И их химический состав

ИСТОЧНИКИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ

ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ

Лекция 8

Почвоведение

Любая почва содержит то или иное количество разнообразных органических веществ. Продуценты этих органических веществ - живые организмы, населяющие почву.

Вся совокупность органических компонентов в пределах почвенного профиля называется органическим веществом почвы. Это общее понятие объединяет все органические компоненты почвы за исключением тех, которые входят в состав живой биомассы (эдафона). Эдафон включает живые корни растений, микроорганизмы и почвенную фауну. На его долю приходится 2...15 % от общего содержания органического вещества почвы.

Аккумуляция органического вещества в верхних горизонтах почвенного профиля в количествах, в десятки и сотни раз превосходящих ело содержание в почвообразующих породах - важнейшая отличительная черта почвообразовательного процесса.

К потенциальным источникам органического вещества почвы относят все компоненты биоценоза, которые поступают на поверхность почв или в толщу почвенного профиля после завершения жизненного цикла. Это органические остатки растений, микроорганизмов и почвенных животных, а также прижизненные продукты метаболизма живых организмов. Растительные остатки поступают в почву в виде наземного и корневого опада, масштабы которого существенно варьируют в зависимости от природной зоны.

В тундрах и пустынях растительный опад редко превышает 2 т/га сухого вещества. В таежно-лесной зоне его количество заметно возрастает. Например, в подзоне южной тайги растительный опад составляет в среднем около 10 т/га, а в широколиственных лесах - 12.13 т/га. В настоящих и луговых степях ежегодно отчуждается в виде опада до 25 т/га растительного материала. В зоне сухих степей количество опада снижается до 13...15 т/га, что обусловлено дефицитом влаги и снижением продуктивности травянистой растительности. Самой высокой продуктивностью характеризуются влажные леса тропического пояса. Здесь масштабы растительного опада могут достигать 50...55 т/га.

Природные экосистемы различаются не только масштабами поступления в почву растительного опада, но и характером его локализации. В первую очередь эти отличия проявляются при сопоставлении травянистых и деревянистых формаций. Например, в лесах таежной зоны на долю корней растений приходится в среднем около 25% от надземной фитомассы. Так как это корни в основном многолетних растений, то ежегодно отмирает не более 30% корней от их общей массы. Основная масса растительного опада в лесных ценозах поступает на поверхность почвы в виде хвои, шишек, листьев, веток и т. п., формируя лесную подстилку. Гораздо меньшая часть опада, представленная отмершими корнями, локализуется на разной глубине почвенного профиля. Совершенно иная ситуация складывается в травянистых экосистемах, которые характеризуются коротким жизненным циклом растений (1...3 года), а также тем, что у них на долю надземных органов приходится всего лишь около 10...30% от общей биомассы. Поэтому в отличие от лесных ценозов в травянистых ценозах ежегодно отмирает большая часть фитомассы, причем растительные остатки преимущественно локализуются не на поверхности почвы, а на той или иной глубине почвенного профиля в виде корневого опада. Дальнейшая трансформация опада протекает в условиях тесного контакта с минеральными компонентами почвы, что имеет большое значение для процесса гумусообразования и закрепления образующихся гумусовых веществ.

Количественная оценка микроорганизмов как источника органического вещества почв довольно проблематична. Для определения содержания углерода, связанного в микробной биомассе, используют прямое микроскопирование пробы с дальнейшим пересчетом на массу или метод фумигирования. Сопоставление обоих методов иногда дает близкие результаты, иногда они отличаются в 2...3 раза. Кроме того, микрофлора - весьма динамичная компонента почвы. Микробиомасса за короткий промежуток времени может уменьшиться на 1/3, например, при дефиците влаги, или увеличиться на такую же величину при благоприятных условиях.
Ориентировочно масса сухого вещества бактерий в верхней части почвенного профиля колеблется от 0,12 до 0,75 т/га. Общая масса микроорганизмов несколько возрастает за счет грибов, актиномицетов и дрожжей. В целом благодаря высокой скорости размножения микроорганизмов и нескольким генерациям за вегетационный период отмершая микробиомасса может достигать 1/3 от количества растительного опада, поступающего в почву. При отмирании почвенных животных в почву ежегодно поступает 100...200 кг/га сухого вещества.

Таким образом, главный источник органического вещества почвы в естественных ценозах - растительные остатки в виде наземного и корневого опада. В агроценозах растительный опад также доминирует, однако абсолютные масштабы поступления в почву послеуборочных остатков существенно варьируют в зависимости от выращиваемой культуры, ее урожайности и количества отчуждаемой биомассы. Так, после уборки пшеницы в почву поступает 2,0...6,5 т/га сухого вещества, кукурузы - 1,5...6,0, гороха - 1,0...3,2, ячменя - 1,1...4,5, клевера - 2,0...9,1 т/га.

Большую роль в пахотных почвах играют органические удобрения, нормы внесения которых колеблются в весьма широких пределах. В полевых и кормовых севооборотах рекомендуемые нормы составляют 8…20 т/га, в овощных - 30...40 т/га.

Органические остатки, поступающие в почву, на 75...90 % состоят из воды. В состав сухого вещества входят разнообразные органические соединения, а также зольные элементы, преимущественно кремний, железо, алюминий, калий, кальций, магний, фосфор и сера.

В зависимости от биоценоза химический состав растительного опада существенно варьирует. Например, в почвы тундры поступает опад, обогащённый углеводами, таннинами, флавоноидами и в меньшей мере лигнином. Для опада хвойных лесов характерны низкая зольность, высокое содержание липидов и аренов, устойчивых к разложению, недостаток азотсодержащих веществ, моно- и олигосахаридов. Растительные остатки луговых степей отличаются пониженным содержанием липидов и лигнина. Они обогащены азотсодержащими белковыми соединениями, углеводами и зольными элементами.

Главная особенность химического состава органических удобрений заключается в том, что они в отличие от всех остальных веществ растительного и животного происхождения содержат в своем составе гумусовые вещества.
Таким образом, с органическими остатками в почву поступает очень сложный комплекс различных по строению, составу и свойствам соединений, которые в дальнейшем подвергаются разнообразным процессам трансформации. В органическом веществе почвы содержатся практически все соединения, входившие в состав растений, бактериальной и грибной плазмы, продуктов их последующего взаимодействия и трансформации. Среднее время существования в почвах этих соединений варьирует от суток до сотен и тысяч лет.

Дата добавления: 2014-01-07