Гумус у ґрунтах
Інформація
Гумус у ґрунтах
У ґрунтах лише незначна частина гумусових речовин перебуває у вільному стані. Гумінові кислоти та фульвокислоти, реагуючи між собою, утворюють складні сполуки, а також вступають у хімічну та колоїдно-хімічну взаємодію з мінеральною частиною ґрунту, утворюючи різні органо-мінеральні сполуки. Крім того, гумусові речовини здатні міцно поглинатися глинистими мінералами та в цьому стані стають менш доступними для мікроорганізмів. Особливо міцний зв'язок спостерігається при взаємодії гумусових речовин із мінералами типу монтморилоніту; з каолінітом або польовими шпатами зв'язок менш міцний. Взаємодія гумусових речовин з мінеральною частиною ґрунту та утворення різних форм органо-мінеральних сполук відіграють важливу роль у закріпленні гумусу у ґрунті. А. Ф. Тюлін висловив припущення, що переважна частина гумусових речовин закріплена у вигляді органо-мінеральних плівок на поверхні мінеральних частинок ґрунту менше 0,01 мм, причому ці речовини зв'язуються міцніше, хімічніше, за участю полуторних оксидів і менш міцно, адсорбційно, при коагуляції гумінових кислот катіонами кальцію. ]
У Ростовській області в чорноземах є від 67 до 113 мг/кг при досить рівномірному розподілі його за ґрунтовим профілем, у каштанових ґрунтах - від 35 до 91 мг/кг ґрунту, причому кількість його зменшується в міру зниження вмісту гумусу в ґрунті. ]
Головним джерелом біогенних катіонів у ґрунті є руйнування материнських порід, але не можна знехтувати і принесення їх атмосферними опадами. Катіони абсорбуються корінням, але у найбільших кількостях накопичуються в листі і таким шляхом входять у корм рослиноїдних організмів. Мінералізаціяекскрементів і трупоЕ повертає біогенні катіони в ґрунт і таким чином здійснюється їх кругообіг. Гумус у грунті є накопичувачем біогенних елементів. ]
Поживність» чорноземів центральних областей України за останні 100 років знизилася майже вдвічі. У найближчі роки, якщо не буде змінено методи землеробства, зменшення запасу гумусу в ґрунтах може призвести до незворотних змін ґрунтової родючості. ]
Завдяки своїй специфічності, протистофауна може більшою чи меншою мірою відігравати роль індикатора ґрунтових різниць та ґрунтових ландшафтів (Бродський, 1935; Гіляров, 1955), бути непрямим показником вмісту гумусу в ґрунті та служити для визначення величини пір між ґрунтовими частинками (Лозина-Лозина- Мартинов, 1930). ]
Фактична продуктивність лісових біогеоценозів залежить насамперед від наявності в орному шарі ґрунту «стандартизованого» гумусу. Гумус є інтегральним показником багатства ґрунту та вимірником його ціни. Це наочно показано в дослідженнях відомих вітчизняних та зарубіжних вчених ґрунтознавців. Доведено, що при оцінці родючості ґрунту ціна одного гектара землі прямо пропорційна її продуктивності, а відповідно й мірі накопичення гумусу у ґрунті. ]
Фагелер дав зведення щодо застосування добрив на тропічних ґрунтах, встановив, що роль вапна в цих районах не така велика, як у гумпдних областях помірного клімату, і наполягав на великому значенні сидерації як засобу впливу на азотний режим та фізичні властивості ґрунтів: «Про це свідчать широко поставлені ретельні досліди в Індії, де у багатьох місцях запровадження інтенсивного зеленого добрива для збагачення ґрунту гумусом значно підвищило врожайність багатьох культур»; такі рослини, яккавове та хінне дерево, при нестачі гумусу в ґрунті взагалі виростати не можуть, тому що вони мають постійні мікоризи (Фагелер, 1935, с. 12, 130). ]
При використанні соломи як добрива її дрібно закладають у ґрунт восени, або залишають у полі на зиму і заорюють навесні. Джерелом органічної речовини також є по-жнцві та кореневі залишки сільськогосподарських культур, що залишаються на полях. Кількість цих залишків визначається видом та врожаєм культури, висотою стерні тощо. Однак величина новоутворення гумусу в ґрунті за рахунок пожнивно-кореневих залишків становить близько 1 т/га. ]
Мертва органічна речовина екосистеми (виключаючи те, що знаходиться в розчині) називається детритом. Детрит на суші включає мертве листя, що впало на поверхню ґрунту і утворює підстилку, а також мертві стебла та гілки лісового пологу, мертві коріння, частинки гумусу в ґрунті та останки тварин. У морському планктоні детрит складається з залишків планктону та інших організмів, спільно з бактеріями, що знаходяться на цих залишках і в них, і з дрібних частинок, які формуються при таких, наприклад, процесах, як адсорбція органічної речовини на поверхні повітряних бульбашок. В озерах і річках більша частина детриту може надходити від судинних рослин, які ростуть по берегах або по мілководдям, і тільки мала його частка надходить від планктону. У прибережних водах океанів основну кількість детриту становлять залишки відмерлих водоростей мілководдя і судинних рослин приморських берегів. ]
Численними дослідженнями встановлено, що зі збільшенням вмісту гумусу у ґрунті значно підвищується продуктивність орних земель. Так було в дослідженнях ТШХА (А. М. Ликов та інших., 1982), зі збільшенням вмісту гумусу з 0,5 до1,5-2,5% в суглинистому дерново-підзолистому ґрунті врожайність зернових культур на тлі внесення ІРК зросла приблизно вдвічі. У господарствах Домодєдівського району Московської області з 1970 по 1980 р. кількість гумусу в ґрунті збільшилася з 1,8 до 2,2 %, в результаті середній вихід кормових одиниць з 1 га ріллі зріс у 1,4 раза. ]
Поряд зі спалюванням природного палива людина знаходить інший привід для втручання в природні комори вуглецю. В результаті інтенсивної обробки землі та створення нових ріллі йде швидке руйнування шару гумусу в ґрунті та прискорений перехід вуглецю в атмосферу. До цього додається вирубка лісів, особливо ліквідація тропічної рослинності, в якій давно накопичилися величезні запаси вуглецю. Ці вирубки значною мірою сприяють порушенню рівноваги між зв'язуванням та викидом вуглецю. Поки що не вдалося кількісно встановити внесок у збільшення концентрації С02 в атмосфері внаслідок вирубування лісів та прискореного руйнування гумусу. ]
Слід зазначити, що ця дія азоту безпосередньо зумовлена кальцієм за рахунок запасів гумусу у ґрунті; звідси відбувається приказка у тому, що «вапно збагачує батьків і робить жебраками дітей».[ . ]
Інтенсивність і якісна спрямованість процесу гумифікації та накопичення утворюється гумусу в грунті залежать від кількості та якості органічних залишків, що надходять у грунт, гідротермічних умов їх перетворення, біологічної активності грунту, фізико-хімічних властивостей, хімічного, гранулометричного та мінералогічного складів. ]
Одним із основних показників для диференційованого застосування форм азотних добрив є гумус. Дані за змістом гумусу грунті дослідів у Анасеулі наведено у таблиці 3.[ . ]
Крім видовогорізноманітності одним із критеріїв відновлення екосистем служить річна продукція природних фітоценозів. У північно-тижній зоні вона становить близько 4 т/га сухої маси. У дерново-підзолистих ґрунтах південнотажної зони ці показники становлять 9-10 т/га, а для чорноземів - близько 15-20 т сухої маси на 1 га. Такий розвиток біомаси забезпечує достатні запаси гумусу у ґрунтах, які сприяють утворенню біоценозів. При знятті родючого шару ґрунтів порушується природний баланс гумифікації ґрунтів, тому вдаються до висіву різних трав'яних культур, які дозволяють відновити порушений баланс. Такі заходи супроводжуються побічними ефектами - виникненням техногенних мозаїк внаслідок планувань, переосушенням або перезволоженням ґрунтових компонентів, появою інших післямеліоративних неоднорідностей. ]
Аніоніти отримують багатьма способами; найпростіший із них — конденсація ароматичних амінів з формальдегідом. Завдяки цьому аніоніти містять аміногрупи (подібно до гумусу в грунті та білкових речовин у рослинах). Аніоніти дисоціюють гідроксильні іони, які можуть обмінюватися інші аніони. У ґрунтознавстві та агрохімії їх використовують для дослідження взаємодії ґрунту, рослини та добрива, доступності рослинам фосфатів ґрунту та живлення рослин. ]
Оцінка гостроти екологічної ситуації здійснюється шляхом визначення ступеня деградації чи порушення окремих компонентів ландшафту. Критеріями такої деградації чи порушення є перевищення різних і вимог (накопичення токсичних речовин, зменшення проективного покриття, падіння вмісту гумусу у грунтах тощо.). ]