01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
Причины изменения количественного содержания гумуса
 28.08.2012

Из предыдущего изложения можно видеть, что различные почвенные типы и подтипы, распределение которых подчиняется известным законам почвенной географии, весьма закономерно различаются по запасам гумуса, по его качественному составу и, наконец, по формам состояния главных групп гумусовых веществ. Иначе говоря, процессы гумусообразования изменяются как с количественной, так и с качественной стороны географически закономерно, в соответствии с общим ходом почвообразования, и, следовательно, обусловливаются одними и теми же общими причинами.
Для уяснения этих причин существенное значение имеют следующие общие положения о характере накопления гумуса, которые вытекают из изложенных выше выводов о закономерностях изменения количественного содержания, качественного состава и состояния гумуса в почвах элювиального ряда.
1. Размеры накопления гумуса (в почвах элювиального ряда), как правило, находятся в тесном соответствии с относительным и абсолютным содержанием гуминовых кислот; иначе говоря, условия, необходимые для образования и накопления гуминовых кислот, благоприятны и для накопления общего гумуса, как это можно видеть на примере черноземов.
2. При незначительном содержании гуминовых кислот и относительном преобладании фульвокислот накопление гумуса в целом, как правило, резко сокращается, примером чего являются подзолистые почвы; накопление более или менее заметных количеств гумуса при таком составе его может происходить только при особых условиях, а именно при возможности закрепления фульвокислот в форме соединений с подвижными гидроокисями алюминия (и отчасти железа), например в субтропических красноземах или в гумусо-иллювиальных горизонтах некоторых подзолистых почв.
Эти положения позволяют поставить процессы гумусообразования в тесную зависимость от гидротермических условий, определяемых различиями климата и характера растительности.
Указанная зависимость будет понятной, если принять во внимание особенности состава упомянутых главных групп гумусовых веществ, т. е. гуминовых кислот и фульвокислот, по сравнению с составом исходных гумусообразователей - растительных остатков. От среднего состава последних группа гуминовых кислот отличается значительно более высоким процентным содержанием углерода (и азота) и меньшим содержанием элементов поды при несколько более высокой степени окисленности. Следовательно, с химической стороны образование гуминовых кислот (при превращении растительных остатков в почве) характеризуется процессами дегидратации (обуглероживания) и частичным окислением (при одновременном обогащении азотом). Таким образом, по сравнению с господствующими при разложении растительных остатков в почве процессами ферментативного гидролиза образование гуминовых кислот требует особых условий, при которых Деятельность гидролизующих ферментов могла бы принять обратное, синтезирующее направление. Такие условия скорее всего могут осуществляться при отсутствии или затруднении сквозного промачивания, в частности обусловленного недостатком влаги. Однако в последнем случае, особенно в сочетании с высокой температурой, возрастает интенсивность аэробных процессов окислительного распада, в результате которых гуминовые кислоты могут подвергаться и значительному разложению.
Группа фульвокислот по содержанию углерода и элементов воды очень близка к среднему составу растительных остатков и отличается от последних главным образом более высокой степенью окисленности. Поэтому их образование может быть результатом господствующих при разложении органических остатков биохимических реакций гидролиза и окисления, которым особенно благоприятствуют сквозное промывание и поверхностное (надземное) поступление растительных остатков (например, в подзолистых почвах под лесами). Но под влиянием этих же реакций они, очевидно, могут и разлагаться, не накапливаясь в значительных количествах. Накопление их в почвах может быть обязано или связыванию их с гидратами полутораокисей, главным образом алюминия, или же с образующимися гуминовыми кислотами в форме сложных полимерных комплексов (связанных большей частью с кальцием).
Таким образом, накопление гуминовых кислот является условием, благоприятствующим закреплению и, следовательно, накоплению и фульвокислот. Поэтому в тучных (мощных) черноземах при наиболее высоком относительном и абсолютном содержании гуминовых кислот мы наблюдаем наибольшее абсолютное (но не относительное) накопление и фульвокислот (в форме полимерных комплексов с гуминовыми кислотами, связанных с кальцием).
Обыкновенно принимается, что условиями гумусообразования в черноземах являются: а) поступление большого количества органических остатков в виде отмирающих в конце лета корневых масс травянистой растительности и б) разложение этих остатков при резко выраженной сухости почвы.
Однако такие условия более характерны для подзоны обыкновенных (и южных) черноземов, в которых наблюдается уже уменьшение запасов гумуса по сравнению с мощными (тучными) и даже выщелоченными черноземами лесостепи, сформировавшимися под покровом лугово-степной растительности, отмирающей в значительной части не летом, а глубокой осенью.
Таким образом, максимальное накопление гумуса в мощных (тучных) черноземах связано с разложением большого количества корневых остатков в условиях весеннего максимума влаги при ограниченном сквозном промачивании гумусового горизонта. Наступающий в течение лета период относительной сухости, вероятно, играет роль в последующих явлениях перехода образующейся ульминовой кислоты в гуминовую и закреплении последней в форме гуматов кальция.
По направлению от черноземов к северу - к оподзоленным почвам лесостепи и особенно к подзолистым почвам северной лесной зоны, периоды иссушения почвы сокращаются и исчезают, а в условиях достаточно устойчивого сквозного промачивания и преобладающего поверхностного поступления растительных остатков господствуют процессы гидролитического распада. При этом условия для образования гуминовых кислот ухудшаются, накопление их сильно сокращается, и преобладающей группой гумусовых веществ являются фульвокислоты. Последние, однако, не могут, за некоторыми исключениями, накапливаться в значительных массах, поэтому содержание гумуса в подзолистых почвах резко сокращается. Вместе с этим изменяются и формы состояния гумусовых кислот, которые в значительной своей части представлены бурыми, т. е. ульминовыми кислотами, не вполне насыщенными кальцием или частью связанными с подвижными полутораокисями.
К югу и юго-востоку от черноземной зоны в связи с уменьшением влажности климата можно бы было ожидать ослабления реакций гидролиза и, как следствие этого, увеличения относительного содержания гуминовых кислот. Однако этому препятствует значительное усиление энергии реакций гидролитического и окислительного распада органических веществ, связанное с повышением температуры. При одновременном резком сокращении количества поступающих растительных остатков это приводит к быстрому распаду последних даже в короткие периоды достаточного увлажнения. Образующиеся при этом в небольших количествах гуминовые кислоты подвергаются окислительному распаду в последующие продолжительные периоды сухости почвы. Вследствие этого в типичных сероземах мы имеем наиболее низкие запасы гумуса при относительно небольшом содержании гуминовых кислот и высоком проценте азота. Последнее обязано тому, что непосредственным материалом для образования гумуса здесь в более значительной мере, чем в других почвах, являются автолизирующиеся тела микроорганизмов.
Резкое увеличение влажности климата (по сравнению с сероземами) в условиях влажных субтропиков сопровождается не менее резким увеличением поступления органического вещества в почвы (красноземы).
Это обстоятельство, несмотря на интенсивность процессов гидролитического и окислительного распада, приводит к довольно значительному накоплению гумуса в красноземах.
В составе последнего преобладают фульвокислоты, связанные с подвижными формами полутораокисей.
В настоящем сообщении я не имею возможности останавливаться на вопросе о значении для процессов гумусообразования более частных (местных) условий и культурных воздействий. Этот вопрос заслуживает особого сообщения ввиду своей важности с практической точки зрения.