Главные группы органических веществ в почве

Фракционно-групповой состав гумуса позволяет характеризовать особенности тех или иных почв, но прямо не позволяет идентифицировать агрономическую ценность различных компонентов гумуса.

В этой связи органические соединения разделяют

на две большие группы:

Лабильные вещества -

служат источником элементов питания, энергии и углерода для построения биомассы растения. Их содержание в почве легко регулировать за счет внесения органических материалов (удобрений).

Консервативные вещества

- характеризуют типовые признаки почв, формируются в течение длительного времени и сохраняются в вековых циклах. Они в малой степени участвуют в питании растений, но создают благоприятную среду.

Роль органического вещества в плодородии почвы

1. Является источником элементов питания для растений (90-99% запаса N, 80% серы, 60% Р2О5 и т.д.). Т.е. Выполняет аккумулятивную функцию. Возраст ГВ может достигать сотен и даже тысяч лет.

2. Гуминовые кислоты и их соли в очень малых концентрациях оказывают стимулирующие действие на растения, повышают продуктивность КРС, птицы. Некоторые препараты гуминовых веществ сдерживают развитие злокачественных опухолей, повышают устойчивость организма к воспалительным процессам.

3. Основной источник СО2 атмосферы (в 7-10 раз превосходит индустриальные выделения).

4. Улучшаются агрофизические свойства (структура, водопрочность, плотность, пластичность, липкость). Т.о. агрофизические свойства почвы на 50 – 70% определяются гумусированностью.

5. Физико-химические свойства (поглотительная способность, концентрация почвенного раствора) на 50 – 90% зависят от содержания органического вещества, т.к. его сорбционная способность в 10 раз больше минеральной части.

6. Выполняет протекторную функцию - гумусированные почвы лучше противостоят засухе или переувлажнению, меньше подвержены эрозии и дефляции, выдерживают более высокие техногенные нагрузки, снижают токсическое действие тяжелых металлов, прочно связывают радионуклиды, пестициды, тем самым снижают их отрицательное действие на растения и ограничивают вертикальную миграцию и загрязнение грунтовых вод.

7. Наличие и качество органического вещества определяют биологические свойства почвы (нитрификационная способность, количество микроорганизмов и червей в почве).

8. Определяет режимы почвы : водно-воздушный, тепловой, питательный. 9. Определяет во многом урожайность и качество урожая (считается, что урожайность на 40 - 60% зависит от содержания органического вещества).

Главные причины потерь органического вещества пахотными почвами

• Уменьшение количества растительных остатков, поступающих в почву, при смене естественного биоценоза агроцензом.
• Усиление минерализации органического вещества в результате интенсивной обработки и аэрации почв.
• Разложение и биодеградация гумуса под влиянием физиологически кислых удобрений и активизации микрофлоры за счет вносимых удобрений.
• Усиление минерализации за счет осушительных мероприятий переувлажненных почв.
• Усиление минерализации гумуса орошаемых почв в первые годы орошения. При длительном орошении и высоких урожаях сельскохозяйственных культур содержание гумуса в последующие годы стабилизируется или даже повышается.
• Эрозионные потери гумуса, в результате которых содержание гумуса падает до тех пор, пока эрозия не будет остановлена. Размеры эрозионных потерь велики и могут превышать потери в результате других причин.

II Воспроизводство органического вещества агротехническими приемами

Влияние чередования культур

На содержание и качество органического вещества значительное влияние оказывает севооборот и его структура , т.к. все культуры делятся на 3 группы по влиянию на органическое вещество почвы.

1-я группа

Многолетние бобовые, злаковые, бобово-злаковые смеси

Эти культуры оставляют в почве от 4 до 10 т/га растительных остатков. Растительные остатки этих культур характеризуются узким соотношением С:N от 10 до 20. Эти остатки легко разлагаются и остаются в почве. Коэффициент гумификации равен 0,20 - 0,25. На этих культурах проводят малое количество механических обработок, поэтому они обеспечивают положительный баланс гумуса, от 400 - 800 кг/га, ежегодно.

2-я группа Зерновые

Культуры оставляют в почве 1,0 - 2,5 т/га сухого вещества. Качество растительных остатков (C:N) до 25, эти культуры требуют умеренной обработки почвы. Коэффициент гумификации равен 0,15. Они обеспечивают отрицательный баланс гумуса, который оценивается в Нечерноземной зоне от 500 - 1000 кг ежегодно.

Потери гумуса : под яровыми зерновыми - 1000 кг/га; под озимыми 700 - 800 кг/га в год.

25, они (культуры) требуют интенсивной обработки почвы. Коэф. гумификации примерно равен 0,10, Баланс гумуса отрицательный 1500-1800 кг/га за год. " width="640"

3-я группа Пропашные Культуры оставляют растительных остатков от 500 до 1000 кг/га. С:Ы25, они (культуры) требуют интенсивной обработки почвы. Коэф. гумификации примерно равен 0,10, Баланс гумуса отрицательный 1500-1800 кг/га за год.

4-я группа Чистые пары Влияние на баланс орг. вещества отрицательный и оценивается в 2000 кг/га за год потерь гумуса.

КОЛИЧЕСТВО КОРНЕВЫХ И ПОЖНИВНЫХ ОСТАТКОВ (СУХОЕ ВЕЩЕСТВО), Ц/ГА

Влияние удобрений

удобрения

органические

минеральные

навоз

торфонавозные

сидераты, солома

компосты

Органические – оказывают положительное влияние на баланс орг. вещества., которое проявляется как прямое воздействие, за счет вовлечения органических удобрений в процессы гумификации, так и косвенным, за счет увеличения урожайности и растительных остатков.

Минеральные удобрения – оказывают прямое влияние, увеличивая подвижность орг. вещества, приводя его к расходу. Косвенное влияние мин. удобрений на баланс орг. вещества положительное, т.к. с увеличением урожайности увеличивается кол-во растительных остатков, но это увеличение не пропорционально. Скорость роста урожайности культур выше скорости увеличения растительных остатков. Влияние мин уд. может обеспечивать бездефицитный баланс. Но в условиях производства использование только мин. уд-й не обеспечивает бездефицитный баланс гумуса.

Влияние обработки почвы При освоении целины в течении 10-15 лет происходит снижение орг. вещества (Докучаев говорил о потерях 25-30%). Далее скорость потерь прекращается и наступает период стабилизации.

Пути решения проблемы

1. Минимализация обработки почвы. Чем интенсивнее обработка, чем больше глубина, тем выше потери орг. вещества.

2. Борьба с эрозией почвы. В Центральных районах Нечерноземной зоны России ежегодно на каждом га теряется 200 кг гумуса.

Для восстановления почвенного покрова на 2-5 см требуется 25-500 лет. В составе с.-х. почв России более 116 млн.га занимают эрозионно опасные и подверженные водной и ветровой эрозии земли, в т.ч. эродированные - 53,6 млн.га. Площадь эродированных земель ежегодно возрастает на 0,4-0,5 мил. га, а потери: 1,5 млрд. т. почвы, 26-75 млн. т. гумуса и более 30 мнл. т. азота, фосфора и калия. В России свыше 400 тыс. оврагов с площадью более 500 тыс. га. В США 421 мнл. акров (1 акр=0,4 га), т.е. 168 млн. га. Около 44% площадей ежегодно утрачивают плодородие.

ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА КАЧЕСТВО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

Обработка почвы

Чем она интенсивнее тем больше подвижность органического вещества. Ряд культур в порядке сокращения влияния на минерализацию органического вещества: пар – картофель - яр.зер. – лен – озимые

Травосмеси

(горохо-овсяная смесь) – усиливают подвижность.

Известкование

резко сокращает подвижность орг. вещества

БАЛАНС ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

Приход: поступление с растительными остатками; семенным материалом; сине-зеленые водоросли; фауна почвы; органические удобрения.

Расход: минерализация; вертикальный сток (инфильтрация); поверхностный сток.

Баланс может быть бездефицитным, отрицательным и положительным (в зависимости от соотношения прихода и расхода).

Поступление и расход органического вещества из почвы

Поступление органического вещества:

растительные остатки органические удобрения

Расход органического вещества:

СО 2 (дыхание почвы) эрозия