30. Состав гумуса и особенности гумусообразования в различных почвах.

Гумусом называется сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификаций органических остатков. В зависимости от условий содержание гумусу колеблется от 1-2 до 12-15%.

В его сост выдел 2 большие части: 1) неспецифич часть (негумусов в-ва). Сост из компонентов исходных органич остатков (белки, углеводы) и промежут продуктов (аминок-ты). 2) специфич часть соединения – 85-90% смесь различн по составу и св-вам высокомолекулярн азотосодерж органич соедин., объединен общностью происхожден. В составе гумусовых в-в выдел: группа ГК, гр ФК, гумины. Св-ва ГК: не растворимы в воде, в минер и органич к-тах; хорошо растворимы в щелочах. Окраска ГК и гуматов тёмная. ГК накапливаются на месте образован. Это аккумулятор Е и элементов питания – самая ценная часть гумуса. Св-ва гуматов: гуматы одновалентных катионов (К, Nа) растворимы в воде; 2-х вал катионов (Са, Мg) не растворимы в воде, оседают в почве; 3-х вал кат (Fe, Al) образ органо-минер комплексы с глинистыми минералами, кот не растворимы в воде Гуматы обладают клеющей способностью и уч-ют в образован структуры почвы. Св-ва ФК: способны разрушать почвен. минералы (выветривание); растворимы в воде, к-тах, щелочах; их производные – фульваты. Фульваты одновал кат- растворимы в воде; 2-х и 3-х вал кат – частично растворимы. Степень растворимости зависит от насыщенности комплекса металлом. ФК и фульваты имеют светлую окраску. Накоплен ФК и их производных хар-ны для подзолистых и дерново-подзолистых почв. Гумины – неэкстрагируемая часть гумуса. Могут предавать почве тёмную окраску. Схема гумусообразования. Все органич. остатки, кот попадают в почву, подвергаются разложению микроорганизмами и образуются промежут. продукты разложения. Часть промежут. продуктов теряется, вымывается. Часть используется гетеротрофными микроорган. для жизнедеятельности. Часть подвергается минерализации (простые соли). Часть уч-ет. в процессе гумификации. Гумификация – сложный процесс поликонденсации и полимеризации продуктов разложения органич. остатков при активном участии ферментов.

Почвы разных природных зон, как и различных уровней окультуренности, различаются по количеству и качеству гумусовых веществ. Наибольшие запасы гумуса характерны для подзоны типичных черноземов (табл.). Здесь природные условия способствовали росту лугово-степной растительности и превращению отмерших остатков в гумус.

Запасы и качественный состав гумуса в верхнем горизонте различных почв

Почвы	Запасы гумуса, т/га, в слое 0...20 см	Содержание гумуса, %	Сгк : Сфк
Подзолистые и дерново-подзолистые	53	2,0...4,0	0,6-0,8
Серые лесные	109	4,0...6,0	1,0
Черноземы типичные	224	7,0-10,0	1,5-2,5
Темно-каштановые	99	3,0-4,0	1,5-1,7
Сероземы	37	1,5-2,5	0,8..1,0

Гумус характеризуется не только запасами, но и качественным составом. В зависимости от соотношения гуминовых кислот и фульвокислот (С_гк : С_фк) выделяют следующие типы гумуса: гуматный (более 1,5), фульватно-гуматный (1,0...1,5), гуматно-фульватный (1,0...0,5) и фульватный (менее 0,5).

При наиболее благоприятных условиях гумусонакопления формируется гумус, обогащенный гуминовыми кислотами. Большое накопление гуминовых кислот наблюдается в черноземах и темно-каштановых почвах.

К северу и югу от типичных черноземов лугово-степной зоны в почвах уменьшаются запасы гумуса и ухудшается его качественный состав.

Низкие запасы гумуса в северных подзолистых и дерново-подзолистых почвах связаны с тем, что в гумусе этих почв преобладают растворимые продукты гумификации (фульвокислоты и их соли — фульваты), которые вымываются осадками до грунтовых вод. В засушливых условиях юга из-за интенсивных процессов минерализации и малого количества органических остатков формируются сероземы с очень низкими запасами гумуса.

31. влияние природных условий на гумусообразование

Многообразие природно-климатических условий предопределяет различия в гумусообразовании. Характер и скорость гумусообразования зависят от целого ряда факторов, важнейшими из которых являются: водно-воздушный и тепловой режимы, гранулометрический состав, физико-химические свойства почвы, состав и характер поступления растительных остатков, видовой состав микрофлоры и ее активнось. В зависимости от водно-воздушного режима гумусообразования протекает в аэробных или анаэробных условиях. При влажности почвы 60-80% от полной влагоемкости и температуре 25-30⁰С разложение растительных остатков протекает весьма интенсивно. Промежуточные продукты разложения органического вещества быстро минерализуются, высвобождается значительное количество элементов минерального питания, но гумуса накапливается мало. То есть в таких условиях процессы минерализации доминируют на процессами гумификации. При постоянном и значительном недостатке влаги количество растительного опада невелико, процессы трансформации замедлены. Это приводит к накоплению гумуса в небольших количествах. При постоянном избытке влаги (анаэробные условия) процессы гумусообразования замедляются, особенно если избыток влаги сочетается с низкими температурами. В разложении растительных остатков участвуют анаэробные бактерии. Промежуточные продукты разложения содержат много низкомолекулярных органических кислот и восстановленных газообразных продуктов. Эти соединения подавляют микробиологическую активность, в результате чего разложение растительных остатков замедляется, происходит скопление полуразложившихся остатков, частично сохранивших анатомическое строение, - торфа. Наибольшее количество гумуса в почвах накапливается при сочетании оптимального гидротермического режима и периодически повторяющегося, не очень сильного иссушения. Такие условия создаются при формировании черноземов. На гумусообразование значительное влияние оказывает состав растительных остатков и характер их поступления в почву. Так, остатки травянистой растительности богаты белками, углеводами и зольными элементами. Основная часть их попадает непосредственно в почву в виде корней, их разложение происходит при тесном контакте с почвенными частицами в присутствии значительного количества оснований, прежде всего кальция. Основная группа микроорганизмов – бактерии. В таких условиях образуется высококачественный мулевый ( «мягкий») гумус, равномерно пропитывающий минеральную часть почвы. Мулевый гумус также образуется под лиственными лесами, хотя растительный опад в этом случае попадает на повержность почвы. Остатки древесной растительности бедны белками, содержат мало зольных элементов, но обогащены лигнином, восками, смолами, дубильными веществами. Поступают они преимущественно на поверхность почвы и разложение их осуществляется грибной микрофлорой. При разложении такого опада образуется значительное количество легко передвигающихся с током воды вниз по профилю органических кислот.Нейтрализации их не происходит из-за недостатка оснований, процессы гумификации подавлены кислой реакцией. В таких условиях формируется модер («грубый») гумус, в составе которого преобладают фульвокислоты. Таким образом, в почвах накапливается различное количество гумуса (от 0,5–1 до 10-12% и более), существенно различающегося по качеству. Качество гумуса определяют по соотношению гуминовых и фульвокислот в его составе (С_гк: С_фк). Различают следующие типы гумуса: гуматный ( более 1,5), фульфатно-гуматный (1-1,5), гуматно-фульватный (1-0,5) и фульватный ( менее 0,5).