07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Значение органического вещества в почвообразовании
 17.02.2013

Органическому веществу традиционно придается очень большое значение в формировании свойств почвы и ее плодородия, однако роль органических веществ, их функция рассматриваются зачастую далеко не одинаково. Некоторые авторы связывают с гумусом все важнейшие стороны почвообразовательного процесса, считая, что гумус, его состав и свойства являются отражением истории и направления развития почвы, и в то же время именно органические вещества рассматриваются как главные агенты, преобразующие материнскую породу. Известный исследователь гумуса В.В. Пономарева в 1956 г. писала по этому поводу, что типы почвообразования можно считать почти синонимами типов гумусообразования или, точнее, цикла превращения органических остатков. Противоположное отношение к почвенному гумусу, в его крайнем выражении, сводится к мнению о полезности гумуса лишь в той мере, в какой минерализация органических веществ почвы может пополнить запас доступных растениям элементов минерального питания и азота. Очевидно, что столь крайние точки зрения не могут правильно отразить реальную роль органических веществ в почвообразовании и плодородии почв, а тем самым и адекватно оценить значение гумуса, особенно для почв, используемых в сельском хозяйстве.
Реальная роль органических веществ в почвах многогранна и зачастую противоречива. Рассмотрим некоторые, наиболее общие аспекты значения органического вещества в плодородии почв.
Запасы элементов питания. В составе органического вещества почв сосредоточено до 95-99% всех запасов азота, значительная часть фосфора и серы (табл. 2). Только в очень малогумусных почвах несколько повышена доля минеральных форм соединений азота: нитратов и аммонийного азота. Запасы азота органических соединений в пахотном слое чернозема достигают 8-10 т/га, и даже в подзолистых почвах они составляют 3-4 т/га. Запасы органических фосфатов достигают 15-30 % от общего количества фосфора в пахотных горизонтах, а иногда повышаются до 50 %; в почвах гумидных регионов сера, как и азот, также представлена большей частью органическими соединениями.

Значение органического вещества в почвообразовании

Кроме азота, фосфора и серы, в состав органического вещества почв входят такие важнейшие элементы, как калий, кальций, магний; железо, многие микроэлементы. Установлено, что в препаратах гуминовых кислот содержится в десятки раз больше меди и кобальта, в 6 раз больше стронция, в 3-5 раз больше марганца и в 20 раз больше цинка, чем в почвах, из которых были получены эти препараты. Особенность этих соединений заключается в том, что в результате минерализации органического вещества важнейшие элементы питания растений переходят в доступные растениям формы. Мобилизация тех же элементов, находящихся в форме оксидов, слоистых силикатов, а тем более каркасных силикатов, требует значительно больших затрат энергии. Иными словами, запасы элементов питания растений в виде органических соединений не только значительны по размерам, но и представляют ту форму, которая может быть легко мобилизована.
В связи с этим неоднократно обсуждался вопрос и разрабатывались практические приемы мобилизации элементов питания растений, связанных в органическом веществе почв. В необходимых случаях и при очень высоком содержании органического вещества такая мобилизация возможна, но для большинства пахотных почв она нежелательна, поскольку даже частичная потеря органического вещества влечет за собой ухудшение химических и водно-физических свойств почв, а в конечном итоге приводит к деградации почвы. Мобилизацию элементов питания можно рассматривать только как временную меру. Природное накопление элементов питания в составе органических веществ почвы влечет за собой их своеобразную консервацию. Опираясь на радиоуглеродное датирование, можно считать, например, что некоторые азотсодержащие фрагменты гумуса не участвуют в биологическом круговороте на протяжении сотен лет. В этом проявляется одна из противоречивых сторон влияния гумуса на почвенные свойства и процессы. Следует, однако, упомянуть, что при разложении гумуса в условиях хорошей аэрации и достаточной влажности в припочвенные слои атмосферы поступает большое количество углекислоты.
По некоторым данным, с 1 м2 почвы в течение суток выделяется от 2,6 до 50 грамм СО2, что соответствует 26-500 кг/га СО2. При нормальном развитии культурных растений и хорошем урожае они за сутки потребляют в среднем не менее 10-15 г СО2 на 1 м2 земельных угодий, тогда как атмосфера в целом содержит всего лишь 0,58 г СО2 на 1 м3 воздуха (из расчета 0,03 %-ной концентрации СО2). Отсюда следует, что углекислый газ, выделяющийся при разложении органического вещества почв играет важнейшую роль в обеспечении растений углеродом, тем более, что его источник находится в непосредственной близости к ассимилирующим органам растений.
Влияние на структуру почвы. Органические вещества почв легко образуют различные виды органо-минеральных соединений, наиболее полно охарактеризованные Л.Н. Александровой. Взаимодействие органических и минеральных компонентов почвы приводит к формированию простых гетерополярных солей (ионные формы связи), комплексно-гетерополярных солей (главная роль принадлежит координационной связи), сорбционных комплексов, в формировании которых наряду с указанными выше принимают участие, по Л.Н. Александровой, лемосорбционные и адгезионные формы связи. Перечисленные виды взаимодействия лежат в основе важнейших механизмов структурообразования, основные закономерности которых были раскрыты в работах А.Ф. Тюлина, И.Н. Антипова-Каратаева, Д.В. Хана, В.В. Келлерман. Различные органические вещества (гумусовые кислоты, полисахариды и др.) пропитывают почвенные агрегаты, склеивают механические элементы, придают водопрочность структурным отдельностям. Обволакивая минеральные частицы, органические вещества частично изолируют их от почвенного раствора, повышают их устойчивость к внутрипочвенному выветриванию. С другой стороны, так называемые агрессивные фракции почвенного органического вещества, преимущественно фульвокислоты, активно воздействуют на почвенные минералы, способствуя не только увеличению подвижности элементов минерального питания растений, но и вызывая в определенной экологической обстановке развитие процесса оподзоливания.