Поиск

Органические вещества почв неспецифической (индивидуальной) природы
28.10.2015

Любая целинная или культурная почва заселена громадным количеством высших и низших организмов, ткани которых представляют собой разнообразные по объему, форме и химическому составу органические вещества. Необходимо различать при этом органическое вещество живущих растений (корни, корневища, стебли), животных, насекомых, грибов, микроорганизмов, органические остатки отмерших растений и животных, прижизненные продукты, выделяемые животными и растительными организмами, а также микроорганизмами. Вся эта масса органического вещества является по существу первоисточником для последующего гумусообразования. В табл. 46 и 47 приводятся осредненные данные запасов гумуса и связанных с ним биофильных веществ в почвах. Среди веществ неспецифической природы выделяют обычно следующие группы.

Органические вещества почв неспецифической (индивидуальной) природы

Белковые вещества (протеины). Белковые вещества содержатся в растительных остатках в количестве от 0,6 до 15%. В тканях грибов и бактерий содержание белков возрастает до 50—80%. В элементарном составе белков кроме углерода, водорода и кислорода содержится азот (около 16%), сера (0,3—2,4%),фосфор (до 0,8). При гидролизе белковых веществ образуются так называемые аминокислоты, т. е. азотистые органические соединения, содержащие амидную группу NH2 и карбоксильную группу СООН. Аминокислоты являются непременным компонентом гумусообразования.
Углеводы — органические вещества, преобладающие в тканях всех растений. Углеводы и близкие к ним вещества составляют в тканях различных растений от 10 до 50%. Большая часть углеводов представлена клетчаткой (C6H10O5)х, а также крахмалом (C6H10O5)x и различными сахарами [моносахариды (C6H12O6) и полисахариды (C12H22O11)]. Углеводы сравнительно легко и быстро разлагаются микроорганизмами, являясь одним из важнейших источников энергии для них.
Жиры. Жиры и близкие к ним вещества обладают большим запасом энергии, чем углеводы. Их содержание в тканях растений колеблется от 1—3 до 20—30%. Больше всего эти вещества аккумулируются в семенах и плодах растений.
Лигнин представляет собой особо прочное органическое вещество, участвующее в формировании одревесневших клеток растения. Содержание лигнина в тканях растения колеблется от 10 до 30%. Лигнин отличается исключительно высокой стойкостью против растворителей и принадлежит к группе (C6C3)х-соединений. Молекула лигнина построена из разнообразных C9-единкц. Большей частью эти структурные единицы соединены С—С-связью. Для лигнина характерно наличие так называемых метаксильных групп (-OCH3). Лигнин имеет характерное ароматическое строение. Стойкость лигнина против разложения и его ароматическое строение дали основание ряду исследователей считать лигнин основным компонентом почвенного гумуса, унаследуемым при разложении растительного органического вещества без существенных изменений.
Одна из последних гипотез образования гуминовых кислот из лигнина предложена Фляйгом. Соответствующая схема образования гуминовых кислот из лигнина показана на рис. 58.
Органические вещества почв неспецифической (индивидуальной) природы

Воска — это эфиры ненасыщенных карбоновых кислот с высшими одноатомными спиртами в смеси со свободными кислотами и часто углеводами.
Смолы — смесь более ста различных соединений ароматического характера. Воска и смолы являются непременными компонентами органического вещества почв и в различных типах почв составляют от 2 до 14% органического вещества.
Органические кислоты. Установлено образование и накопление в почве разнообразных низкомолекулярных органических кислот: щавелевой [(COOH2)], янтарной [(COOHCH2)2], муравьиной (НСООН), уксусной (CH3COOH), лимонной (С6Н8О7), бензойной (C6H5COOH) и др. Эти кислоты являются продуктами жизнедеятельности растений и низших организмов.
К продуктам ресинтеза и метаболизма микроорганизмов относятся ароматические оксикарбоновые кислоты (протокатеховая, феруловая, ванилиновая, кумаровая, кофейная). Финкл, выдвинувший биохимическую гипотезу образования гуминовых кислот, открыл явление продуцирования гидрооксиполистиронов при бактериальном декарбоксилировании ряда оксикарбоновых кислот. Он полагает, что в дальнейшем, при окислении, полимеризации и сополимеризации гидрооксиполистиронов, формируются гуминовые кислоты:
Органические вещества почв неспецифической (индивидуальной) природы

Дубильные вещества — разнообразные соединения, являющиеся производными многоатомных фенолов. Дубильные вещества образуют с белками и аминокислотами прочные соединения. Содержание дубильных веществ в растениях колеблется от 5 до 25%, особенно много их в коре древесных растений. Дубильным веществам приписывается существенная роль в гумусообразовании.
Зольные вещества. В составе ткани растений и животных обычно присутствуют в значительных количествах зольные вещества. Содержание золы у растительных организмов колеблется от 2—3 до 50—52%. Наибольшие величины зольности характерны для галофитных растений. В золе констатировано присутствие не менее 60 элементов.
В конституционную часть молекулы специфических органических кислот входят С, Н, О, N, возможно P и S. Остальные элементы входят в состав золы в качестве примесей. В золе органических веществ обнаружены все те элементы, которые входят в состав растений, причем содержание золы в специфических веществах может составлять от следов до 50% (в среднем 2—10%).
Рассмотренные группы органических веществ неспецифической природы далеко не исчерпывают всего их разнообразия. Ежегодно в процессе вегетации высших и низших растений, а также развития животного населения почвы образуются свежие порции неспецифического органического вещества в почве, которое, поступая в почвенную толщу, служит материалом для процессов гумусообразования, источником почвенного гумуса.
В последние годы интерес к неспецифическим органическим веществам значительно возрос. Легкоиодвижные вещества, особенно кислотной природы, играют активную роль в процессах почвообразования, способствуя перемещению по профилю многих минеральных компонентов.