Ученые сами еще не могут толком разобраться что же такое гумус, а если точнее они не могут понять его точный химический состав. Это и не удивительно, ведь гумус – это совокупность различных органических веществ в почве, которые образуются в результате разложения продуктов жизнедеятельности и отмирания организмов. Считается, что чем больше гумуса, тем почва более плодородная.
Гумус (≈ перегной) – органические вещества в почве.
Почему количество гумуса считается важным показателем плодородия почв?
Кому нужны эти органические вещества, ведь растения то питаются фотосинтезом (а для этого им нужна вода из почвы, СО2 из воздуха и солнце – ни каких органических веществ!).
А нужна вся эта органика бактериям! Вы можете спросить, а зачем нужны эти бактерии? Без почвенных бактерий растения бы выжить не смогли.
Суть такая: бактерии съедают органику (т.е. разлагают её), но ведь что-то должно остаться. То, что остаётся, а именно вода, углекислый газ и минеральные соли, попадает в почву и растения могут повторно использовать эти вещества для образования новых органических веществ.
Таким образом, бактерии – важные участники круговорота веществ в природе. И эти бактерии очень разнообразны. Часть из них разлагает органику – это бактерии гниения. Благодаря им останки организмов и продукты их жизнедеятельности быстро разлагаются, а их составные компоненты могут повторно использоваться растениями. Другие бактерии участвуют в преобразовании соединений серы и фосфора и делают их доступными для растений. Но еще большее значение бактерии играют в круговороте азота.
Как вы знаете, азот – один из биогенных элементов, и он очень важен для всех организмов, т.к. входит в состав белков, которые являются основным строительным материалом клеток (а также ферментами, гормонами, выполняют транспортную и двигательную функции), и нуклеиновых кислот, которые играют важное значение в хранении (ДНК) и реализации генетической информации (а точнее в синтезе белков, который невозможен без РНК).
Биогенные (органогенные) элементы – элементы, которые образуют основные органические вещества, участвующие в построении организма. Биогенные элементы: C, H, O, N
Азота полным-полно в воздухе (почти 80% воздуха составляет N2), но организмы не могут просто взять этот азот в виде N2 и использовать в своих целях. В этом им помогают азотфиксирующие бактерии, которые берут молекулярный азот из воздуха и переводят его в такие соединения, которые могут «есть» растения (а растения из этого потом уже делают, например, белки). Возвращать азот обратно в атмосферу тоже помогают бактерии, но уже другие – денитрифицирующие (вообще, там много всяких разных бактерии, которые участвуют в круговороте азота).
Таким образом, получается что растения и бактерии (вместе с грибами) живут в тесном взаимодействии, причем полезном и взаимовыгодном (можно даже сказать, что между ними установились мутуалистические отношения). Ну а гумус во всех этих отношениях как своеобразный материал, который обрабатывают бактерии (попутно им питаясь), принося тем самым пользу растениям (и себе).
Как сделать почву более плодородной, чтобы там было больше гумуса? Вряд ли можно найти лес с плохой, неплодородной почвой. Все дело в том, что там, в лесу, замкнутый круговорот веществ, т.е. то что растения (и другие организмы) взяли из окружающей среды, в том числе и из почвы, возвращается обратно. Кроме того, почвенные бактерии и грибы спокойно там живут и их никто не тревожит.
А вот в агроценозах всплывают сразу обе проблемы. Возьмем среднестатистический сад. Растения в течении лета трудились, создавали органические вещества в процессе фотосинтеза, накапливали их в своих плодах, клубнях и корнях, а мы это по осени всё взяли и собрали, и унесли в свой погреб. Даже листики, корешки и другие ненужные части растения мы не оставляем на грядке, а выкидываем в лучшем случае в компостер. Получается, что в таком случае растения берут из почвы и воздуха вещества, но обратно ничего не возвращают. Нет органики, нет бактерий, нет гумуса, нет плодородной почвы, нет большого урожая.
Что делать, спросите вы? Можно искусственно повысить урожайность путем внесения удобрений, но в таком случае гумус не образуется и каждой год нужно будет повторять эту операцию. Да и не экологично это получается (удобрения «загрязняют» почву и воду, а само производство удобрений наносит большой вред окружающей среде).
Самый лучший способ с точки зрения экологии — это мульчирование. Всё что нужно, это просто покрывать грядки растительными остатками. Для этого можно использовать сено или солому, или даже опавшую листву или скошенную с газона траву, клумбы часто мульчируют корой (и полезно и красиво). Бактерии скажут вам за это "спасибо", а взамен вкусной пище привнесут в вашу почву полезные минеральные элементы для роста растений. Кроме того, мульчирование защищает почву от эрозии, а также задерживает рост сорняков. Просто и экологично!
Мульчирование – поверхностное покрытие почвы мульчей (скошенная трава, солома, сено, кора, агроткань) для её защиты и улучшения свойств.
Состояние почвы также может улучшится, если дать ей «отдохнуть», т.е. не садить культурные растения какое-то время (в идеале пару лет), а пустующую площадь засеять сидератами.
Сидераты (от лат. sīdere — оседать, оставаться лежать) – растения, выращиваемые с целью последующей заделки в почву (сидерации) для улучшения её структуры, обогащения азотом и угнетения роста сорняков.
В обычных садовых условиях сидераты сеют весной до выращивания всяких помидорок, морковок и огурцов, либо уже после сбора урожая. После того, как сидераты «поработали» (т.е. выросли) их закапывают в землю (вот вам и угощение для почвенных жителей: бактерий и грибов). В качестве сидератов используют различные растения, например, горчицу (удобряет и оббеззараживает почву), бобовые (двойная польза: и гумус и увеличение азота) и др.
А еще с помощью почвы и гумуса можно бороться с глобальным потеплением (весьма актуальная проблема в современным мире!).
Есть такая инициатива 4 per 1000 (четыре промилле).
Её суть в том, что можно замедлить глобальное потепление, повысив накопление углерода в почве на 0,4% в год, т.е. нужно увеличить образование гумуса. Как это можно сделать? Всё просто! Лучше ничего не трогать! Не вырубать леса, не вспахивать землю. А если уж и придется что-то такое делать, то на место вырубленных деревьев сажать новые, а в сельском хозяйстве использовать органические удобрения (а еще лучше мульчирование!), сеять сидераты (лучше бобовые, т.к. благодаря своему симбиозу с азотфиксирующими бактериями они удобряют почву азотистыми соединениями, таким важными для роста растений).
На написание данного материала меня вдохновила статья «Гумус: история органического вещества почвы» (https://biomolecula.ru/articles/gumus-istoriia-organicheskogo-veshchestva-pochvy) и книга «Марсианин» (автор Энди Вейр). Советую к прочтению =)