Органическое вещество почвы

Все органическое вещество почвы можно разделить на составные части. Так, 100 г мертвого растительного материала может дать 60-80 г углекислого газа, который выделяется в атмосферу. Остальные 20-40 г - это 3-8 г микроорганизмов, 3-8 г не гуминовых соединений и 10-30 г гумуса. Молекулярная структура ОВ - это в основном углерод, кислород, водород, азот и в небольших количествах фосфор и сера. Органическое вещество почвы также является побочным продуктом циклов углерода и азота.

3.3.Органические удобрения

Органические удобрения (органика) улучшают физико-химические свойства почвы, повышают эффективность применения минеральных удобрений, улучшают водный и воздушный режимы почвы. Они содержат все необходимые для растения элементы питания, в том числе и микроэлементы и являются полными удобрениями, тогда как минеральные обычно содержат какой-нибудь один элемент. Органические удобрения способствуют формированию и сохранению гумуса. При внесении органики происходит улучшение структуры почвы.

Обогащение дерново-подзолистой почвы органическим веществом способствует улучшению агрегатного состава почвы, повышению водопрочности макроструктуры. Как правило, более гумусированная почва имеет и более прочную структуру не только в слое 0 - 20, но и в слое 20 - 40 см.

Микроагрегаты малогумусированной бессменного картофеля не полностью водопрочны. В почве других вариантов, лучше обеспеченной органическим веществом, микроструктура находится полностью в водопрочном состоянии.

Содержание органического вещества оказывает решающее влияние на физико-механические и технологические свойства пахотной дерново-подзолистой почвы.

Более гумумусированная почва унавоживаемых делянок характеризуется большей пластичностью, причем нижняя граница пластичности (НГП), означающая переход почвы в состоянии физической спелости.

Систематическое унавоживание способствует способствует значительному уменьшению твердости почвы.

Абсолютные показатели набухания почвы с большим содержанием гумуса почти всегда значительно превосходят показатели набухания менее гумусированной почвы.

Обогащение почвы органическим веществом способствует более позднему началу залипания, а также наступлению  максимума липкости при относительно большей влажности почвы. Максимальное залипание, как правило, соответствует состоянию капиллярного насыщения почвы.

Органические удобрения (навоз, солома, торф и др.) оказывают положительное действие на биологическую активность почвы, нейтрализуя отрицательное влияние на микроорганизмы высоких доз NPK.

 В органическом веществе  заключено 98% всего запаса азота  почвы, 80% серы и 60% фосфора.

Абсолютные количества азота, поставляемые растениями почвой,  возрастали с повышением ее окультуренности.

 Урожай культур на неудобряемых делянках обесцвечивается тем количеством азота, которое ежегодно минерализуется из валовых запасов почвы.

Органическое вещество дерново-подзолистой почвы не только источник азотного питания растений, но и важнейший агент трансформации внесенного в почву азота минеральных удобрений.

В пахотных почвах при недостаточном внесении удобрений происходит постепенное уменьшение запасов органического вещества и зольных элементов почвы.

Возделывание однолетних растений бессменно или в севообороте без применения удобрений на дерново-подзолистой почве разного механического состава приводит к постепенному уменьшению запасов органического вещества почвы.

Одним из видов органических удобрений является навоз и его производные, например, животноводческие стоки.

Навоз - испытанный веками ценный вид органических удобрений. Он содержит все необходимые растениям питательные вещества. Особенно ценен навоз тем, что он действует в течение нескольких лет после того, как его заложили в почву. Это связано с тем, что в свежем навозе лишь небольшая часть питательных веществ сразу усваивается растениями. Большая же их часть становится доступной растениям только после разложения - в течение 5-6 лет и даже дольше, то есть навоз - органическое удобрение длительного действия на плодородие почв.

Количество навоза, накапливающегося в хозяйстве, зависит от поголовья животных, количества подстилки, скормленных кормов. Качество навоза, его химический состав зависят от типа кормов, рациона, вида животных, количества и вида подстилки, способа хранения и других условий. Например, при откорме животных с большим количеством в рационе концентратов навоз отличается более высоким содержанием питательных веществ для растений по сравнению с навозом от животных, получающих значительное количество силоса, корнеплодов и грубых кормов с большим количеством клетчатки. Из потребляемого корма в навоз переходит около 40% органического вещества. 50 - азота. 80 - фосфора и 25% калия.

По содержанию воды навоз делят на горячий (конский и овечий) и холодный (от крупного рогатого скота и свиней). Качество навоза зависит от химического состава и поглотительной способности подстилки, которая создает лучшие условия для жизнедеятельности микроорганизмов и разложения кала. Особенное значение имеет способность подстилки поглощать жидкости и газы. В значительной степени качество навоза определяется содержанием в подстилке азота и зольных веществ.

Клетчатки в навозе содержится 30-36% в пересчете на сухое вещество и пентозанов - 14-16%, которые при хранении навоза значительно разрушаются. При рыхлом хранении навоза клетчатка разрушается наполовину, а при плотном - незначительно. При разложении навоза образуются также масляная, уксусная и другие кислоты. Скорость разложения органических веществ в навозе зависит от влажности, доступа кислорода воздуха и химического состава навоза. Чем больше навоз содержит легкоразлагающихся органических веществ, тем быстрее в нем протекают процессы брожения.

Так же к органическим удобрениям относиться торф. Торф — горючее полезное ископаемое растительного происхождения, предшественник генетического ряда углей. Образуется в результате естественного отмирания и неполного распада болотных растений под воздействием биохимических процессов в условиях повышенной влажности и недостатка кислорода. Залегает на поверхности Земли или на глубине первых десятков метров под покровом минеральных отложений. От почвенных образований торф отличается по содержанию в нём органических соединений (не менее 50% по отношению к абсолютно сухой массе), от бурого угля — повышенным содержанием влаги и форменных растительных остатков, а в химическом отношении — наличием сахаров, гемицеллюлоз и целлюлозы.

Торф состоит из не полностью разложившихся остатков растений, продуктов их распада (гумуса) и минеральных частиц; в естественном состоянии содержит 86-95% воды. Растительные остатки и гумус содержат органические и минеральные части, последняя определяет зольность торфа. Перегной (гумус) придаёт торфу тёмную окраску. Относительное содержание в торфе бесструктурной (аморфной) массы, включающей гуминовые вещества и мелкие растительное ткани, утратившие клеточное строение, определяет степень разложения. Различают торф слаборазложившийся (до 20%), среднеразложившийся (20-35%) и сильноразложившийся (свыше 35%). В ботаническом составе торфа присутствуют остатки древесины, коры и корней деревьев и кустарников, различные части травянистых растений, а также гипновых и сфагновых мхов. В зависимости от ботанического состава, условий образования и свойств выделяют 3 типа торфа:

1) Верховой – слаборазложившиеся части растений (листья, ветки, корни и пр.), который обычно не используется в качестве удобрения, зато он прекрасно подходит для мульчирования (укрытия) растений на зиму и в качестве подстилки для домашних животных.

2) низинный – полностью разложившийся торф (обычно находится на 8 -15 см ниже уровня почвы). Часто используется для приготовления торфо-минеральных компостов. Особенно хорошо внести низинный торф в почву под выращивание овощных культур и нежных экзотических растений.

3) переходный – промежуточное состояние торфа между верховым и низинным. Как правило, используется в компостах самого разного состава. К нему добавляют минеральные удобрения, птичий помёт или навоз, фосфоритную муку, микроудобрения, известь или золу.

Торф — сложная полидисперсная многокомпонентная система; его физические свойства зависят от состава твёрдой фазы, степени её разложения или дисперсности и степени увлажнённости. В зависимости от типа и степени разложения цвет торфа варьирует от светло-жёлтого до тёмно-коричневого (верховой) и от cepo-коричневого до землисто-чёрного (низинный). Структура верхового торфа изменяется от губчатой (моховой торф), губчато-волокнистой до пластично-вязкой (древесный торф), низинных — от войлочной, ленточно-слоистой до зернисто-комковатой. Плотность торфа зависит от влажности, степени разложения, зольности, состава минеральной и органических частей, в естественных условиях залежи достигает 800-1080 кг/м3; плотность сухого вещества 1400-1700 кг/м3. Влагоёмкость торфа в зависимости от ботанического состава и степени разложения колеблется от 6,4 до 30 кг/кг. Максимальная у верхового торфа моховой группы. Пористость  достигает 96-97%, предельное напряжение на сдвиг уменьшается с ростом влагосодержания и степени разложения торфа от 3 до 35 кПа, при пенетрации (зондировании) до 400 кПа. Средняя теплота сгорания торфа 21-25 МДж/кг, увеличивается с повышением степени разложения и содержания битумов. Торф малой степени разложения имеет низкие значения коэффициента теплопроводности и удельной теплоты сгорания (10-12,5 МДж/кг), высокие значения газопоглотительной способности. Коэффициент фильтрации торфа с ненарушенной структурой изменяется от 0,1•10-5 до 4,3•10-5 м/с. Минимальные значения у торфа верхового типа высокой степени разложения, максимальная — у торфа низинного типа. При осушении коэффициент фильтрации уменьшается в несколько раз. 

В нынешних условиях резкого сокращения поголовья сельскохозяйственных животных и образования излишка соломы, целесообразно применять новую систему удобрений, где вместо навоза в органических удобрениях будет использована солома.

Действие соломы на урожай последующих культур определяется степенью ее разложения, достигаемой к началу следующего вегетационного периода. Время разложения соломы зависит от типа почвы, ее физических, химических и биологических свойств, климатических условий, а также от вида и состава запахиваемого растительного материала, особенно N.

В частности солома злаковых характеризуется высоким отношением С:N, вследствие чего от недостатка азота разложение ее быстро приостанавливается. Запахивание соломы сопровождается интенсивной иммобилизацией азота в почве, использованием усвояемых его соединений  почвенной микрофлорой, что приводит к ухудшению азотного питания и снижения урожая последующих культур.

Разложение органического вещества растительных остатков происходит тем быстрее, чем больше в них азота и чем уже соотношение этого элемента с углеродом. Расчеты показывают, что за внесение соломы в качестве удобрения необходимо внести азотные удобрения из расчета 10-12 кг д.в. на каждую тонну соломы. Из-за того, что микроорганизмы, разлагающие органические соединения, относящиеся к аэробной группы, процессы перегнивания соломы будет идти более стабильно при достаточной аэрации почвы. Активность микроорганизмов повышается, если вместо минеральных азотных удобрений добавить к соломе жидкий навоз (6-10 т/га). Измельченная солома более влагоемкая по сравнению с целой, более гигроскопична, равномерно распределяется в пахотном слое почвы и становится более доступной для микрофлоры.

Учитывая все это можно сформулировать основные агротехнические требования к внесению соломы как удобрения:

- солому на удобрение следует вносить в первую очередь на бедных, вспаханых почвах, на полях, находящихся от животноводческих ферм на расстоянии более 5 км, а также при недостатке в хозяйстве навоза;

- солому можно вносить под все сельскохозяйственные культуры: пропашные, кормовые, зерновые и зернобобовые. Наиболее полно солома используется при заворачивании под основную обработку почвы на полях, предназначенных для выращивания кукурузы на зерно и зеленый корм;

- равномерность распределения измельченной соломы (длина резки 5-10 см) должна составлять не менее 75% непосредственно при обмолоте зерна комбайнами;

- измельченная солома может оставаться в поле в течение одной-двух недель после уборочных работ, выполняя роль мульчи, что предохраняет почву от высушивания;

- после разбрасывания соломы необходимо внести азотные удобрения в дозе 10-12 кг д.в. на 1 т соломы, затем не более, чем через два дня поле должно быть обработано дисковой бороной на глубину 8-12 см;

- под полупар равномерно распределенную по полю и заправленную минеральным удобрением солому нужно заворачивать на глубину 20-22 см;

- после внесения соломы почва готовится под посев запланированных сельскохозяйственных культур в соответствии с принятыми технологий.

Для более полного (40-50%) разложения биомассы соломы нужно, чтобы срок от заделки ее в почву к посеву сельскохозяйственных культур составлял не менее 6-8 месяцев. При этом условии уже в первый год культурные растения могут использовать до 15-25% азота, 20-30% фосфора и 25-40% калия.

4.Органическое вещество специфической

и неспецифической природы