Гумус — основа плодородных почв¶
Гумус — это органическое вещество почвы, образованное в результате разложения растительных и животных остатков микроорганизмами. Именно гумус является основой плодородия почв: он определяет структуру, влагоёмкость, буферные свойства и обеспеченность почвы питательными элементами. Слово «гумус» происходит от латинского humus — «земля, почва». В русском языке термин получил широкое распространение в агрономии и почвоведении с XIX века.
¶Происхождение и образование
Гумус образуется в верхних горизонтах почвы из отмерших растений, погибших животных, продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и корневых выделений. Процесс его формирования называется гумификация и включает два основных этапа:
- Минерализация — полное разложение органических остатков до простых неорганических соединений (CO₂, воды, аммиака, фосфатов) под действием бактерий, грибов и актиномицетов.
- Гумификация в узком смысле — превращение промежуточных продуктов разложения в сложные высокомолекулярные гуминовые вещества.
Скорость накопления гумуса зависит от климата, состава растительности, типа почвообразования и хозяйственной деятельности. В чернозёмных почвах России гумуса накапливается больше, чем расходуется, что и обусловило их исключительное плодородие.
¶Состав гумуса
Гумус не является химически однородным веществом. Он представляет собой совокупность нескольких групп органических соединений:
| Группа | Характеристика |
|---|---|
| Гуминовые кислоты | Тёмноокрашенные, растворимы в щелочи, нерастворимы в кислотах |
| Фульвокислоты | Более светлые, растворимы и в кислотах, и в щелочах; более подвижны |
| Гумин | Нерастворим в кислотах и щелочах; наиболее устойчивая фракция |
Соотношение этих компонентов определяет свойства конкретной почвы. В чернозёмах преобладают гуминовые кислоты, что придаёт им характерный тёмный цвет и высокую агрономическую ценность. В подзолистых почвах доля фульвокислот выше, и плодородие их значительно ниже.
¶Значение для плодородия
Гумус выполняет в почве множество функций:
- Питательная — при разложении гумуса высвобождаются азот, фосфор, калий, сера и микроэлементы в форме, доступной растениям.
- Структурная — гумус является цементирующим веществом, скрепляющим минеральные частицы в агрегаты, что обеспечивает рыхлость и воздухопроницаемость почвы.
- Влагоёмкость — органические вещества способны удерживать влагу в несколько раз больше собственной массы.
- Буферная — гумус сглаживает резкие изменения кислотности почвы и концентрации растворённых солей.
- Комплексообразующая — гумусовые вещества образуют хелатные комплексы с ионами металлов, предотвращая их вымывание и одновременно делая доступными для корней.
Содержание гумуса является одним из главных показателей качества почвы. В России плодородие почв традиционно оценивают именно по этому параметру.
¶Гумус в почвах России
Россия обладает уникальным почвенным наследием. Наиболее богатые гумусом почвы страны — это чернозёмы Центрального Чернозёмья, Поволжья, Сибири и Казахстана (в пределах РФ). Их содержание гумуса в пахотном слое достигает 6–10 %, а в отдельных районах — и выше. Всего в мире чернозёмы занимают около 7 % площади суши, и значительная их часть приходится на Россию и Украину.
Другие почвенные типы содержат существенно меньше гумуса:
- Подзолистые почвы (Северо-Запад, Сибирь) — 1–3 %.
- Серые лесные почвы — 3–5 %.
- Каштановые и бурые почвы засушливых районов — 1–2 %.
- Тундровые почвы — до 10 %, но при низких температурах гумификация идёт медленно, а активный слой тонок.
Возделывание земли, эрозия, ветровая и водная смываемость приводят к снижению содержания гумуса. По данным почвенных обследований, за период интенсивного сельского хозяйства в XX веке в пахотных почвах России потеряно значительное количество органического вещества — в среднем от 0,5 до 1 % гумуса на пашне.
¶Восстановление гумуса
Основные агротехнические приёмы поддержания и восстановления гумуса:
- Внесение органических удобрений — навоза, компоста, торфа, птичьего помёта.
- Зелёное удобрение — посев бобовых и других культур, запахиваемых в почву.
- Возврат растительных остатков на поле (солома, стерня).
- Сидеративные системы земледелия.
- Минимальная и нулевая обработка почвы, снижающая скорость окисления органики.
- Известкование кислых почв, замедляющее вымывание гуминовых веществ.
Скорость естественного накопления гумуса невелика: в условиях умеренного климата за год в почве формируется лишь несколько десятков килограммов на гектар, тогда как потери при интенсивной обработке могут достигать сотен килограммов. Поэтому восстановление плодородия — задача многолетняя.
¶История изучения
Научное изучение гумуса началось в конце XVIII — начале XIX века. Основоположником теории гумуса считается немецкий агроном Альбрехт Тайер, предположивший, что почва образуется из разложившейся растительной массы. В России вклад в изучение гумуса внесли В. В. Докучаев, Н. М. Сибирцев, Д. Г. Виленский и другие почвоведы. Докучаев сформулировал учение о почвах как о самостоятельном природном теле, возникающем под воздействием климата, рельефа, породы, растительности и возраста.
В XX веке были разработаны методы определения содержания гумуса — прежде всего метод Тюриной, принятый в СССР и используемый в России по сей день. Метод основан на окислении органического вещества хромовой кислотой и измерении выделившегося CO₂.
История почвоведения в России Метод Тюриной Чернозём Альбрехт Тайер Гуминовые кислоты Зелёное удобрение