Вопросы для подготовки к экзамену

1. Значение и задачи растениеводства как отрасли АПК и как науки.

     Важнейшая задача сельского хозяйства –  увеличение производства продуктов  высокого качества. Растениеводство  играет важнейшую роль в биологическом  круговороте  питательных веществ  и энергии в природе, способствует повышению продуктивности с/x производства.

     Растениеводство – наука, изучающая видовые и  сортовые формы полевых культур, особенности биологии, требования к  условиям среды и приемы выращивания  наибольших урожаев высокого качества.

     Чтобы эффективно управлять ростом и развитием  растений, получать высокие устойчивые и урожаи с лучшим качеством в  каждом хозяйстве, необходимо использовать все способы и возможности: учитывать  почвенно-климатические и экономические  условия хозяйства, происхождение растений, особенности их морфологии, биологии и технологии выращивания.

     Поэтому главной задачей растениеводства 

является разработка эффективных технологий выращивания каждой культуры, обеспечивающих удовлетворение требований к условиям жизни на всех этапах их развития.

     Для каждой культуры характерны свои особенности  выращивания. можно  выделить для всех культур общие  принципы построения комплекса агротехнических  приемов.

     В этот комплекс входят:

• рациональные севообороты;

• научно обоснованные системы обработки почвы и удобрения;

• подбор сортов

• использование семенного материала высокого качества;

• правильное размещение растений на площади посева (оптимальные сроки и способы посева, норма высева и глубина посева);

• тщательный уход за посевами и борьба с сорняками, болезнями и вредителями;

• своевременная и высококачественная уборка урожая, а также первичная обработка продукции.

     Конечная  цель растениеводства – раскрытие  резервов для увеличения производства продукции с/x культур  при наименьших затратах.

     Задачи  растениеводства.

     Растениеводство всегда было и будет не только основой  сельского хозяйства, но и благополучия населения. В питании человека растительные продукты занимают около 90% общей потребности в энергии. Для обеспечения нормальной жизнедеятельности человеку требуются многие вещества, но основу питания составляют белки, жиры и углеводы. Потребность человека в этих веществах за счет растений удовлетворяется на 80—90%.

     Население постоянно увеличивается, что предопределяет необходимость соответственного роста  производства продуктов растениеводства. Это возможно решать путем расширения посевных площадей, интенсификации технологии выращивания культур и их сочетания.

Поэтому увеличение продукции растениеводства основывается на интенсификации технологии культур путем усиления химизации и интенсификации отдельных элементов. Но они имеют ряд негативных влияний на окружающую среду. В результате наиболее перспективным считается ограничение применения этих факторов путем более эффективного использования биологического потенциала растений.  При таком подходе важно сформировать оптимальную густоту стояния культуры к уборке, добиваться максимальной выравненности степени развития растений, что возможно при постоянном контроле за посевами и применении необходимых элементов, способствующих реализации поставленной цели. Это предопределяет важность знаний фаз роста, этапов органогенеза и периодов формирования отдельных элементов продуктивности растений, что дает возможность постоянно осуществлять биологический контроль за посевами. Важным является и технологический контроль качества выполнения отдельных элементов технологии, что позволяет добиваться необходимых показателей и более высокой продуктивности посевов.

     В настоящее время большое экономическое  значение имеет всемерное сокращение труда и энергии при выращивании культур, что предопределяет необходимость умения четко обосновывать не только необходимость применения каждого элемента технологии, но и их рациональные показатели.

     В современных условиях развиваются  разные формы ведения хозяйств (коллективные, подсобные, фермерские и т. д.), что меняет роль агронома. Он должен быть не только технологом, но способным самостоятельно выполнять все полевые работы.

     Растениеводство, как наука, постоянно развивается, а поэтому совершенствуется технология выращивания культур.

     Главная задача сельского хозяйства –  динамичное развитие и повышение  эффективности всех отраслей, увеличение производства и улучшение качества продукции. Для выполнения поставленных задач необходимо повысить устойчивость зернового хозяйства. В ряде районов и хозяйств, особенно в Нечерноземной зоне, необходимо расширить посевы зерновых культур.

     С этой целью предусмотрено совершенствовать систему семеноводства сельскохозяйственных культур, ускорить перевод ее на промышленную основу, быстрее внедрять в производство высокоурожайные сортагибриды, повысить качество семян, снижать потери урожая от вредителей, болезней и сорняков, дальнейшее развитие мелиорации земель.

     Потребности страны в хлебе огромны, и удовлетворить  их можно последовательной интенсификацией зернового хозяйства на основе механизации, химизации, внедрения новых интенсивных сортов, широкой мелиорации и перевода его на индустриальную основу.

     В решении задачи дальнейшего увеличения производства сельскохозяйственной продукции огромную роль играет растениеводство как наука, которая изучает прогрессивные приемы возделывания полевых культур, обеспечивающие высокие и устойчивые урожаи при наименьших затратах труда и средств на единицу получаемой продукции и высоком ее качестве.

     Растениеводство изучает морфологические признаки, разновидности, формы и сорта, биологические  особенности, технологию возделывания полевых культур. Оно тесно связано  с ботаникой, почвоведением, агрохимией, механизацией, экономикой, защитой  растений, селекцией, организацией сельскохозяйственного производства и др. Научное растениеводство базируется на принципах современной биологии и органически связано с практикой сельскохозяйственного производства.

2. Выветривание горных пород, продукты выветривания и их свойства.

Выветривание – это совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящих к образованию продуктов выветривания. Выветривание происходит за счёт действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Процессы выветривания относят к экзогенным процессам – процессам разрушения, переноса и отложения горных пород и минералов, происходящие на поверхности Земли под влиянием сил денудации – тепла, воздуха, ветра, воды и льда, силы тяжести. Различают три вида выветривания: физическое (лёд, вода и ветер), химическое и биологическое.

Физическое выветривание - это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов.Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO₄, превращаясь в гипс (CaSO₄ - 2H₂O), увеличивается в объеме на 33%.

Химическое выветривание- это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.

Биологическое выветривание - это процесс химического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием организмов и продуктов их жизнедеятельности.При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые для построения своего тела минеральные вещества и аккумулируют их в поверхностном горизонте породы, создавая условия для формирования почвы. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, яблочную, янтарную, плавиковую, азотную, серную и др.), которые разрушают минералы и усиливают процесс выветривания.

Органическое выветривание

Разрушение горных пород организмами осуществляется физическим или химическим путём. Простейшие растения - лишайники - способны селиться на любой горной породе и извлекать из неё питательные вещества с помощью выделяемых им органических кислот; это подтверждается опытами посадки лишайников на гладкое стекло. Через некоторое время на стекле появлялось помутнение, свидетельствующее о частичном его растворении. Простейшие растения подготавливают почву для жизни на поверхности горных пород более высокоорганизованных растений.Древесная растительность иногда появляется и на поверхности горных пород, не имеющей рыхлого почвенного покрова.. Значительную роль в разрушении земной коры в её верхней части играют земляные черви, муравьи и термиты, проделывающие многочисленные подземные ходы, способствуя проникновению вглубь почвы воздуха, содержащего влагу и СО₂- мощные факторы химического выветривания.

Почвообразование. Это сложный процесс преобразования горной породы в почву под влиянием органических веществ из отмирающих наземных растений, образующихся при участии микроорганизмов (бактерии, грибы). Почва почти сплошным покровом облекает сушу. Растительные вещества привносят в почву такие элементы, как С, Н2, О2. Наиболее распространена в растительной массе клетчатка (С6Н6О5), а также азотистые соединения, содержащие азот, серу, фосфор, железо, жиры, белки, органические кислоты, спирты. Преобразование органических веществ в почве происходит в зависимости от доступа к нему кислорода в форме тления (свободный доступ О2 и полное сгорание органического вещества). гниения (без доступа О2) и перегнивания (промежуточный тип разложения логанического вещества при недостаточном доступе О2). Перегнивание ведёт к образованию перегноя или гумуса (лат. "гумус" - земля). Гумус - сложное вещество, представляющее собой смесь органических соединений, среди которых преобладают гуминовые кислоты.

Гумус образуется при участии микроорганизмов и состав его несколько различен в зависимости от климатических условий. Зависимость эта заключается в следующем. Гуминовые кислоты являются химически активными веществами, играющими главную роль в процессе химического выветривания минералов почвы. При этом образуются их соединения с отщепляемыми от минералов щелочными и щелочноземельными металлами, железом и др., так называемые гуматы. В виде коллоидных растворов они вместе с обычными продуктами выветривания выщелачиваются из верхней части почвы просачивающейся через неё дождевой и снеговой водой и часть их вновь осаждается в нижних горизонтах почвы. В связи с этим почву можно разделить на 2 горизонта: верхний - элювиальный, или горизонт вымывания (А) и нижний - иллювиальный, или горизонт вмывания (В).

3. Факторы почвообразования.

Основы учения о факторах почвообразования заложил В. В. Докучаев. Он установил, что почваформируется в результате взаимодействия климата, растительности, почвообразующих пород,рельефаместности и возраста страны (времени). В дальнейшем был выделен еще одинфактор почвообразования— производственная деятельность человека.

Климат.С этим факторомпочвообразованиясвязано поступление в почву воды, необходимой для жизнирастенийи для растворения минеральных питательных веществ. От климата зависит активность биологических процессов. Количество солнечной энергии, попадающей на земную поверхность, возрастает от полюсов к экватору.

Большое значение имеют такие элементы климата, как атмосферные осадки, испарение и температура. Атмосферные осадки, выпадающие на земную поверхность, расходуются на испарение, фильтрацию в нижние горизонты, стекание по склонам, рост и развитие растений. При этом растворенные вещества и механические частицы передвигаются с водой как по поверхности почвы, так и по ее вертикальному профилю.

В процессе обмена тепла и влаги между почвой и атмосферой устанавливается определенный гидротермический режим почвы. В каждой природной зоне климат характеризуется температурными условиями и увлажнением. Выделение термических групп климатов основано на показателях суммы температур выше 10 °С за вегетационный период: холодные — 600 °С, холодно-умеренные — 600...2000 °С, тепло-умеренные — 2000...3800 °С, теплые — 3800...8000 °С, жаркие — более 8000 °С. Эти группы климатов располагаются в виде широтных поясов.

От температуры и условий увлажнения зависят скорость химических и биохимических процессов, выветривания, биологическая продуктивность растений и др. На формирование почввлияет распределение осадков по сезонам года, а также континентальность климата. Суровость зимы, мощность снегового покрова и сила ветра оказывают влияние на почвообразовательный процесс преимущественно через растительность и биологические почвенные процессы.

Роль ветра как одного из элементов климата проявляется в его воздействии на рельеф и растительность. На открытых выровненных пространствах ветром выносятся пылеватые и песчаные частицы, часто сносится почвенный слой, создаются бугристые и наносные формы рельефа. В условиях засушливого климата ветер (суховей) вызывает выгорание посевов и естественной растительности. Ветер влияет на распределение снега по поверхности, обусловливая неравномерность промерзания и увлажнения почвы.

Рельеф. Роль рельефа в почвообразовательном процессе проявляется в перераспределении и различном количестве тепла, поступающего на склоны разной экспозиции. Рельеф влияет на относительный возраст почв, так как в различных условиях почвообразовательный процесс может протекать с разной скоростью. Так, в лесостепной зоне, а также в горах на северных склонах часто растет лес и образуются дерново-подзолистые илисерые лесные почвы. На южных склонах, покрытых травянистой растительностью, формируются степные черноземы или дажекаштановые почвы. Южные склоны всегда более теплые и сухие, чем северные, поэтому на склонах разной экспозиции создаются неодинаковыеусловия почвообразования.

Почвообразующие породы.В одних и тех же природных условиях, но на различных материнских породах могут формироваться разные почвы. Это обусловлено тем, что почва наследует от почвообразующейпородыгранулометрический, минералогический и химический составы, а также физические свойства. От материнских пород зависят биологическая продуктивность, скорость разложения растительных остатков и образование гумуса. Так, в таежно-лесной зоне на алюмосиликатной морене формируются малоплодородные подзолистые почвы, а на карбонатной морене — почвы с высоким плодородием, имеющие хорошо развитый гумусовый горизонт. В южных зонах на засоленных породах образуются солончаки и солонцы.

Биологический фактор.Ведущая роль в образовании и формировании плодородия почв принадлежит трем группам организмов — зеленым растениям, микроорганизмам иживотным. Каждая из этих групп организмов выполняет свои функции, но только при их совместной деятельности материнскаягорная породапревращается в почву.

Зеленые растения синтезируют органическое вещество. После завершения жизненного цикла растений часть биомассы в виде корневых остатков и наземного опада ежегодно возвращается в почву. В верхних горизонтах накапливаются элементы питания, образуется и разрушается органическое вещество. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия.

Распределение растительности подчиняется закону широтной зональности. В каждой природной зоне продуктивность растительных сообществ зависит от климатических и почвенных условий .

В лесах общая биомасса наибольшая, однако ежегодный прирост в них значительно меньше, чем в луговых степях. Ежегодный опад в лесах, особенно хвойных, составляет незначительную часть, что является причиной низкого плодородиялесных почв. В травянистых сообществах луговых степей ежегодный прирост больше, чем в лесах, и почти вся биомасса ежегодно возвращается в почву, формируя мощный гумусовый горизонт и создавая высокое плодородие. Таким образом, от типа растительности и интенсивности биологического круговорота зависят почвообразовательный процесс исвойства почв.

В почве и на ее поверхности находится огромное количество микроорганизмов: бактерий, грибов, актиномицетов, а также водорослей и лишайников. В верхних слоях их количество колеблется от миллионов до миллиардов в 1 г почвы, а общая масса составляет 3...8 т/га. Наименьшее содержание микроорганизмов характерно дляпочв тундрыи северной тайги, а наибольшее — для черноземных и сероземных почв.

Содержание микроорганизмовв почвах варьирует в течение года, что связано с изменением гидротермического режима и многократными генерациями микроорганизмов.

Грибы принимают активное участие в почвообразовательном процессе, в разложении грубых остатков, поступающих в почву, и в образовании гумуса.

Водоросли — автотрофные фотосинтезирующие микроорганизмы, распространенные преимущественно на поверхности почвы. В их клетках содержится хлорофилл, с помощью которого происходит фотосинтез — образование из СО₂и воды органического вещества.

Микроорганизмы участвуют в трансформации органических веществ, образовании простых солей из минеральных и органических соединений почвы, в разрушении и новообразовании почвенных минералов, в передвижении и аккумуляции продуктов почвообразования. Микроорганизмы являются важным звеном биологического круговорота веществ. Их жизнедеятельность сильно влияет на биохимические процессы, питательный и воздушный режимы почвы и на развитие почвенного плодородия.

Почва — среда обитания многих представителей простейших, беспозвоночных и позвоночных животных. Позвоночные животные (кроты, суслики, мыши и др.) проделывают в земле различные ходы, смешивают растительные остатки с породой и почвой. Растительность, переработанная в пищеварительных органах животных, попадая в почву, превращается в гумус.

Производственная деятельность человека.Освоенная почва подвергается сильному воздействию обрабатывающих орудий, на ее состав и свойства влияют вносимые удобрения, мелиоративные мероприятия и др. При этом ее свойства изменяются значительно быстрее, чем это происходит в природных условиях. Действие природных факторов продолжается, но сильно видоизменяется. Влияние климата на обрабатываемую почву становится иным, в особенности в условиях мелиорации — орошения и осушения. С заменой природной растительности на культурную изменяются состав почвенных микроорганизмов и характер биохимических процессов.

В результате правильной агротехники, применения высоких доз органических удобрений, фитомелиорации и других приемов создаются окультуренные и культурные почвы.

Знание законов развития почв необходимо для целенаправленного расширенного воспроизводства почвенного плодородия. Проект землеустройства, составленный с учетом взаимосвязей всех факторов почвообразования в ландшафте, — важная предпосылка для применения системы земледелия, обеспечивающей формирование почв с более высоким уровнем эффективного и потенциального плодородия. Если же производственная деятельность осуществляется без учета условий развития почв и их свойств, то возникают такие отрицательные последствия, как эрозия, засоление, заболачивание, загрязнение, дегумификация, разрушение структуры почви др. 4.Гранулометрический состав почвы и его влияние на водные и физические свойства почвы.

Гранулометрический состав почвыопределяется по количеству частичек физической глины, которые имеют диаметр менее 0,01 мм. Если физической глины содержится в почве до 5%, такую почву называют рыхлопесчаной, 5–10% – связнопесчаной, 10–15% – рыхлосупесчаной, 15–20% – связносупесчаной, 20–30% – легкосуглинистой, 30–40% – среднесуглинистой, 40–50% – тежелосуглинистой, 50–65% – легкоглинистой, более 65% – тяжелоглинистой. Частички почвы, которые имеют диаметр менее 0,001 мм, называют глеем, а менее 0,0001 мм – коллоидными частичками. Они включаются в физическую глину. Рыхлые осадочные породы, преобладающие среди почвообразующих пород, являются комплексом разнообразных продуктов выветривания. Поэтому минералогический состав этих пород и почв, формирующихся на них, довольно сложный. В состав почвообразующих пород и почв входят первичные и вторичные минералы. Минеральная часть почвы состоит из первичных минералов, которые постепенно разрушаются под влиянием выветривания до более мелких частиц. Вода в присутствии катализатора СО2 гидролизует первичные минералы и преобразует их во вторичные (глинистые) минералы. Первичные минералы почти полностью сконцентрированы в гранулометрических фракциях размером > 0,001 мм, вторичные – < 0,001 мм. Как правило, в почвах первичные минералы преобладают по массе над вторичными минералами.  Наиболее распространеннымипервичными минераламив породах и почвах являются следующие:кварц, полевые шпаты, амфиболы, пироксены и слюды.Кварц и полевые шпатыкрупнозернистые, потому что они стойкие к выветриванию минералы. Они сконцентрированы, главным образом, в песчаных и пылеватых частичках.Амфиболы, пироксены, слюдылегко поддаются выветриванию, поэтому в рыхлых породах и почвах они содержатся в небольших количествах. Значение первичных минералов разносторонне. Они обусловливают агрофизическиесвойства почв, являются резервным источником зольных элементов питания растений, а также источником образования вторичных минералов. Состав распространенных в почвах и породахвторичных минераловнебольшой. Среди вторичных минералов встречаютсяглинистые минералы(монтмориллонит, каолинит, гидрослюды, хлориты и др.),минералы гидрооксидов и оксидов железа и алюминия(гематит, гетит, гидрогелит и др.),минералы простых солей (доломит, галит, кальцит и др.). Насчитывается несколько десятков глинистых минералов, которые по сходству свойств объединяются в группы. Наиболее распространены в почве следующие группы: монтмориллонитовые, гидрослюдистые и каолинитовые. Строение их слоистое, промежуток между слоями может изменяться при увлажнении или при усыхании. В межпакетный простор входят и задерживаются химические элементы, соединения. Такое явление носит названиесорбция (емкость поглощения). Наиболее высокая сорбция, а значит и удержание химических элементов, характеризуется монтмориллонитовая группа (100–150 мг•экв/100 г) глинистых минералов, а наименьшей – каолинитовая группа (10–20 мг•экв/100 г). Гидрослюдистая группа занимает среднее положение (50–70 мг•экв/100 г). Чем больше сорбция химических элементов в почве, тем большеплодородиепочвы, это значит почва с преобладанием монтмориллонита. Глинистые минералы также гидролизуются, образуя гидрооксиды химических элементов. Таким образом, вторичные минералы существенно влияют на формирование воднофизических свойств почвы, их поглотительную способность и режим питания растений. Минералогический состав почвы определяет химический состав минеральной части.

Гранулометрический состав почвы оказывает сильное влияние на ее агрономические свойства. Песчаные и супесчаные почвы называют легкими. Вода сквозь них быстро просачивается, легко испаряется. Такие почвы имеют мало влаги, но много воздуха. Поверхность их быстро нагревается и остывает. Питательные вещества легко вымываются. Органические вещества быстро минерализуются. Поэтому, на почвах легкого механического состава необходимо вносить органические удобрения большими дозами, а минеральные – малыми.  Легко- и среднесуглинистые почвы – умеренно тяжелые. Они имеют сравнительно оптимальные физические свойства: хорошо связывают воду, но и достаточно насыщены воздухом. Хорошо окультуриваются. Элементов питания для нормальной жизнедеятельности растений содержат сравнительно достаточно. Их органические остатки быстро образуют гумус.  Тяжелосуглинистые, глинистые почвы – тяжелые. Они слабопроницаемы для воды и воздуха, способны удерживать много влаги, которая в значительной степени может оставаться недоступной для растений. Эти почвы часто переувлажнены, холодные. Кроме того, они сильно уплотняются, и при высыхании на их поверхности образуются трещины. Глинистые почвы содержат значительные количества элементов питания, но растения не всегда могут их использовать.  Таким образом, гранулометрический состав во многом определяет плодородие почвы; от него зависят многие важные физические и физико-химические свойства. Информация о механическом составе почвы необходима при решении многих практических вопросов. Так, она нужна при определении доз и способов внесения удобрений, извести, сроков и приемов обработки почвы, подбора сельскохозяйственных культур и почвообрабатывающей техники, глубины заделки семян и удобрений, сроков посева и др.  Механический состав почв можно улучшить путем глинования легких и пескования тяжелых. В естественных условиях с механическим составом почвы связано формирование определенных фитоценозов. Так, на песчаных местообитаниях обычно произрастает сосна, вереск, лишайники из рода кладония цетрария; из зеленых мхов – мох Шребера, Дикранум; из разнотравья – бессмертник, ястребинка волосистая, икотник серо-зеленый, эспарцет песчаный, вейники и др. Не выносят песчаных почв ель, дуб, слива, вишня и др.  В агроэкосистемах не все культурные растения одинаково реагируют на механический состав почвы. На почвах легкого механического состава неплохо удаются люпины, овес, рожь, картофель (последний на этих почвах дает клубни более высоких вкусовых качеств).

4.Гумус.

Гумус —буквально оно переводится как земля, почва. В почвоведении этим термином обозначают специфическую группу высокомолекулярных темноокрашенных веществ, образующихся в процессе разложения органических остатков в почве. Эти соединения синтезируются из продуктов распада и гниения отмерших растительных и животных тканей. Плодородие почвы зависит от наличия в ней необходимых питательных веществ в доступной для растений форме. Гумусовые соединения — это резерв питательных элементов. Они очень медленно разлагаются, переходят в формы, доступные для растений и полностью поглощаются корнями. За счет гумуса почва способна давать стабильные урожаи в течение длительного времени. Постепенно этот резерв истощается, и если новообразование гумуса по каким-либо причинам идет медленнее, чем его трата, урожайность начинает снижаться, что мы и наблюдаем на землях, которые интенсивно эксплуатируются и при этом неправильно обрабатываются и удобряются.  Почвенный гумус — это комплекс разных химических соединений, в котором выделяют несколько групп, различающихся по химическому составу, свойствам, степени устойчивости в почве. Например, темную окраску ему придают гуминовые кислоты, наиболее устойчивые и долго живущие в почве компоненты гумуса. В черноземных почвах их содержание очень высоко. А в подзолистых преобладают так называемые серые гуминовые кислоты — фульвокислоты — более подвижные, быстрее разлагающиеся в почве. Поэтому-то в Нечерноземной зоне гумусовый горизонт светлый и маломощный. Процессы гумификации очень сложны, их скорость и характер определяются многими причинами: ландшафтно-климатическими условиями, составом растительности, микробным и животным населением почвы. Превращение остатков растений в перегной связано с измельчением растительных тканей и перемешиванием их с минеральными частицами. На этом этапе большую роль играют почвенные животные, питающиеся такими остатками и роющие подземные ходы и норы.  Почвенный гумус состоит из следующих основных групп органических веществ: гуминовые кислоты; фульвокислоты; гумины; органо-минеральные производные гумусовых кислот.

Гуминовые кислоты. Это высокомолекулярные азотосодержащие органические вещества, образующиеся при разложении отмерших растений и гумификации, окрашенные в черный или коричнево-черный цвет. Эти кислоты практически нерастворимы в воде и минеральных кислотах, но хорошо растворимы в щелочах, аммиаке, соде, пирофосфате натрия с образованием коллоидных растворов темной окраски (от вишневой до темно-коричневой и черной). Из растворов эти кислоты хорошо осаждаются водородом минеральных кислот, солями алюминия, железа, кальция, магния в виде аморфного студнеобразного осадка.

Фульвокислоты. Это азотосодержащие высокомолекурярные органические кислоты, которые от гуминовых отличаются светлой (желтой, оранжевой) окраской, более низким содеражанием углерода, растворимостью в кислотах.

Содержание кислорода динамично и зависит от количества углерода, как правило, в фульвокислотах его больше, чем в гуминовых кислотах.

Фульвокислоты имеют сильнокислую реакцию и хорошо растворимы в воде. Благодаря этому они энергично разрушают минеральную часть почвы, причем степень их разрушительного действия определяется уровнем содеражания геминовых кислот. Гуминовые кислоты как бы ингибируют агрессивность фульвокислот.

Взаимодействуя с минеральной частью, фульвокислоты образуют соли – фульваты. Практически все фульваты растворимы в воде.

Гумины. Это часть гумусовых веществ, которые нерастворимы ни в одном растворителе. Они представлены комплексом гуминовых, фульвокислот и их органо-минеральных производных, прочно связанных с минеральной частью почвы.

Органо-минеральные производные гуминовых и фульвокислот

Образование органо-минеральных производных придает стабильность гумусу, способствует его аккумуляции, накоплению микро- и макроэлементов, способствует агрегатообразованию.

В случае образования большого количества органо-минеральных производных фульвокислот может увеличиваться подвижность минеральных компонентов и, следовательно, потери их за счет выноса с током вод.

При техногенном загрязнении почв образование органо-минеральных производных играет исключительно важную роль, так как этот процесс способствует связыванию токсинов и загрязнителей.

Влияние природных условий на характер и скорость гумусообразования

Характер и скорость гумус образования 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 активность.

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. 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.

Значительное влияние на гумусообразование оказывают гранулометрический состав и физико-химические свойства почвы. Песчаные и супесчаные почвы имеют хорошую аэрацию, быстро прогреваются. В этих почвах органические остатки интенсивно разлагаются, образовавшиеся гумусовые вещества плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц и быстро минерализуются.

Гумусонакопление зависит не только от количества образовавшегося гумуса, но и от условий его закрепления в почве. Большую роль в этом играет кальций, так как для почв, насыщенных кальцием, характерна нейтральная реакция среды, благоприятная для развития бактерий. В этих почвах образуется много нерастворимых гуматов кальция. Наряду в этим Закреплению гумуса способствует наличие в почвах глинистых минералов.

Роль гумусовых веществ в жизни растений, почвообразовании и плодородии почв

С гумусовыми веществами почв тесно связана жизнь растений. Органические вещества почвы частично обеспечивают потребности растений в углекислом газе, который необходим для фотосинтеза.

Гумус содержит большие запасы питательных веществ

Гумус содержит биологические активные вещества, которые стимулируют физиологические и биохимические процессы в растениях. В гумусе содержатся и сохраняются на продолжительный срок основные элементы минерального питания и микроэлементы. В процессе минерализации гумуса они переходят в доступную для растений форму.

Огромное значение имеет гумус как фактор поглотительной способности почвы. Чем больше в почве гумусовых веществ, тем выше ее емкость поглощения. В такой почве хорошо закрепляются катионы.

Гумусовые вещества почвы играют важнейшую роль в формировании почвенного профиля.