Влияние природных условий на гумусообразование кратко
Обновлено: 03.07.2024
Первая систематизация факторов, определяющих содержание, запасы и состав гумуса в почвах, была сделана В.В. Докучаевым в монографии "Русский чернозем". При установлении границ черноземной зоны за мощность почвы принимал он мощность гумусового слоя. Сопоставление почв, имеющих разную мощность гумусового слоя, содержание и состав гумуса, позволило В. В. Докучаеву сформулировать учение о факторах почвообразования. В дальнейшем факторы и условия гумусообразования были детально рассмотрены в работах П.А. Костычева, И.В. Тюрина, М.М. Кононовой, В.В. Пономаревой, Л.Н. Александровой, Л.А. Гришиной, Г. Иенни, С. Ваксмана, Ф. Дюшофура и др.
Ведущими факторами и условиями гумусообразования является: количество, состав и характер поступления в почву источником гумуса, гидротермический режим, окислительно-восстановительные условия, биологическая активность, гранулометрический, минералогический, химический состав и физико-химические свойства почв.
Количество, состав и характер поступления источников гумуса. Количество ежегодного опада в различных природных зонах колеблется от нескольких центнеров на га в тундрах и пустынях до 10-15 т/га в луговых степях лесостепной зоны и до 25 и более т/га сухого вещества во влажных тропических лесах. В агроценозах количество послеуборочных остатков составляет 1-2 т/га под пропашными культурами, 2-3 т/га — под зерновыми, 5-8 т/га под многолетними травами. Чем больше поступает источников гумуса, тем больше образуется гумуса в почвах, при прочих равных условиях.
Ведущими показателями состава источников гумуса, с точки зрения влияния на гумусообразование, является содержание в них оснований, азота (отношение С: N) и легкоразлагаемых веществ. Накоплению гумуса способствуют повышенное содержание оснований и азота и легкоразлагаемых органических веществ (белков и других азотсодержащих компонентов). Повышенное содержание лигнина и целлюлозы снижает интенсивность гумификации.
Поступление источников гумуса непосредственно в почву, в отличие от поверхностного, улучшает условия взаимодействия продуктов гумификации с твердой фазой почв и снижает интенсивность их минерализации.
Гидротермические условия. Условия температуры и влажности определяют интенсивность и направленность биологических, биохимических процессов и скорость химических взаимодействий. Гумификацию сдерживают как избыточная влажность, так и недостаточная.
Органические остатки в почве под влиянием различных факторов частично разрушаются с образованием простых минеральных соединений (CO2, H2O, NH3 и др.) - минерализация, а частично превращаются в более устойчивые соединения - почвенный перегной, или гумус (гумификация). Превращение органических остатков совершается в результате химических изменений, происходящих под влиянием Н2О и воздуха (окислительные процессы), и деятельности животных и микроорганизмов.
Особенно значительна в процессе превращения органических остатков роль микроорганизмов. Их число измеряется десятками и сотнями миллионов в 1г почвы (бактерии - аэробные и анаэробные, грибы, актиномицеты и пр.). Если в почве имеется избыток влаги и нет доступа воздуха, в разложении органического вещества принимают участие анаэробные микроорганизмы, вследствие чего часть остатков не успевает разложиться и накапливается в виде торфа. При аэробном процессе разложения происходит почти полная минерализация органических остатков (минерализация).
При разложении микроорганизмами белковых веществ, попадающих в почву, образуется аммиак - процесс аммонификации, а из него образуются соли аммония, которые используются для питания как высшими растениями, так и микроорганизмами.
Часть аммиака под влиянием особых бактерий окисляется и переходит в соединения азотной кислоты. Этот процесс называется - нитрификацией. Кислая среда и накопление витаминов подавляют процессы нитрификации в лесных подзолистых почвах. Поэтому древесная растительность усваивает азот, главным образом, в форме аммонийных солей. Кроме того, в снабжении древесных растений азотом большую роль играет микориза.
В анаэробных условиях идет процесс, обратный нитрификации, денитрификация. При этом соли азотной кислоты восстанавливаются до свободного азота, который улетучивается в воздухе.
В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования (разложение и гумификация органических остатков) неодинаковы и зависят от ряда взаимосвязанных факторов почвообразования. Главнейшими из них являются водно-воздушный и тепловой режим почв, состав и характер поступления растительных остатков, видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, гранулометрический состав и физико-химические свойства почв.
В зависимости от водно-воздушного режима гумусообразование протекает в аэробных или анаэробных условиях.
В аэробных условиях при достаточном количестве влаги (60 - 80% ПВ), а также при благоприятной температуре (25-30 0 С) органические остатки разлагаются интенсивно. В этих же условиях энергично идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ. В почве накапливается мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений. При постоянном и резком недостатке влаги в почве накапливается мало растительных остатков, процессы разложения и гумификации замедляется и гумуса также накапливается мало.
При постоянном избытке влаги, а также при низких температурах процессы гумусообразования замедляются. При избыточном увлажнении органические остатки разлагаются анаэробными бактериями, в составе промежуточных продуктов разложения образуются восстановленные газообразные продукты (СН4, Н2), угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Процессы разложения постепенно затухает, гумификация идет слабо и органические остатки превращаются в торф.
На гумусообразование большое влияние оказывают также видовой состав почвенных микроорганизмов и интенсивность их жизнедеятельности (от подзолов к черноземам их численность увеличивается, жизнедеятельность возрастает). Не менее значительно влияние на гумусообразование гранулометрического состава и физико-химических свойств почв. В песчаных и супесчаных почвах создается хорошая аэрация, они быстро прогреваются. В этих почвах разложение органических остатков ускоряется, значительная часть их минерализуется полностью, а образовавшиеся гумусовые вещества плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц и быстро минерализуются. В глинистых и суглинистых почвах процесс разложения органических веществ при прочих равных условиях замедляется, гумусовых веществ образуется больше, они хорошо закрепляются на поверхности высокодисперсных минеральных частиц и постепенно накапливаются в почве.
Химический и минералогический состав почвы определяет количество питательных веществ, необходимых для микроорганизмов, реакцию среды (рН), в которой идёт процесс образования гумуса. Особенно большую роль в закреплении гумусовых веществ играет Са ++ , т.к. почвы, насыщенные им, имеют нейтральную среду, которая благоприятна для развития микроорганизмов. Усиливают закрепление гумуса в почве глинистые минералы типа монтмориллонита и вермикулита.
Превращение органических остатков в почве
Органические остатки в почве под влиянием различных факторов частично разрушаются с образованием простых минеральных соединений (CO2, H2O, NH3 и др.) - минерализация, а частично превращаются в более устойчивые соединения - почвенный перегной, или гумус (гумификация). Превращение органических остатков совершается в результате химических изменений, происходящих под влиянием Н2О и воздуха (окислительные процессы), и деятельности животных и микроорганизмов.
Особенно значительна в процессе превращения органических остатков роль микроорганизмов. Их число измеряется десятками и сотнями миллионов в 1г почвы (бактерии - аэробные и анаэробные, грибы, актиномицеты и пр.). Если в почве имеется избыток влаги и нет доступа воздуха, в разложении органического вещества принимают участие анаэробные микроорганизмы, вследствие чего часть остатков не успевает разложиться и накапливается в виде торфа. При аэробном процессе разложения происходит почти полная минерализация органических остатков (минерализация).
При разложении микроорганизмами белковых веществ, попадающих в почву, образуется аммиак - процесс аммонификации, а из него образуются соли аммония, которые используются для питания как высшими растениями, так и микроорганизмами.
Часть аммиака под влиянием особых бактерий окисляется и переходит в соединения азотной кислоты. Этот процесс называется - нитрификацией. Кислая среда и накопление витаминов подавляют процессы нитрификации в лесных подзолистых почвах. Поэтому древесная растительность усваивает азот, главным образом, в форме аммонийных солей. Кроме того, в снабжении древесных растений азотом большую роль играет микориза.
В анаэробных условиях идет процесс, обратный нитрификации, денитрификация. При этом соли азотной кислоты восстанавливаются до свободного азота, который улетучивается в воздухе.
В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования (разложение и гумификация органических остатков) неодинаковы и зависят от ряда взаимосвязанных факторов почвообразования. Главнейшими из них являются водно-воздушный и тепловой режим почв, состав и характер поступления растительных остатков, видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, гранулометрический состав и физико-химические свойства почв.
В зависимости от водно-воздушного режима гумусообразование протекает в аэробных или анаэробных условиях.
В аэробных условиях при достаточном количестве влаги (60 - 80% ПВ), а также при благоприятной температуре (25-30 0 С) органические остатки разлагаются интенсивно. В этих же условиях энергично идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ. В почве накапливается мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений. При постоянном и резком недостатке влаги в почве накапливается мало растительных остатков, процессы разложения и гумификации замедляется и гумуса также накапливается мало.
При постоянном избытке влаги, а также при низких температурах процессы гумусообразования замедляются. При избыточном увлажнении органические остатки разлагаются анаэробными бактериями, в составе промежуточных продуктов разложения образуются восстановленные газообразные продукты (СН4, Н2), угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Процессы разложения постепенно затухает, гумификация идет слабо и органические остатки превращаются в торф.
На гумусообразование большое влияние оказывают также видовой состав почвенных микроорганизмов и интенсивность их жизнедеятельности (от подзолов к черноземам их численность увеличивается, жизнедеятельность возрастает). Не менее значительно влияние на гумусообразование гранулометрического состава и физико-химических свойств почв. В песчаных и супесчаных почвах создается хорошая аэрация, они быстро прогреваются. В этих почвах разложение органических остатков ускоряется, значительная часть их минерализуется полностью, а образовавшиеся гумусовые вещества плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц и быстро минерализуются. В глинистых и суглинистых почвах процесс разложения органических веществ при прочих равных условиях замедляется, гумусовых веществ образуется больше, они хорошо закрепляются на поверхности высокодисперсных минеральных частиц и постепенно накапливаются в почве.
Химический и минералогический состав почвы определяет количество питательных веществ, необходимых для микроорганизмов, реакцию среды (рН), в которой идёт процесс образования гумуса. Особенно большую роль в закреплении гумусовых веществ играет Са ++ , т.к. почвы, насыщенные им, имеют нейтральную среду, которая благоприятна для развития микроорганизмов. Усиливают закрепление гумуса в почве глинистые минералы типа монтмориллонита и вермикулита.
Характер и скорость гумусообразования неодинаковы в различных природных условиях и зависят от ряда взаимосвязанных факторов почвообразования. Важнейшими из них являются водно - воздушный и тепловой режимы почв, состав и характер поступления в почву растительных остатков, видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, механический состав и физико - химические свойства почвы.
В зависимости от водно - воздушного режима почвы гумусооб - разование протекает в аэробных и анаэробных условиях.
В аэробных условиях при достаточном количестве влаги (60 - 80 % полной влагоемкости) и благоприятной температуре (25 - 30°С) органические остатки разлагаются интенсивно. В почве накапливается мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений (почвы субтропиков). В условиях засушливого климата в почве накапливается мало растительных остатков, процессы разложения и гумификации замедляются и гумуса так же образуется мало.
В анаэробных условиях при постоянном избытке влаги и низких температурах процесс гумусообразования замедляется. Возникающие промежуточные продукты разложения: органические кислоты, метан и водород угнетают жизнедеятельность микроорганизмов. Вследствие этого гумификация идет слабо, и органические остатки превращаются в торф.
Оптимальный гидротермический и водно - воздушный режим для накопления гумуса существует в черноземной зоне. Здесь происходит постепенное разложение органических остатков, достаточно интенсивная их гумификация и прочное закрепление образующихся гумусовых веществ минеральной частью почвы.
На скорость гумусообразования влияет химический состав разлагающихся остатков, а также их количество и сроки поступления в почву.
Северные подзолистые почвы характеризуются наименьшим содержанием микроорганизмов и низкой их жизнедеятельностью. К югу насыщенность почвы микроорганизмами увеличивается, их видовой состав становится более разнообразным, жизнедеятельность резко возрастает. Наибольшее количество гумуса накапливается в почвах со средним содержанием микроорганизмов.
Процесс гумификации зависит также от механического состава и физико - химических свойств почв. Так, в хорошо аэрированных и быстро прогревающихся песчаных и супесчаных почвах разложение органических остатков идет быстро, значительная часть их минерализуется полностью, а образовавшиеся гумусовые вещества плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц и быстро минерализуются. В глинистых и суглинистых почвах, наоборот, процесс разложения органических остатков протекает медленно, гумусовых веществ образуется много, они прочно закрепляются на поверхности высокодисперсных минеральных частиц и постепенно накапливаются в почве.
Химический и минералогический состав почвы определяет количество питательных веществ, необходимых для микроорганизмов, реакцию среды, в которой идет процесс образования гумуса, и условия для закрепления гумусовых веществ в почве. В последнем большую роль играет кальций, так как почвы, насыщенные им, имеют нейтральную реакцию, которая благоприятствует развитию микроорганизмов. Гуминовые кислоты образуют с кальцием нерастворимые в воде соли - гуматы кальция.
Природные условия напрямую оказывают влияние на процесс почвообразования. Характер поступающих в почву органических остатков и температурный режим определяют пути процессов разложения. В умеренных широтах, где присутствует сезонность. Создаются условия для накопления значительного количества органического вещества в виде гумуса. С преобладанием фульвокислот (это подзолистые почвы) . С Преобладанием гуминовых кислот (серые лесные, черноземы, дерновые почвы, каштановые) . В субтропиках и тропиках на сероземах, красноземах процесс разложения органики идет до конца. Гумус образуется в незначительных количествах. Это из-за высокой биологической активности почв и отсутствия резкого сезонного изменения климата.
Гумус образуется в результате гумификации продуктов разложения органических остатков. Содержит элементы питания растений которые после разложения гумуса переходит в доступную для них форму . Естественно природно-климатические условия непосредственно оказывают решающее значение на формирование гумуса.
Читайте также: