РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – МСХА ИМЕНИ К.А.Тимирязева

Кафедра ПОЧВОВЕДЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА на тему:

«Роль органического вещества в генезисе и плодородии почв»

Выполнил:

Студент II курса

Факультет ПАЭ

Группа

.

Проверил:

.

МОСКВА 2009

Содержание

Содержание 2

Введение 3

1. Органическое вещество почвы 4

4

2. Генезис почв 8

2.1. Подзолистые почвы 9

2.2. Дерново-подзолистые почвы 10

2.3. Дерновые почвы 11

2.3.1. Дерново-карбонатные почвы 11

2.3.2. Дерново-глеевые почвы 12

2.4. Серые лесные почвы 12

2.5. Черноземные почвы 13

3. Плодородие почвы 15

3.1. Виды почвенного плодородия 16

3.2. Влияние ОВП на плодородие 17

4. Заключение 21

Библиографический список 22

Введение

Плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребности растений в питательных веществах, влаге, воздухе, биотической и физико-химической среде. Плодородие почвы обеспечивает урожай сельскохозяйственных культур, а также биологическую продуктивность дикой растительности.

Органическое вещество и повышение плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения является естественным условием интенсификации земледелия, способствует росту урожайности, увеличивает ценность земли, имеет важное природоохранное значение.

Сохранение плодородия почвы и его рациональное использование при хозяйственной деятельности имеет огромное значение и требует комплексного решения. В этой работе будут рассмотрены аспекты влияния органического вещества на плодородие и генезис почв.

1. Органическое вещество почвы

Органическое вещество почвы (ОВП) - сложная многокомпо­нентная динамическая подсистема почвенной экосистемы, состоя­щая из биохимических соединений живой и неживой природы неза­висимо от их происхождения (природного или синтетического), накапливающихся на поверхности почвы либо в ее толще (рис. 1). Живая биомасса включает в себя, главным образом, популяции бак­терий, грибов, водорослей, простейших актиномицетов и, вероятно, нематод. Мертвое органическое вещество - это компоненты, утра­тившие связь с живыми и отмершими клетками, и собственно гуму­совые вещества, или гумус. Д. С. Орлов отмечает, что теоретически под термином «органическое вещество почв» понимаются только такие компоненты, которые ут­ратили связь с живыми или отмершими клетками. Почвоведы пока не располагают методическими приемами, позволяющими отделить

органическое вещество живых или отмерших клеток (в том числе бактериальных) от свободного органического вещества, утратившего связь с клеточным материалом. Другими словами, в понятие «орга­ническое вещество почв» входит не только гумус, но и различные неспецифические соединения, в том числе находящиеся в составе тканей различных организмов, отделить которые полностью от гу­миновых веществ пока невозможно. Таким образом, ОВП включает в себя иерархию компонентов различной степени сложности. Выс­шее место в этой соподчиненности занимают типы органических ве­ществ, разнообразие и состав которых зависят от типов органиче­ских поступлений в почву и процессов их трансформации.

Органическое вещество - одна из составных частей почвы, от­личающая ее от материнской породы. Оно играет большую роль в создании почвенного плодородия, служит источником элементов (азота, фосфора и др.) минерального питания растений, влияет на химические, физические, физико-химические и биологические свойства почвы, т.е. на весь ход почвообразования, а также представ­ляет большой интерес и решающее значение для биогеохимических циклов углерода и азота. Основным источником ОВП является угле­род, связанный в процессе фотосинтеза автотрофными организма­ми, способными синтезировать органическое вещество из минеральных соединений.

Почвенное органическое вещество, если оно не включает в себя

большое количество неразложившихся растительных остатков, со­держит в среднем 58 % углерода. В сухом веществе растений ­40-45 % С. В настоящее время измерение содержания органическо­го углерода - единственный удовлетворительный метод опреде­ления органического вещества, поэтому результаты исследований обычно представляют в виде содержания в почвах углерода, а не ор­ганического вещества.

Растения в процессе фотосинтеза связывают СО₂ атмосферы с почвенной водой с образованием углеводов, которые представляют со­бой органические молекулы, содержащие углерод, водород и кислород в элементарном соотношении СН₂О (молекула формальдегида симво­лизирует здесь простейшее органическое соединение). При этом в ат­мосферу выделяется свободный О₂:

CO₂ + H₂O → O₂ + (CH₂O).

Годовой результат фотосинтеза (NPP - чистая (нетто) первич­ная продукция) на планете составляет 120 Гт углерода, из которого больше половины приходится на первичную продукцию (весь углерод, ассимилированный растением) континентов. В биосфере продуцируется до 162· 10⁹ т/год органического ве­щества. Две трети его производят растения.

Р. Тейт выделяет три типа органических веществ в почве:

1) усваиваемые органические компоненты (например, аминокисло­ты, сахара),

2) устойчивые к биоразложению вещества (гуминовые вещества и др.),

3)живые компоненты (например, клетки микроор­ганизмов). Органическое вещество почв по степени устойчивости к биоразложению разделяется на две фракции (категории):

1) пул (за­пас) легко (быстро) разлагаемых веществ, или активную (лабиль­ную) категорию, в которую входят наименее устойчивые к минера­лизации органические соединения (почвенный биоценоз, мелкодисперсные растительные, животные и микробные остатки разной степени разложенности, более половины вновь образован­ных гуминовых веществ), которые быстро вовлекаются в биологиче­ские процессы и в результате их разложения может происходить эмиссия СО₂ из почвы в атмосферу. Лабильная фракция органиче­ского вещества является основным источником элементов (азота, фосфора и др.) минерального питания растений;

2) пул веществ, сравнительно устойчивых к биодеградации, или пассивная (консер­вативная) фракция, представителями которой являются гуминовые вещества (гуминовые и фульвокислоты, гумин), составляющие око­ло 70 % всего запаса органического углерода в почве и образующие стабильный резервуар почвенного углерода, связанного со стоком углерода из атмосферы в почву, который длительное время (сотни и первые тысячи лет) сохраняется в малоподвижном состоянии и не участвует в биогеохимическом круговороте. Пассивная фракция ор­ганического вещества оказывает большое влияние на формирование почвенных агрегатов (структурообразование), емкость катионного обмена, водоудерживающую способность почв.

Соотношение групп органических соединений различной устой­чивости зависит, в первую очередь, от уровня биологической актив­ности почв, а также от гранулометрического и минералогического состава, реакции среды, окислительно-восстановительных условий и карбонатности почв. Содержание консервативных соединений больше в почвах с пониженной биологической активностью, а в поч­вах с высокой биологической активностью доминируют лабильные и легко разлагаемые соединения. Устойчивость органического мате­риала в целом нарастает от свежих растительных остатков через под­стилку к гумусу. Среди компонентов почвенного гумуса наименее устойчивыми являются фульвокислоты, затем идут гуминовые кислоты и гумин.

Основным источником поступления органического вещества в развитые почвы являются высшие растения в виде наземного и кор­невого опада. В лесных биогеоценозах доминирует поверхностное поступление веществ (подстилки), в луговых экосистемах - внутрипочвенное (подземное) поступление растительных остатков (корни). В травяных экосистемах подземная мортмасса составляет 30-70 % всего подземного вещества, а содержание живых корней колеблется от 20 до 50 %. Количественное и качествен­ное поступление органических остатков изменяется в зависимости от состава растительных ассоциаций, климата, рельефа и почвенных условий.

Основную часть поступающего в почву органического вещества составляют целлюлоза, гемицеллюлоза (30-45 %) и лигнин (15-30 %), в меньшем количестве поступают моно- и дисахариды, липиды, фенолы, воски, смолы, аминокислоты, белки и другие со­единения. Большая часть годичного опада подвергается минерализа­ции, в гумификации участвует 6-10 %, гидрохимическим стоком вы­носится 1-2 %. Из процессов поступления органических остатков, их трансформации, минерализации и гумификации складываются такие почвенные про­цессы, как подстилко-, торфо- и гумусообразование [Ершов Ю. И., 2004].