Влияние факторов почвообразования на образование и накопление гумуса

Количество и состав гумуса в почвах зависят от сочетания фак­торов почвообразования. Гумус почвы — динамическая система, по­стоянно обновляющаяся за счет поступления и гумификации новых органических остатков и минерализации ранее образовавшегося гуму­са. В зависимости от соотношения этих процессов в почвах в каж­дый данный момент времени присутствует большее или меньшее количество гумуса. От совокупности внешних условий зависит груп­повой состав гумуса и соотношение различных его фракций, пред­ставляющих те или иные органо-минеральные соединения.

Прямой связи между содержанием гумуса и количеством посту­пающих в почвы органических остатков установить не удается.

Большое значение имеют химическая природа органических ос­татков и скорость их гумификации и минерализации в результате дея­тельности микроорганизмов. Установлено, что растительные остатки разлагаются тем быстрее, чем больше они содержат углеводов и белков и чем меньше — устойчивых компонентов, в частности лигнина.

Скорость гумификации и минерализации органических веществ увеличивается с увеличением микробного населения почв и его био­химической активности.

Результаты исследований показали, что с севера на юг, по мере перехода от северных подзолов к дерново-подзолистым почвам, чер­ноземам, каштановым почвам и сероземам, микробное население становится более разнообразным, а мобилизация содержащегося в гумусе азота — более интенсивной. В этом же ряду повышается не только количество микроорганизмов, приходящееся на 1 г органи­ческого вещества, но и их биохимическая активность.

Высокая насыщенность почв активной микрофлорой, как, на­пример, в сероземах (более 200 тыс. на 1 г гумуса), так же как и слабая насыщенность, как, например, в тундрово-глеевых почвах (немногим более 40 тыс. на 1 г гумуса), не способствуют накопле­нию гумуса в почвах. В первом случае все органические вещества быстро минерализуются, во втором — значительная их часть сохра­няется в подстилках в горизонте АО, а водорастворимые фракции вымываются.

Наибольшие запасы гумуса характерны для черноземов — почв со средним содержанием микроорганизмов (около 55 тыс. на 1 г гумуса) (рис. 8.4).

Большую роль в процессах превращения органических веществ в почвах играют гидротермические условия.

Слабое разложение органических веществ начинается уже около О "С, с повышением температуры до 35 °С процесс усиливается, а при более высоких температурах ослабляется. При температуре свыше 50 °С наблюдается некоторое усиление процессов, но не за счет микробиологической деятельности, а вследствие химического рас­пада органических веществ. Последние условия могут периодичес­ки наступать в верхних горизонтах почв переменно-влажных тро­пиков.

Микробиологическая активность зависит от соотношения тем­пературы и влажности почв. Наиболее высокая активность наблю­дается при значениях температуры 26—30 "С и влажности 60—80 % от полной влагоемкости.

При возрастающем значении температуры и влажности или од­новременном их уменьшении энергия разложения органических веществ падает. Поэтому между гидротермическим режимом почв и запасами гумуса наблюдается определенная связь. Наиболее гуму- сированы почвы, существующие при умеренном гидротермическом режиме, особенно когда имеет место чередование периодов актив­ной микробиологической деятельности с периодами ее ослабления в силу низких температур или сухости. При активизации микроор­ганизмов идет разложение и гумификация органических остатков, а при ослаблении — консервация, закрепление в почве образовав­шихся гумусовых веществ. Такие оптимальные условия создаются в зоне луговых и умеренно засушливых степей, где и образуются наи­более гумусированные почвы — черноземы.

В восстановительной среде скорость гумификации падает и вме­сто гумуса накапливается торф, полуразложившиеся растительные остатки сохраняются в течение тысячелетий.

Закреплению гумуса в почвах способствует определенный со­став минеральной части почв. В почвах, содержащих повышенное количество кальция и магния, особенно в форме карбонатов, гуму­совые кислоты нейтрализуются, насыщаются щелочноземельными катионами и закрепляются в почвах в малоподвижных формах гу- матов кальция и магния.

В почвах, богатых железистыми минералами и свободными по­луторными оксидами, в условиях нейтральной или слабокислой среды также происходит закрепление гумусовых веществ в органо-мине- ральных формах.

В почвах, бедных основаниями, при низком содержании в рас­тительных остатках зольных компонентов образуется «кислый гу­мус» с большим количеством неусредненных агрессивных фульво- кислот.

Ф. Дюшофур выделяет главные типы гумуса на основании раз­личий в его морфологии, соотношении органической и минераль­ной частей, биологии и активности участвующих в гумификации организмов.

1. Гумус, образующийся в условиях аэрации:

   1. мор — ничтожное или слабое смешивание органической и минеральной частей почвы; слабая трансформация опада, произво­димая главным образом грибами, особенно актиномицетами;

   2. модер — неполное смешивание органической части с минераль­ной; неясная граница между подстилкой и гумусовым горизонтом; от­сутствует образование глинисто-гумусового комплекса; в основе мик­роструктуры находятся органические микроагрегаты, прилипшие к минеральным частицам; сильная биологическая трансформация под влиянием артропод в сочетании с влиянием грибов и бактерий;

   3. мюлль — полное включение органической части в минераль- 1 ную с образованием глинисто-гумусового комплекса. Подстилка отсутствует; в основе микроструктуры находятся глинисто-гумусо- ^: вые агрегаты размером от 0,1 до 1 мм; сильная биологическая транс­формация под влиянием дождевых червей и бактериальной микро­флоры.

2. Гумус, образующийся в условиях анаэробиозиса:

   1. торф — ничтожное, или слабое, включение органической ча­сти в минеральную, волокнистая структура, биохимическая транс­формация очень слабая; гумифицировано < 30 % органического ве­щества;

   2. анмоор — не сплошное, но заметное включение органической части в минеральную, ощущаемое до глубины 10—20 см; структура массивная; биохимическая трансформация сильная, развивающая­ся под влиянием перемежающегося воздействия аэробных и анаэ­робных организмов, гумификация интенсивная; более 30% органи­ческого вещества гумифицировано.