Влияние на хумуса върху свойствата на почвата, храненето на растенията и добива
Хумус и свойства на почвата.
Почвеното органично вещество подобрява технологичните свойства на почвата и нейната биологична активност, способността на почвата да абсорбира вещества, разтворени във вода, регулира нейния хранителен режим, реакция, буферност, водно-физични свойства, определя образуването на хумусни хоризонти.
Наличието на хумусни вещества повишава усвоителната способност на почвата в резултат на увеличаване на обменната способност на хуминовите киселини. Ако обменният капацитет на минералните колоиди на чернозема е 70-90, тогава органо-минералните - 150-200, а органичните - 400-500 mg на 100 g почва. Средно обменната способност на хумуса е 10 пъти по-голяма от тази на минералната част на почвата.
Ролята на хумусните вещества за формирането на поглъщателната способност е още по-значима при почви с лек механизъм. Увеличаването на количеството органичен въглерод в минералното вещество на песъчливи и подпесъчливи почви от 0,28 до 0,54% повишава обменния капацитет (общото количество катиони от същия вид, задържани от почвата в обменно състояние) с 30–34%. При всяко 0,1% увеличение на количеството на хумусното вещество се увеличава с 0,4 mg eq на 100 g почва, а влагоемкостта с 0,5-0,8%.
Увеличаването на съдържанието на хумус в почвата има положителен ефект върху реакцията на почвената среда в посока на намаляване на киселинността. Това е от особено значение за бедните дерново-подзолисти почви на нечерноземния регион, образувани върху глини, съдържащи голямо количество подвижен алуминий (до 20-40 mg на 100 g почва). Установено е, че отрицателният ефект от повишената киселинност тук е свързан повече не със стойността на рН, а с токсичността на мобилния алуминий, която се проявява в кисела среда вече при съдържание на алуминий от около 3 mg на 100 g почва.
Установена е закономерност, че при всяка стойност на pHтъй като органичното съдържание се увеличава, количеството обменен алуминий намалява.
Хумусните вещества, дори ако са синтезирани сравнително наскоро, имат способността да задържат хранителни вещества, оказват голямо влияние върху формирането на кохерентна, водоустойчива и пореста структура на почвата.
Структурата на почвата, образувана без участието на хумусни вещества, не притежава водоустойчивост. Само участието на органични колоиди, по-специално калциеви хумати, му придава водоустойчивост.
Такъв строеж е характерен за черноземите, които имат по-благоприятна обемна маса, водно-въздушен режим, характеризират се с добра водо- и въздухопропускливост, влагоемкост и водозадържаща способност. Такива почви са по-малко склонни към пренасищане с влага, не плуват след интензивни и продължителни дъждове, а при изсушаване не се образува почвена кора, това създава най-благоприятните условия за растежа и развитието на кореновата система на растенията.
В допълнение, култивираните почви не са трудни за обработка, тяхната физическа зрялост през пролетта настъпва по-рано и продължава по-дълго в сравнение с по-слабо култивираните. Те също така показват повишена устойчивост на водна и вятърна ерозия.
Култивирането на почвите, по-специално в нечерноземната зона, увеличаването на количеството и подобряването на качеството на хумуса в тях поради систематичното прилагане на органични торове, отглеждането на многогодишни треви допринася за образуването на водоустойчива структура в тях.
Почвената органична материя служи като енергиен материал за жизнената дейност на почвените микроорганизми, които играят важна роля в осигуряването на растенията с въглероден диоксид и хранителни вещества. Обработката на почвата ускорява размножаването на микроорганизмите и засилва тяхната дейност. В дългогодишен опитТимирязевска селскостопанска академия (TSAA) в районите, където са прилагани органични торове, производството на въглероден диоксид е 1,5–2 пъти по-високо в сравнение с контролата без торове и с варианта NRK, съответно, усвояването на кислород от обработваемия почвен слой се увеличава. Броят на микроорганизмите в този случай съответства на нивото на дишане на почвата. На силно култивирани и хумусни дерново-подзолисти почви масата на почвените микроорганизми в орния слой е 2-3 пъти по-голяма, отколкото в по-слабо култивираните.
Хумус и подхранване на растенията.
При интензивна обработка на обработваемата земя хумусът постепенно се разлага, в резултат на което отделените вещества в минерална форма се използват интензивно от растенията. От особено значение в случая е азотът, отделен от хумуса. При липса на азотни минерални торове добивът на едногодишни небобови растения се формира почти изцяло от азот, който се образува по време на минерализацията на почвения хумус. Прилагането на торове намалява дела на почвения азот във формирането на културите, но дори и при високи дози азотни торове (N100), 2/3 от общото икономично отстраняване на азот от зърнени култури е хумусен азот.
Проучванията на Всесъюзния институт по торове и агрохимия (VIUA) с маркиран азот показаха, че на дерново-подзолисти песъчливо-глинести почви на Владимирска област отстраняването на азот от почвата от реколтата от зърнени култури е 68% по отношение на общото отстраняване при средни нива на азотни торове (N100) 68%, високо (N120) - 58%; на средно глинести почви, съответно 86 и 76%, на тежки глинести почви, 87 и 71%. В подобни проучвания на TSCA отстраняването на азот от почвата от тревни насаждения върху напоявани култивирани пасища варира от 71 до 83% от общото отстраняване на азот от земната маса на тревите.
В черната земя и други зонистрани, делът на почвения азот във формирането на културите също е висок. Според данните на Всесъюзния развъдно-генетичен институт, на южния чернозем при ниски дози азотни торове (N40), участието на почвения азот в общото му отстраняване от ечемик за различни предшественици е 63-77%, при високи дози М 120) - 44-64% (при зимна пшеница, съответно, 73-92 и 47-73%).
Така дори при високи дози от мин. Торове, ролята на хумуса в осигуряването на азотно хранене на растенията е голяма. Колкото по-голямо е количеството хумус в почвата, толкова повече азот
Количеството азот, доставяно на растенията от почвата, се увеличава с увеличаване на съдържанието на хумус в нея. На култивирана, по-добре хумусна почва, коефициентът на използване на азота от минералните торове се увеличава значително. При опитите с TSCA върху дълготрайно наторена почва той е 58%, върху необработена почва (без торове) - само 30,5%.
При разлагането на хумуса, в допълнение към азота, в почвата влизат и други хранителни вещества: - фосфор, сяра, микроелементи, както и въглероден окис (CO2), който е необходим за фотосинтезата на растенията. Например, за формиране на реколта от зимна пшеница от 50 центнера / ха. по време на интензивния му растеж дневната нужда от въглероден окис е повече от 200 kg/ha. Около 70% от това количество се осигурява от минерализацията на почвения хумус, органични торове и растителни остатъци.
Много органични вещества, образувани по време на образуването на хуминови вещества, участват във физиологични и биохимични процеси. Такива вещества включват витамини, ауксини и други биотични вещества, съединения от индивидуален характер (аминокиселини, янтарна, фумарова и други киселини, които са продукти от жизнената дейност на микроорганизмите), както и собствените хуминови вещества.
Хуминови и фулвинови киселини вмалки дози активират процеса на образуване на корени в растенията, особено в ранните етапи на тяхното развитие. Разтворите на хуминови киселини активират ензимните системи на растенията, при липса на кислород във водната среда улесняват дишането им и подобряват въглехидратния метаболизъм.
Почвеният хумус е един от основните компоненти при формирането на реколтата. Неговото влияние се дължи на използването от растенията на азота, съдържащ се в хумуса, както и на други хранителни вещества, отделени при неговата минерализация, подобрява условията за растеж и развитие на растенията върху по-хумусни почви. Повишава степента на използване на минералните торове.
Хумусът влияе по-интензивно върху добивите на бедни на органични вещества почви. Увеличаването на обработката на почвата, увеличаването на запасите от хумус в тях допринася за увеличаване на възвръщаемостта от прилагането на минерални торове. На добре хумусирани почви, характеризиращи се с висок буферен капацитет, не се създава излишна концентрация на сол в почвения разтвор при прилагане на високи и свръхвисоки дози торове, в резултат на което се намалява отрицателният ефект от тези дози. Ефективността на торовете се увеличава с 1,7-2,2 пъти.