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
Влияние температуры
 24.08.2012

Вопрос о влиянии температуры, как одного из важнейших климатических факторов почвообразования, на процессы разложения органических остатков подвергался многочисленным исследованиям как в экспериментальных условиях, так и на основании наблюдений в природе.
Экспериментальные исследования прежних авторов, судивших о скорости разложения по выделению СО2 (особенно Костычева, Дегерена и Демусси и др.), исчерпывающе резюмированные Коссовичем, приводят к выводу, что в пределах обычных температур, наблюдаемых на земной поверхности, скорость разложения повышается с повышением температуры. При дальнейшем повышении температуры выделение углекислоты сначала падает, а затем снова значительно возрастает. Такая зависимость выделения CO2 от температуры объясняется тем, что при разложении идут как биологические, так и чисто химические процессы. Биологические процессы, начинаясь при температуре около 0°, значительно усиливаются при повышении температуры до известной оптимальной величины, которая может быть различной для разных групп микроорганизмов. Дальнейшее повышение температуры действует уже угнетающим образом на большинство микрорганизмов. Этим объясняется уменьшение скорости разложения при повышении температуры за пределы оптимальных значений для микроорганизмов. Но одновременно с биологическими процессами разложения идут и чисто химические (частью энзиматические, внеклеточные) процессы окисления, которые, будучи незначительными при низких температурах, усиливаются при повышении температуры и могут приводить к выделению значительных количеств СО2 уже после того, как биологические процессы прекращаются.
По исследованиям Костычева и Беллена, оптимальная температура разложения свежих материалов (березовые листья) оказалась около 35°; в опытах же с листьями, предварительно подвергавшимися разложению, оптимальная температура была выше - 45-60°. Последний вывод был подтвержден Дегереном и Демусси на опытах с почвами, где оптимальная температура оказалась равной 65°. По исследованиям Мишустина, оптимальные значения температуры для микрофлоры в различных почвах неодинаковы и повышаются от северных почв к южным.
Выводы экспериментальных исследований о крупной роли температуры в процессах разложения находят подтверждение в незначительном содержании гумуса в почвах жарких стран, где накопления гумуса возможно только при анаэробных условиях.
Влияние температуры отражается также на общем содержании азота и на соотношении между углеродом и азотом.
Дженни нашел, что при однородных условиях увлажнения содержание органического вещества и азота (в пахотных почвах) увеличивается в 2-3 раза по мере понижения годовой температуры на 10°, причем происходит одновременное возрастание соотношения С:N.
В работе Ваксмана и Геретсена вопрос о влиянии температуры был снова подвергнут весьма обстоятельному экспериментальному исследованию с гораздо более полным учетом не только количественной стороны явлений разложения, по и изменений качественного состава. Опыты велись с овсяной соломой, с прибавкой и без прибавки солей, при температуре 7, 18, 27 и 37° в течение девяти месяцев; в одной серии опытов влажность поддерживалась в 66,6%, в другой - в 80%.
Уменьшение общей массы разлагающегося материала вследствие выделения СО2 и других продуктов можно видеть из данных табл. 8.

Влияние температуры

Полученные Ваксманом и Геретсеном результаты подтверждают выводы прежних авторов о значительном увеличении энергии процессов разложения при повышении температуры, причем разница в величине разложения при разных температурах особенно резко выражена в начальный период разложения. В дальнейшем скорость разложения в равные отрезки времени становится одинаковой при всех температурах, а при 7° в опыте без прибавки питательных солей она была даже больше, чем при более высоких температурах. Это видно из сопоставления величин потери от разложения за период от 105 до 273 дней (см. табл. 8), а также по приводимым авторами данным учета выделявшейся СО2; так, количества СО2 за время 16-105 дней, выделившиеся из 2 г овсяной соломы при 7, 27 и 37°, были равны 400, 520, 460 и 480 мг, а в последний период - 105-273 дня - 178 мг при 7° и 188 мг при 37°.
Эти результаты, как будто, позволяют сделать вывод, что температура обусловливает величину коэффициента разложения свежих растительных остатков и имеет меньшее значение для коэффициента разложения гумуса; величина последнего коэффициента, очевидно, зависит в большей степени от продолжительности теплого периода в течение года.
Данные исследования Ваксмана и Геретсена позволяют также сделать ряд выводов, касающихся влияния температуры на характер изменений химического состава органического вещества при разложении. При низкой температуре в течение всего периода разложения синтез белковых веществ микробами превышает одновременно идущий процесс распада белков, тогда как при высоких температурах распад (спустя некоторое время после начала опыта) несколько превышает синтез. Поэтому общее количество протеинов в конце опыта было выше в остатках от разложения при низкой температуре. Одновременно с этим, благодаря более медленному разложению безазотистых соединений (особенно лигнина) при низкой температуре, отношение С : N здесь было значительно выше, чем при более высоких температурах (табл. 9).
Влияние температуры

Исследования Ваксмана и Геретсена, к сожалению, не сопровождались количественным учетом образующихся гуминовых веществ, так как в примененной ими методике анализа эти вещества попадали в одну Фракцию с неизмененным лигнином. Содержание этой фракции оказалось более высоким в остатках от разложения при 18 и 27°, а именно: при 7° = 22,4%, при 18° = 35,0%, при 27° = 42,0% и при 37° = 31,6%.
Судя по внешним признакам, гумификация была полной при 37 и 27°, несколько менее полной при 18° и значительно слабее при 7°. Отсюда можно предположить, что гумификация усиливается с температурой, но при высокой температуре образующиеся гуминовые вещества подвергаются и более сильному разложению.
Выводы работы Ваксмана и Геретсена находят себе подтверждение при сопоставлении их с данными но изучению состава гумуса в почвах различных климатических областей России.