ОтветыГос (1) / 16

16. Органическое вещество почв, влияние географической зональности на его состав.

Органическое вещество почв - это совокупность живой биомассы и органических остатков растений, животных, микроорганизмов, про­дуктов их метаболизма и новообразованных органи­ческих веществ почвы - гумуса.

Потенциальными источниками органического вещества почв можно считать все компоненты биоценоза. Биоценозы зеленых растений имеют наибольшую биомассу, поэтому они и явл. основным источником органического вещества почвы.

Запасы биомассы в различных зонах различаются. В таежно-лесной зоне составляют до 25-40 кг/м², причем корневая масса меньше надземной в 3-5 раз. Средняя биомасса микроорганиз­мов -30 г/м², среди них преобладают грибы. Биомасса беспозвоночных колеблется от 3 г/м" в подзолистых почвах до 90 г/м² в серых лесных.

В степной зоны накапливается меньшая травяная масса, чем в лесной. Фитомасса - до 2,5 кг/м³. Корневая масса превышает надземную в 3-6 раз. Резкое снижение грибной микрофлоры, возрастают численность бакте­рий. Биомасса беспозвоночных равна 12-16 г/м², среди них преобладают дождевые черви.

В пустынной зоне запасы фитомассы резко снижаются, причем доля корней в ее составе возрастает. Уменьшается общий уровень биологической активности почв.

Количество и химический состав образующегося гумуса опреде­ляются содержанием общей биомассы, характером ее поступления, зольным и биохимическим со­ставами органических остатков. Наибольшее количество опада характерно для лесной зоны. Лесной опад представлен хвоей и мхами. В их составе преобладают трудно разлагаемые вещ-ва (лигнин, воска, смолы). Разложение растительных остатков происходит на поверхности почвы, часто при неблагоприят­ных климатических условиях (переувлажнение, довольно низкие температуры) при участии прежде всего грибной микрофлоры. В ре­зультате образуются кислые продукты разложения органических веществ. Из-за того, что здесь мало Ca, Mg не происходит нейтрализации кислых продуктов. И они перемещаются в почве, разрушая минеральную часть почвы. В результате чего отмечается разрушение минералов и вынос продуктов по профилю.

Степная зона: в основном травянистая растительность, которая представлена злако-бобовыми. В них много белков, углеводов, и значит разложение этих останков происходит довольно быстро. В них содержатся большое кол-во Ca и Mg. Кот вступая в взаимодействие с кислотами обр-ют малоподвижные соли. Не происходит сильного воздействия на минеральную часть, образ-ся черноземные почвы. Здесь более благоприятные условия для микрофлоры, и беспозвоночных организмов.

Превращение органических остатков в гумус совершается в почве при участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды. Процесс образ-ия орган. и др. остатков гумусовых вещ-в наз-ся гумификацией. В процессе разложения растительные остатки теряют анатомическое строение. Часть этих соединений полно­стью минерализуется микроорганизмами до СО₂, H₂О, а часть усваивается новыми поколениями микроорганизмов.

Процесс гумификации широко распространен в природе. Гумусо­вые кислоты обнаруживают в торфах, сапропелях, каменных углях, нефти.

Процесс образования гумуса (гумусообразования) является чисто почвенным, и представляет собой; разложения исходных органических остатков различной природы, синтез вторичных форм микробной плазмы, гу­мификации продуктов разложения органических остатков и закрепления образующихся продуктов гумификации спе­цифических органо-минеральных соединений.

Для того, чтобы обр-ся гумус должно произойти его соединение с органич. вещ-ом.

Содержание гумуса в верхних горизонтах почв колеблется от 1-2% (в подзолистых почвах) до 12-14% (как в чер­ноземах). Оно может резко или постепенно уменьшаться с глубиной. В составе гумуса почвы выделяют две группы соединений; 1)негумусовые вещества (неспецифические орган. вещ-ва)- белки, углеводы, липиды- 10-15 % 2) гумусовые вещества (80-90% от массы гумуса) и включают специфические орган. соединения: гумино­вые кислоты, фульвокислоты и негидролизуемый остаток (гумины).

Гумииовые кислоты (ГК) - высокомолекулярные азотсодержа­щие органические кислоты циклического и гетероциклического строе­ния. Они растворяются хорошо в щелочах и водном растворе аммиака, слабо в воде и не растворяются в кислотах. Осаждаются из щелочных растворов кислотами и 2-3-валентными катионами (Са, Mg, Al, Fe) в виде аморфного хлопьевидного осадка. Гуматы одновалентных катио­нов (Na) хорошо растворимы в воде и подвижны.

Элементный состав ГК (в %): С - 50-62%, Н - 3-7%, О - 30 40%, N - 2-6%. Содержание С в почве изменяется. Увеличение с севера на юг. А содержание О₂ - наоборот, уменьшается.

У ГК имеется ряд кислых функ­циональных групп: карбоксильные, фенольные и спиртовые, метоксильные. Молекулярная масса ГК от 60 000-100 000.

Фульвокислоты (ФК) - высокомолеку­лярные азотсодержащие органические кислоты циклического и гетероциклического строения. В структуре ФК, присутствуют ароматические и алифатические группы, но ядерная часть их выражена менее ярко, преобладают боковые алифатические цепи. Способность присоединять катионы выше, чем у гуминовых. Водные растворы ФК имеют сильнокислую реакцию (рН 2,6-2,8). Обладают большой реакционной способностью, и являются активными агентами разрушения первичных и вторичных минералов. Элементный состав ФК (в %): С 40-52, Н - 4-5, О - 40-48, N - 3-4.

Гумины- совокупность ГК и ФК, прочно связанных с минеральной частью почвы.

Роль органического вещества проявляется, начиная с первых эта­пов почвообразования (биологическое, химическое, физическое вывет­ривание горных пород, первичных и вторичных минералов). Преимущественно (на 99%) в питании растений принимает участие минеральные соединения и элементы. Доля органич вещ-ва мала. Органическкое вещ-во выступают как активаторы, стимуляторы роста. Сорбенты: за счет обменных реакций, физико–хим реакций. В рез-те разложения орг. Вещ-ва в воздух привносится CO₂.

ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОЧВ – распределение почвенного покрова в соответствии с зональными факторами почвообразования: климатом, растительным и животным миром. Законы широтной и вертикальной З.п. были установлены В.В.Докучаевым. Широтная З.п. проявляется на равнинных частях суши в виде полос различной ширины с однотипным почвенным покровом в пределах территорий, сходных по условиям климата, растительного и животного мира, а также по литологии материнских горных пород (мелкоземистых отложений). В пределах равнинной части территории стран бывшего СССР различают восемь почвенных, сменяющихся с севера на юг, зон: 1) тундровых, 2) подзолистых, 3) серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных черноземов, 4) черноземов, 5) каштановых почв, 6) бурых почв полупустынь, 7) пустынных серо-бурых, такыровых и песчаных, 8) сероземных почв. Вертикальная (высотная) зональность проявляется в горных странах, где изменение почвенного покрова следует за изменением климатических условий по мере поднятия поверхности над уровнем моря. Фактически наблюдается большое разнообразие в развитии почвенного покрова под влиянием широтного и высотного варьирования факторов почвообразования в зависимости не только от географической широты и высоты, но и удаления территории от океанов вглубь материков, влияния гор, преобразующих движение воздушных масс, распределения атмосферных осадков и теплового режим почв, влияния материнских пород, рельефа, определяющего перераспределение влаги в почвах и структуру потоков веществ, перемещаемых поверхностными и почвенно-грунтовыми водами, а также возраста почв, характера их использования и других особенностей. Поэтому З.п. следует понимать не как однотипность главных З.п. в пределах одной географической зоны, а как однотипность состава и структуры почвенного покрова, состоящего из сходных по режиму и морфологии почв, космических энергетических ресурсов их развития, определяющих синтез органических веществ, однотипность биогеоценозов, типов биохимических, геохимических преобразований и структур движения потоков энергии и веществ экологической среды.