Как найти содержание гумуса в почве

Запасы гумуса в
отдельных генетических горизонтах или
профиле почвы в целом позволяют судить
о потенциальном плодородии и энергетических
запасах, обусловленных органическим
веществом. Запасы азота в почве
характеризуют потенциальное плодородие
и дают представление о ресурсах одного
из важнейших элементов питания.
Сопоставление запасов с размерами
поступления и выноса позволяет
прогнозировать обеспеченность почв,
как органическим веществом, так и
отдельными его компонентами, в частности
азотом.

Запасы гумуса и
азота обычно определяются для пахотного
слоя или перегнойно-аккумулятивного
горизонта, для слоя 0 – 50 см, 0 – 100 см или
всего гумусового профиля почвы. Помимо
сведений о процентном содержании
определяемого компонента и мощности
слоя, для которого вычисляют запасы,
необходимы данные плотности горизонтов
почвы. Плотность определяют в поле
одновременно с взятием почвенных
образцов.

Запасы
гумуса и азота в почвенном слое вычисляют
в т/га по формуле:

Q
= m
∙ h

d_v,

где
Q
– запасы гумуса или азота (т/га) для
почвенного слоя h;
m
– содержание определяемого компонента,
%; h
– мощность почвенного слоя (см); d_v
– плотность сложения почвенного слоя,
г/см³.

Пример
расчета.
Содержание гумуса в пахотном слое
чернозема южного мощностью 20 см составило
5,46%, плотность почвы – 1,25 г/см³.
Запасы гумуса равны:

Q
= 5,46 ∙ 20 ∙ 1,25 = 136,5 т/га.

Общие запасы гумуса
или азота в почвенной толще вычисляют
простым суммированием:

Q_
= Q₁
+ Q₂
+ Q₃
+ …,

где
Q_
— общие запасы, а Q₁,
Q₂,
Q₃
и т.д. – запасы в отдельных горизонтах
(слоях).

Среднее содержание
компонентов в почвенной толще вычисляют
как средневзвешенное:

где
С – среднее содержание элемента в
почвенной толще; С₁,
С₂
и т.д. – содержание элемента в отдельных
горизонтах; h₁,
h₂
и т.д. – мощности отдельных горизонтов.

Результаты
определения содержания и запасов гумуса,
органического углерода и азота заносят
в таблицу по приведенной форме (табл.
23), и дают им оценку в соответствии с
градациями, приведенными в таблице 31.

Таблица
23. Содержание и запасы гумуса, органического
углерода и азота в черноземе типичном,
мощном легкоглинистом.

Местопо ложение	Гори зонт	Глубина, см	Содержание, %	C:N	Запасы, т/га
гумус	С	N	гумус	С	N
Тамбовская область	Апах	0-24	9,36	5,43	0,46	13,8	245	143	12,3
А	24-50	8,15	4,73	0,40	13,8	233	130	12,1
В1	50-96	5,10	2,96	0,24	14,4	296	171	14,0
В2	96-135	1,61	0,93	—		71	55	—
Среднее содержание и запасы в слое	0-50	8,73	5,07	0,43	13,8	478	273	24,4
0-100	6,78	3,93	0,34	—	793	445	39,3

3.5. Методы определение группового и фракционного состава гумуса.

Качественные
особенности гумуса различных типов
почв, или его фракционно-групповой
состав, характеризуются количественным
соотношением групп и фракций, входящих
в него основных компонентов.

Под
группой веществ понимается совокупность
родственных по строению и свойствам
соединений.
При анализе качественного состава
гумуса обычно выделяют следующие группы
веществ: гуминовые кислоты (Гк),
фульвокислоты (Фк)
и гумин (негидролизуемый остаток). В
специальных исследованиях кроме
упомянутых выше групп выделяют также
гиматомелановые кислоты (Гмк)
и группу неспецифических соединений.
Все эти группы веществ можно выделить
из почвы любым щелочным экстрагентом.
Полученная щелочная вытяжка в дальнейшем
подвергается фракционированию.

При
подкислении минеральной кислотой
щелочной вытяжки из почвы до рН —
1-2
гуминовые кислоты выпадают в осадок,
фульвокислоты остаются в растворе.
Отделение осадка Гк
от Фк
осуществляется фильтрованием или
центрифугированием.

Гумин
представляет собой неэкстрагируемую
часть гумуса почвы и состоит из
разнообразных органических веществ. В
него входят Гк
и Фк,
очень прочно связанные с глинистыми
минералами и не извлекаемые разбавленными
растворами кислот и щелочей; Гк
и Фк,
утратившие способность к растворению;
растительные остатки, измельченные до
мельчайших размеров; ■
углистые
частицы, лигнин и другие органические
соединения. Содержание гумина обычно
находят путем вычитания из общего
углерода почвы количества углерода
приходящегося на Гк
+ Фк.

Такое
разделение щелочной вытяжки из почвы
на гуминовые и фульвокислоты и определение
количества гумина по разности, является
стан­дартным приемом при анализе
состава гумуса. Однако надо иметь ввиду,
что в этом случае содержание Гк
и Фк
получается
завышенным, поскольку вместе с гуминовыми
кислотами в осадок выпадают и
гиматомелановые кислоты, а в растворе,
наряду с фульвокислотами, остаются
неспецифические органические соединения.

Для
того чтобы отделить гуминовые кислоты
от гиматомелановых кислот необходимо
отфильтрованный (отцентрифугированный)
сырой осадок обработать этиловым
спиртом. В этом случае Гк
остаются в осадке, а Гмк
переходят в раствор. Отделение Фк
от неспецифических органических
соединений представляет собой еще более
трудоемкую и длительную операцию.
Поэтому при анализе состава гумуса
почвы содержание гиматомелановых кислот
и неспецифических органических соединений
обычно не определяют.

Фракционный
состав характеризует распределение
веществ, входящих в те или иные группы
почвенного гумуса, по формам их связи
с минеральными компонентами почвы.

Первую
детальную классификацию форм связи
гумусовых веществ с минеральной частью
почвы предложил И.В. Тюрин (1951). Она
включает: 1) гумусовые вещества в
свободном состоянии; 2) гумусовые вещества
в форме гуматов сильных оснований; 3)
гумусовые вещества в форме гуматов и
смешанных гелей с гидроксидами алюминия
и железа; 4) гумусовые вещества в форме
комплексных соединений с минеральными
компонентами; 5) гумусовые вещества,
прочно связанные с глиной.

В
настоящее время, исходя из работ И.В.
Тюрина (1951) и В.В. Пономаревой (1957), при
анализе состава гумуса различают
следующие фракции гумусовых веществ:
свободные; связанные с подвижными
полуторными оксидами; связанные с
кальцием; связанные с глинистыми
минералами и окристаллизованными
формами полуторных оксидов.

Следует
иметь ввиду, что понятие «фракция»
применительно к гумусовым веществам в
значительной мере условно вследствие
их гетерогенности (неоднородности).
Например, с помощью электрофореза,
гелевой хроматографии или других методов
любую из выше перечисленных фракций Гк
или Фк
можно расчленить на ряд более гомогенных
фракций, различающихся между собой по
молекулярным массам, элементному составу
и свойствам.

Кроме
того, разделение гумусовых веществ на
фракции по формам связи их с минеральной
частью почвы является во многом
предположитель­ным. По мнению некоторых
исследователей (М.М.Кононова, 1967; Л.А.
Александрова, 1980) используемый в обычных
схемах анализа состава гуму­са принцип
фракционирования характеризует не
столько формы, сколько прочность связи
гумусовых веществ с минеральной частью
почвы, которая нарушается при воздействии
на почву кислот и щелочей, то есть при
попе­ременной обработке почвы кислотой
и щелочью экстрагируются все более
прочно закрепленные на поверхности
почвенных частиц фракции гумусовых
кислот.

Все
современные методы анализа состава
гумуса основаны на извест­ной схеме
И.В. Тюрина, последовательность операций
которой представлена ниже.

Схема анализа
состава гумуса (по И.В.Тюрину, 1951 г.)

Обработка 0,1- 0,5 н

H₂SO₄(1^афракция Фк)

Обработка 0,1 н NaOH

(1 фракция Гк и Фк)

Почва

Экстрагирование спирто-бензольной
смесью

(смолы, воски и пр)

Декальцинирование почвы

1 н Na₂SO₄

Многократная обработка 0,1 н NaOH

(сумма 1 и 2 фракций Гк и Фк)

Многократная попеременная обработка
0,5 – 1 н

H₂SO₄и 0,1 нNaOH(3 фракция Гк и
Фк)

Нерастворимый остаток

В
настоящее время наиболее рациональной
методикой анализа группового и
фракционного состава гумуса считается
схема И.В. Тюрина в модификации В.В.
Пономаревой и Т.А. Плотниковой (1968), часто
применяет­ся также ускоренный метод
анализа состава гумуса по М.М. Кононовой
и Н.П. Бельчиковой (1961).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Лето — самое время задуматься об улучшении почвы на дачном участке, чтобы растениям хватило питательных веществ на следующий год. Самый простой способ повысить плодородие почвы — мульчировать освобождающиеся грядки неперепревшими растительными остатками или выращивать сидераты. Почему этот путь надежнее, чем просто вносить в почву гумус?

Плодородие — это способность почвы обеспечивать растения элементами питания, воздухом и влагой для их воспроизведения. Это результат длительного процесса, связанного с переработкой органических остатков дождевыми червями и другими почвенными микроорганизмами. Поэтому чем дождевых червей больше — тем плодороднее почва. Но и цвет почвы — тоже показатель ее плодородия: чем он темнее, тем почва плодороднее. Это связано с количеством гумуса в почве.

Откуда берется в почве гумус и зачем он нужен?

Представьте себе на минуту, что все остатки растений, погибших от мороза или засухи, ежегодно остаются на почве неперепревшими. Подсчитано, что толщина такого слоя по всей поверхности Земли ежегодно составляет не менее 10–20 см. Но есть мелкие и мельчайшие животные, которые этот опадающий на почву слой органики постоянно перегрызают, измельчают, переваривают. Результат этого переваривания и есть гумус.

Но большая часть этой измельченной органики не съедается, а остается на обед более мелким и гораздо более многочисленным жителям почвы — одноклеточным микроорганизмам. Они в свою очередь перерабатывают эти органические остатки и, отмирая, тоже оставляют после себя гумус.

Так что же все-таки такое гумус и какую роль играет в жизни растений? Представьте себе, ученые еще не могут однозначно ответить на этот вопрос. Понятно, что гумус — наиболее важная составляющая почвы, и чем гумуса в почве больше, тем она плодороднее, а поскольку сам гумус имеет темный цвет, то почва тем плодороднее, чем темнее окрашена, и тем больше в ней дождевых червей.

Для того чтобы почва была плодородной, достаточно, чтобы в так называемом пахотном слое (25–40 см) гумуса было всего 4%. Такая почва не слеживается, ее не надо копать, а достаточно рыхлить, она хорошо, как губка, впитывает и удерживает в себе воду, она воздухопроницаема, то есть это хорошо структурированная почва.

Поэтому и считается, что гумус — самая ценная часть плодородной почвы. Чем больше в почве гумуса, тем больше почва в состоянии поглощать и удерживать в себе влаги и питательных элементов.

Как восстановить гумус в почве

Считается, что растения, потребляя минеральные элементы из гумуса, его разрушают. Ежегодно гумуса разрушается около 200 г/м2, и, чтобы его восстановить, требуется вносить около 500 г/м2 сухого органического вещества, что соответствует примерно половине ведра перепревшего навоза.

Для восстановления гумуса приходится ежегодно вносить в почву органику в виде компоста, навоза, листового перегноя, низового торфа или просто зеленой массы сорняков или сидератов. Причем зеленой массы требуется примерно в 3–4 раза больше, чем перепревшего навоза или компоста, а именно 1,5–2 ведра неперепревшей органики, то есть зеленой массы, на каждый квадратный метр поверхности почвы. Естественно, что для разного типа почв требуется вносить разное количество органического вещества.

Ежегодная потребность почвы в органических удобрениях

Цвет почвы	Содержание гумуса, %	Доза органических удобрений, кг/м2
Белый	0,5	8,5
Светло-серый	1–2	7,5
Серый	3–4	6,0
Темно-серый, бурый, светло-коричневый	5–6	4,5
Черный, темно-коричневый	7–8	3,5

Поправочный коэффициент для каждого типа почв

• Торфяные 0,5
• Глинистые 0,8
• Суглинистые 1,0
• Супесчаные 1,3
• Песчаные 1,6

Предположим, что у вас светло-серый песок. Тогда вам надо брать из верхней таблицы цифру 7,5 и умножать ее на коэффициент 1,6, получится 12. Итак, вы должны ежегодно вносить по 12 кг (два ведра) органики на каждый квадратный метр поверхности почвы, чтобы сделать ее пригодной для земледелия, пока постепенно не восстановится ее природное плодородие.

Зачем нужна неперепревшая органика и чем она лучше уже готового гумуса?

Однако вот ведь парадокс какой, на чистом гумусе ничего расти не будет. К примеру, торф и бурый уголь — чистый гумус, но что на них растет? (В знаменитых воронежских и украинских черноземах гумуса содержалось до 10%! Во время войны немцы целыми составами вывозили из Украины почву. Но через некоторое время прекратили это делать. Так как, вопреки ожиданию, существенного увеличения урожаев это не принесло и оказалось экономически невыгодным.)

В природе происходит естественный процесс восстановления гумуса за счет перегнивания опавшей листвы и отмирающих корней, мы же упорно этот естественный процесс нарушаем, сгребая и унося из-под растений их опавшую листву и растительные остатки однолетних растений. А ведь растения-то их растили для собственных нужд, чтобы прокормиться с помощью микроорганизмов на следующий сезон.

Спрашивается, почему растения не желают расти на чистом гумусе? Чего им не хватает? Им не хватает своих истинных кормильцев, живых почвенных микроорганизмов. А тем требуется пища, дающая им энергию для жизни, — неперепревшая органика и запасенная в ее ядрах хлорофилла огромная энергия солнца, которой в гумусе не более 20%, поскольку микроорганизмы почвы и дождевые черви уже использовали 80% этой энергии, поедая и перерабатывая неперепревшую органику.

Гумус энергетически почти инертен. Гумус может накапливать запасы питания, но сам он их не отдает. Многие опыты давно показали: гумус — скорее свидетель плодородия, нежели его причина. Его биохимическая активность очень мала, микробами он почти не разлагается, в органическом круговороте практически не участвует и на урожай прямо не влияет.

Разложение органики идет в сотни раз быстрее минерализации гумуса. И растения непрерывно получают при этом все необходимое питание непосредственно из гниющей органики. Поэтому перепревающая прямо на грядках органика гораздо полезнее для растений, нежели уже перепревшая — то есть гумус.

Именно сам процесс этого разложения органики и есть наилучшие условия для роста и продуктивности растений. Но в нас прочно засело ошибочное мнение о том, что сначала надо годика этак три дать навозу и органике перегнить, а потом уже вносить эту инертную массу на грядки под растения.

Однако нас интересует не само по себе плодородие почв, что принято оценивать количеством содержащегося в нем гумуса, а что это плодородие нам дает, то есть в конечном счете урожайность. И получается, что урожайность выше на неперепревшей органике, чем на уже перепревшей, то есть на гумусе.

3.4.2. Вычисление запасов гумуса, углерода и азота.

Запасы гумуса в отдельных генетических горизонтах или профиле почвы в целом позволяют судить о потенциальном плодородии и энергетических запасах, обусловленных органическим веществом. Запасы азота в почве характеризуют потенциальное плодородие и дают представление о ресурсах одного из важнейших элементов питания. Сопоставление запасов с размерами поступления и выноса позволяет прогнозировать обеспеченность почв, как органическим веществом, так и отдельными его компонентами, в частности азотом.

Запасы гумуса и азота обычно определяются для пахотного слоя или перегнойно-аккумулятивного горизонта, для слоя 0 – 50 см, 0 – 100 см или всего гумусового профиля почвы. Помимо сведений о процентном содержании определяемого компонента и мощности слоя, для которого вычисляют запасы, необходимы данные плотности горизонтов почвы. Плотность определяют в поле одновременно с взятием почвенных образцов.

Запасы гумуса и азота в почвенном слое вычисляют в т/га по формуле:

где Q – запасы гумуса или азота (т/га) для почвенного слоя h; m – содержание определяемого компонента, %; h – мощность почвенного слоя (см); d_v – плотность сложения почвенного слоя, г/см 3 .

Пример расчета. Содержание гумуса в пахотном слое чернозема южного мощностью 20 см составило 5,46%, плотность почвы – 1,25 г/см 3 . Запасы гумуса равны:

Q = 5,46 ∙ 20 ∙ 1,25 = 136,5 т/га.

Общие запасы гумуса или азота в почвенной толще вычисляют простым суммированием:

где Q_ — общие запасы, а Q₁, Q₂, Q₃ и т.д. – запасы в отдельных горизонтах (слоях).

Среднее содержание компонентов в почвенной толще вычисляют как средневзвешенное:

где С – среднее содержание элемента в почвенной толще; С₁, С₂ и т.д. – содержание элемента в отдельных горизонтах; h₁, h₂ и т.д. – мощности отдельных горизонтов.

Результаты определения содержания и запасов гумуса, органического углерода и азота заносят в таблицу по приведенной форме (табл. 23), и дают им оценку в соответствии с градациями, приведенными в таблице 31.

Таблица 23. Содержание и запасы гумуса, органического углерода и азота в черноземе типичном, мощном легкоглинистом.

Среднее содержание и запасы в слое

3.5. Методы определение группового и фракционного состава гумуса.

Качественные особенности гумуса различных типов почв, или его фракционно-групповой состав, характеризуются количественным соотношением групп и фракций, входящих в него основных компонентов.

Под группой веществ понимается совокупность родственных по строению и свойствам соединений. При анализе качественного состава гумуса обычно выделяют следующие группы веществ: гуминовые кислоты (Гк), фульвокислоты (Фк) и гумин (негидролизуемый остаток). В специальных исследованиях кроме упомянутых выше групп выделяют также гиматомелановые кислоты (Гмк) и группу неспецифических соединений. Все эти группы веществ можно выделить из почвы любым щелочным экстрагентом. Полученная щелочная вытяжка в дальнейшем подвергается фракционированию.

При подкислении минеральной кислотой щелочной вытяжки из почвы до рН — 1-2 гуминовые кислоты выпадают в осадок, фульвокислоты остаются в растворе. Отделение осадка Гк от Фк осуществляется фильтрованием или центрифугированием.

Гумин представляет собой неэкстрагируемую часть гумуса почвы и состоит из разнообразных органических веществ. В него входят Гк и Фк, очень прочно связанные с глинистыми минералами и не извлекаемые разбавленными растворами кислот и щелочей; Гк и Фк, утратившие способность к растворению; растительные остатки, измельченные до мельчайших размеров; ■ углистые частицы, лигнин и другие органические соединения. Содержание гумина обычно находят путем вычитания из общего углерода почвы количества углерода приходящегося на Гк + Фк.

Такое разделение щелочной вытяжки из почвы на гуминовые и фульвокислоты и определение количества гумина по разности, является стан­дартным приемом при анализе состава гумуса. Однако надо иметь ввиду, что в этом случае содержание Гк и Фк получается завышенным, поскольку вместе с гуминовыми кислотами в осадок выпадают и гиматомелановые кислоты, а в растворе, наряду с фульвокислотами, остаются неспецифические органические соединения.

Для того чтобы отделить гуминовые кислоты от гиматомелановых кислот необходимо отфильтрованный (отцентрифугированный) сырой осадок обработать этиловым спиртом. В этом случае Гк остаются в осадке, а Гмк переходят в раствор. Отделение Фк от неспецифических органических соединений представляет собой еще более трудоемкую и длительную операцию. Поэтому при анализе состава гумуса почвы содержание гиматомелановых кислот и неспецифических органических соединений обычно не определяют.

Фракционный состав характеризует распределение веществ, входящих в те или иные группы почвенного гумуса, по формам их связи с минеральными компонентами почвы.

Первую детальную классификацию форм связи гумусовых веществ с минеральной частью почвы предложил И.В. Тюрин (1951). Она включает: 1) гумусовые вещества в свободном состоянии; 2) гумусовые вещества в форме гуматов сильных оснований; 3) гумусовые вещества в форме гуматов и смешанных гелей с гидроксидами алюминия и железа; 4) гумусовые вещества в форме комплексных соединений с минеральными компонентами; 5) гумусовые вещества, прочно связанные с глиной.

В настоящее время, исходя из работ И.В. Тюрина (1951) и В.В. Пономаревой (1957), при анализе состава гумуса различают следующие фракции гумусовых веществ: свободные; связанные с подвижными полуторными оксидами; связанные с кальцием; связанные с глинистыми минералами и окристаллизованными формами полуторных оксидов.

Следует иметь ввиду, что понятие «фракция» применительно к гумусовым веществам в значительной мере условно вследствие их гетерогенности (неоднородности). Например, с помощью электрофореза, гелевой хроматографии или других методов любую из выше перечисленных фракций Гк или Фк можно расчленить на ряд более гомогенных фракций, различающихся между собой по молекулярным массам, элементному составу и свойствам.

Кроме того, разделение гумусовых веществ на фракции по формам связи их с минеральной частью почвы является во многом предположитель­ным. По мнению некоторых исследователей (М.М.Кононова, 1967; Л.А. Александрова, 1980) используемый в обычных схемах анализа состава гуму­са принцип фракционирования характеризует не столько формы, сколько прочность связи гумусовых веществ с минеральной частью почвы, которая нарушается при воздействии на почву кислот и щелочей, то есть при попе­ременной обработке почвы кислотой и щелочью экстрагируются все более прочно закрепленные на поверхности почвенных частиц фракции гумусовых кислот.

Все современные методы анализа состава гумуса основаны на извест­ной схеме И.В. Тюрина, последовательность операций которой представлена ниже.

Схема анализа состава гумуса (по И.В.Тюрину, 1951 г.)

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Земледелие » Органическое вещество почвы

Популярные статьи

Органическое вещество почвы

Органическое вещество почвы — совокупность органических веществ, находящихся в виде гумуса, остатков животных и растений в почве, представляющая комплекс сложных химических органических веществ биогенного происхождения.

Биологические показатели плодородия почвы — количество, состав и свойства органического вещества в почве.

Запас органического вещества почвы является ключевым показателем плодородия.

Навигация

Значение органического вещества

Органическое вещество почвы аккумулирует в себе запасы углерода, азота, калия, фосфора, микроэлементов, способствует созданию оптимальных режимов почвы и структуры, препятствует эрозионным процессам, ослабляет действие токсичных веществ. Органические вещества регулируют расход элементов питания, предотвращая непроизводительные потери от вымывания, образования газообразных продуктов и труднорастворимых минеральных соединений, увеличивают эффективность минеральных удобрений.

Оно является единственным источником энергии для жизнедеятельности почвенной микрофлоры и биоты, участвует в саморегуляции разложения, способствуя инактивации глинистыми минералами ферментов выделяющихся микроорганизмами. Почвы с высоким содержанием гумуса биологически активнее: в них больше численность микроорганизмов, разнообразнее их видовой состав, интенсивнее образуется углекислый газ CO₂, повышена ферментативная активность.

Органическое вещество участвует в формировании почвы, что обусловлено его способностью связываться минеральной частью почвы. Образующиеся при этом органо-минеральные соединения — представляют почвенный поглотительный комплекс — важнейшее свойство любой почвы. Формы органо-минеральных соединений могут быть комплексами с катионами металлов, гидроксидами, анионами, силикатами и т.д. Почвенные минералорганические комплексные соединения являются примером таких форм.

Обязательным условием ведения стабильного земледелия является воспроизводство органического вещества, что означает одновременное воспроизводство биологических, агрофизических и агрохимических факторов плодородия.

Гумус является отличным поглотителем воды — 1 г гумуса способен поглощать от 4 до 20 г воды, которая доступна растениям. Это свойство зависит от наличия гуминовых кислот.

Содержание гумуса является показателем потенциального плодородия почвы и активности всех биологических процессов. Гумус составляет 85-90% от общего количества органического вещества почвы. От содержания, состава и свойств гумуса зависят температурный, воздушный, питательный режимы, водно-физические свойства, поглотительная способность, буферность почв, общие и подвижные запасы питательных веществ и удобрений, превращения и передвижения питательных элементов. Подвижные формы гумуса из-за медленного разложения участвуют в питании растений в меньшей степени, чем негумифицированные вещества, но создают для этого процесса благоприятную среду.

Содержание органического вещества в пахотном слое различных типов почв сильно варьирует — от очень низкого (менее 1,0%) до высокого (более 10%). Обогащение почвы органическим веществом уменьшает потери питательных веществ удобрений в результате миграционных процессов, тем самым уменьшает и негативное воздействие на окружающую среду. Циклические процессы синтеза и трансформации органических веществ в почве являются основой биогеохимических круговоротов биофильных элементов и играют важную роль в воспроизводстве плодородия почв.

1. Органическое вещество почвы служит источником питания растений. В нем содержатся 98-99% азота, 30-40% — фосфора, 90% серы от общего их содержания в почве.
2. Гуминовые кислоты, фульвокислоты и другие гумусовые вещества, а также углекислота, постепенно разрушают силикаты и алюмосиликаты, трансформируют в доступную для растений форму карбонаты кальция и магния, фосфаты и другие соли.
3. Органические вещества служат питательной средой для микроорганизмов.
4. Гуминовые кислоты в высокодисперсном состоянии, некоторые органические кислоты, ферменты, антибиотики, витамины, являются стимуляторами роста растений, в том числе в условиях водной и песчаной культур.
5. Органическое вещество почвы повышает поглотительную способность и буферность, улучшает агрофизические свойства;
6. Органическое вещество почвы способно регулировать водно-физические свойства почв, трансформировать избыточное количество минеральных удобрений, инактивировать тяжелые металлы, пестициды и их метаболиты, задерживая их поступление в растительную продукцию, поверхностные и внутрипочвенные воды.

Истощение почв органическим веществом приводит к ухудшению водно-физических, химических и биологических свойств. Благодаря высокой емкости поглощения, гумус удерживает от миграции по профилю почвы катионов, усиливает биологическую активность, поглощает токсические вещества и тяжелые металлы, препятствуя их поступлению в грунтовые воды и растения.

Источник

Вычисление запасов гумуса, углерода и азота.

Запасы гумуса в отдельных генетических горизонтах или профиле почвы в целом позволяют судить о потенциальном плодородии и энергетических запасах, обусловленных органическим веществом. Запасы азота в почве характеризуют потенциальное плодородие и дают представление о ресурсах одного из важнейших элементов питания. Сопоставление запасов с размерами поступления и выноса позволяет прогнозировать обеспеченность почв, как органическим веществом, так и отдельными его компонентами, в частности азотом.

Запасы гумуса и азота обычно определяются для пахотного слоя или перегнойно-аккумулятивного горизонта, для слоя 0 – 50 см, 0 – 100 см или всего гумусового профиля почвы. Помимо сведений о процентном содержании определяемого компонента и мощности слоя, для которого вычисляют запасы, необходимы данные плотности горизонтов почвы. Плотность определяют в поле одновременно с взятием почвенных образцов.

Запасы гумуса и азота в почвенном слое вычисляют в т/га по формуле:

где Q – запасы гумуса или азота (т/га) для почвенного слоя h; m – содержание определяемого компонента, %; h – мощность почвенного слоя (см); d_v – плотность сложения почвенного слоя, г/см 3 .

Пример расчета. Содержание гумуса в пахотном слое чернозема южного мощностью 20 см составило 5,46%, плотность почвы – 1,25 г/см 3 . Запасы гумуса равны:

Q = 5,46 ∙ 20 ∙ 1,25 = 136,5 т/га.

Общие запасы гумуса или азота в почвенной толще вычисляют простым суммированием:

где Q_S — общие запасы, а Q₁, Q₂, Q₃ и т.д. – запасы в отдельных горизонтах (слоях).

Среднее содержание компонентов в почвенной толще вычисляют как средневзвешенное:

где С – среднее содержание элемента в почвенной толще; С₁, С₂ и т.д. – содержание элемента в отдельных горизонтах; h₁, h₂ и т.д. – мощности отдельных горизонтов.

Результаты определения содержания и запасов гумуса, органического углерода и азота заносят в таблицу по приведенной форме (табл. 23), и дают им оценку в соответствии с градациями, приведенными в таблице 31.

Таблица 23. Содержание и запасы гумуса, органического углерода и азота в черноземе типичном, мощном легкоглинистом.

Источник

Расчет баланса гумуса

В литературе накоплен огромный экспериментальный материал, показывающий тесную зависимость урожайности от уровня гумусированности почвы. На его основе, Н.А. Туев установил, что коэффициент корреляции содержания гумуса в почве с урожаями различных сельскохозяйственных культур составляет 0,7-0,8. Еще более существенна роль гумуса в повышении отдачи от применения минеральных удобрений. Оптимальным содержанием гумуса считается такая величина, которая обеспечит устойчивое получение урожая сельскохозяйственных культур, отвечающего биоклиматическому потенциалу региона, а также сохранит основные параметры, характеризующие плодородие типа почв.

В почве одновременно происходит несколько разно направленных процессов, связанных с разложением (минерализацией), образованием (гумификацией) гумуса. Для объяснения выявленных закономерностей и направленного регулирования запасов гумуса в исследуемых почвах на основе полученной информации о содержании и запасах его в почвах изучаемого участка и данных об урожайности рассчитывается баланс гумуса.

При отсутствии ирригационной эрозии и процессов вторичного осолонцевания уравнение баланса гумуса в пахотном слое почв имеет вид:

(1.1)

где ± Б_г – баланс гумуса, т/га; П_г – приход гумуса в результате гумификации растительных остатков и органических удобрений, т/га; Г_п – расход гумуса в результате его минерализации, т/га.

В расходной статье баланса гумуса определяются потери гумуса, рассчитанные на основе размеров выноса культурами севооборота почвенного азота. При этом потери гумуса при орошении за счет инфильтрации (24 кг/га) в расчетах не учитывается, потому, что они компенсируются поступлением с осадками 6 кг/га, поливной водой – 12 кг/га, семенами – 2 кг/га и фиксацией свободноживущими микроорганизмами – 5 кг/га. Формула потерь гумуса:

, (1.2)

где Г_п – потери гумуса, т/га; У – урожайность, т/га; В_а – вынос азота на 1 т урожая, кг/т; 50 – коэффициент, учитывающий соотношение азота к углероду и размерности входящих в формулу показателей.

Из приходных статей баланса гумуса учитывается образование гумуса при гумификации пожнивных и корневых остатков культур и органических удобрений. Эта величина определяется по объему пожнивных(П_П) и корневых остатков (П_К) и органических удобрений (Д_орг) по формуле:

, (1.3)

где П_Г – образование гумуса в текущем году, т/га; П_П и П_К – поступление пожнивных и корневых остатков, соответственно, т/га; СВ_орг – поступление органических веществ с удобрениями, т/га; K_ГР и K_ГУ – коэффициенты гумификации растительных (пожнивных и корневых) остатков и органических удобрений, соответственно.

Поступление пожнивных и корневых остатков определяется с помощью регрессионных зависимостей их от урожайности сельскохозяйственной культуры. Поступление органических веществ с удобрениями СВ_орг определяется по формуле:

, (1.4)

где %ВЛ – влажность органического удобрения, % .

Пример 1.При возделывании картофеля быловнесено 150 тонн навозной жижи КРС на гектар. В результате было получено 24 т/га клубней картофеля.

Решение. Потери гумуса составят: т/га.

Поступление пожнивных остатков: П_П = 0,04∙У+0,1= 0,04∙24+0,1=1,06 т/га

Поступление корневых остатков: П_к = 0,08∙24+0,8 = 1,536 т/га

Коэффициент гумификации остатков согласно приложению 3 равен 0,35.

Поступление органических веществ с удобрениями:

т/га.

Коэффициент гумификации навоза КРС равен 0,35. Приход гумуса составит:

т/га.

Баланса гумуса т/га.

Источник

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ И СОСТАВА ГУМУСА В ПОЧВЕ

  Каримова Юлия
  МПХОз-20

• 

  2 слайд

  Гумус
  Содержание гумуса – важнейший показатель плодородия почвы, поскольку в нем сосредоточено около 90% валовых запасов азота, часть фосфора, серы, микроэлементов.
  Почвы с высоким содержанием гумуса имеют агрономически ценную структуру, большую емкость поглощения, большую буферность по отношению к кислотно-основным факторам воздействия. Гумусовые вещества могут также оказывать и непосредственное влияние на растения, стимулируя их рост и развитие.

• 

  3 слайд

  Схема подготовки почвы к химическому анализу
  а – квартование почвенного образца;
  б – взятие лабораторной пробы для определения углерода и азота;
  в – отбор корешков из пробы для определения углерода и азота;
  е – просеивание через сито с отверстиями диам. 0,25 мм;
  ж – хранение пробы, подготовленной для определения углерода и азота;
  г – измельчение образца почвы в фарфоровой ступке;
  д – просеивание через сито с отверстиями диам. 1 мм;
  з – взятие лабораторной пробы на разложение почвы;
  и – растирание пробы в халцедоновой или агатовой ступке до пудры;
  л – хранение подготовленной для разложения почвы;
  к – хранение образца почвы, просеянного через сито с отверстиями диам. 1 мм.

• 

  4 слайд

  Оценка гумусного состояния
   Наиболее часто при оценке гумусного состояния почвы определяют общее содержание в почве веществ гумусовой природы.
  Прямое гравиметрическое определение органических веществ почвы не применяется из-за множества возникающих при этом затруднений сложности выделения органических веществ, прочно связанных с минеральной частью почвы, возможного изменения их состава в процессе экстракции, а также из-за трудоемкости анализа, что немаловажно для такого широко используемого определения.
  Поэтому для оценки содержания гумуса в почве прибегают к косвенным методам, основанным на разложении гумуса почвы до углекислого газа и воды. В ходе анализа определяют количество углерода, содержавшегося в органическом веществе, подвергшемся разложению.

• 

  5 слайд

   Таким образом, эти методы основаны на предположении о том, что состав органических веществ в почве относительно постоянен и по количеству углерода, входящего в состав гумуса, можно судить о содержании последнего.
  Несмотря на такое, казалось бы, смелое допущение, этот подход является единственным принятым в аналитической практике для определения содержания гумуса в почвах и, как правило, в применении к большинству используемых в сельском хозяйстве почв дает достаточно корректные оценки этого показателя.

• 

  6 слайд

  Метод Тюрина
  Для определения содержания гумуса в почве чаще всего используют метод И.В. Тюрина — по окисляемости органического вещества. 

• 

  7 слайд

  И.В. Тюрин
  Иван Владимирович Тюрин (21 октября (2 ноября) 1892, с. Верхние Юшалы, Уфимская губерния — 12 июля 1962, Москва) — российский и советский учёный-почвовед, академик АН СССР (1953).
  Научные работы И. В. Тюрина были посвящены проблеме повышения плодородия почв, химии органических веществ почв. Особый интерес представляют его исследования в области изучения почвенного гумуса. Им разработаны оригинальные методы анализа состава почвенного перегноя, а также ряд новых методов химического анализа почв (для определения гумуса, доступного для растений азота и др.).

• 

  8 слайд

  Метод определения гумуса по Тюрину
  Метод основан на окислении органического вещества почвы хромовой кислотой до образования углекислоты. Количество кислорода, израсходованное на окисление органического углерода, определяют по разности между количеством хромовой кислоты, взятой для окисления, и количеством её, оставшимся неизрасходованным после окисления.
  В качестве окислителя применяют раствор К2Сr2O7 в серной кислоте, предварительно разбавленной водой в соотношении 1:1
  Реакция окисления протекает по следующим уравнениям:
  2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O + 3O2
  3C + 3O2 = 3CO2

• 

  9 слайд

  Метод даёт хорошую сходимость параллельных анализов, быстр, не требует специальной аппаратуры (в связи с чем, может быть использован и в экспедиционных условиях) и в настоящее время является общепринятым, особенно при проведении массовых анализов.

• 

  10 слайд

  Спасибо за внимание!

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 267 102 материала в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Содержание и технологии школьного географического образования в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Основы геополитики» профильного обучения в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС педагогических направлений подготовки»

• Курс повышения квалификации «Формирование первичных компетенций использования территориального подхода как основы географического мышления с учетом ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Организация проектно-исследовательской деятельности в ходе изучения географии в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Методы и инструменты современного моделирования»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности секретаря руководителя со знанием английского языка»

• Курс повышения квалификации «Педагогика и методика преподавания географии в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Актуальные вопросы банковской деятельности»

• Курс профессиональной переподготовки «Техническая диагностика и контроль технического состояния автотранспортных средств»

• Курс повышения квалификации «Международные валютно-кредитные отношения»

• Курс профессиональной переподготовки «Информационная поддержка бизнес-процессов в организации»