Aké sú zložky organickej pôdy. Z čoho je pôda vyrobená? Zistite zloženie pôdy. Pôdna minerálna hmota

Z čoho je pôda vyrobená? Vyzeralo by to ako jednoduchá otázka. Všetci vieme, čo to je. Každý deň po nej chodíme, sadíme do nej rastliny, ktoré nám dávajú úrodu. Hnojíme zem, vyhrabávame ju. Niekedy môžete počuť, že krajina je neúrodná. Čo však skutočne vieme o pôde? Vo väčšine prípadov iba to, že ide o najvyššiu vrstvu zemského povrchu. A to nie je tak veľa. Poďme zistiť, z akých zložiek sa Zem skladá, čo môže byť a ako vzniká.

Zloženie pôdy

Pôda je teda úrodná a pozostáva z rôznych zložiek. Okrem pevných častíc obsahuje vodu a vzduch a dokonca aj živé organizmy. Posledné menované skutočne zohrávajú dôležitú úlohu pri jeho formovaní. Stupeň jeho plodnosti závisí aj od mikroorganizmov. Pôda sa vo všeobecnosti skladá z fáz: tuhá, kvapalná, plynná a „živá“. Analyzujme, aké komponenty ich tvoria.

Tuhé látky obsahujú rôzne minerály a chemické prvky. Obsahuje takmer celú periodickú tabuľku, ale v rôznych koncentráciách. Stupeň úrodnosti Zeme závisí od zložky tuhých častíc. Tekuté zložky sa tiež nazývajú pôdny roztok. Je to voda, v ktorej sa rozpúšťajú chemické prvky. Aj v púštnych pôdach je tekutina, ale je jej málo.

Z čoho sa teda skladá pôda okrem týchto základných zložiek? Priestor medzi pevnými časticami je vyplnený plynnými zložkami. Pôdny vzduch pozostáva z kyslíka, dusíka, oxidu uhličitého a vďaka nemu na Zemi prebiehajú rôzne procesy, napríklad dýchanie koreňov rastlín a rozpad. Živé organizmy - huby, baktérie, bezstavovce a riasy - sa aktívne zúčastňujú na procese tvorby pôdy a významne menia jej zloženie zavedením chemických prvkov.

Mechanická štruktúra pôdy

Z čoho sa pôda skladá, je teraz jasné. Je však jeho štruktúra jednotná? Nie je žiadnym tajomstvom, že pôda je iná. Môže byť piesočnatá a ílovitá alebo skalnatá. Pôda sa teda skladá z častíc rôznych veľkostí. Jeho štruktúra môže zahŕňať obrovské balvany a najmenšie zrnká piesku. Častice vstupujúce do pôdy sú zvyčajne rozdelené do niekoľkých skupín: íl, bahno, piesok, štrk. To je nevyhnutné pre poľnohospodárstvo. Je to štruktúra pôdy, ktorá určuje stupeň úsilia, ktoré je potrebné vynaložiť na jej kultiváciu. Záleží tiež na tom, ako dobre bude zem absorbovať vlhkosť. Dobrá pôda obsahuje rovnaké percento piesku a hliny. Táto krajina sa nazýva hlinitá. Ak je piesku trochu viac, pôda je drobivá a ľahko sa spracováva. Ale zároveň takáto pôda horšie zadržiava vodu a minerály. Ílovitá pôda je vlhká a lepkavá. Slabo odteká. Ale zároveň je v ňom najviac živiny.

Úloha mikroorganizmov pri tvorbe pôdy

Vlastnosti pôdy závisia od toho, z ktorých zložiek sa pôda skladá. Ale nielen to určuje jeho vlastnosti. Z mŕtvych zvyškov zvierat a rastlín sa organická hmota dostáva do pôdy. Môžu za to mikroorganizmy - saprofyty. Hrajú zásadnú úlohu v rozkladných procesoch. Vďaka svojej dynamickej aktivite sa v pôde hromadí takzvaný humus. Je to tmavohnedá látka. Humus obsahuje estery mastných kyselín, fenolové zlúčeniny a karboxylové kyseliny. V pôde sa častice tejto látky držia spolu s hlinou. Ukazuje sa jediný komplex. Humus zlepšuje kvalitu Zeme. Jeho schopnosť udržať vlhkosť a minerály je zvýšená. V bažinatej oblasti prebieha tvorba humusovej hmoty veľmi pomaly. Organické zvyšky sa postupne lisujú na rašelinu.

Proces tvorby pôdy

Pôda sa tvorí veľmi pomaly. Na úplnú obnovu jeho minerálnej časti do hĺbky približne 1 meter je potrebných najmenej 10 tisíc rokov. Pôda pozostáva z produktov neustálej práce vetra a vody. Odkiaľ teda pochádza pôda?

V prvom rade ide o častice hornín. Slúžia ako základ pôdy. Pod vplyvom klimatických faktorov sú zničené a rozdrvené a usadzujú sa na zemi. Postupne je táto minerálna časť pôdy kolonizovaná mikroorganizmami, ktoré pri spracovaní organických zvyškov v nej vytvárajú humus. Bezstavovce, neustále v nich prelamujúce priechody, ho uvoľňujú, čím prispievajú k dobrému prevzdušňovaniu.

V priebehu času sa štruktúra pôdy mení, stáva sa úrodnejšou. Rastliny tiež ovplyvňujú tento proces. V dospelosti prispievajú k zmene jeho mikroklímy. Na tvorbu pôdy vplýva aj ľudská činnosť. Kultivuje a obrába pôdu. A ak sa pôda skladá z neplodných zložiek, potom ju človek oplodňuje a zavádza minerálne aj organické hnojenie.

podľa zloženia

Vo všeobecnosti v súčasnosti neexistuje všeobecne uznávaná klasifikácia pôd. Ale napriek tomu je zvykom rozdeliť ich do niekoľkých skupín podľa mechanického zloženia. Toto rozdelenie je obzvlášť dôležité v poľnohospodárstve. Klasifikácia je teda založená na tom, ako veľmi je pôda vyrobená z hliny:

Sypké piesočnaté (menej ako 5%);

Pripojené piesočnaté (5-10%);

Hlinitopiesočnatá (11-20%);

Ľahko hlinitá (21-30%);

Stredne hlinitá (31-45%);

Ťažká hlinitá (46-60%);

Hlina (viac ako 60%).

Čo znamená pojem „úrodná“ pôda?

To, z ktorých častí pozostáva pôda, ovplyvňuje stupeň jej úrodnosti. Čím je však Zem taká? Zloženie pôdy priamo závisí od mnohých faktorov. Toto je podnebie a množstvo rastlín a prítomnosť živých organizmov, ktoré v ňom žijú. To všetko ovplyvňuje chemikáliu. Závisí to od toho, aké zložky sú obsiahnuté v pôde, a závisí od stupňa jej úrodnosti. Minerálne zložky, ako je vápnik, dusík, meď, draslík, horčík, fosfor, sa považujú za veľmi užitočné pre vysoké výťažky. Tieto látky sa dostávajú do zeme počas rozkladu organických zvyškov. Ak je pôda bohatá na minerálne zlúčeniny, je úrodná. Rastliny na ňom budú prudko kvitnúť. Táto pôda je ideálna na pestovanie zeleniny a ovocných plodín.

Pôda je komplexný komplex zložiek, ktoré sú navzájom kombinované. Zloženie pôdy zahŕňa:

• minerálne prvky.
• Organické zlúčeniny.
• pôdne roztoky.
• pôdny vzduch.
• organo-minerálne látky.
• pôdne mikroorganizmy (biotické a abiotické).

Na analýzu zloženia pôdy a určenie jej parametrov potrebujete hodnoty prírodného zloženia - v závislosti od toho sa vykoná hodnotenie obsahu určitých nečistôt.

Väčšinu anorganickej (minerálnej) časti pôdy tvorí kryštalický kremeň (kremeň). Môže tvoriť 60 až 80 percent z celkového množstva minerálnych prvkov.

Pomerne veľké množstvo anorganických zložiek zaberajú také hlinitokremičitany ako sľuda a živce. Môžu sa k tomu tiež vzťahovať ílové minerály sekundárnej povahy, napríklad montmorillonity.

Montmorilloity majú veľký význam pre hygienické vlastnosti pôdy vďaka schopnosti absorbovať katióny (vrátane ťažkých kovov), a tým chemicky dezinfikovať pôdu.

Minerálna časť zložiek pôdy tiež obsahuje také chemické prvky (hlavne vo forme oxidov), ako sú:

• hliníka
• železo
• kremík
• draslík
• sodíka
• horčík
• vápnik
• fosfor

Okrem toho existujú ďalšie komponenty. Často môžu byť vo forme sírových, fosforečných, uhoľných a chlorovodíkových solí.

Organické zložky pôdy

V humuse sú obsiahnuté väčšinou organické zložky. Ide do istej miery o komplexné organické zlúčeniny obsahujúce prvky ako:

• uhlík
• kyslík
• vodík
• fosfor

Významná časť organických zložiek pôdy je obsiahnutá v rozpustenej vlhkosti v pôde.

Pokiaľ ide o zloženie plynu v pôde, je to vzduch s približne nasledujúcim percentom:

1) dusík - 60-78%

2) kyslík - 11-21%

3) oxid uhličitý - 0,3-8%

Vzduch a voda určujú taký indikátor ako pórovitosť pôdy a môžu byť od 27 do 90% celkového objemu.

Stanovenie granulometrického zloženia pôdy

Granulometrické (mechanické) zloženie pôdy je pomerom častíc pôdy všetkých možných veľkostí bez toho, aby sa zohľadnil ich pôvod (chemický alebo mineralogický). Tieto skupiny častíc sa spoja do frakcií.

Granulometrické zloženie pôdy má rozhodujúci význam pri hodnotení úrovne úrodnosti a ďalších kľúčových ukazovateľov pôdy.

V závislosti od disperzie sú častice pôdy rozdelené do dvoch hlavných kategórií:

1) častice s priemerom viac ako 0,001 mm.

2) častice s priemerom menším ako 0,001 mm.

Prvá skupina častíc pochádza zo všetkých druhov minerálnych formácií a skalných trosiek. Druhá kategória sa vyskytuje pri zvetrávaní ílových minerálov a organických zložiek.

Faktory ovplyvňujúce tvorbu pôdy

Pri určovaní zloženia pôdy by sa mala venovať pozornosť pôdotvorným faktorom - majú významný vplyv na štruktúru a zloženie pôdy.

Je obvyklé rozlišovať nasledujúce hlavné faktory tvoriace pôdu:

• pôvod rodičovskej horniny pôdy.
• vek pôdy.
• povrchový reliéf zeme.
• klimatické podmienky tvorby pôdy.
• zloženie pôdnych mikroorganizmov.
• ľudská činnosť, ktorá ovplyvňuje pôdu.

Clarke ako jednotka merania chemického zloženia pôdy

Clark je konvenčná jednotka, ktorá určuje normálne množstvo určitého chemického prvku v ideálnej (neznečistenej) pôde. Napríklad jeden kilogram prirodzene čistej pôdy by mal obsahovať asi 3,25% vápnika - to je 1 clarke. Úroveň chemického prvku 3-4 clarkes alebo viac naznačuje, že pôda je týmto prvkom dosť silne kontaminovaná.

Kapitola 4. PÔDNA ORGANICKÁ LÁTKA A JEHO ZLOŽENIE

§1. Zdroje organickej hmoty a jej zloženie

Najdôležitejšou zložkou pôdy sú organické látky, ktoré predstavujú komplexnú kombináciu rastlinných a živočíšnych zvyškov v rôznych fázach rozkladu, a špecifickú organickú hmotu pôdy nazývanú humus.

Všetky zložky biocenózy, ktoré padajú na pôdu alebo do nej (umierajúce mikroorganizmy, machy, lišajníky, zvieratá atď.), Sú považované za potenciálny zdroj organických látok, ale hlavným zdrojom akumulácie humusu v pôde sú zelené rastliny, ktoré zostali. ročne v a na pôde.povrch má veľké množstvo organických látok. Biologická produktivita rastlín sa veľmi líši a pohybuje sa od 1 do 2 ton suchej organickej hmoty (tundra) za rok do 30 až 35 ton za rok (vlhké subtrópy).

Podstielka sa líši nielen kvantitatívne, ale aj kvalitatívne (pozri kapitolu 2). Chemické zloženie organických látok vstupujúcich do pôdy je veľmi rozmanité a do značnej miery závisí od typu odumretých rastlín. Väčšinu ich hmotnosti tvorí voda (75 - 90%). Sušina obsahuje uhľohydráty, bielkoviny, tuky, vosky, živice, lipidy, triesloviny a ďalšie zlúčeniny. Drvivá väčšina týchto zlúčenín sú látky s vysokou molekulovou hmotnosťou. Hlavnú časť rastlinných zvyškov tvorí prevažne celulóza, hemicelulóza, lignín a triesloviny, pričom najpočetnejšie z nich sú dreviny. Bielkoviny sa nachádzajú predovšetkým v baktériách a strukovinách a najmenšie množstvo v dreve.

Organické zvyšky navyše vždy obsahujú niektoré prvky popola. Väčšinu popola tvorí vápnik, horčík, kremík, draslík, sodík, fosfor, síra, železo, hliník, mangán, ktoré v humuse tvoria organominerálne komplexonáty. Obsah oxidu kremičitého (SiO 2) sa pohybuje od 10 do 70%, fosfor - od 2 do 10% hmotnosti popola. Názov prvkov popola je spojený so skutočnosťou, že pri spaľovaní rastlín zostávajú v popole a neodparujú, ako sa to stáva pri uhlíku, vodíku, kyslíku a dusíku.

Vo veľmi malom množstve v popole sú stopové prvky - bór, zinok, jód, fluór, molybdén, kobalt, nikel, meď atď. Najvyšší obsah popola je v riasach, obilninách a strukovinách, najmenej popola sa nachádza v ihličnatom dreve. Zloženie organickej hmoty možno znázorniť nasledovne (obr. 6).

§2. Transformácia organických látok v pôde

Transformácia organických zvyškov na humus je komplexný biochemický proces, ktorý prebieha v pôde za priamej účasti mikroorganizmov, zvierat, kyslíka zo vzduchu a vody. V tomto procese hlavnú a rozhodujúcu úlohu majú mikroorganizmy, ktoré sa podieľajú na všetkých fázach tvorby humusu, čo uľahčuje obrovská populácia pôd mikroflórou. Zvieratá obývajúce pôdu sa tiež aktívne podieľajú na transformácii organických zvyškov na humus. Hmyz a ich larvy, dážďovky rozdrvené a rozomleté ​​zvyšky rastlín, zmiešať ich s pôdou, prehltnúť, spracovať a nepoužitú časť vo forme exkrementov vyhodiť do pôdy.

Všetky rastlinné a živočíšne organizmy odumierajú a rozkladajú sa na jednoduchšie zlúčeniny, ktorých konečná fáza je dokončená mineralizácia organická hmota. Vytvorené anorganické látky používajú rastliny ako potravinové prvky. Rýchlosť rozkladu a mineralizácie rôznych zlúčenín nie je rovnaká. Intenzívne mineralizované rozpustné cukryškrob; proteíny, hemicelulózy a celulóza sa celkom dobre rozkladajú; rezistentné - lignín, živice, vosky. Ďalšiu časť rozkladných produktov spotrebúvajú samotné mikroorganizmy (heterotrofné) na syntézu sekundárnych bielkovín, tukov, uhľohydrátov, ktoré tvoria plazmu nových generácií mikroorganizmov, a po ich odumretí sa opäť podrobí rozkladu. proces. Proces dočasného zadržania organickej hmoty v mikrobiálnej bunke sa nazýva mikrobiálna syntéza... Niektoré z produktov rozkladu sa prevádzajú na špecifické komplexné vysokomolekulárne látky - humínové látky. Súbor komplexných biochemických a fyzikálno -chemických procesov transformácie organickej hmoty, v dôsledku ktorých vzniká špecifická organická hmota pôdy - humus, sa nazýva humifikácia. Všetky tri procesy prebiehajú v pôde súčasne a sú navzájom prepojené. Transformácia organickej hmoty nastáva za účasti enzýmov vylučovaných mikroorganizmami, koreňmi rastlín, pod vplyvom ktorých sa vykonávajú biochemické reakcie hydrolýzy, oxidácie, redukcie, fermentácie atď. a vzniká humus.

Existuje niekoľko teórií o tvorbe humusu. Prvý v roku 1952 sa zdal zahustenie teória vyvinutá M. M. Kononovou. V súlade s touto teóriou prebieha tvorba humusu ako postupný proces polykondenzácie (polymerizácie) medziproduktov rozkladu organických látok (najskôr sa tvoria fulvokyseliny a z nich sa tvoria humínové kyseliny). Koncept biochemická oxidácia vyvinutá L. N. Alexandrovou v 70. rokoch 20. storočia. Vedúcou úlohou v procese humifikácie sú podľa nej reakcie pomalej biochemickej oxidácie rozkladných produktov, v dôsledku čoho sa vytvára systém humínových kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou rôzneho zloženia. Humínové kyseliny interagujú s popolovými prvkami rastlinných zvyškov, ktoré sa uvoľňujú pri ich mineralizácii, ako aj s minerálnou časťou pôdy, pričom vytvárajú rôzne organo-minerálne deriváty humínových kyselín. V tomto prípade sa jeden systém kyselín rozdelí na niekoľko frakcií, ktoré sa líšia stupňom rozpustnosti a štruktúrou molekuly. Menej rozptýlená časť, ktorá tvorí vo vode nerozpustné soli s vápnikom a sesquioxidmi, vzniká ako skupina humínových kyselín. Dispergovanejšia frakcia, ktorá poskytuje prevažne rozpustné soli, tvorí skupinu fulvokyselín. Biologický Pojmy tvorby humusu naznačujú, že humínové látky sú produktmi syntézy rôznych mikroorganizmov. Tento uhol pohľadu vyjadril V. R. Williams, bol vyvinutý v prácach F. Yu Geltsera, S. P. Lyakha, D. G. Zvyagintseva a ďalších.

V rôznych prírodné podmienky charakter a rýchlosť tvorba humusu nie je rovnaká a závisí od vzájomne súvisiacich podmienok tvorby pôdy: voda-vzduch a tepelné režimy pôdy, jej granulometrické zloženie a fyzikálno-chemické vlastnosti, zloženie a povaha príjmu rastlinných zvyškov, druhové zloženie a intenzita životne dôležitej činnosti mikroorganizmov.

Transformácia zvyškov prebieha za aeróbnych alebo anaeróbnych podmienok v závislosti od režimu voda-vzduch. V. aeróbny V podmienkach s dostatočným množstvom vlhkosti v pôde, priaznivou teplotou a voľným prístupom O 2 sa proces rozkladu organických zvyškov intenzívne rozvíja za účasti aeróbnych mikroorganizmov. Najoptimálnejšími podmienkami sú teplota 25 - 30 ° C a vlhkosť - 60% z plnej vlhkosti pôdy. Ale za rovnakých podmienok rýchlo prebieha mineralizácia medziproduktov rozkladu a humínových látok, preto sa v pôde hromadí relatívne málo humusu, ale mnoho prvkov popola a dusíka vo výžive rastlín (v sivých pôdach a iných pôdach subtrópov) .

V anaeróbnych podmienkach (s konštantným prebytkom vlhkosti, ako aj pri nízkych teplotách, nedostatku O 2) procesy tvorby humusu prebiehajú pomaly za účasti hlavne anaeróbnych mikroorganizmov. V tomto prípade vzniká mnoho nízkomolekulárnych organických kyselín a redukovaných plynných produktov (CH4, H2S), ktoré inhibujú životne dôležitú aktivitu mikroorganizmov. Proces rozkladu postupne odumiera a organické zvyšky sa menia na rašelinu - množstvo slabo rozložených a nerozložených rastlinných zvyškov, ktoré si čiastočne zachovávajú anatomickú štruktúru. Najpriaznivejšia pre akumuláciu humusu je kombinácia aeróbnych a anaeróbnych podmienok v pôde so striedaním období sušenia a vlhkosti. Tento režim je typický pre černozem.

Na tvorbu humusu má vplyv aj druhové zloženie pôdnych mikroorganizmov a intenzita ich vitálnej činnosti. V dôsledku špecifických hydrotermálnych podmienok sa severné podzolické pôdy vyznačujú najmenší obsah mikroorganizmy s malou druhovou diverzitou a nízkou aktivitou. Dôsledkom toho je pomalý rozklad rastlinných zvyškov a hromadenie zle rozloženej rašeliny. Vo vlhkých subtrópoch a trópoch dochádza k intenzívnemu rozvoju mikrobiologickej aktivity a v súvislosti s tým k aktívnej mineralizácii zvyškov. Porovnanie zásob humusu v rôznych pôdach s rôznym počtom mikroorganizmov v nich naznačuje, že k akumulácii humusu neprispieva ani veľmi slabá, ani vysoká biogenicita pôdy. Najväčšie množstvo humusu sa hromadí v pôdach s priemerným obsahom mikroorganizmov (černozemov).

Rovnako významný vplyv má granulometrické zloženie a fyzikálno -chemické vlastnosti pôdy. V piesočnatých a piesčito-hlinitých, dobre zahriatych a prevzdušnených pôdach rozklad organických zvyškov prebieha rýchlo, značná časť z nich je mineralizovaná, humínových látok je málo a sú slabo fixované na povrchu pieskových častíc. V hline a hlinité pôdy proces rozkladu organických zvyškov za rovnakých podmienok je pomalší (kvôli nedostatku O 2), humínové látky sú fixované na povrchu minerálnych častíc a hromadia sa v pôde.

Chemické a mineralogické zloženie pôdy určuje množstvo živín potrebných pre mikroorganizmy, reakciu prostredia, v ktorom vzniká humus, a podmienky fixácie humínových látok v pôde. Pôdy nasýtené vápnikom majú neutrálnu reakciu, ktorá je priaznivá pre vývoj baktérií a fixáciu humínových kyselín vo forme humátov vápenatých nerozpustných vo vode, ktoré ho obohacujú o humus. V kyslom prostredí, keď je pôda nasýtená vodíkom a hliníkom, sa tvoria rozpustné fulvokyseliny, ktoré majú zvýšenú pohyblivosť a vedú k veľkej akumulácii humusu. Ílové minerály, ako je montmorillonit a vermikulit, tiež prispievajú k fixácii humusu v pôde.

Vzhľadom na rozdiel vo faktoroch ovplyvňujúcich tvorbu humusu nie je množstvo, kvalita a zásoby humusu v rôznych pôdach rovnaké. Horné horizonty typických černozemov teda obsahujú 10 - 14%humusu, sivý tmavý les - 4 - 9%, sodno -podzolický - 2 - 3%, gaštan tmavý, žlté pôdy - 4 - 5%, hnedé a sivohnedé polopúšť - 1 - 2%. Zásoby organických látok v prírodných zónach sú tiež rôzne. Najväčšie zásoby podľa IV Tyurina majú rôzne podtypy černozemov, rašelinísk, sivého lesa, stredne tmavého gaštanu, červených pôd, nízkych - podzolických, sodno -podzolických, typických sierozem. Orné pôdy Bieloruskej republiky obsahujú humus: ílovitý- 65 t / ha, palcov hlinitý- 52 t / ha, pal piesočnatá hlina - 47 t / ha, v piesočnaté- 35 t / ha. Pôdy Bieloruskej republiky sú v závislosti od obsahu humusu v ornej vrstve rozdelené do 6 skupín (tabuľka 3). V pôdach iných prírodných zón existujú gradácie v závislosti od obsahu humusu.

Tabuľka 3

Zoskupenie pôd Bieloruskej republiky podľa obsahu humusu

V Bieloruskej republike väčšina pôdy patrí k pôdam skupín II a III, asi 20% - k pôdam skupiny IV (obr. 7).

§3. Zloženie a klasifikácia humusu

Humus Je špecifická vysokomolekulárna organická látka obsahujúca dusík kyslej povahy. Predstavuje hlavnú časť organickej hmoty v pôde, ktorá úplne stratila svoje vlastnosti anatomická štruktúra mŕtve rastlinné a živočíšne organizmy. Pôdny humus pozostáva zo špecifických humínových látok vrátane humínových kyselín (HA), fulvokyselín (FA) a humínu (pozri obr. 6), ktoré sa líšia rozpustnosťou a extrahovateľnosťou.

Humínové kyseliny-sú to tmavo sfarbené vysokomolekulárne látky obsahujúce dusík nerozpustné vo vode, minerálnych a organických kyselinách. V zásadách sa dobre rozpúšťajú za vzniku koloidných roztokov tmavej čerešne alebo hnedočiernej farby.

Pri interakcii s kovovými katiónmi humínové kyseliny tvoria soli - humáty. Humáty jednoväzbových kovov sú ľahko rozpustné vo vode a sú vyplavované z pôdy, zatiaľ čo humáty dvojmocných a trojmocných kovov sa vo vode nerozpúšťajú a sú v pôde dobre fixované. Priemerná molekulová hmotnosť humínových kyselín je 1400. Obsahujú C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6%(hmotnostných). Hlavnými zložkami molekuly kyseliny humínovej sú jadro, bočné reťazce a periférne funkčné skupiny. Jadro humínových látok tvorí množstvo aromatických cyklických kruhov. Bočné reťazce môžu byť uhľohydrátové, aminokyselinové a ďalšie reťazce. Funkčné skupiny sú zastúpené niekoľkými karboxylovými (–COOH) a fenol-hydroxylovými skupinami, ktoré hrajú dôležitú úlohu pri tvorbe pôdy, pretože určujú procesy interakcie humínových kyselín s minerálnou časťou pôdy. Kyseliny humínové tvoria najcennejšiu časť humusu, zvyšujú absorpčnú kapacitu pôdy, prispievajú k akumulácii prvkov úrodnosti pôdy a tvorbe vode odolnej štruktúry.

Kyseliny fulvové Je skupina humínových kyselín, ktoré zostávajú v roztoku po vyzrážaní humínových kyselín. Sú to tiež vysokomolekulárne organické kyseliny obsahujúce dusík, ktoré na rozdiel od humínových kyselín obsahujú menej uhlíka, ale viac kyslíka a vodíka. Sú svetlej farby (žlté, oranžové), ľahko rozpustné vo vode. Soli (fulváty) sú tiež rozpustné vo vode a slabo fixované v pôde. Kyseliny fulvové majú silne kyslú reakciu, energicky ničia minerálnu časť pôdy, čo spôsobuje rozvoj subzogénneho procesu pôdy.

Pomer medzi humínovými kyselinami a fulvokyselinami nie je v rôznych pôdach rovnaký. V závislosti od tohto indikátora (C HA: C FK) sa rozlišujú nasledujúce typy humusu: humátny(> 1,5), humate-fulvate (1,5 – 1), naplniť-humátny (1 – 0,5), naplniť (< 0,5). Качество гумуса, плодородие почвы зависят от преобладания той или иной группы. К северу и к югу от черноземов содержание гуминовых кислот в почвах уменьшается. Относительно высокое содержание фульвокислот наблюдается в гумусе подзолистых почв и красноземов. Можно сказать, что условия, благоприятствующие накоплению гумуса в почвах, способствуют и накоплению устойчивой и наиболее агрономически ценной его части – гуминовых кислот. Соотношение С ГК: С ФК имеет наибольшее значение (1,5 – 2,5) в гумусе черноземов, снижаясь к северу и к югу от зоны этих почв. При интенсивном использовании пахотных земель без достаточного внесения органических удобрений наблюдается снижение как общего содержания гумуса (дегумификация), так и гуминовых кислот.

Humin- je to časť humínových látok, ktoré sa nerozpúšťajú v žiadnom rozpúšťadle, predstavovaná komplexom organických látok (humínové kyseliny, fulvokyseliny a ich organo-minerálne deriváty), pevne spojených s minerálnou časťou pôdy. Toto je inertná časť pôdneho humusu.

Špecifickosť a zloženie humusových komplexov slúži ako základ pre klasifikáciu typov humusu. R.E. Müller navrhol klasifikáciu lesných foriem humusu ako biologického systému interakcie organických látok, mikrobioty a vegetácie. Medzi týmito komplexmi sa rozlišujú tri druhy humusu.

Mäkký humus - mul sa tvorí v listnatých alebo zmiešaných lesoch s intenzívnou aktivitou pôdnej fauny za priaznivých hydrotermálnych podmienok a prítomnosťou dostatočného množstva zásad, predovšetkým vápnika, v podstielkach a pôdach, má slabo kyslú reakciu, rovnomerne preniká minerálnou časťou pôdy a je ľahko mineralizovaný. V mulových pôdach sa podstielka takmer nehromadí, pretože prichádzajúci odpad je mikrobiotou energicky rozkladaný. V humusovom zložení prevládajú humínové kyseliny.

Hrubý humus - mor, obsahujúci veľké množstvo polorozložených zvyškov, je charakteristický pre ihličnaté lesy, je tvorený nízkym obsahom popolových prvkov v podstielke, nedostatkom zásad a vysokým obsahom kremíka v pôde, má kyslú reakciu, je odolný voči mikroorganizmy, pomaly mineralizuje za účasti húb. V dôsledku pomalého vývoja procesov humifikácie a mineralizácie v pôdach sa vytvára silný podstielkový rašelinový horizont A 0, ktorý sa skladá z 3 vrstiev: a) vrstva slabo rozloženej organickej hmoty (L), ktorá je čerstvou podstielkou , b) polorozložená fermentačná vrstva (F), c) zvlhčená vrstva (H).

Stredná forma - moderná sa vyvíja v podmienkach pomerne rýchlej mineralizácie rastlinných zvyškov, kde hrá významnú úlohu funkčná aktivita pôdnych zvierat, drvenie zvyškov rastlín, čo výrazne uľahčuje ich následný rozklad pôdnou mikroflórou.

§4. Hodnota a rovnováha pôdneho humusu

Akumulácia humusu je výsledkom procesu tvorby pôdy, pričom samotné humínové látky majú veľký vplyv na ďalšie smerovanie procesu tvorby pôdy a vlastnosti pôdy. Funkcie humusu v pôde sú veľmi rozmanité:

1) vytvorenie špecifického pôdneho profilu (s horizontom A), tvorba pôdnej štruktúry, zlepšenie vodno-fyzikálnych vlastností pôdy, zvýšenie absorpčnej kapacity a pufračnej kapacity pôd;

2) zdroj minerálnych živín pre rastliny (N, P, K, Ca, Mg, S, stopové prvky), zdroj organickej výživy pre heterotrofné pôdne organizmy, zdroj CO2 v povrchovej vrstve atmosféry a biologicky aktívny zlúčeniny v pôde, ktoré priamo stimulujú rast a vývoj rastlín, mobilizujú živiny, ovplyvňujú biologickú aktivitu pôdy;

3) vykonáva sanitárne -ochranné funkcie - urýchľuje ničenie pesticídov, fixuje znečisťujúce látky a obmedzuje ich vstup do rastlín.

V súvislosti s rôznorodou úlohou organických látok v úrodnosti pôdy naberá na obrátkach problém humusovej rovnováhy orných pôd. Ako každá rovnováha, humusová rovnováha zahŕňa položky vstupu (vstup organických zvyškov a ich humifikácia) a spotreby (mineralizácia a ďalšie straty). V prírodných podmienkach platí, že čím je pôda staršia, tým je úrodnejšia: bilancia je kladná alebo nulová, na orných pôdach je často negatívna. V priemere orná pôda stratí asi 1 t / ha humusu za rok. Na reguláciu množstva humusu je potrebné systematicky zavádzať dostatočné množstvo organickej hmoty vo forme maštaľného hnoja (z 1 tony hnoja sa tvorí asi 50 kg humusu), rašelinového kompostu, sejby vytrvalých tráv, používania zelených hnojív. (sideráty), používa sa vápnenie kyslých pôd a sadra zásaditých.

Humusový stav pôd je dôležitým ukazovateľom plodnosti a je určený sústavou ukazovateľov, ktoré zahŕňajú úroveň obsahu a zásob organickej hmoty, jej distribúciu profilu, obohatenie dusíkom (C: N) a vápnik, stupeň humifikácie , druhy humínových kyselín a ich pomer. Niektoré z jeho parametrov sú predmetom monitorovania životného prostredia.

Organická časť pôda predstavujú živé organizmy (živá fáza alebo biofáza), nerozložené, organické zvyšky a humínové látky (obr. 1)

Organická časť pôdy

Ryža. 1. Organická časť pôdy

Živé organizmy boli diskutované vyššie. Teraz je potrebné definovať organické zvyšky.

Organické zvyšky- sú to organické látky, tkanivá rastlín a živočíchov, ktoré si čiastočne zachovávajú svoj pôvodný tvar a štruktúru. Je potrebné poznamenať, že je potrebné poznamenať odlišné chemické zloženie rôznych zvyškov.

Humínové látky sú všetky organické látky pôdy, s výnimkou živých organizmov a ich zvyškov, ktoré nestratili svoju tkanivovú štruktúru. Všeobecne sa uznáva ich rozdelenie na špecifické, vlastné humínové látky a nešpecifické organické látky individuálnej povahy.

Nešpecifické humínové látky obsahujú látky individuálnej povahy:

a) dusíkaté zlúčeniny, napríklad jednoduché a komplexné, proteíny, aminokyseliny, peptidy, purínové bázy, pyrimidínové bázy; uhľohydráty; monosacharidy, oligosacharidy, polysacharidy;

b) lignín;

c) lipidy;

e) taníny;

f) organické kyseliny;

g) alkoholy;

h) aldehydy.

Nešpecifické organické látky sú teda jednotlivé organické zlúčeniny a medziprodukty rozkladu organických zvyškov. Tvoria približne 10-15% z celkového obsahu humusu v minerálnych pôdach a môžu dosiahnuť 50-80% z celkovej hmotnosti organických zlúčenín v rašelinných horizontoch a lesných podstielkach.

Samotné humínové látky sú špecifickým systémom vysokomolekulárnych organických zlúčenín obsahujúcich dusík cyklickej štruktúry a kyslej povahy. Podľa mnohých vedcov je štruktúra molekuly humusovej zlúčeniny zložitá. Zistilo sa, že hlavnými zložkami molekuly sú jadro, bočné (periférne) reťazce a funkčné skupiny.

Predpokladá sa, že jadrom sú aromatické a heterocyklické kruhy pozostávajúce z päť a šesťčlenných zlúčenín typu:

benzénfurán pyrol naftalén indol

Bočné reťazce siahajú od jadra k periférii molekuly. V molekule humínových zlúčenín sú zastúpené aminokyselinovými, uhľohydrátovými a inými reťazcami.

Zloženie humínových látok obsahuje karboxyl (-COOH), fenol-hydroxyl (-OH), metoxy (-CH3O) a alkoholický hydroxyl. Tieto funkčné skupiny určujú chemické vlastnosti humínových látok. Charakteristickým znakom systému vlastných humínových látok je heterogenita, t.j. prítomnosť zložiek rôznych fáz humifikácie v ňom. Tento komplexný systém rozlišuje tri skupiny látok:

a) humínové kyseliny;

b) kyseliny fulvovej;

c) humíny, alebo presnejšie, nehydrolyzovateľný zvyšok.

Humínové kyseliny (HA)-tmavo sfarbená skupina humínových látok extrahovaných z pôdy alkalickými roztokmi a vyzrážaných minerálnymi kyselinami pri pH = 1-2. Vyznačujú sa nasledujúcim elementárnym zložením: obsah C od 48 do 68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Tieto zlúčeniny sú prakticky nerozpustné vo vode a minerálnych kyselinách; z roztokov HA sa ľahko vyzrážajú kyselinami H +, Ca2 +, Fe3 +, A13 +. Ide o humínové zlúčeniny kyslej povahy, ktoré sú dôsledkom karboxylových a fenol-hydroxylových funkčných skupín. Vodík týchto skupín môže byť nahradený inými katiónmi. Substitučná kapacita závisí od povahy katiónu, pH média a ďalších podmienok. Pri neutrálnej reakcii sa nahradia iba vodíkové ióny karboxylových skupín. Absorpčná kapacita vďaka tejto vlastnosti HA je od 250 do 560 mg-ekv. Na 100 g HA. Pri alkalickej reakcii sa absorpčná kapacita zvýši na 600-700 mg ekv. / 100 g HA v dôsledku schopnosti nahradiť vodíkové ióny hydroxylových skupín. Molekulová hmotnosť HA sa určuje rôznymi metódami a pohybuje sa od 400 do stoviek tisíc. V molekule HA je najzreteľnejšie zastúpená aromatická časť, ktorej hmotnosť prevláda nad hmotnosťou bočných (periférnych) reťazcov.

Humínové kyseliny nemajú kryštalickú štruktúru; väčšina z nich je v pôde vo forme gélov, ktoré sa pôsobením zásad ľahko peptizujú a vytvárajú molekulárne a koloidné roztoky.

Keď HA interaguje s kovovými iónmi, vznikajú soli, ktoré sa nazývajú humátuje. Humáty NH4 +, Na +, K +sú ľahko rozpustné vo vode a môžu vytvárať koloidné a molekulárne roztoky. Úloha týchto zlúčenín v pôde je obrovská. Humáty Ca, Mg, Fe a A1 sú napríklad väčšinou málo rozpustné, môžu pri prechode do stacionárneho stavu (akumulácia) vytvárať vodeodolné gély a sú tiež základom pre tvorbu vodeodolnej štruktúry.

Kyseliny fulvové (FA) -špecifická skupina humínových látok, rozpustných vo vode a v minerálnych kyselinách. Vyznačuje sa nasledujúcim chemickým zložením: obsah C od 40 do 52%; H -5-4%, kyslík -40-48%, N -2-6%. Kyseliny fulvové sú na rozdiel od HA ľahko rozpustné vo vode, kyselinách a zásadách. Roztoky majú žltú alebo slamovožltú farbu. Preto tieto zlúčeniny dostali svoje meno: v latinčine fulvus - žltá. Vodné roztoky FA majú silne kyslú reakciu média (pH 2,5). Molekulová hmotnosť fulvokyselín, stanovená rôzne metódy, má hodnotu od 100 do niekoľko stoviek a dokonca tisícov konvenčných jednotiek hmotnosti.

Molekula kyseliny fulvovej má v porovnaní s humínovými kyselinami jednoduchšiu štruktúru. Aromatická časť týchto zlúčenín je menej výrazná. V štruktúre molekuly FA prevládajú bočné (periférne) reťazce. Aktívnymi funkčnými skupinami sú karboxylové a fenol-hydroxylové skupiny, ktorých vodík vstupuje do výmenných reakcií. Výmenná kapacita FA môže dosiahnuť 700-800 mEq na 100 g prípravkov kyseliny fulvovej.

Pri interakcii s minerálnou časťou pôdy vytvárajú kyseliny fulvové organo-minerálne zlúčeniny s kovovými iónmi a minerálmi. Kyseliny fulvové vďaka svojej silne kyslej reakcii a dobrej rozpustnosti vo vode aktívne ničia minerálnu časť pôdy. V tomto prípade sa tvoria soli kyseliny fulvovej, ktoré sú v pôdnom profile vysoko mobilné. Organo-minerálne zlúčeniny fulvokyselín sa aktívne podieľajú na migrácii hmoty a energie v pôdnom profile, napríklad na tvorbe jednotlivých genetických horizontov.

Nehydrolyzovateľný zvyšok (humíny)-skupina humínových látok, ktorá je zvyškom organických zlúčenín pôdy nerozpustných v zásadách. Táto skupina pozostáva zo skutočných humínových látok, napríklad humíny pozostávajú z humínových kyselín silne viazaných na minerály a zo silne viazaných jednotlivých látok a organických zvyškov rôzneho stupňa rozkladu s minerálnou časťou pôdy.

Pôdna organická hmota je komplexný systém všetkých organických látok prítomných v profile vo voľnom stave alebo vo forme organominerálnych zlúčenín, okrem tých, ktoré sú súčasťou živých organizmov.

Hlavným zdrojom pôdnej organickej hmoty sú zvyšky rastlín a živočíchov v rôznych fázach rozkladu. Najväčší objem biomasy pochádza z opadaných rastlinných zvyškov, príspevok bezstavovcov a stavovcov a mikroorganizmov je oveľa menší, ale zohrávajú dôležitú úlohu pri obohacovaní organickej hmoty o zložky obsahujúce dusík.

Pôdna organická hmota je podľa pôvodu, charakteru a funkcie rozdelená do dvoch skupín: organické zvyšky a humus. Termín „humus“ sa niekedy používa ako synonymum pre výraz „humus“.

Organické zvyšky reprezentovaný predovšetkým prízemným a koreňovým trusom vyšších rastlín, ktorý nestratil svoju anatomickú stavbu. Chemické zloženie rastlinných zvyškov rôznych cenov sa veľmi líši. Spoločná im je prevaha sacharidov (celulóza, hemicelulóza, pektínové látky), lignínu, bielkovín a lipidov. Celý tento komplexný komplex látok po smrti živých organizmov vstupuje do pôdy a transformuje sa na minerálne a humínové látky a je čiastočne vynášaný z pôdy podzemnou vodou, prípadne do roponosných horizontov.

Rozklad organických pôdnych zvyškov zahŕňa mechanickú a fyzikálnu deštrukciu, biologickú a biochemickú transformáciu a chemické procesy. Enzýmy, pôdne bezstavovce, baktérie a huby hrajú dôležitú úlohu pri rozklade organických zvyškov. Enzýmy sú štruktúrované proteíny, ktoré majú mnoho funkčných skupín. Hlavným zdrojom enzýmov sú; rastliny. Enzýmy, ktoré plnia úlohu katalyzátorov v pôde, milióny krát urýchľujú procesy rozkladu a syntézy organických látok.

Humus je zbierka všetkých organických zlúčenín nachádzajúcich sa v pôde, okrem tých, ktoré tvoria živé organizmy a organické zvyšky, ktoré si zachovali anatomickú štruktúru.

Humus obsahuje nešpecifické organické zlúčeniny a špecifické humínové látky.

Nešpecifické nazývaná skupina organických látok známej povahy a individuálnej štruktúry. Vstupujú do pôdy z rozpadajúcich sa zvyškov rastlín a zvierat a z koreňových sekrétov. Nešpecifické zlúčeniny sú zastúpené takmer všetkými zložkami, ktoré tvoria tkanivá zvierat a rastlín a intravitálnymi sekrétmi makro a mikroorganizmov. Patria sem lignín, celulóza, proteíny, aminokyseliny, monosacharidy, vosk a mastné kyseliny.

Vo všeobecnosti podiel nešpecifických organických zlúčenín nepresahuje 20% z celkového množstva pôdneho humusu. Nešpecifické organické zlúčeniny sú produkty rôzneho stupňa rozkladu a humifikácie rastlinného, ​​živočíšneho a mikrobiálneho materiálu vstupujúceho do pôdy. Tieto zlúčeniny určujú dynamiku rýchlo sa meniacich vlastností pôdy: redoxný potenciál, obsah mobilných foriem živín, počet a aktivitu pôdnych mikroorganizmov a zloženie pôdnych roztokov. Humínové látky naopak určujú v priebehu času stabilitu iných vlastností pôdy: výmenná kapacita, fyzikálno-vodné vlastnosti, režim vzduchu a farba.

Špecifická organická časť pôdy - humínové látky- sú heterogénny (heterogénny) polydisperzný systém aromatických zlúčenín obsahujúcich dusík s vysokou molekulovou hmotnosťou kyslej povahy. Humínové látky vznikajú v dôsledku komplexného biofyzikálno -chemického procesu transformácie (humifikácie) rozkladných produktov organických zvyškov, ktoré sa dostávajú do pôdy.

Záležiac ​​na chemické zloženie rastlinné zvyšky, faktory ich rozkladu (teplota, vlhkosť, zloženie mikroorganizmov) rozlišujú dva hlavné typy humifikácie: fulvát a humát. Každý z nich zodpovedá určitému frakcionovému zloženiu humusu. Skupinové zloženie humusu je chápané ako súbor a obsah rôznych látok, príbuzných štruktúre a vlastnostiam zlúčenín. Najdôležitejšími skupinami sú humínové kyseliny (HA) a fulvové kyseliny (FA).

Humínové kyseliny obsahujú 46-62% uhlíka (C), 3-6% dusíka (N), 3-5% vodíka (H) a 32-38% kyslíka (O). Kyseliny fulvové obsahujú viac uhlíka - 45-50%, dusíka - 3,0-4,5%a vodíka - 3-5%. Kyselina humínová a fulvová takmer vždy obsahuje síru (až 1,2%), fosfor (desiatky a stovky zlomkov percenta) a katióny rôznych kovov.

Frakcie sú izolované ako súčasť skupín HA a FA. Frakčné zloženie humusu charakterizuje súbor a obsah rôznych látok zahrnutých v skupinách HA a FA podľa foriem ich zlúčenín s minerálnymi zložkami pôdy. Najdôležitejšie pre tvorbu pôdy sú nasledujúce frakcie: hnedé humínové kyseliny (BHA) spojené so sesquioxidmi; čierne huminové kyseliny (CHA) spojené s vápnikom; frakcie I a Ia fulvokyselín spojených s mobilnými formami sesquioxidov; HA a FA, silne spojené so sesquioxidmi a ílovými minerálmi.

Skupinové zloženie humusu charakterizuje kvantitatívny pomer humínových kyselín a fulvokyselín. Kvantitatívnou mierou typu humusu je pomer obsahu uhlíka v humínových kyselinách (Cg) k obsahu uhlíka v kyselinách fulvových (Cfc). Podľa hodnoty tohto pomeru (C gc / C fc) možno rozlíšiť štyri druhy humusu:

• - humát - viac ako 2;
• - fulvate-humate- 1-2;
• - humate-fulvate- 0,5-1,0;
• - fulvate - menej ako 0,5.

Skupinové a zlomkové zloženie humusu sa pravidelne a dôsledne mení v zonálno-genetickom rade pôd. V podzolových a sodnato-podzolových pôdach sa humínové kyseliny takmer nevytvárajú a málo sa ich hromadí. Pomer Cg / Cfc je zvyčajne menší ako 1 a najčastejšie je 0,3-0,6. V sivých pôdach a černozemi je absolútny obsah a podiel humínových kyselín oveľa vyšší. Pomer C g / C fc u černozemov môže dosiahnuť 2,0-2,5. V pôdach nachádzajúcich sa južne od černozemov sa podiel fulvokyselín opäť opäť zvyšuje.

Nadmerná vlhkosť, obsah uhličitanov v hornine, salinizácia zanechávajú odtlačok v skupinovom zložení humusu. Dodatočná hydratácia zvyčajne podporuje akumuláciu humínových kyselín. Zvýšený obsah humátu je charakteristický aj pre pôdy, ktoré sa tvoria na karbonátových horninách alebo pod vplyvom tvrdých podzemných vôd.

Skupinové a frakčné zloženie humusu sa tiež mení pozdĺž pôdneho profilu. Frakčné zloženie humusu v rôznych horizontoch závisí od mineralizácie pôdneho roztoku a hodnoty pH. Profilové zmeny v skupinovom zložení humusu vo väčšine

Pôdy podliehajú jednej všeobecnej schéme: podiel humínových kyselín klesá s hĺbkou, podiel fulvokyselín sa zvyšuje a pomer Cg / Cfc klesá na 0,1-0,3.

Hĺbka humifikácie alebo stupeň transformácie rastlinných zvyškov na humínové látky, ako aj pomer Cg / Cfc, závisia od rýchlosti (kinetiky) a trvania procesu humifikácie. Kinetika humifikácie je určená pôdno-chemickými a klimatickými charakteristikami, ktoré stimulujú alebo inhibujú aktivitu mikroorganizmov (živiny, teplota, pH, vlhkosť) a náchylnosťou rastlinných zvyškov na transformáciu v závislosti od molekulárnej štruktúry látky (monosacharidy) , proteíny sa konvertujú ľahšie, lignín, polysacharidy sú ťažšie) ...

V humusových horizontoch pôd mierneho podnebia typ humusu a hĺbka humifikácie vyjadrené pomerom C h / C ph korelujú s trvaním obdobia biologickej aktivity.

Obdobie biologickej aktivity je časové obdobie, počas ktorého sa vytvárajú priaznivé podmienky pre normálnu vegetáciu rastlín a aktívnu mikrobiologickú aktivitu. Trvanie biologickej aktivity je určené obdobím, počas ktorého teplota vzduchu stabilne prekračuje 10 ° C a dodávka produktívnej vlhkosti je najmenej 1-2%. V zónových sériách pôd hodnota Cg / Cfc, ktorá charakterizuje hĺbku humifikácie, zodpovedá trvaniu obdobia biologickej aktivity.

Súčasné zváženie dvoch faktorov - obdobia biologickej aktivity a nasýtenia pôd zásadami, umožňuje určiť oblasti tvorby rôznych typov humusu. Humátny humus sa tvorí iba s dlhým obdobím biologickej aktivity a vysokým stupňom nasýtenia pôdy zásadami. Táto kombinácia stavov je typická pre černozem. Silne kyslé pôdy (podzoly, sodno-podzolické pôdy), bez ohľadu na obdobie biologickej aktivity, majú plný humus.

Humínové látky v pôde sú vysoko reaktívne a aktívne interagujú s minerálnou matricou. Vplyvom organických látok sa ničia nestabilné minerály materskej horniny a chemické prvky sa stávajú prístupnejšími pre rastliny. V procese organo-minerálnych interakcií sa vytvárajú pôdne agregáty, ktoré zlepšujú štrukturálny stav pôdy.

Kyseliny fulvové ničia pôdne minerály najaktívnejšie. Interakciou so seskvioxidmi (Fe 2 O 3 a Al 2 O 3) FA tvoria mobilné komplexy hliníka a železa a humusu (fulváty železa a hliníka). Tieto komplexy sú spojené s tvorbou humusovo-iluviálnych horizontov pôdy, v ktorých sú uložené. Fulváty zásad a alkalických zemín sú ľahko rozpustné vo vode a ľahko migrujú po profile. Dôležitou vlastnosťou FC je ich neschopnosť fixovať vápnik. Vápnenie kyslých pôd sa preto musí vykonávať pravidelne, po 3 až 4 rokoch.

Humínové kyseliny, na rozdiel od FA, tvoria s vápnikom (humáty vápenaté) slabo rozpustné organominerálne zlúčeniny. Z tohto dôvodu sa v pôdach vytvárajú humus-akumulačné horizonty. Humínové látky pôdy viažu ióny mnohých potenciálne toxických kovov - Al, Pb, Cd, Ni, Co, čo znižuje nebezpečný účinok chemického znečistenia pôdy.

Procesy tvorby humusu v lesných pôdach majú svoje vlastné charakteristiky. Drvivá časť rastlinnej podstielky v lese ide na povrch pôdy, kde sú vytvorené špeciálne podmienky na rozklad organických zvyškov. Na jednej strane je to voľný prístup kyslíka a odtok vlhkosti, na druhej strane vlhké a chladné podnebie, vysoký obsah ťažko rozložiteľných zlúčenín vo vrhu, rýchla strata v dôsledku vylúhovania báz uvoľnených počas mineralizácie vrhu. Takéto podmienky ovplyvňujú životnú aktivitu pôdnych zvierat a mikroflóry, ktorá hrá dôležitú úlohu pri transformácii organických zvyškov: mletie, miešanie s minerálnou časťou pôdy, biochemické spracovanie organických zlúčenín.

Výsledkom rôznych kombinácií všetkých faktorov rozkladu organických zvyškov sú tri druhy (formy) organických látok lesných pôd: multa, stred a mor. Pod formou organickej hmoty v lesných pôdach sa rozumie celý súbor organických látok obsiahnutých v lesnom odpadku a v humusovom horizonte.

S prechodom z morény na modernu a tmu sa menia vlastnosti pôdnej organickej hmoty: klesá kyslosť, zvyšuje sa obsah popola, stupeň nasýtenia zásadami, obsah dusíka a intenzita rozkladu lesného odpadu. V pôde s mlynovým typom podstielka obsahuje najviac 10% z celkovej zásoby organických látok a v prípade morového typu predstavuje podstielka až 40% z jej celkovej zásoby.

Pri tvorbe organických látok, ako je mor, sa vytvára hrubý trojvrstvový vrh, ktorý je dobre oddelený od podkladového minerálneho horizontu (spravidla horizonty E, EI, AY). Na rozklade vrhu sa podieľa väčšinou hubová mikroflóra. Dážďovky chýbajú, reakcia je silne kyslá. Lesný vrh má nasledujúcu štruktúru:

O L - vrchná vrstva, hrubá asi 1 cm, pozostávajúca z podstielky so zachovanou anatomickou štruktúrou;

О F - stredná vrstva rôznej hrúbky, pozostávajúca z polorozpadnutého vrhu svetlohnedej farby, prepleteného hubovými hýfmi a koreňmi rastlín;

Ach - spodná vrstva silne rozloženého steliva, tmavohnedá takmer čierna, rozmazaná, s výraznou prímesou minerálnych častíc.

Pri modernom type sa lesný vrh obvykle skladá z dvoch vrstiev. Pod vrstvou zle rozloženého steliva vyniká dobre rozložená humusová vrstva s hrúbkou asi 1 cm, ktorá sa postupne mení na zreteľne výrazný humusový horizont s hrúbkou 7-10 cm. Hmyz, dážďovky, hrajú dôležitú úlohu v rozklad vrhu. Ako súčasť mikroflóry prevažujú huby nad baktériami. Organická hmota humusovej vrstvy je čiastočne zmiešaná s minerálnou časťou pôdy. Reakcia vrhu je slabo kyslá. V lesných pôdach s nadmernou vlhkosťou sú inhibované procesy rozkladu rastlinného odpadu a vytvárajú sa v nich horizont rašeliny. Akumulácia a rýchlosť rozkladu organických látok v lesných pôdach je ovplyvnená zložením pôvodných rastlinných zvyškov. Čím viac lignínu, živíc, trieslovín v rastlinných zvyškoch a čím menej dusíka, tým pomalší je rozkladný proces a viac organických zvyškov sa hromadí v podstielke.

Na základe určenia zloženia rastlín, z vrhu, z ktorého bol vrh vytvorený, bola navrhnutá klasifikácia lesných vrhov. Podľa N. N. Stepanova (1929) možno rozlíšiť tieto druhy steliva: ihličnaté, malolisté, širokolisté, lišajníky, zelené machy, mach, tráva, mach, sfagnum, mokrá tráva, tráva a močiar a široká tráva.

Humusový stav pôd je súbor celkových zásob a vlastností organických látok, vytvorených procesmi ich akumulácie, transformácie a migrácie v pôdnom profile a zobrazených v súbore vonkajšie znaky... Systém indikátorov humusového stavu zahŕňa obsah a zásoby humusu, jeho distribúciu profilu, obohatenie dusíkom, stupeň zvlhčovania a druhy humínových kyselín.

Úrovne akumulácie humusu sú v dobrej zhode s trvaním obdobia biologickej aktivity.

V zložení organického uhlíka dochádza k pravidelnému nárastu zásob humínových kyselín zo severu na juh.

Pôdy arktickej zóny sa vyznačujú nízkym obsahom a malými zásobami organickej hmoty. Proces humifikácie prebieha za extrémne nepriaznivých podmienok s nízkou biochemickou aktivitou pôdy. Pôdy severnej tajgy sa vyznačujú krátkym obdobím (asi 60 dní) a nízky level biologická aktivita, ako aj zlé druhové zloženie mikroflóry. Humifikačné procesy sú pomalé. V zónových pôdach severnej tajgy sa vytvára hrubý humusový typ profilu. Humus-akumulačný horizont v týchto pôdach prakticky chýba, obsah humusu pod podstielkou je až 1-2%.

V subzóne sodnato-podzolických pôd južnej tajgy množstvo slnečného žiarenia, vlhkostný režim, vegetačný kryt, bohaté druhové zloženie pôdnej mikroflóry a jej vyššia biochemická aktivita na pomerne dlhé obdobie prispievajú k hlbšej transformácii rastlinných zvyškov. Jednou z hlavných čŕt pôd subzóny južnej tajgy je vývoj procesu drenia. Hrúbka akumulačného horizontu je malá a je spôsobená hĺbkou prieniku väčšiny koreňov bylinnej vegetácie. Priemerný obsah humusu v horizonte AY v lesných sodnato-podzolických pôdach sa pohybuje od 2,9 do 4,8%. Zásoby humusu v týchto pôdach sú malé a v závislosti od podtypu pôdy a granulometrického zloženia sa pohybujú od 17 do 80 t / ha vo vrstve 0-20 cm.

V lesostepnom pásme sa zásoby humusu vo vrstve 0-20 cm pohybujú od 70 t / ha v sivých pôdach do 129 t / ha v tmavošedých pôdach. Zásoby humusu v černozemoch lesostepnej zóny vo vrstve 0-20 cm sú až 178 t / ha a vo vrstve 0-100 cm-až 488 t / ha. Obsah humusu v horizonte A u černozemov dosahuje 7,2%, s hĺbkou sa postupne znižuje.

V severných oblastiach európskej časti Ruska je značné množstvo organických látok sústredených v rašelinových pôdach. Bažinatá krajina sa nachádza hlavne v lesnom pásme a tundre, kde zrážky výrazne prevyšujú odparovanie. Rašelina je obzvlášť vysoká na severe tajgy a v lesnej tundre. Najstaršie ložiská rašeliny spravidla zaberajú jazerné nádrže s ložiskami sapropelu starými až 12 000 rokov. Počiatočné ukladanie rašeliny v takýchto bažinách sa uskutočnilo asi pred 9 až 10 000 rokmi. Najaktívnejšia rašelina sa začala ukladať v období asi pred 8-9 tisíc rokmi. Niekedy sa nachádzajú ložiská rašeliny staré asi 11 tisíc rokov. Obsah HA v rašeline sa pohybuje od 5 do 52%, pričom sa zvyšuje s prechodom z rašeliny s vysokou rašelinou na rašelinu s nízkou rašelinou.

Rozmanitosť ekologických funkcií pôdy je spojená s obsahom humusu. Humusová vrstva tvorí špeciálnu energetickú škrupinu planéty, tzv humosféra... Energia nahromadená v humosfére je základom existencie a vývoja života na Zemi. Humosféra plní tieto dôležité funkcie: akumulačné, transportné, regulačné, ochranné, fyziologické.

Kumulatívna funkcia charakteristický pre humínové kyseliny (HA). Jeho podstata spočíva v akumulácii najdôležitejších živín živých organizmov v zložení humínových látok. Vo forme amínových látok sa v pôde akumuluje až 90-99% všetkého dusíka, viac ako polovica fosforu a síry. V tejto forme sa hromadí a skladuje draslík, vápnik, horčík, želé - 30 a prakticky všetky mikroelementy potrebné pre rastliny a mikroorganizmy.

Transportná funkcia spojené so skutočnosťou, že humínové látky môžu s kovovými katiónmi vytvárať stabilné, ale rozpustné a schopné geochemickej migrácie komplexné organominerálne zlúčeniny. Väčšina stopových prvkov, významná časť zlúčenín fosforu a síry, v tejto forme aktívne migruje.

Regulačná funkcia vzhľadom na skutočnosť, že humínové látky sa podieľajú na regulácii takmer všetkých najdôležitejších vlastností pôdy. Vytvárajú farbu humusových horizontov a na základe toho ich tepelný režim. Humusové pôdy sú oveľa teplejšie ako pôdy obsahujúce malé množstvo humínových látok. Humínové látky zohrávajú dôležitú úlohu pri tvorbe štruktúry pôdy. Podieľajú sa na regulácii minerálnej výživy rastlín. Pôdnu organickú hmotu používajú jej obyvatelia ako hlavný zdroj potravy. Rastliny odoberajú asi 50% dusíka z pôdnych zásob.

Humínové látky môžu rozpustiť mnoho pôdnych minerálov, čo vedie k mobilizácii niektorých prvkov minerálnej výživy, ktoré sú pre rastliny ťažko dostupné. Množstvo vlastností humínových látok v pôdach určuje kapacitu výmeny katiónov, iónovo-zásaditých a acido-bázických pufrovaní pôd, redoxný režim. Fyzikálne, vodno-fyzikálne a fyzikálno-mechanické vlastnosti pôd úzko súvisia s obsahom humusu jeho skupinovým zložením. Humusové pôdy sú lepšie štruktúrované, druhové zloženie mikroflóry je rozmanitejšie a počet bezstavovcov je vyšší. Také pôdy sú priepustnejšie pre vodu, ľahšie prístupné mechanickému spracovaniu, lepšie zachovávajú prvky potravinového režimu rastlín, majú vysokú absorpčnú kapacitu a pufrovaciu schopnosť a účinnosť minerálnych hnojív je v nich vyššia.

Ochranná funkcia spojené so skutočnosťou, že humínové látky pôdy chránia alebo zachovávajú pôdnu biotu, vegetačný kryt v prípade rôznych druhov nepriaznivých extrémnych situácií. Humifikované pôdy lepšie odolávajú suchu alebo zamokreniu, sú menej náchylné na deflačnú eróziu a uspokojivé vlastnosti si zachovávajú dlhšie, ak sú zavlažované zvýšenými dávkami alebo slanými vodami.

Pôdy bohaté na humínové látky odolávajú vyššej technogénnej záťaži. Za rovnakých podmienok kontaminácie pôdy ťažkými kovmi sa ich toxický účinok na rastliny na černozemoch prejavuje v menšej miere ako na sodnatých podzolických pôdach. Humínové látky pomerne silne viažu mnohé rádionuklidy, pesticídy, čím zabraňujú ich vstupu do rastlín alebo iným negatívnym vplyvom.

Psychologické funkcie spočíva v tom, že humínové kyseliny a ich soli môžu stimulovať klíčenie semien, aktivovať dýchanie rastlín a zvyšovať produktivitu dobytka a hydiny.

Ak nájdete chybu, vyberte kus textu a stlačte Ctrl + Enter.