Составные части гумуса почв

Состав почвенного гумуса

Гумус представляет собой сложный динамический комплекс относительно устойчивых, обычно темно окрашенных органических соединений, равномерно пропитывающих почву и находящихся в очень тесной связи с её минеральной частью. Гумус в значительной степени устойчив против разложения и поэтому способен накапливаться в почве.

В составе почвенного гумуса различают две группы соединений:

1. Негумифицированные органические вещества индивидуальной природы. Представлены разнообразными соединениями, входящими в состав растительных остатков, и промежуточными продуктами их разложения: белками, аминокислотами, восками, смолами и т.д. Эта группа веществ в почвенном гумусе составляет обычно не более 10-15%, за исключением торфяных горизонтов -80%- всей органической массы.

2. Специфические органические вещества, так называемые гумусовые. Эти вещества представляют собой компоненты многих высокомолекулярных азотсодержащих кислот. Гумусовые вещества подразделяются на: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.

Гуминовые кислоты представляют собой высокомолекулярные орга­нические кислоты, которые содержат около 52-62% углерода, 31-39% кислорода, 2,5-2,8% водорода и 2,6-5,1% азота. Кроме того, в весьма малых количествах в них входят P, S, Fe, Si, Al и др. элементы (1-10%), но это не постоянные компоненты молекул гуминовых кислот, а присоединяющиеся в процессе химических реакций. Они не растворимы в воде и спирте, растворяются только в щелочных растворах. Молекула гуминовой кислоты содержит карбоксильные и фенолгидроксильные группы. Эти группы имеют большое значение в почвообразовании: они обусловливают поглотительную способность почв, по отношению к катионам, а также взаимодействие гуминовых кислот с дру­гими компонентами гумуса, минеральными веществами и удобрениями.

При взаимодействии с катионами щелочных и щелочноземельных металлов гуминовые кислоты образуют соли – гуматы. Гуматы щелочных ме­таллов Na, K, а также гуматы NH4 хорошо растворимы в воде и легко вымываются из почвы. Гуматы щелочноземельных металлов, главным образом Ca, нерастворимы в воде и хорошо закрепляются в почве.

Фульвокислоты– представляют собой высокомолекулярные оксикарбоновые азотсодержащие органические кислоты. В отличие от гуминовых кислот содержат несколько меньше углерода, но больше кислорода и водорода. В их состав входит 44-50% C, 42-48% O₂, 4,5-6,0% H и 2,5-5,5% N. В слабых растворах эти вещества имеют светло-желтый цвет, в концентрированных – оранжево-желтый, из-за чего получили название (fulvus – желтый).

Фульвокислотыобладают сильнокислой реакцией и хорошо растворимы в воде, поэтому эти кислоты энергично разрушают минеральную часть почвы, играя существенную роль в развитии подзолообразовательного процесса. При взаимодействии с катионами щелочных и щелочноземельных металлов образуют соли растворимые в воде при любой реакции раствора и способные вымываться нисходящими токами воды.

Гумины – являются наименее доступной для выделения и исследова­ния группой гумусовых веществ. Они представляют собой самую инертную часть почвенного гумуса. Исследования показали, что гумины не являются особой группой гумусовых веществ, а состоят из гуминовых кислот и фульвокислот. Эти кислоты в гуминах находятся в сложных и прочных связях между собой и образуют различные комплексы с минеральной частью почв, особенно с частицами глинистых минералов.

Важным показателем характеристики плодородия почв является отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот. Это отношение характеризует тип гумуса почвы. В связи с этим выделяют следующие типы:

1) Фульватный 2 (1,5).

4.Так как гумусовые кислоты – высокомолекулярные органические соединения, имеющие отрицательный заряд и свободные или легкозамещаемые связи, поэтому при взаимодействии с катионами почвенного раствора происходит замена и насыщение гумусовых кислот катионами Ca, Mg и Fe, что способствует снижению их растворимости. При взаимодействии с одновалентными катионами Na и K усиливается подвижность гумусовых кислот и происходит взаимодействие гумусовых кислот с глинистыми минералами особенно с монтмориллонитом и группы гидрослюд, вследствие чего формируются органоминеральные нерастворимые гумины.

Первоначально содержание гумуса в почве выражается в % от массы почвы, а запасы выражают в т/га.

Размеры накопления гумуса в почве определяются следующими причинами:

1. количеством и качеством поступающих растительных остатков;

2. климатическими условиями. Для накопления гумуса необходимо попеременное разложение органического вещества в аэробных и анаэробных условиях. В аэробных идет образование гумусовых веществ, а в анаэробных гумусовые вещества соединяются с минеральной частью почвы и образуются устойчивые органоминеральные соединения.

5.Чем выше содержание гумуса, тем плодороднее почва. Гумусовые вещества являются источником питательных элементов. Гумусовые вещества содержат в себе все элементы периодической системы Менделеева. В результате деятельности микроорганизмов гумусовые вещества разлагаются и превращаются в минеральную часть или питательные вещества. Гумусовые вещества, благодаря наличию функциональных групп, обладают высокой поглотительной способностью. Гумусовые кислоты обладают клеящей способностью и вместе с катионами Ca участвуют в образовании водопрочных агрегатов. Гумусовые вещества создают благоприятный водный и воздушный режимы. Органические вещества важнейший фактор, обусловливающий образование структуры почвы. При разложении их выделяются различные кислоты, усиливающие химическое выветривание минеральной части почвы с образованием легкоподвижных соединений зольной пищи растений.

Органическое вещество почвы служит питательным материалом для большинства почвенных микроорганизмов. Чем больше в почве гумуса, тем богаче она микроорганизмами, тем энергичнее протекают в ней биологические и биохимические процессы, играющие большую роль в накоплении питательных веществ для растений.

Таким образом, значение органических соединений в почвообразовании огромно и многообразно, и от количества гумуса в значительной степени зависит производительная способность почвы.

Накопление органических веществ в почве осуществляется правильной обра­боткой почвы, соблюдение севооборотов, введение в севооборот многолетних трав, внесение органических удобрений, применение сидератов, внесение минеральных удобрений.

Лекция № 6 (2 часа)

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Что входит в состав гумуса?

Гумус почвы — это многокомпонентный комплекс, который состоит из различных органических веществ, полученных в результате разложения и переработки органических частиц. Состав гумуса не является постоянным — он находится в состоянии постоянных трансформаций.

Количество гумуса в почве напрямую зависит от происхождения грунтовой породы и от особенностей почвообразующих процессов.

Гумус не является основой почвы — содержание гумуса в грунте может составлять от 1% до 15%, при этом наиболее значительная его часть находится в верхних горизонтах, и постепенно, по мере углубления на более низкие горизонты, количество гумуса снижается.

Плодородные качества почвы напрямую связаны с количеством гумуса, который в ней содержится. Чем этот процент выше, тем выше и плодородность. Содержащий большое количества гумуса грунт обладает большей ценностью. Наиболее высокое содержание гумуса в почве наблюдается среди черноземов.

Какой состав у гумуса почвы?

1). Основная часть гумусовой массы (от 85% до 90%) приходится на непосредственно гумусовые вещества.

2). Остаток (10-15%) является сборником самых разнообразных органических веществ, которые можно назвать негумифицированными (ферменты, белковые соединения, аминокислоты, моно- олиго- и полисахариды, жиры, фосфолипиды, разновидности воска, органические кислоты, таннины, полифенолы, галловая кислота, смолы, альдегиды, спирты и др.

Какой состав имеют гумусовые вещества?

Гумусовые вещества состоят из трех основных компонентов:

1). Гуминовые кислоты.

Это ряд органических кислот, высокомолекулярных, содержащих азот, с циклическим строением. Гуминовые кислоты не растворяются в воде, в минеральных кислотах, однако могут растворяться в щелочах низкой концентрации и определенных органических растворителях.

В процентном содержании гуминовые кислоты представляют из себя комплекс из четырех основных элементов:

• углерод — 50-62%
• кислород — 31-40%
• водород — 3-7%
• азот — 2-6%

Соотношение компонентов гуминовых кислот зависит от разновидности почвы, условий, в которых протекает гумификация, и состава органических остатков, подлежащих разложению.

Например, подзолистые почвы имеют в составе своих гуминовых кислот много водорода и меньшее количество углерода, по сравнению с черноземами.

Некоторый процент (1-10%) в составе гуминовых кислот может принадлежать зольным элементам, которые могут прикрепляться в качестве временных молекулярных компонентов.

Гуминовые кислоты достаточно свободно подлежат разделению на фракции. Форма содержания гуминовых кислот в почве — гели.

Вступая в химические реакции с минеральными почвенными компонентами, гуминовые кислоты могут образовывать соли, которые называются гуматами.

2). Фульвокислоты.

Фульвокислоты являются высокомолекулярными органическими кислотами, в состав которых входит азот. Растворяются в водной среде, растворах щелочей, кислотах, в аммиачном растворе (водном) и различных органических растворителях.

Примерный состав фульвокислот следующий:

Фульвокислоты имеют кислую реакцию, что в сочетании с высокой степенью растворимости в воде приводит к разрушению минеральных компонентов почвы.

Соли фульвокислот (фульваты) тоже хорошо растворяются.

3). Гумины.

Гуминами принято называть ту составную часть гумуса, что нельзя извлечь из лишенного кальция грунта с помощью щелочей.

Преимущественно гумины состоят из таких же групп фульвокислот и гуминовых кислот, как и те, которые можно извлечь с применением щелочи из гумуса.

Гумины прочно связаны с минеральными компонентами почвы.

К категории гуминов относятся карбонизированные инертные углистые элементы и органические частицы, не до конца гумифицированные.

Гумины составляют от 15 до 48 процентов от количества гумуса, в зависимости от типа почвы.

Источник

Что такое гумус, определение понятия

Гумус в переводе с латыни означает земля. Этим словом обозначают группу химических соединений, образующихся в результате распада органических остатков. Состав гумуса варьируется в зависимости от географической зоны.

Что это такое

Гумус — это ряд азотных соединений, которые синтезируются из продуктов распада тканей животных и растений под воздействием ферментов. Источниками органических остатков выступают продукты жизнедеятельности животных, отмирающие микроорганизмы, травы, мхи, листва.

Гумус — наиболее плодородный слой. В народе он носит название перегной. Гумусные соединения — основной источник питания для растений. Вещества трансформируются в формы, доступные для поглощения корнями. Количество и качество гумуса почвы определяет степень ее плодородия.

Как образуется

Главным источником органики становятся отмершие растения. Обитающие в почве беспозвоночные (черви, жуки) растирают и измельчают их. После обработки в ЖКТ органические соединения обогащаются ферментами, благодаря чему в земле их быстро заселяют микроорганизмы. Отдельные группы животных способствуют разложению органики: мокрицы, гусеницы, улитки.

Если отсутствуют беспозвоночные, разложение растительных остатков замедляется. Черви, жуки, многоножки изменяют кислотность почвы, выделяют активные соединения, благодаря которым образуется гумус.

Большое значение для формирования плодородного слоя имеет аэрация почвы.

Мелкие животные, обитающие в земле, образуют систему ходов. Она обеспечивает проникновение кислорода в глубинные слои, ускоряет процесс разложения органики.

Состав

Гумус включает в себя различные органические и неорганические соединения. Их соотношение варьируется в зависимости от географического положения почв и климата. В состав гумуса обязательно входят:

• Гуминовые кислоты — вещества, которые не растворяются в воде. Это высокомолекулярные соединения с содержанием азота, для растворения которых требуются щелочи. Вещества имеют темную окраску.
• Гуматы — соли, образуемые при взаимодействии гуминовых кислот с металлами. Вещества содержат углерод, кислород, водород и азот.
• Фульвокислоты — группа гумусных кислот. Это высокомолекулярные органические соединения с содержанием азота, имеющие светлую окраску.

Содержание кислот и солей в различных видах почвы неодинаково.

Если преобладают гуминовые вещества, верхний слой земли имеет темный оттенок. При большом объем фульвокислот гумус имеет желтоватый оттенок.

Изменения в составе плодородного слоя зависят от климата и типа лесов, характерного для региона. Данные о соотношении органических веществ в гумусе есть в таблице.

Классификация почв

Гумусный слой в различных регионах имеет неодинаковую толщину. В зависимости от количества образующегося перегноя выделяют почвы:

• гумусные;
• среднегумусные;
• умеренногумусные;
• малогумусные.

Последний вид содержит до 1% субстрата. В гумусных до 5% перегноя. Наибольшее количество гумуса содержат почвы с черноземом — до 15%: степные и лесостепные территории.

Как используют

Перегной, содержащий питательные вещества, используют в садоводстве, сельском хозяйстве. Субстрат искусственно добавляют в землю для улучшения ее структуры и состава.

Для увеличения плодородия верхнего слоя есть несколько способов:

• закладка компоста в почву;
• создание условий для размножения микроорганизмов, дождевых червей;
• чередование культур.

Получить компост на приусадебном участке не составляет труда. Для этого выкапывают яму и складывают в нее сорняки, пищевые отходы, листву. Сверху органические остатки присыпают землей. Зимой они перегнивают, весной образуется компост, готовый для применения.

Чтобы повысить плодородие почвы, достаточно регулярно выкладывать перегной на грядки. Данная мера не требует дополнительного использования удобрений.

Гумус — залог успешной сельскохозяйственной деятельности, высоких урожаев. Этот слой почвы нуждается в постоянном пополнении и обновлении. В природе это происходит естественным путем, а на полях требует усилий со стороны человека.

Источник