Значение химического состава растительных остатков

24.08.2012

Отдельные стороны этого вопроса нами были уже выяснены раньше, при характеристике процессов превращения различных групп соединений, входящих в состав растительных остатков. Поэтому сейчас нам можно ограничиться только некоторыми обобщающими замечаниями.
Многочисленные экспериментальные исследования различных авторов, особенно исследования Ваксмана и сотрудников, показывают, что быстрее всего разлагаются воднорастворимые соединения, представленные сахарами, органическими кислотами и т. п. Поэтому скорость разложения растительных остатков в первый период находится в прямой зависимости от содержания воднорастворимых соединений.
Другая группа соединений, к которым относятся целлюлеза и гемицеллюлезы, составляющих главную массу растительных остатков (свыше 50%), разлагается несколько медленнее, причем скорость разложения находится в зависимости от наличия азотистых соединений в растительных остатках или в почве (в виде минеральных солей), так как процесс разложения сопровождается синтезом значительных количеств микробного белка.
При недостатке азота разложение целлюлезы и гемицеллюлез идет медленнее, но потеря от разложения может быть в конце концов больше ввиду меньших размеров микробного синтеза.
Еще медленнее в большинстве случаев разлагается лигнин, причем наличие значительных количеств его замедляет разложение целлюлезы.
Такое же замедляющее влияние на разложение органических остатков в целом и на разложение гемицеллюлез и целлюлезы в отдельности оказывает большое содержание смол и дубильных веществ.
Органические азотистые соединения растительных остатков в общем легко подвергаются разложению, однако вместо последних немедленно образуются протеины микробного синтеза. При разложении растительных остатков, бедных азотом, развитие микроорганизмов лимитируется содержанием азота (при отсутствии дополнительного источника его в виде минеральных солей почвы); поэтому чем выше, до известных пределов, содержание азотистых соединений, тем энергичнее идут процессы (разложения.
Однако потеря от разложения при достаточной длительности процессов может быть в этом случае меньше благодаря значительным размерам микробного синтеза и участию протеинов (и продуктов их распада) в образовании более устойчивых гуминовых веществ.
Для иллюстрации изложенного можно привести результаты опытов Ваксмана и Тении по изучению хода разложения четырех различных по составу материалов - кукурузных стеблей, ржаной соломы, дубовых листьев и люцерны. Химический состав этих материалов приведен в табл. 7.

О размерах потерь после разложения через различные сроки в аэробных условиях можно судить по данным табл. 7а.

Как видно из полученных результатов, общая потеря при разложении оказалась наиболее значительной у измельченных кукурузных стеблей; на втором месте стоит люцерна, на третьем и четвертом - дубовые листья и ржаная солома. Малая скорость разложения ржаной соломы по сравнению с кукурузными стеблями объясняется незначительным содержанием воднорастворимых веществ и азота; в отношении дубовых листьев сказывается, очевидно, влияние высокого содержания лигнина и наличия дубильных веществ (и восков). Особого внимания заслуживает различная скорость разложения кукурузных стеблей и люцерны; при почти одинаковом содержании воднорастворимыx веществ и лигнина и более высоком содержании азота люцерна дала меньший процент потери при разложении, чем кукурузные стебли. Очевидно, более высокое содержание протеиновых веществ явилось причиной значительного развития процессов микробного синтеза и гумификации, тогда как при разложении кукурузных стеблей эти процессы были выражены значительно слабее.
Намеченные выводы о влиянии состава растительных остатков на скорость разложения и на размеры убыли органического вещества имеют большое значение при приготовлении компостов и навоза, при запашке зеленых удобрений и пожнивных остатков различных культур. Влияние этого фактора в природных условиях значительно ослабляется, во-первых, смешанным составом естественной растительности, благодаря чему сглаживаются резкие различия в химическом составе поступающих в почву остатков, а во-вторых, влиянием ряда других факторов на процессы разложения. Поэтому непосредственные наблюдения в природе могут привести к совершенно обратным выводам, в частности относительно более медленного разложения лигнина, дубильных веществ и смол. В качестве примера можно воспользоваться сопоставлением лесных почв с луговыми или лугово-степнымм. Несмотря на то, что лесная растительность дает более значительную массу органических остатков с более высоким содержанием лигнина, дубильных веществ и смол, чем луговая или лугово-степная, асе общее количество гумуса в лесных почвах, как правило, меньше, чем в лугово-степных (черноземах) или в луговых почвах. Из этого примера можно заключить, что более решающими факторами разложения органических остатков и накопления гумуса являются не состав растительных остатков, а почвенные и климатические условия.
В связи с влиянием почвенных условий несомненное значение имеет также и характер поступления растительных остатков в почву - в виде поверхностного опада надземных органов, или непосредственно в минеральные горизонты за счет отмирающей корневой системы, так как условия разложения надземного опада и корневых остатков очень различны в отношении увлажнения, аэрации и влияния минеральной части почв.