Ajutor la Tele2, tarife, intrebari

Capitolul 4. MATERIA ORGANICĂ A SOLULUI ȘI COMPOZIȚIA EI

§1. Sursele de materie organică și compoziția acesteia

Cea mai importantă componentă a solului este materia organică, care este o combinație complexă de resturi vegetale și animale aflate în diferite stadii de descompunere, și substanțe organice specifice solului numite humus.

Toate componentele biocenozei care cad pe sau în sol (microorganisme moarte, mușchi, licheni, animale etc.) sunt considerate o potențială sursă de materie organică, însă plantele verzi, care sunt lăsate anual în sol și pe acesta, sunt sursa principală de acumulare a humusului în sol.suprafaţă o cantitate mare de materie organică. Productivitatea biologică a plantelor variază foarte mult și variază de la 1–2 t/an de materie organică uscată (tundra) până la 30–35 t/an (subtropicale umede).

Așternutul vegetal diferă nu numai cantitativ, ci și calitativ (vezi capitolul 2). Compoziția chimică a substanțelor organice care intră în sol este foarte diversă și depinde în mare măsură de tipul de plante moarte. Cea mai mare parte a masei lor este apă (75 - 90%). Compoziția substanței uscate include carbohidrați, proteine, grăsimi, ceară, rășini, lipide, taninuri și alți compuși. Marea majoritate a acestor compuși sunt substanțe macromoleculare. Cea mai mare parte a reziduurilor vegetale constă în principal din celuloză, hemiceluloză, lignină și taninuri, în timp ce speciile de arbori sunt cele mai bogate în ele. Proteina se găsește cel mai mult în bacterii și leguminoase, cea mai mică cantitate se găsește în lemn.

În plus, reziduurile organice conțin întotdeauna o anumită cantitate de elemente de cenușă. Cea mai mare parte a cenușii este calciu, magneziu, siliciu, potasiu, sodiu, fosfor, sulf, fier, aluminiu, mangan, care formează complexonați organominerale în compoziția humusului. Conținutul de silice (SiO 2) variază de la 10 la 70%, fosfor - de la 2 la 10% din masa cenușii. Denumirea elementelor de cenușă se datorează faptului că atunci când plantele sunt arse, acestea rămân în cenușă și nu se volatilizează, așa cum se întâmplă cu carbonul, hidrogenul, oxigenul și azotul.

În cantitate foarte mică, microelementele se găsesc în cenușă - bor, zinc, iod, fluor, molibden, cobalt, nichel, cupru etc. Algele, cerealele și leguminoasele au cel mai mare conținut de cenușă, cea mai mică cenușă se găsește în lemnul de conifere. . Compoziția materiei organice poate fi reprezentată astfel (Fig. 6).

§2. Transformarea materiei organice în sol

Transformarea reziduurilor organice în humus este un proces biochimic complex care are loc în sol cu ​​participarea directă a microorganismelor, animalelor, oxigenului aerului și apei. În acest proces, rolul principal și decisiv revine microorganismelor care sunt implicate în toate etapele formării humusului, ceea ce este facilitat de populația imensă de soluri cu microfloră. Animalele care locuiesc în sol sunt, de asemenea, implicate activ în transformarea reziduurilor organice în humus. Insectele și larvele lor, viermii zdrobesc și macină reziduurile de plante, le amestecă cu solul, le înghită, procesează și aruncă partea nefolosită sub formă de excremente în sol.

Când mor, toate organismele vegetale și animale suferă procese de descompunere în compuși mai simpli, a căror etapă finală este completă. mineralizare materie organică. Substanțele anorganice rezultate sunt folosite de plante ca nutrienți. Viteza de descompunere și mineralizare a diferiților compuși nu este aceeași. Zaharurile solubile și amidonul sunt intens mineralizate; proteinele, hemicelulozele și celuloza se descompun destul de bine; rezistent - lignină, rășini, ceară. O altă parte a produselor de descompunere este consumată de microorganismele în sine (heterotrofe) pentru sinteza proteinelor secundare, grăsimilor, carbohidraților, care formează plasma noilor generații de microorganisme, iar după moartea acestora din urmă, este din nou supusă proces de descompunere. Procesul de reținere temporară a materiei organice într-o celulă microbiană se numește sinteza microbiana. Unii dintre produșii de descompunere sunt transformați în substanțe macromoleculare complexe specifice - substanțe humice. Ansamblul proceselor biochimice și fizico-chimice complexe de transformare a materiei organice, în urma cărora se formează o materie organică specifică a solului, humusul, se numește umidificare. Toate cele trei procese au loc în sol simultan și sunt interconectate între ele. Transformarea materiei organice are loc cu participarea enzimelor secretate de microorganisme, rădăcini de plante, sub influența cărora se desfășoară reacții biochimice de hidroliză, oxidare, reducere, fermentare etc. si se formeaza humus.

Există mai multe teorii ale formării humusului. Prima în 1952 a apărut să condensare teoria dezvoltată de M.M.Kononova. În conformitate cu această teorie, formarea humusului are loc ca un proces treptat de policondensare (polimerizare) a produselor intermediare de descompunere a substanțelor organice (acizii fulvici se formează mai întâi, iar din aceștia se formează acizii humici). Concept oxidare biochimică dezvoltat de L.N.Alexandova în anii 70 ai secolului XX. Potrivit acestuia, reacțiile de oxidare biochimică lentă a produselor de descompunere, care au ca rezultat formarea unui sistem de acizi humici cu greutate moleculară mare, cu compoziție elementară variabilă, au un rol principal în procesul de humificare. Acizii humici interacționează cu elementele de cenușă ale reziduurilor vegetale eliberate în timpul mineralizării acestora din urmă, precum și cu partea minerală a solului, formând diverși derivați organo-minerale ai acizilor humici. În acest caz, un singur sistem de acizi este împărțit într-un număr de fracții care diferă în gradul de solubilitate și structura moleculei. Partea mai puțin dispersată, care formează săruri insolubile în apă cu calciu și sesquioxizi, se formează ca un grup de acizi humici. O fracție mai dispersată, dând predominant săruri solubile, formează un grup de acizi fulvici. Biologic conceptele de formare a humusului sugerează că substanțele humice sunt produse ale sintezei diferitelor microorganisme. Acest punct de vedere a fost exprimat de V.R. Williams, a fost dezvoltat în lucrările lui F.Yu. Geltser, S.P. Lyakh, D.G. Zvyagintsev și alții.

În diverse condiții naturale caracter si viteza Formarea humusului nu este aceeași și depinde de condițiile interdependente ale formării solului: regimurile apă-aer și termice ale solului, compoziția granulometrică și proprietățile fizico-chimice ale acestuia, compoziția și natura aportului de reziduuri vegetale, compoziția și intensitatea speciilor. de activitatea vitală a microorganismelor.

Transformarea reziduurilor are loc în condiții aerobe sau anaerobe, în funcție de regimul apă-aer. LA aerobic condiții cu o cantitate suficientă de umiditate în sol, o temperatură favorabilă și acces liber la O 2, procesul de descompunere a reziduurilor organice se dezvoltă intens cu participarea microorganismelor aerobe. Cele mai optime condiții sunt o temperatură de 25 - 30 ° C și umiditatea - 60% din capacitatea totală de umiditate a solului. Dar, în aceleași condiții, mineralizarea atât a produselor intermediare de descompunere, cât și a substanțelor humice se desfășoară rapid, prin urmare, în sol se acumulează relativ puțin humus, dar multe elemente de nutriție de cenușă și azot a plantelor (în solurile cenușii și alte soluri subtropicale).

În condiții anaerobe (cu un exces constant de umiditate, precum și la temperaturi scăzute, lipsă de O 2), procesele de formare a humusului decurg lent, cu participarea, în principal, a microorganismelor anaerobe. În acest caz, se formează mulți acizi organici cu greutate moleculară mică și produse gazoase reduse (CH 4 , H 2 S), care inhibă activitatea vitală a microorganismelor. Procesul de descompunere se estompează treptat, iar resturile organice se transformă în turbă - o masă de resturi vegetale slab descompuse și nedescompuse, păstrând parțial structura anatomică. Combinația condițiilor aerobe și anaerobe din sol cu ​​perioade alternante de uscare și umezire este cea mai favorabilă pentru acumularea de humus. Acest regim este tipic pentru cernoziomuri.

Compoziția în specii a microorganismelor din sol și intensitatea activității lor vitale afectează și formarea humusului. Solurile podzolice nordice, ca urmare a condițiilor hidrotermale specifice, se caracterizează prin conținutul cel mai scăzut de microorganisme cu diversitate redusă de specii și activitate vitală scăzută. Consecința acestui lucru este descompunerea lentă a reziduurilor de plante și acumularea de turbă slab descompusă. În subtropicele și tropice umede se observă o dezvoltare intensivă a activității microbiologice și, în legătură cu aceasta, o mineralizare activă a reziduurilor. Comparația rezervelor de humus din diferite soluri cu un număr diferit de microorganisme în ele indică faptul că atât biogenitatea foarte scăzută, cât și cea mare a solului nu contribuie la acumularea de humus. Cea mai mare cantitate de humus se acumulează în soluri cu un conținut mediu de microorganisme (cernoziomuri).

Compoziția granulometrică și proprietățile fizico-chimice ale solului au o influență nu mai puțin semnificativă. În solurile nisipoase și nisipoase lutoase, bine încălzite și aerate, descompunerea reziduurilor organice se desfășoară rapid, o parte semnificativă a acestora este mineralizată, există puține substanțe humice și sunt slab fixate pe suprafața particulelor de nisip. În solurile argiloase și lutoase, procesul de descompunere a reziduurilor organice în condiții egale este mai lent (din lipsă de O 2), substanțele humice se fixează pe suprafața particulelor minerale și se acumulează în sol.

Compoziția chimică și mineralogică a solului determină cantitatea de substanțe nutritive necesare microorganismelor, reacția mediului în care se formează humusul și condițiile de fixare a substanțelor humice în sol. Astfel, solurile saturate cu calciu au o reacție neutră, care este favorabilă dezvoltării bacteriilor și fixării acizilor humici sub formă de humați de calciu insolubili în apă, care îl îmbogățește cu humus. Într-un mediu acid, când solurile sunt saturate cu hidrogen și aluminiu, se formează acizi fulvici solubili, care au o mobilitate crescută și duc la o acumulare mare de humus. Mineralele argiloase precum montmorillonitul și vermiculitul contribuie, de asemenea, la fixarea humusului în sol.

Din cauza diferenței dintre factorii care afectează formarea humusului, cantitatea, calitatea și rezervele de humus nu sunt aceleași în diferite soluri. Astfel, orizonturile superioare ale cernoziomurilor tipice conțin 10–14% humus, soluri cenușii de pădure întunecată 4–9%, soluri sodio-podzolice 2–3%, castan închis, soluri galbene 4–5%, soluri semidesertice brune și cenușii-brun. 1 - 2%. Rezervele de materie organică din zonele naturale sunt și ele diferite. Cele mai mari rezerve, conform lui I.V.Tyurin, au diverse subtipuri de cernoziomuri, turbării, pădure cenușie, castan mediu - închis, soluri roșii, soluri scăzute - podzolice, sol-podzolice, solurile cenușii tipice. Solurile arabile ale Republicii Belarus conțin humus: argilos– 65 t/ha, in argilos– 52 t/ha, in nisipos - 47 t/ha, in nisipos– 35 t/ha. Solurile Republicii Belarus, în funcție de conținutul de humus din stratul arabil, sunt împărțite în 6 grupe (Tabelul 3). În solurile din alte zone naturale există gradații în funcție de conținutul de humus.

Tabelul 3

Gruparea solului Republicii Belarus după conținutul de humus

În Republica Belarus, cea mai mare parte a terenului aparține solurilor din grupele II și III, aproximativ 20% - solurilor din grupa IV (Fig. 7).

§3. Compoziția și clasificarea humusului

Humus este o substanță organică specifică cu conținut molecular ridicat de azot de natură acidă. Constituie cea mai mare parte a materiei organice a solului, care și-a pierdut complet caracteristicile structurii anatomice a organismelor vegetale și animale moarte. Humusul solului constă din substanțe humice specifice, inclusiv acizi humici (HA), acizi fulvici (FA) și humin (vezi Fig. 6), care diferă ca solubilitate și extractibilitate.

Acizi humici- acestea sunt substanțe de culoare închisă, cu conținut de azot molecular ridicat, insolubile în apă, acizi minerali și organici. Se dizolvă bine în alcalii cu formarea de soluții coloidale de culoare vișiniu închis sau maro-negru.

Atunci când interacționează cu cationii metalici, acizii humici formează săruri - humați. Humații de metale monovalente sunt foarte solubili în apă și sunt spălați din sol, în timp ce humații de metale divalente și trivalente nu se dizolvă în apă și sunt bine fixați în sol. Greutatea moleculară medie a acizilor humici este de 1400. Aceștia conțin C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (în greutate). Componentele principale ale moleculei de acid humic sunt miezul, lanțurile laterale și grupurile funcționale periferice. Miezul substanțelor humice este format dintr-un număr de inele ciclice aromatice. Lanțurile laterale pot fi carbohidrați, aminoacizi și alte lanțuri. Grupările funcționale sunt reprezentate de mai multe grupări carboxil (–COOH) și fenolhidroxil, care joacă un rol important în formarea solului, deoarece determină procesele de interacțiune a acizilor humici cu partea minerală a solului. Acizii humici sunt partea cea mai valoroasă a humusului, cresc capacitatea de absorbție a solului, contribuie la acumularea de elemente de fertilitate a solului și la formarea unei structuri rezistente la apă.

Acizi fulvici este un grup de acizi humici care rămân în soluție după precipitarea acizilor humici. Aceștia sunt, de asemenea, acizi organici care conțin azot cu molecul mare, care, spre deosebire de acizii humici, conțin mai puțin carbon, dar mai mult oxigen și hidrogen. Au o culoare deschisă (galben, portocaliu), sunt ușor solubile în apă. Sărurile (fulvații) sunt, de asemenea, solubile în apă și slab fixate în sol. Acizii fulvici au o reacție puternic acidă, distrug energic partea minerală a solului, provocând dezvoltarea procesului de podzoobrazovaniya sol.

Raportul dintre acizii humici și acizii fulvici din diferite soluri nu este același. În funcție de acest indicator (C HA: C FA), se disting următoarele tipuri de humus: umană(> 1,5), humate-fulvate (1,5 – 1), fulvatno-umană (1 – 0,5), fulvic (< 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.

Gumin- este o parte a substanțelor humice care nu se dizolvă în niciun solvent, sunt reprezentate de un complex de substanțe organice (acizi humici, acizi fulvici și derivații lor organo-minerale), strâns asociate cu partea minerală a solului. Este o parte inertă a humusului din sol.

Specificul și compoziția complexelor de humus servesc drept bază pentru clasificarea tipurilor de humus. R.E. Muller a propus o clasificare a formelor forestiere de humus ca sistem biologic de interacțiune între substanțe organice, microbiotă și vegetație. Printre aceste complexe se disting 3 tipuri de humus.

Humus moale - mul Se formează în păduri de foioase sau mixte cu activitate intensivă a faunei solului în condiții hidrotermale favorabile și prezența unei cantități suficiente de baze, în primul rând calciu, în așternut și sol; Așternutul aproape nu se acumulează în solul de catâr, deoarece așternutul care vine este descompus energic de microbiotă. Compoziția humusului este dominată de acizi humici.

Humus grosier - pestilență, conținând o cantitate mare de reziduuri semidescompuse, este caracteristic pădurilor de conifere, se formează cu un conținut scăzut de elemente de cenușă în așternut, lipsă de baze și un conținut ridicat de silice în sol, are o reacție acidă, este rezistent la microorganisme și se mineralizează lent cu participarea ciupercilor. Ca urmare a dezvoltării lente a proceselor de humificare și mineralizare în sol, se formează un puternic orizont de turbă A 0, format din 3 straturi: a) un strat de materie organică slab descompusă (L), care este așternut proaspăt, b) un strat de fermentație semi-descompus (F), c) un strat umidificat (H).

Forma intermediară - moder se dezvoltă în condiții de mineralizare destul de rapidă a reziduurilor de plante, unde activitatea funcțională a animalelor din sol, care macină reziduurile de plante, joacă un rol semnificativ, ceea ce facilitează foarte mult descompunerea lor ulterioară de către microflora solului.

§patru. Importanța și echilibrul humusului din sol

Acumularea de humus este rezultatul procesului de formare a solului, în timp ce substanțele humusului în sine au o mare influență asupra direcției ulterioare a procesului de formare a solului și a proprietăților solului. Funcțiile humusului în sol sunt foarte diverse:

1) formarea unui profil de sol specific (cu orizont A), formarea structurii solului, ameliorarea proprietăților hidro-fizice ale solului, creșterea capacității de absorbție și a capacității tampon a solurilor;

2) o sursă de nutrienți minerali pentru plante (N, P, K, Ca, Mg, S, oligoelemente), o sursă de nutriție organică pentru organismele heterotrofe din sol, o sursă de CO 2 în stratul de suprafață al atmosferei și biologic compușii activi din sol, care stimulează direct creșterea și dezvoltarea plantelor, mobilizează substanțele nutritive, afectează activitatea biologică a solului;

3) îndeplinește funcții sanitare și de protecție - accelerează distrugerea pesticidelor, fixează poluanții, reducând intrarea acestora în plante.

În legătură cu rolul divers al materiei organice în fertilitatea solului, problema echilibrului humus al solurilor arabile este de importanță actuală. Ca orice bilanţ, bilanţul humusului include elemente de venituri (intrări de reziduuri organice şi humificarea acestora) şi cheltuieli (mineralizare şi alte pierderi). În condiții naturale, cu cât solul este mai în vârstă, cu atât este mai fertil: bilanţul este pozitiv sau nul, în solurile arabile este mai des negativ. În medie, solurile arabile pierd aproximativ 1 t/ha de humus pe an. Pentru a regla cantitatea de humus, se utilizează o introducere sistematică a unei cantități suficiente de materie organică sub formă de gunoi de grajd (de la 1 tonă de gunoi de grajd, se formează ≈ 50 kg de humus), compost de turbă, semănat de ierburi perene, utilizarea a îngrășămintelor verzi (dejecții verzi), calcararea solurilor acide și a gipsului alcalin.

Starea de humus a solurilor este un indicator important al fertilităţii şi este determinată de un sistem de indicatori, inclusiv nivelul de conţinut şi rezerve de materie organică, distribuţia profilului acesteia, îmbogăţirea cu azot (C:N) şi calciu, gradul de humificare. , tipurile de acizi humici și raportul acestora. Unii dintre parametrii săi servesc ca obiect de monitorizare a mediului.

parte organică sol reprezentat de organisme vii (faza vie sau biofază), reziduuri organice necompuse și substanțe humice (Fig. 1)

Parte organică a solului

Orez. 1. Parte organică a solului

Organismele vii au fost discutate mai sus. Acum este necesar să se definească reziduurile organice.

resturi organice- acestea sunt substanțe organice, țesuturi de plante și animale, păstrându-și parțial forma și structura inițială. Trebuie remarcată compoziția chimică diferită a diferitelor reziduuri.

Substanțe humice sunt toate substanțele organice ale solului, cu excepția organismelor vii și a resturilor acestora, care nu și-au pierdut structura tisulară. Este în general acceptată să le subdivizăm în substanțe humice specifice propriu-zise și substanțe organice nespecifice de natură individuală.

Substanțele humice nespecifice conțin substanțe de natură individuală:

a) compuși azotați, de exemplu, simpli și complecși, proteine, aminoacizi, peptide, baze purinice, baze pirimidinice; carbohidrați; monozaharide, oligozaharide, polizaharide;

b) lignina;

c) lipide;

e) taninuri;

f) acizi organici;

g) alcooli;

h) aldehide.

Astfel, substanțele organice nespecifice sunt compuși organici individuali și produși intermediari de descompunere ai reziduurilor organice. Ele alcătuiesc aproximativ 10-15% din conținutul total de humus al solurilor minerale și pot ajunge la 50-80% din masa totală de compuși organici în orizonturile de turbă și așternutul forestier.

De fapt, substanțele humice reprezintă un sistem specific de compuși organici cu conținut de azot molecular ridicat, cu structură ciclică și natură acidă. Potrivit multor cercetători, structura moleculei compusului humus este complexă. S-a stabilit că principalele componente ale moleculei sunt miezul, lanțurile laterale (periferice) și grupurile funcționale.

Se crede că miezul este inele aromatice și heterociclice, constând din compuși cu cinci și șase membri de tipul:

benzen furan pirol naftalen indol

Lanțurile laterale se extind de la miez până la periferia moleculei. Ele sunt reprezentate în molecula compușilor humici prin aminoacizi, carbohidrați și alte lanțuri.

Compoziția substanțelor humice conține carboxil (-COOH), fenolhidroxil (-OH), metoxil (-CH3O) și alcool hidroxil. Aceste grupe funcționale determină proprietățile chimice ale substanțelor humice. O trăsătură caracteristică a sistemului propriu-zis de substanțe humice este eterogenitatea, adică. prezența în ea a componentelor diferitelor stadii de umidificare. Din acest sistem complex se disting trei grupe de substanțe:

a) acizi humici;

b) acizi fulvici;

c) humine, sau, mai precis, reziduu nehidrolizabil.

Acizi humici (HA)- un grup de substante humice de culoare inchisa, extrase din sol cu ​​solutii alcaline si precipitate cu acizi minerali la pH = 1-2. Se caracterizează prin următoarea compoziție elementară: conținut de C de la 48 la 68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Acești compuși sunt practic insolubili în apă și acizi minerali, sunt ușor precipitați din soluțiile de HA de acizii H+, Ca2+, Fe3+, A13+. Aceștia sunt compuși ai humusului de natură acidă, care se datorează grupărilor funcționale carboxil și fenol hidroxil. Hidrogenul acestor grupări poate fi înlocuit cu alți cationi. Capacitatea de înlocuire depinde de natura cationului, de pH-ul mediului și de alte condiții. Într-o reacție neutră, numai ionii de hidrogen ai grupărilor carboxil sunt înlocuiți. Capacitatea de absorbție datorită acestei proprietăți a HA este de la 250 la 560 meq la 100 g de HA. Cu o reacție alcalină, capacitatea de absorbție crește la 600-700 mg·eq/100 g de HA datorită capacității de a înlocui ionii de hidrogen ai grupărilor hidroxil. Greutatea moleculară a HA atunci când este determinată prin diferite metode variază de la 400 la sute de mii. În molecula de HA, partea aromatică este cel mai clar reprezentată, a cărei masă predomină asupra masei lanțurilor laterale (periferice).

Acizii humici nu au o structură cristalină, majoritatea se găsesc în sol sub formă de geluri, care sunt ușor peptizați prin acțiunea alcalinelor și formează soluții moleculare și coloidale.

Când HA interacționează cu ionii metalici, se formează săruri, care sunt numite humate. Humații NH4+, Na+, K+ sunt foarte solubili în apă și pot forma soluții coloidale și moleculare. Rolul acestor compuși în sol este enorm. De exemplu, humații de Ca, Mg, Fe și Al sunt practic slab solubili, pot forma geluri rezistente la apă, trecând în același timp într-o stare staționară (acumulare) și sunt, de asemenea, baza pentru formarea unei structuri rezistente la apă.

Acizi fulvici (FA) - un grup specific de substanțe humice, solubile în apă și acizi minerali. Caracterizat prin următoarea compoziție chimică: conținut de C de la 40 la 52%; H - 5-4%, oxigen -40-48%, N - 2-6%. Acizii fulvici, spre deosebire de HA, sunt foarte solubili în apă, acizi și baze. Soluțiile sunt de culoare galbenă sau galben pai. De aici acești compuși și-au primit numele: în latină fulvus - galben. Soluțiile apoase de FA sunt puternic acide (pH 2,5). Greutatea moleculară a acizilor fulvici, determinată prin diferite metode, variază de la 100 la câteva sute și chiar mii de unități de masă convenționale.

Molecula de acid fulvic are o structură mai simplă în comparație cu acizii humici. Partea aromatică a acestor compuși este mai puțin pronunțată. Structura moleculei FA este dominată de lanțuri laterale (periferice). Grupările funcționale active sunt grupările carboxil și fenolhidroxil, al căror hidrogen intră în reacții de schimb. Capacitatea de schimb a FA poate ajunge la 700-800 mg·eq la 100 g de preparate cu acid fulvic.

Atunci când interacționează cu partea minerală a solului, acizii fulvici formează compuși organo-minerale cu ioni metalici, precum și minerale. Acizii fulvici, datorită reacției lor cu acid puternic și solubilității bune în apă, distrug activ partea minerală a solului. În acest caz, se formează săruri ale acizilor fulvici, care au mobilitate mare în profilul solului. Compușii organo-minerale ai acizilor fulvici sunt implicați activ în migrarea materiei și energiei în profilul solului, în formarea, de exemplu, a orizontului genetic individual.

Reziduu nehidrolizabil (humins) - un grup de substanțe humice, care este un reziduu de compuși organici insolubili în alcali din sol. Acest grup este format atât din substanțe humice proprii, de exemplu, huminele constau din acizi humici, puternic asociați cu minerale, cât și din substanțe individuale puternic asociate și reziduuri organice de diferite grade de descompunere cu partea minerală a solului.

Solul este un set complex de componente care sunt în combinație între ele. Compoziția solului include:

• elemente minerale.
• compusi organici.
• soluții de sol.
• aerul solului.
• substanțe organo-minerale.
• microorganismele solului (biotice și abiotice).

Pentru a analiza compoziția solului și a determina parametrii acestuia, este necesar să existe valorile compoziției naturale - în funcție de aceasta, se face o evaluare a conținutului anumitor impurități.

Cea mai mare parte a părții anorganice (minerale) a solului este silice cristalină (cuarț). Poate fi de la 60 la 80 la sută din numărul total de elemente minerale.

Un număr destul de mare de componente anorganice sunt ocupate de astfel de aluminosilicați precum mica și feldspații. Aceasta include și minerale argiloase de natură secundară, de exemplu, montmorilloniții.

Montmorilloniții sunt de mare importanță pentru calitățile igienice ale solului datorită capacității de a absorbi cationii (inclusiv metalele grele) și, prin urmare, dezinfectează chimic solul.

De asemenea, partea minerală a componentelor solului include astfel de elemente chimice (în principal sub formă de oxizi) precum:

• aluminiu
• fier
• siliciu
• potasiu
• sodiu
• magneziu
• calciu
• fosfor

În plus, există și alte componente. Adesea pot fi sub formă de săruri sulfurice, fosforice, carbonice și clorhidrice.

Componentele organice ale solului

Majoritatea componentelor organice se găsesc în humus. Aceștia sunt, într-o măsură sau alta, compuși organici complecși, având în compoziția lor elemente precum:

• carbon
• oxigen
• hidrogen
• fosfor

O parte semnificativă din componentele organice ale solului se găsesc dizolvate în umiditatea solului.

În ceea ce privește compoziția gazoasă a solului, acesta este aer, cu aproximativ următorul procent:

1) azot - 60-78%

2) oxigen - 11-21%

3) dioxid de carbon - 0,3-8%

Aerul și apa determină un astfel de indicator precum porozitatea solului și pot varia de la 27 la 90% din volumul total.

Determinarea compoziției granulometrice a solului

Compoziția granulometrică (mecanică) a solului este raportul dintre particulele de sol de diferite dimensiuni, indiferent de originea lor (chimică sau mineralogică). Aceste grupuri de particule sunt combinate în fracții.

Compoziția granulometrică a solului este de o importanță decisivă în evaluarea nivelului de fertilitate și a altor indicatori cheie ai solului.

În funcție de dispersie, particulele de sol sunt împărțite în două categorii principale:

1) particule cu un diametru mai mare de 0,001 mm.

2) particule cu un diametru mai mic de 0,001 mm.

Primul grup de particule provine din tot felul de formațiuni minerale și fragmente de rocă. A doua categorie apare în timpul intemperii a mineralelor argiloase și a componentelor organice.

Factorii care afectează formarea solului

La determinarea compoziției solului, trebuie acordată atenție factorilor de formare a solului - aceștia au un impact semnificativ asupra structurii și compoziției solului.

Se obișnuiește să se distingă următorii factori principali de formare a solului:

• originea rocii-mamă a solului.
• vârsta solului.
• topografia suprafeței solului.
• condiţiile climatice de formare a solului.
• compoziția microorganismelor solului.
• activitățile umane care afectează solul.

Clarke ca unitate de măsură a compoziției chimice a solului

Clark este o unitate convențională care determină cantitatea normală a unui anumit element chimic în sol ideal (necontaminat). De exemplu, un kilogram de sol natural pur ar trebui să conțină aproximativ 3,25% calciu - acesta este 1 clarke. Nivelul unui element chimic de 3-4 clarks sau mai mult indică faptul că solul este puternic contaminat cu acest element.

Pamantul este un sistem complex format din componente minerale și organice. Servește ca substrat pentru dezvoltarea plantelor. Pentru o agricultură de succes, este necesar să se cunoască caracteristicile și modalitățile de formare a solului - acest lucru ajută la creșterea fertilității acestuia, adică are o mare importanță economică.

Compoziția solului include patru componente principale:
1) substanță minerală;
2) materie organică;
3) aer;
4) apa, care este mai corect numită soluție de sol, deoarece anumite substanțe sunt întotdeauna dizolvate în ea.

Materia minerală a solului

De solul este format din componente minerale de diferite dimensiuni: pietre, piatra zdrobita si "pamant fin". Acesta din urmă este de obicei subdivizat în ordinea îngroșării particulelor în argilă, nămol și nisip. Compoziția mecanică a solului este determinată de conținutul relativ de nisip, nămol și argilă din acesta.

Compoziția mecanică a solului influenteaza puternic drenajul, continutul de nutrienti si regimul de temperatura al solului, cu alte cuvinte, structura solului din punct de vedere agronomic. Solurile cu textură medie și fină, cum ar fi argilele, luturile și nămolurile sunt de obicei mai potrivite pentru creșterea plantelor, deoarece conțin suficienti nutrienți și sunt mai capabile să rețină apa cu sărurile dizolvate. Solurile nisipoase se scurg mai repede și pierd nutrienți prin levigare, dar sunt benefice pentru recoltele timpurii; primavara se usuca si se incalzesc mai repede decat cele de lut. Prezența pietrelor, adică a particulelor cu un diametru mai mare de 2 mm, este importantă din punctul de vedere al uzurii uneltelor agricole și al efectului asupra drenajului. De obicei, pe măsură ce crește conținutul de pietre din sol, capacitatea acestuia de a reține apa scade.

materie organică a solului

materie organică, de regulă, formează doar o mică fracțiune de volum a solului, dar este foarte important, deoarece determină multe dintre proprietățile sale. Este principala sursă de nutrienți pentru plante precum fosfor, azot și sulf; contribuie la formarea agregatelor de sol, adică a unei structuri fin tulbure, care este deosebit de importantă pentru solurile grele, deoarece, ca urmare, permeabilitatea apei și aerarea cresc; servește drept hrană pentru microorganisme. Materia organică din sol este împărțită în detritus sau materie organică moartă (MOB) și biotă.

Humus(humus) este materialul organic rezultat din descompunerea incompletă a MOB. O parte semnificativă a acestuia nu există într-o formă liberă, dar este asociată cu molecule anorganice, în primul rând cu particule de sol argilos. Împreună cu acestea, humusul constituie așa-numitul complex de absorbție al solului, care este extrem de important pentru aproape toate procesele fizice, chimice și biologice care au loc în acesta, în special pentru reținerea apei și a nutrienților.

Printre organismele din sol un loc aparte îl ocupă râmele. Acești detritivori, împreună cu MOB, ingerează cantități mari de particule minerale. Mișcându-se între diferite straturi de sol, viermii îl amestecă în mod constant. În plus, ele lasă pasaje care îi facilitează aerarea și drenajul, îmbunătățindu-i astfel structura și proprietățile asociate. Râmele se dezvoltă cel mai bine într-un mediu neutru și ușor acid, rar apar la un pH sub 4,5.

materie organică a solului- acesta este un sistem complex al tuturor substanțelor organice prezente în profil în stare liberă sau sub formă de compuși organominerale, cu excepția celor care fac parte din organismele vii.

Principala sursă de materie organică din sol o reprezintă resturile de plante și animale aflate în diferite stadii de descompunere. Cel mai mare volum de biomasă provine din reziduurile de plante căzute, contribuția nevertebratelor și vertebratelor și microorganismelor este mult mai mică, dar acestea joacă un rol important în îmbogățirea materiei organice cu componente care conțin azot.

Materia organică din sol este împărțită în două grupe după originea, caracterul și funcțiile sale: reziduuri organice și humus. Ca sinonim pentru termenul „humus”, termenul „humus” este uneori folosit.

resturi organice sunt reprezentate în principal de așternutul de pământ și rădăcină de plante superioare, care nu și-a pierdut structura anatomică. Compoziția chimică a resturilor vegetale ale diferitelor cenoze variază foarte mult. Comună acestora este predominanța carbohidraților (celuloză, hemiceluloză, pectină), a ligninei, a proteinelor și a lipidelor. Tot acest complex complex de substanțe, după moartea organismelor vii, pătrunde în sol și se transformă în substanțe minerale și humice, fiind îndepărtat parțial din sol cu ​​apele subterane, eventual până la orizonturile purtătoare de petrol.

Descompunerea reziduurilor organice din sol include distrugerea mecanică și fizică, transformarea biologică și biochimică și procesele chimice. Enzimele, nevertebratele din sol, bacteriile și ciupercile joacă un rol important în descompunerea reziduurilor organice. Enzimele sunt proteine ​​structurate cu multe grupe funcționale. Sursa principală de enzime sunt; plantelor. Acționând ca catalizatori în sol, enzimele accelerează procesele de descompunere și sinteză a substanțelor organice de milioane de ori.

Humus este o colecție de toți compușii organici găsiți în sol, cu excepția celor care fac parte din organismele vii și a reziduurilor organice care și-au păstrat structura anatomică.

În compoziția humusului se izolează compuși organici nespecifici și substanțe specifice - humice.

Nespecific numit un grup de substanțe organice de natură și structură individuală cunoscute. Ele intră în sol din resturi vegetale și animale în descompunere și cu secreții radiculare. Compușii nespecifici sunt reprezentați de aproape toate componentele care alcătuiesc țesuturile animale și vegetale și secrețiile intravitale ale macro și microorganismelor. Acestea includ lignină, celuloză, proteine, aminoacizi, monozaharide, ceară și acizi grași.

În general, ponderea compușilor organici nespecifici nu depășește 20% din cantitatea totală de humus din sol. Compușii organici nespecifici sunt produse de diferite grade de descompunere și humificare a materialului vegetal, animal și microbian care intră în sol. Acești compuși determină dinamica proprietăților solului în schimbare rapidă: potențialul redox, conținutul formelor mobile de nutrienți, abundența și activitatea microorganismelor din sol și compoziția soluțiilor din sol. Substanțele humice, dimpotrivă, determină stabilitatea în timp a altor proprietăți ale solului: capacitatea de schimb, proprietățile fizico-apă, regimul aerului și culoarea.

Parte organică specifică a solului - substanțe humice- reprezintă un sistem polidispers eterogen (eterogen) de compuși aromatici de natură acidă cu conținut de azot molecular înalt. Substanțele humice se formează ca urmare a unui proces biofizic și chimic complex de transformare (humificare) a produselor de descompunere a reziduurilor organice care intră în sol.

În funcție de compoziția chimică a reziduurilor vegetale, factorii de descompunere a acestora (temperatură, umiditate, compoziția microorganismelor), se disting două tipuri principale de humificare: fulvatul și humatul. Fiecare dintre ele corespunde unei anumite compoziții de grup fracționat de humus. Compoziția de grup a humusului este înțeleasă ca un set și conținut de diferite substanțe legate de structura și proprietățile compușilor. Cele mai importante grupe sunt acizii humici (HA) și acizii fulvici (FA).

Acizii humici conțin 46 - 62% carbon (C), 3 - 6% azot (N), 3-5% hidrogen (H) și 32-38% oxigen (O). În compoziția acizilor fulvici, există mai mult carbon - 45-50%, azot - 3,0-4,5% și hidrogen - 3-5%. Acizii humici și fulvici conțin aproape întotdeauna sulf (până la 1,2%), fosfor (zeci și sute de procente) și cationi ai diferitelor metale.

Ca parte a grupărilor HA și FA, se disting fracțiile. Compoziția fracționată a humusului caracterizează setul și conținutul diferitelor substanțe incluse în grupele HA și FA, după formele compușilor acestora cu componentele minerale ale solului. Următoarele fracții sunt de cea mai mare importanță pentru formarea solului: acizi bruni humici (BHA) asociați cu sesquioxizi; acizi negri humici (CHA) asociati cu calciul; fracțiile I și Ia ale acizilor fulvici asociate cu forme mobile de sesquioxizi; HA și FA, puternic asociate cu sesquioxizi și minerale argiloase.

Compoziția de grup a humusului caracterizează raportul cantitativ dintre acizi humici și acizi fulvici. O măsură cantitativă a tipului de humus este raportul dintre conținutul de carbon al acizilor humici (C HA) și conținutul de carbon al acizilor fulvici (C FA). În funcție de valoarea acestui raport (С gk / С fk), pot fi distinse patru tipuri de humus:

• - humate - mai mult de 2;
• - fulvat-humat - 1-2;
• - humat-fulvat - 0,5-1,0;
• - fulvat - mai mic de 0,5.

Compoziția de grup și fracționată a humusului se modifică în mod natural și constant în seria genetică zonală a solurilor. În solurile podzolice și soddy-podzolice, acizii humici aproape nu se formează și se acumulează puțin. Raportul C gk / C fc este de obicei mai mic de 1 și cel mai adesea este 0,3-0,6. În solurile cenușii și cernoziomuri, conținutul absolut și proporția de acizi humici este mult mai mare. Raportul С gk / С fk în cernoziomuri poate ajunge la 2,0-2,5. În solurile situate la sud de cernoziomuri, proporția de acizi fulvici crește treptat din nou.

Umiditatea excesivă, conținutul de carbonat al rocii, salinitatea lasă o amprentă asupra compoziției grupului de humus. Hidratarea suplimentară favorizează de obicei acumularea de acizi humici. Umiditatea crescută este caracteristică și solurilor formate pe roci carbonatice sau sub influența apelor subterane dure.

Compozițiile de grup și fracționate ale humusului se modifică de-a lungul profilului solului. Compoziția fracționată a humusului în diferite orizonturi depinde de mineralizarea soluției de sol și de valoarea pH-ului. Modificări de profil în compoziția grupului de humus în majoritatea

Solurile din sol sunt supuse unui model general: proporția de acizi humici scade cu adâncimea, proporția de acizi fulvici crește, raportul C ha / C fc scade la 0,1-0,3.

Adâncimea de humificare, sau gradul de conversie a reziduurilor vegetale în substanțe humice, precum și raportul C GC / C FC depind de viteza (cinetica) și durata procesului de humificare. Cinetica humificării este determinată de caracteristicile pedo-chimice și climatice care stimulează sau inhibă activitatea microorganismelor (nutrienți, temperatură, pH, umiditate), precum și de susceptibilitatea reziduurilor vegetale la transformare în funcție de structura moleculară a substanței (monozaharide, proteinele sunt mai ușor convertite, lignina, polizaharidele sunt mai dificile).

În orizonturile de humus ale solurilor cu climă temperată, tipul de humus și adâncimea de umidificare, exprimate prin raportul C HA /C FA, se corelează cu durata perioadei de activitate biologică.

Perioada de activitate biologică este o perioadă de timp în care se creează condiții favorabile pentru vegetația normală a plantelor, activitate microbiologică activă. Durata perioadei de activitate biologică este determinată de durata perioadei în care temperatura aerului depășește constant 10 ° C, iar rezerva de umiditate productivă este de cel puțin 1-2%. În seria zonală de soluri, valoarea C HA /C ph, ​​care caracterizează adâncimea de humificare, corespunde duratei perioadei de activitate biologică.

Luarea în considerare simultană a doi factori - perioada de activitate biologică și saturația solurilor cu baze, face posibilă determinarea zonelor de formare a diferitelor tipuri de humus. Humusul uman se formează numai cu o perioadă lungă de activitate biologică și un grad ridicat de saturație a solului cu baze. Această combinație de condiții este tipică pentru cernoziomuri. Solurile puternic acide (podzoluri, soluri sod-podzolice), indiferent de perioada de activitate biologică, au humus fulvat.

Substanțele humice din sol sunt foarte reactive și interacționează activ cu matricea minerală. Sub influența substanțelor organice, mineralele instabile ale rocii-mamă sunt distruse și elementele chimice devin mai accesibile plantelor. În procesul interacțiunilor organo-minerale se formează agregate de sol, ceea ce îmbunătățește starea structurală a solului.

Acizii fulvici distrug cel mai activ mineralele din sol. Interacționând cu sesquioxizii (Fe 2 O 3 și Al 2 O 3), FA formează complexe mobile de aluminiu și fier-humus (fulvați de fier și aluminiu). Aceste complexe sunt asociate cu formarea de orizonturi de sol iluvio-humus, în care sunt depuse. Fulvații de baze alcaline și alcalino-pământoase sunt foarte solubili în apă și migrează cu ușurință pe profil. O caracteristică importantă a FA este incapacitatea lor de a fixa calciul. Prin urmare, calcararea solurilor acide trebuie efectuată în mod regulat, la fiecare 3-4 ani.

Acizii humici, spre deosebire de FA, formează compuși organominerale slab solubili (humați de calciu) cu calciul. Datorită acestui fapt, în sol se formează orizonturi humus-acumulative. Substanțele humice din sol leagă ionii multor metale potențial toxice - Al, Pb, Cd, Ni, Co, ceea ce reduce efectul periculos al poluării chimice a solului.

Procesele de formare a humusului în solurile forestiere au propriile lor caracteristici. Marea majoritate a deșeurilor vegetale din pădure intră pe suprafața solului, unde se creează condiții speciale pentru descompunerea reziduurilor organice. Pe de o parte, este accesul liber al oxigenului și scurgerea umezelii, pe de altă parte, un climat umed și răcoros, un conținut ridicat de compuși greu descomponați în așternut, o pierdere rapidă din cauza spălării bazelor. eliberat în timpul mineralizării litierului. Astfel de condiții afectează activitatea vitală a animalelor din sol și a microflorei, care joacă un rol important în procesele de transformare a reziduurilor organice: măcinarea, amestecarea cu partea minerală a solului, prelucrarea biochimică a compușilor organici.

Ca urmare a diferitelor combinații ale tuturor factorilor de descompunere a reziduurilor organice, se formează trei tipuri (forme) de materie organică a solului forestier: mulle, moder, mor. Forma materiei organice din solurile forestiere este înțeleasă ca totalitatea substanțelor organice conținute atât în ​​așternutul forestier, cât și în orizontul humusului.

La trecerea de la mora la moder și mulle, proprietățile materiei organice din sol se schimbă: aciditatea scade, crește conținutul de cenușă, gradul de saturație cu baze, conținutul de azot și intensitatea descompunerii așternutului forestier. În solul de tip mulle, așternutul nu conține mai mult de 10% din rezerva totală de materie organică, în timp ce în cazul tipului mora, așternutul reprezintă până la 40% din rezerva sa totală.

În timpul formării materiei organice de tip mora, se formează un așternut gros cu trei straturi, care este bine separat de orizontul mineral subiacent (de obicei orizonturile E, EI, AY). La descompunerea așternutului, intervine în principal microflora fungică. Râmele sunt absenți, reacția este puternic acidă. Pardoseala pădurii are următoarea structură:

O L - strat superior de aproximativ 1 cm grosime, format din așternut care și-a păstrat structura anatomică;

О F - stratul mijlociu de diferite grosimi, format din așternut maro deschis semidescompus, împletit cu hife fungice și rădăcini de plante;

Oh - stratul inferior de așternut foarte descompus, maro închis, aproape negru, mânjit, cu un amestec vizibil de particule minerale.

La tipul moder, podeaua pădurii constă de obicei din două straturi. Sub un strat de așternut ușor descompus, se distinge un strat de humus bine descompus, cu o grosime de aproximativ 1 cm, transformându-se treptat într-un orizont de humus clar definit cu o grosime de 7-10 cm Râmbricii joacă un rol important în descompunerea aşternutul. În compoziția microflorei predomină ciupercile asupra bacteriilor. Materia organică a stratului de humus este parțial amestecată cu partea minerală a solului. Reacția așternutului este ușor acidă. În solurile forestiere cu umiditate excesivă, procesele de descompunere a așternutului vegetal sunt inhibate și în ele se formează orizonturi de turbă. Compoziția reziduurilor inițiale de plante influențează acumularea și viteza de descompunere a materiei organice în solurile forestiere. Cu cât mai multă lignină, rășini, taninuri în reziduurile vegetale și cu atât mai puțin azot, cu atât procesul de descompunere se desfășoară mai lent și cu atât mai multe reziduuri organice se acumulează în așternut.

Pe baza determinării compoziției plantelor, din așternutul din care s-a format așternutul, s-a propus o clasificare a așternutului forestier. Potrivit lui N. N. Stepanov (1929), se pot distinge următoarele tipuri de așternut: conifere, cu frunze mici, cu frunze late, lichen, mușchi verde, mușchi, iarbă, mușchi, sphagnum, iarbă umedă, iarbă mlaștină și iarbă lată.

Starea humusului din sol- este un ansamblu de rezerve și proprietăți generale ale substanțelor organice, create prin procesele de acumulare, transformare și migrare a acestora în profilul solului și afișate într-un set de caracteristici externe. Sistemul de indicatori ai stării humusului include conținutul și rezervele de humus, distribuția profilului acestuia, îmbogățirea cu azot, gradul de umidificare și tipurile de acizi humici.

Nivelurile de acumulare a humusului sunt în bună concordanță cu durata perioadei de activitate biologică.

În compoziția carbonului organic, se urmărește o creștere regulată a rezervelor de acizi humici de la nord la sud.

Solurile zonei arctice se caracterizează prin conținut scăzut și rezerve mici de materie organică. Procesul de umidificare are loc în condiții extrem de nefavorabile cu activitate biochimică scăzută a solurilor. Solurile din taiga nordică se caracterizează printr-o perioadă scurtă (aproximativ 60 de zile) și un nivel scăzut de activitate biologică, precum și o compoziție slabă a microflorei speciilor. Procesele de umidificare sunt lente. În solurile zonale din taiga de nord se formează un profil de tip grosier-humus. Orizontul humus-acumulator în aceste soluri este practic absent, conținutul de humus sub așternut este de până la 1-2%.

În subzona solurilor soddy-podzolice din taiga de sud, cantitatea de radiație solară, regimul de umiditate, acoperirea vegetației, compoziția bogată în specii a microflorei solului și activitatea sa biochimică mai mare pe o perioadă destul de lungă contribuie la o transformare mai profundă a reziduurilor de plante. Una dintre principalele trăsături ale solurilor din subzona taiga de sud este dezvoltarea procesului de sodiu. Grosimea orizontului acumulativ este mică și se datorează adâncimii de pătrundere a masei principale de rădăcini a vegetației erbacee. Conținutul mediu de humus în orizontul AY în solurile pădure soddy-podzolice variază de la 2,9 la 4,8%. Rezervele de humus din aceste soluri sunt mici și, în funcție de subtipul solului și de compoziția granulometrică, variază de la 17 la 80 t/ha într-un strat de 0-20 cm.

În zona de silvostepă, rezervele de humus în stratul de 0-20 cm variază de la 70 t/ha în solurile cenușii până la 129 t/ha în cele cenușii închise. Rezervele de humus din cernoziomurile zonei silvostepei în stratul 0-20 cm sunt de până la 178 t/ha, iar în stratul 0-100 cm - până la 488 t/ha. Conținutul de humus din orizontul A al cernoziomurilor ajunge la 7,2%, scăzând treptat odată cu adâncimea.

În regiunile de nord ale părții europene a Rusiei, o cantitate semnificativă de materie organică este concentrată în soluri de turbă. Peisajele de mlaștină sunt situate în principal în zona forestieră și tundră, unde precipitațiile depășesc semnificativ evaporarea. Conținutul de turbă este deosebit de mare în nordul taiga și în pădure-tundra. Cele mai vechi zăcăminte de turbă, de regulă, ocupă bazine de lac cu zăcăminte de sapropel cu o vechime de până la 12 mii de ani. Depunerea inițială a turbei în astfel de mlaștini a avut loc acum aproximativ 9-10 mii de ani. Cea mai activă turbă a început să fie depusă în perioada de acum aproximativ 8-9 mii de ani. Există uneori depozite de turbă vechi de aproximativ 11 mii de ani. Conținutul de HA în turbă variază de la 5 la 52%, crescând în timpul tranziției de la turba de mlaștină înaltă la turba de câmpie.

Varietatea funcțiilor ecologice ale solului este asociată cu conținutul de humus. Stratul de humus formează un înveliș energetic special al planetei, numit umosferă. Energia acumulată în umorosferă stă la baza existenței și evoluției vieții pe Pământ. Humosfera îndeplinește următoarele funcții importante: acumulativă, de transport, de reglare, de protecție, fiziologică.

Funcția acumulativă caracteristic acizilor humici (HA). Esența sa constă în acumularea celor mai importanți nutrienți ai organismelor vii în compoziția substanțelor humice. Sub formă de substanțe amine, până la 90-99% din tot azotul se acumulează în sol, mai mult de jumătate din fosfor și sulf. În această formă, potasiul, calciul, magneziul, jeleul - 30 și aproape toate oligoelementele necesare plantelor și microorganismelor sunt acumulate și depozitate pentru o lungă perioadă de timp.

functia de transport datorită faptului că substanțele humice pot forma compuși organominerale complecși cu cationi metalici stabili, dar solubili și capabili de migrare geochimică. Majoritatea microelementelor, o parte semnificativă a compușilor de fosfor și sulf migrează activ în această formă.

Funcția de reglementare datorită faptului că substanţele humice sunt implicate în reglarea aproape tuturor celor mai importante proprietăţi ale solului. Ele formează culoarea orizontului de humus și, pe această bază, regimul lor termic. Solurile humice sunt în general mult mai calde decât solurile care conțin puține substanțe humice. Substanțele humice joacă un rol important în formarea structurii solului. Ele sunt implicate în reglarea nutriției minerale a plantelor. Materia organică din sol este folosită de locuitorii săi ca sursă principală de hrană. Plantele iau aproximativ 50% din azot din rezervele solului.

Substanțele humice pot dizolva multe minerale din sol, ceea ce duce la mobilizarea unor elemente de nutriție minerale greu accesibile plantelor. Capacitatea de schimb cationic, capacitatea de tampon ioni-sare și acido-bază a solurilor și regimul redox depind de numărul de proprietăți ale substanțelor humice din sol. Proprietățile fizice, ape-fizice și fizico-mecanice ale solurilor sunt strâns legate de conținutul de humus prin compoziția sa de grup. Solurile bine humusizate sunt mai bine structurate, compoziția microflorei în specii este mai diversă, iar numărul de nevertebrate este mai mare. Astfel de soluri sunt mai permeabile la apă, mai ușor de lucrat mecanic, rețin mai bine elementele regimului nutrițional al plantelor, au o capacitate mare de absorbție și de tamponare, iar eficiența îngrășămintelor minerale este mai mare în ele.

functie de protectie datorită faptului că substanțele humice din sol protejează sau conservă biota solului, acoperirea vegetației în cazul apariției diferitelor tipuri de situații extreme nefavorabile. Solurile cu humus sunt mai rezistente la secetă sau aglomerare, sunt mai puțin susceptibile la eroziunea prin deflație și își păstrează proprietăți satisfăcătoare mai mult timp atunci când sunt irigate cu doze mari sau ape mineralizate.

Solurile bogate în substanțe humice rezistă la sarcini tehnogene mai mari. În condiții egale de contaminare a solului cu metale grele, efectul toxic al acestora asupra plantelor de pe cernoziomuri se manifestă într-o măsură mai mică decât pe solurile podzolice soddy. Substanțele humice leagă destul de puternic mulți radionuclizi, pesticide, împiedicând astfel pătrunderea lor în plante sau alte efecte negative.

Funcția fiziologică este că acizii humici și sărurile lor pot stimula germinarea semințelor, pot activa respirația plantelor și pot crește productivitatea bovinelor și păsărilor de curte.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.