ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Органическое вещество почвы и его значение для растения из "Агрохимия" Важнейшей частью почвы является органическое вещество. Содержание органического вещества, или гумуса, в пахотном слое разных почв сильно колеблется, что видно из данных таблицы 15. [c.93] Наиболее высоким содержанием органического вещества отличается верхний слой почв (О—20 см). С глубиной количество гумуса особенно сильно уменьшается в дерново-подзолистых почвах и сероземах. В черноземах значительно больше гумуса, и с глубиной содержание его падает значительно слабее. [c.93] В группу негумифицированных органических веществ входят преимущественно отмершие, но еще неразложившиеся или полуразложившиеся растительные остатки (растительный опад, корни), а также остатки животных, обитающих в почве (червей, насекомых 1 др.), и плазма микроорганизмов. [c.93] Негумифицированные органические вещества сравнительно легко разлагаются в почве. Содержащиеся в них элементы питания — азот, фосфор, сера и другие переходят в доступную для растений минеральную форму. Однако не вся масса этих органических веществ (органических соединений, входящих в состав растительных и животных остатков) полностью минерализуется. Одновременно в почве идет синтез новых очень сложных органических веществ. Некоторая часть негумифицированных органических веществ, разлагаясь в почве, превращается в сложные органические соединения специфической природы, служит источником для образования гумусовых, или перегнойных, веществ. [c.94] В образовании гумусовых веществ ведущую роль играют почвенные микроорганизмы. Под влиянием их исходные растительные и животные остатки распадаются на более простые химические соединения. Некоторые из этих соединений, например ароматические типа полифенолов, возникающие при разложении дубильных веществ и лигнина, наряду с продуктами жизнедеятельности микроорганизмов и распада белковых веществ микробной плазмы (полипептидами и аминокислотами) служат комнонентами для образования гумусовых веществ. Синтез первичных частиц гумусовых веществ за счет конденсации продуктов разложения растительных остатков (ароматических соединений типа полифенолов) и продуктов микробного.синтеза (полиуроно-вых кислот, а также полипептидов и аминокислот, образующихся при разложении белков микробной плазмы) протекает в условиях биокатализа, осуществляемого окислительными ферментами типа фенолоксидаз, выделяемых микроорганизмами. Таким образом, как процессы разложения исходных растительных остатков и ресинтеза микробной плазмы, так и процессы синтеза специфических высокомолекулярных гумусовых веществ осуществляются при прямом участии микроорганизмов. В дальнейшем формировании новообразованных гумусовых веществ наряду с деятельностью микроорганизмов большую роль играют физико-химические процессы, которые влияют на степень роста и конденсации частиц вновь образовавшихся гумусовых веществ. [c.94] Гумусовые вещества — высокомолекулярные азотсодержащие соединения специфической природы. Они составляют основную часть гумуса почвы. На их долю приходится 85—90% общего количества содержащегося в почвах органического вещества. [c.94] Гумусовые вещества подразд яют на две главные группы, различающиеся по составу и свойствам 1) гуминовые кислоты и 2) фульвокислоты (креповые и апокреновые кислоты по прежней терминологии). Кроме того, выделяют еще и третью группу — гумииы. [c.94] В настоящее время наиболее изучена группа гуминовых кислот, в которую объединяют вещества, имеющие общее строение, по не вполне идентичные. В гуминовую кислоту входят углерод, кислород, водород и азот. Элементарный состав ее из различных почв следующий углерода 52—62%. кислорода 31—39, водорода 2,8—4,8, азота 3,3—5,1%. Гуминовые кислоты из дерново-подзолистых почв содержат меньше углерода и больше водорода и кислорода по сравнению с гуминовыми кислотами из чернозема. [c.94] Гуматы одновалентных катионов (Na, К , NH ) — растворимые в воде соединения. В большинстве почв из катионов преобладает кальций, и поэтому в основном образуются гуматы кальция, которые нерастворимы в воде и выпадают в почве в виде коллоидного осадка. Гуматы магния и трехвалентных катионов (Fe и АГ ) также нерастворимы в воде. Постоянным компонентом гуминовой кислоты является азот, содержание которого колеблется от 3,5 до 5%. При кислотном гидролизе (6н.НС1) гуминовой кислоты около половины азота переходит в раствор, причем в гидролизате обнаруживаются амиды, моно- и диаминокислоты в соотношениях, характерных для типичных белков растительного и животного происхождения. Так, А. А. Шмук получил следующие данные при гидролизе гуминовой кислоты из чернозема (табл. 16). [c.95] Значительная часть азота гуминовых кислот переходит в раствор при более слабом гидролизе (С. С. Драгунов) по сравнению с типичными белками. Кроме того, белки растительных остатков легко и быстро разлагаются почвенными микроорганизмами, распад их сопровождается ресинтезом белка микробной плазмы, который, в свою очередь, легко подвергается разложению. Поэтому гидролизуемая часть азота гуминовой кислоты представлена, по-видимому, не белками, а продуктами глубокого их распада — аминокислотами, находящимися в форме непрочной связи с ядром гуминовой кислоты. [c.95] Общее содержание азота. . [c.96] Перешло азота в раствор при гидролизе. . [c.96] Азот негидролизуемого остатка. . . [c.96] Наличие негидролизуемого азота в гуминовой кислоте и обусловливается, по-видимому, азотом, связанным в ее молекуле в гетероциклической форме. Эта часть азота наиболее устойчива к микробиологическому разложению. На долю азота гуминовых кислот приходится в различных почвах от 15 до 30% общего азота. [c.96] Вторая группа специфических гумусовых веществ — фульвокислоты — изучена значительно слабее. Согласно исследованиям И. В. Тюрина, они являются высокомолекулярными оксикарбоновыми кислотами, содержащими азот. От гуминовых кислот отличаются светлой окраской,, меньшим количеством углерода и большим содержанием кислорода, растворимостью в воде и минеральных кислотах и более значительной способностью к кислотному гидролизу. [c.96] Элементарный состав фульвокислот (по В. В. Пономаревой) следующий углерода 45—48%, водорода 5—6, кислорода 43—48,5 и азота 1,5—3%. Фульвокислоты по сравнению с гуминовыми кислотами характеризуются меньшей степенью конденсированности частиц, преобладанием в их структуре боковых цепей линейно полимеризованного углерода и меньшим участием сеток ароматического углерода. Так же как и гуминовые кислоты, они содержат фенольные гидроксилы, метоксильные и карбоксильные группы и способны к обменному поглощению катионов. Кальциевые и магниевые соли фульвокислот (фульваты) растворимы в воде, а соли алюминия и железа — в кислотной и щелочной среде и нерастворимы при нейтральной реакции. Фульвокислоты. более подвижны, азотистые соединения в их молекуле связаны менее прочно и значительно легче подвергаются кислотному гидролизу, чем азотистые соединения гуминовых кислот. На долю азота фульвокислот приходится от 20 до 40% общего азота почвы. [c.96] Гу мины почвенного гумуса, согласно современным исследованиям, представляют гуминовые кислоты более упрощенного строения, которые прочно связаны с минеральной частью почвы, с частицами глинистых минералов монтмориллонитовой группы. Этим объясняют более высокую устойчивость гуминов к действию кислот и щелоче . Азот этой фракции гумуса составляет 20—30 % общего азота почвы и является наиболее прочно связанным и устойчивым к разложению микроорганизмами. [c.96] Различные типы почв отличаются по общему содержанию гумуса и по его составу, то есть по соотношению основных групп гумусовых веществ (гуминовых кислот и фульвокислот), а также по их природе и свойствам. В гумусе дерново-подзолистых почв по сравнению с гумусом черноземов больше фульвокислот и меньше гуминовых кислот. Отношение последних к фульвокисло-там в дерново-подзолистых почвах равняется 0,4—0,6, а в черноземах приближается к единице. В структуре частиц гуминовых кислот дерново-подзолистых почв, в отличие от гуминовых кислот черноземов, преобладают линейно полимеризованные боковые цепочки и значительно меньше сеток циклически полимеризованного углерода. Поэтому они характеризуются более высокой дисперсностью и меньшей конденсированностью частиц, приближаясь по этим признакам к фульвокислотам. Гуминовые кислоты чернозема, наоборот, имеют меньше боковых цепей и больше сеток ароматического углерода. Поэтому гуминовые кислоты из чернозема менее дисперсны, и частицы их сильнее конденсированы. Эти различия в значительной степени обусловливают более высокую подвижность органического вещества, а следовательно, и азота в дерново-подзолистых почвах по сравнению с черноземами. [c.97] В почвах лишь незначительная часть гумусовых веществ находится в свободном состоянии. Гуминовые кислоты и фульвокислоты, реагируя между собой, образуют сложные соединения, а также вступают в химическое и коллоидно-химическое взаимодействие с минеральной частью почвы, образуя различные органо-минеральные соединения. По И. В. Тюрину, гумусовые вещества могут находиться в почве в виде кислот, гуматов Са, Мд, N3, в виде гуматов и смешанных гелей с гидроокисью алюминия и железа или комплексных органо-минеральных соединений с алюминием, железом, фосфором, кремнием. Кроме того, гумусовые вещества способны прочно поглощаться глинистыми минералами и в этом состоянии становятся менее доступными для микроорганизмов. Особенно прочная связь наблюдается при взаимодействии гумусовых веществ с минералами типа монтмориллонита с каолинитом или полевыми шпатами связь менее прочная. Взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью почвы и образование различных форм органо-минеральных соединений играют важную роль в закреплении гумуса в почве. А. Ф. Тюлин высказал предположение, что преобладающая часть гумусовых веществ закреплена в виде органо-минеральных пленок на поверхности минеральных частиц почвы меньше 0,01 мм, причем эти вещества связываются более прочно, химически, при участии полуторных окислов и менее прочно, адсорбционно, при коагуляции гуминовых кислот катионами кальция. [c.97] Вернуться к основной статье