эксклюзив
От садов до сельскохозяйственных полей, гумус является ключевым элементом в круговороте питательных веществ наземных систем. Гумус, широко известный как «черное золото земли», образуется в результате разложения растений и животных в почве в результате естественных процессов, и является важным улучшателем почвы со множеством преимуществ.
Что такое гумус в классическом почвоведении определяется как темное органическое вещество в почве, полученное в результате разложения растений и животных.
Первым, кто публично признал гумус как отдельный компонент почвенной системы в 1761 году, был шведский исследователь Юхан Готтшальк Валлериус, затем возникла «гумусовая теория питания растений», большой вклад в развитие которой внес Зельман Абрахам Ваксман (позже он стал лауреатом Нобелевской премии за понимание природы антибиотиков), издав в 1936 году объемную тематическую научную работу.
В ней он перечислил удивительное разнообразие определений «что такое гумус», когда в одних интерпретациях так обозначали разложившийся слой органики, в других – только определенные фракции. Сам Ваксман предложил использовать выражение «гумус» для обозначения органического вещества в целом, понимая при этом, что типы гумусы бывают разными, как и их составляющие. Что такое гумус было определено в итоге следующим стандартизированным образом: «Химически гумус состоит из определенных компонентов исходного растительного материала, устойчивых к дальнейшему разложению; веществ, подвергающихся разложению; комплексов, образующихся в результате разложения либо в результате процессов гидролиза, либо в результате окисления и восстановления; и различных соединений, синтезируемых микроорганизмами».
Поскольку гумус — очень сложное вещество, его исследования, уже с применением современных технологий, ведутся до сих пор. Тем не менее, подтверждены и задокументированы основные достоинства, необходимые для устойчивого земледелия.
Гумус крайне важен для здоровья почвы и произрастающих на ней растений. Микробы, которые используют органические вещества в качестве пищи, способствуют накоплению гуминовых кислот. Гуминовая кислота является хорошим буфером, регулирующим кислотность/щелочность почвы, то есть оптимизирует pH почвы до значений, когда питательные элементы доступны растениям, а также защищает питательные вещества от вымывания. Наиболее активными компонентами гумуса являются фульвокислоты и гумины. Их присутствие в почве улучшает питание корней, увеличивает поглощение питательных веществ, рост органов и реакцию на стресс за счет стимуляции активности ключевых ферментов
Еще одна важная работа микроорганизмов гумуса – защита здоровья растений. Микробная популяция, непосредственно способствующая обогащению почвы, многочисленна, и активно конкурирует с почвенными патогенами. Ацетобактерии, фосфобактерии, клостерии и микоризы — некоторые из полезных бактерий и грибов, что непосредственно способствуют созданию питательной среды. Trichoderma, Pseudomonas, Metarizium и Bacillus subtilis — некоторые из полезных микробов, выделенных из гумусовой почвы, размноженных и используемых в качестве биоцидов и биоудобрений.
Автотрофные бактерии обладают способностью усваивать углекислый газ, напрямую влиять на физические и химические свойства почвы и балансировать pH почвы.
Гетеротрофные бактерии существуют в состоянии симбиоза с сельскохозяйственными культурами, что может непосредственно способствовать росту сельскохозяйственных культур, например, ризобий бобовых растений. Они обладают сильным эффектом фиксации азота и дают очевидный эффект увеличения урожайности при условии меньшего количества азотных удобрений.
Актиномицеты подходят для нейтральных и слабощелочных условий жизни. Актиномицеты в почве живут в аэробном гетеротрофном состоянии. Их основная деятельность заключается в разложении целлюлозы, лигнина и пектина в почве. Благодаря этим функциям можно улучшить состояние питательных веществ в почве, что позволяет сельскохозяйственным культурам напрямую поглощать и использовать питательные вещества из почвы
Кроме того, в гумусовых почвах процветают дождевые черви, дополнительно обогащающие землю вермикомпостом.
Третья функция – противодействие уплотнению. Гумус обеспечивает крошение коллоидной структуры почвы, способствуя ее аэрации и рыхлости естественным способом. При достаточном увлажнении и аэрации почва образует крошку в коллоидной форме, способствуя ферментативной активности обмена веществ с использованием сохранившихся микроэлементов. Эта повышенная активность благоприятной почвенной сферы, в свою очередь, стимулирует/запускает метаболически координируемые функции роста и развития растений.
Исследователи подчеркивают, что гумус в большинстве почв способен сохраняться более 100 лет, не распадаясь на CO2, и может считаться стабильным способом защиты плодородия, тогда как почвы, не защищенные гумусов, деградируют за десять и менее лет. Стабильный гумус помогает поддерживать физическую структуру почвы и противодействует эрозии, засухе. Гумус может удерживать 80–90 процентов своего веса в воде, а темный цвет перегноя, обычно коричневый или черный, помогает согреть холодную почву весной и создать благоприятную среду для семян и всходов.
Почва живая, и эта жизнь сосредоточена в земляном доме под названием гумус.
Как увеличить содержание гумуса в поле
1. Уменьшите обработку почвы. Обработка почвы может нарушить структуру почвы и снизить содержание органических веществ.
2. Не удаляйте растительные остатки, чтобы принести пользу почвенной жизни и растениям, а также наладить производство гумуса. Инокуляция почв грибами, переваривающими целлюлозу, поможет ускорить разложение растительных остатков в почве. Это простой и недорогой процесс.
3. Инокуляция почв гумусобразующими микроорганизмами, наиболее важными из которых являются микоризные грибы. Микоризные грибы производят липкое вещество на основе углерода, называемое гломалин, пусковой механизм образования гумуса. Интенсивное сельское хозяйство уничтожило микоризные грибы до такой степени, что их осталось менее 20%.
4. Покровные культуры. Выращивание покровных культур между основными может быть чрезвычайно продуктивным инструментом связывания углерода. Эти культуры жизненно важны для питания почвы и повышения содержания в ней гумуса.
5. Внесение органических удобрений и при соответствующем севообороте и регулировании реакции почвы поддерживать оптимальное содержание гумуса.
Автор изображения: Анна Медведева, AgroXXI.ru.
