Факторы распределения гумусовых веществ в почвах

Количество и состав гумуса в почвах зависят от сочетания факторов почвообразования. На распределение гумусовых веществ влияют прежде всего биологический, климатический фактор и особенности почвообразующих пород той или иной территории.

Гумус почвы динамическая система. Количество гумуса увеличивается за счёт гумификации новых органических остатков и уменьшается за счёт минерализации (разложения) ранее образовавшегося гумуса. В зависимости от соотношения этих процессов в почвах различных природных зон присутствует большее или меньшее количество гумуса. Прямой связи между содержанием гумуса и количеством поступающих органических остатков в почву не установлено.

Биологический фактор влияет на распределение гумусовых веществ посредством деятельности микроорганизмов. Большое значение имеют химическая природа органических остатков и скорость 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 органический веществ увеличивается с увеличением микробного населения почв и его биохимической активности. При высокой насыщенности почв активной микрофлорой (в серозёмах содержится более 200 тыс. микроорганизмов на 1 г гумуса) гумус не накапливается, все органические вещества быстро минерализуются. При слабой насыщенности (тундрово-глеевые почвы содержат 30-40 тыс. на 1 г гумуса) большая часть органического вещества накапливается в подстилках, при этом водорастворимые фракции вымываются и гумус не накапливается. Наибольшие запасы гумуса характерны для чернозёмов – почв со средним содержанием микроорганизмов (около 55 тыс. на 1 г гумуса).

Влияние климатического фактора на географию распределения гумуса проявляется через гидротермические условия. Между гидротермическим режимом почв и запасами гумуса существует определённая связь. Слабое разложение органических веществ начинается уже около 0⁰, с повышением температуры до 35⁰ процесс усиливается, а при более высоких температурах ослабляется. Свыше 50⁰ наблюдается некоторое усиление процессов, но не за счёт 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 26-30⁰ и влажности 40-60%.

Наиболее гумусированы почвы, существующие при умеренном гидротермическом режиме, с чередованием периодов активной микробиологической деятельности с периодами её ослабления в силу низких температур или сухости. При активизации микроорганизмов идёт разложение и гумификация органических остатков, а при ослаблении – консервация образовавшихся гумусовых веществ. Такие оптимальные условия создаются в зоне луговых и умеренно засушливых степей, где и образуются наиболее гумусированные почвы - чернозёмы.

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

Влияние такого фактора, как тип почвообразующих пород: при определённом составе минеральной части почвы идёт закрепление гумуса. В почвах, содержащих карбонаты Са и Mg, гумусовые кислоты нейтрализуются основаниями, образуются малоподвижные формы гуматов Ca, Mg. В почвах, содержащих железистые минералы и свободные полуторные окислы (оксиды Al₂O₃, Fe₂O₃ ,Mn₂O₃) в условиях нейтральной и слабокислой реакции идёт закрепление гумуса в органо-минеральных формах. В почвах, ненасыщенных основаниями (Н⁺, Al³⁺), при низком содержании зольных компонентов в растительных остатках образуется «кислый гумус» с большим количеством агрессивных фульвокислот.

От совокупности внешних условий зависит групповой состав гумуса и соотношение различных его фракций. Важное значение имеет соотношение между содержанием гуминовых кислот и фульвокислот. Содержание гуминовых кислот увеличивается с возрастанием гумуса, а содержание фульвокислот, наоборот, уменьшается. Фульвокислоты преобладают в почвах подзолистого типа, краснозёмах, серозёмах. Гуминовые кислоты преобладают в чернозёмах (в 2-2,5 раза), каштановых, иногда в серых лесных (в 1-1,2 раза).