Органическое вещество почвы

Органическое вещество почвы — это сложная система всех органических веществ, присутствующих в профиле в свободном состоянии или в форме органоминеральных соединений, исключая те, которые входят в состав живых организмов.

Главным источником органического вещества почвы являются остатки растений и животных на разных стадиях разложения. Наибольший объем биомассы поступает за счет опавших растительных остатков, значительно меньше вклад беспозвоночных и позвоночных животных и микроорганизмов, однако они играют важную роль в обогащении органического вещества азотсодержащими компонентами.

Органическое вещество почвы по своему происхождению, характеру и функциям делится на две группы: органические остатки и гумус. В качестве синонима термина «гумус» иногда используют термин «перегной».

Органические остатки представлены главным образом наземным и корневым опадом высших растений, который не утратил своего анатомического строения. Химический состав растительных остатков различных ценозов варьирует в широких пределах. Общим для них является преобладание углеводов (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества), лигнина, белков и липидов. Весь этот сложный комплекс веществ после отмирания живых организмов поступает в почву и трансформируется в минеральные и гуминовые вещества, а частично выносится из почвы с грунтовыми водами, возможно, до нефтеносных горизонтов.

Разложение органических остатков почвы включает механическое и физическое разрушение, биологическую и биохимическую трансформацию и химические процессы. В разложении органических остатков большая роль принадлежит ферментам, почвенным беспозвоночным животным, бактериям и грибам. Ферменты — это структурированные белки, имеющие множество функциональных групп. Основным источником ферментов являются; растения. Выполняя в почве роль катализаторов, ферменты в миллионы раз ускоряют процессы распада и синтеза органических веществ.

Гумус представляет собой совокупность всех органических соединений, находящихся в почве, кроме входящих в состав живых организмов и органических остатков, сохранивших анатомическое: строение.

В составе гумуса выделяют неспецифические органические соединения и специфические — гуминовые вещества.

Неспецифическими называется группа органических веществе известной природы и индивидуального строения. Они поступают в почву из разлагающихся растительных и животных остатков и q корневыми выделениями. Неспецифические соединения представлены практически всеми компонентами, составляющими животные и растительные ткани и прижизненные выделения макро — и микроорганизмов. К ним относятся лигнин, целлюлоза, протеины, аминокислоты, моносахариды, воск и жирные кислоты.

В целом доля неспецифических органических соединений не превышает 20 % от суммарного количества почвенного гумуса. Неспецифические органические соединения представляют собой продукты разной степени разложения и гумификации поступающего в почву растительного, животного и микробного материала. Эти соединения определяют динамику быстро меняющихся свойств почвы: окислительно-восстановительного потенциала, содержания подвижных форм питательных элементов, численности и активности почвенных микроорганизмов, состава почвенных растворов. Гуминовые вещества, напротив, обусловливают стабильность во времени иных свойств почвы: емкости обмена, водно-физических свойств, воздушного режима и окраски.

Специфическая органическая часть почвы — гуминовые вещества — представляют собой неоднородную (гетерогенную) полидисперсную систему высокомолекулярных азотсодержащих ароматических соединений кислотной природы. Гуминовые вещества образуются в результате сложного биофизико-химического процесса трансформации (гумификации) продуктов разложения органических остатков, попадающих в почву.

В зависимости от химического состава растительных остатков, факторов их разложения (температура, влажность, состав микроорганизмов) выделяют два основных типа гумификации: фульватный и гуматный. Каждому из них соответствует определенный фракционно-групповой состав гумуса. Под групповым составом гумуса понимается набор и содержание различных веществ, родственных по строению и свойствам соединений. Важнейшими группами являются гуминовые кислоты (ГК) и фульвокислоты (ФК).

Гуминовые кислоты содержат 46 — 62% углерода (С), 3 — 6% азота (N), 3—5 % водорода (Н) и 32—38 % кислорода (О). В составе фульвокислот углерода больше — 45—50 %, азота — 3,0—4,5 % и водорода — 3—5 %. Гуминовые и фульвокислоты практически всегда содержат серу (до 1,2%), фосфор (десятки и сотни долей процента) и катионы различных металлов.

Жидкая фаза почвы

Жидкая фаза (почвенный раствор) является активным компонентом почвы. С ее помощью осуществляется перемещение веществ внутри почвы, она обеспечивает растения водой и растворимыми элементами питания. Свойства воды изучены не все даже сейчас. Вода относится к наилучшему природному растворителю и имеет нейтральную реакцию. Но включения (примеси) солей, кислот и щелочей изменяют реакцию почвенного раствора в кислую или щелочную сторону. В почве вода бывает в трех состояниях: парообразном, жидком, твердом. Жидкая вода диссоциирует: 2Н₂О → Н₃О⁺+ОН^-. Различают следующие формы воды в почве: а) конституционная, когда гидроокисел – ион (ОН-) входит в состав кристаллической решетки и может быть вытеснена только при нагревании минерала до 800°С; б) кристаллизационная – химически связанная, как в соединении СаСО₃ ∙Н₂О и вытесняется при t 200°С; в) пленочная – вода, удерживаемая слабыми сорбционными силами, связь рыхлая с минералом, движется под влиянием сорбционных сил; все указанные выше формы воды недоступны для корневой системы растений; г) капиллярная – свободная и доступная растениям, движется по порам диаметром до 8 мм; д) гравитационная – свободная и доступная растениям, движется под влиянием капиллярных и гравитационных сил.

Газовая фаза почвы

Газовая фаза (почвенный воздух) заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха непостоянны и определяются множеством химических и биохимических процессов, протекающих в почве. Газовая фаза поставляет необходимый почвенной биоте кислород. Без воздуха в порах почвы корневая система не развивается, и растения отмирают. Чем ближе химический состав воздуха почвы к атмосферному, тем лучше условия для развития растений. Воздухопроницаемость почвы зависит не только от объема пор, но и от силы ветра, который выдувает из почвы воздух с повышенным содержанием СО₂ и задувает атмосферный воздух с повышенным количеством О₂. В почвенном воздухе удерживается больше СО₂ (0,2–10%) и меньше О₂ (19–20%). При количестве О₂ в воздухе почвы около 2,5–5,0 % развивается анаэробный процесс, а при содержании 1% О₂ рост корней замедляется. Для улучшения воздушного режима почвы ее необходимо чаще рыхлить.

Кислотность почвы

Кислотность почвы характеризуется величиной рН (водородный показатель). Нейтральная реакция почвы соответствует рН=7. Если рН выше 7, то реакция почвы щелочная, ниже —
кислая.

При этом кислые почвы классифицируются следующим
образом: очень кислые — рН находится в пределах 3,8-4,0,
сильнокислые — рН 4,1-4,5, среднекислые — рН 4,6-5,0, слабокислые — рН 5,1-5,5, близкие к нейтральной — рН 5,6-6,9.

Оптимальная кислотность почвы для садовых культур: вишни, облепихи, сливы — 7,0, груши, крыжовника, смородины, яблони — 6,0-6,5, малины — 5,5-6,0, земляники — 5,0-5,5.
Кислотность почв часто является большим препятствием
при выращивании многих овощных культур. Овощные культуры лучше растут на почвах с реакцией от слабокислой до нейтральной (рН 6,0-7,0).

По отношению к кислотности почвы овощные растения
разделяются на следующие группы:

- Растения, требующие почв, близких к нейтральной или
слабощелочной реакции (рН 6,6-7,0): капуста белокочанная
и почти все разновидности капусты, лук, пастернак, перец,
свекла столовая, сельдерей, спаржа.

- Растения, нуждающиеся в почве слабокислой реакции
(рН 6,3-6,7): баклажаны, бобы, брюква, горох, дыня, кабачки,
капуста листовая, картофель, лагенария, люффа, огурец, салат кочанный, фасоль, шпинат.

- Растения, хорошо переносящие умеренную кислотность
почвы (рН 5,0-5,5): морковь, помидоры, редька, репа, тыква.

Повышенная кислотность почвы отрицательно сказывается на овощных культурах: капуста поражается килой, морковь — фомозом, свекла — гнилью сердечка, лук — шейковой
гнилью. Кроме того, у лука затягивается период созревания.

Определить кислотность почвы можно в агрохимической лаборатории измерением рН с помощью прибора — рНметра.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: