Fulvat-humatsammensetningen av humus er karakteristisk for jordsmonn. Hvordan humus dannes, de gunstige egenskapene til humus for jord

Humus, sammensetning - Humus er et komplekst dynamisk kompleks av organiske forbindelser dannet under nedbrytning av organiske rester. Humusinnholdet i jordsmonn bestemmes av forholdene og naturen til jorddannende prosessen; den svinger i de øvre horisontene fra 1 - 2 til 12 - 15 %, kraftig eller gradvis avtagende med dybden.

Sammensetningen av jordhumus er delt inn i en spesifikk del (85 - 90% av den totale humusen), representert av humusstoffer, og en uspesifikk del (10 - 15%), representert av ikke-fuktede organiske stoffer. Sistnevnte kan være svært forskjellige i sammensetning og inkluderer: nitrogenholdige forbindelser (proteiner, enzymer, aminosyrer), karbohydrater (monosakkarider, oligosakkarider, polysakkarider), lipider (fett, voks, fosfolipider), tanniner (tanniner, gallussyre, flobafener og andre) polyfenoler), organiske syrer; i tillegg ligniner, harpikser, alkoholer, aldehyder.

Humusstoffer i jorda er representert av humus- og fulvinsyrer, samt huminer.

Humussyrer er høymolekylære nitrogenholdige (opptil 3 - 6%) organiske syrer, med en syklisk struktur, uløselige i vann og mineralsyrer, men løselige i svake alkalier og noen organiske løsemidler.

Humussyrer består av karbon (50 - 62 %), hydrogen (3 - 7 %), oksygen (31 - 40 %) og nitrogen (2 - 6 %). Deres elementære sammensetning avhenger av typen jord, den kjemiske sammensetningen av nedbrytende rester og humifiseringsforhold. Således inneholder humussyrer i podzoljord, i motsetning til chernozems og kastanjejord, mindre karbon, men mer hydrogen.

Humussyrer kan inneholde fra 1 til 10 % askeelementer, men de er ikke permanente komponenter i molekylet, men tilsettes som et resultat av kjemiske reaksjoner.

Molekyler av humussyrer er ikke de samme i størrelse og kjemisk sammensetning. Molekylvekten deres varierer fra 4 000 til 100 000, så de kan enkelt deles inn i fraksjoner. Humussyrer i jord finnes hovedsakelig i form av geler, som hydrolyseres litt under påvirkning av mineralsyrer og går i løsning under påvirkning av alkalier.

I samspill med den mineralske delen av jorda danner humussyrer salter - humater, komplekse organo-mineralkomplekser som kan adsorberes stabilt og fast på overflaten av leirmineraler.

Humater av alkalier (natrium, kalium, ammonium) er svært løselige i vann, danner sanne og kolloidale løsninger, kan vaskes ut fra de øvre jordhorisontene, og under passende forhold lyser inn i dypet av jordprofilen og feller ut og samler seg der. . Dette kommer godt til uttrykk i solonetz og solonetzisk jord.

Humater av kalsium og magnesium er uløselige i vann og fikseres i jorda i form av geler. De er i stand til å lime og sementere mekaniske elementer til aggregater og bidrar til dannelsen av en vannbestandig struktur. Dette er observert i chernozem, eng-chernozem og torvkarbonatjord.

Fulvinsyrer, som humussyrer, er nitrogenholdige organiske syrer med høy molekylvekt. De oppløses i vann, syrer, svake løsninger av alkalier, natriumpyrofosfat og en vandig løsning av ammoniakk, og danner vannløselige salter - fulvater. I tillegg løses de opp i mange organiske løsemidler. Løsningene deres, avhengig av konsentrasjonen, har en farge fra strågul til oransje. Deres vandige løsninger har en sterkt sur reaksjon (pH 2,2 - 2,8). Fulvinsyrer er sammensatt av karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen, men inneholder mindre karbon og mer oksygen enn humussyrer. I gjennomsnitt inneholder fulvinsyrer 40 - 52% karbon, 4 - 6% hydrogen, 40 - 48% oksygen og 2 - 6% nitrogen

Fulvinsyrer, på grunn av deres sterkt sure reaksjon og gode løselighet i vann, ødelegger energisk mineraldelen av jorda.

Fulysatsalter (fulvater) av alkali- og jordalkalimetaller er svært løselige. Komplekse forbindelser av fulvinsyrer med jern og aluminium er også delvis løselige, og fulvinsyrer er sterkere enn komplekser med aluminium. Graden av mobilitet av slike komplekse forbindelser avhenger av deres metning med metall. Ved høy metning blir komplekset uløselig og utfelles.

Huminer representerer den delen av humus som ikke ekstraheres fra avkalket jord av alkalier. De ekstraheres nesten fullstendig ved vekslende eksponering av jordrester med huminer for forskjellige syrer og alkalier. Forskning har vist at huminer i de fleste tilfeller består av de samme gruppene av humus- og fulvinsyrer som de som utvinnes fra humus med alkali. Disse syrene i humins er i komplekse og sterke bindinger både med hverandre og med den mineralske delen av jorda.

Gruppen huminer inkluderer også inerte karboniserte karbonpartikler og ufullstendig humifiserte organiske rester. Humininnholdet i humus er 15 - 20%, og i noen jordarter til og med 40 - 48%.

11.Massive krystallinske bergarter, jordformasjonsforhold.(6)

Massive krystallinske jorddannende materialer Bergartene er avkjølt og størknet magma som har kommet til jordoverflaten. De har en veldig tett massiv struktur, krystallinsk eller kryptokrystallinsk struktur. Avhengig av innholdet og forholdet mellom silisium og alkaliforbindelser, på den ene siden, og jern, kalsium og magnesium, på den andre, skilles sure og basiske magmatiske bergarter.

TIL sure magmatiske bergarter refererer til granitt, utbredt i fjellkjedene i Buryatia. Den kjennetegnes av et høyt innhold av silika, en merkbar mengde natrium og kalium, et lite innhold av jern, en ubetydelig mengde kalsium og magnesium, og et relativt høyt innhold av fluor og bor. Sure magmatiske bergarter er vanligvis lyse og brunaktige i fargen; de inneholder tydelig krystaller av kvarts, feltspat og glimmer. Disse bergartene inneholder en stor mengde gasser, som CO, CO 2, H 2 S, CH3, H, N, C1, som kan frigjøres ved oppvarming. Forvitringsprodukter og jordsmonn dannet av sure magmatiske bergarter i de tidlige stadiene av forvitring utmerker seg ved materialets sprøhet, sandighet og grusaktige natur, et mer eller mindre tilstrekkelig innhold av kalium assosiert med mineraler fra glimmergruppen.

Fra grunnleggende magmatiske bergarter basalter er kjent. De er karakterisert ved et lavt silikainnhold (40-60 vekt%). Det meste av silikaen er bundet i aluminosilikatmineraler. Fri silika i form av kvarts finnes kun i små mengder. Basiske magmatiske bergarter, i motsetning til sure, er hovedsakelig rike på forbindelser av mangan, jern, krom, kobolt, sink, titan, nikkel og kobber. Alkaliske magmabergarter utmerker seg med en veldig mørk, noen ganger svart farge, som forklares av fraværet av kvarts og overvekten av mineraler farget i mørke toner. Produkter av forvitring og jorddannelse på steiner Alkaliske magmaer får vanligvis raskt en leiraktig karakter, beholder en alkalisk og nøytral reaksjon i lang tid, og er preget av økt innhold av jordhumus og leirmineraler som montmorillonitt.

Mellom de to hovedgruppene av massivt krystallinske bergarter - sure og basiske - er det en rekke overgangsgrupper.

Metamorfe bergarter dannet under påvirkning av høyt trykk og temperatur fra sedimentære bergarter. Metamorfe bergarter inkluderer kvartsitter, skifer, konglomerater og gneiser, som i kjemisk sammensetning ligner granitter.

Jordsmonn på slike bergarter har en underutviklet profil.

Underutviklet - dannet på tette massive krystallinske bergarter eller i bratte bakker. Karakterisert av et komplett sett med horisonter som er karakteristiske for en gitt jordtype, som imidlertid er tynne og kan være diskontinuerlige

En vurdering av humusinnholdet i mineraljord i Russland er gitt, basert på teoretiske, beregnede og eksperttilnærminger. En gjennomgang presenteres og en analyse av jordgraderinger basert på humusinnhold utviklet av Jordinstituttet oppkalt etter. V.V. Dokuchaeva (1977, 1985, 1997, 2001, 2003, 2004) og D.S. Orlov et al. (1978, 2004). Det gis en teoretisk begrunnelse og det foreslås en skala for russisk jord i henhold til graden av humusinnhold, der verdiene for minimum humusinnhold presenteres som et referansepunkt, og de objektive intervallene for skalaen av humusinnholdsverdier er basert på verdiene for tillatte forskjeller mellom laboratorier. Konseptet med en global vurdering har blitt introdusert, som dekker et bredt spekter av jordsmonn i Russland og reflekterer forskjeller mellom jordtyper i humusinnhold, og en differensiert vurdering som karakteriserer forskjeller innen en jordtype (undertype) når det gjelder verdiene til denne indikatoren. Metodiske teknikker for å bestemme minimum tillatte, optimale og maksimalt tillatte verdier av humusinnhold i dyrkbar jordhorisonter er skissert.
Den kjemiske sammensetningen av jord er representert av tre grupper av komponenter. Dette er stoffer som tidligere var en del av moderbergartene; stoffer som kommer inn i jorda med atmosfærisk og støvnedbør, og til slutt organiske stoffer som tilhører forskjellige klasser av forbindelser og akkumuleres først og fremst på grunn av restene av høyere planter og mikroorganismer, og i jord omdannet til humus. Den mest relevante er den tredje gruppen, som er nesten den eneste kilden til et bredt utvalg av organiske forbindelser, som teoretisk og praktisk bestemmer både dannelsen av humushorisonter i praktisk talt hvilken som helst jord og dannelsen og akkumuleringen av spesifikke organiske forbindelser i jordsmonnet - humus. stoffer. Det er disse stoffene som gir jordsmonnet deres unike utseende og egenskaper som skiller dem fra andre naturlige kropper.
Ifølge Alexandrova er humusdannelse, det vil si dannelsen av humus, en prosess spesifikk for jordsmonn, i motsetning til humifisering, som skjer i mange naturlige miljøer - torv, silt, sapropeller, kull osv. (inkludert i jordsmonn) og fører til dannelse av humusstoffer.
The Great Russian Encyclopedia gir følgende definisjon av humus: «Humus er et dynamisk system som består av en samling av plante- og dyrerester som har mistet egenskapene til sin anatomiske struktur og gjennomgår ulike stadier av nedbrytning og syntese; den viktigste og viktigste bestanddelen av organisk materiale i jorda."
US Dictionary of Soil Terms gir en annen definisjon: "Humus er en mer eller mindre stabil fraksjon av jordsmonnets organiske materiale som er igjen etter at hoveddelen av plante- eller dyrerester i jorda har dekomponert."
Humus er en av de viktigste indikatorene som bestemmer tilblivelsen og fruktbarheten til jordsmonn.
I "Klassifisering og diagnostikk av jord i USSR" vurderes humusinnholdet på artsnivå. Artsegenskaper når det gjelder humusinnhold tilsvarer visse typer jord (tabell 1).
I "Klassifisering av jordsmonn i Russland", "Klassifisering og diagnostikk av jordsmonn i Russland", i motsetning til det forrige klassifiseringssystemet, foreslås mer generelle kriterier for å identifisere jordsmonn etter humusinnhold på artsnivå:
Typer etter humusinnhold i akkumulativ-humushorisonten, % av jordmassen (ved ).

For jord med mørk-humus og agro-mørk-humus horisonter
Humustype, %
1. Svak humus<3
2. Lav humus 3-5
3. Middels humused 5-7
4. Høy humus 7-9
5. Overvektige >9

Tabell 1. Inndeling av jordtyper i USSR i typer etter humusinnhold

Indikatorsystemet til Grishina og Orlov viser gradasjoner av humusinnhold generalisert for alle typer jord (tabell 2). Etter deres mening er et lite antall indikatornivåer tildelt for å lette jordgrupperinger. Det samme målet forfølges av heltallsgrenser for hvert nivå. Ifølge forfatterne, selv om denne tilnærmingen noe forenkler karakteriseringen av den naturlige situasjonen, tilsvarer hvert nivå likevel en viss tilnærming til de virkelige egenskapene til spesifikke jordtyper. Således er et høyt humusinnhold på 6-10 % faktisk karakteristisk for chernozems, mens lavt og veldig lavt (2-4 og<2%) — дерново-подзолистым почвам и подзолам.
I 2004 foreslo Orlov og hans medforfattere systemet "Ytterligere indikatorer på humusstatusen til jordsmonn og deres genetiske horisont." Forfatterne mener at de tidligere gitte gradene av gradering av humusinnhold er klart utilstrekkelige hvis vi tar i betraktning egenskapene til lignende jordarter med relativt nære nivåer av akkumulering av organisk materiale. For "humusinnhold"-indikatoren ble det tidligere brukt fem graderinger, noe som tydeligvis er utilstrekkelig. Spesielt når det gjelder å beskrive jordsmonn av lignende opphav. De foreslo å innføre en mer detaljert gradering som mer nøyaktig dekker virkelige jordtyper. Disse estimerte nivåene av forskjellige humusinnhold er presentert i tabell. 3. Ifølge forfatterne overskrider og utvider de til og med de tidligere gitte nivåene betydelig, men er mer i samsvar med de virkelige egenskapene til jordsmonn og ser ut til å være mye mer praktisk for de fleste russiske, og kanskje mange verdensjordarter.
Det bør bemerkes at kvalifiseringskriteriene for organisk karboninnhold foreslått i World Correlative Soil Resources Base (WRB) for jordenheter - humus og hyperhumic - kun er basert på ekspertvurdering.

Tabell 2. Humusinnholdsnivåer for jordgruppering (etter )

Vurderingsskalaene til Grishina, Orlov, Orlov et al og de som er gitt i "Klassifisering og diagnostikk av russisk jord" for graden av humusinnhold i jordsmonn kan betraktes som globale, noe som til en viss grad gjenspeiler jordsmonnets genetiske tilknytning. Samtidig viste arbeidet til Stokozov og medforfattere at Grishina- og Orlov-systemet ikke kan brukes til en objektiv vurdering av humusstatusen til dyrkbar jord, siden de foreslåtte graderingene ikke var knyttet til en spesifikk jordtype og dens granulometriske komposisjon.
Basert på bulkmateriale utviklet VNIPTIKHIM foreløpige graderinger for dyrkbar jord i Russland i henhold til graden av humusinnhold, som er basert på jordtype (undertype) og tre grupper i henhold til den granulometriske sammensetningen. Det skal bemerkes at tidligere i "Klassifisering og diagnostikk av jord i USSR" ble tre undertyper av kastanjejord delt inn i to grupper basert på humusinnholdet deres, tatt i betraktning deres granulometriske sammensetning.
I de ovennevnte "Midlertidige anbefalingene for valg av jordprøver for bestemmelse av humus under agrokjemisk undersøkelse av dyrkbar jord i Russland," foreslått av et team av forfattere fra VNIPTIKHIM, Soil Institute oppkalt etter. V.V. Dokuchaeva, VPNO “Rosselkhoz-Khimiya”, jord i henhold til graden av humusinnhold er delt inn i fem grupper - veldig lav, lav
kaya, middels, økt, høy. For chernozem-jord skilles grupper ut i trinn på 1% i humusinnhold, og for andre jordarter, med noen unntak, i de første gruppene er intervallet 0,5%, og i de siste (tre) - 1%.
Etter vår mening, til tross for tilgjengelige indirekte ekspressmetoder for å etablere C min-verdier, bør det for en mer nøyaktig vurdering av minimum humusinnhold bestemmes i langtidsforsøk med permanent ren brakk.

Tabell 4. Graderinger av dyrkbar jord etter humusinnhold, %

Tatt i betraktning at det i de aller fleste langsiktige stasjonære felteksperimenter i Russland ikke er tilgjengelige alternativer med permanent ren damp, anser vi det som tilrådelig å implementere dem umiddelbart. Opsjoner med permanent ren damp kan legges på gammel dyrkbar jord som ligger i nærheten av en stasjon med mange års erfaring. Etter 10-15 år med brakklegging vil hovedreservene av organisk materiale gå tapt på denne jorda, og humusinnholdet i den vil bli etablert på et nivå som er ganske nær minimum.
Det ble foreslått at når man vurderer graden av pløying av chernozems ut fra deres humustilstand, bør verdiene for minimum humusinnhold brukes som referansepunkt, og objektive intervaller for skalaen av humusinnholdsverdier bør være konstruert basert på verdiene for tillatte forskjeller mellom laboratorier.
Interlaboratoriske tillatte forskjeller ble beregnet basert på data fra ikke-replikatanalyse av Corg, bestemt ved tørrforbrenningsmetoden. D = 2,8S for forskjellen mellom to enkeltmålinger, hvor D er det absolutte akseptable avviket mellom laboratoriet, S er standardavviket. D er den minste mulige klassestørrelsen på skalaen til en gitt jordkarakteristikk.
Som et eksempel gir vi en skala over pløyingsgraderinger for typiske og utlutede chernozemer i det sentralrussiske opplandet i henhold til humusinnhold (%): tung leirholdig - erodert -<5; сильно-выпаханные — 5.0—5.9; средне-выпаханные — 5.9—6.9; слабо-выпаханные - >6,9; middels leiraktig - erodert -<4.5; сильно-выпаханные — 4.5—5.4; средне-выпаханные — 5.4— 6.3; слабо-выпаханные — >6.3.
Tatt i betraktning det ovennevnte, er en skala over graderinger av dyrkbar jord i Russland satt sammen i henhold til graden av humusinnhold i det dyrkbare laget, bestående av fire klasser (tabell 5). For denne tabellen er verdien av D hentet fra arbeidet basert på materialene til et interlaboratorisk sertifiseringseksperiment utført i USSR på standardprøver ved bestemmelse av organisk karbon ved bruk av Tyurin-metoden. Ved implementering av agroanalytiske laboratorier i systemet. chem. Service of Russia, i stedet for metoder for å bestemme innholdet av organisk karbon i jord ved hjelp av metoden for tørr forbrenning på automatiske analysatorer, kan du bruke informasjonen om interlaboratorieeksperimentet gitt i arbeidet for å konstruere skalaer på dette grunnlaget.
Den første klassen - humusinnhold er mindre enn minimum - inkluderer jord som delvis har mistet den inerte komponenten av humus som følge av erosiv fjerning av jordpartikler, blanding av humushorisonten med de underliggende, mekanisk fjerning av fine partikler under høsting av radavlinger osv. Den andre - svakt humified, den tredje - medium humified - inkluderer jordarter som i en eller annen grad har mistet transformerbart organisk materiale i forhold til innholdet i jomfruelig jord som følge av biologisk mineralisering. Den fjerde - svært humus - inkluderer dyrkbar jord som i humusinnhold ligner på jomfruelig jord.
Den foreslåtte skalaen for gradering av dyrkbar jord i Russland gir en differensiert vurdering av humusinnhold, tatt i betraktning dens transformerbare komponenten, som til en viss grad karakteriserer den effektive fruktbarheten til jord.
Et veldig viktig poeng bør bemerkes her. Dannelsen og transformasjonen av humus er en kombinasjon av fysiske, fysisk-kjemiske, kjemiske, biokjemiske og biologiske prosesser som forekommer i jorda. Imidlertid er dens for tiden brukte inndeling i labile, aktive, lett nedbrytbare, på den ene siden, og stabile, inerte, stabile grupper av fraksjoner, på den annen side, veldig betinget. Så, for eksempel, hvis vi snakker om humusstoffer i chernozems, ekstrahert direkte med 0,1 N. NaOH-løsning, da bør vi snakke om labilitet fra synspunktet om kjemisk fraksjonering. Hvis biokinetisk fraksjonering av jordorganisk materiale utføres i henhold til skjemaet til Semenov et al., så karakteriserer det biologiske jordprosesser til en viss grad. Transformerbart organisk materiale, beregnet på grunnlag av formelen C trans = C tot - C min, reflekterer mest adekvat den naturlige labiliteten til jordorganisk materiale, som er et resultat av ulike prosesser.
Problemet med nødvendig og tilstrekkelig tilførsel av dyrkbar jord med organisk materiale blir stadig mer aktuelt på grunn av forstyrrelse av naturlige prosesser i biosfæren og oppgaven med å optimalisere forvaltningen for å oppnå bærekraftig og miljøvennlig landbruk.
Innenfor det tillatte området for endringer i humusinnhold er oppgaven med å regulere det på regulatorisk basis ganske realistisk.

Tabell 5. Graderinger av dyrkbar jord i Den russiske føderasjonen i henhold til graden av humusinnhold (humusinnhold i åkerlaget, % av jordmassen)

Tabell 6. Foreløpige intervaller for endringer i humusinnhold (% av jordmassen) i typiske chernozems (dyrkbart lag)

Fra et agroøkologisk synspunkt bør strategien for å bruke organisk gjødsel, gitt deres begrensede ressurser, være rettet mot å gjødsle de mest pløyde jordene. Samtidig kan for høyt humusinnhold være miljømessig og økonomisk ulønnsomt, siden det uunngåelig er forbundet med aktiv frigjøring av nitrogen, spesielt i perioder hvor det ikke kan brukes av planter og følgelig med miljøforurensning. Av denne grunn har standardene for tilførsel av organisk materiale en øvre grense.
Foreløpig er det foreslått foreløpige tillatte områder for endringer i humusinnhold i hovedtypene dyrkbar jord i Russland. I tabellen 6, som et eksempel, vurderes rekkevidden av endringer i humusinnhold i typiske chernozems utsatt for agrogene påvirkninger.
Grunnlaget for å bestemme verdiene for det optimale humusinnholdet er basert på forslagene fra Kerschens og Schulz, som tar hensyn til mengden lett nedbrytbart organisk materiale i jorda i Tyskland og justert for forholdene i Russland. I følge disse forfatterne har innholdet av organisk karbon og nitrogen i jord relativt smale økologiske grenser, som for tyske forhold i konvensjonelle arealbrukssystemer utgjør 0,2-0,6 % av nedbrutt organisk karbon og
0,02-0,06 % dekomponert nitrogen. Når innholdet er under disse grensene, er jordfruktbarhet, avlingsproduktivitet og CO2-assimilering i fytomassen utilstrekkelig over disse grensene, observeres tap av organisk materiale og miljøforurensning.

Konklusjon
Russiske forskere Grishina, Orlov, Biryukova, Rozanova og i "Classification and Diagnostics of Soils in Russia" foreslo skalaer for jordhumusinnhold som kan vurderes som globale, noe som gjenspeiler den genetiske tilknytningen til jordsmonn.
I motsetning til den globale, genetiske vurderingen av graden av humusinnhold i jord, er det utviklet differensierte vurderinger som reflekterer forskjeller i humusinnhold innenfor en jordtype (undertype), inkludert agroøkologiske. Det er utarbeidet en skala for gradering av dyrkbar jord i Russland i henhold til graden av humusinnhold, bestående av fire klasser: humusinnholdet er mindre enn minimum, lav humus, middels humus og høy humus. Den foreslåtte skalaen gjenspeiler en agroøkologisk vurdering av humusinnhold, tatt i betraktning den transformerbare komponenten, som til en viss grad karakteriserer jordsmonnets effektive fruktbarhet.
Det er utviklet tilnærminger og det er gitt eksempler på akseptable standardverdier for humusinnhold i dyrkbar jordhorisont, som er basert på forslag fra ulike forfattere om minimum, maksimum (svært humusrikt) og optimalt nivå av humusinnhold.
Her bør det først og fremst bemerkes at i Russland er det fortsatt ingen informasjon som gjør det mulig å bestemme mengden optimal transformert Corg under forholdene for langsiktige felteksperimenter utført på forskjellige typer jord. For å bestemme de optimale verdiene for humusinnhold ble en eksperttilnærming brukt med ekstrapolering av data fra andre forfattere. I følge Kershens, Schultz, ligger den optimale mengden transformert Corg i området 0,2–0,6 % av jordmassen. Det er a priori informasjon om at med en økning i brutto humusinnhold, øker innholdet av transformert Corg litt; avhengigheten er imidlertid ikke klart definert. Utvalget av humusinnhold i russisk jord er mye bredere enn i Tyskland. Derfor, på jord med et Corg-innhold på >3–4 % av jordmassen, for å bestemme verdiene for det optimale humusinnholdet, var mengden transformert Corg >0,6 % av jordmassen. Hvis jordsmonnet i Russland og Tyskland var like i humusinnhold, ble området ovenfor for innholdet av transformert Corg brukt for å bestemme de optimale verdiene.

Oppgaven for denne delen: å konstruere en graf over fordelingen av humusinnhold langs jordprofilen og beskrivelsen av den; bestemmelse av arten ved graden av humusinnhold i en gitt jord, basert på mengden humus i den øvre horisonten; bestemmelse av tykkelsen på humushorisonten (den slutter der humusinnholdet er mindre enn 1%).

Humus er det viktigste organiske materialet i jorda, og inneholder næringsstoffer som er nødvendige for høyere planter. Humus utgjør 85-90 % av jordens organiske materiale og er et viktig kriterium for å vurdere fruktbarheten.

Humus utfører en trippel funksjon i jorda: fysisk, kjemisk og biologisk. Den fysiske funksjonen er å skape en vannbestandig jordstruktur, som sikrer gunstig sirkulasjon av vann, luft, ønsket temperatur og bestemmer god rotvekst i jorda. Den kjemiske funksjonen er at humus er et lager av næringsstoffer. Som et resultat av aktiviteten til mikroorganismer brytes humus gradvis ned (mineraliserer), og frigjør nitrogen, fosfor, kalium og andre elementer som finnes i den. Den biologiske funksjonen til humus er å skape gunstige forhold for utvikling og aktivitet av mikroorganismer.

Humusinnholdet i den øvre horisonten til forskjellige jordtyper varierer mye: fra 1 % i gråbrun ørkenjord til 12-15 % i chernozems. Ulike typer jord skiller seg i arten av endringen i mengden humus med dybden. Prosessen med humusdannelse påvirkes av følgende faktorer: vann-luft-regime, temperaturregime, sammensetning av organiske rester, mekanisk sammensetning og fysiske og kjemiske egenskaper til jord.

I henhold til graden av humus (humus) innhold, er jord delt inn i: svært lav humus (<2%), низкогумусированные (2-4%), среднегумусированные (4-6%), высокогумусные (6-10%) и очень высокогумусные (>10%) .

Opprinnelige data:

Horisont	Kraft, cm

Vi kan si at med økende dybde øker mengden humus først til en verdi på 2,00 % i B 1-horisonten, for deretter å avta til en verdi på 1,01 % i BC-horisonten. Gjennomsnittlig humusverdi er 1,3-1,7%. Horisontene B 1 og B 2 inneholder store mengder organisk materiale i form av rester av grønne planter. Det er mye utskiftbart kalsium i humushorisonten det akkumuleres i horisontene B 1 og B 2, og bidrar dermed til fiksering av humus i mineraldelen og dannelsen av jordstruktur. BC-horisonten er fattig på humus, som er assosiert med begrenset biologisk aktivitet, og færre levende jordorganismer virker i den, derfor reduseres mengden organisk materiale. Humus er fullstendig utført i nedre horisont C. Jorden er lav-humus.

Humus- et latinsk ord, det bokstavelig talt oversettes som jord, jord. I jordvitenskap refererer dette begrepet til en spesifikk gruppe høymolekylære, mørkfargede stoffer som dannes under nedbrytningen av organiske rester i jorda. Disse forbindelsene er syntetisert fra produktene av forfall og forfall av døde plante- og dyrevev.

Alle som noen gang har gravd bakken vet at det øverste jordlaget er mørkere enn de nedre horisontene. Den inneholder mye små røtter og humus - knuste, halvnedbrente planterester blandet med mineraljord. Alle disse restene som råtner i jorda er materiale hvorfra det, med deltakelse av jordlevende mikroorganismer og dyr, dannes nye organiske forbindelser, veldig stabile, hvor et stort antall elementer av mineralernæring av planter er konsentrert. Dette er humus.

I forskjellige naturområder har humuslaget av jord forskjellige dybder og farger. For eksempel, i Moskva-regionen er den mørkegrå i fargen og bare noen få centimeter tykk. Og i de rike chernozemene i Ukraina er humushorisonten svart, dens tykkelse er mer enn en meter.

Jords fruktbarhet avhenger av tilstedeværelsen av essensielle næringsstoffer i en form som er tilgjengelig for planter. Humusforbindelser er en reserve av næringsstoffer. De brytes ned veldig sakte, forvandles til former som er tilgjengelige for planter og absorberes fullstendig av røttene. På grunn av humus er jorda i stand til å produsere stabile avlinger i lang tid. Gradvis uttømmes denne reserven, og hvis nydannelsen av humus av en eller annen grunn går langsommere enn forbruket, begynner utbyttet å synke, noe vi observerer på land som er intensivt utnyttet og samtidig feilaktig dyrket og gjødslet.

Jordhumus er et kompleks av forskjellige kjemiske forbindelser, der det skilles ut flere grupper som er forskjellige i kjemisk sammensetning, egenskaper og grad av stabilitet i jorda. For eksempel gir humussyrer, de mest stabile og langlevende komponentene av humus i jorda, den en mørk farge. I chernozem-jord er innholdet svært høyt. Og i podzoliske jordarter dominerer såkalte grå humussyrer - fulvinsyrer - mer mobile, brytes ned raskere i jorda. Det er derfor humushorisonten i Non-Chernozem-sonen er lett og tynn.

Fuktingsprosessene er svært komplekse, deres hastighet og natur bestemmes av mange årsaker: landskap og klimatiske forhold, vegetasjonssammensetning, mikrobielle og dyrebestander i jorda. Transformasjonen av planterester til humus er assosiert med å male plantevev og blande dem med mineralpartikler. På dette stadiet spiller jorddyr en viktig rolle, de lever av slike rester og graver underjordiske ganger og huler.

Døde deler av planter blir først byttedyr for store virvelløse dyr, som river av, knuser og maler store partikler. Dødt plantevev inneholder mye fiber og lignin. Disse forbindelsene brytes veldig sakte ned i jorda og fordøyes dårlig i tarmen til dyr, men etter bearbeiding i tarmkanalen til virvelløse dyr blir de sterkt knust og beriket i sekret. Så i bakken blir de raskt befolket av jordmikroflora, og fortsetter ytterligere ødeleggelse og nedbrytning. Noen grupper av dyrepopulasjonen i jorda er i stand til svært aktiv nedbrytning av fiber ved hjelp av symbiotiske mikroorganismer. Disse inkluderer for eksempel trelus, tusenbein, snegler, snegler og larvene til mange insekter.

I fravær av dyr bremses ødeleggelsen av plantevev kraftig. Døde røtter av alfalfa beholder for eksempel strukturen i lang tid, og hvis de koloniseres med sciaridfluelarver, blir de til en amorf mørk masse på bare noen få dager. Det er en nær sammenheng mellom overflod av jorddyr og aktiviteten til humusdannelse.

For dannelse av humus av høy kvalitet er en viktig betingelse tilstrekkelig jordlufting. Dyr danner hele tiden et system av passasjer, som konstant rengjøres og vedlikeholdes av innbyggerne. Dette passasjesystemet skaper ventilasjon og sikrer penetrasjon av oksygen i de dype jordhorisontene, og takket være dette kan det utvikles aerobe prosesser der.

Dyreaktivitet har også en kjent effekt på jordsurheten. For eksempel, meitemark Under stoffskifteprosessen frigjøres store mengder kalsiumkarbonat. Når antallet ormer er høyt, endrer dette kalsiumet betydelig surheten i jorda, og bringer den nærmere en nøytral reaksjon. Noen tusenbein og trelus har tykke kitinøse skjell impregnert med kalsium.

Under smelting eller etter insekters død kollapser skjellene deres, og kalsium er inkludert i metabolske jordprosesser. I skog-steppe eikeskoger, der diplopode tusenbein er svært tallrike, er tilførselen av kalsium fra deres skjell opptil 50 kg per hektar per år.

Under metabolismen frigjør mange jorddyr en rekke aktive forbindelser som er direkte involvert i reaksjoner som fører til dannelse av humusstoffer. Blant mikroorganismer er de viktigste i dannelsen av humus bakterier, actinomycetes og mikroskopiske sopp. I cellene til noen actinomycetes dannes spesifikke mørkfargede forbindelser, hvis molekyler, når de samhandler med hverandre, danner humusstoffer. Actinomycetes er i stand til å syntetisere fulvinsyrer. Sopp som er utbredt i jorda, som penicillium og aspergillus, er involvert i de innledende stadiene av humifisering av planterester.

Mikroorganismer bryter også ned humus i jorda. Dette er muggsopp, actinomycetes, gjær og termofile bakterier. Nedbrytningen og mineraliseringen av humus akselereres av mangel på organisk materiale rikt på nitrogen.

Jordforskere skiller forskjellige typer humus, forskjellig i deres egenskaper og formasjonsegenskaper. Humus av laveste kvalitet er den såkalte rå eller grove sure humusen - "mor". Den dannes ved lave temperaturer, overflødig fuktighet eller i dårlig jord. Skadedyret inneholder mye halvnedbrutt planterester. De viktigste midlene for dannelsen er sopp. Det skal bemerkes at sopp skiller ut stoffer som skaper en sur reaksjon i jorda. Dermed forhindrer de bosetting av dyr og reduserer hastigheten på knusing av plantevev. Som et resultat forblir mange store partikler rike på lignin og fiber i den humifiserte massen, og beholder en stor mengde næringsstoffer, noe som gjør slik humus uproduktiv.

Finmaling av planterester av dyr, deres sekresjon av slim og alkaliske produkter i massen av nedbrytende organisk materiale fører til dannelse av finkornet, høykvalitets "søt humus" eller "mulla". Mull dannes i jord med høy overflod av meitemark. Av stor betydning er utskillelsen av slim av ormer, som limer organiske og mineralske partikler. De danner stabile, vannbestandige jordtilslag som ikke går i oppløsning på lang tid og danner en granulær jordstruktur.

Det finnes andre overgangstyper av humus. Dannelsen deres avhenger i stor grad av sammensetningen og aktiviteten til jordorganismer og tilgangen på organisk materiale i jorda. På åkrene blir jorda raskt utarmet, og humusinnholdet i den avtar. Og årsaken er at sammen med innhøstingen fjernes også reserven av organisk materiale, der mineralernæringsprodukter fra planter akkumuleres. Antall dyr minker også, og deretter avtar aktiviteten til humusdannelse.

Mineraliseringen av humusreserven i jorda begynner, og etter uttømmingen synker jordproduktiviteten (humus smelter). Påføring av store doser mineralgjødsel kan ikke kompensere for nedgangen i naturlig jordfruktbarhet, siden planter bare absorberer en liten del av dem. Og for høye konsentrasjoner av gjødsel i jordløsningen og i saftige plantevev reduserer kvaliteten på landbruksprodukter. Nitratforgiftning av grønnsaker og frukt dyrket under forhold med for høye nivåer av mineralgjødsel har blitt allment beryktet.

For å bevare naturlig jordfruktbarhet og øke produktiviteten, er det først nødvendig å bruke organisk gjødsel. Bare de kan kompensere for tapet av organisk materiale som fjernes under høsting. Beriking av jorda med organisk materiale fører også til økt aktivitet av mikroorganismer og dyr som er involvert i humifiseringsprosesser, noe som også bidrar til dannelsen av en humusreserve og opprettholder balansen.

For lukket mark, hvor et lite landområde er intensivt utnyttet, kan du bruke "vermicompost" - en høykvalitets organisk gjødsel oppnådd ved å behandle forskjellige organiske rester (gjødsel, slam, etc.) av meitemark. Dette er en relativt kostbar gjødsel oppnådd under forholdene for industriell dyrking av ormer, men den vil mer enn betale for seg selv i høye utbytter av miljøvennlige produkter samtidig som den opprettholder biopotensialet til jorda.

Fruktbarhet og humus er begreper som er nært beslektet. Fra latin er dette begrepet oversatt som jord eller jord. Selv om bønder i dag dyrker avlinger på hydroponics eller kunstig jord uten problemer, kan de fortsatt ikke klare seg uten denne komponenten av fruktbarhet. For å øke prosentandelen av utbytte, må du først finne ut hva jordhumus er, og deretter vurdere prosessen med dannelsen.

Humus er...

Økologiske ordbøker sier enstemmig at dette er plantehumus i tandem med organisk animalsk avfall. Selv i eldgamle tider la våre forfedre merke til at jo mørkere jordsmonnet er, jo mer rikelig og høykvalitets avlinger gir den. Det er farging som er det første tegnet som indikerer tilstedeværelsen i jorden av et næringsmedium for plantens rotsystem.

Så hvordan dannes humus? Komplekse biokjemiske prosesser forekommer i det øvre jordlaget - nedbrytningen av organiske rester uten oksygen. De kan ikke skje uten deltakelse av:

dyr;
jord mikroorganismer;
planter.

Når de dør, etterlater de et betydelig spor i jorddannelsen. De nedbrytte avfallsproduktene fra disse organismene samler seg også her. I sin tur er slike organiske stoffer motstandsdyktige mot mikrobiell handling, noe som gjør at de kan samle seg i jordhorisonten.

Denne biomassen fungerer som et reelt depot for alle høyere organismer. Komponentene i den metter plantens røtter med energi, og gir dem næring med alle nødvendige elementer:

humin;
humussyrer;
humusforbindelser.

Tykkelsen på et slikt deksel kan nå (i tempererte breddegrader på planeten) opptil 1,5 meter. I noen områder utgjør det 10-16 % av arealet, mens det i andre kun er 1,5 %. Samtidig inneholder torvmyrer omtrent 90 % av slike organiske formasjoner.

Dannelsen av humus avhenger direkte av mineraliseringsprosessen - nedbrytningen av biomasse (under påvirkning av oksygen) til enkle mineralske og organiske forbindelser. Under normale naturlige forhold skjer dette jevnt, uten at det går på bekostning av humification.

Sammensatt

Før du tar hensyn til de fordelaktige egenskapene til dette jorddekselet, må du vurdere sammensetningen. Den høyeste konsentrasjonen av nyttige elementer finnes utelukkende i den øvre delen av horisonten. Med utdyping er det færre av dem, siden alle "deltakerne" i denne prosessen bor på et nivå på 50-70 cm fra overflaten. Derfor er dannelsen av fruktbare lag umulig uten:

visse typer sopp;
meitemark;
bakterie.

Behandlingen av organiske komponenter, samt ekskrementer fra virvelløse dyr, fører til dannelse av uvurderlig humus. Det er ormene som er avgjørende for dannelsen. Det er verdt å merke seg at rundt 450-500 individer lever i 1 m² humus. Hver av dem spiser planterester og bakterier. Det organiske materialet de deponerer utgjør en stor prosentandel av næringsrik biomasse. Sammensetningen av humus inkluderer følgende kjemiske elementer (prosentandelen avhenger av typen jord):

Fulvinsyrer (30 – 50%). Nitrogenholdige løselige (høy molekylvekt) organiske syrer. De fører til dannelse av forbindelser som ødelegger mineralformasjoner.
Humins (15 – 50 %). Dette inkluderer elementer som ikke har fullført humifiseringsprosessen. Samtidig er deres vitale funksjoner avhengige av mineraler.
Voksharpikser (fra 2 til 6%).
Humussyrer (7 – 89%). De er uløselige, selv om de under påvirkning av alkalier kan dekomponere til individuelle elementer. Hver av dem inneholder en av de ledende komponentene: nitrogen, oksygen, hydrogen og karbon. Når syrer kommer i kontakt med andre komponenter, kan det dannes salter i jorda.
Uløselig rest (19 – 35 %). Dette gjelder ulike sakkarider, enzymer, alkoholer og andre grunnstoffer.

Tabellen over humusinnhold i hovedjordgruppene viser mengden nitrogen og karbon for hver 100 eller 20 cm jord. Målingen utføres i t/ha. Dette er det generelle bildet av fruktbare landreserver i Russland.

Hvis du tilfører gjødsel (spesielt mineraler) for ofte og i store mengder, vil dette føre til rask nedbrytning av biomassen. De første årene vil avlingen selvsagt øke flere ganger. Men over tid vil volumet av det fruktbare laget avta betydelig, og utbyttet vil forringes.

Fordelaktige funksjoner

I landbruket er det viktigste å bevare denne organiske horisonten. I løpet av det siste halve århundret, på grunn av erosjon i Russland og Ukraina, har toppdekselet redusert med nesten halvparten. Eksponering for vind og vann førte til at rike jordlag ble blåst bort/vasket bort. Innholdet av humus i jorda anses av økologer og bønder som både en fruktbarhetsfaktor og hovedkriteriet ved kjøp av jord. Tross alt er det han som er ansvarlig for kvalitetsegenskapene til jorda, og av disse grunnene:

Organiske forbindelser beskytter land mot skadelige virkninger av tunge kjemikalier dannet som et resultat av menneskelig aktivitet. Disse elementene "bevarer" harpiksholdige karboner, salter, metaller og radionuklider, og etterlater dem for alltid i jordens tarm og hindrer planter i å assimilere dem.

Det eneste problemet for alle bønder er det naturlige området for dyrking av avlinger, så vel som jordtypene der humusinnholdet (tabellen er gitt i artikkelen) er slående forskjellig. Derfor, for å øke fruktbarheten til landene dine, må du bestemme nivået av biomasse i dem, og ta de naturlige forholdene i regionen som grunnlag.

Kart over humusreservater

I områder der klimaet er svært tøft, er prosessen med jorddannelse katastrofalt langsom. På grunn av svak oppvarming av topplaget blir planter og mikroorganismer fratatt gunstige forhold for en full eksistens.

Tundra

Her kan du se enorme områder bestående av bartrær og busker. Bakkene er stort sett dekket med mose. I tundraen er humusinnholdet 73-80 t/ha i ett-meterslag. Disse områdene er så våte at det fører til akkumulering av leirbergarter. Som et resultat har tundrajord følgende struktur:

toppbelegg - søppel bestående av usammensatte planterester;
humuslag, som er veldig svakt uttrykt;
heliumlag (kommer med en blåaktig fargetone);
permafrost.

Oksygen trenger nesten ikke inn i slike jordarter. Tilstedeværelsen av luft er avgjørende for den mikrobiologiske aktiviteten til organismer. Uten det dør de eller fryser.

Taiga

Løvtrær finnes i dette området. De danner tette blandingsskoger. I steppesonene vokser det ikke bare mose, men også urteplanter. Våren (ofte smeltet snø) og høstens regntider fukter jorda for mye. Slike strømmer vasker bort reserver av humushorisonten.

Her dannes den og ligger under skogbunnen. Mange kilder gir forskjellige indikatorer på humusinnhold i taigaen. For følgende jordtyper er de som følger (per 1 m², t/ha):

pod-gylden (sterk, middels og svak) - fra 50 til 120;
grå skog - 76 eller 84;
soddy-podgold - ikke mer enn 128 og ikke mindre enn 74;
taiga-permafrost inneholder en svært lav prosentandel.

For å dyrke avlinger på slike land, bør du regelmessig gjødsle med stoffer av høy kvalitet. Bare i dette tilfellet kan høye utbytter oppnås.

Chernozem

Alle kjente varianter av svart jord regnes som leder og favoritt i denne fruktbarhetsrangeringen. Organisk humus i dem når en dybde på 80 cm eller 1,2 meter. De kan med rette kalles de mest fruktbare landene. Dette er gunstig jord for vekst av korn (hvete), sukkerroer, mais eller solsikker. Fra følgende liste kan du se variasjonen i humusinnhold i forskjellige typer chernozem (t/ha, per 100 cm):

typisk (500-600);
grønn (opptil 400);
utlutet (innen 550);
kraftig (mer enn 800);
sørlige vestkaukasiske (390);
degradert (opptil 512).

Det er verdt å forstå at indikatorene for jomfruelige, dyrkbare og utviklede landtyper er forskjellige. For å gjøre deg kjent med sammensetningen av hver av disse gruppene, er det gitt en tabell. I steppe og tørre områder er kastanjejord vanlig, som ikke inneholder mer enn 100-230 t/ha humus. For ørkenområder (brune og grå typer jorddekke) er dette tallet ca. 70 t/ha. Som et resultat må bøndene hele tiden forholde seg til salting av åkrene sine.

Tørke er hovedfienden til slike landtyper. Derfor kan plantasjer kreve rikelig vanning.

Måter å øke produktiviteten

Ved å forstå hvordan det organiske jordlaget dannes, vil gartneren kunne øke humusinnholdet i podzoljord som lider av overflødig fuktighet. I kampen for fruktbarheten til slike soner brukes følgende handlinger:

Planteavfall kan graves ned i hagebedene dine, og tar dermed vare på ernæringen til jordbeboere.

Slike tiltak for å ta vare på jordeiendommen deres vil hjelpe bonden med å holde jorda "i live".
Samtidig vil utbyttet øke flere ganger.