Глава 9. ОРГАНИЧЕСКИЕ И ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ

М.А. Глазовская

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Фитоценология - геоботаника

Химия почвы

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Процессы гумификации

Изучение процессов разложения растительных остатков в лабораторных условиях (работы Н. А. Кра- сильникова, Е. Н. Мишустина, М. М. Кононовой) показало определенную последовательность участия основных групп микроорганизмов в разных стадиях разложения:

плесневые грибы споровые целлюлозные и неспороносные бактерии ~' миксобактерии ' актиномицеты бактерии

Развитие тех или иных групп микроорганизмов определяется в значительной мере составом растительных остатков. Плесневые грибы и сапрофитные бактерии, участвующие в первой стадии гумификации, используют наиболее доступные органические вещества: углеводы, аминокислоты, простые белки, доступную часть целлюлозы. Позднее появляются целлюлозные миксобактерии (Cytophaga и др.), способные использовать разнообразные углеводы, но азот они усваивают только в минеральных формах. В конце процесса гумификации появляются актиномицеты, которые используют уже трудноразложимые компоненты растительных тканей, а также новообразованные гумусовые вещества.

Под воздействием различных групп микроорганизмов в растительных остатках нарушается связь между тканями, уменьшаются их объем и масса, что свидетельствует о частичной минерализации органических веществ до конечных продуктов (Н20, СО2, NO3 я др.). Растительные остатки буреют, затем темнеют, теряют свою первоначальную форму и образуют аморфную темную массу, неотделимую механическим путем от минеральной части и прокрашивающую верхнюю часть почвенной толщи. Достаточное увлажнение (30—40% воды) и высокая температура (около 26—28° С) с небольшими колебаниями, а также нейтральная реакция ускоряют процессы гумификации.

Скорость разложения растительных остатков, как показали исследования М. М. Кононовой, увеличивается также при воздействии обитающих в почве мелких беспозвоночных, в частности личинок мушки Sciaria, ногохвосток и клещей- Столь же сильное воздействие на скорость разложения оказывают дождевые черви.

В одних и тех же условиях температуры и влажности скорость разложения изменяется в зависимости от химического состава растительных остатков ().

Сравнение химического состава свежих и мумифицированных растительных остатков показало, что наиболее быстро разлагаются крахмал, целлюлоза и вещества, извлекаемые спирто-бензолом; значительно слабее и медленнее — гемицеллюлоза и протеины; наиболее устойчив лигнин ().

Одновременно в клетках разлагающихся тканей, наполненных: микроорганизмами, в частности целлюлозными миксобактериями,. образуются бурые гумусовые вещества. На поздних стадиях разложения идет гумификация и за счет лигнифицированных тканей. Участие разнообразных исходных веществ в образовании гумуса в настоящее время общепризнано. Однако механизм включения высокомолекулярных соединений в гумусовые вещества не вполне ясен.

Большинство ученых (А. Г. Трусов, 1914—1915, и др.) считают, что гумификация — это процесс окисления и конденсации относительно простых, мономерных промежуточных продуктов пир- рольных и бензольных соединений, которые образуются при воздействии оксидия и аммиака, выделяемых микроорганизмами, и кислорода воздуха.

Эта гипотеза получила развитие в.исследованиях и экспериментах М. М. Кононовой, В. Фляйга, Ф. Шеффера, Б. Ульриха и др. Согласно М. М. Кононовой, гумификация протекает по следующей схеме (29):

1.         Начальные стадии процесса гумификации растительных остатков идут при участии микроорганизмов и сопровождаются минерализацией части входящих в них компонентов до СОг, НгО, NH3 и др.

2.         Все компоненты растительных тканей являются первоисточниками фенольных соединений (продуктов метаболизма и продуктов распада), аминокислот и пептидов (продуктов распада и ре- синтеза). Эти компоненты — структурные единицы, из которых формируются гумусовые вещества.

3.         Конденсация структурных элементов происходит путем окисления фенолов фенолоксидазами до хинонов, которые взаимодействуют с аминокислотами и пептидами.

4.         Последнее звено в формировании гумусовых веществ — поликонденсация (полимеризация). Это химический процесс. Разные фазы процесса гумификации тесно координированы и могут протекать одновременно.

Другая гипотеза гумификации была предложена И. В. Тюриным в 30-х годах текущего столетия. Она получила развитие в работах Л. Н. Александровой (1949, 1969). Согласно этой гипотезе в процессах конденсации гумусовых веществ участвуют не простые, мономерные, а сложные высокомолекулярные промежуточные продукты распада органических веществ, имеющих циклическое строение (белков, дубильных веществ, лигнина и др.). Биохимическое окисление высокомолекулярных продуктов разложения сопровождается их конденсацией. В процессе окисления и конденсации резко возрастает число карбоксильных групп (СООН), сохраняются и фенолгидроксильные группы (ОН). Это предопределяет кислотную природу вновь образующихся гумусовых веществ.

К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв