- •Казанский государственный университет
- •Функции почвы в биосфере
- •Вопросы:
- •1.Плодородие
- •Возраст почв
- •Производственная деятельность человека
- •Окраска почвенных горизонтов.
- •Новообразования и включения
- •Тема 5 гранулометрический состав почв
- •Определение гранулометрического состава в поле
- •Виды: Крупноореховатая более 10 мм
- •Значение структуры
- •Образование структуры
- •Утрата и восстановление структуры
- •Тема 7 минеральная часть почвы
- •Минералогический состав почв
- •Тема 8 органическое вещество почв
- •Пути превращения органического вещества в почвах
- •Состав органической части почв
- •Роль органического вещества почв.
- •Тема 10
- •Общее содержание различных элементов в почве
- •Питательные вещества
- •Почвенный раствор
- •Радиоактивность почв
- •Тема 11
- •Водные свойства почв
- •Типы водного режима почв
- •Регулирование водного режима почв
- •Тема 12
- •Тема 13
- •Тема 14 физические свойства почвы
- •Тема 15 эрозия почв
- •Мероприятия по защите почв от эрозии
- •Тема 16 классификация почв
- •Разработка классификации почв исходит из следующих принципов:
- •Тема 17
- •Тема 18
- •Тундровые глеевые почвы
- •Подзолистые почвы
- •Дерново-подзолистые почвы
- •Серые лесные почвы
- •Черноземы
- •Каштановые почвы
- •Ад-а-в1-в2-вс-с, где
- •Желтоземы
- •Красноземы
- •Аллювиальные (пойменные) почвы.
- •Болотные почвы.
- •Дерново-карбонатные почвы.
- •Солончаки
- •Солонцы
- •Оглавление
Пути превращения органического вещества в почвах
Таких путей всего три:
1. Торфообразование - накопление на поверхности почв полуразложившихся растительных остатков в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения.
2. Распад (разложение) - процесс частичного или полного превращения сложноорганизованных структур и молекул в более простые, в том числе и в продукты полной минерализации (СО2, NH3, H2O и др.).
Гумификация - сложный биофизико-химический процесс трансформации промежуточных продуктов разложения органических остатков в особый класс органических соединений - гумусовые кислоты.
Состав органической части почв
|
|
|
Почва |
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Минеральная |
|
Органическая |
|
Эдафон |
| ||||||||||||||||||||||||||||||
часть почвы |
часть почвы |
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Гумус |
|
|
|
Остатки, не утратившие анатомического строения | |||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||
Промежуточные продукты распада и гумификации |
|
Специфические гумусовые вещества |
|
Неспецифические соединения |
|
| |||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||
Прогуминовые вещества |
|
Гумусовые кислоты |
|
Гумин |
|
| |||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||
Гуминовые кислоты (ГК) |
|
Фульвокислоты (ФК) |
|
Живая масса (эдафон) состоит из живых корней, микроорганизмов, представителей почвенной фауны.
Неразложившиеся остатки растений и животных, которые видны в образце почвы невооруженным глазом или под лупой, составляют 5-10 % от общего содержания органического вещества.
Гумус - основная часть органического вещества почвы, полностью утратившая черты анатомического строения организмов. Делится на несколько групп веществ.
Неспецифические органические соединения встречаются не только в почве. Могут быть выделены из почвы, качественно и количественно определены. Это сахара, белки, лигнин, дубильные вещества, органические кислоты и др. В большинстве минеральных почв составляют несколько процентов от общего содержания органического вещества. Встречаются не только в почвах.
Специфические гумусовые соединения - наиболее характерная специфическая часть, составляющая приблизительно 80-90% общего содержания органического вещества в большинстве минеральных почв. Они представлены гумусовыми кислотами - смесью высокомолекулярных азотсодержащих ароматических соединений кислотной природы (ГК, ФК, гумин).
Это особый класс соединений с переменным составом. В пределах этой общей группы ГК и ФК сохраняют общий принцип строения. Их высокомолекулярный характер обусловливает практическую независимость основных физических и химических свойств от небольшого изменения состава.
Молекула гумусовых кислот имеет сложное строение.
Ядро молекулы представляет собой рыхлую сетку из компонентов ароматической и гетероциклической природы. Эти ароматические компоненты соединены всевозможными химическими мостиками (-СН-СН-, -С=С-, -О-, -NН-, -СН2-).
Периферию молекул составляют цепи боковых радикалов, в состав которых входят углеводные, аминокислотные и углеводородные компоненты.
Ядро гидрофобно, периферические цепочки гидрофильны. От соотношения этих частей будет зависеть растворимость гумусовых кислот.
В молекуле имеется также большое количество функциональных группировок: карбоксильные -СООН, фенолгидроксильные -ОН, метоксильные -ОСН3, карбонильные =СО, амидные -NH2, отвечающие за кислотные свойства, емкость поглощения, способность образовывать различные соединения.
Самой главной считается группировка -СООН. Она отвечает за кислотные свойства.
Несмотря на общий план строения, свойства кислот различны:
ГК - хорошо растворяются в щелочах, слабо в воде, нерастворимы в минеральных кислотах. Ядро составляет 50-60% от веса молекулы, углеводные компоненты — 25-30%, функциональные группировки — 10-25%. В виде сухого препарата имеют темно-коричневый или черный цвет.
Элементный состав ГК: С 50-62 %, Н 2.8-6.5%, О 31-40%, N 2-6%. Реакция водных растворов кислая, рН=3.
Их соли (гуматы) с 2-ух и 3-ехвалентными катионами нерастворимы. Благодаря этому свойству ГК аккумулируются в верхней части профиля и способствуют накоплению элементов почвенного плодородия.
Таким образом, ГК представляют собой наиболее ценную часть гумуса. Велика их роль в образовании структуры.
ФК - светлоокрашенные высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты (от латинского fulvus - "желтый"). Молекулярная масса меньше, чем у ГК. Растворимы в кислотах, в воде (отличаются большей гидрофильностью), в щелочах. Ядро у них меньше, а периферическая часть больше, чем у ГК.
Элементный состав: С 41-46%, Н 4-5%, О 44-49%, N 3-4%. Реакция среды водного раствора более кислая, чем у гуминовых кислот, рН = 2.6-2.8. ФК разрушающе действуют на минеральную часть почвы, растворяя большинство минералов и вызывая тем самым оподзоливание.
Гумин (негидролизуемый остаток) - представляет собой совокупность ГК и ФК, прочно связанных с минеральной частью почвы. Не извлекается никакими растворителями. В большинстве почв составляет от 25 до 50% от общего содержания гумуса.
Почвы отличаются друг от друга своим гумусным состоянием.
Гумусное состояние почв - совокупность морфологических признаков, общих запасов, свойств органического вещества и процессов его создания, трансформации и миграции в почвенном профиле.
Гумусное состояние почв характеризуется в первую очередь следующими показателями:
а) содержание гумуса. Содержание гумуса в разных почвах колеблется от 1-2 до 12%:
дерново-подзолистые почвы |
1.5-4%, |
серые лесные |
3-5% |
черноземы |
6-12% |
каштановые |
1.5-4% |
сероземы |
1-2% |
красноземы |
5-7% |
б) общие запасы гумуса в слое 0-20 см составляют от 35 до 225 т/га, а в слое 0-100 см - от 50 до 800 т/га;
в) распределение гумуса по профилю бывает постепенно убывающее (черноземы), резко убывающее (дерново-подзолистые почвы), бимодальное и полимодальное (аллювиальные, погребенные);
г) типы гумуса, которые позволяют судить о его качестве, выделяются по соотношению Сгк/Сфк:
-
гуматный
>1.5
фульватно-гуматный
1-1.5
гуматно-фульватный
0.5-1
фульватный
< 0.5