Поиск

Гумус почвы
26.06.2015

Понятие

Гумусом называют органические вещества, образующиеся в верхних слоях почвы в результате сложных процессов разложения растительных и животных остатков и совершенно утратившие признаки своего организованного, клеточного, строения. Обычно гумусовые вещества темно окрашены, и они-то и придают серую или черную окраску поверхностным слоям почвы. Иногда, особенно часто в северных областях, под лесами растительные остатки сохраняются в полу-разложенном состоянии, и тогда такой гумус называют кислым, или сырым, гумусом.
Источниками гумусообразования являются отмирающие корни и стебли растений, опадающая листва деревьев (в лесах), всякого рода животные и микроорганизмы, живущие и отмирающие в почве.
Агентами разложения этих органических остатков являются отчасти атмосферные воздействия (вода и кислород воздуха), отчасти черви, насекомые и землерои, населяющие почву, но главным, основным фактором, разрушающим органические вещества и приводящим, с другой стороны, к образованию гумуса почвы, является деятельность микроорганизмов, бактерий и грибов.
Количество микроорганизмов в почвах громадно. До последнего времени считали, что в разных условиях их находится 1—2 миллиона индивидуумов на каждый грамм почвы. Однако новейшие определения дают величины порядка 2—3 миллиарда на грамм почвы. Ho и эти колоссальные цифры, повидимому, нужно считать преуменьшенными, так как при этом определении не учитывается явление поглощения бактерий частицами почвы, в силу чего значительная часть их выпадает из подсчета. В результате жизнедеятельности этого многочисленного микробиологического населения и формируется в почве гумус.
Состав

Состав гумуса почвы, несмотря на многочисленные аналитические работы, до настоящего времени не установлен, так что его нельзя представить в виде одного или нескольких точно выраженных химических соединений.
Ряд новейших исследований, особенно американских, позволил выделить из органического вещества почвы большое число (до 34) отдельных точно установленных химических соединений, азотистых и безазотистых. Однако среди них нет ни одного, которое могло бы быть названо собственно гумусом почвы. На основании этого некоторые исследователи склонны думать, что гумусовых веществ как оригинальных, специфических химических тел не существует. Однако эту точку зрения нельзя признать обоснованной, так как те многочисленные и относительно простые химические соединения, которые до сих пор получены при аналитическом исследовании природного гумуса, являются несомненно лишь продуктами разрушения гумуса, получающимися в самом процессе аналитической работы. Мы знаем, что природный гумус обладает целым рядом оригинальных свойств, которых нет ни в одном из выделенных американскими исследователями соединений.
Поэтому в дальнейшем мы будем держаться точки зрения, высказанной еще первыми исследователями гумуса в прошлом столетии и в известной мере подтверждаемой рядом новейших исследований главным образом у нас в Союзе о том, что среди несомненно очень многообразной смеси органических соединений почвы существует тем не менее по крайней мере несколько специфических, индивидуально оформленных, гумусовых веществ почвы. Они представлены следующими кислотами: гуминовой, ульминовой и креповой.
Образование той или иной кислоты зависит от условий, в которых протекает процесс разложения органического вещества. Различают три типа таких условий разложения, а именно:
1) бактериальное аэробное, т. е. протекающее при достаточном доступе кислорода воздуха;
2) бактериальное анаэробное, протекающее без доступа кислорода воздуха, и
3) грибное, всегда аэробное.
Аэробные процессы разложения органического вещества являются в основном процессами окисления и в конечном итоге приводят к образованию простых, вполне окисленных, соединений. Для безазотистых веществ (например клетчатки, сахаров и пр.) такими конечными продуктами будут вода и углекислый газ, для веществ же азотистых (например белки) кроме того еще и вполне окисленная форма азота в виде азотной кислоты. Однако в природной обстановке этот аэробный процесс не является односторонним, только разлагающим и упрощающим вещество, но одновременно осуществляется и процесс образования совершенно новых веществ, по своему составу даже более сложных, чем исходный материал,—осуществляется процесс синтеза. В данном случае таким новым синтетическим веществом является гуминовая кислота. Принимают, что кислота эта — четырехосновная, для каждого карбоксила со своим порогом диссоциации, в воде нерастворимая, нерастворимы также ее соли щелочно-земельных металлов, но соли щелочных металлов (например аммония, натрия) легко растворимы. Растворы эти почти черного цвета с темновишневым оттенком. В сухом виде кислота представляет собой черную хрупкую, рогообразную массу.
Анаэробный бактериальный процесс разложения органического вещества является в основном процессом восстановительным и в конечном своем итоге приводит к образованию как воды и углекислоты, так и таких иеокисленных соединений, как метан, сероводород, свободный азот, водород и пр. Одновременно с разложением исходного материала здесь также происходит и синтетический процесс образования гумусовых веществ и в данном случае ульминовой кислоты. Эта кислота по своим свойствам, повидимому, весьма близка к кислоте гуминовой и внешне отличается от нее более бурым (а не черным) цветом.
Грибные процессы разло?кения возникают главным образом в особых условиях, именно в кислой среде, в противоположность бактериальным процессам, требующим среды нейтральной или слабощелочной. Такой кислой средой обычно являются остатки древесной растительности в противоположность растительности травянистой. Эта кислотность древесных остатков объясняется значительным содержанием в них дубильных веществ, а также малой вольностью. Так например в сосновой лесной подстилке золы содержится всего 1,46%, в буковой — 5,57%, тогда как в луговых травах — 7,01%. Соответственно этому грибной процесс разложения приурочивается главным обрааом к областям лесных массивов.
В результате грибного процесса разложения органического вещества в почве образуется так называемая креновая кислота. Эта кислота существенно отличается по своим свойствам от вышерассмотренных гуминовой и ульминовой. Во-первых, она бесцветна, во-вторых, как она сама, так и все ее соли легко растворимы, и, в-третьих, эта кислота очень сильная, легко разрушающая минералы материнской породы. В природных почвах мы имеем дело обычно с очень сложной смесью различных органических веществ и в частности трех названных кислот.
Средний состав гумуса характеризуется следующими цифрами:
С—58%, H + О = 30—40%, N = 3—10% и золы 2—7%.
Особенно подробному изучению подвергался вопрос о колебаниях содержания азота в гумусе, причем удалось установить закономерность, выражающуюся в том, что гумус почв южных, засушливых широт обычно богаче азотом, чем гумус почв северных.
Энергия разложения органических веществ

Общая энергия разложения органических веществ почвы и следовательно накопления или разрушения ее гумуса очень резко зависит от внешних условий. Из них мы отметим следующие:
а) Зависимость от температуры и влажности выявлена например следующим опытом разложения березовых листьев в лабораторной обстановке (Костычев). Результаты выражены в миллиграммах углекислоты, выделившейся на 100 г вещества:
Гумус почвы

Мы видим, что энергия зависит как от температуры, так и от влажности.
б) Значительные количества углекислого кальция (CaCO3) в почве задерживают разложение органического вещества. Так в одном из опытов с черноземом оказалось, что без извести он выделял углекислоты 825,8 мг, а в присутствии 10% CaCO3, — всего 532,0 мг.
в) Воднорастворимые соли (NaCl, Na2SO4 и др.) обычно задерживают разложение органических веществ, почему в осолоненных землях часто встречается значительно большее содержание гумуса, чем в соседних не осолоненных.
Отмеченные выше факторы — влажность и солевой решим — являются элементами, наиболее легко регулируемыми в условиях мелиоративного хозяйства. Отсюда возникает существенная проблема хозяйственного регулирования в этих условиях и самого процесса разложения органического вещества и накопления в почве гумуса. Однако до настоящего времени этот вопрос остается, к сожалению, мало изученным.
Значение гумуса

Значение органического вещества почвы, ее гумуса, чрезвычайно велико. Во-первых, гумус является мощным фактором выветривания минералов, действуя на них в качестве кислот как непосредственно, так и являясь источником углекислоты, которая представляет собой главный агент химического выветривания. Во-вторых, гумус является серьезным источником питания растений, освобождая в процессе своего разложения такие окисленные соединения, как азотная кислота, фосфорная, калий и пр. В-третьих, гумус является главным фактором, придающим прочность структуре почвы. Осуществляется этот процесс следующим образом: находясь в растворе (или, правильнее, в коллоидном состоянии, в псевдорастворе, в виде золя), щелочные соли гуминовой или ульминовой кислот пропитывают комочки почвы. Под влиянием ряда факторов, как например при замене щелочного основания (например Na) на щелочно-земельный (например Ga) или после зимнего замораживания, золи названных кислот переходят в форму геля, или осадка, который и фиксирует прочно комочки почвы. Эта фиксация структуры почвы чрезвычайно важна для многих и в частности для водных свойств почв.
Наконец, в-четвертых, гумус обладает резко выраженной способностью к поглощению и обмену катионов, т. е. является, как и некоторая часть минеральных продуктов выветривания, поглощающим комплексом почвы.


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: *