Поиск

Гипотеза структурообразующей роли органического вещества
13.03.2013

К настоящему времени хорошо известно, что именно органическое вещество почв, прежде всего гуминовые кислоты, во многом ответственно за формирование агрегатной структуры, определяет свойство ее водоустойчивости. Однако физически основанного объяснения эти факты не имели, не было разработано механизма взаимосвязи количества и качества органического вещества с водоустойчивостью агрегатной структуры. Гипотеза, представляющая один из возможных механизмов влияние органического вещества на агрегатообразование - это гипотеза влияния гидрофильных и гидрофобных компонентов (амфифильности) органического вещества на агрегатообразование. Амфифильность - это свойство природных органических веществ проявлять как гидрофобные (отталкивать воду), так и гидрофильные (притягивать, соединяться с молекулами воды) качества. Большинство биологических макромолекул являются амфифильными веществами. Амфифильность обусловлена наличием в их составе как гидрофильных (полярных) групп, так и гидрофобных (неполярных) зон. Соотношение гидрофильных и гидрофобных участков в молекуле обусловливает ее растворимость, пространственную организацию и разнообразие функциональных свойств. Поскольку минеральные компоненты почвы гидрофильны, то за формирование более гидрофобных поверхностей в почве ответственно органическое вещество. От степени гидрофобности поверхности органо-минеральных частиц будет зависеть их способность к взаимодействию друг с другом за счет гидрофобного связывания и образование водопрочных агрегатов. Ведь гидрофобная поверхность в микропоре способствует замедлению движения воды и снижает опасность возникновения высоких расклинивающих давлений в агрегате. Мы уже знаем, что водоустойчивость агрегатов обусловлена силами, которые препятствуют возникновению высоких расклинивающих давлений, предотвращают быстрое вхождение воды в поры и образование защемленного воздуха.
В отсутствии амфифильных гумусовых веществ минеральные частицы, имея на поверхности обменные катионы, будут отталкиваться друг друга за счет того, что между частицами образуется зона повышенного осмотического давления, - здесь выше концентрация катионов. Так формируется разрушающее действие воды, проникающей между этими частицами. За счет этого разрушающего, расклинивающего давления частицы легко «отходят» друг от друга, структура оказывается неустойчивой к водному воздействию. При наличии же в межчастичном пространстве амфифильных молекул гумусовых веществ, полярные группы этих молекул взаимодействуют с поверхностью минеральной матрицы, а гидрофобные - друг с другом за счет сил гидрофобного связывания. Формируются новые энергетические связи, удерживающие частицы друг с другом, обуславливающие водоустойчивость этого агрегатного комплекса.
Таким образом, на уровне почвенного агрегата (педа) способность суглинистых почв сохранять водоустойчивую структуру обусловлена, прежде всего, гумусовыми веществами с амфифильно-гидрофобными свойствами. Вследствие этих взаимодействий и образуется водоустойчивый почвенный агрегат, состоящий из глинистых частиц, соединенных между собой силами гидрофобного связывания благодаря амфифильным гумусовым веществам. Тогда формирование структурообразующих связей и водоустойчивость будут объясняться следующими механизмами: амфифильное почвенное органическое вещество своими гидрофильными частями будет прочно прикрепляться к гидрофильной же поверхности минералов. А гидрофобные части органической молекулы займут противоположное положение, будут направлены в межчастичное пространство. Гумусовые вещества с преимущественно гидрофобными компонентами формируются внутри первичных агрегатов, в близких к анаэробным условиях. Становится понятным, что «свежий гумус», по В.Р. Вильямсу, это не что иное, как органическое вещество с преимущественно гидрофобными свойствами, образовавшееся, как и указывал Вильяме, в анаэробных (или близких к анаэробным) условиях.
Следовательно свойство амфифильности почвенной органики обуславливает формирование почвенной структуры и ее главного свойства – устойчивости.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *