Aiuto su Tele2, tariffe, domande

Capitolo 4. MATERIA ORGANICA DEL SUOLO E SUA COMPOSIZIONE

§1. Fonti di materia organica e sua composizione

La componente più importante del suolo è la sostanza organica, che è una complessa combinazione di resti vegetali e animali in vari stadi di decomposizione, e specifiche sostanze organiche del suolo chiamate humus.

Tutti i componenti della biocenosi che cadono sul o nel suolo (microrganismi morti, muschi, licheni, animali, ecc.) sono considerati una potenziale fonte di materia organica, ma le piante verdi, che ogni anno vengono lasciate nel suolo e su di esso, sono la principale fonte di accumulo di humus nei suoli in superficie una grande quantità di materia organica. La produttività biologica delle piante varia ampiamente e varia da 1-2 t/anno di materia organica secca (tundra) a 30-35 t/anno (subtropicali umidi).

La lettiera vegetale differisce non solo quantitativamente, ma anche qualitativamente (vedi capitolo 2). La composizione chimica delle sostanze organiche che entrano nel suolo è molto varia e dipende in gran parte dal tipo di piante morte. La maggior parte della loro massa è acqua (75 - 90%). La composizione della sostanza secca comprende carboidrati, proteine, grassi, cere, resine, lipidi, tannini e altri composti. La stragrande maggioranza di questi composti sono sostanze macromolecolari. La maggior parte dei residui vegetali è costituita principalmente da cellulosa, emicellulosa, lignina e tannini, mentre le specie arboree ne sono le più ricche. Le proteine ​​si trovano maggiormente nei batteri e nei legumi, la quantità minore si trova nel legno.

Inoltre, i residui organici contengono sempre una certa quantità di elementi di cenere. La maggior parte della cenere è calcio, magnesio, silicio, potassio, sodio, fosforo, zolfo, ferro, alluminio, manganese, che formano complessi organominerali nella composizione dell'humus. Il contenuto di silice (SiO 2) varia dal 10 al 70%, fosforo - dal 2 al 10% della massa di cenere. Il nome degli elementi di cenere è dovuto al fatto che quando le piante vengono bruciate, rimangono nella cenere e non si volatilizzano, come accade con il carbonio, l'idrogeno, l'ossigeno e l'azoto.

In una quantità molto piccola, i microelementi si trovano nella cenere: boro, zinco, iodio, fluoro, molibdeno, cobalto, nichel, rame, ecc. Alghe, cereali e legumi hanno il più alto contenuto di ceneri, la minima cenere si trova nel legno di conifere . La composizione della materia organica può essere rappresentata come segue (Fig. 6).

§2. Trasformazione della sostanza organica nel suolo

La trasformazione dei residui organici in humus è un complesso processo biochimico che avviene nel suolo con la partecipazione diretta di microrganismi, animali, ossigeno dell'aria e acqua. In questo processo, il ruolo principale e decisivo spetta ai microrganismi coinvolti in tutte le fasi della formazione dell'humus, facilitata dall'enorme popolazione di suoli con microflora. Anche gli animali che abitano il suolo sono attivamente coinvolti nella trasformazione dei residui organici in humus. Gli insetti e le loro larve, i lombrichi schiacciano e macinano i residui vegetali, li mescolano al terreno, inghiottono, lavorano e gettano nel terreno la parte inutilizzata sotto forma di escrementi.

Quando muoiono, tutti gli organismi vegetali e animali subiscono processi di decomposizione in composti più semplici, il cui stadio finale è completo mineralizzazione materia organica. Le sostanze inorganiche risultanti vengono utilizzate dalle piante come nutrienti. Il tasso di decomposizione e mineralizzazione dei vari composti non è lo stesso. Gli zuccheri solubili e l'amido sono intensamente mineralizzati; le proteine, le emicellulose e la cellulosa si decompongono abbastanza bene; resistente - lignina, resine, cere. Un'altra parte dei prodotti di decomposizione viene consumata dai microrganismi stessi (eterotrofici) per la sintesi di proteine ​​secondarie, grassi, carboidrati, che formano il plasma di nuove generazioni di microrganismi, e dopo la morte di questi ultimi, viene nuovamente sottoposta alla processo di decomposizione. Viene chiamato il processo di ritenzione temporanea di materia organica in una cellula microbica sintesi microbica. Alcuni dei prodotti di decomposizione vengono convertiti in specifiche sostanze macromolecolari complesse - sostanze umiche. Viene chiamato l'insieme dei complessi processi biochimici e fisico-chimici di trasformazione della materia organica, a seguito dei quali si forma una specifica materia organica del suolo, l'humus umificazione. Tutti e tre i processi avvengono nel suolo contemporaneamente e sono interconnessi tra loro. La trasformazione della materia organica avviene con la partecipazione di enzimi secreti da microrganismi, radici di piante, sotto l'influenza delle quali si svolgono reazioni biochimiche di idrolisi, ossidazione, riduzione, fermentazione, ecc. e si forma l'humus.

Esistono diverse teorie sulla formazione dell'humus. Il primo nel 1952 sembrava condensazione teoria sviluppata da M.M.Kononova. Secondo questa teoria, la formazione dell'humus procede come un graduale processo di policondensazione (polimerizzazione) di prodotti intermedi di decomposizione di sostanze organiche (gli acidi fulvici si formano prima e da essi si formano gli acidi umici). Concetto ossidazione biochimica sviluppato da L.N. Alexandrova negli anni '70 del XX secolo. Secondo esso, le reazioni di lenta ossidazione biochimica dei prodotti di decomposizione, che portano alla formazione di un sistema di acidi umici ad alto peso molecolare e composizione elementare variabile, hanno un ruolo di primo piano nel processo di umificazione. Gli acidi umici interagiscono con gli elementi di cenere dei residui vegetali rilasciati durante la mineralizzazione di questi ultimi, nonché con la parte minerale del suolo, formando vari derivati ​​organo-minerali degli acidi umici. In questo caso, un unico sistema di acidi viene suddiviso in un numero di frazioni che differiscono per il grado di solubilità e la struttura della molecola. La parte meno dispersa, che forma sali insolubili in acqua con calcio e sesquiossidi, si forma come un gruppo di acidi umici. Una frazione più dispersa, che dà prevalentemente sali solubili, forma un gruppo di acidi fulvici. Biologico i concetti di formazione dell'humus suggeriscono che le sostanze umiche sono prodotti della sintesi di vari microrganismi. Questo punto di vista è stato espresso da V.R. Williams, è stato sviluppato nelle opere di F.Yu Geltser, S.P. Lyakh, D.G. Zvyagintsev e altri.

In varie condizioni naturali carattere e velocità la formazione dell'humus non è la stessa e dipende dalle condizioni interrelate della formazione del suolo: i regimi acqua-aria e termici del suolo, la sua composizione granulometrica e le proprietà fisico-chimiche, la composizione e la natura della fornitura di residui vegetali, la composizione e l'intensità delle specie dell'attività vitale dei microrganismi.

La trasformazione dei residui avviene in condizioni aerobiche o anaerobiche, a seconda del regime acqua-aria. IN aerobico condizioni con una quantità sufficiente di umidità nel suolo, una temperatura favorevole e libero accesso a O 2, il processo di decomposizione dei residui organici si sviluppa intensamente con la partecipazione di microrganismi aerobici. Le condizioni ottimali sono una temperatura di 25 - 30 ° C e umidità - 60% della capacità di umidità totale del suolo. Ma nelle stesse condizioni, la mineralizzazione sia dei prodotti di decomposizione intermedi che delle sostanze umiche procede rapidamente, quindi nel terreno si accumula relativamente poco humus, ma molti elementi di cenere e nutrimento azotato delle piante (nei terreni grigi e in altri terreni subtropicali).

In condizioni anaerobiche (con costante eccesso di umidità, nonché a basse temperature, mancanza di O 2), i processi di formazione dell'humus procedono lentamente con la partecipazione, principalmente, di microrganismi anaerobici. In questo caso si formano molti acidi organici a basso peso molecolare e prodotti gassosi ridotti (CH 4 , H 2 S) che inibiscono l'attività vitale dei microrganismi. Il processo di decomposizione svanisce gradualmente ei resti organici si trasformano in torba, una massa di resti vegetali decomposti e non decomposti, che conservano parzialmente la struttura anatomica. La combinazione di condizioni aerobiche e anaerobiche nel terreno con periodi alternati di essiccazione e inumidimento è la più favorevole per l'accumulo di humus. Questo regime è tipico dei chernozem.

Anche la composizione delle specie dei microrganismi del suolo e l'intensità della loro attività vitale influenzano la formazione dell'humus. I suoli podzolici settentrionali, a causa di specifiche condizioni idrotermali, sono caratterizzati dal contenuto più basso di microrganismi con bassa diversità di specie e bassa attività vitale. La conseguenza di ciò è la lenta decomposizione dei residui vegetali e l'accumulo di torba decomposta. Nelle subtropicali umide e nei tropici si nota uno sviluppo intensivo dell'attività microbiologica e, in relazione a ciò, una mineralizzazione attiva dei residui. Il confronto delle riserve di humus in diversi suoli con un numero diverso di microrganismi in essi indica che sia la biogenicità del suolo molto bassa che quella alta non contribuiscono all'accumulo di humus. La maggior quantità di humus si accumula nei terreni con un contenuto medio di microrganismi (chernozem).

La composizione granulometrica e le proprietà fisico-chimiche del suolo hanno un'influenza non meno significativa. Nei terreni sabbiosi e sabbiosi argillosi, ben riscaldati e aerati, la decomposizione dei residui organici procede rapidamente, una parte significativa di essi è mineralizzata, ci sono poche sostanze umiche e sono scarsamente fissate sulla superficie delle particelle di sabbia. Nei terreni argillosi e argillosi, il processo di decomposizione dei residui organici a parità di condizioni è più lento (a causa della mancanza di O 2), le sostanze umiche si fissano sulla superficie delle particelle minerali e si accumulano nel terreno.

La composizione chimica e mineralogica del suolo determina la quantità di nutrienti necessari per i microrganismi, la reazione dell'ambiente in cui si forma l'humus e le condizioni per fissare le sostanze umiche nel suolo. Pertanto, i terreni saturi di calcio hanno una reazione neutra, favorevole allo sviluppo di batteri e alla fissazione degli acidi umici sotto forma di humate di calcio insolubili in acqua, che lo arricchiscono di humus. In un ambiente acido, quando i suoli sono saturi di idrogeno e alluminio, si formano acidi fulvici solubili, che hanno una maggiore mobilità e portano a un grande accumulo di humus. Anche i minerali argillosi come la montmorillonite e la vermiculite contribuiscono alla fissazione dell'humus nel terreno.

A causa della differenza dei fattori che influenzano la formazione dell'humus, la quantità, la qualità e le riserve di humus non sono le stesse nei diversi terreni. Pertanto, gli orizzonti superiori dei tipici chernozem contengono il 10-14% di humus, suoli di foresta grigia scura 4-9%, suoli podzolici fangosi 2-3%, castagna scura, suoli gialli 4-5%, suoli semidesertici marroni e grigio-marroni 1-2%. Diverse sono anche le riserve di materia organica nelle aree naturali. Le riserve più grandi, secondo IV Tyurin, hanno vari sottotipi di chernozem, torbiere, foresta grigia, castagno medio-scuro, suoli rossi, suoli grigi bassi, podzolici, sod-podzolici, tipici. I terreni arabili della Repubblica di Bielorussia contengono humus: argilloso– 65 t/ha, cm argilloso– 52 t/ha, cm sabbioso - 47 t/ha, cm sabbioso– 35 t/ha. I suoli della Repubblica di Bielorussia, a seconda del contenuto di humus nello strato arabile, sono divisi in 6 gruppi (Tabella 3). Nei suoli di altre zone naturali sono presenti gradazioni dipendenti dal contenuto di humus.

Tabella 3

Raggruppamento del suolo della Repubblica di Bielorussia per contenuto di humus

Nella Repubblica di Bielorussia, la maggior parte del terreno appartiene ai suoli dei gruppi II e III, circa il 20% - ai suoli del gruppo IV (Fig. 7).

§3. Composizione e classificazione dell'humus

Humusè una specifica sostanza organica contenente azoto ad alto peso molecolare di natura acida. Costituisce la parte principale della sostanza organica del suolo, che ha perso completamente le caratteristiche della struttura anatomica degli organismi vegetali e animali morti. L'humus del suolo è costituito da sostanze umiche specifiche, inclusi acidi umici (HA), acidi fulvici (FA) e humina (vedi Fig. 6), che differiscono per solubilità ed estraibilità.

Acidi umici- si tratta di sostanze contenenti azoto ad alto peso molecolare di colore scuro insolubili in acqua, acidi minerali e organici. Si dissolvono bene negli alcali con la formazione di soluzioni colloidali di colore ciliegia scuro o marrone-nero.

Quando interagiscono con i cationi metallici, gli acidi umici formano sali - humate. Gli umati di metalli monovalenti sono altamente solubili in acqua e vengono lavati via dal suolo, mentre gli umati di metalli bivalenti e trivalenti non si dissolvono in acqua e sono ben fissati nel suolo. Il peso molecolare medio degli acidi umici è 1400. Contengono C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (in peso). I componenti principali della molecola di acido umico sono il nucleo, le catene laterali e i gruppi funzionali periferici. Il nucleo delle sostanze umiche è costituito da una serie di anelli ciclici aromatici. Le catene laterali possono essere carboidrati, amminoacidi e altre catene. I gruppi funzionali sono rappresentati da diversi gruppi carbossilici (–COOH) e fenolidrossilici, che svolgono un ruolo importante nella formazione del suolo, in quanto determinano i processi di interazione degli acidi umici con la parte minerale del suolo. Gli acidi umici sono la parte più preziosa dell'humus, aumentano la capacità di assorbimento del suolo, contribuiscono all'accumulo di elementi di fertilità del suolo e alla formazione di una struttura resistente all'acqua.

Acidi fulviciè un gruppo di acidi umici che rimangono in soluzione dopo la precipitazione degli acidi umici. Questi sono anche acidi contenenti azoto organico ad alto peso molecolare che, a differenza degli acidi umici, contengono meno carbonio, ma più ossigeno e idrogeno. Hanno un colore chiaro (giallo, arancione), sono facilmente solubili in acqua. I sali (fulvati) sono anche solubili in acqua e debolmente fissati nel terreno. Gli acidi fulvici hanno una reazione fortemente acida, distruggono vigorosamente la parte minerale del suolo, provocando lo sviluppo del processo podzoobrazovaniya del suolo.

Il rapporto tra acidi umici e acidi fulvici nei diversi terreni non è lo stesso. A seconda di questo indicatore (C HA: C FA), si distinguono i seguenti tipi di humus: humate(> 1,5), umano-fulvato (1,5 – 1), fulvatno-humate (1 – 0,5), fulvico (< 0,5). Качество гумуса, плодородие почвы зависят от преобладания той или иной группы. К северу и к югу от черноземов содержание гуминовых кислот в почвах уменьшается. Относительно высокое содержание фульвокислот наблюдается в гумусе подзолистых почв и красноземов. Можно сказать, что условия, благоприятствующие накоплению гумуса в почвах, способствуют и накоплению устойчивой и наиболее агрономически ценной его части – гуминовых кислот. Соотношение С ГК: С ФК имеет наибольшее значение (1,5 – 2,5) в гумусе черноземов, снижаясь к северу и к югу от зоны этих почв. При интенсивном использовании пахотных земель без достаточного внесения органических удобрений наблюдается снижение как общего содержания гумуса (дегумификация), так и гуминовых кислот.

Gomma- si tratta di una parte di sostanze umiche che non si sciolgono in nessun solvente, sono rappresentate da un complesso di sostanze organiche (acidi umici, acidi fulvici e loro derivati ​​organo-minerali), saldamente associate alla parte minerale del suolo. È una parte inerte dell'humus del suolo.

La specificità e la composizione dei complessi di humus servono come base per la classificazione dei tipi di humus. RE Muller ha proposto una classificazione delle forme forestali di humus come sistema biologico di interazione tra sostanze organiche, microbiota e vegetazione. Tra questi complessi si distinguono 3 tipi di humus.

Humus morbido - mul Si forma in boschi di latifoglie o misti con attività intensiva della fauna del suolo in condizioni idrotermali favorevoli e presenza di una quantità sufficiente di basi, principalmente calcio, nella lettiera e nel suolo; La lettiera quasi non si accumula nei terreni dei muli, poiché la lettiera in arrivo viene vigorosamente decomposta dal microbiota. La composizione dell'humus è dominata dagli acidi umici.

Humus grossolano - pestilenza, contenente una grande quantità di residui semi-decomposti, è caratteristico delle foreste di conifere, si forma con un basso contenuto di elementi di cenere nella lettiera, una mancanza di basi e un alto contenuto di silice nel suolo, ha una reazione acida, è resistente ai microrganismi e mineralizza lentamente con la partecipazione di funghi. Come risultato del lento sviluppo dei processi di umificazione e mineralizzazione nei suoli, si forma un potente orizzonte simile alla torba di lettiera A 0, costituito da 3 strati: a) uno strato di materia organica decomposta debolmente (L), che è lettiera fresca, b) uno strato di fermentazione semidecomposto (F), c) uno strato umificato (H).

Forma intermedia - modera si sviluppa in condizioni di mineralizzazione abbastanza rapida dei residui vegetali, dove svolge un ruolo significativo l'attività funzionale degli animali del suolo, che macinano i residui vegetali, il che facilita notevolmente la loro successiva decomposizione da parte della microflora del suolo.

§quattro. Importanza ed equilibrio dell'humus del suolo

L'accumulo di humus è il risultato del processo di formazione del suolo, mentre le sostanze humus stesse hanno una grande influenza sull'ulteriore direzione del processo di formazione del suolo e sulle proprietà del suolo. Le funzioni dell'humus nel suolo sono molto diverse:

1) la formazione di uno specifico profilo del suolo (con orizzonte A), la formazione della struttura del suolo, il miglioramento delle proprietà idrofisiche del suolo, l'aumento della capacità di assorbimento e della capacità tampone dei suoli;

2) una fonte di nutrienti minerali per le piante (N, P, K, Ca, Mg, S, oligoelementi), una fonte di nutrizione organica per organismi eterotrofi del suolo, una fonte di CO 2 nello strato superficiale dell'atmosfera e biologicamente composti attivi nel suolo, che stimolano direttamente la crescita e lo sviluppo delle piante, mobilitano i nutrienti, influenzano l'attività biologica del suolo;

3) svolge funzioni sanitarie e protettive - accelera la distruzione dei pesticidi, fissa gli inquinanti, riducendone l'ingresso nelle piante.

In connessione con il diverso ruolo della sostanza organica nella fertilità del suolo, il problema dell'equilibrio dell'humus dei terreni coltivabili è di attuale importanza. Come ogni bilancio, il bilancio dell'humus comprende voci di entrata (afflusso di residui organici e loro umificazione) e spese (mineralizzazione e altre perdite). In condizioni naturali, più il suolo è vecchio, più è fertile: il bilancio è positivo o nullo, nei seminativi è più spesso negativo. In media, i terreni seminativi perdono circa 1 t/ha di humus all'anno. Per regolare la quantità di humus si utilizza un'introduzione sistematica di una quantità sufficiente di sostanza organica sotto forma di letame (da 1 tonnellata di letame si formano ≈ 50 kg di humus), compost di torba, semina di erbe perenni, l'uso di concimi verdi (sovescio), calcarei terreni acidi e gesso alcalino.

Lo stato di humus dei suoli è un importante indicatore di fertilità ed è determinato da un sistema di indicatori, tra cui il livello di contenuto e riserve di sostanza organica, la sua distribuzione del profilo, l'arricchimento con azoto (C:N) e calcio, il grado di umificazione , tipi di acidi umici e loro rapporto. Alcuni dei suoi parametri servono come oggetto di monitoraggio ambientale.

parte organica suolo rappresentati da organismi viventi (fase vivente, o biofase), non decomposti, residui organici e sostanze umiche (Fig. 1)

Parte organica del suolo

Riso. 1. Parte organica del suolo

Gli organismi viventi sono stati discussi sopra. Ora è necessario definire i residui organici.

resti organici- si tratta di sostanze organiche, tessuti di piante e animali, che conservano parzialmente la loro forma e struttura originarie. Da notare la diversa composizione chimica dei vari residui.

Sostanze umiche sono tutte sostanze organiche del suolo, ad eccezione degli organismi viventi e dei loro resti, che non hanno perso la loro struttura tissutale. È generalmente accettato suddividerli in sostanze umiche specifiche propriamente dette e sostanze organiche non specifiche di natura individuale.

Le sostanze umiche non specifiche contengono sostanze di natura individuale:

a) composti azotati, ad esempio semplici e complessi, proteine, amminoacidi, peptidi, basi puriniche, basi pirimidiniche; carboidrati; monosaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi;

b) lignina;

c) lipidi;

e) tannini;

f) acidi organici;

g) alcoli;

h) aldeidi.

Pertanto, le sostanze organiche non specifiche sono singoli composti organici e prodotti intermedi di decomposizione di residui organici. Costituiscono circa il 10-15% del contenuto totale di humus dei suoli minerali e possono raggiungere il 50-80% della massa totale di composti organici negli orizzonti torbosi e nella lettiera forestale.

In realtà le sostanze umiche rappresentano un sistema specifico di composti organici contenenti azoto ad alto peso molecolare di struttura ciclica e natura acida. Secondo molti ricercatori, la struttura della molecola del composto di humus è complessa. È stato stabilito che i componenti principali della molecola sono il nucleo, le catene laterali (periferiche) e i gruppi funzionali.

Si ritiene che il nucleo sia anelli aromatici ed eterociclici, costituiti da composti a cinque e sei membri del tipo:

benzene furano pirrolo naftalene indolo

Le catene laterali si estendono dal nucleo alla periferia della molecola. Sono rappresentati nella molecola dei composti umici da amminoacidi, carboidrati e altre catene.

La composizione delle sostanze umiche contiene carbossile (-COOH), fenolidrossile (-OH), metossile (-CH3O) e alcool idrossile. Questi gruppi funzionali determinano le proprietà chimiche delle sostanze umiche. Un tratto caratteristico del sistema delle sostanze umiche vero e proprio è l'eterogeneità, cioè la presenza in esso di componenti di vari stadi di umificazione. Tre gruppi di sostanze si distinguono da questo complesso sistema:

a) acidi umici;

b) acidi fulvici;

c) umine, o più precisamente residuo non idrolizzabile.

Acidi umici (HA)- un gruppo di sostanze umiche di colore scuro, estratte dal terreno con soluzioni alcaline e precipitate con acidi minerali a pH = 1-2. Sono caratterizzati dalla seguente composizione elementare: contenuto di C dal 48 al 68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Questi composti sono praticamente insolubili in acqua e acidi minerali; sono facilmente precipitati dalle soluzioni di HA dagli acidi H+, Ca2+, Fe3+, A13+. Questi sono composti di humus di natura acida, che è dovuta a gruppi funzionali idrossilici carbossilici e fenolici. L'idrogeno di questi gruppi può essere sostituito da altri cationi. La capacità di sostituzione dipende dalla natura del catione, dal pH del mezzo e da altre condizioni. In una reazione neutra, vengono sostituiti solo gli ioni idrogeno dei gruppi carbossilici. La capacità di assorbimento dovuta a questa proprietà dell'HA va da 250 a 560 meq per 100 g di HA. Con una reazione alcalina, la capacità di assorbimento aumenta a 600-700 mg·eq/100 g di HA grazie alla capacità di sostituire gli ioni idrogeno dei gruppi idrossilici. Il peso molecolare dell'HA quando determinato con vari metodi varia da 400 a centinaia di migliaia. Nella molecola HA è più chiaramente rappresentata la parte aromatica, la cui massa prevale sulla massa delle catene laterali (periferiche).

Gli acidi umici non hanno una struttura cristallina, la maggior parte di essi si trova nel terreno sotto forma di gel, che sono facilmente peptizzati dall'azione degli alcali e formano soluzioni molecolari e colloidali.

Quando l'HA interagisce con gli ioni metallici, si formano i sali, che vengono chiamati humate. Gli umati NH4+, Na+, K+ sono altamente solubili in acqua e possono formare soluzioni colloidali e molecolari. Il ruolo di questi composti nel suolo è enorme. Ad esempio, gli umati di Ca, Mg, Fe e Al sono fondamentalmente scarsamente solubili, possono formare gel resistenti all'acqua, mentre passano in uno stato stazionario (accumulo), e sono anche la base per la formazione di una struttura resistente all'acqua.

Acidi fulvici (FA) - un gruppo specifico di sostanze umiche, solubili in acqua e acidi minerali. Caratterizzato dalla seguente composizione chimica: contenuto di C dal 40 al 52%; H - 5-4%, ossigeno -40-48%, N - 2-6%. Gli acidi fulvici, a differenza dell'HA, sono altamente solubili in acqua, acidi e alcali. Le soluzioni sono di colore giallo o giallo paglierino. Da qui questi composti hanno preso il nome: in latino fulvus - giallo. Le soluzioni acquose di FA sono fortemente acide (pH 2,5). Il peso molecolare degli acidi fulvici, determinato con vari metodi, varia da 100 a diverse centinaia e persino migliaia di unità di massa convenzionali.

La molecola dell'acido fulvico ha una struttura più semplice rispetto agli acidi umici. La parte aromatica di questi composti è meno pronunciata. La struttura della molecola FA è dominata da catene laterali (periferiche). I gruppi funzionali attivi sono gruppi carbossilici e fenolidrossilici, il cui idrogeno entra nelle reazioni di scambio. La capacità di scambio dell'AF può raggiungere i 700-800 mg·eq per 100 g di preparati di acido fulvico.

Quando interagiscono con la parte minerale del suolo, gli acidi fulvici formano composti organo-minerali con ioni metallici, oltre a minerali. Gli acidi fulvici, grazie alla loro forte reazione acida e alla buona solubilità in acqua, distruggono attivamente la parte minerale del suolo. In questo caso si formano sali di acidi fulvici, che hanno un'elevata mobilità nel profilo del suolo. I composti organo-minerali degli acidi fulvici sono attivamente coinvolti nella migrazione di materia ed energia nel profilo del suolo, nella formazione, ad esempio, degli orizzonti genetici individuali.

Residuo non idrolizzabile (humins) - un gruppo di sostanze umiche, che è un residuo di composti organici insolubili alcali nel terreno. Questo gruppo è costituito sia da sostanze umiche propriamente dette, ad esempio gli umini sono costituiti da acidi umici, fortemente associati ai minerali, sia da singole sostanze fortemente associate e residui organici di vari gradi di decomposizione con la parte minerale del suolo.

Il suolo è un insieme complesso di componenti che sono in combinazione tra loro. La composizione del suolo comprende:

• elementi minerali.
• composti organici.
• soluzioni del suolo.
• aria del suolo.
• sostanze organo-minerali.
• microrganismi del suolo (biotici e abiotici).

Per analizzare la composizione del suolo e determinarne i parametri, è necessario disporre dei valori della composizione naturale - a seconda di ciò, viene effettuata una valutazione del contenuto di alcune impurità.

La maggior parte della parte inorganica (minerale) del suolo è costituita da silice cristallina (quarzo). Può essere dal 60 all'80 percento del numero totale di elementi minerali.

Un numero abbastanza elevato di componenti inorganici è occupato da tali alluminosilicati come mica e feldspati. Ciò include anche minerali argillosi di natura secondaria, ad esempio montmorilloniti.

Le montmorilloniti sono di grande importanza per le qualità igieniche del suolo grazie alla capacità di assorbire cationi (compresi i metalli pesanti) e quindi disinfettare chimicamente il suolo.

Inoltre, la parte minerale dei componenti del suolo include tali elementi chimici (principalmente sotto forma di ossidi) come:

• alluminio
• ferro da stiro
• silicio
• potassio
• sodio
• magnesio
• calcio
• fosforo

Inoltre, ci sono altri componenti. Spesso possono essere sotto forma di sali solforici, fosforici, carbonici e cloridrici.

Componenti organiche del suolo

La maggior parte dei componenti organici si trova nell'humus. Questi sono, in un modo o nell'altro, composti organici complessi, aventi nella loro composizione elementi come:

• carbonio
• ossigeno
• idrogeno
• fosforo

Una parte significativa dei componenti organici del suolo si trova disciolta nell'umidità del suolo.

Per quanto riguarda la composizione gassosa del suolo, è aria, con approssimativamente la seguente percentuale:

1) azoto - 60-78%

2) ossigeno - 11-21%

3) anidride carbonica - 0,3-8%

L'aria e l'acqua determinano un indicatore come la porosità del suolo e possono variare dal 27 al 90% del volume totale.

Determinazione della composizione granulometrica del terreno

La composizione granulometrica (meccanica) del suolo è il rapporto tra particelle di suolo di varie dimensioni, indipendentemente dalla loro origine (chimica o mineralogica). Questi gruppi di particelle sono combinati in frazioni.

La composizione granulometrica del suolo è di importanza decisiva per la valutazione del livello di fertilità e di altri indicatori fondamentali del suolo.

A seconda della dispersione, le particelle del suolo si dividono in due categorie principali:

1) particelle con diametro superiore a 0,001 mm.

2) particelle di diametro inferiore a 0,001 mm.

Il primo gruppo di particelle proviene da tutti i tipi di formazioni minerali e frammenti di roccia. La seconda categoria si verifica durante l'erosione di minerali argillosi e componenti organici.

Fattori che influenzano la formazione del suolo

Nel determinare la composizione del suolo, è necessario prestare attenzione ai fattori di formazione del suolo: hanno un impatto significativo sulla struttura e sulla composizione del suolo.

È consuetudine distinguere i seguenti principali fattori di formazione del suolo:

• l'origine della roccia madre del suolo.
• età del suolo.
• topografia superficiale del suolo.
• condizioni climatiche di formazione del suolo.
• composizione dei microrganismi del suolo.
• attività umane che interessano il suolo.

Clarke come unità di misura della composizione chimica del suolo

Clark è un'unità convenzionale che determina la quantità normale di un certo elemento chimico in un terreno ideale (incontaminato). Ad esempio, un chilogrammo di terreno naturalmente puro dovrebbe contenere circa il 3,25% di calcio: questo è 1 clarke. Il livello di un elemento chimico di 3-4 clark o più indica che il terreno è fortemente contaminato da questo elemento.

Il suoloè un sistema complesso costituito da componenti minerali e organici. Serve come substrato per lo sviluppo delle piante. Per un'agricoltura di successo, è necessario conoscere le caratteristiche e le modalità di formazione del suolo: questo aiuta ad aumentarne la fertilità, cioè è di grande importanza economica.

La composizione del suolo comprende quattro componenti principali:
1) sostanza minerale;
2) sostanza organica;
3) aria;
4) acqua, che è più correttamente chiamata soluzione del suolo, poiché alcune sostanze sono sempre disciolte in essa.

Materia minerale del suolo

Di il suolo è costituito da componenti minerali di diverse dimensioni: pietre, pietrisco e "terra fine". Quest'ultimo è solitamente suddiviso nell'ordine di grossolanità delle particelle in argilla, limo e sabbia. La composizione meccanica del suolo è determinata dal contenuto relativo di sabbia, limo e argilla in esso.

La composizione meccanica del suolo influenza fortemente il drenaggio, il contenuto di nutrienti e il regime di temperatura del suolo, in altre parole, la struttura del suolo dal punto di vista agronomico. I terreni di medio e fine impasto come argille, argille e limi sono generalmente più adatti alla crescita delle piante, in quanto contengono nutrienti sufficienti e sono in grado di trattenere meglio l'acqua con sali disciolti. I terreni sabbiosi drenano più velocemente e perdono i nutrienti attraverso la lisciviazione, ma sono utili per i raccolti precoci; in primavera si asciugano e si riscaldano più velocemente di quelli argillosi. La presenza di sassi, cioè particelle con diametro superiore a 2 mm, è importante dal punto di vista dell'usura degli attrezzi agricoli e dell'effetto sul drenaggio. Di solito, con l'aumentare del contenuto di pietre nel terreno, diminuisce la sua capacità di trattenere l'acqua.

materia organica del suolo

materia organica, di regola, costituisce solo una piccola frazione volumetrica del suolo, ma è molto importante, poiché determina molte delle sue proprietà. È la principale fonte di nutrienti per le piante come fosforo, azoto e zolfo; contribuisce alla formazione di aggregati del suolo, cioè di una struttura finemente zollata, che è particolarmente importante per i terreni pesanti, poiché di conseguenza aumentano la permeabilità all'acqua e l'aerazione; serve da cibo per i microrganismi. La materia organica del suolo è suddivisa in detriti o materia organica morta (MOB) e biota.

Humus(humus) è il materiale organico risultante dalla decomposizione incompleta del MOB. Una parte significativa di esso non esiste in forma libera, ma è associata a molecole inorganiche, principalmente a particelle di terreno argilloso. Insieme a loro, l'humus costituisce il cosiddetto complesso di assorbimento del suolo, estremamente importante per quasi tutti i processi fisici, chimici e biologici che si verificano in esso, in particolare per la ritenzione di acqua e sostanze nutritive.

Tra gli organismi del suolo un posto speciale è occupato dai lombrichi. Questi detritivori, insieme ai MOB, ingeriscono grandi quantità di particelle minerali. Muovendosi tra diversi strati di terreno, i vermi lo mescolano costantemente. Inoltre, lasciano passaggi che ne facilitano l'aerazione e il drenaggio, migliorandone così la struttura e le proprietà associate. I lombrichi prosperano meglio in un ambiente neutro e leggermente acido, raramente si verificano a un pH inferiore a 4,5.

materia organica del suolo- si tratta di un sistema complesso di tutte le sostanze organiche presenti nel profilo allo stato libero o sotto forma di composti organominerali, escluse quelle facenti parte di organismi viventi.

La principale fonte di materia organica del suolo sono i resti di piante e animali in vari stadi di decomposizione. Il maggior volume di biomassa proviene da residui vegetali caduti, il contributo di invertebrati e vertebrati e microrganismi è molto inferiore, ma svolgono un ruolo importante nell'arricchimento della materia organica con componenti contenenti azoto.

La sostanza organica del suolo è suddivisa in due gruppi in base alla sua origine, carattere e funzioni: residui organici e humus. Come sinonimo del termine "humus", a volte viene utilizzato il termine "humus".

resti organici sono rappresentati principalmente da lettiera di terra e radici di piante superiori, che non ha perso la sua struttura anatomica. La composizione chimica dei resti vegetali di diverse cenosi varia notevolmente. A loro comune è la predominanza di carboidrati (cellulosa, emicellulosa, pectina), lignina, proteine ​​e lipidi. Tutto questo complesso complesso di sostanze, dopo la morte degli organismi viventi, entra nel suolo e si trasforma in sostanze minerali e umiche, e viene parzialmente rimosso dal suolo con acque sotterranee, possibilmente a orizzonti petroliferi.

La decomposizione dei residui organici del suolo comprende la distruzione meccanica e fisica, la trasformazione biologica e biochimica e i processi chimici. Enzimi, invertebrati del suolo, batteri e funghi svolgono un ruolo importante nella decomposizione dei residui organici. Gli enzimi sono proteine ​​strutturate con molti gruppi funzionali. La principale fonte di enzimi sono; impianti. Agendo come catalizzatori nel terreno, gli enzimi accelerano milioni di volte i processi di decomposizione e sintesi delle sostanze organiche.

Humusè una raccolta di tutti i composti organici presenti nel suolo, ad eccezione di quelli che fanno parte di organismi viventi e residui organici che ne hanno conservato la struttura anatomica.

Nella composizione dell'humus vengono isolati composti organici non specifici e sostanze umiche specifiche.

Non specifico chiamato un gruppo di sostanze organiche di natura nota e struttura individuale. Entrano nel terreno da resti di piante e animali in decomposizione e con secrezioni radicali. I composti non specifici sono rappresentati da quasi tutti i componenti che costituiscono i tessuti animali e vegetali e le secrezioni intravitali di macro e microrganismi. Questi includono lignina, cellulosa, proteine, aminoacidi, monosaccaridi, cera e acidi grassi.

In generale, la quota di composti organici non specifici non supera il 20% della quantità totale di humus del suolo. I composti organici non specifici sono prodotti di vari gradi di decomposizione e umificazione di materiale vegetale, animale e microbico che entra nel suolo. Questi composti determinano la dinamica delle proprietà del suolo in rapida evoluzione: il potenziale redox, il contenuto di forme mobili di nutrienti, l'abbondanza e l'attività dei microrganismi del suolo e la composizione delle soluzioni del suolo. Le sostanze umiche, invece, determinano la stabilità nel tempo di altre proprietà del suolo: capacità di scambio, proprietà acqua-fisiche, regime dell'aria e colore.

Parte organica specifica del suolo - sostanze umiche- rappresentano un sistema polidisperso eterogeneo (eterogeneo) di composti aromatici contenenti azoto ad alto peso molecolare di natura acida. Le sostanze umiche si formano a seguito di un complesso processo biofisico e chimico di trasformazione (umificazione) dei prodotti di decomposizione dei residui organici che entrano nel suolo.

A seconda della composizione chimica dei residui vegetali, dei fattori della loro decomposizione (temperatura, umidità, composizione dei microrganismi), si distinguono due tipi principali di umificazione: fulvato e humate. Ciascuno di essi corrisponde a una certa composizione di gruppi frazionari di humus. La composizione del gruppo dell'humus è intesa come un insieme e un contenuto di varie sostanze correlate nella struttura e nelle proprietà dei composti. I gruppi più importanti sono gli acidi umici (HA) e gli acidi fulvici (FA).

Gli acidi umici contengono il 46-62% di carbonio (C), il 3-6% di azoto (N), il 3-5% di idrogeno (H) e il 32-38% di ossigeno (O). Nella composizione degli acidi fulvici c'è più carbonio - 45-50%, azoto - 3,0-4,5% e idrogeno - 3-5%. Gli acidi umici e fulvici contengono quasi sempre zolfo (fino all'1,2%), fosforo (decine e centinaia di percento) e cationi di vari metalli.

Come parte dei gruppi HA e FA, si distinguono le frazioni. La composizione frazionata dell'humus caratterizza l'insieme e il contenuto di varie sostanze comprese nei gruppi di HA e FA, secondo le forme dei loro composti con i componenti minerali del suolo. Le seguenti frazioni sono della massima importanza per la formazione del suolo: acidi umici bruni (BHA) associati a sesquiossidi; acidi umici neri (CHA) associati al calcio; frazioni I e Ia di acidi fulvici associate a forme mobili di sesquiossidi; HA e FA, fortemente associati a sesquiossidi e minerali argillosi.

La composizione del gruppo dell'humus caratterizza il rapporto quantitativo tra acidi umici e acidi fulvici. Una misura quantitativa del tipo di humus è il rapporto tra il contenuto di carbonio degli acidi umici (C HA) e il contenuto di carbonio degli acidi fulvici (C FA). In base al valore di questo rapporto (С gk / С fk), si possono distinguere quattro tipi di humus:

• - humate - più di 2;
• - fulvato-umato - 1-2;
• - umano-fulvato - 0,5-1,0;
• - fulvato - meno di 0,5.

Il gruppo e la composizione frazionaria dell'humus cambiano naturalmente e costantemente nella serie genetica zonale dei suoli. Nei terreni podzolici e fangosi-podzolici, gli acidi umici non si formano quasi e si accumulano poco. Il rapporto C gk / C fc è solitamente inferiore a 1 e molto spesso è 0,3-0,6. Nei terreni grigi e nei chernozem, il contenuto assoluto e la proporzione di acidi umici sono molto più alti. Il rapporto С gk / С fk nei chernozem può raggiungere 2,0-2,5. Nei terreni situati a sud dei chernozem, la proporzione di acidi fulvici aumenta gradualmente di nuovo.

L'eccessiva umidità, il contenuto di carbonato della roccia, la salinità lasciano un'impronta sulla composizione del gruppo dell'humus. L'idratazione supplementare di solito favorisce l'accumulo di acidi umici. L'aumento dell'umidità è anche caratteristico dei suoli formati su rocce carbonatiche o sotto l'influenza di acque sotterranee dure.

Anche il gruppo e le composizioni frazionarie dell'humus cambiano lungo il profilo del suolo. La composizione frazionaria dell'humus in diversi orizzonti dipende dalla mineralizzazione della soluzione del suolo e dal valore del pH. Cambiamenti di profilo nella composizione del gruppo di humus nella maggior parte

I suoli del suolo sono soggetti a un modello generale: la proporzione di acidi umici diminuisce con la profondità, la proporzione di acidi fulvici aumenta, il rapporto di C ha / C fc diminuisce a 0,1-0,3.

La profondità di umificazione, ovvero il grado di conversione dei residui vegetali in sostanze umiche, nonché il rapporto C GC / C FC dipendono dalla velocità (cinetica) e dalla durata del processo di umificazione. La cinetica dell'umificazione è determinata dalle caratteristiche pedo-chimiche e climatiche che stimolano o inibiscono l'attività dei microrganismi (nutrienti, temperatura, pH, umidità), e dalla suscettibilità dei residui vegetali alla trasformazione in funzione della struttura molecolare della sostanza (monosaccaridi, le proteine ​​sono convertite più facilmente, la lignina, i polisaccaridi sono più difficili) .

Negli orizzonti humus dei suoli a clima temperato, il tipo di humus e la profondità di umificazione, espressa dal rapporto C HA/C FA, sono correlati alla durata del periodo di attività biologica.

Il periodo di attività biologica è un periodo di tempo durante il quale si creano condizioni favorevoli per la normale vegetazione delle piante, attività microbiologica attiva. La durata del periodo di attività biologica è determinata dalla durata del periodo durante il quale la temperatura dell'aria supera costantemente i 10 ° C e la riserva di umidità produttiva è almeno dell'1-2%. Nelle serie zonali dei suoli, il valore C HA /C ph, ​​che caratterizza la profondità di umificazione, corrisponde alla durata del periodo di attività biologica.

La considerazione simultanea di due fattori: il periodo di attività biologica e la saturazione dei suoli con basi, consente di determinare le aree di formazione di vari tipi di humus. L'humus humate si forma solo con un lungo periodo di attività biologica e un alto grado di saturazione del suolo con le basi. Questa combinazione di condizioni è tipica dei chernozem. I terreni fortemente acidi (podzol, suoli sod-podzolici), indipendentemente dal periodo di attività biologica, hanno humus fulvato.

Le sostanze umiche del suolo sono altamente reattive e interagiscono attivamente con la matrice minerale. Sotto l'influenza di sostanze organiche, i minerali instabili della roccia madre vengono distrutti e gli elementi chimici diventano più accessibili alle piante. Nel processo delle interazioni organo-minerali si formano aggregati del suolo che migliorano lo stato strutturale del suolo.

Gli acidi fulvici distruggono più attivamente i minerali del suolo. Interagendo con i sesquiossidi (Fe 2 O 3 e Al 2 O 3), gli FA formano complessi mobili di alluminio e ferro-humus (fulvati di ferro e alluminio). Questi complessi sono associati alla formazione di orizzonti di suolo illuviale-humus, in cui si depositano. I fulvati di basi alcaline e alcalino terrose sono altamente solubili in acqua e migrano facilmente lungo il profilo. Una caratteristica importante degli AF è la loro incapacità di fissare il calcio. Pertanto, la calcinazione dei terreni acidi deve essere effettuata regolarmente, ogni 3-4 anni.

Gli acidi umici, a differenza dell'AF, formano composti organominerali scarsamente solubili (umati di calcio) con il calcio. A causa di ciò, nei suoli si formano orizzonti accumulativi di humus. Le sostanze umiche del suolo legano gli ioni di molti metalli potenzialmente tossici - Al, Pb, Cd, Ni, Co, che riduce l'effetto pericoloso dell'inquinamento chimico del suolo.

I processi di formazione dell'humus nei suoli forestali hanno le loro caratteristiche. La stragrande maggioranza dei rifiuti vegetali nella foresta entra nella superficie del suolo, dove si creano condizioni speciali per la decomposizione dei residui organici. Da un lato è il libero accesso di ossigeno e il deflusso di umidità, dall'altro un clima umido e fresco, un alto contenuto di composti difficilmente decomponibili nella lettiera, una rapida perdita dovuta al dilavamento delle basi rilasciato durante la mineralizzazione della lettiera. Tali condizioni influenzano l'attività vitale degli animali del suolo e della microflora, che svolge un ruolo importante nei processi di trasformazione dei residui organici: macinazione, miscelazione con la parte minerale del suolo, elaborazione biochimica dei composti organici.

Come risultato di varie combinazioni di tutti i fattori di decomposizione dei residui organici, si formano tre tipi (forme) di materia organica del suolo forestale: mulle, moder, mor. La forma della materia organica nei suoli forestali è intesa come l'insieme delle sostanze organiche contenute sia nella lettiera forestale che nell'orizzonte humus.

Passando da mora a moder e mulle, le proprietà della sostanza organica del suolo cambiano: l'acidità diminuisce, il contenuto di ceneri aumenta, il grado di saturazione con basi, il contenuto di azoto e l'intensità della decomposizione della lettiera forestale. Nei terreni di tipo mulle la lettiera non contiene più del 10% della riserva totale di sostanza organica, mentre nel caso di tipo mora la lettiera rappresenta fino al 40% della sua riserva totale.

Durante la formazione di materia organica di tipo mora si forma una spessa lettiera a tre strati ben separata dall'orizzonte minerale sottostante (solitamente orizzonti E, EI, AY). Nella decomposizione della lettiera partecipa principalmente la microflora fungina. I lombrichi sono assenti, la reazione è fortemente acida. Il sottobosco ha la seguente struttura:

O L - strato superiore spesso circa 1 cm, costituito da lettiera che ha conservato la sua struttura anatomica;

О F - lo strato intermedio di diverso spessore, costituito da rifiuti marrone chiaro semi-decomposti, intrecciati con ife fungine e radici di piante;

Oh - lo strato inferiore di lettiera altamente decomposta, marrone scuro, quasi nero, imbrattato, con una notevole mescolanza di particelle minerali.

Con il tipo moderno, il suolo della foresta è solitamente costituito da due strati. Sotto uno strato di lettiera leggermente decomposta si distingue uno strato di humus ben decomposto con uno spessore di circa 1 cm, che si trasforma gradualmente in un orizzonte di humus ben definito con uno spessore di 7-10 cm I lombrichi svolgono un ruolo importante nella decomposizione di la lettiera. Nella composizione della microflora, i funghi predominano sui batteri. La materia organica dello strato di humus è parzialmente mescolata con la parte minerale del terreno. La reazione della lettiera è leggermente acida. Nei suoli forestali con eccessiva umidità, i processi di decomposizione dei rifiuti vegetali vengono inibiti e in essi si formano orizzonti di torba. La composizione dei residui vegetali iniziali influenza l'accumulo e il tasso di decomposizione della materia organica nei suoli forestali. Più lignina, resine, tannini nei residui vegetali e meno azoto, più lento procede il processo di decomposizione e più residui organici si accumulano nella lettiera.

Sulla base della determinazione della composizione delle piante, dalla lettiera di cui si è formata la lettiera, è stata proposta una classificazione dei rifiuti forestali. Secondo N. N. Stepanov (1929), si possono distinguere i seguenti tipi di lettiera: conifere, a foglia piccola, a foglia larga, lichene, muschio verde, muschio, erba, muschio, sfagno, erba bagnata, palude e erba larga.

Stato dell'humus del suolo- questo è un insieme di riserve e proprietà generali delle sostanze organiche, create dai processi del loro accumulo, trasformazione e migrazione nel profilo del suolo e visualizzate in un insieme di caratteristiche esterne. Il sistema di indicatori dello stato dell'humus include il contenuto e le riserve di humus, la sua distribuzione del profilo, l'arricchimento dell'azoto, il grado di umificazione e i tipi di acidi umici.

I livelli di accumulo di humus sono in buon accordo con la durata del periodo di attività biologica.

Nella composizione del carbonio organico si rintraccia un regolare aumento delle riserve di acidi umici da nord a sud.

I suoli della zona artica sono caratterizzati da un basso contenuto e piccole riserve di materia organica. Il processo di umificazione avviene in condizioni estremamente sfavorevoli con bassa attività biochimica dei suoli. I suoli della taiga settentrionale sono caratterizzati da un breve periodo (circa 60 giorni) e da un basso livello di attività biologica, nonché da una scarsa composizione delle specie della microflora. I processi di umificazione sono lenti. Nei suoli zonali della taiga settentrionale si forma un profilo di tipo humus grossolano. L'orizzonte accumulativo di humus in questi suoli è praticamente assente, il contenuto di humus sotto la lettiera arriva fino all'1-2%.

Nella sottozona dei suoli fangosi-podzolici della taiga meridionale, la quantità di radiazione solare, il regime di umidità, la copertura vegetale, la ricca composizione delle specie della microflora del suolo e la sua maggiore attività biochimica per un periodo abbastanza lungo contribuiscono a una più profonda trasformazione dei residui vegetali. Una delle caratteristiche principali dei suoli della sottozona della taiga meridionale è lo sviluppo del processo fangoso. Lo spessore dell'orizzonte accumulativo è piccolo ed è dovuto alla profondità di penetrazione della massa principale di radici della vegetazione erbacea. Il contenuto medio di humus nell'orizzonte AY nei suoli forestali fangosi-podzolici varia dal 2,9 al 4,8%. Le riserve di humus in questi suoli sono esigue e, a seconda del sottotipo di suolo e della composizione granulometrica, vanno da 17 a 80 t/ha in uno strato di 0-20 cm.

Nella zona foresta-steppa le riserve di humus nello strato 0-20 cm vanno da 70 t/ha nei terreni grigi a 129 t/ha in quelli grigio scuro. Le riserve di humus nei chernozem della zona della steppa forestale nello strato 0-20 cm sono fino a 178 t/ha, e nello strato 0-100 cm - fino a 488 t/ha. Il contenuto di humus nell'orizzonte A dei chernozem raggiunge il 7,2%, diminuendo gradualmente con la profondità.

Nelle regioni settentrionali della parte europea della Russia, una quantità significativa di materia organica è concentrata nei terreni torbosi. I paesaggi paludosi si trovano principalmente nella zona forestale e nella tundra, dove le precipitazioni superano significativamente l'evaporazione. Il contenuto di torba è particolarmente elevato nel nord della taiga e nella foresta-tundra. I depositi di torba più antichi, di regola, occupano bacini lacustri con depositi di sapropel fino a 12mila anni. La deposizione iniziale di torba in tali paludi è avvenuta circa 9-10 mila anni fa. La torba più attiva iniziò a depositarsi nel periodo di circa 8-9 mila anni fa. A volte ci sono depositi di torba di circa 11mila anni. Il contenuto di HA nella torba varia dal 5 al 52%, aumentando durante il passaggio dalla torba di alta torbiera alla torba di pianura.

La varietà delle funzioni ecologiche del suolo è associata al contenuto di humus. Lo strato di humus forma uno speciale guscio energetico del pianeta, chiamato humosphere. L'energia accumulata nell'umorsfera è la base per l'esistenza e l'evoluzione della vita sulla Terra. L'umosfera svolge le seguenti importanti funzioni: accumulativa, di trasporto, regolatrice, protettiva, fisiologica.

Funzione cumulativa caratteristico degli acidi umici (HA). La sua essenza risiede nell'accumulo dei nutrienti più importanti degli organismi viventi nella composizione delle sostanze umiche. Sotto forma di sostanze amminiche, fino al 90-99% di tutto l'azoto si accumula nel suolo, più della metà del fosforo e dello zolfo. In questa forma, il potassio, il calcio, il magnesio, la gelatina - 30 e quasi tutti gli oligoelementi necessari per piante e microrganismi vengono accumulati e conservati a lungo.

funzione di trasporto a causa del fatto che le sostanze umiche possono formare composti organominerali complessi stabili, ma solubili e capaci di migrazione geochimica con cationi metallici. La maggior parte dei microelementi, una parte significativa dei composti di fosforo e zolfo migrano attivamente in questa forma.

Funzione regolatrice dovuto al fatto che le sostanze umiche sono coinvolte nella regolazione di quasi tutte le più importanti proprietà del suolo. Formano il colore degli orizzonti dell'humus e, su questa base, il loro regime termico. I suoli umici sono generalmente molto più caldi dei suoli che contengono poche sostanze umiche. Le sostanze umiche svolgono un ruolo importante nella formazione della struttura del suolo. Sono coinvolti nella regolazione della nutrizione minerale delle piante. La materia organica del suolo è utilizzata dai suoi abitanti come principale fonte di cibo. Le piante prendono circa il 50% di azoto dalle riserve del suolo.

Le sostanze umiche possono dissolvere molti minerali del suolo, il che porta alla mobilizzazione di alcuni elementi nutritivi minerali di difficile accesso per le piante. La capacità di scambio cationico, la capacità tampone ione-sale e acido-base dei suoli e il regime redox dipendono dal numero di proprietà delle sostanze umiche nei suoli. Le proprietà fisiche, acqua-fisiche e fisico-meccaniche dei suoli sono strettamente correlate al contenuto di humus dalla sua composizione di gruppo. I terreni ben hummus sono meglio strutturati, la loro composizione di specie della microflora è più diversificata e il numero di invertebrati è più alto. Tali terreni sono più permeabili all'acqua, più facili da lavorare meccanicamente, trattengono meglio gli elementi del regime nutrizionale delle piante, hanno un'elevata capacità di assorbimento e capacità tampone e l'efficienza dei fertilizzanti minerali è maggiore in essi.

funzione protettiva a causa del fatto che le sostanze umiche del suolo proteggono o preservano il biota del suolo, la copertura vegetale in caso di vari tipi di situazioni estreme avverse. I suoli di humus resistono meglio alla siccità o al ristagno idrico, sono meno suscettibili all'erosione da deflazione e mantengono proprietà soddisfacenti più a lungo se irrigati con dosi elevate o acque mineralizzate.

I terreni ricchi di sostanze umiche resistono a carichi tecnogenici più elevati. A parità di condizioni di contaminazione del suolo con metalli pesanti, il loro effetto tossico sulle piante sui chernozem si manifesta in misura minore rispetto ai terreni fangosi podzolici. Le sostanze umiche legano abbastanza fortemente molti radionuclidi, pesticidi, impedendo così il loro ingresso nelle piante o altri effetti negativi.

Funzione fisiologicaè che gli acidi umici e i loro sali possono stimolare la germinazione dei semi, attivare la respirazione delle piante e aumentare la produttività di bovini e pollame.

Se trovi un errore, evidenzia una parte di testo e fai clic Ctrl+Invio.