Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Состав органической части почвы




В зависимости от условий скорость разложения органических остатков может быть разной, поэтому и количество накапливаю­щегося в почве гумуса также будет неодинаковым. Химический состав органического вещества почвы весьма сложен. В нем мож­но выделить четыре группы соединений, различающихся по про­исхождению:

гумусовые вещества, представляющие собой наиболее харак­терную и специфическую часть органического вещества почвы;

соединения, возникшие в процессе микробного синтеза и вхо­дящие в состав живых, а также мертвых, но еще не разложившихся микроорганизмов; органические соединения, входящие в состав неразложившихся растительных и животных остатков. Их особенно много в лес­ных подстилках и торфах;

промежуточные продукты разложения соединений, входящих в две предшествующие группы.

Гумусовые вещества обычно составляют от 80 до 90 % общего количества содержащегося в почве органического вещества.

Среди гумусовых веществ различают три главные группы со­единений: гуминовые кислоты; фульвокислоты; гумин и ульмин (гумусовые угли). Каждая группа объединяет близкие по составу, строению и свойствам соединения. Все гумусовые вещества явля­ются высокомолекулярными соединениями циклического строе­ния, содержащими азот, и имеют кислотную природу.

Гуминовые кислоты. Они изучены лучше других. Их элемент­ный состав и структура непостоянны. Содержание углерода в гуминовых кислотах 52—58%, водорода 3,3—4,8, азота 3,6—4,1 и кислорода 34—39 %. При переходе от северных лесных почв к южным степным уменьшается гидратация, понижается окисленность гуминовых кислот и повышается содержание углерода.

Постоянным компонентом гуминовых кислот является азот; Часть его представлена аминокислотами, находящимися в не­прочной связи с ядром гуминовой кислоты. Другая часть связана с ядром прочно. Наличие в составе гуминовых кислот прочно свя­занного азота свидетельствует о том, что эти кислоты являются продуктами конденсации полифенов, источником которых служат дубильные вещества и лигнин с аминокислотами.

В группе гуминовых кислот выделяют бурые гуминовые кисло­ты, находящиеся в почве преимущественно в свободном состоя­нии, и черные, которые образуют соли с кальцием и магнием. Бу­рые гуминовые кислоты называют еще ульминовыми. Они имеют менее конденсированное ядро и более подвижны.

По химическому строению гуминовые кислоты представляют собой настоящие органические кислоты, т. е. соединения, в со­став которых входят карбоксильные группы (СООН). Таких групп в молекуле гуминовых кислот четыре, т. е. эти кислоты яв­ляются четырехосновными. Молекулярная масса их около 1400. Кроме карбоксильных гуминовые кислоты имеют три—шесть фенольных групп (ОН), первичные и вторичные спиртовые группы (ОН), а также метоксильные (ОСНз) и карбонильные (СО) группы. В состав ядра молекул гуминовых кислот входят бензольные кольца.




Гуминовые кислоты в свободном виде представляют собой черный блестящий порошок игольчатого или зернистого строе­ния. При обработке водой они дают слабые коллоидные раство­ри буроватого цвета. Со щелочными катионами — натрием, ка­мнем, аммонием, литием гуминовые кислоты дают соли, малора-гшоримые в воде с образованием молекулярных растворов. Такие растворы в тонком слое прозрачны, бурого цвета, а в толстом слое непрозрачны и черного цвета. С двухвалентными катионами кальция, бария, магния и другими, а также с трехвалентными ка­тионами железа и алюминия гуминовые кислоты дают соли, нера­створимые в воде.

Фульвокислоты. По данным Н. И. Тюрина и В. В. Пономаре­вой, они представляют собой настоящие органические кислоты, относящиеся к группе оксикарбоновых кислот, содержат азот. Элементный состав фульвокислот подзолистой почвы, по данным В. В. Пономаревой, следующий: углерода 45,3 %, водорода 5, кис­лорода 47,3, азота 2,4 %. Таким образом, содержание углерода и азота в фульвокислотах значительно ниже, а кислорода значитель­но выше, чем в гуминовых кислотах. Они имеют те же функцио­нальные группы (карбоксильные, фенольные и др.), что и гумино­вые кислоты, но ядро фульвокислот отличается менее выражен­ным ароматическим строением, а боковых радикалов у них боль­ше, чем у гуминовых кислот. Они менее конденсированы и имеют более простое строение.



Фульвокислоты способны разрушать минералы, образовывать комплексные и внутрикомплексные соединения с гидроксидами и играют существенную роль в подзолообразовании. Экви­валентная масса фульвокислот равна 160, т. е. вдвое ниже, чем у гуминовых кислот. Свободные фульвокислоты имеют коллоид­ный характер. Степень диссоциации фульвокислот значительно выше, чем у гуминовых кислот. Соли фульвокислот со щелоч­ными и щелочноземельными металлами растворимы в воде. С алюминием и железом фульвокислоты дают соединения, нера­створимые в воде при нейтральной реакции, но растворяющие­ся при кислой или щелочной реакции раствора. В почве фуль­вокислоты, видимо, связаны с гуминовыми кислотами, образуя с ними соединения типа сложных эфиров. В гумусово-иллюви-альных горизонтах некоторых подзолистых почв фульвокислота закреплена в форме соединений с железом и особенно с алюми­нием.

Гумин и ульмин. Изучены наиболее слабо. Они являются са­мой инертной частью почвенного гумуса, не переходящего в ра­створ при обычных методах воздействия (слабые растворы угле­кислых или едких щелочей). Гумин представляет собой слож­ный комплекс, в состав которого входят гуминовые и фульво­кислоты, соединенные по типу сложных эфиров. Значительная инертность гумина и ульмина объясняется их прочной связью с минеральной частью почвы, особенно с частицами глинных ми­нералов, а также, возможно, высокой степенью уплотнения (конденсации). Кроме того, в эту же фракцию органического вещества могут входить некоторые наиболее стойкие соедине­ния исходных растительных остатков, например суберин, кутины, спорополенины.

В состав почвенного гумуса могут входить битумы. Они пред­ставляют собой совокупность жиров, высокомолекулярных жир­ных кислот, восков и смол. Битумы растворимы в спирте, бензоле и других органических растворителях. Содержание их в почвен­ном гумусе 2—4 % общего количества гумуса и только в заболо­ченных почвах повышается до 10—20 %.

В состав органического вещества почвы входят некоторые дру­гие соединения растительного, животного и микробного проис­хождения.

Из этих соединений значение имеют лигнины, гемицеллюлозы, азотные вещества — белки. В весьма малом количестве могут содержаться низкомолекулярные продукты распада: сахара, жир­ные кислоты, аминокислоты и др. Однако суммарное содержание всех этих соединений обычно не превышает 20 % общего содержа­ния гумуса. Итак, образование гумуса представляет собой сово­купность ряда биологических процессов — распада исходных органических соединений и синтеза новых, высокомолекулярных гумусовых соединений. Оба эти процесса идут непрерывно, в не­посредственном взаимодействии друг с другом и в тесной зависи­мости от окружающих условий.

Важнейшее качество гумуса — его коллоидность. Коллоидные, поверхностно-активные вещества обладают комплексными (анионно-катионными) мицеллами с явным преобладанием анионных ацидоидных свойств. Именно коллоидностью объясняется важная роль гумуса в почвоведении и земледелии. Коллоидные поверхно­стно-активные вещества гумуса проявляют высокую активность даже при предельно малой толщине адсорбционных слоев. Не­большие добавки гумусовых веществ к почвообразующей породе делают ее отличающейся от чистой породы рядом новых свойств, в том числе плодородием.

Коллоидные поверхностно-активные вещества способны ра­створять органические соединения, нерастворимые или малора­створимые в воде. При этом растворение неполярных углеводоро­дов происходит полностью во внутренней части мицелл, а поляр­ные вещества типа октанола, длинноцепочечных аминов и фено­лов располагаются внутри мицеллы так, что их углеводородные цепи направлены в ядро мицеллы, а полярные группы — в водную фазу.

Некоторые растворимые полярные вещества, такие, как глице­рин, сахара, и другие нерастворимые в углеводородах соединения склонны к адсорбции на внешней поверхности мицелл.

Все это приводит к образованию чрезвычайно сложных по хи­мическому составу мицелл гумусовых веществ, на поверхности ко­торых располагается большое количество ионогенных (функцио­нальных) групп. Среди них преобладают карбоксильные, фенол-гидроксильные и аминогруппы, которые и обусловливают извест­ные свойства гумусовых веществ почв.

5.4. Гумусовое состояние почв

В различных природных условиях характер и скорость гумусо-образования (разложение и гумификация органических остатков) неодинаковы и зависят от ряда взаимосвязанных условий почво­образования. Главнейшими из них являются водно-воздушный и тепловой режимы почв, состав и характер поступления раститель­ных остатков, видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, гранулометрический состав и физико-химичес­кие свойства почвы.

В зависимости от водно-воздушного режима гумусообразование протекает в аэробных или анаэробных условиях.

В аэробных условиях, т. е. при достаточном количестве влаги (60—80 % полной влагоемкости), а также при благоприятной температуре (25—30 °С) процесс разложения органических ос­татков развивается усиленно. В этих же условиях интенсивно идет минерализация как промежуточных продуктов разложе­ния, так и гумусовых веществ. В почве накапливается относи­тельно мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений.

При постоянном и резком недостатке влаги в почве запасается мало растительных остатков, процессы разложения и гумифика­ции замедляются, и гумуса накапливается немного.

В анаэробных условиях, т. е. при постоянном избытке влаги, а также при низких температурах процесс гумусообразования за­медляется.

Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве оптимального гидротермического и водно-воздушного ре­жимов и периодически повторяющиеся иссушения. В таких усло­виях происходят постоянное разложение органических остатков, достаточно энергичное гумусирование их и закрепление образую­щихся гумусовых веществ минеральной частью почвы. Такой ре­жим характерен для черноземов.

Наибольший запас гумуса отмечается в мощных тучных черно­земах, где количество корневых остатков очень велико, а период быстрого разложения ограничивается весной. По мере продвиже­ния от полосы мощных черноземов к югу и северу запасы гумуса в почве снижаются, что объясняется главным образом изменением климатических условий и характера растительности.

В торфяниках также наблюдаются значительные запасы орга­нического вещества и его консервация как результат постоянного избыточного увлажнения.

Основные факторы эффективного гумусообразования в пахот­ных почвах: отвальная обработка (вспашка), которая обеспечивает анаэробные условия для разложения растительных остатков, их гумификации, а также преимущественное возделывание луговой растительной формации (многолетних трав).

Эти положения многие десятилетия являлись теоретической основой обработки почвы и управления гумусообразованием.

Однако исследования Н. И. Картамышева показали, что корне­вая система однолетних растений подвергается процессу полного аэробного разложения, если после их уборки почва в условиях не­достатка влаги длительное время не обрабатывается. Если же на по­верхности почвы сразу после уборки однолетних растений создать мульчирующий слой, то процессы полного разложения не происхо­дят. Следовательно, процесс гумусообразования в пахотных почвах определяется в значительной степени способом обработки почвы.

По данным Г. Д. Курчевой, Е. Н. Мишустина, процесс гумусо­образования активно происходит и в аэробных условиях в самых верхних (0—5 см) слоях почвы под действием почвенных беспоз­воночных животных. Условия для этого создает мелкая мульчиру­ющая обработка почвы.





Дата добавления: 2014-01-27; просмотров: 2686; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 9985 - | 7694 - или читать все...

Читайте также:

  1. A 22 Потенциал действия и история его открытия. Методы регистрации одно- и двухфазного ПД. Составные части ПД и ионный механизм. Механизм проведения возбуждения
  2. End Sub. Пример 15.3.Составить программу вычисления по следующей итерационной формуле yi+1=0,5(yi + x/yi) с заданной точностью Е=0.001, начальным приближением y0=1 и
  3. I. Введение. Современный бой является общевойсковым боем. Для него характерны применение ядерного оружия, участие большого количества сухопутных войск с их разнообразной
  4. I. Последствия участия Японии в Первой мировой войне
  5. II.1. Основные химические элементы, входящие в состав нефтей и газов
  6. II.2. Химический (молекулярный) состав нефтей и природных газов
  7. III. Государства Западной части Персидского и Оманского заливов
  8. V. Составление расчетно-пояснительной записки
  9. А. не было составлено из-за непримиримых разногласий между членами комиссии
  10. А. Сеть и состав архивов
  11. А.Р. Лурия определил три основных функциональных блока мозга, участие которых необходимо для осуществления любого вида психической деятельности
  12. Абиотические факторы среды обитания. В природе гораздо чаще бывает лишь частичное совмещение экологических ниш. В этом случае также наблюдается взаимное угнетение конкурирующих видов, но, в


 

52.91.39.106 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.004 сек.