Мор или грубый гумус

Таким образом, процессы разложение органических остатков в лесной подстилке и поверхностном слое почвы тесно связаны с процессами их гумификации: в разных экологических условиях образование гумусовых веществ происходит с разной интенсивностью и в разных растительных зонах имеет свою специфику.

Так сложилось, что под термином «гумус» понимают разные вещи. С точки зрения экологического подхода, проработанного Мюллером еще в конце XIX ст., под гумусом понимают биологическую систему, которая включает органические вещества (микрофауну, микрофлору и т.п.), что взаимодействуют между собой, и биохимическую систему как совокупность различных химических соединений. Мюллер различает три основных типа лесного гумуса: мягкий, или «мулль», грубый гумус или «мор» и промежуточную форму, которая полученная название «модер». Мягкий гумус образуется в лиственных лесах при благоприятных гидротермических условиях и достаточном количестве основ в подстилке и грунте. Он характерен для бурых почв, быстро минерализуется. В составе такого гумуса преобладают бурые гуминовые кислоты.

Образование грубого гумуса типа «мор» происходит в хвойных лесах и вересковых зарослях. Оно проходит при недостатке основ и высоком содержании кремнезема. Этот гумус имеет кислую реакцию, он устойчив к воздействию микроорганизмов и минерализуется медленно. В результате медленной гумификации и минерализации образуется толстый торфовидний слой.

Гумус типа «модер» образуется в условиях достаточно быстрой минерализации органических остатков и не имеет оторфованого слоя. Его образованию способствует активность животных, что измельчают растительные остатки.

Лісівницьке значение основных типов лесного гумуса подробно освещается в дисциплине «Лесоводство». Здесь мы рассматриваем гумус с биохимической точки зрения. Образование и накопление специфических гумусовых веществ представляет собой основную часть превращении растительного опада, что в значительной степени определяет уровень плодородия почвы и другие свойства. Нужно иметь в виду, что процессы превращение органических остатков в гумусовые вещества идет медленно. Установлено (Кононова, 1976), что для образования запаса гумуса в однометровому слое почвы за счет ежегодного опада нужно 100-200 лет при коэффициенте гумификации 0,3. Фактически же коэффициент составляет 0,2-0,3. А данные углеродного анализа свидетельствуют, что гумус почвы образуется и тысячелетиями.

В состав почвенного гумуса входит довольно многочисленная группа органических соединений (Дюшофур, 1970). Наибольшее значение для почвы имеют фульвокислоты и гуминовые кислоты, представляют собой комплексы различной природы. Фульвокислоты могут быть растворимыми и нерастворимыми. Это — комплексы, образовавшиеся в бедном азотом, биологически неактивном среде. Гуминовые кислоты объединяют две большие группы: бурые гуминовые и серые гуминовые кислоты. Первая группа характерна для модера, а вторая — для черноземов. Чтобы аккумулированной в гумусе питательные вещества стали доступными для растений, гумус должен мінералізуватися.

Следует помнить, что процесс минерализации и гумификации — антагонистические. Гуміфікацію можно определить как сумму процессов синтеза, приводящие к образованию коллоидных компонентов гумуса, тратя на это продукты нарушения свежих органических веществ. Чаще формируются комплексы нерастворимых веществ. Гуминовые и фульвокислоты имеют примерно одинаковую природу, но последние — менее поляризованы. Они могут переходить одна в одну. Для лиственных лесов лучше иметь гумус с большей долей гуминовых кислот.

Процесс гумификации происходит более активно при менее кислой среде. Поскольку высшие растения потребляют только минеральные вещества, то процесс минерализации гумуса для них очень важен.

Благодаря ему и увольняются элементы питания, которые из почвенных коллоидов поступают путем ионного обмена до корней растений. Так происходит корневое питание.

Большое значение для леса имеет глубина почвы. От нее зависит ее плодородие. Кроме того, для деревьев должна быть возможность глубоко укореняться, а это обеспечивает не только устойчивое положение деревьев в пространстве, но и обеспечивает водой и элементами питания. Глубина почвы влияет на состав древесных пород, продуктивность леса и другие особенности. Факторами, которые ограничивают глубину почвы, являются: 1) твердые скалистые горные породы, плотные глины или суглинки, которые создают механическую преграду для корней; 2) водоносные горизонты, в которых устанавливается анаэробный режим; 3) засоление хлоридами и сульфатами горизонты почвы; 4) горизонты вечной мерзлоты.

В лесоводстве различают грунты мелкие — до 30 см; средние — до 60 см; глубокие — свыше 60 см. С увеличением глубины в лесных почвах возрастает: 1) общий запас питательных веществ; 2) влагоемкость, то есть количество воды, удерживаемой объему грунта; 3) бонитет древостоев.

Источник

Почвенный гумус

Гумус — слово латинское, буквально оно переводится как земля, почва. В почвоведении этим термином обозначают специфическую группу высокомолекулярных темноокрашенных веществ, образующихся в процессе разложения органических остатков в почве. Эти соединения синтезируются из продуктов распада и гниения отмерших растительных и животных тканей.

Тот, кто хоть раз копал землю, знает, что верхний слой почвы более темный, чем нижние горизонты. В нем много мелких корешков и перегноя — размельченных полуразложившихся растительных остатков, перемешанных с минеральной почвой. Все эти остатки, перегнивающие в почве,— материал, из которого при участии почвообитающих микроорганизмов и животных формируются новые органические соединения, очень устойчивые, в которых сосредоточено большое количество элементов минерального питания растений. Это и есть гумус.

В разных природных областях гумусированный слой почвы имеет разную глубину и окраску. Например, в Подмосковье он темно-серого цвета, толщиной всего несколько сантиметров. А в тучных черноземах Украины гумусовый горизонт черный, его мощность более метра.

Плодородие почвы зависит от наличия в ней необходимых питательных веществ в доступной для растений форме. Гумусовые соединения — это резерв питательных элементов. Они очень медленно разлагаются, переходят в формы, доступные для растений и полностью поглощаются корнями. За счет гумуса почва способна давать стабильные урожаи в течение длительного времени. Постепенно этот резерв истощается, и если новообразование гумуса по каким-либо причинам идет медленнее, чем его трата, урожайность начинает снижаться, что мы и наблюдаем на землях, которые интенсивно эксплуатируются и при этом неправильно обрабатываются и удобряются.

Почвенный гумус — это комплекс разных химических соединений, в котором выделяют несколько групп, различающихся по химическому составу, свойствам, степени устойчивости в почве. Например, темную окраску ему придают гуминовые кислоты, наиболее устойчивые и долго живущие в почве компоненты гумуса. В черноземных почвах их содержание очень высоко. А в подзолистых преобладают так называемые серые гуминовые кислоты — фульвокислоты — более подвижные, быстрее разлагающиеся в почве. Поэтому-то в Нечерноземной зоне гумусовый горизонт светлый и маломощный.

Процессы гумификации очень сложны, их скорость и характер определяются многими причинами: ландшафтно-климатическими условиями, составом растительности, микробным и животным населением почвы. Превращение остатков растений в перегной связано с измельчением растительных тканей и перемешиванием их с минеральными частицами. На этом этапе большую роль играют почвенные животные, питающиеся такими остатками и роющие подземные ходы и норы.

Отмершие части растений сначала становятся добычей крупных беспозвоночных, которые отрывают, размельчают и растирают большие частицы. В мертвых растительных тканях много клетчатки и лигнина. Эти соединения очень медленно разлагаются в почве и плохо перевариваются в кишечнике животных, но после переработки в кишечном тракте беспозвоночных они сильно размельчаются и обогащаются выделениями. Затем в земле их быстро заселяет почвенная микрофлора, продолжая дальнейшее разрушение и разложение. Некоторые группы животного населения почвы способны к очень активному разложению клетчатки с помощью симбиотических микроорганизмов. К ним относятся, например, мокрицы, многоножки, слизни, улитки, личинки многих насекомых.

При отсутствии животных разрушение растительных тканей резко замедляется. Отмершие корни люцерны, например, длительное время сохраняют свою структуру, а если заселить их личинками мушек-сциарид, то всего за несколько дней превращаются в аморфную темную массу. Существует тесная связь между обилием почвенных животных и активностью гумусообразовання.

Для формирования высококачественного гумуса важное условие — достаточная аэрация почвы. Животные же постоянно формируют систему ходов, которые постоянно прочищаются и поддерживаются их обитателями. Эта система ходов создает вентиляцию и обеспечивает проникновение кислорода в глубокие горизонты почвы, и благодаря этому там могут развиваться аэробные процессы.

Деятельность животных оказывает также известное влияние, на кислотность почвы. Например, дождевые черви в процессе обмена веществ выделяют большое количество углекислого кальция. При высокой численности червей этот кальций существенно изменяет кислотность почвы, приближая ее к нейтральной реакции. Некоторые многоножки и мокрицы имеют толстый хитиновый панцирь, пропитанный кальцием.

Во время линек или после гибели насекомых их панцири разрушайся, и кальций включается в обменные почвенные процессы. В лесостепных дубравах, где многоножки-диплоподы очень многочисленны, поступление кальция из их панцирей составляет до 50 кг на гектар в год.

Многие почвенные животные в ходе обмена веществ выделяют ряд активных соединений, которые непосредственно участвуют в реакциях, ведущих к формированию гумусовых веществ. Среди микроорганизмов важнейшее значение в формировании гумуса имеют бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы. В клетках некоторых актиномицетов образуются специфические темноокрашенные соединения, молекулы которых при взаимодействии друг с другом формируют гумусовые вещества. Актиномицеты способны синтезировать фульвокислоты. Такие широко распространенные в почве грибки, как пенициллы и аспергиллы, участвуют в начальных стадиях гумификации растительных остатков.

Микроорганизмы осуществляют и разложение гумуса в почве. Это — плесневые грибки, актиномицеты, дрожжи, термофильные бактерии. Разложение и минерализация гумуса ускоряются при недостатке органического материала, богатого азотом.

Ученые-почвоведы различают разные типы гумуса, отличающиеся по своим свойствам и особенностям формирования. Наиболее низкокачественный гумус — так называемый сырой или грубый кислый гумус — «мор». Он образуется при низких температурах, избытке влаги или в бедных почвах. Мор содержит много полуразложившихся растительных остатков. Основные агенты его формирования — грибы. Нужно отметить, что грибы выделяют вещества, создающие кислую реакцию почвы. Тем самым они препятствуют поселению животных и замедляют темпы размельчения растительных тканей. В результате в гумифицированной массе остается много крупных частиц, богатых лигнином и клетчаткой, удерживающих большое количество элементов питания, что делает такой гумус малопродуктивным.

Тонкое размельчение растительных остатков животными, выделение ими слизистых и щелочных продуктов в массу разлагающейся органики приводят к образованию тонкозернистого высококачественного «сладкого гумуса», или «мулля». Мулль формируется в почвах при высоком обилии дождевых червей. Большое значение имеет выделение червями слизи, склеивающей органические и минеральные частицы. Из них формируются устойчивые водопрочные почвенные агрегаты, которые долгое время не распадаются и образуют зернистую структуру почвы.

Существуют и другие переходные типы гумуса. Их формирование во многом зависит от состава и активности почвенных организмов и запаса органического материала в почве. На полях почва быстро истощается, содержание гумуса в ней снижается. А причина в том, что вместе с урожаем убирают и резерв органического материала, в котором аккумулированы продукты минерального питания растений. Уменьшается и количество животных, а вслед за этим снижается активность гумусообразования.

В почве начинается минерализация имеющегося в ней запаса гумуса, а после его истощения происходит падение почвенной продуктивности (таяние гумуса). Внесение больших доз минеральных удобрений не может компенсировать снижения природного почвенного плодородия, поскольку растения усваивают лишь незначительную часть их. А избыточные концентрации удобрений в почвенном растворе и в сочных тканях растений снижают качество сельскохозяйственной продукции. Широкую печальную известность приобрели нитратные отравления овощами и фруктами, выращенными в условиях завышенных норм минеральных удобрений

Для сохранения естественного почвенного плодородия и для повышения урожайности прежде всего необходимо внесение органических удобрений. Только они могут компенсировать потери органического материала, изымаемого при сборе урожая. Обогащение почвы органикой приводит и к активизации деятельности микроорганизмов и животных, участвующих в процессах гумификации, что также способствует формированию гумусового резерва и поддержанию его баланса.

Для закрытого грунта, где интенсивно эксплуатируется небольшая земельная площадь, можно использовать «биогумус» — высококачественное органическое удобрение, полученное при переработке дождевыми червями разных органических остатков (навоз, отстойные илы и др.). Это — относительно дорогое удобрение, полученное в условиях промышленного культивирования червей, однако, это с лихвой окупится высокими урожаями экологически чистой продукции при сохранении биопотенциала почвы.

Источник

Мор или грубый гумус

Лесная подстилка состоит из нескольких слоев. Верхний ее слой включает свежеопавшие листья, хвою, ветви, кору, семена и др. Ниже расположен слой из полуперегнивающего опада, где можно различить форму игл, отдельных листьев. Еще ниже находится слой, включающий перегнивший опад, или гумус. В его составе углеводы, лигнин, протеин, масла, воск, танниды, смолы и пр. Различают мягкий гумус (муль), модер и грубый гумус, (мор).

Мягкий гумус имеет нейтральную или слабокислую реакцию и содержит большое количество питательных веществ. Об разуется в результате разложения опада широколиственных пород и кустарников (ясеня, граба, липы, клена, бузины, лещины и др.). В разложении этого опада принимают участие дождевые черви, микроорганизмы, бактерии, грибы. На богатых, влажных почвах, при плотности 30 тыс. дождевых червей на 1 га, они могут переработать за сезон 1,5 т листвы, смешивая их с 15 т сухой земли. В среднем их экскременты достигают 25т/га в год. На бедных, более сухих почвах обитают мелкие белые черви, схожие по типу питания с дождевыми. Это энхитреиды, они также активно участвуют в образовании муля (мягкого гумуса).

Подстилка богата азотом и зольными веществами. Кислотность мягкого гумуса 6,0—7,5 рН. Мулевые почвы — это самые лучшие почвы для произрастания насаждений. В покрове мулевых почв встречаются ясменник, сныть, копытень, ландыш, крапива двудомная, майник, кислица и др.

Модер — распространен в основном в континентальном климате, образуется в результате опада лиственных или смешанных хвойно-лиственных насаждений. В условиях модера формируется устойчивая лесная подстилка, разложение которой происходит медленно. Реакция почвы слабокислая, модер занимает среднее положение между мягким гумусом и грубым.

Грубый гумус образуется в хвойных насаждениях (сосняках и ельниках), на бедных почвах, в условиях анаэробного разложения грибов при участии анаэробных бактерий. Недоста­ток кислорода замедляет процессы образования и минерализации гумуса, в результате на поверхности почвы накапливается слой слаборазложившихся органических остатков. Этот слой называется грубым или кислым гумусом (мором). Реакция грубого гумуса кислая рН 3,0—4,5.

Грубогудоусовые почвы отличаются низкой производительностью. В их покрове присутствуют черника и брусника. В лесах, где есть грубый гумус, повсюду чувствуется запах плесени. Преобладание грубого гумуса в насаждении — отрицательное явление, задерживающее продуктивность лесов. Поэтому в практике лесоводства проводят мероприятия по борьбе с грубым гумусом, которые заключаются в следующем: ускоряют разложение лесной подстилки путем ее рыхления; проводят известкование почвы и внесение других удобрений; создают смешанные насаждения; изреживают лес с целью увеличения доступа тепла и влаги к почве.

При разложении лесной подстилки происходит распад органических остатков на минеральные соединения — воду, углекислоту и минеральные вещества, которые являются источником минерального питания растений.

В результате деятельности микроорганизмов белковые вещества лесной подстилки разлагаются и происходит выделение азотной и азотистой кислот. Эти кислоты, реагируя с основаниями, образуют аммонийные соли, нитриты и нитраты, которые являются источником азотного питания растений.

Процесс окисления аммиака до азотной кислоты называется нитрификацией, а почвы, в которых происходит нитрификация, всегда отличаются высоким плодородием. В покрове таких почв всегда присутствуют: иван-чай, крапива, малина, одуванчик.

Скорость разложения подстилки зависит от температуры почвы, влажности воздуха, его доступа. При низкой температуре разложение протекает медленнее, чем при высокой. Недостаток и избыток влаги также замедляют разложение подстилки.

Источник