Роль органического вещества в плодородии

Роль органического вещества в повышении плодородия дерново-подзолистых почв

Под выражением органическое вещество понимают две большие группы соединений. Первую из них составляют отмершие части живых организмов, еще не утратившие своего анатомического строения: корни и стебли растений, надземный опад, остатки неразложившихся органическим удобрений, микроорганизмов и животных. Вторую - собственно гумусовые соединения, т.е. высокодисперсные органические вещества, которые в почве в основном связаны с минеральными компонентами в разные комплексы. Термин "органическое вещество" включает в себя первую и вторую группу соединений вместе. На долю собственно гумусовых соединений в составе органического вещества почвы приходится 85-90%.

плодородие почвы

В гумусе и других органических веществах почвы аккумулируется фотосинтетическими и другими путями связанная энергия солнца. За счет этой энергии происходят биохимические и химические реакции в почве, составляющие сущность почвообразования и обеспечивающие биологический круговорот веществ.

Гумус - это не только показатель плодородия почвы, но и главное условие интенсификации земледелия, противоэрозионной и противодефляционной устойчивости почв.

Влияние органического гумуса на отдельные свойства почвы

Органическое вещество - источник питания растений

Основное количество необходимых для растений элементов питания поступает в почву с органическими и минеральными удобрениями, при этом примерно половина азота и до 70% фосфора от ежегодно вносимых в почву остаются неиспользованными в процессе питания растений.

Эти элементы могут поступать в активный баланс почвы или отчуждаться и уходить из сферы биологического круговорота веществ, оказывая негативное влияние на экологическую среду, что зависит от емкости поглощения почв, особенно легкого гранулометрического состава. Исследованиями установлена тесная связь между емкостью поглощения почв и наличием в них гумуса.

Емкость поглощения катионов в гумусовом горизонте на 70-75% обусловлена органическим  веществом, а остальная часть приходится на минеральную основу ППК. Изменение содержания гумуса на 0,1% вызывает смещение емкости поглощения до 1,3 мг-экв. на 100 г на суглинистых почвах и до 0,4 - на супесчаных и песчаных. Как видно, концентрация энергии в составе гумуса усиливает и активизирует энергетику почвообразования, что сопровождается вовлечением в активный круговорот вещества минеральных соединений, аккумулируемых в гумусовых горизонтах.

Значение органического вещества почвы в обеспечении сельскохозяйственных культур элементами питания в настоящее время не только не снижается, а наоборот, возрастает. При увеличении норм вносимых минеральных удобрений качество растениеводческой продукции ухудшается, поэтому растения должны снабжаться питательными веществами за счет почвенных запасов, которые связаны, прежде всего, с органическим веществом, наиболее ценная часть которого - гумус считается основным поставщиком азота, фосфора, серы и ряда других микроэлементов.

Влияние органического вещества на биологическую активность почвы

В дерново-подзолистых почвах, содержащих достаточно высокое количество органического вещества, общая численность живых организмов достигает нескольких миллиардов на гектар. Доминирующее значение принадлежит растительным микроорганизмам - бактериям, грибам, водорослям, актиномицетам. Животные организмы представлены простейшими особями, наподобие жгутиковых, корненожек, инфузорий.

Почвенные организмы разрушают отмершие остатки растений и животных, вносимые в почву удобрения, гумусовые вещества почвы. Часть продуктов разложения усваивается растениями и самими микроорганизмами, а часть переходит в форму гумусовых соединений в результате протекания процесса гумификации. Свободноживущие и клубеньковые азотфиксирующие бактерии усваивают азот атмосферы, пополняя запасы его в почве. Для активного развития почвенной биоты им необходима энергия и питательные вещества, а главным источником их служит органическое  вещество почвы.

Вся многообразная деятельность почвенной биоты именуется показателем "биологическая активность почвы". Считается, что выделение СО2 может служить показателем итоговой активности почвенной биоты в данный момент и характеризует ее эффективное плодородие, тогда как общее количество микроорганизмов в большей мере определяет потенциальные возможности почвы.

Содержание СО2 в почвенном воздухе может достигать 1%. Газообмен между почвой и атмосферой (дыхание почвы) зависит от продуцирования углекислоты почвой, диффузии её из почвы в атмосферу, физико-химических свойств почвы и метеорологических условия.

Исследователями было установлено, что на дерново-подзолистых почвах Московской области больше всего СО2 поступает из почвы, занятой разнотравьем и многолетними травами, ввиду создаваемой ими большой массы корней. При внесении в суглинистую пахотную почву навоза интенсивность дыхания повышалась на 70%.

На дерново-подзолистых почвах Смоленской области установлена четкая зависимость между наличием в почве органического вещества и поступлением из нее СО2. В опытах на дерново-подзолистой супесчаной почве выделение СО2 на фоне минеральных удобрений составляло 2,6-3,0 кг/га в час. При внесении навоза и торфо-минерального компоста общая биогенная активность возросла, и продуцирование почвой СО2 достигло 9 кг/га в час. Еще больше усилилось дыхание почвы не второй год внесения органических удобрений.

Выделение углекислоты почвой имеет сезонную динамику, заметно снижаясь к концу вегетационного периода - августу, что связано с уменьшением количества водорастворимого гумуса, являющегося источником энергии растений. Для того чтобы почва постоянно выделяла углекислоту, следует систематически вносить в нее свежие органические материалы, которые способны пополнять лабильную часть органических соединений.

К настоящему времени накоплен значительный материал о влиянии окультуренности почв на протекающие в них биологические процессы. Установлена тесная зависимость между биогенностью почвы и ее плодородием. Обычно с повышением степени окультуренности дерново-подзолистых почв усиливается темп всех биологических процессов. Для формирования урожая важно, чтобы на высоком уровне находилось эффективное плодородие, которое зависит не от общих запасов питательных веществ, а от интенсивности их круговорота, связанной с микробиологической деятельностью в почве. Чем выше биологическая активность почвы, тем интенсивней происходит минерализация органических веществ, тем больше в ней становится доступных для растений элементов питания, что положительно сказывается на росте урожая.

Органические удобрения предпочтительнее вносить осенью, а не весной. В этом случае развивающиеся сразу после внесения удобрений микроорганизмы к весне отомрут, а закрепленные в их плазме питательные вещества освобождаются и становятся доступными для растений.

Изменение физико-химических свойств почвы под влиянием органического  вещества.

Высокоплодородная почва должна обладать хорошо выраженными как агрофизическими, так и агрохимическими свойствами. К первым относится структура, плотность, порозность, липкость, твердость.

Среди всех почвенных свойств особое значение для дерново-подзолистых почв имеет хорошо выраженная структура. Структурная почва, по сравнению с бесструктурной, меньше заплывает коркой после дождя, в ней поддерживается лучше водный, воздушный и тепловой режимы, усиливается развитие биологических процессов. В таких почвах создается наиболее полная обеспеченность растений элементами питания, они оказывают меньшее сопротивление при обработке.

Агрономически ценная структура зависит от процессов коагуляции, происходящих при участии компонентов органического вещества, главным образом гуминовых кислот и катионов кальция и железа.

Образование водопрочной структуры зависит от трех факторов: гумусовых веществ, минералов и поглощенных катионов. Гумусовые вещества, адсорбируясь на поверхности минералов, служат связующим звеном между микроагрегатами, образуя макроагрегаты. Минералы выполняют функцию среды, на которой закрепляются гумусовые вещества. Поглощенные катионы являются связующим звеном между гумусовыми веществами и минералами.

Образование водопрочной структуры происходит лишь при известном соотношении минеральных и органических коллоидов, которое лучше всего складывается в суглинистых почвах, тогда как в глинистых имеет место избыток минеральных коллоидов, а в супесчаных и песчаных - недостаток минерального цементирующего вещества. Из органических коллоидов в создании агрономически ценной структуры гуминовым кислотам принадлежит основная роль. В дерново-подзолистых почвах связывание почвенных частиц в агрегаты происходит с помощью гидратов железа и алюминия.

В образовании структуры почвы участвуют твердая, жидкая и газообразная фазы, а также живое население почвы. Процесс структурообразования протекает под действием коагуляции коллоидов, склеивание механических частиц коллоидными пленками, слипания их элементов за счет проявления сил Ван-дер-Ваальса, остаточных валентностей и водородных связей при непосредственном участии свежеобразованных гумусовых кислот.

Органическое вещество оказывает положительное влияние на химические свойства дерново-подзолистых почв, при увеличении его содержания происходит снижение обменной и гидролитической кислотностей. Возрастает насыщенность основаниями.

Все свойства почвы, которые, в конечном счете, определяют урожай сельскохозяйственных структур, зависят от состава почвенно-поглощающего комплекса. Коренным образом можно улучшить неблагоприятный состав обменных катионов и увеличить емкость поглощения почвы подзолистого типа при их интенсивном окультуривании.

Величина емкости поглощения в дерново-подзолистых почвах легкого и среднего гранулометрического состава зависит в основном от содержания в них органического вещества. Емкость поглощения катионов в гумусовом горизонте на 70-75% определяется органическим веществом, а остальная часть приходится на минеральную основу почвенно-поглощающего комплекса.

 Отсюда вытекает необходимость постоянно пополнять запасы органического вещества в почве, так как с этим связана емкость поглощения. Чрезвычайно актуален этот тезис при недостаточной гумусированности, так как даже внесение весьма высоких доз минеральных удобрений не обеспечивает получение расчетной урожайности, поскольку значительная часть элементов питания не закрепляется почвой, а мигрирует с током промывных вод в низлежащие слои, тем самым загрязняя окружающую среду.

Органическое удобрение "АгроПрирост" разработано НИИ с/х использования мелиорированных земель с учетом всего комплекса влияния органических веществ на плодородие земли.