Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
3. Органическое вещество почвы
Органическое вещество почвы – комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Органическое вещество почвы образуют растительные и животные остатки, имеющие различную степень разложения при обязательном преобладании гумусовых веществ, составляющих гумус.
Органические остатки, поступив в почву, под воздействием микроорганизмов, микро-, мезо- и макрофауны подвергаются гумификации (рис. 3). Гумификация – сложный био-физико-химический процесс превращения высокомолекулярных промежуточных продуктов разложения органических остатков в особый класс органических соединений – гумусовые кислоты. Ведущее значение в процессе гумификации имеют реакции медленного биохимического окисления.
Гумус содержит две группы соединений. Первая группа – негумусовые вещества органических остатков и промежуточных продуктов их разложения: белки, ферменты, аминокислоты, углеводы, лигнин, жиры, воски, смолы, дубильные вещества, органические кислоты, спирты, альдегиды и другие соединения. Негумусовые вещества составляют небольшую долю (не более 15 %) гумуса, но их роль в почвообразовании и в развитии растений весьма значительна.
Вторую группу соединений составляют собственно гумусовые вещества. Они составляют 85–90 % общего количества органического вещества в почве. Гумусовые вещества – это система высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений циклического строения и кислотной природы. Они, взаимодействуя с минеральной частью почвы, образуют органо-минеральные комплексы.
В состав гумусовых веществ входят две основные группы гумусовых кислот: первая группа – темноокрашенные гуминовые кислоты, вторая группа – желтоокрашенные фульвокислоты. Некоторые исследователи выделяют еще третью группу – гумины – комплекс гуминовых кислот и фульвокислот, прочно связанных с минеральной частью почвы.
Гуминовые кислоты – высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества. Они состоят из углерода (52–62 %), кислорода (31–39 %), водорода (2,8–5,8 %), азота (1,7–5,1 %) и небольшого количества зольных элементов (фосфора, серы, железа, алюминия и кремния). Гуминовые кислоты очень плохо растворяются в воде, но хорошо растворяются в едких щелочах, водных растворах аммиака, некоторых органических растворителях и других веществах. При взаимодействии различных катионов минеральной части почвы и зольных элементов с гуминовыми кислотами образуются соли, называемые гуматами.
Фульвокислоты (креновая и апокреновая) представляют собой светлоокрашенные (от соломенно-желтой до оранжевой окраски) высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества. Они по сравнению с гуминовыми кислотами содержат больше кислорода и водорода и меньше углерода. Элементарный состав фульвокислот колеблется в следующих пределах: углерод – 40–52 %, кислород 40–48 %, водород – 4–6 %, азот – 2–6 %.
Фульвокислоты хорошо растворяются в воде, в растворах кислот и щелочей, водном растворе аммиака и других веществах. Их водные растворы имеют кислую реакцию (рН 2,6–2,8), поэтому, просачиваясь вглубь, они оказывают сильное разрушающее действие на минеральную часть почвы и способствуют выносу оснований из верхних горизонтов почв.
Рис. 3. Схема возможных превращений органических веществ в процессе гумификации (по Кононовой, Александровой, Бельчиковой, 1960)
При взаимодействии фульвокислот с катионами металлов образуются различные соли, называемые фульватами.
Органические вещества очень важны для плодородия почв, а также они оказывают немалое влияние на почвообразовательный процесс. Органические вещества имеют огромное значение для формирования структуры почв, что в свою очередь влияет на водный и воздушный режимы почв.