типичная для предгорий Северной Каролины. Почва справа — это серия Coxville, плохо дренированная минеральная почва, обнаруженная на прибрежной равнине Северной Каролины.

Джон А. Келли, USDA-Служба сохранения природных ресурсов

Джон А.Келли, Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США

Распечатать изображение

Рисунок 1–5. Относительные размеры песка, ила и глины.

Рисунок 1–6. Изображение слева показывает крупный план частиц песка, которые кажутся зернистыми, если смотреть невооруженным глазом. Справа показана пластинчатая текстура глины, видимая только под микроскопом.

Рисунок 1–7.Пирамидальная диаграмма, показывающая типы почвы, основана на процентном содержании глины, песка и ила.

Рисунок 1–8. Метод Feel для определения текстурного класса почв.

Рисунок 1–9.Песчаные почвы малоплодородны и не удерживают почвенную влагу.

USDA, NRCS CC BY-SA — 4.0

Рисунок 1–10.Суглинистые почвы кажутся рассыпчатыми и обычно темнее, потому что содержат органические вещества.

USDA, NRCS CC BY-SA — 4.0

Рисунок 1–11.Глинистые почвы липкие во влажном состоянии и очень твердые в сухом.

Почвоведение, штат Северная Каролина CC BY — 2.0

Рисунок 1–12.Почва на этом холме подверглась эрозии из-за стока и отсутствия растительности.

Джон А. Келли, USDA-Служба сохранения природных ресурсов CC BY — 2.0

Рисунок 1–13.Примеры зернистой структуры почвы (похожей на крошки шоколадного печенья) в верхнем слое почвы.

Джон А. Келли, USDA-Служба сохранения природных ресурсов

Джон А.Келли, Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США

Распечатать изображение

Рисунок 1–14. Растения могут увядать в жаркую часть дня, но восстанавливаются после захода солнца.Растения могут уравновесить водопоглощение и потерю воды через транспирацию.

Скот Нельсон, Flickr CC BY — 2.0

Рисунок 1–15.Садоводство в городских условиях требует тщательного учета почвенных условий. Если присутствуют загрязненные или плохо дренированные почвы, могут потребоваться приподнятые грядки.

Дэвид Крамми, Flickr CC BY — 2.0

Органическое вещество состоит из остатков растений и животных и придает почве цвет от серого до очень темно-коричневого.Органическое вещество является домом для многих почвенных организмов.

Дождевые черви, насекомые, бактерии, грибки и животные используют органические вещества в качестве пищи, расщепляя их для получения энергии и необходимых питательных веществ. Гумус — это часть органического вещества, которая остается после разложения в большей степени (рис. 1–16).

При разложении органического вещества в почве выделяется углекислый газ, который замещает часть кислорода в порах почвы. Двуокись углерода растворяется водой в почве с образованием слабой кислоты.Этот раствор вступает в реакцию с минералами почвы, высвобождая питательные вещества, которые могут усваиваться растениями. Перевариваемые и разлагающиеся органические вещества также помогают наладить хорошие отношения воздуха и воды. В песчаной почве органический материал занимает часть пространства между песчинками. Это связывает их вместе и увеличивает водоудерживающую способность. В мелкозернистой или глинистой почве органический материал образует агрегаты из частиц почвы. Это позволяет воде быстрее перемещаться вокруг частиц почвы.

Количество органического вещества в почве зависит в первую очередь от количества осадков, температуры воздуха, видов растений, которые росли в почве, методов управления, температуры почвы и дренажа.Почвы, которые часто обрабатываются, обычно содержат мало органических веществ, поскольку обработка почвы уменьшает размер частиц остатков и увеличивает количество воздуха в почве, увеличивая скорость разложения органических веществ. Плохо дренированные почвы, как правило, имеют высокий процент органического вещества, потому что низкий уровень кислорода ограничивает разложение организмов. Чтобы накапливать органические вещества в садовой почве, обрабатывать компост при создании сада, но не обрабатывайте его в последующие годы. Вместо этого ежегодно наносите на поверхность почвы тонкие слои (от 1 до 3 дюймов) органической мульчи или компоста (рис. 1-17).Этот материал разрушится, и уровень органических веществ в почве будет постепенно увеличиваться.

Улучшение почвы

Хорошая аэрация и дренаж, а также способность удерживать достаточное количество влаги и питательных веществ — ключевые компоненты идеальной почвенной среды. Несмотря на то, что рецептов создания этой идеальной среды нет в кулинарной книге, вот некоторые из наиболее важных стратегий улучшения качества почвы:

  • Сведите к минимуму уплотнение почвы (не ходите по грядкам и не обрабатывайте влажную почву) (Рисунок 1–18).
  • Уменьшает проблемы с дренажем.
  • Уменьшает эрозию.
  • Посадите покровную культуру (Рисунок 1–19).
  • Включая органические вещества.
  • Нанесите на поверхность почвы слой органической мульчи толщиной от 1 до 3 дюймов.

Органические добавки могут улучшать почвы, страдающие от сильного уплотнения, плохого дренажа и эрозии. Такие материалы, как компост, навоз и сосновая кора, более эффективны и экономичны, чем вермикулит, торфяной мох, песок, верхний слой почвы или перлит.В таблице 1-2 приведены количества добавляемого в почву органического материала на 100 квадратных футов. При работе на небольших площадях общее практическое правило заключается в том, чтобы заделать в почву слой органического материала толщиной от 3 до 6 дюймов. Прежде чем растения смогут использовать питательные вещества, необходимо разложить органические вещества. Скорость разложения органического вещества почвенными организмами зависит от влажности, температуры, размера частиц, отношения углерода к азоту и наличия азота. Для быстрого разложения необходим правильный баланс углерода и азота, а также высокие температуры и достаточная влажность.При использовании соломы, листьев или опилок (с высоким содержанием углерода) добавляйте азотные удобрения, пока материал разлагается. Почвенные микробы используют азот во время разложения и могут лишать растения, что приводит к замедлению или задержке роста растений. Добавление органических веществ за несколько месяцев до посадки сада дает материалу время на разложение и содержит доступные для растений питательные вещества для хорошего роста растений.

Таблица 1–2. Органические материалы и нормы их применения.

Органический материал Сумма, добавляемая на 100 квадратных футов
Компост 10–20 кубических футов
Кукурузные початки 50 фунтов (2 бушеля)
Сено 60 фунтов (1 тюк)
Листья 75 фунтов (3–4 бушеля)
Опилки 50 фунтов (2 бушелей)
Солома 60 фунтов (1 тюк)
Щепа 50 фунтов (2 бушелей)

Включение изменений в почву

Кондиционирование почвы требует увеличения содержания органических веществ до 25% по объему.Добавление минимум 2 дюймов материала в верхние 6 дюймов почвы создаст приблизительно 8 дюймов измененной почвы. Эти дополнения поднимают грядку, улучшая дренаж и делая растения более заметными. Добавление более 50% органических веществ может отрицательно повлиять на рост растений. Будьте осторожны при использовании органического материала, убедитесь, что он полностью компостирован, а не просто выдержан. Микробы, привлеченные частично разложившимися материалами, будут конкурировать с растениями за питательные вещества, особенно азот и серу, что приведет к дефициту питательных веществ и плохому росту растений.

Лучшими добавками органического вещества для глинистых почв являются сосновая кора (менее 1 ⁄ 2 дюймов в диаметре) и компостированная листовая плесень. Следующие поправки не рекомендуются, поскольку они недостаточно улучшают физические свойства глинистой почвы: торфяной мох, песок, кора твердых пород, древесная щепа и сосновая солома.

Для песчаных почв добавление органических веществ, таких как сосновая кора или компост, улучшит удержание воды.

Рисунок 1–16.Гумус — это органическое вещество, остающееся после разложения.

Guitarclass, Flickr CC BY-NC-SA — 4.0

Рисунок 1–17.Мульчирование слоем органического материала толщиной 1–3 дюйма поможет наладить хорошие воздушно-водные отношения в почве, а также добавит питательные вещества для усвоения растениями.

Кэтлин Мур CC BY — 2.0

Рисунок 1–18.Во избежание уплотнения в огороде была уложена решетка из переработанного пластика, по которой можно ходить.

Сэм Сондерс, Flickr CC BY-SA — 4.0

.