Гумус, его образования, состав и свойства.
10. Гумус, его образования, состав и свойства.
Надпочвенный опад и внутрипочвенный опад.
Опад состоит из различных органических соединений: 1. Углеводы (в составе углеводов преобладает целлюлоза и гемицеллюлоза); 2. белковые вещества; 3. лигнин; 4. липиды; 5. Дубильные вещества.
C6H10O5 целлюлоза
C20H30 Смолы
В белковых появляется N2.
Подвергаются воздействию микроорганизмов и с этим опадом происходят сложные биохимические превращения. В горизонтах Ao, Aov, A1 3 процесса:
1. Тление - в результате этого процесса органические вещества с опадом превращаются в полностью окисленные вещества (H2 CO3, H2O), соли(Ca2 SO4, K2CO3 ) и окислы (Al2O3, Mn2O3 ).
Рекомендуемые материалы
2. Гниение – процесс анаэробный в результате гниения образуются вещества:
CH4 , H2S, H2, NH3, PH3.
3. Брожение – образование сложных органических соединений (спирты, альдегиды, органические кислоты).
Минерализация вызывается микроорганизмами.
C, H, O CO2, H2O
Минерализация
Углеводы переходят в моносахариды (происходит в результате гидролиза), затем брожение (спирты) → подвергаются дальнейшему брожению → уксусная кислота → распадается до углекислоты → CO2↑ и H2O.
Белковые соединения переходят в пептоны, затем в пептиды, затем в аминокислоты, далее в фенольные соединения → распад до H2O и CO2
В процессе минерализации из недоступной в доступную переходят K,P, S, N.
Наряду с минерализацией в подстилочных горизонтах ( Ao, Aov, Ad, A1) происходит сложный геохимический процесс – гумификация (образуется гумус).
Растительные остатки. I стадия moor
Углеводы белковые лигнины
вещества
фенольные амино- фенольные II стадия moder
соединения кислоты соединения
 | |||
 | |||
конденсация III стадия mull
полимеризация
I стадия – растительные остатки еще сохраняют свое анатомическое строение, наиболее прочные растительные ткани сохраняются, но такие как паренхима – разлагаются. В результате разложения образуются аминокислоты и фенольные соединения. Происходит в подстилочных горизонтах: Ao, Aov - верхняя часть. Растительные остатки приобретают бурый цвет.
II стадия moder. Фенольные соединения и аминокислоты подвергаются конденсации, т. е. они объединяются. На этой стадии растительные остатки полностью утрачивают свое анатомическое строение. Конденсация в средней части (Ao’’) – слои ферментации. Преобладает черная окраска.
III стадия mull – гумусовая. Осуществляется в слое гумификации Ao’’’ . образование гумуса.
Органическое вещество почвы(100%) – сумма 2-х слагаемых.
1.Органические вещества индивидуального природы (протеины, углеводороды, аминокислоты, сахара, органические кислоты, полифенольные соединения)- 10-15%.
2. Группа специфических органических веществ почвы (гумус) – 90-85%.
Гумус- это система органоминеральных азотсодержащих соединений циклического строения и кислотной природы.
В составе гумуса органоминеральные и азотсодержащие соединения: C, O, H, + N+ S , Fe, Zn, P и т. д.
Циклического строения.
Кислотной природы – способность гумуса вести, как кислоты. Гумус может реагировать с металлами, входящими в состав почвы.
Гумус = Фульвокислоты + гуминовые кислоты + гумины.
Фульвоксилоты. Образуются преимущественно в составе гумуса в составе лесных почв. Фульвокислоты – это сильные кислоты – легко взаимодействуют с металлами, входящими в состав минералов твердой фазы почвы, при взаимодействии с металлами образуются соли. Фульвокислоты + Fe →фульваты.
Фульваты щелочноземельных элементов (Na, K, Ca) при взаимодействии образуются фульваты, которые растворяются в воде. Легко вымываются из почвенной толщи. При взаимодействии фульвокислот с полуторными оксидами (Te, Al, Mn) – образуются фульваты, которые растворимы лишь в кислой среде, а при снижении кислотности выпадают в осадок в горизонте B. Фульвокислоты хорошо растворимы в воде и хорошо перемещаются в почве.
Гуминовые кислоты. В почве травянистых сообществ. В отличии от фульвокислот гуминовые кислоты нерастворимы в воде. Они неподвижны, слабые кислоты – плохо взаимодействуют с металлами, входящими в состав твердой фазы почвы. При взаимодействии с металлами образуются гуматы. Гуматы Ca, Mg – нерастворимы в воде, гуматы K, Na - растворимы- наблюдается при переувлажнении почв – переходят в состояние золя.
Различие фульво- и гуминовых кислот:
1. Длина молекулы.
2. Периферические радикалы свойства кислот (активность).
3. разное количество атомов (C, N)/
Гумус является важнейшим компонентов почвы, который определяет многие свойства почв.
1. Содержание гумуса выражают в %. Колеблется от долей %- от 0.01 до 16%
В верхних слоях почвы (A1,Ad).
2. запасы гумуса в тоннах на Га. Содержание гумуса во всех слоях почвы.
1 га = 100*100 = 10000 м 2.
V = 10000 * 0.2 = 2000 м 3 .
Средний удельный вес почвы 1.5 т/ м 3
Вес почв = 2000 м 3 * 1.5 т/ м 3 = 3000 т
3000 т = 100%
150 т = 5%.
Может быть 700 т/га.
Содержание гумуса с глубиной меняется: лесные цинозы – резко убывает с глубиной, травянистые сообщества – плавно убывает с глубиной.
Гумус влияет на:
1. Наличие азота в почвах (60% азота из гумуса, которые получают растения).
2. Содержание других зольных элементов (S, P, K).
3. Емкость поглощения – прямопропорционально (Чем ↑ гумуса, тем ↑ Ёмкость поглощения).
Информация в лекции "55 «Вечный мир» с Россией 1686 г." поможет Вам.
4. Кислотность почв (РН). Лесные почвы обладают кислой реакцией по сравнению с травянистыми сообществами.
5. Структура почв: чем больше гумуса, тем лучше структура, так как гумус является “цементом”.
6. Направленность процессов почвообразования, где гуминовые кислоты – там аккумулятивный тип. Где фульвокислоты – там элювиальный.
7. Тепловые свойства почв. Чем ↑ гумуса, тем почва лучше, быстрее и глубхе прогревается.
8. Аккумулятор солнечной энергии.
9. Гумус способен связывать пестициды.
