Тема: Органическое вещество почвы

Цель занятия: познакомиться с основными группами органического вещества почвы, составом и свойствами гумусовых веществ, освоить метод определения общего содержания органического вещества почвы по И.В. Тюрину.

Органическое вещество почвы играет значительную роль в формировании почвы и ее важнейших свойств и признаков. От содержания органического вещества зависит плодородие почвы, которое от первичного плодородия материнских пород и от искусственного плодородия (внесение удобрений), отличается относительной устойчивостью и способностью к воспроизводству. Органическое вещество определяет сорбционные свойства почвы – выполняет депонирующую функцию по отношению к элементам минерального питания растений. Кроме того, само органическое вещество почвы служит питательным субстратом для почвенной биоты (микроорганизмов, почвенных животных и грибов). Органические вещества участвуют в создании благоприятных воднофизических свойств почвы, устойчивой почвенной структуры, миграции ряда химических элементов и соединений. Все важнейшие почвенные процессы протекают при прямом или косвенном участии органического вещества.

Источником органического вещества почвы служат органические остатки отмерших растений и их частей, микроорганизмов, животных, а также их прижизненные выделения. Эти остатки в почве минерализуются с образованием воды, углекислого газа и минеральных солей или вступают в сложные превращения, итогом которых становится образование специфических почвенных органических веществ – гумуса. Соотношение процессов минерализации и гумификации различно в разных природных зонах. Наиболее интенсивное гумусонакопление происходит в районах с умеренным климатом при участии травянистой растительности и приводит к формированию наиболее богатых гумусом почв – черноземов. Органическое вещество почвы постоянно обновляется: часть его минерализуется и замещается новым органическим веществом. Поэтому нарушение баланса поступления органического вещества в почву неизбежно приводит к снижению гумусированности почв, что часто наблюдается в агроландшафтах.

Выделяются следующие основные группы органического вещества почвы:

1) Неразложившиеся и слаборазложившиеся остатки растений и животных – почвенный д е т р и т.

2) Почвенный г у м у с – часть органического вещества почвы, полностью утратившая черты анатомического строения организмов, представленная совокупностью специфических и неспецифических органических соединений почвы.

Н е с п е ц и ф и ч е с к и е о р г а н и ч е с к и е с о е д и н е н и я (сахара, аминокислоты, белки, органические основания, дубильные вещества, органические кислоты и т.п.) присутствуют в почве как результат жизнедеятельности организмов, продукты выщелачивания и промежуточные продукты разложения органических остатков. Их содержание в минеральных почвах не превышает нескольких процентов.

С п е ц и ф и ч е с к и е г у м у с о в ы е в е щ е с т в а – темноокрашенные органические соединения, входящие в состав гумуса, представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений. Это основная часть почвенного гумуса.

Среди специфических гумусовых веществ можно выделить г у м у с о в ы е к и с л о т ы – вещества, экстрагируемые из почвы щелочной вытяжкой и г у м и н – неэкстрагируемую часть гумуса.

Гумусовые кислоты в настоящее время подразделяют на три фракции:

Ф у л ь в о к и с л о т ы (от гр. «фульвос» – желтый) – наиболее растворимая (в щелочах, кислотах, органических растворителях) группа гумусовых соединений, отличающаяся от других фракций меньшей молекулярной массой, более светлой окраской, меньшим содержанием углерода. Обладают относительно более выраженными кислотными свойствами, способствуют выщелачиванию почвенного профиля благодаря способности к комплексо- и хелатообразованию. Сравнительно легко минерализуются и поэтому являются источником легко мобилизируемых питательных веществ.

Г у м и н о в ы е к и с л о т ы – растворимая в щелочах, но нерастворимая в кислотах группа темноокрашенных гумусовых веществ, обладающих относительно более высокими молекулярными массами, менее выраженным кислотным характером и более высоким содержанием углерода.

Г и м а т о м е л а н о в ы е к и с л о т ы – фракция гумусовых веществ с промежуточными свойствами между фульвокислотами и гуминовыми кислотами. Они экстрагируются полярными органическими растворителями (например, этиловым спиртом).

Соотношение главных фракций гумусовых кислот – гуминовых и фульвокислот (СГК:СФК) является показателем, характеризующим тип гумуса. Так, гумус может быть гуматным (СГК:СФК>2), фульватно-гуматным (1-2), гуматно-фульватным (0,5-1), фульватным (< 0,5).

При количественном определении общего содержания органического вещества в почве фактически находят общее содержание углерода, а затем, учитывая среднее содержание углерода в гумусе 58 %, вычисляют содержание в почве так называемого «общего гумуса». Этот показатель варьирует в почвах в широких пределах (от 0,5 до 12 % и более). Оценку общей гумусированности почвы можно сделать на основе данных табл. 10.

Таблица 10