Гумус, способы его образования и накопления

Я раньше не задумывался над этим понятием. Что здесь непонятного. Берёшь плохую землю, привозишь машину торфа, и она сразу чёрная. Как чернозём. Но много ли в ней гумуса?

Далее, каждый год вносишь по ведру навоза на метр грядки, через 2-3 года земля тёмная на штык лопаты. Но непонятно, что в ней прибавилось, гумус или перегной? Это ведь разные понятия.

Имеешь компостные кучи, с 1-2-3 летней выдержкой, вносишь чёрный рыхлый компост под корень. Что ты вносишь? Гумус ли? В чём разница между компостами выдержки 1 или 3 года?

Мульчируешь землю скошенной травой, почва быстро чернеет, прекращаешь вносить траву, и почва превращается в серый песок.

Мульчируешь листьями, соломой, опилками, они тоже перегнивают, любая земля от них и песок и глина меняют цвет и структуру, последействие длится дольше, чем от травы. Что есть в опилках такого, чего мало в траве? Одинаковый ли гумус образуется на песчаных почвах, на глинистых или подзолистых?

Почему гумус образуется разный в разном климате? Всегда ли «черноту земли» определяет гумус?

Я ищу и нахожу ответы на эти вопросы.

Некоторые мои оппоненты огородники говорят: неважно, почему чернеет земля, важно, что наш личный опыт показывает, в любом из приведённых выше примеров, внесение органики повышает урожай и делает бедную землю более плодородной. Но всегда ли это происходит?

На днях прочитал статью. Новая статья. Догадайтесь по цитате, кто её написал?

«&hellip- Суть всех направлений в природном процессе: в возврате органики. Интенсивная агротехника невозможна без интенсивного почвообразования. Кажется, вопрос, как себя называть, давно снят. Мы – природники. Используем природные процессы и приёмы природы. Но два последних года вновь заставили меня думать: насколько буквально это нужно понимать? А главное, стоит ли превращать это в критерий правоты? Если устройство или вещество решает эти проблемы, не вредя почве и биоценозу, нам придётся объявить его разумным и полезным. Мир идёт к какому-то приемлемому компромиссу, точнее, к союзу интенсива и природности на новом уровне техники. И наше направление исключением не будет. Взять всё лучшее отовсюду, продуктивно соединить законы природы, науку и умные технологичные устройства - мне кажется, это даже не задача, а простая неизбежность".

Многие ответы на вопрос, как применить свои знания о природе гумуса в своем саду я нашёл только в последние годы. Попробую донести эти ответы до простых садоводов, понимая, что это не просто.

Итак, как я возвращаю почве органику.

Раньше я смотрел на это примитивно, раз органика содержит NPK и другие соли, она просто более естественным, «природным» образом накормит мои растения.

Во-первых, через пищевые цепочки почвенных организмов, которые дадут и нужные минералы, нужные витамины, гормоны.

Во-вторых, в органике, в отличие от минеральных удобрений, концентрация солей в разы меньше, и она не убьёт корни и микроорганизмы.

Сейчас я помимо этой функции, (питание растений) выделяю не менее важную функцию – ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ.

Пройдя все пищевые цепочки, органика оставит в почве гумус. Гумус соединится с минералами почвы (как пример, в карбонатных почвах с кальцием, в глинистых – с солями алюминия и железа) и сформирует десяток видов и сотню подвидов почв, пригодных для жизни тех или иных растений.

Есть и третья функция, которая для меня теперь важна, и которую я обозначил в десятке последних статей – это экологическая функция органики.

Органику я должен вносить ту и таким образом, чтобы не только накормить культурные растения сегодня, но и думать о дне завтрашнем. А так как без микроорганизмов почвообразование не происходит, то, чтобы почвообразование шло хорошо, микроорганизмы на моих грядках должны сложиться в новую экосистему, более высокого порядка, чем была раньше (на песке одну, на глине другую, на влажных участках третью, на засушливых – четвертую, на холодных пятую и т.д.).

Но все они должны объединиться в самодостаточную саморазвивающуюся систему, оптимальную для моей конкретной почвы и (или) для предпочитаемых мной капризных культур.

Таких подфункций можно выделять ещё много (заботиться, стимулировать ризосферу, полезные грибы симбионты, почвенную фауну и т.д.), но мы не институт, нам хотя бы в трёх соснах не заблудится. Тем более, не всегда мы имеем разную, нужную нашей почве органику, а имеем часто, что бог послал. Или вообще ничего не имеем.

Я предлагаю качество и метод внесения органики для этих трёх разных функций разделить.

А) чтобы накопить в почве долгоиграющий гумус надо регулярно мульчировать её дроблёными тонкими веточками из лиственных деревьев, (или дроблёнкой из сухих сорняков типа топинамбура, борщевика, подсолнечника). Азота в них мало, растения они не накормят, а вот базидиомицеты накормят, и они переработают лигнин, которого в веточках много в гумус. «Чернозём» из веточек получится отличный и много.

Б) зелёная трава, свежий навоз содержит много азотистых солей (точнее белка и аминокислот) и много простых сахаров.

Когда мы делаем настой из травы в бочке, можно с аэрацией, можно без, можно с эмками, можно с компостом и поливаем настоем почву, в любом случае, мы не полезную микрофлору вносим, а вносим сахара и белки. Такими легко и быстро усваиваемыми элементами питания, через очень короткие пищевые цепочки, кормим растения.

Если навоз и зелёнку компостировать (только правильно, на 30 частей углерода 1 часть азота), то полученный перегной будет содержать мало гумуса, и много NPK – великолепного по биодоступности. Поэтому компост – это, прежде всего питание для корней растений.

Конечно, в процессе компостирования мы энергию углерода теряем, но рост и урожай растений увеличиваем. О почвообразовании и экосистеме в этот момент мы не думаем.

В) Чтобы создать почвенную экосистему более высокого порядка, которая защитит наши растения, компенсирует, сгладит вред от «химии, используемой человеком», просто вносить любую органику, надеясь на её «природнические магические свойства», на мой взгляд, неразумно.

Для этих целей я изучаю «феномен мусорной кучи». Делаю очень качественный, выдержанный компост с максимальным разнообразием бактерий грибов и простейших. Без разницы, как вы будете использовать такой компост, внесёте на грядки, под корень своим питомцам, или сделаете из него АКЧ, которым регулярно будете опрыскивать почву и листья. Эффект по улучшению экологии сада и почвы вы заметите быстро, болезни уменьшатся, развитие растений улучшится.

Прервёмся на минутку от практики, займёмся теорией.

Что пишется о гумусе в википедии (российский вариант):

Видео: Гумус

«&hellip- Гумус (лат. humus «земля, почва») – основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям. Гумус составляет 85-90 % органического вещества почвы и является важным критерием при оценке её плодородности.

Гумус составляют специфические органические соединения, продукты их взаимодействия, а также органические соединения, находящиеся в форме органоминеральных образований.

Гумус является продуктом жизнедеятельности почвенных организмов, прежде всего дождевых червей &hellip-»

Как то мне не приглянулись эти фразы, переписанные из советских учебников по почвоведению.

Заглянем в западную википедию (англоязычный вариант):

«&hellip- В почвоведении, гумус относится к любому органическому веществу, которое достигло точки стабильности, когда оно не будет изменяться далее, и может, если условия не меняются, оставаться стабильным на протяжении веков, если не тысячелетий. Гумус существенно влияет на текстуру почвы и способствует сохранению влаги и питательных веществ.

Видео: Как из мульчи сделать гумус

&hellip- Растительные остатки (в том числе те, которые пропускают через свой кишечник животные, (фекалии) содержат органические соединения: сахара, крахмалы, белки, углеводы, лигнин, воски, смолы и органические кислоты.

Процесс распада органического вещества в почве начинается с разложения сахаров и крахмалов из углеводов, которые в первую очередь перерабатываются микроорганизмами сапрофитами, а остальные целлюлоза и лигнин перерабатываются медленнее.

Простые белки, органические кислоты, крахмал и сахара, быстро распадаются, в то время как сырые белки, жиры, воски и смолы остаются относительно неизменными в течение более длительных периодов времени.

Лигнин, который перерабатывается базидиомицетами, является одним из основных предшественников гумуса, вместе с побочными продуктами микробного и животного происхождения.

&hellip- Компост, который легко способен к дальнейшему разложению иногда называют эффективным или активным гумусом, однако учёные считают, что, если компост не является стабильным, его нельзя назвать гумусом вообще.

Этот вид компоста, богатого растительными остатками и фульвокислотами, является отличным источником питательных веществ для растений, но даёт мало пользы в отношении долгосрочной структуры почвы.

Стабильный (или пассивный) гумус состоит из гуминовых кислот и гуминов, которые плохо растворимы в воде, потому что тесно связаны с глинистыми частицами и гидроксидами кальция, поэтому он значительно более устойчив к дальнейшему разложению микроорганизмами. Таким образом, стабильный гумус добавляет очень мало легкодоступных питательных веществ в почву, но играет существенную роль в обеспечении физической структуры почвы».

Естественно, я заглянул и во французскую википедию, в ней понятие гумус рассмотрено шире и глубже.

Дополнительно выяснил для себя от французов, что «&hellip- На самом деле, латинское слово гумус, как, впрочем, слово гомо "человек" происходит от индоевропейского корня ghyom – что означало землю (см. Дж. Picoche 1994, с. 287).

&hellip- Формирование гумуса или гумификация может происходить путём простого окисления мёртвого материала в отсутствие живых организмов, но этот процесс значительно ускоряется, когда живые организмы перерабатывают органическое вещество или выделяют ферменты, которые преобразуют органику.

Видео: How to make money on the Internet schoolboy 5 surest ways Basic mistakes when working online school

Сырьём для образования гумуса обычно являются растительные остатки, в которые добавляются компоненты животного происхождения, процесс чаще происходит на поверхности почвы, или когда почва поднимаются на поверхность из глубины роющими животными (кроты, дождевые черви).

Этот материал подвергается более или менее быстрым изменениям (в условиях температуры, влажности, кислотности или присутствии ингибиторов, таких как некоторые тяжёлые металлы), ведущие к его трансформации в сложные органические соединения.

В зависимости от размеров молекул, получающиеся нерастворимые соединения (гумины) или коллоиды (гуминовых кислот и фульвокислот) могут проникать в почву. Присутствие большого количества катионов металла в почве, таких как железо, алюминий или кальций, воздействует на гуминовые и фульвокислоты и предотвращает их миграцию. В присутствии небольших количеств катионов металла, миграция гуминовых малых молекул (фульвокислот) вызывает вымывание их, образуя то, что называется подзолы.

Деятельность роющих фауны способствует быстрому контакту гуминовых соединений и неорганического материала, тем самым предотвращая их вымывание и потерю для экосистем или агроэкосистем.

Органическое вещество перерабатывается в перегной и гумус постепенно и состоит из:

• фрагментов растений (листьев, хвои, стебли, корни дерева, коры, семян, пыльцы) разной степени разложения-

• из экссудата корней, экссудата растений (прополис, нектар)-

• из фекалий и экскрементов (слизь дождевых червей и других животных и организмов микробов почвы)-

• трупов животных и других микроорганизмов, грибков и бактерий.

Все эти элементы постоянно переваривается, перемешиваются (биотурбация) и мобилизуются сообществами организмов под названием мусорщики, сапрофаги.

Ключом к качеству гумуса является соотношение C/N в почве. Потому что углерод и азот не может быть переработана с одинаковой скоростью, отношение C/N (10 или менее) указывает на хорошую биологическую активность в почве, в то время как высокое отношение C/N (20 или более) указывает на замедление активности.

Запах и внешний вид, а также исследование под микроскопом составных частей предоставляет информацию о качестве гумуса, зачастую большую, чем химический анализ &hellip-»

Эти примеры показывают, что среди учёных разных стран, глубина понимания процессов в почве разная, поэтому меня умиляет, попытки простых садоводов «изобрести» свою теорию гумусообразования.

Всем советую прочитать две российские монографии: Брук М. С. «Подвалы биосферы» 1987 г. и Пономарёва В. «Гумус и почвообразование» 1980 г.

В книге В. Пономарёвой мне понравились мысли о том, что животные передвигаются по земле в поисках пищи свободно, для их жизни гумусообразование несущественно.

Растения своими корнями привязаны к земле, поэтому эволюционно, совместно с почвенными микроорганизмами, они выработали целесообразное приспособление к добыванию минерального питания – процесс гумусообразования. В более широком смысле – почвообразования.

Элементы минерального питания растений прочно зажаты в кристалических решетках минералов, поэтому корни растения производят прижизненные выделения, в функции которых входят не только выделять ферменты для разрушения минералов и органических веществ, но и гумусообразование.

Из книги М. Брука стоит привести цитату.

«&hellip- Почвоведу М. М. Кононовой удалось проследить, как корни люцерны превращаются в гумус.

Первым из них исчезает крахмал. Это произошло на 15-й день опытов. Целлюлоза за то же время сократилась в них пропорционально общей массе, а лигнин упорно сопротивлялся.

Совсем иначе вели себя иглы сосны. Ведь они на одну четверть состоят из смол, способность которых противостоять тлену была хорошо известна ещё в древности. Параллельно этому эксперименту Кононова вела наблюдения за корнями и листьями других растений. После каждого срока она заключала кусочек разложенного материала в шлиф и тщательно изучала его под микроскопом. Так удалось увидеть целую цепочку превращений.

Первый блок казался совершенно нетронутым гниением. Но при более тщательном анализе обнаруживалось исчезновение живых тканей, сердцевины растений. Они как бы выпадали из оболочки и растворялись без остатка. В следующем блоке картина изменилась. Сосуды, по которым в растениях циркулировала вода, оказались забитыми массой бактерий.

В следующем срезе можно было наблюдать самый начальный момент образования гумусовых веществ. В каналах листа, где в прошлом блоке скапливались микроорганизмы, образовалось бурое вещество.

Одна из самых последних стадий разложения была представлена листом орешника. От него сохранился лишь черешок. При увеличении в 300 раз можно было разглядеть, что первый, примитивный перегной уже сформировался, а лигнин в оставшихся растительных тканях с трудом поддавался разложению [Кононова, 1951]".

Я прочитал много литературы о роли лигнина в гумусообразовании.

Лигнин появился в растениях в процессе эволюции не сразу, а только тогда, когда в них появились сосуды.

В отличие от целлюлозы, которая состоит из линейных цепочек сахаров, лигнин состоит из молекул с трехмерной закольцованной структурой.

Растения (бактерии) своими ферментами легко разрушает целлюлозу и черпают из нее энергию, для разрушения же лигнина ферментов и энергии надо затратить больше, а так как в лигнине практически нет азота и других дефицитных элементов, то ради одной энергии углерода растение с ним не связывается. Это для него балласт. Древние растения его просто выбрасывали, (как какашки).

Сосудистые растения приспособились утилизировать лигнин, с помощью лигнина укреплять стенку проводящих сосудов. А так только в опаде сосудистых растений появилось много лигнина, появились базидиомицеты, которые его переводят в гумус.

В почве гумус включился в дальнейшие цепочки почвообразования и сыграл ведущую роль для «строительства домов и городов» для почвенной биоты, определяя структуру почвы, и её способность делать доступными для корней дефицитные минералы почвы.

Держали ли вы в раках вещество, на 90% и более содержащее чистый лигнин?

Льняное волокно, а ещё лучше волокна джута, которым утепляют дома. Поэтому оно такое прочное, и не поддается гниению в мокрой среде (в отличие от туалетной бумаги из целлюлозы), так как состоит из одного лигнина (очищенных от целлюлозы сосудистых пучков).

А можно ли лигнин купить в аптеке? Да он продаётся, как адсорбент под названием полифепан. Это чистейший медицинский лигнин. По сути – идеальный вариант гумуса, очищенного от всех примесей. Когда я назначаю полифепан ребенку с пищевым отравлением, я понимаю, что каждый грамм лигнина из полифепана адсорбирует в себя миллиарды вредных микроорганизмов и вирусов и выведет их с испражнениями.

В одной из своих статей год назад я писал, как из торфа самому сделать растворимые гумматы. Надо в скороварку положить торф, таблетку гидроперита, и немного мочевины. Продержать несколько часов при давлении выше атмосферного и температуре выше 100 градусов. На выходе будет оксидат торфа, он продаётся в садовых магазинах, и является, пожалуй, самым активным стимулятором почвообразовательных процессов.

Я писал не раз, что я предпочитаю для этих целей Агровит Кор. Более сильного стимулятора почвообразования я не встречал.

Вначале статьи я привел цитату из интересной статьи, продолжу из неё цитирование.

«&hellip- Пермакультура – это разумное использование растений, животных, ландшафта и УСТРОЙСТВ&hellip- Путь наш, братцы, именно туда. Приведу самые первые примеры:

КАПЕЛЬНЫЙ ПОЛИВ

ПЛЁНКИ И ПОЛИКАРБОНАТЫ

ОПТИМИЗИРУЮЩИЕ ФИТОЗАЩИТНЫЕ СЕТКИ

СУПЕРСОРБЕНТЫ

ФИТОПРОТЕКТОРЫ И ПОЧВОУЛУЧШАТЕЛИ

Линейка биостимуляторов: мегафол, радифарм,бенефит, кендал.

Природно или нет?

А вот совсем простой фокус, подсказанный Г. Ф. Распоповым: полейте почву сброженным раствором патоки с добавкой молотого комбикорма. (Лучше добавить рыбную эмульсию. Г.Ф.) Попрёт такая пищевая цепочка микробов, что докатится и до ризосферы, и до лигнина с клетчаткой, и до почвенных минералов. Растения обрадуются на глазах, и почве только в плюс. Одно плохо: не природно. Нарушили естественный процесс гумификации, вздыбили чью-то численность, уменьшили корневые выделения&hellip- Ну прямо, что твоя минералка!

И ведь что интересно: если яблоки опавшие сгнили – это природно. А если мы «квасом» полили – не природно. Гормон в листе выработался – природно. А сверху немного дали – не природно. Ну, если так, то самое неприродное, самое противоестественное на этой планете – наше жгучее желание кушать самые увесистые и самые сладкие плоды, ради утоления коего мы тут и кучкуемся под девизом природности. Давайте грызть одни дички – вот это будет совершенно природно! Но это без меня&hellip-.»

Это написал недавно уважаемый мной писатель, который называет себя природником, и взгляды которого я разделяю.

Так, что надо нам всем братцам-садоводам обсуждать устройства, технологии, которые дают результат, а не спорить, природны они или нет.

Так, что надо нам всем, братцам-садоводам, обсуждать устройства, технологии, которые дают результат, а не спорить, природны они или нет.

Геннадий Распопов, г. Боровичи

Другие статьи Геннадия Фёдоровича смотрите на Распопов Геннадий Фёдорович, садовод-испытатель из Новгородской области, публикации

Другие статьи по органическому земледелию смотрите в разделе Содержание почвы в саду, новое в агротехнике, органическое земледелие