4. nodaļa. AUGSNES ORGANISKĀS VIELAS UN TO SASTĀVS

§1. Organisko vielu avoti un to sastāvs

Vissvarīgākā augsnes sastāvdaļa ir organiskā viela, kas ir sarežģīta augu un dzīvnieku atlieku kombinācija dažādās sadalīšanās stadijās un specifiskas augsnes organiskās vielas, ko sauc par humusu.

Par potenciālu organisko vielu avotu uzskata visas biocenozes sastāvdaļas, kas nokrīt uz augsnes vai tajā iekrīt (mirstošie mikroorganismi, sūnas, ķērpji, dzīvnieki u.c.), bet galvenais humusa uzkrāšanās avots augsnēs ir zaļie augi, kas ik gadu paliek augsnē un uz tās virsmas satur lielu daudzumu organisko vielu. Augu bioloģiskā produktivitāte ir ļoti dažāda un svārstās no 1–2 t/gadā sausās organiskās vielas (tundra) līdz 30–35 t/gadā (mitrās subtropos).

Augu pakaiši atšķiras ne tikai kvantitatīvi, bet arī kvalitatīvi (skat. 2. nodaļu). Ķīmiskais sastāvs organiskās vielas, kas nonāk augsnē, ir ļoti daudzveidīgas un lielā mērā atkarīgas no mirušo augu veida. Lielāko daļu to masas veido ūdens (75–90%). Sausās vielas sastāvā ietilpst ogļhidrāti, olbaltumvielas, tauki, vaski, sveķi, lipīdi, tanīni un citi savienojumi. Lielākā daļa šo savienojumu ir vielas ar augstu molekulmasu. Augu atlieku lielāko daļu veido galvenokārt celuloze, hemiceluloze, lignīns un tanīni, un tās ir ar tām bagātākās. koku sugas. Visvairāk olbaltumvielas ir baktērijās un pākšaugos, vismazākais daudzums ir koksnē.

Turklāt organiskās atliekas vienmēr satur dažus pelnu elementus. Pelnu lielāko daļu veido kalcijs, magnijs, silīcijs, kālijs, nātrijs, fosfors, sērs, dzelzs, alumīnijs, mangāns, kas humusā veido organisko minerālu kompleksonātus. Silīcija dioksīda (SiO 2) saturs svārstās no 10 līdz 70%, fosfora - no 2 līdz 10% no pelnu masas. Pelnu elementu nosaukums cēlies no tā, ka, sadedzinot augus, tie paliek pelnos, nevis iztvaiko, kā tas notiek ar oglekli, ūdeņradi, skābekli un slāpekli.

Mikroelementi ir atrodami ļoti mazos daudzumos pelnos - bors, cinks, jods, fluors, molibdēns, kobalts, niķelis, varš uc Vislielākais pelnu saturs ir aļģēs, graudaugos un pākšaugos, vismazāk pelnu ir skujkoku koksnē. . Organisko vielu sastāvu var attēlot šādi (6. att.).

§2. Organisko vielu transformācija augsnē

Organisko atlieku pārvēršana humusā ir sarežģīts bioķīmisks process, kas notiek augsnē ar tiešu mikroorganismu, dzīvnieku, gaisa skābekļa un ūdens līdzdalību. Šajā procesā galvenā un noteicošā loma ir mikroorganismiem, kas piedalās visos humusa veidošanās posmos, ko veicina milzīgā augsnes mikrofloras populācija. Dzīvnieki, kas apdzīvo augsni, arī aktīvi piedalās organisko atlieku pārvēršanā humusā. Kukaiņi un to kāpuri, sliekas augu atliekas sasmalcināt un samalt, sajaukt ar augsni, norīt, apstrādāt un izmest neizmantoto daļu ekskrementu veidā augsnē.

Mirstot, visi augu un dzīvnieku organismi tiek pakļauti sadalīšanās procesiem vienkāršākos savienojumos, kuru pēdējais posms ir pabeigts. mineralizācija organisko vielu. Iegūtās neorganiskās vielas augi izmanto kā barības vielas. Dažādu savienojumu sadalīšanās un mineralizācijas procesu ātrums nav vienāds. Intensīvi mineralizējas šķīstošie cukuri un ciete; Olbaltumvielas, hemicelulozes un celuloze sadalās diezgan labi; izturīgs – lignīns, sveķi, vaski. Otru sadalīšanās produktu daļu patērē paši mikroorganismi (heterotrofi) sekundāro olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu sintēzei, kas veido jauno mikroorganismu paaudžu plazmu, un pēc pēdējo nāves tie atkal tiek pakļauti procesam. no sadalīšanās. Organisko vielu pagaidu aiztures procesu mikrobu šūnā sauc mikrobu sintēze. Daļa noārdīšanās produktu pārvēršas specifiskās kompleksās lielmolekulārās vielās – humusvielās. Sarežģītu organisko vielu transformācijas bioķīmisko un fizikāli ķīmisko procesu kopumu, kuru rezultātā veidojas specifiska augsnes organiskā viela - humuss, sauc. humifikācija. Visi trīs procesi augsnē notiek vienlaicīgi un ir savstarpēji saistīti. Organisko vielu transformācija notiek, piedaloties mikroorganismu un augu sakņu izdalītajiem fermentiem, kuru ietekmē notiek hidrolīzes, oksidācijas, reducēšanas, fermentācijas u.c. bioķīmiskās reakcijas. un veidojas humuss.

Ir vairākas humusa veidošanās teorijas. Pirmais, kas parādījās 1952. gadā, bija kondensāts teoriju, ko izstrādājusi M. M. Kononova. Saskaņā ar šo teoriju humusa veidošanās notiek kā pakāpenisks organisko vielu sadalīšanās starpproduktu polikondensācijas (polimerizācijas) process (vispirms veidojas fulvoskābes, un no tām veidojas humīnskābes). Koncepcija bioķīmiskā oksidācija izstrādāja L. N. Aleksandrova XX gadsimta 70. gados. Saskaņā ar to humifikācijas procesā vadošā loma ir sadalīšanās produktu lēnas bioķīmiskās oksidēšanās reakcijām, kuru rezultātā veidojas mainīga elementārā sastāva lielmolekulāro humīnskābju sistēma. Humīnskābes mijiedarbojas ar augu atlieku pelnu elementiem, kas izdalās pēdējo mineralizācijas laikā, kā arī ar augsnes minerālo daļu, veidojot dažādus humīnskābju organiskos minerālus atvasinājumus. Šajā gadījumā notiek šķelšanās vienota sistēma skābes sadala vairākās frakcijās, kas atšķiras pēc šķīdības pakāpes un molekulārās struktūras. Mazāk izkliedētā daļa, kas veido ūdenī nešķīstošus sāļus ar kalciju un seskvioksīdiem, veidojas kā humīnskābju grupa. Izkliedētā frakcija, kas veido pārsvarā šķīstošos sāļus, veido fulvoskābes grupu. Bioloģiskā Humusa veidošanās jēdzieni pieņem, ka humusvielas ir dažādu mikroorganismu sintēzes produkti. Šo viedokli pauda V. R. Viljamss, tas tika izstrādāts F. Jusa, S. P. Ljaha, D. G.

Dažādos dabas apstākļos raksturs un ātrums humusa veidošanās nav vienāda un ir atkarīga no savstarpēji saistītajiem augsnes veidošanās apstākļiem: augsnes ūdens-gaisa un termiskajiem režīmiem, tās granulometriskā sastāva un fizikāli ķīmiskajām īpašībām, augu atlieku piegādes sastāva un rakstura, sugu sastāva un augsnes intensitātes. mikroorganismu darbība.

Atlikumu transformācija notiek aerobos vai anaerobos apstākļos atkarībā no ūdens-gaisa režīma. IN aerobikas apstākļos ar pietiekamu mitruma daudzumu augsnē, labvēlīgu temperatūru un brīvu piekļuvi O2, intensīvi attīstās organisko atlieku sadalīšanās process, piedaloties aerobiem mikroorganismiem. Optimālākie apstākļi ir temperatūra 25 - 30 ° C un mitrums - 60% no kopējās augsnes mitruma kapacitātes. Bet šajos pašos apstākļos strauji notiek gan starpproduktu sadalīšanās produktu, gan humusvielu mineralizācija, tāpēc augsnē uzkrājas salīdzinoši maz humusa, bet daudzi augu pelnu un slāpekļa barošanas elementi (pelēkās augsnēs un citās subtropu augsnēs).

Anaerobos apstākļos (ar pastāvīgu mitruma pārpalikumu, kā arī zemas temperatūras, O trūkums 2) humusa veidošanās procesi norit lēni, piedaloties galvenokārt anaerobiem mikroorganismiem. Tādā gadījumā veidojas daudzas mazmolekulārās organiskās skābes un reducēti gāzveida produkti (CH 4, H 2 S), kas kavē mikroorganismu dzīvībai svarīgo aktivitāti. Sadalīšanās process pamazām izgaist, un organiskās atliekas pārvēršas kūdrā - vāji sadalījušos un nesadalījušos augu atlieku masā, daļēji saglabājot anatomisko struktūru. Vislabvēlīgākie apstākļi humusa uzkrāšanai ir aerobo un anaerobo apstākļu kombinācija augsnē ar mainīgiem žūšanas un mitrināšanas periodiem. Šis režīms ir raksturīgs melnzemei.

Augsnes mikroorganismu sugu sastāvs un to vitālās darbības intensitāte ietekmē arī humusa veidošanos. Ziemeļu podzoliskajām augsnēm specifisku hidrotermisko apstākļu rezultātā ir raksturīgs viszemākais mikroorganismu saturs ar zemu sugu daudzveidību un zemu vitālo aktivitāti. Tā sekas ir lēna augu atlieku sadalīšanās un vāji sadalītās kūdras uzkrāšanās. In mitri subtropi un tropos, notiek intensīva mikrobioloģiskās aktivitātes attīstība un saistībā ar to aktīva atlieku mineralizācija. Humusa krājumu salīdzinājums dažādās augsnēs ar dažādu mikroorganismu skaitu tajās liecina, ka gan ļoti vāja, gan augsta augsnes biogenitāte neveicina humusa uzkrāšanos. Lielākais daudzums humuss uzkrājas augsnēs ar vidēju mikroorganismu (hernozemu) saturu.

Tikpat nozīmīga ietekme ir daļiņu izmēra sadalījumam un augsnes fizikāli ķīmiskajām īpašībām. Labi uzkarsētās un aerētās smilšmāla un smilšmāla augsnēs organisko atlieku sadalīšanās norit ātri, ievērojama daļa no tām ir mineralizēta, humusvielu ir maz un tās slikti nostiprinās smilšu daļiņu virsmā. Mālainās un smilšmāla augsnēs organisko atlieku sadalīšanās process vienādos apstākļos notiek lēnāk (O 2 trūkuma dēļ), humusvielas tiek fiksētas uz minerālu daļiņu virsmas un uzkrājas augsnē.

Augsnes ķīmiskais un mineraloloģiskais sastāvs nosaka daudzumu barības vielas nepieciešami mikroorganismiem, vides reakcija, kurā veidojas humuss, un apstākļi humusvielu fiksācijai augsnē. Tādējādi ar kalciju piesātinātām augsnēm ir neitrāla reakcija, kas ir labvēlīga baktēriju attīstībai un humīnskābju fiksācijai ūdenī nešķīstošu kalcija humātu veidā, kas to bagātina ar humusu. Skābā vidē, kad augsnes ir piesātinātas ar ūdeņradi un alumīniju, veidojas šķīstošās fulvoskābes, kurām ir palielināta mobilitāte un kas izraisa lielu humusa uzkrāšanos. Māla minerāli, piemēram, montmorilonīts un vermikulīts, arī veicina humusa fiksāciju augsnē.

Tā kā trūdvielu veidošanos ietekmējošie faktori atšķiras, humusa daudzums, kvalitāte un rezerves dažādās augsnēs nav vienādas. Tādējādi tipisko černozemu augšējos apvāršņos ir 10 - 14% trūdvielu, pelēkās tumšās meža augsnes - 4 - 9%, velēnu-podzoliskās augsnes - 2 - 3%, tumšās kastaņas, dzeltenās augsnes - 4 - 5%, brūnās un pelēkās. brūnās pustuksneša augsnes - 1 – 2%. Arī organisko vielu rezerves dabas teritorijās atšķiras. Lielākajās rezervēs, pēc I. V. Tyurin, ir dažādi černozemu apakštipi, kūdras purvi, pelēkās meža augsnes, vidējas - tumšās kastaņu, sarkanās augsnes, zemās - podzoliskās, velēnu-podzoliskās, tipiskās pelēkās augsnes. Baltkrievijas Republikas aramzemes satur humusu: mālaina– 65 t/ha, in smilšmāla– 52 t/ha, in smilšmāls - 47 t/ha, in smilšaina– 35 t/ha. Baltkrievijas Republikas augsnes atkarībā no trūdvielu satura aramslānī iedala 6 grupās (3.tabula). Citu dabisko zonu augsnēs ir gradācijas atkarībā no humusa satura.

3. tabula

Baltkrievijas Republikas augšņu grupēšana pēc humusa satura

Baltkrievijas Republikā lielākā daļa zemes pieder II un III grupas augsnēm, ap 20% IV grupas augsnēm (7. att.).

§3. Humusa sastāvs un klasifikācija

Humuss ir specifiska augstas molekulārās slāpekli saturoša skāba rakstura organiska viela. Sastāda galveno augsnes organisko vielu daļu, kas ir pilnībā zaudējusi savas īpašības anatomiskā struktūra mirušie augu un dzīvnieku organismi. Augsnes humusu veido specifiskas humusvielas, tostarp humīnskābes (HA), fulvoskābes (FA) un humīns (skat. 6. att.), kas atšķiras pēc šķīdības un ekstrahējamības.

Humīnskābes– tās ir tumšas krāsas augsti molekulāras slāpekli saturošas vielas, kas nešķīst ūdenī, minerālskābēs un organiskajās skābēs. Tie labi izšķīst sārmos, veidojot tumši ķiršu vai brūni melnas krāsas koloidālus šķīdumus.

Mijiedarbojoties ar metālu katjoniem, humīnskābes veido sāļus - humātus. Vienvērtīgo metālu humāti labi šķīst ūdenī un tiek izskaloti no augsnes, savukārt divvērtīgo un trīsvērtīgo metālu humāti nešķīst ūdenī un labi nostiprinās augsnē. Humīnskābju vidējā molekulmasa ir 1400. Tās satur C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (pēc svara). Humīnskābes molekulas galvenās sastāvdaļas ir kodols, sānu ķēdes un perifērās funkcionālās grupas. Humusvielu kodols sastāv no vairākiem aromātiskiem cikliskiem gredzeniem. Sānu ķēdes var būt ogļhidrātu, aminoskābju un citas ķēdes. Funkcionālās grupas attēlo vairākas karboksilgrupas (–COOH) un fenolhidroksilgrupas, kas spēlē svarīga loma augsnes veidošanā, jo tie nosaka humīnskābju mijiedarbības procesus ar augsnes minerālo daļu. Humīnskābes veido vērtīgāko humusa daļu, tās palielina augsnes uzsūkšanas spēju, veicina augsnes auglības elementu uzkrāšanos un ūdensizturīgas struktūras veidošanos.

Fulvoskābes ir humīnskābju grupa, kas paliek šķīdumā pēc humīnskābju nogulsnēšanās. Tās ir arī augstas molekulārās organiskās slāpekli saturošas skābes, kas atšķirībā no humīnskābes satur mazāk oglekļa, bet vairāk skābekļa un ūdeņraža. Tiem ir gaiša krāsa (dzeltena, oranža) un tie labi šķīst ūdenī. Sāļi (fulvāti) arī šķīst ūdenī un vāji fiksēti augsnē. Fulvoskābēm ir izteikti skāba reakcija un tās enerģiski iznīcina augsnes minerālo daļu, izraisot augsnes pāksts veidošanās procesa attīstību.

Attiecība starp humīnskābēm un fulvoskābēm dažādās augsnēs ir atšķirīga. Atkarībā no šī indikatora (C HA: C FC) izšķir šādus humusa veidus: humate(> 1,5), humāts-fulvāts (1,5 – 1), fulvāts-humate (1 – 0,5), fulvic (< 0,5). Качество гумуса, плодородие почвы зависят от преобладания той или иной группы. К северу и к югу от черноземов содержание гуминовых кислот в почвах уменьшается. Относительно высокое содержание фульвокислот наблюдается в гумусе подзолистых почв и красноземов. Можно сказать, что условия, благоприятствующие накоплению гумуса в почвах, способствуют и накоплению устойчивой и наиболее агрономически ценной его части – гуминовых кислот. Соотношение С ГК: С ФК имеет augstākā vērtība(1,5 – 2,5) melnzemju trūdvielām, samazinoties uz ziemeļiem un dienvidiem no šo augšņu zonas. Intensīvi izmantojot aramzemi, neizmantojot pietiekamu organisko mēslojumu, tiek novērota gan kopējā humusa satura (dehumifikācija), gan humīnskābju samazināšanās.

Humin- tā ir daļa no humusvielām, kas nešķīst nevienā šķīdinātājā, ko pārstāv organisko vielu komplekss (humīnskābes, fulvoskābes un to organiskie minerālie atvasinājumi), kas ir cieši saistīti ar augsnes minerālo daļu. Šī ir augsnes humusa inertā daļa.

Humusa kompleksu specifika un sastāvs kalpo par pamatu humusa veidu klasifikācijai. R.E. Mullers ierosināja meža humusa formu klasifikāciju kā bioloģiskā sistēma mijiedarbība starp organiskajām vielām, mikrobiotu un veģetāciju. Starp šiem kompleksiem izšķir 3 humusa veidus.

Mīksts humuss - mul veidojas lapu koku vai jauktos mežos ar intensīvu augsnes faunas aktivitāti labvēlīgos hidrotermālos apstākļos un pietiekama daudzuma bāzu, galvenokārt kalcija, klātbūtni pakaišos un augsnēs, ir viegli skāba reakcija, vienmērīgi caurstrāvo augsnes minerālo daļu un viegli mineralizējas. Mūļu augsnēs pakaiši gandrīz neuzkrājas, jo mikrobiota enerģiski sadala ienākošos pakaišus. Humusa sastāvā dominē humīnskābes.

Rupjais humuss - sērga, kas satur lielu daudzumu daļēji sadalītu atlieku, ir raksturīga skujkoku mežiem, veidojas ar zemu pelnu elementu saturu pakaišos, bāzu trūkumu un augstu silīcija dioksīda saturu augsnē, ir skāba reakcija, ir izturīgs mikroorganismiem un lēnām mineralizējas, piedaloties sēnītēm. Lēnās humifikācijas un mineralizācijas procesu attīstības rezultātā augsnēs veidojas biezs kūdrai līdzīgs horizonts A 0, kas sastāv no 3 slāņiem: a) nedaudz sadalījušās organiskās vielas slānis (L), kas ir svaigs pakaiši, b. ) daļēji sadalīts fermentācijas slānis (F), c) humificēts slānis (H).

Vidējā forma - moderns attīstās diezgan straujas augu atlieku mineralizācijas apstākļos, kur nozīmīga loma ir augsnes dzīvnieku funkcionālajai aktivitātei, kas sasmalcina augu atliekas, kas ievērojami atvieglo to turpmāko sadalīšanos augsnes mikrofloras ietekmē.

§4. Augsnes humusa nozīme un līdzsvars

Humusa uzkrāšanās ir augsnes veidošanās procesa rezultāts, tajā pašā laikā pašām humusvielām ir liela ietekme uz augsnes veidošanās procesa tālāko virzību un augsnes īpašībām. Humusa funkcijas augsnē ir ļoti dažādas:

1) noteikta augsnes profila veidošana (ar horizontu A), augsnes struktūras veidošana, augsnes ūdensfizikālo īpašību uzlabošana, augšņu absorbcijas un buferspējas palielināšana;

2) minerālo barības vielu avots augiem (N, P, K, Ca, Mg, S, mikroelementi), organiskās barības avots heterotrofiem augsnes organismiem, CO 2 avots atmosfēras grunts slānī un bioloģiski aktīvs. savienojumi augsnē, kas tieši stimulē augšanu un augu attīstību, mobilizē barības vielas, ietekmē augsnes bioloģisko aktivitāti;

3) veic sanitāri aizsardzības funkcijas - paātrina pesticīdu iznīcināšanu, fiksē piesārņotājus, samazinot to iekļūšanu augos.

Saistībā ar organisko vielu daudzveidīgo lomu augsnes auglībā aktuāla kļūst trūdvielu līdzsvara problēma aramaugsnēs. Tāpat kā jebkurā bilancē, humusa bilancē ietilpst ienākumu (organisko atlieku saņemšana un to humifikācija) un izdevumu (mineralizācijas un citi zaudējumi). Dabiskos apstākļos, jo vecāka augsne, jo auglīgāka: bilance ir pozitīva vai nulle, aramaugsnēs biežāk negatīva. Vidēji aramaugsnes zaudē aptuveni 1 t/ha trūdvielu gadā. Humusa daudzuma regulēšanai sistemātiska pietiekama daudzuma organisko vielu izmantošana kūtsmēslu veidā (no 1 tonnas kūtsmēslu veidojas ≈ 50 kg humusa), kūdras kompostu, daudzgadīgo zālāju sēšana, zaļā mēslojuma izmantošana ( zaļmēsli), izmanto skābo augsņu kaļķošanu un sārmainu augsņu ģipšošanu.

Noder augsnes humusa statuss svarīgs rādītājs auglību un nosaka rādītāju sistēma, kas ietver organisko vielu satura un rezervju līmeni, tās profila sadalījumu, bagātināšanu ar slāpekli (C: N) un kalciju, humifikācijas pakāpi, humīnskābju veidus un to attiecību. Daži tā parametri kalpo kā vides monitoringa objekts.

Katrs dārznieks un dārznieks zina, kas ir augsnes humuss un cik tas ir svarīgi, lai dārzā iegūtu augstu ražu un sulīgu veģetāciju. Daudzi cilvēki to pat ražo paši. Tomēr iesācēji dārznieki un dārznieki ne vienmēr saprot, par ko mēs runājam, kāpēc šī augsnes sastāvdaļa ir nepieciešama, ko tā ietekmē un kur to iegūt. Par visiem smalkumiem mēs runāsim vēlāk šajā materiālā.

Kas ir humuss, jēdziena definīcija

Ikviens ir dzirdējis vārdu humuss, bet ne visi var skaidri pateikt, kas tas ir. Maksimums ir kaut kas saistīts ar augsni. Ja mēs pievēršamies zinātniskiem avotiem, mēs varam atrast šādu interpretāciju: tas ir specifisks slāpekļa savienojumu komplekss, kas rodas veģetācijas atlieku mineralizācijas rezultātā augsnē dzīvojošo mikroorganismu izdalīto enzīmu ietekmē. Vienkārši sakot, humuss ir humuss, ko daudzi dārznieki ražo savā dārzā. Šis mēslojums ir ļoti populārs gan dārzos, sakņu dārzos, gan istabas augu audzēšanā.

Citas definīcijas precizē, ka humusu var ražot arī no dzīvnieku organiskām atliekām – izkārnījumiem. Un sadaliet to Dažādi atkarībā no tā, kura izkārnījumi veidoja tās pamatu. Bet, ja jūs detalizēti saprotat, kas ir humuss un humuss, tas kļūst skaidrs tās ir dažādas vielas. Tādējādi sliekām ir liela nozīme humusa veidošanā. Pateicoties to dzīvībai svarīgajai aktivitātei, substrāts tiek bagātināts ar lietderīgām vielām un iegūst īpašu vērtību. Dažas saimniecības īpaši audzē un ievieto tārpus sava dārza vai dārza augsnē. Substrāta veidošanā piedalās arī sēnītes un mikroorganismi. Humuss - tas nav ar tārpiem apstrādāts substrāts, humusa starpposma versija.

Runājot par vielu saturu, humuss, pirmkārt, satur humīnskābes, kas ir ārkārtīgi labvēlīgas augiem. Tie vispār nešķīst ūdenī, bet šķīst nātrija pirofosfātā, sodā, amonjakā un sārmos. Vēl viena noderīga sastāvdaļa ir fulvoskābes. Tie izšķīst ūdenī un rada stipri skābu reakciju. Humīni nešķīst ne ūdenī, ne citās vielās, kas arī ir iekļautas tā sastāvā. Humusā ir arī dažādi skābju atvasinājumi, kas piešķir vielai stabilitāti.

Kā humuss veidojas augsnē un tā derīgās īpašības

Šī organiskā viela augsnē var veidoties neatkarīgi. Dažādas pazemes un virszemes augu daļas paliek augsnē pēc to nāves un sadalīšanās. Atkarībā no stādījumu vecuma un to augšanas blīvuma organisko vielu daudzums augsnē būs ļoti atšķirīgs.

Pēc sadalīšanās notiek faktiskais humifikācijas process, pēc kura humusa slānis iegūst raksturīgu tumši brūnu krāsu. Tā ir visa atbilde uz jautājumu par to, kā veidojas humuss. Lai gan tas šeit ir parādīts ārkārtīgi shematiski, patiesībā substrāta veidošanās laikā notiek daudz sarežģītu ķīmisku procesu. Pēc tam milzīgu darba apjomu veic annelīdi, kas pabeidz humifikācijas procesu.

Svarīgs! Organiskās vielas tiek mitrinātas tikai ar minimālu skābekļa pieejamību un augstu mitruma līmeni.

Runājot par humusa lomu augsnē, tas labvēlīgās īpašības tiešā veidā ir atkarīgs no tā, kādas organiskās vielas veidoja tās pamatu. Jebkurā gadījumā tas ir universāls mēslojums, kas ir piemērots dažādi veidi augiem un augsnēm. Turklāt tas ilgstoši paliek augsnē, piesātinot to noderīgi elementi. Piemēram, māla augsnēs tas saglabājas līdz pieciem gadiem, ievērojami uzlabojoties specifikācijas augsne. Humuss un auglība ir savstarpēji saistītas lietas. Bet papildus tam substrāts ietekmē augsnes caurlaidību, padarot to irdenāku un drupanāku.

Vai tu zināji? Humuss pārveido augsnes struktūru. Pateicoties tam, cietie kunkuļi kļūst poraini un drūp. Tas veicina gaisa caurlaidību un mitruma uzsūkšanos.

Vēl viena svarīga substrāta īpašība ir spēja saistīt aromātisko ogļūdeņražu, radionuklīdu un smago metālu sāļus, kas atrodas augsnē. Tas iesūc tos sevī, saista un neļauj tiem izplatīties tālāk.

Augsnes klasifikācija pēc humusa līmeņa augsnē

Tātad, mēs esam definējuši humusu, sapratuši tā īpašības un priekšrocības, ko tas sniedz augsnēm. Tagad sapratīsim augsnes veidus, kuros tas atrodas. Kā jau minēts, humuss veidojas no augu atliekām. Attiecīgi, jo vairāk to ir augsnē, jo augstāks ir humusa saturs tajā. Augstākais rādītājs ir 15%. Tas ir raksturīgs melnajām augsnēm. Citos augsnes veidos tas ir daudz mazāks. Atkarībā no šī indikatora tos iedala šādos veidos.

Zems humusa saturs

Tās ir tā sauktās nabadzīgās augsnes, kurās ir ne vairāk kā 1% humusa. Piemēram, skujkoku mežiem raksturīgajās podzoliskajās augsnēs trūdvielu daudzums ir mazs nelielā veģetācijas un augsts saturs mulča augšējos slāņos.

Vai tu zināji? Tā kā humuss ir tumši brūns, gandrīz melns, tas labi uzsūcas saules gaisma un saglabā siltumu. Šādas augsnes sasilst ātrāk, tāpēc stādīšanas laiks uz tām nāk agrāk nekā nabadzīgās augsnēs.

Mēreni humusa

Šāda veida augsne ir nedaudz auglīgāka nekā iepriekšējā, jo satur no 1% līdz 2% humusa.

Vidējs trūdviela

Vidēja humusa augsnes, kurās ir substrāta saturs sasniedz 3%.

Humuss

Labākās humusa kompozīcijas formas 3-5% augsnē. To bieži izmanto ziedu un dārza augu audzēšanai.

Agronomu noslēpumi: kā paaugstināt humusa līmeni augsnē

Loģiski, ka katrs dārznieks un dārznieks sapņo par augu audzēšanu auglīgā, ar trūdvielām bagātā augsnē. Bet, ja gadījumā istabas augišo problēmu ir viegli atrisināt, tad, apstrādājot lielas atklātas platības, rodas jautājums, kā efektīvi un lēti palielināt humusa saturu dažādi veidi augsne To var panākt vienā no četriem galvenajiem veidiem:

• izveidot savas rezerves;
• humusa iekļaušana augsnē;
• radīt apstākļus augsnē tārpu un mikroorganismu darbam;
• ievērojiet pareizu kultūru rotāciju dārzā un dārzā.

Lai palielinātu humusa daudzumu, to var iestrādāt augsnē kā mēslojumu, taču šajā gadījumā ir jāzina, kā pareizi izmantot substrātu. Vienmērīgi ievietojiet to augsnes augšējā slānī. Cik dziļi iegremdēt substrātu augsnē, ir atkarīgs no tā, kādam nolūkam augsne tiek sagatavota. Piemēram, zem daudzgadīgiem krūmiem un kokiem katrā bedrē tas ir iegremdēts pusmetra vai vairāk dziļumā. Pēc nolaišanās dārzeņu kultūras to stāda dobēs 40–60 cm dziļumā.

Svarīgs! Daži dārznieki papildus humusam augsnei pievieno minerālmēslus, risinot problēmu, kā palielināt augsnes auglību. Tomēr koncentrācija ir pārāk augsta minerālvielas kaitīgs augiem. Tāpēc šādu mēslojumu ieteicams lietot uzmanīgi. Turklāt tos izmanto tikai pavasarī un tikai kopā ar organisko mēslojumu. Par visefektīvāko tiek uzskatīts maisījums no divām humusa daļām un vienas daļas minerālmēslu.

Kā jau minēts, jebkura veida humuss veidojas mikroorganismu un tārpu darba dēļ. Bez tiem substrāts paliek humuss. Tāpēc, lai uzlabotu augsnes kvalitāti, tajā ir jārada viņu dzīvei labvēlīga vide. Lai to izdarītu, ieteicams bieži irdināt augsni, kas radīs labu gaisa režīmu. Sausuma periodos ir svarīgi uzturēt nepieciešamo mitruma līmeni. Lai to izdarītu, augsni mulčē ar plēvi, kūdru, zāli, zāģu skaidām un citiem līdzekļiem.

Lielākajā daļā aramzemju humusa saturs samazinās. Tādu lielu pasaules valstu kā Krievija, ASV, Kanāda, Austrālija un vairākās citās uzartajās augsnēs humusa daudzums samazinās. Zināmā mērā šī problēma ir atrisināta attīstītajās valstīs ar augstu lauksaimniecības kultūru, piemēram, Vācijā un Japānā. Baltijas valstu un Baltkrievijas aramaugsnēs panākts bezdeficīta humusa līdzsvars. Krasnojarskas apgabalā trūdvielu deficīts aramaugsnēs iepriekš bija 0,23 t/ha gadā, bet šobrīd tas ir pieaudzis līdz 0,42 t/ha gadā.

Iemesli humusa daudzuma samazināšanai augsnē:

– nepietiekamas lauksaimniecības kultūras trūkums;

– kultivējot labību, augsnē nonāk maz augu vielu. Galvenokārt tāpēc, ka agroekosistēmās to ražo mazāk nekā dabiskajās cenozēs, un ražas atsvešināšanās dēļ;

– intensīva augsnes apstrāde, kas izraisa pārmērīgu humusa mineralizāciju, un smagas tehnikas, piemēram, K-700, T-150, izmantošana noved pie trūdvielu brīvā horizonta uzaršanas un trūdvielu satura atšķaidīšanas aramzemes horizontā;

- depozīts minerālmēsli, kas uzlabo humusa mineralizāciju;

– augsnes apstrāde, kā rezultātā palielinās humusa mineralizācija. Tajā pašā laikā papuves laukā nonāk ļoti maz augu materiāla;

– augseku piesātināšana ar rindu kultūrām, no kurām augsnē nonāk maz augu materiāla;

– vēja un ūdens erozija, kas izraisa humusvielu izskalošanos un izpūšanu kopā ar smalko zemi. Erozija rada vislielāko kaitējumu un var izraisīt pilnīgu humusa horizonta iznīcināšanu;

– nepareiza laistīšana un drenāža.

Visi šie procesi izraisa humusa satura samazināšanos un, visbeidzot, augsnes degradāciju un iznīcināšanu. Lai tas nenotiktu, nepieciešams regulēt humusvielu daudzumu un kvalitāti augsnēs.

Galvenie humusa daudzuma un sastāva regulēšanas pasākumi ir: organiskā mēslojuma pievienošana augsnei (kūtsmēsli, komposts, kūdra); zaļā mēslojuma izmantošana; daudzgadīgo stiebrzāļu sēšana; skābu augšņu kaļķošana un soloņešu ģipsis; racionāla augseka un minimāla augsnes apstrāde; preterozijas pasākumi.

Organiskais mēslojums ir labs humusvielu avots. Sistemātiski izmantojot organisko mēslojumu, pat visnabadzīgākajās velēnu-podzoliskajās augsnēs pakāpeniski palielinās humusa rezerves, un humusskābju saturs humusa sastāvā, uzlabojas augsnes ūdensfizikālās īpašības, veidojas labvēlīga mikroflora.

Daudzgadīgo stiebrzāļu (lucerna, āboliņš, graudaugu stiebrzāles) audzēšana veicina liela daudzuma augu atlieku uzkrāšanos, no kurām veidojas trūdviela, uzlabojas augsnes struktūra, ūdens-gaisa un barības režīmi augsnē.

Kaļķošana un ģipsis regulē augsnes reakciju, rada labvēlīgus apstākļus mikroorganismu dzīvībai, kavē organisko vielu iznīcināšanas un izvadīšanas procesus. Tātad skābās augsnēs humusa uzkrāšanās kaļķošanas laikā ir saistīta ar to, ka kalcija pievienošana kopā ar meliorantu samazina tā izskalošanos no augsnes.

Preterozijas pasākumi veicina humusa saglabāšanos un uzkrāšanos. Piemēram, meža aizsargjoslu projektēšana ir viens no pasākumiem, lai saglabātu augsnes trūdvielu stāvokli.

Kontroles jautājumi

1. Jēdziens “augsnes organiskā viela”.

2. Organisko vielu avoti augsnē.

3. Humusa avotu ķīmiskais sastāvs.

4. Procesi, kas ietekmē organiskās atliekas augsnē.

5. Humusa sastāvs.

6. Augsņu trūdvielu stāvokļa rādītāji.

7. Humusa nozīme un nozīme.

8. Augšņu trūdvielu stāvokļa regulēšanas pasākumi.

9. Augsnes sausināšana. Viņas iemesli.

Tēma 1.3. AUGSNES KOLOIDI UN AUGSNES ABSORCIJAS SPĒJA(lekcija)

Jautājums “Humusa jēdziens. Humusa sastāvs, humusvielu īpašības. Humusa frakcionētais sastāvs un tā kvalitāte. Humusa saturs un sastāvs dažāda veida augsnēs"

Humuss- komplekss organisko savienojumu komplekss, kas veidojas organisko atlieku sadalīšanās un humifikācijas rezultātā.

Humusa vērtība:

Tas ir augu barības avots. Sadalīšanās laikā veidojas nitrāti, fosfāti, sulfāti utt.;

Humuss ir augu un sakņu sistēmu augšanas un attīstības stimulators;

Uzlabo slāpekļa un skābekļa uzturu, kas veicina spēcīgu sakņu attīstību;

Milzīga loma struktūras veidošanā, kas nosaka ūdens-gaisa īpašības;

Tam ir augsta uzsūkšanas spēja un tas novērš dažādu savienojumu izskalošanos, kas nodrošina vielmaiņas reakcijas, lietojot mēslojumu;

Humuss palielina augsnes buferspēju;

Milzīga loma augsnes profila veidošanā.

Pēdējo 50–80 gadu laikā Melnzemes centrālajā reģionā humusa zudumi sasniedz 20–30%; Ukrainā - 20%; Brazīlijā – 3-4%; ASV – zem dabiskā līmeņa. Mūsu zonā aramslānī ik gadu tiek zaudēts 500-800 kg/ha humusa (50 gadu laikā ap 1%). 1% humusa zudums noved pie ražas zuduma līdz 2 centneriem no hektāra. Tāpēc, lai kontrolētu humusa veidošanās procesus, ir jāzina tā veidošanās, sastāvs, kvalitāte utt.

Humusa avoti ir augstāko augu, zemāko augu, mikroorganismu un dzīvnieku atliekas, kas apdzīvo augsni.

Mikroorganismiem ir galvenā loma humusa veidošanā. Augu atliekas fermentu, mikroorganismu, skābekļa, oglekļa dioksīda un ūdens ietekmē sadalās starpproduktos (olbaltumvielas aminoskābēs, tauki glicerīnā, lignīns fenolos). Tad starpprodukti to pašu faktoru ietekmē sadalās, vienlaikus veicot 3 procesus:

1) mineralizācija, kuras rezultātā veidojas vienkāršāki savienojumi (amonjaks, skābeklis, oglekļa dioksīds u.c.), kas tiek izskaloti no augsnes profila vai tiek izmantoti augiem;

2) mikrobu sintēze notiek heterotrofu organismu ietekmē, kas izmanto organiskos savienojumus savas plazmas veidošanai;

3) humifikācija - grūts process pret sadalīšanās izturīgu humusvielu sintēze.

Humusa sastāvs

Humusu veido HA (ulminceous), FA (krens un apokrēns) un nehidrolizējams atlikums (humīns).

HA ir lielas molekulmasas slāpekli saturošu skābju grupa ar skābas dabas ciklisku struktūru. Tie ir melnā vai tumši brūnā krāsā, nešķīst ūdenī un skābēs, bet šķīst vājos sārmos. HA elementāro sastāvu attēlo C (52-62%), O 2 (31-39%), H (2,5-5,8%), N (2,6-5,1%). HA satur karboksilgrupas, metoksigrupas un hidroksilgrupas. Pateicoties šīm grupām, HA ir augsta absorbcijas spēja apmainīt savas aktīvās grupas pret katjoniem. Ar HA katjoniem tie dod sāļus - humātus. Vienvērtīgie katjoni veido ūdenī šķīstošos sāļus, kas var izskaloties. Ar 2 un 3 valentiem katjoniem – nešķīstošiem savienojumiem, izraisa koagulāciju, piedalās ūdensizturīgas struktūras veidošanā. E=250-700 mg-ekv\100 g augsnes.

FA ir lielas molekulmasas slāpekli saturošu skābju grupa ar skābas dabas ciklisku struktūru. Atšķirībā no HA, tie satur mazāk C un vairāk skābekļa. FA elementāro sastāvu attēlo C (44-50%), O 2 (42-48%), H (4-6%). Tie ir salmu dzeltenā krāsā un šķīst it visā. Augsnēs tie ir sastopami brīvā un kustīgā stāvoklī un saistīti ar savienojumiem, kas nav silikāti. Viņiem ir funkcionālās grupas. Ar katjoniem tie veido sāļus – fulvātus, kas šķīst ūdenī neatkarīgi no valences.

Humīni ir tie paši HA un FA, bet cieši saistīti ar augsnes minerālo daļu. Var šķīst stiprās skābēs.

Par humusa kvalitāti spriež pēc C humīnskābju un C fulvoskābju attiecības.

Taiga-meža zonā mežstepju ziemeļu daļa Sgk\Sfk<1, в южной части лесостепи, степи соотношение равно 1 или более 1, у черноземов – около 2, в пустынях, полупустынях и засоленных почвах – менее 1. В нашей зоне ФК представлены низкомолекулярными соединениями ГК, которые не вызывают агрессивного разрушения минеральной части почв.

Frakcionēts humusa sastāvs.

Izveidojas pirmā humīnskābju (HA) un fulvoskābju (FA) frakcija, kas saistīta ar seskvioksīdu (Fe 2 O 3) nesilikātu formām, t.i. tie ir viskustīgākie savienojumi augsnē.

HA un FA 2. frakcija, kas saistīta ar kalciju, notiek koagulācija, šī ir stabilāka humīnskābju frakcija.

3. HA un FA frakcija ir saistīta ar stabiliem mālu savienojumiem alumīnija un dzelzs seskvioksīdu veidā (45-60%).

FA formas frakcija 1a - tā ir brīvā, agresīvākā humīnskābju frakcija (pH = 2,6-2,8). Tas rada podzoliskas augsnes. Tie. Augsnes auglība ir atkarīga no humusa kvalitātes. Černozemā dominē 2. un 3. frakcija.

Humifikācijas procesus ietekmē šādi apstākļi:

1) ūdens-gaiss un termiskie režīmi. Organisko atlieku sadalīšanās un humusa veidošanās vislabāk notiek 25-30 0 temperatūrā un augsnes mitrumā 60-80% no MV.

2) Augu atlieku sastāvs un raksturs.

3) Sugas sastāvs un mikroorganismu darbības intensitāte.

Ziemeļos mikroorganismu sugu sastāvs ir vienmuļš un to skaits ir neliels. Virzoties uz dienvidiem, palielinās temperatūras režīms, palielinās mikroorganismu intensitāte, skaits un sugu sastāvs.

4) Pašas augsnes īpašības.

Podzoliskās un velēnu-podzoliskās augsnes – no 0,5 līdz 2,5-3,%

Pelēkās meža augsnes - 3-4 līdz 7-8%

Černozems – 5-12%

kastanis - 2-5%

Sarkanās augsnes līdz 5-6%

2. jautājums “Augsnes struktūra un struktūra. Struktūras veidošanās. Augsnes struktūras iznīcināšanas un atjaunošanas veidi. Struktūras veidošanās faktori. Rādītāji, kas raksturo agronomiski vērtīgu struktūru"

1. Dažādu izmēru, formu un kvalitatīvu sastāvu pildvielu kopumu sauc par augsnes struktūru.

Augsnes spēju sadalīties agregātos sauc par struktūru.

Minerālmateriālu izmēri, formas un īpašības ir atkarīgas no augsnes veidošanās apstākļiem un katra augsnes veida īpašībām un dažkārt atsevišķiem horizontiem. Černzemēm - granulēta struktūra. Soloņecēm horizontam B ir kolonnveida prizmatiska struktūra, pelēkām meža augsnēm horizontam A 2 B 1 ir riekstu struktūra, podzoliskajām augsnēm ir bezstruktūras augšējie horizonti, bet horizontam B ir kunkuļaina struktūra.

Struktūrai ir milzīga loma augsnes auglībā (Dokuchaev, Kostychev, Tyullin, Antipov-Karataev uc).

Struktūras kvalitatīvu novērtējumu nosaka tās izmērs, mehāniskā izturība un porainība. Agronomiski vērtīgu būvi raksturo: 1) izmēri - no 0,25 līdz 10 mm vai līdz 7 mm - vietām ar mitruma deficītu. Šo struktūru sauc par mezostruktūru. Makrostruktūras izmēri ir lielāki par 10 (7) mm, bet mikrostruktūras izmēri ir mazāki par 0,25 mm. Izmantojot šīs vērtības, var aprēķināt struktūras koeficientu: K = mezostruktūras daudzums \ makro- un mikrostruktūras summa; 2) mehāniskā izturība, t.i., pildvielas un gabali nedrīkst tikt iznīcināti, veicot atkārtotu apstrādi ar instrumentiem; 3) Ūdensizturība - vienību spēja izturēt ūdens postošo ietekmi; 4) Porainība - lai mitrums iekļūtu un saglabātos kapilāros. Porainībai jābūt ne vairāk kā 45-50%. Un viņi uzskata, ka agronomiski vērtīgā struktūra ir liela poraina, jo smalkās poras samazina porainību līdz 30-40%. Iekārtas ir ciešā iepakojumā, kur ūdenim un gaisam ir grūti iekļūt.

Agronomiski vērtīga struktūra labvēlīgi ietekmē augsnes īpašības un režīmus. Nosaka fizikālās īpašības (blīvumu, porainību); gaisa, ūdens, siltuma, O-W un barības vielu režīmi. Struktūra nosaka augsnes fizikālās un mehāniskās īpašības - tās ir kohēzija, garozas veidošanās, berze kultivēšanas laikā un augsnes preterozijas stabilitāte.

Struktūra veidojas sarežģītu bioloģisko un fizikāli ķīmisko procesu rezultātā. Struktūras veidošanās nosacījumi ir 2 pretēji virzīti procesi - tie ir: 1) augsnes daļiņu savienošana vai līmēšana savā starpā; 2) atsevišķu līmētās augsnes masas posmu atdalīšana, veidojot savā starpā nesaistītus kunkuļus.

Ja ir aktīvs tikai viens no procesiem, veidojas bezstruktūras augsne. Pirmais process veido vienotu masu, bet otrais process izraisa augsnes sadrumstalošanos un izkliedi.

Lai veidotos struktūra, ir nepieciešami šādi faktori: 1) adhezīvu klātbūtne augsnē, t.i., organisko un minerālo koloīdu (dūņu daļiņu un humusa) veidošanās. Organiskie savienojumi salīmē daļiņas 12 reizes spēcīgāk nekā dubļainās; 2) aktīva vai svaiga humusa klātbūtne; 3) Humusa kvalitāte ar humīnskābes pārsvaru, kas rada augsnes masas porainību. Fulvoskābju pārsvars veido vienotu masu; 4) Cementējošā katjona Ca klātbūtne augsnē, kas veido neatgriezeniskas savienojumu formas ar humusu. Struktūras cementēšanas faktors ir alumīnija un dzelzs seskvioksīdi (un dzelzs ir lielāka izturība); 5) periodiska augsnes sasalšana un izžūšana, kas izraisa koloīdu dehidratāciju un neatgriezenisku koagulāciju; 6) Spiediens, kas rodas starp augšējo un apakšējo slāni; 7) liela nozīme strukturēšanā ir daudzgadīgajām un viengadīgajām stiebrzālēm, kas, no vienas puses, sapludina masu ar saknēm, no otras puses, izmirstot, bagātina to ar aktīvo humusu un biomasas daudzumu iegūst no vairāk nekā no kultivētajiem augiem; 8) tārpu loma.

Struktūras iznīcināšanas iemesli: 1) atkārtotas augsnes apstrādes, lauksaimniecības mašīnu kustības mehāniskās ietekmes rezultātā; 2) bioloģiski heterotrofo mikroorganismu dzīvībai svarīgās aktivitātes dēļ, kuri uzturā izmanto organisko savienojumu oglekli, tiem trūkst līmvielas; 3) fizikāli ķīmiskie procesi augsnē, aizstājot 2 un 3 valentos sāļus ar vienvērtīgajiem, kas izraisa peptizāciju un iznīcināšanu.

Struktūras atjaunošanas veidi: 1) racionāla un savlaicīga augsnes apstrāde, ņemot vērā tās īpašības un īpašības; 2) nepārtrauktas lopu ganīšanas uz laukiem pārtraukšana; 3) sabalansētu organisko un minerālmēslu izmantošanu; 4) labības, pākšaugu un daudzgadīgo stiebrzāļu ieviešana augsekās. Daudzgadīgās stiebrzāles virskārtā atstāj 4-18 tonnas uz hektāru rugāju un sakņu atlieku; 5) agrotehniskās tehnikas (kaļķošana, ģipsis); 6) mākslīgās struktūras veidošana, kuras pamatā ir poliakritiskie polimēri.

Jautājums “Augsņu absorbcijas spējas jēdziens. Augsnes uzsūkšanas spējas veidi un to raksturojums"

Augsnes absorbcijas spēja- tā ir augsnes spēja absorbēt dažādas vielas (cietvielas, ūdens tvaikus un gāzes) no šķīduma, kas iet caur to, un saglabāt tās.

Šai augsnes īpašībai ir liela nozīme augu uzturā un izmantotā mēslojuma pārveidē. Pateicoties uzsūkšanas spējai, augsne saglabā viegli šķīstošos savienojumus, barības vielas un humusvielas. Dažādu augšņu absorbcijas spēja ir atšķirīga un atkarīga no koloīdu satura. Saikne starp tām ir tieša.

LABI LABI. Gedroits izdalīja piecus absorbcijas spējas veidus:

1) bioloģiskā

2) mehāniskā

3) fiziskais

4) ķīmiskais

5) fizikāli ķīmiski vai vielmaiņas

Bioloģiskā absorbcijas spēja ir saistīta ar dzīvo augu un mikroorganismu sakņu klātbūtni augsnē, kas selektīvi absorbē nepieciešamās barības vielas no augsnes šķīduma un pārvērš tās sava ķermeņa organiskajos savienojumos. Tādējādi šīs barības vielas tiek pasargātas no izskalošanas no augsnes (kalcijs, kālijs, nitrāti, fosfāti u.c.) un uzkrājas augsnē. Pēc augu nāves notiek pakāpeniska to mineralizācija, tajos esošie uztura elementi pāriet jaunām augu un mikroorganismu paaudzēm pieejamā formā.

Pēc Kovdas teiktā, augi uz katra hektāra absorbē un atdod augsnē simtiem kilogramu ķīmisko elementu. Augu sakņu absorbcijas spēja svārstās no 10 līdz 80 mEq\100 g augsnes. Pākšaugi ir aktīvāki sorbenti nekā graudaugi.

Bioloģiskā uzsūkšanās ir atkarīga no: aerācijas, mitruma, organisko vielu sastāva, kas kalpo par enerģētisko materiālu mikroorganismiem.

Katjoni un anjoni tiek absorbēti bioloģiski. No katjoniem tie ir kālijs, sērs, kalcijs, dzelzs utt. No anjoniem labi uzsūcas PO 4 skābes, daļēji sulfāti un karbonāti un Hlorīdi un nitrāti vispār netiek absorbēti bez dzīviem organismiem.Īpaši liela nozīme ir bioloģiskajai absorbcijai, lai pārveidotu slāpekļa nitrātu formas augsnē (pavasarī vislabāk izmantot mēslošanas līdzekļus, kas satur nitrātu grupu - nātriju, kāliju, amoniju, kalcija nitrātu). Hloru saturošus mēslošanas līdzekļus labāk lietot rudenī (amonija hlorīds).

Tādējādi, atkarībā no īpašiem apstākļiem, mikroorganismu veiktajai barības vielu bioloģiskajai absorbcijai var būt pozitīva un negatīva nozīme. Piemēram, tvaika laukos notiek nitrifikācijas process, t.i. nitrātu slāpekļa veidošanās, un šis slāpeklis netiek fiksēts augsnē un pēc tam tiek izskalots. Taču šos procesus var regulēt – skābo augšņu kaļķošanu, organiskā un minerālmēslu iestrādāšanu u.c.

Mehāniskā absorbcijas spēja ir augsnes kā poraina ķermeņa spēja aizturēt nelielas daļiņas no filtrētām suspensijām. Tās daļiņas, kuru diametrs ir lielāks par augsnes poru diametru, tiek saglabātas. Jo smagāka ir augsnes tekstūra, jo smalkākas ir poras un augstāka mehāniskā absorbcija. Tas novērš dūņu un koloidālo daļiņu izskalošanos no augsnes. Šī absorbcija veicina jaunu augšņu (palieņu) veidošanos.

Negatīvā vērtība ir augsnes poru aizsērēšana, kas izraisa aizsērēšanu.

Mehāniskiūdenī nešķīstoši tiek fiksēti augsnē mēslošanas līdzekļi un melioranti (fosforīta milti, kaļķi, ģipsis).

Fizikālā (molekulārā) absorbcijas spēja- tā ir visu izšķīdušo vielu molekulu pozitīva vai negatīva adsorbcija ar augsnes daļiņām.

Tas ir atkarīgs no cieto daļiņu kopējās virsmas. Jo vairāk smalko daļiņu augsnē, jo augstāka ir fiziskā uzsūkšanās. Tas rodas virsmas spraiguma spēku dēļ. Brīvās enerģijas dēļ tiek piesaistītas veselas tvaika, gāzes, ūdenī izšķīdušo vielu un veselu baktēriju molekulas. Šajā gadījumā mainās koncentrācija uz šo daļiņu virsmas, bet ķīmiskais sastāvs nemainās.

Augsnes daļiņas saglabā skābekli, oglekļa dioksīdu, slāpekli, ūdeņradi, ūdens tvaikus un amonjaku. Enerģētiskāk tiek absorbēts ūdens un amonjaks, mazāk enerģētiski tiek absorbēts oglekļa dioksīds, skābeklis un slāpeklis. Gāzu absorbcijas enerģija samazinās šādā secībā: ūdens tvaiks, amonjaks, oglekļa dioksīds, skābeklis, slāpeklis.

Fiziskā absorbcija var būt pozitīva vai negatīva.

Pozitīvi rodas, ja izšķīdušās vielas molekulas tiek piesaistītas augsnes daļiņām spēcīgāk nekā ūdens molekulas. Tādā veidā tiek absorbēts daudz organisko skābju, alkaloīdu un lielmolekulāro organisko savienojumu.

Negatīva fiziskā absorbcija sastopams šķīstošajos minerālsāļos un neorganiskās skābēs. Notiek apgrieztais process. Ūdens molekulas spēcīgāk fiksē augsnes daļiņas, un izšķīdušās vielas atrodas šķīdumā (minerālsāļi, skābes, sārmi).

Mēslošanas līdzekļiem ir zināma hlora anjonu un nitrātu slāpekļa negatīva adsorbcija, kas nosaka to spēcīgo mobilitāti augsnē un iespēju izskaloties no augšējiem augsnes slāņiem pie augstas mitruma pieejamības. Šādai hlora izskalošanai, kas ir kaitīga lielākajai daļai augu (īpaši kartupeļiem, tabakai, citrusaugļiem), ir pozitīva ietekme, bet nitrātu slāpeklim tā ir nevēlama. Tāpēc, izmantojot mēslojumu, tas jāņem vērā.

Liela vides nozīme ir fizikālajai absorbcijas spējai: 1) tā pozitīvi sorbē ne tikai ūdens molekulas, bet arī gāzu un organisko savienojumu molekulas, tajā skaitā dažādus pesticīdus, veicinot to fiksāciju un tālāku sadalīšanos; 2) uz daļiņu virsmas tiek aizturēti dažādi mikroorganismi. Dažādām augsnēm ir atšķirīga spēja absorbēt mikroorganismus. Jo smagāks granulometriskais sastāvs, jo vairāk humusa, jo augstāka ir absorbcijas spēja pret mikroorganismiem. Uzsūcot augsnē, baktērijas samazina savu bioķīmisko aktivitāti, kas uzlabo teritorijas sanitāros apstākļus un attīra aku ūdeņus un gruntsūdeņus.

Ķīmiskās absorbcijas spēja (ķīmiska absorbcija) izraisa nešķīstošu vai vāji šķīstošu savienojumu veidošanos ķīmisko reakciju rezultātā starp atsevišķiem augsnē šķīstošiem sāļiem.

Ķīmiskā absorbcija ir atkarīga no:

1) par to, kādi anjoni atrodas augsnē. Hlora anjoni un nitrātu slāpeklis neveido slikti šķīstošos savienojumus ar katjoniem. Karbonāti un sulfāti ar onovalentiem katjoniem dod šķīstošus sāļus, un ar 2- un 3-valentiem katjoniem tie rada slikti šķīstošos sāļus. Fosfāti ar vienvērtīgiem dod šķīstošus sāļus, bet ar 2- un 3-valentiem sāļiem - slikti šķīstošos sāļus.

2) koloīdu sastāvs un vides reakcija. Jo vairāk amfolitoīdu augsnē un skābāka vides reakcija, jo izteiktāka ir anjona ķīmiskā uzsūkšanās. Humusvielas samazina fosfātu uzsūkšanās intensitāti.

Fosforskābes anjonu, organisko vielu un daudzvērtīgo metālu katjonu fiksācijā augsnēs liela nozīme ir ķīmiskās absorbcijas spējai.

Ķīmiskā absorbcija izpaužas, lietojot fosfora mēslojumu:

Ca(H2PO4)+Ca(HCO3)22CaHRO4+2H2CO3

Superfosfāts

Ca(H2PO4)+2Ca(HCO3)2Ca3(PO4)2+4H2CO3

(NH4) 2 HPO4 + Ca(HCO 3) 2 CaHPO 4 + 2NH 4 HCO 3

Skābās augsnēs, kas satur daudz seskvioksīdu, ķīmiskā absorbcija notiek, veidojot slikti šķīstošus dzelzs un alumīnija fosfātus. Ņemot vērā PO 4 3- īpašību būt ķīmiski fiksētam, ir nepieciešams augsnē pievienot vairāk fosfora, nekā augiem nepieciešams (granulu veidā).

Fizikāli ķīmiskā vai apmaiņas absorbcijas spēja– augsnes koloīdu spēja apmainīt savus jonus pret augsnes šķīduma joniem.

Apmaiņas reakcijas galvenokārt notiek ar katjoniem, jo koloīdi ir negatīvi lādēti. Ja tie ir bazoīdi, tad apmaiņa notiek ar anjoniem.

Piemēram:

PPK 2Na + CaSO 4 PPK Ca + Na 2 SO 4 (šķīstošais sāls)

PPK 2H + CaCO 3 PPK Ca + H 2 CO 3 (H 2 O un CO 2)

PPK Ca + 2NH 4 NO 3 PPK 2NH 4 + Ca(NO 3) 2

Fizikāli ķīmiskajai absorbcijai ir vairākas likumsakarības:

1) Apmaiņa notiek stingri līdzvērtīgos daudzumos saskaņā ar apmaiņas ķīmisko reakciju likumiem;

2) Katjonu apmaiņas reakcija notiek ātri (85% katjonu tiek sorbēti 3-5 minūtēs - pēc Giedroyc domām), bet ir nepieciešamas 1-3 dienas, lai izveidotu dinamisku līdzsvaru starp augsnes šķīduma katjoniem un difūzo slāni.

3) Jebkuru absorbēto katjonu augsnes šķīdumā var izspiest un aizstāt ar citu katjonu;

4) Dažādu katjonu apmaiņas absorbcijas enerģija ir atkarīga no jona valences un ar tādu pašu valenci no jona atomu masas. Tas palielinās, palielinoties valencei un atomu masai. Izņēmums ir ūdeņradis, kam, lai gan tam ir mazāka atommasa, ir augsta absorbcijas enerģija un tas izspiež citus katjonus.

Li

ievada nobīde

5) Apmaiņas absorbcija lielākoties ir atgriezenisks process.

6) Katjonu absorbcijas intensitāte ir atkarīga no šķīduma koncentrācijas. Jo zemāka koncentrācija, jo aktīvāka ir katjonu absorbcija.

Jautājums “Augsņu granulometriskais sastāvs. Mehānisko elementu grupas, to raksturojums, ietekme uz augsnes īpašībām. Augsņu klasifikācija pēc granulometriskā sastāva. Daļiņu izmēra sadalījuma nozīme augšņu agronomiskajā novērtējumā"

Augsne ir polidispersa sistēma, jo tās cietajā fāzē ietilpst dažāda lieluma minerālās, organiskās un organiskās minerālās daļiņas: no molekulāriem koloidāliem izmēriem līdz rupjām dispersijām - putekļiem, smiltīm, akmeņiem. Šīs elementārdaļiņas atšķiras viena no otras ne tikai pēc izmēra, bet arī pēc mineraloģiskā un ķīmiskā sastāva, un tām ir dažādas aktivitātes saistībā ar augsnē notiekošajiem fizikāli ķīmiskajiem un bioloģiskajiem procesiem. Ūdens, gaisa, augsnes barības režīmi un augu augšanas apstākļi lielā mērā ir saistīti ar augsnes granulometrisko sastāvu.

Granulometriskaisaugsnes sastāvs– tas ir relatīvimehānisko elementu saturs klintī vai augsnēdažāda lieluma, kas izteikts procentos no sausas augsnes masas.

N. A. Kačinskis ierosināja apvienot mehāniskos elementus šādās frakcijās: daļiņas, kas lielākas par 3 mm - akmeņi. Frakcija sastāv no iežu fragmentiem. Augsnē nav pozitīvas lomas.

3–1 – grants, sastāv no iežu fragmentiem un primārajiem minerāliem. Nelielos daudzumos tas uzlabo gaisa režīmu, un lielos daudzumos tas sarežģī mehanizētos procesus;

1–0,05 – smiltis, sastāv no primārajiem minerāliem. Šādām augsnēm ir laba aerācija, tās ir viegli apstrādājamas, bet tām ir slikta ūdens caurlaidība, tajās neuzkrājas mitrums un barības vielas;

0,05–0,01 – rupji putekļi, pēc sastāva un īpašībām līdzīgi smiltīm.

0,01–0,005 – vidēji putekļi; 0,005–0,001 – smalki putekļi, sastāv no sekundāriem minerāliem, šādām augsnēm ir augsta uzsūkšanas spēja, tajās uzkrājas daudz mitruma, barības vielu, trūdvielu, bet tām ir slikta aerācija, grūti pārstrādājamas, tās spēj uzbriest, peldēt un veidoties garoza .

smalkāks par 0,001 mm – dūņas, pēc sastāva un īpašībām tuvu vidējiem un smalkiem putekļiem.

Katra no šīm frakcijām atšķiras no citām ar savām īpašībām. Lai klasificētu augsnes pēc to granulometriskā sastāva, visas daļiņas, kas lielākas par 0,01 mm, tiek apvienotas “fizikālajās smiltīs”, bet daļiņas, kas ir mazākas par 0,01 mm, tiek apvienotas “fizikālajā mālā”. Liela ražošanas nozīme ir granulometriskajam sastāvam. To ņem vērā, veicot agrotehniskos pasākumus, apstrādi, apūdeņošanu, kultūraugu izvēli u.c.

Krievijā tika izveidota divu locekļu klasifikācija, ko ierosināja N. M. Simbircevs un uzlaboja A. N. Sabanins un N. A. Kačinskis, ņemot vērā augsnes ģenētiskās īpašības (humusa saturu, maināmo katjonu sastāvu, mineraloģisko sastāvu utt.) un ar to saistītos. nevienlīdzīga spēja māla frakcija agregācijai. Tāpēc klasifikācijā atsevišķi aplūkotas trīs galvenās augšņu grupas: podzolveida augsnes veidošanās, stepju augsnes, kā arī soloneces un ļoti sāļas augsnes.

Koncepts " humusu“Salīdzinoši nesen to sāka lietot vidusmēra vasaras iedzīvotājs. Tikai pirms dažām desmitgadēm nevienam nebija ne jausmas, kas tas ir un kam tas ir vajadzīgs. Tomēr šis jēdziens jau bija plaši pazīstams zinātnieku un agronomu vidū. Mūsu rakstā mēs centīsimies izprast šo terminu un pēc iespējas vairāk uzzināt par tā ietekmi uz augiem.

Es domāju, ka ikviens zemnieks (vai dārznieks amatieris) vēlētos veselīgu, auglīgu augsni. Tieši humusa saturs ir jūsu augsnes auglības rādītājs. Pateicoties humifikācijas procesam, veidojas humusvielas. Humifikācija ir sarežģīts process, kura rezultātā augsnē sadalās organiskās vielas.

Tas veidojas dzīvnieku, augu un mikrobu izcelsmes atlieku dēļ. Milzīgu ieguldījumu tās izveidē sniedz augsnes “iemītnieki”: tārpi, vaboles, meža utis. Lauksaimniecībā svarīgākais tās veidošanās avots ir augsnē uzklātie mēslošanas līdzekļi un augu atliekas. Tas veidojas sabrukšanas procesā. Citiem vārdiem sakot, humuss ir humuss.

Augsni klasificē pēc humusa satura. Tā daudzumu augsnē nosaka, salīdzinot to sausā un mitrā stāvoklī. Pateicoties šai metodei, ir iespējams izšķirt 4 augsnes veidus: zemu trūdvielu, vidēji trūdvielu, vidēju trūdvielu, trūdvielu.

Humusa veidi

Zems humusa saturs - augsne ir gaiši pelēkā krāsā, kad tā ir mitra, šīs augsnes krāsa būs pelēka un brūna. Šī augsne satur ne vairāk kā 1-1,5% humusa

Mēreni humusa - atšķiras ar pelēku vai pelēkbrūnu krāsu, mitra augsne mainīs krāsu uz tumši pelēku vai tumši brūnu. šādā augsnē nepārsniedz 2-2,5%

Vidēja humusa - krāsa no tumši pelēkas līdz tumši brūnai, mitra augsne - gandrīz melna. Šī augsne satur apmēram 3-4%

Humusa augsnes ir melnas krāsas, samitrinātas, tās var kļūt brūngani melnas. Šāda dotācija saturēs vismaz 4 - 8%. Tik augsts satura procentuālais daudzums liek domāt, ka tā, visticamāk, ir melna augsne. Tieši šāda veida augsne ir vislabvēlīgākā visu veidu veģetācijas audzēšanai.

Humuss: pamatīpašības

Tieši tajā uzkrājas visas derīgās vielas un mikroelementi.

Tas satur noteiktu vielu (humīnskābi), pateicoties kurai attīstās sakņu sistēmas.

Pateicoties sadalīšanās procesam un oglekļa dioksīda izdalīšanai no augsnes, augi elpo

Veicina augsnes struktūras izturību

Humusa augsnes ar augstu organisko vielu saturu ietekmē augsnes absorbcijas īpašības (tās auglība būs atkarīga no augsnes absorbcijas īpašībām).

Tieši tajā attīstās visnoderīgākie mikroorganismi, kas, savukārt, kļūst par barību augiem

Melnās krāsas dēļ humusa augsnes sasilst labāk nekā citas, absorbē un saglabā siltumu.

Kas nosaka humusa daudzumu augsnē un kā to papildināt?

Tās saturs augsnē ir tieši atkarīgs no organiskā mēslojuma un augu atliekām, kas nonāk augsnē. Organiskais mēslojums ir: kūtsmēsli, komposts, putnu mēsli, kūdras augsne utt. Lai nodrošinātu augsni ar pietiekamu humusa saturu, ir vērts sistemātiski pievienot kūtsmēslus vai kūdras-mēslu kompostus. Optimālā attiecība ir 200 kg uz zemes hektāru.

Tie var būt vai nu lēni sadalās, vai ātri sadalās.

Lēnām sadalošie organiskie mēslošanas līdzekļi ir kūtsmēsli, komposti utt. Tas ir lēni sadalošs organiskais mēslojums, kas var bagātināt augsni ar to par 30 vai pat vairāk procentiem.

Ātri sadalās organiskie mēslošanas līdzekļi: putnu mēsli, deviņvīru spēks un virca. Ātri sadalošie organiskie mēslošanas līdzekļi nav tik spēcīgi augsnes “bagātinātāji”, tomēr tos nevajadzētu atstāt novārtā. Tie kalpos kā lieliska barošana. Ātri sadalošais organiskais mēslojums nodrošinās jūsu augus ar nepieciešamajiem mikroelementiem un palīdzēs aktivizēt mikroorganismu darbu augsnē.

Diemžēl humusa saturs augsnē nav nemainīgs. Atsevišķu kultūru ražas veidošanās noved pie tās sabrukšanas. Augsnes rakšana un irdināšana negatīvi ietekmē tās saturu augsnē. Ja vēlaties saglabāt tās optimālo līmeni augsnē, jums regulāri un sistemātiski jāpievieno augsnei organiskais mēslojums, neaizmirstot par mēslojumu. Arī tā veidošanās process var paātrināt zemes sausuma un mitruma maiņu.

Tas ir augsnes vitālās enerģijas pamats, tāpēc neaizmirstiet pabarot un mēslot savu augsni, jo jo vairāk tās būs zemē, jo labāk tajā attīstīsies augi.

Tatjana Kuzmenko, redkolēģijas locekle, tiešsaistes izdevuma "AtmAgro. Agro-industrial Bulletin" korespondente