Trợ giúp về Tele2, thuế quan, câu hỏi

Chương 4. VẬT CHẤT HỮU CƠ ĐẤT VÀ THÀNH PHẦN CỦA NÓ

§1. Nguồn chất hữu cơ và thành phần của nó

Thành phần quan trọng nhất của đất là chất hữu cơ, là sự kết hợp phức tạp của thực vật và xác động vật trong các giai đoạn phân hủy khác nhau, và các chất hữu cơ cụ thể của đất được gọi là mùn.

Tất cả các thành phần của biocenosis rơi vào hoặc vào đất (vi sinh vật chết, rêu, địa y, động vật, v.v.) được coi là nguồn chất hữu cơ tiềm năng, nhưng thực vật xanh, hàng năm còn sót lại trong đất và trên đó, là nguồn chính tích lũy mùn trong đất.bề mặt một lượng lớn chất hữu cơ. Năng suất sinh học của thực vật rất khác nhau và nằm trong khoảng từ 1–2 tấn/năm chất hữu cơ khô (lãnh nguyên) đến 30–35 tấn/năm (cận nhiệt đới ẩm).

Rác thực vật khác nhau không chỉ về số lượng mà còn về chất lượng (xem Chương 2). Thành phần hóa học của các chất hữu cơ đi vào đất rất đa dạng và phần lớn phụ thuộc vào loại thực vật bị chết. Hầu hết khối lượng của chúng là nước (75 - 90%). Thành phần của chất khô bao gồm carbohydrate, protein, chất béo, sáp, nhựa, lipid, tanin và các hợp chất khác. Phần lớn các hợp chất này là các chất cao phân tử. Phần chính của tàn dư thực vật bao gồm chủ yếu là cellulose, hemicellulose, lignin và tanin, trong khi các loài cây là giàu nhất trong số đó. Protein có nhiều nhất trong vi khuẩn và cây họ đậu, lượng nhỏ nhất có trong gỗ.

Ngoài ra, bã hữu cơ luôn chứa một lượng các nguyên tố tro. Phần lớn tro là canxi, magiê, silic, kali, natri, phốt pho, lưu huỳnh, sắt, nhôm, mangan, tạo thành phức hợp hữu cơ trong thành phần của mùn. Hàm lượng silica (SiO 2) dao động từ 10 đến 70%, phốt pho - từ 2 đến 10% khối lượng tro. Tên của các nguyên tố tro là do khi thực vật bị đốt cháy, chúng vẫn ở trong tro và không bay hơi như xảy ra với carbon, hydro, oxy và nitơ.

Với một lượng rất nhỏ, các nguyên tố vi lượng được tìm thấy trong tro - bo, kẽm, iốt, flo, molypden, coban, niken, đồng, v.v. Tảo, ngũ cốc và các loại đậu có hàm lượng tro cao nhất, ít tro nhất được tìm thấy trong gỗ lá kim . Thành phần của chất hữu cơ có thể được biểu diễn như sau (Hình 6).

§2. Chuyển hóa chất hữu cơ trong đất

Sự chuyển hóa mùn bã hữu cơ là một quá trình sinh hóa phức tạp diễn ra trong đất với sự tham gia trực tiếp của vi sinh vật, động vật, oxy không khí và nước. Trong quá trình này, vai trò chính và quyết định thuộc về các vi sinh vật tham gia vào tất cả các giai đoạn hình thành mùn, được tạo điều kiện thuận lợi bởi quần thể đất có hệ vi sinh vật khổng lồ. Động vật sống trong đất cũng tham gia tích cực vào quá trình chuyển hóa mùn bã hữu cơ. Côn trùng và ấu trùng của chúng, giun đất nghiền nát tàn dư thực vật, trộn với đất, nuốt, xử lý và loại bỏ phần không sử dụng dưới dạng phân vào đất.

Khi chết, tất cả các sinh vật thực vật và động vật đều trải qua quá trình phân hủy thành các hợp chất đơn giản hơn, giai đoạn cuối cùng là hoàn thành khoáng hóa chất hữu cơ. Các chất vô cơ thu được được thực vật sử dụng làm chất dinh dưỡng. Tốc độ phân hủy và khoáng hóa của các hợp chất khác nhau là không giống nhau. Đường và tinh bột hòa tan được khoáng hóa mạnh mẽ; protein, hemicelluloses và cellulose phân hủy khá tốt; kháng - lignin, nhựa, sáp. Một phần khác của các sản phẩm phân hủy được chính các vi sinh vật (dị dưỡng) tiêu thụ để tổng hợp protein thứ cấp, chất béo, carbohydrate, tạo thành huyết tương của các thế hệ vi sinh vật mới và sau khi chết, nó lại phải chịu quá trình phân hủy. Quá trình lưu giữ tạm thời các chất hữu cơ trong tế bào vi sinh vật được gọi là tổng hợp vi sinh vật. Một số sản phẩm phân hủy được chuyển đổi thành các chất cao phân tử phức tạp cụ thể - chất humic. Tập hợp các quá trình biến đổi sinh hóa và hóa lý phức tạp của chất hữu cơ, kết quả là một chất hữu cơ cụ thể của đất, mùn, được hình thành, được gọi là làm nhục. Cả ba quá trình này diễn ra đồng thời trong đất và có mối liên hệ với nhau. Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ xảy ra với sự tham gia của các enzym do vi sinh vật, rễ cây tiết ra, dưới tác động của các phản ứng sinh hóa thủy phân, oxy hóa, khử, lên men, v.v. và mùn được hình thành.

Có một số lý thuyết về sự hình thành mùn. Lần đầu tiên vào năm 1952 xuất hiện sự ngưng tụ lý thuyết được phát triển bởi M.M.Kononova. Theo lý thuyết này, sự hình thành mùn diễn ra như một quá trình polycondensation dần dần (polyme hóa) các sản phẩm phân hủy trung gian của các chất hữu cơ (axit fulvic được hình thành trước và axit humic được hình thành từ chúng). Ý tưởng quá trình oxy hóa sinh hóađược phát triển bởi L.N. Alexandrova vào những năm 70 của thế kỷ XX. Theo đó, các phản ứng oxy hóa sinh hóa chậm các sản phẩm phân hủy, dẫn đến sự hình thành hệ thống axit humic trọng lượng phân tử cao có thành phần nguyên tố thay đổi, đóng vai trò hàng đầu trong quá trình làm ẩm. Axit humic tương tác với các nguyên tố tro của tàn dư thực vật được giải phóng trong quá trình khoáng hóa sau này, cũng như với phần khoáng chất của đất, tạo thành các dẫn xuất khoáng hữu cơ khác nhau của axit humic. Trong trường hợp này, một hệ thống axit duy nhất được chia thành một số phân số khác nhau về mức độ hòa tan và cấu trúc của phân tử. Phần ít phân tán hơn, tạo thành muối không tan trong nước với canxi và sesquioxit, được hình thành dưới dạng nhóm axit humic. Một phần phân tán hơn, tạo ra các muối hòa tan chủ yếu, tạo thành một nhóm axit fulvic. sinh học các khái niệm về sự hình thành mùn cho thấy các chất humic là sản phẩm tổng hợp của các vi sinh vật khác nhau. Quan điểm này được thể hiện bởi V.R. Williams, nó được phát triển trong các tác phẩm của F.Yu. Geltser, S.P. Lyakh, D.G. Zvyagintsev và những người khác.

Trong các điều kiện tự nhiên khác nhau nhân vật và tốc độ Sự hình thành mùn không giống nhau và phụ thuộc vào các điều kiện hình thành đất có mối quan hệ qua lại với nhau: chế độ nước-không khí và nhiệt của đất, thành phần hạt và tính chất lý hóa của đất, thành phần và tính chất cung cấp tàn dư thực vật, thành phần loài và cường độ hoạt động sống của vi sinh vật.

Quá trình chuyển hóa cặn xảy ra trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tùy thuộc vào chế độ nước-không khí. TẠI thể dục nhịp điệuđiều kiện có đủ độ ẩm trong đất, nhiệt độ thuận lợi và khả năng tiếp cận O 2 tự do, quá trình phân hủy cặn bã hữu cơ phát triển mạnh mẽ với sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí. Các điều kiện tối ưu nhất là nhiệt độ 25 - 30 ° C và độ ẩm - 60% tổng khả năng giữ ẩm của đất. Nhưng trong cùng điều kiện, quá trình khoáng hóa của cả sản phẩm phân hủy trung gian và chất mùn diễn ra nhanh chóng, do đó, mùn tích tụ trong đất tương đối ít, nhưng nhiều nguyên tố tro và đạm dinh dưỡng cho cây trồng (trong đất xám bạc màu và các loại đất cận nhiệt đới khác).

Trong điều kiện kỵ khí (với độ ẩm dư thừa liên tục, cũng như ở nhiệt độ thấp, thiếu O 2), quá trình hình thành mùn diễn ra chậm với sự tham gia chủ yếu của các vi sinh vật kỵ khí. Trong trường hợp này, nhiều axit hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp và các sản phẩm khí khử (CH 4 , H 2 S) được hình thành, ức chế hoạt động sống của vi sinh vật. Quá trình phân hủy diễn ra dần dần và tàn dư hữu cơ biến thành than bùn - một khối xác thực vật bị phân hủy yếu và chưa phân hủy, giữ lại một phần cấu trúc giải phẫu. Sự kết hợp của các điều kiện hiếu khí và kỵ khí trong đất với các giai đoạn làm khô và làm ẩm xen kẽ là thuận lợi nhất cho sự tích tụ mùn. Chế độ này là điển hình cho chernozem.

Thành phần loài của vi sinh vật đất và cường độ hoạt động sống còn của chúng cũng ảnh hưởng đến sự hình thành mùn. Đất podzolic phía bắc, do điều kiện thủy nhiệt cụ thể, được đặc trưng bởi hàm lượng vi sinh vật thấp nhất với sự đa dạng loài thấp và hoạt động sống thấp. Hậu quả của việc này là sự phân hủy tàn dư thực vật chậm và tích tụ than bùn phân hủy yếu. Ở vùng cận nhiệt đới và nhiệt đới ẩm, hoạt động vi sinh phát triển mạnh mẽ và liên quan đến điều này, quá trình khoáng hóa tích cực của cặn được ghi nhận. So sánh trữ lượng mùn trong các loại đất khác nhau với số lượng vi sinh vật khác nhau trong đó chỉ ra rằng khả năng sinh học của đất rất thấp và cao đều không góp phần tích tụ mùn. Lượng mùn lớn nhất tích tụ trong đất có hàm lượng vi sinh vật trung bình (chernozem).

Thành phần hạt và tính chất hóa lý của đất có ảnh hưởng không nhỏ. Trong đất cát và đất cát, đất nóng và thoáng khí, quá trình phân hủy xác bã hữu cơ diễn ra nhanh chóng, một phần đáng kể trong số chúng bị khoáng hóa, ít chất mùn và chúng cố định kém trên bề mặt các hạt cát. Trong đất sét và đất mùn, quá trình phân hủy mùn bã hữu cơ trong điều kiện bình đẳng diễn ra chậm hơn (do thiếu O 2), các chất mùn được cố định trên bề mặt các hạt khoáng và tích tụ trong đất.

Thành phần hoá học và khoáng vật của đất quyết định lượng dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật, phản ứng của môi trường hình thành mùn và điều kiện cố định các chất mùn trong đất. Do đó, đất bão hòa canxi có phản ứng trung tính, thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn và cố định axit humic ở dạng canxi humate không hòa tan trong nước, làm giàu mùn. Trong môi trường axit, khi đất bão hòa hydro và nhôm, axit fulvic hòa tan được hình thành, làm tăng tính di động và dẫn đến tích tụ nhiều mùn. Các khoáng sét như montmorillonite và vermiculite cũng góp phần cố định mùn trong đất.

Do có sự khác nhau về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành mùn nên số lượng, chất lượng và trữ lượng mùn ở các loại đất khác nhau không giống nhau. Do đó, các tầng trên của chernozem điển hình chứa 10–14% mùn, đất rừng sẫm màu xám 4–9%, đất soddy-podzolic 2–3%, hạt dẻ sẫm màu, đất vàng 4–5%, đất bán hoang mạc màu nâu và xám nâu 1 - 2%. Trữ lượng chất hữu cơ trong các khu vực tự nhiên cũng khác nhau. Trữ lượng lớn nhất, theo I.V. Tyurin, có nhiều loại phụ khác nhau của chernozem, than bùn, rừng xám, hạt dẻ sẫm màu trung bình, đất đỏ, đất podzolic thấp, sod-podzolic, đất xám điển hình. Đất trồng trọt của Cộng hòa Bêlarut có chứa mùn: đất sét– 65 tấn/ha, trong mùn– 52 tấn/ha, trong cát - 47 tấn/ha, trong cát– 35 tấn/ha. Các loại đất của Cộng hòa Bêlarut, tùy thuộc vào hàm lượng mùn trong lớp đất canh tác, được chia thành 6 nhóm (Bảng 3). Trong đất của các vùng tự nhiên khác, có sự phân cấp tùy thuộc vào hàm lượng mùn.

bàn số 3

Nhóm đất của Cộng hòa Bêlarut theo hàm lượng mùn

Tại Cộng hòa Belarus, phần lớn diện tích đất thuộc nhóm II và III, khoảng 20% ​​- thuộc nhóm IV (Hình 7).

§3. Thành phần và phân loại mùn

mùn là chất hữu cơ chứa nitơ cao phân tử đặc hiệu có tính axit. Nó tạo nên phần chính của chất hữu cơ của đất, đã làm mất hoàn toàn các đặc điểm của cấu trúc giải phẫu của các sinh vật thực vật và động vật đã chết. Chất mùn trong đất bao gồm các chất humic cụ thể, bao gồm axit humic (HA), axit fulvic (FA) và humin (xem Hình 6), khác nhau về khả năng hòa tan và khả năng chiết xuất.

axit humic- Là những chất chứa nitơ cao phân tử có màu sẫm không tan trong nước, axit khoáng và axit hữu cơ. Chúng hòa tan tốt trong kiềm với sự hình thành các dung dịch keo có màu anh đào sẫm hoặc nâu đen.

Khi tương tác với các cation kim loại, axit humic tạo thành muối - humate. Humat của các kim loại đơn trị tan nhiều trong nước và bị rửa trôi khỏi đất, trong khi các mùn của kim loại hoá trị hai và ba không tan trong nước và cố định tốt trong đất. Trọng lượng phân tử trung bình của axit humic là 1400. Chúng chứa C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (tính theo trọng lượng). Các thành phần chính của phân tử axit humic là lõi, chuỗi bên và các nhóm chức năng ngoại vi. Cốt lõi của các chất humic bao gồm một số vòng thơm. Chuỗi bên có thể là carbohydrate, axit amin và các chuỗi khác. Các nhóm chức năng được đại diện bởi một số nhóm cacboxyl (–COOH) và phenolhydroxyl, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành đất, vì chúng xác định các quá trình tương tác của axit humic với phần khoáng chất của đất. Axit humic là phần có giá trị nhất của mùn, chúng làm tăng khả năng hấp thụ của đất, góp phần tích tụ các nguyên tố màu mỡ của đất và hình thành cấu trúc chịu nước.

axit fulvic là một nhóm axit humic còn lại trong dung dịch sau khi kết tủa axit humic. Đây cũng là các axit hữu cơ cao phân tử chứa nitơ, không giống như axit humic, chứa ít carbon hơn nhưng nhiều oxy và hydro hơn. Chúng có màu sáng (vàng, cam), dễ tan trong nước. Các muối (fulvat) cũng hòa tan trong nước và cố định yếu trong đất. Axit fulvic có phản ứng axit mạnh, phá hủy mạnh mẽ phần khoáng chất của đất, gây ra sự phát triển của quá trình podzoobrazovaniya trong đất.

Tỷ lệ giữa axit humic và axit fulvic trong các loại đất khác nhau là không giống nhau. Tùy thuộc vào chỉ số này (C HA: C FA), các loại mùn sau đây được phân biệt: khiêm nhường(> 1,5), humate-fulvate (1,5 – 1), fulvatno-khiêm nhường (1 – 0,5), đầu mối (< 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.

kẹo cao su- đây là một phần của các chất humic không hòa tan trong bất kỳ dung môi nào, được thể hiện bằng một phức hợp các chất hữu cơ (axit humic, axit fulvic và các dẫn xuất khoáng hữu cơ của chúng), liên kết chặt chẽ với phần khoáng chất của đất. Nó là một phần trơ của đất mùn.

Tính đặc thù và thành phần của phức hợp mùn làm cơ sở cho việc phân loại các loại mùn. R.E. Muller đã đề xuất phân loại các dạng mùn trong rừng như một hệ thống tương tác sinh học giữa các chất hữu cơ, hệ vi sinh vật và thảm thực vật. Trong số các phức hợp này, 3 loại mùn được phân biệt.

mùn mềm - mul Nó hình thành trong các khu rừng rụng lá hoặc hỗn hợp với hoạt động mạnh mẽ của hệ động vật đất trong điều kiện thủy nhiệt thuận lợi và có đủ lượng bazơ, chủ yếu là canxi, trong rác và đất; Rác hầu như không tích tụ trong đất của la, vì rác đến bị hệ vi sinh vật phân hủy mạnh mẽ. Thành phần của mùn chủ yếu là axit humic.

Mùn thô - sâu bệnh, chứa một lượng lớn tàn dư bán phân hủy, là đặc trưng của rừng lá kim, được hình thành với hàm lượng tro thấp trong thảm mục, thiếu bazơ và hàm lượng silica cao trong đất, có phản ứng axit, là kháng vi sinh vật và khoáng hóa chậm với sự tham gia của nấm. Do sự phát triển chậm của quá trình mùn hóa và khoáng hóa trong đất, một chân trời giống như than bùn A 0 được hình thành, bao gồm 3 lớp: a) một lớp chất hữu cơ bị phân hủy yếu (L), là rác tươi, b) lớp lên men bán phân hủy (F), c) lớp ẩm (H).

Hình thức trung gian - moder phát triển trong điều kiện khoáng hóa khá nhanh tàn dư thực vật, trong đó hoạt động chức năng của động vật đất, nghiền nát tàn dư thực vật, đóng một vai trò quan trọng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân hủy tiếp theo của chúng bởi hệ vi sinh vật đất.

§bốn. Tầm quan trọng và cân bằng mùn đất

Sự tích tụ mùn là kết quả của quá trình hình thành đất, còn bản thân các chất mùn có ảnh hưởng lớn đến chiều hướng tiếp theo của quá trình hình thành đất và tính chất của đất. Các chức năng của mùn trong đất rất đa dạng:

1) sự hình thành phẫu diện đất cụ thể (với chân trời A), sự hình thành cấu trúc đất, cải thiện tính chất vật lý nước của đất, tăng khả năng hấp thụ và khả năng đệm của đất;

2) nguồn dinh dưỡng khoáng cho cây trồng (N, P, K, Ca, Mg, S, vi lượng), nguồn dinh dưỡng hữu cơ cho sinh vật dị dưỡng trong đất, nguồn CO 2 ở tầng mặt khí quyển và sinh học các hợp chất hoạt tính trong đất trực tiếp kích thích sinh trưởng phát triển của cây trồng, huy động các chất dinh dưỡng, ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học của đất;

3) thực hiện các chức năng vệ sinh và bảo vệ - đẩy nhanh quá trình tiêu hủy thuốc trừ sâu, khắc phục các chất ô nhiễm, giảm sự xâm nhập của chúng vào thực vật.

Liên quan đến vai trò đa dạng của chất hữu cơ đối với độ phì nhiêu của đất, vấn đề cân bằng mùn trong đất canh tác có tầm quan trọng hiện nay. Giống như bất kỳ số dư nào, cân bằng mùn bao gồm các khoản mục thu nhập (dòng chất thải hữu cơ và sự làm ẩm của chúng) và chi tiêu (khoáng hóa và các tổn thất khác). Trong điều kiện tự nhiên, đất càng già thì càng màu mỡ: cân bằng dương hoặc bằng 0, ở đất canh tác thường âm hơn. Trung bình, đất canh tác mất khoảng 1 tấn/ha mùn mỗi năm. Để điều chỉnh lượng mùn, người ta sử dụng một cách có hệ thống một lượng vừa đủ chất hữu cơ dưới dạng phân chuồng (từ 1 tấn phân chuồng tạo thành ≈ 50 kg mùn), ủ than bùn, gieo cỏ lâu năm, sử dụng bón phân xanh (phân xanh), bón vôi cho đất chua và thạch cao kiềm.

Trạng thái mùn của đất là một chỉ số quan trọng về độ phì nhiêu và được xác định bởi một hệ thống các chỉ số, bao gồm mức độ hàm lượng và trữ lượng chất hữu cơ, phân bố hồ sơ của nó, làm giàu nitơ (C: N) và canxi, mức độ mùn. , các loại axit humic và tỷ lệ của chúng. Một số thông số của nó đóng vai trò là đối tượng giám sát môi trường.

phần hữu cơ đấtđược đại diện bởi các sinh vật sống (giai đoạn sống hoặc pha sinh học), chất thải hữu cơ và chất humic chưa bị phân hủy (Hình 1)

Phần hữu cơ của đất

Cơm. 1. Phần hữu cơ của đất

Các sinh vật sống đã được thảo luận ở trên. Bây giờ nó là cần thiết để xác định dư lượng hữu cơ.

hài cốt hữu cơ- đây là những chất hữu cơ, mô của thực vật và động vật, giữ lại một phần hình dạng và cấu trúc ban đầu. Cần lưu ý thành phần hóa học khác nhau của các dư lượng khác nhau.

chất humic là tất cả các chất hữu cơ của đất, ngoại trừ các sinh vật sống và phần còn lại của chúng, không bị mất cấu trúc mô. Người ta thường chấp nhận chia chúng thành các chất humic cụ thể và các chất hữu cơ không đặc hiệu có tính chất riêng lẻ.

Các chất humic không đặc hiệu chứa các chất có tính chất riêng lẻ:

a) các hợp chất nitơ, ví dụ, đơn giản và phức tạp, protein, axit amin, peptit, bazơ purin, bazơ pyrimidine; carbohydrate; monosacarit, oligosacarit, polysacarit;

b) chất gỗ;

c) lipit;

e) tanin;

f) axit hữu cơ;

g) rượu;

h) anđehit.

Như vậy, chất hữu cơ không đặc hiệu là các hợp chất hữu cơ riêng lẻ và là sản phẩm phân hủy trung gian của các chất hữu cơ còn sót lại. Chúng chiếm khoảng 10-15% tổng hàm lượng mùn của đất khoáng và có thể đạt tới 50-80% tổng khối lượng các hợp chất hữu cơ trong tầng than bùn và thảm mục rừng.

Trên thực tế, các chất humic đại diện cho một hệ thống cụ thể của các hợp chất hữu cơ chứa nitơ phân tử cao có cấu trúc tuần hoàn và tính chất axit. Theo nhiều nhà nghiên cứu, cấu trúc của phân tử hợp chất mùn rất phức tạp. Người ta đã xác định rằng các thành phần chính của phân tử là lõi, chuỗi bên (ngoại vi) và các nhóm chức năng.

Người ta tin rằng lõi là các vòng thơm và dị vòng, bao gồm các hợp chất năm và sáu cạnh thuộc loại:

benzen furan pyrrole naphthalene indole

Chuỗi bên kéo dài từ lõi đến ngoại vi của phân tử. Chúng được thể hiện trong phân tử hợp chất humic bằng axit amin, carbohydrate và các chuỗi khác.

Thành phần của chất humic có chứa cacboxyl (-COOH), phenolhydroxyl (-OH), methoxyl (-CH3O) và rượu hydroxyl. Các nhóm chức năng này xác định tính chất hóa học của các chất humic. Một tính năng đặc trưng của hệ thống các chất humic thích hợp là tính không đồng nhất, tức là sự hiện diện trong đó của các thành phần của các giai đoạn làm nhục khác nhau. Ba nhóm chất được phân biệt từ hệ thống phức tạp này:

a) axit humic;

b) axit fulvic;

c) humin, hay chính xác hơn là cặn không thủy phân được.

Axit humic (HA)- Nhóm chất humic có màu sẫm, được chiết xuất từ ​​đất bằng dung dịch kiềm và kết tủa bằng axit vô cơ ở pH = 1-2. Chúng được đặc trưng bởi thành phần nguyên tố sau: hàm lượng C từ 48 đến 68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Các hợp chất này thực tế không tan trong nước và axit vô cơ, dễ dàng bị kết tủa khỏi dung dịch HA bởi các axit H+, Ca2+, Fe3+, A13+. Đây là những hợp chất mùn có tính chất axit, đó là do các nhóm chức hydroxyl cacboxyl và phenol. Hydro của các nhóm này có thể được thay thế bằng các cation khác. Khả năng thay thế phụ thuộc vào bản chất của cation, độ pH của môi trường và các điều kiện khác. Trong một phản ứng trung tính, chỉ có các ion hydro của các nhóm cacboxyl được thay thế. Khả năng hấp thụ do tính chất này của HA là từ 250 đến 560 meq trên 100 g HA. Với phản ứng kiềm, khả năng hấp thụ tăng lên 600-700 mg·eq/100 g HA do khả năng thay thế ion hydro của các nhóm hydroxyl. Phân tử lượng của HA khi được xác định bằng nhiều phương pháp thay đổi từ 400 đến hàng trăm nghìn. Trong phân tử HA, phần thơm được thể hiện rõ nhất, khối lượng của nó chiếm ưu thế so với khối lượng của chuỗi bên (ngoại vi).

Axit humic không có cấu trúc tinh thể, hầu hết chúng được tìm thấy trong đất ở dạng gel, dễ dàng bị pept hóa dưới tác dụng của kiềm và tạo thành các dung dịch phân tử và keo.

Khi HA tương tác với các ion kim loại, muối được hình thành, được gọi là humate. Humate NH4+, Na+, K+ tan nhiều trong nước và có thể tạo thành dung dịch keo và dung dịch phân tử. Vai trò của các hợp chất này trong đất là rất lớn. Ví dụ, các humate Ca, Mg, Fe và Al về cơ bản hòa tan kém, có thể tạo thành gel không thấm nước, đồng thời chuyển sang trạng thái đứng yên (tích tụ), đồng thời là cơ sở để hình thành cấu trúc kháng nước.

Axit Fulvic (FA) - một nhóm chất humic cụ thể, hòa tan trong nước và axit khoáng. Được đặc trưng bởi thành phần hóa học sau: Hàm lượng C từ 40 đến 52%; H - 5-4%, oxy -40-48%, N - 2-6%. Axit fulvic, không giống như HA, hòa tan cao trong nước, axit và kiềm. Dung dịch có màu vàng hoặc vàng rơm. Từ đây, các hợp chất này có tên: trong tiếng Latin fulvus - màu vàng. Dung dịch nước của FA có tính axit mạnh (pH 2,5). Trọng lượng phân tử của axit fulvic, được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau, nằm trong khoảng từ 100 đến vài trăm và thậm chí hàng nghìn đơn vị khối lượng thông thường.

Phân tử axit fulvic có cấu trúc đơn giản hơn so với axit humic. Phần thơm của các hợp chất này ít rõ rệt hơn. Cấu trúc của phân tử FA bị chi phối bởi các chuỗi bên (ngoại vi). Các nhóm chức hoạt động là các nhóm cacboxyl và phenolhydroxyl, hydro của chúng tham gia vào các phản ứng trao đổi. Khả năng trao đổi của FA có thể đạt 700-800 mg·eq trên 100 g chế phẩm axit fulvic.

Khi tương tác với phần khoáng chất của đất, axit fulvic tạo thành các hợp chất khoáng hữu cơ với các ion kim loại, cũng như khoáng chất. Axit fulvic, do phản ứng axit mạnh và khả năng hòa tan tốt trong nước, chủ động phá hủy phần khoáng chất của đất. Trong trường hợp này, muối của axit fulvic được hình thành, có tính linh động cao trong mặt cắt đất. Các hợp chất khoáng hữu cơ của axit fulvic tham gia tích cực vào quá trình di chuyển vật chất và năng lượng trong phẫu diện đất, chẳng hạn như trong quá trình hình thành các chân trời di truyền riêng lẻ.

Dư lượng không thể thủy phân (humins) - một nhóm các chất humic, là dư lượng của các hợp chất hữu cơ không hòa tan trong kiềm trong đất. Nhóm này bao gồm cả các chất humic thích hợp, ví dụ, humin bao gồm axit humic liên kết chặt chẽ với khoáng chất và các chất riêng lẻ liên kết chặt chẽ và dư lượng hữu cơ ở các mức độ phân hủy khác nhau với phần khoáng chất của đất.

Đất là một tập hợp phức tạp của các thành phần kết hợp với nhau. Thành phần của đất bao gồm:

• nguyên tố khoáng.
• hợp chất hữu cơ.
• dung dịch đất.
• không khí đất.
• chất khoáng hữu cơ.
• vi sinh vật đất (hữu sinh và phi sinh học).

Để phân tích thành phần của đất và xác định các thông số của nó, cần phải có các giá trị của thành phần tự nhiên - tùy thuộc vào điều này, một đánh giá được thực hiện đối với hàm lượng của một số tạp chất.

Hầu hết phần vô cơ (khoáng chất) của đất là silica kết tinh (thạch anh). Nó có thể từ 60 đến 80 phần trăm tổng số nguyên tố khoáng sản.

Các aluminosilicat như mica và fenspat chiếm một số lượng khá lớn các thành phần vô cơ. Điều này cũng bao gồm các khoáng sét có tính chất thứ cấp, ví dụ, montmorillonit.

Montmorillonites có tầm quan trọng lớn đối với chất lượng vệ sinh của đất do khả năng hấp thụ các cation (bao gồm cả kim loại nặng) và do đó khử trùng đất về mặt hóa học.

Ngoài ra, phần khoáng chất của các thành phần đất bao gồm các nguyên tố hóa học (chủ yếu ở dạng oxit) như:

• nhôm
• sắt
• silicon
• kali
• natri
• magie
• canxi
• phốt pho

Ngoài ra, còn có các thành phần khác. Thường thì chúng có thể ở dạng muối sulfuric, phosphoric, carbonic và hydrochloric.

Thành phần hữu cơ đất

Hầu hết các thành phần hữu cơ được tìm thấy trong mùn. Đây là, ở mức độ này hay mức độ khác, các hợp chất hữu cơ phức tạp, có trong thành phần của chúng các nguyên tố như:

• carbon
• ôxy
• hydro
• phốt pho

Một phần đáng kể các thành phần hữu cơ của đất được tìm thấy hòa tan trong độ ẩm của đất.

Đối với thành phần khí của đất, đó là không khí, với tỷ lệ xấp xỉ sau:

1) nitơ - 60-78%

2) oxy - 11-21%

3) carbon dioxide - 0,3-8%

Không khí và nước xác định chỉ số như độ xốp của đất và có thể dao động từ 27 đến 90% tổng thể tích.

Xác định thành phần hạt của đất

Thành phần hạt (cơ học) của đất là tỷ lệ các hạt đất có kích thước khác nhau, bất kể nguồn gốc của chúng (hóa học hay khoáng vật). Các nhóm hạt này được kết hợp thành các phân số.

Thành phần hạt của đất có tầm quan trọng quyết định trong việc đánh giá mức độ màu mỡ và các chỉ tiêu quan trọng khác của đất.

Tùy thuộc vào độ phân tán, các hạt đất được chia thành hai loại chính:

1) các hạt có đường kính lớn hơn 0,001 mm.

2) các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,001 mm.

Nhóm hạt đầu tiên bắt nguồn từ tất cả các loại thành tạo khoáng chất và mảnh đá. Loại thứ hai xảy ra trong quá trình phong hóa khoáng sét và các thành phần hữu cơ.

Các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành đất

Khi xác định thành phần của đất cần chú ý đến các nhân tố hình thành đất - chúng có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và thành phần của đất.

Người ta thường phân biệt các yếu tố hình thành đất chính sau đây:

• nguồn gốc của đá mẹ của đất.
• tuổi đất.
• địa hình bề mặt của đất.
• điều kiện khí hậu hình thành đất.
• thành phần vi sinh vật đất.
• hoạt động của con người tác động đến đất.

Clarke như một đơn vị đo lường thành phần hóa học của đất

Clark là một đơn vị thông thường xác định lượng bình thường của một nguyên tố hóa học nhất định trong đất lý tưởng (không bị ô nhiễm). Ví dụ, một kg đất sạch tự nhiên nên chứa khoảng 3,25% canxi - đây là 1 clarke. Mức độ của một nguyên tố hóa học từ 3-4 clarks trở lên cho thấy đất bị ô nhiễm nặng với nguyên tố này.

Đất là một hệ thống phức tạp bao gồm các thành phần khoáng chất và hữu cơ. Nó phục vụ như một chất nền cho sự phát triển của thực vật. Để canh tác thành công, cần phải biết các đặc điểm và cách thức hình thành đất - điều này giúp tăng độ phì nhiêu của nó, tức là nó có tầm quan trọng kinh tế lớn.

Thành phần của đất bao gồm bốn thành phần chính:
1) chất khoáng;
2) chất hữu cơ;
3) không khí;
4) nước, được gọi đúng hơn là dung dịch đất, vì một số chất luôn hòa tan trong đó.

Chất khoáng của đất

Quađất bao gồm các thành phần khoáng chất có kích thước khác nhau: đá, đá dăm và "đất mịn". Loại thứ hai thường được chia nhỏ theo thứ tự thô của các hạt thành đất sét, bùn và cát. Thành phần cơ giới của đất được xác định bởi hàm lượng tương đối của cát, bột và sét trong đó.

Thành phần cơ giới của đấtảnh hưởng mạnh mẽ đến khả năng thoát nước, hàm lượng dinh dưỡng và chế độ nhiệt độ của đất, hay nói cách khác là cấu trúc của đất theo quan điểm nông học. Các loại đất có kết cấu trung bình và mịn như đất sét, mùn và phù sa thường thích hợp hơn cho sự phát triển của cây trồng, vì chúng chứa đủ chất dinh dưỡng và có khả năng giữ nước tốt hơn với muối hòa tan. Đất cát thoát nước nhanh hơn và mất chất dinh dưỡng do rửa trôi, nhưng có lợi cho thu hoạch sớm; vào mùa xuân, chúng khô và nóng lên nhanh hơn đất sét. Sự hiện diện của đá, tức là các hạt có đường kính hơn 2 mm, rất quan trọng về mặt mài mòn của nông cụ và ảnh hưởng đến hệ thống thoát nước. Thông thường, khi hàm lượng đá trong đất tăng lên, khả năng giữ nước của nó giảm đi.

Chất hữu cơ trong đất

chất hữu cơ, theo quy luật, chỉ chiếm một phần thể tích nhỏ của đất, nhưng nó rất quan trọng, vì nó quyết định nhiều tính chất của nó. Nó là nguồn chính của các chất dinh dưỡng thực vật như phốt pho, nitơ và lưu huỳnh; nó góp phần hình thành các cốt liệu đất, tức là cấu trúc vón cục mịn, đặc biệt quan trọng đối với đất nặng, do tính thấm nước và sục khí tăng lên; nó phục vụ như thức ăn cho vi sinh vật. Chất hữu cơ của đất được chia thành mảnh vụn hoặc chất hữu cơ chết (MOB) và quần thể sinh vật.

mùn(mùn) là chất hữu cơ do sự phân hủy không hoàn toàn của MOB. Một phần đáng kể của nó không tồn tại ở dạng tự do mà liên kết với các phân tử vô cơ, chủ yếu với các hạt đất sét. Cùng với chúng, mùn tạo thành cái gọi là phức hợp hấp thụ của đất, cực kỳ quan trọng đối với hầu hết các quá trình vật lý, hóa học và sinh học xảy ra trong đó, đặc biệt là để giữ nước và chất dinh dưỡng.

Trong số các sinh vật đất một nơi đặc biệt bị chiếm giữ bởi giun đất. Những sinh vật ăn mảnh vụn này, cùng với MOB, ăn một lượng lớn các hạt khoáng chất. Di chuyển giữa các lớp đất khác nhau, những con giun liên tục trộn nó. Ngoài ra, họ để lại các lối đi tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sục khí và thoát nước của nó, do đó cải thiện cấu trúc và các đặc tính liên quan của nó. Giun đất phát triển tốt nhất trong môi trường trung tính và hơi chua, hiếm khi xảy ra ở độ pH dưới 4,5.

Chất hữu cơ trong đất- đây là một hệ thống phức tạp của tất cả các chất hữu cơ có trong hồ sơ ở trạng thái tự do hoặc ở dạng hợp chất hữu cơ, ngoại trừ những chất là một phần của sinh vật sống.

Nguồn chất hữu cơ chính của đất là phần còn lại của thực vật và động vật ở các giai đoạn phân hủy khác nhau. Khối lượng sinh khối lớn nhất đến từ tàn dư thực vật bị rụng, sự đóng góp của động vật không xương sống và động vật có xương sống và vi sinh vật ít hơn nhiều, nhưng chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc làm giàu chất hữu cơ với các thành phần chứa nitơ.

Chất hữu cơ trong đất được chia thành hai nhóm theo nguồn gốc, đặc điểm và chức năng của nó: mùn bã và mùn hữu cơ. Là một từ đồng nghĩa với thuật ngữ "mùn", thuật ngữ "mùn" đôi khi được sử dụng.

hài cốt hữu cơđược đại diện chủ yếu bởi đất và rễ của thực vật bậc cao, không bị mất cấu trúc giải phẫu. Thành phần hóa học của xác thực vật ở các cenose khác nhau rất khác nhau. Điểm chung của chúng là sự chiếm ưu thế của carbohydrate (cellulose, hemicellulose, pectin), lignin, protein và lipid. Tất cả phức hợp phức tạp này của các chất sau khi các sinh vật chết đi vào đất và biến thành các chất khoáng và humic, đồng thời được loại bỏ một phần khỏi đất cùng với nước ngầm, có thể đến các chân trời chứa dầu.

Quá trình phân hủy tàn dư hữu cơ trong đất bao gồm quá trình phá hủy cơ học và lý học, quá trình biến đổi sinh học và hóa sinh và hóa học. Enzyme, động vật không xương sống trong đất, vi khuẩn và nấm đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy dư lượng hữu cơ. Enzyme là protein có cấu trúc với nhiều nhóm chức năng. Nguồn chính của enzyme là; cây. Đóng vai trò là chất xúc tác trong đất, các enzyme đẩy nhanh quá trình phân hủy và tổng hợp các chất hữu cơ lên ​​hàng triệu lần.

mùn là tập hợp tất cả các hợp chất hữu cơ được tìm thấy trong đất, ngoại trừ những hợp chất là một phần của cơ thể sống và tàn dư hữu cơ còn giữ nguyên cấu trúc giải phẫu.

Trong thành phần của mùn, các hợp chất hữu cơ không đặc hiệu và các chất đặc hiệu - humic được phân lập.

không cụ thể gọi là nhóm chất hữu cơ đã biết bản chất và cấu tạo riêng. Chúng xâm nhập vào đất từ ​​​​xác thực vật và động vật đang phân hủy và với dịch tiết của rễ. Các hợp chất không đặc hiệu được đại diện bởi hầu hết tất cả các thành phần tạo nên các mô động vật và thực vật và các chất tiết trong cơ thể của vĩ mô và vi sinh vật. Chúng bao gồm lignin, cellulose, protein, axit amin, monosacarit, sáp và axit béo.

Nhìn chung, tỷ lệ các hợp chất hữu cơ không đặc hiệu không vượt quá 20% tổng lượng mùn của đất. Các hợp chất hữu cơ không đặc hiệu là các sản phẩm có mức độ phân hủy và làm ẩm khác nhau của thực vật, động vật và vi sinh vật xâm nhập vào đất. Các hợp chất này xác định động lực của các đặc tính đất thay đổi nhanh chóng: thế oxy hóa khử, hàm lượng các dạng dinh dưỡng di động, sự phong phú và hoạt động của vi sinh vật đất và thành phần của dung dịch đất. Ngược lại, các chất mùn quyết định sự ổn định theo thời gian của các tính chất khác của đất: khả năng trao đổi chất, tính chất vật lý nước, chế độ không khí và màu sắc.

Phần hữu cơ cụ thể của đất - chất humic- đại diện cho một hệ thống polydisperse không đồng nhất (không đồng nhất) của các hợp chất thơm chứa nitơ phân tử cao có tính chất axit. Các chất mùn được hình thành do kết quả của một quá trình biến đổi (làm ẩm) phức tạp về lý sinh và hóa học của các sản phẩm phân hủy của tàn dư hữu cơ xâm nhập vào đất.

Tùy thuộc vào thành phần hóa học của tàn dư thực vật, các yếu tố phân hủy của chúng (nhiệt độ, độ ẩm, thành phần của vi sinh vật), hai loại mùn hóa chính được phân biệt: fulvate và humate. Mỗi người trong số họ tương ứng với một thành phần mùn nhóm phân đoạn nhất định. Thành phần nhóm của mùn được hiểu là tập hợp và hàm lượng các chất khác nhau có liên quan đến cấu trúc và tính chất của các hợp chất. Các nhóm quan trọng nhất là axit humic (HA) và axit fulvic (FA).

Axit humic chứa 46 - 62% carbon (C), 3 - 6% nitơ (N), 3 - 5% hydro (H) và 32 - 38% oxy (O). Axit fulvic có nhiều carbon hơn - 45-50%, nitơ - 3,0-4,5% và hydro - 3-5%. Axit humic và axit fulvic hầu như luôn chứa lưu huỳnh (lên đến 1,2%), phốt pho (hàng chục và hàng trăm phần trăm) và cation của các kim loại khác nhau.

Là một phần của nhóm HA và FA, phân số được phân biệt. Thành phần phân đoạn của mùn đặc trưng cho tập hợp và hàm lượng của các chất khác nhau có trong nhóm HA và FA, theo dạng hợp chất của chúng với các thành phần khoáng của đất. Các thành phần sau đây có tầm quan trọng lớn nhất đối với sự hình thành đất: axit humic màu nâu (BHA) kết hợp với sesquioxit; axit humic đen (CHA) liên kết với canxi; phân số I và Ia của axit fulvic liên kết với các dạng sesquioxit di động; HA và FA, liên kết chặt chẽ với sesquioxit và khoáng sét.

Thành phần nhóm của mùn đặc trưng cho tỷ lệ định lượng của axit humic và axit fulvic. Một thước đo định lượng của loại mùn là tỷ lệ giữa hàm lượng cacbon của axit humic (C HA) với hàm lượng cacbon của axit fulvic (C FA). Theo giá trị của tỷ lệ này (С gk / С fk), bốn loại mùn có thể được phân biệt:

• - khiêm tốn - hơn 2;
• - fulvate-humate - 1-2;
• - humate-fulvate - 0,5-1,0;
• - fulvate - nhỏ hơn 0,5.

Nhóm và thành phần phân đoạn của mùn thay đổi một cách tự nhiên và liên tục trong chuỗi di truyền vùng của đất. Trong đất podzolic và soddy-podzolic, axit humic hầu như không được hình thành và tích lũy ít. Tỷ lệ C gk / C fc thường nhỏ hơn 1 và thường xuyên nhất là 0,3-0,6. Trong đất xám và chernozem, hàm lượng và tỷ lệ tuyệt đối của axit humic cao hơn nhiều. Tỷ lệ С gk / С fk trong chernozem có thể đạt 2,0-2,5. Trong các loại đất nằm ở phía nam của chernozem, tỷ lệ axit fulvic tăng dần trở lại.

Độ ẩm quá mức, hàm lượng cacbonat của đá, độ mặn để lại dấu vết trên thành phần nhóm mùn. Hydrat hóa bổ sung thường thúc đẩy sự tích tụ axit humic. Độ ẩm tăng lên cũng là đặc điểm của đất được hình thành trên đá cacbonat hoặc dưới ảnh hưởng của nước ngầm cứng.

Thành phần nhóm và thành phần phân đoạn của mùn cũng thay đổi dọc theo phẫu diện đất. Thành phần phân đoạn của mùn ở các tầng khác nhau phụ thuộc vào quá trình khoáng hóa của dung dịch đất và giá trị pH. Hồ sơ thay đổi trong thành phần nhóm mùn ở hầu hết

Đất thổ nhưỡng có một mô hình chung: tỷ lệ axit humic giảm theo độ sâu, tỷ lệ axit fulvic tăng, tỷ lệ C ha / C fc giảm xuống 0,1-0,3.

Độ sâu của quá trình mùn hóa, hay mức độ chuyển hóa tàn dư thực vật thành chất mùn, cũng như tỷ lệ C GC/C FC phụ thuộc vào tốc độ (động học) và thời gian của quá trình mùn hóa. Động lực của quá trình làm ẩm được xác định bởi các đặc điểm khí hậu và hóa học đất kích thích hoặc ức chế hoạt động của vi sinh vật (chất dinh dưỡng, nhiệt độ, pH, độ ẩm) và tính nhạy cảm của tàn dư thực vật đối với sự biến đổi tùy thuộc vào cấu trúc phân tử của chất (monosacarit, protein dễ chuyển hóa hơn, lignin, polysaccharid khó chuyển hóa hơn).

Trong tầng mùn của đất khí hậu ôn đới, loại mùn và độ sâu của mùn, được biểu thị bằng tỷ lệ C HA / C FA, tương quan với thời gian của thời kỳ hoạt động sinh học.

Thời kỳ hoạt động sinh học là khoảng thời gian tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh trưởng bình thường của thực vật, hoạt động vi sinh tích cực. Thời lượng của thời kỳ hoạt động sinh học được xác định bởi khoảng thời gian mà nhiệt độ không khí liên tục vượt quá 10 ° C và dự trữ độ ẩm sản xuất ít nhất là 1-2%. Trong một loạt các loại đất, giá trị C HA / C ph, ​​đặc trưng cho độ sâu của sự mùn, tương ứng với thời gian của thời kỳ hoạt động sinh học.

Việc xem xét đồng thời hai yếu tố - thời kỳ hoạt động sinh học và độ bão hòa của đất với bazơ, giúp xác định các khu vực hình thành các loại mùn khác nhau. Humate mùn chỉ được hình thành với một thời gian dài hoạt động sinh học và mức độ bão hòa cao của đất với các bazơ. Sự kết hợp các điều kiện này là điển hình cho chernozem. Đất có tính axit mạnh (podzols, đất sod-podzolic), bất kể thời kỳ hoạt động sinh học, đều có mùn fulvate.

Các chất humic trong đất có tính phản ứng cao và tương tác tích cực với ma trận khoáng chất. Dưới ảnh hưởng của các chất hữu cơ, các khoáng chất không ổn định của đá mẹ bị phá hủy và các nguyên tố hóa học trở nên dễ tiếp cận hơn đối với thực vật. Trong quá trình tương tác khoáng chất hữu cơ, các cốt liệu đất được hình thành, giúp cải thiện trạng thái cấu trúc của đất.

Axit Fulvic phá hủy tích cực nhất các khoáng chất trong đất. Tương tác với sesquioxide (Fe 2 O 3 và Al 2 O 3), FA tạo thành các phức nhôm và sắt-mùn di động (sắt và nhôm fulvat). Những phức hợp này có liên quan đến sự hình thành các tầng đất mùn phù sa, trong đó chúng được lắng đọng. Fulvat của bazơ kiềm và kiềm thổ hòa tan cao trong nước và dễ dàng di chuyển xuống mặt cắt. Một đặc điểm quan trọng của FA là không có khả năng cố định canxi. Vì vậy, việc bón vôi cho đất chua phải được tiến hành thường xuyên, 3-4 năm một lần.

Axit humic, trái ngược với FA, tạo thành các hợp chất hữu cơ hòa tan kém (canxi humate) với canxi. Do đó, các chân trời tích lũy mùn được hình thành trong đất. Các chất humic trong đất liên kết các ion của nhiều kim loại có khả năng gây độc - Al, Pb, Cd, Ni, Co, làm giảm tác động nguy hiểm của ô nhiễm đất do hóa chất.

Các quá trình hình thành mùn trong đất rừng có những đặc điểm riêng. Phần lớn rác thực vật trong rừng xâm nhập vào bề mặt đất, nơi các điều kiện đặc biệt được tạo ra để phân hủy tàn dư hữu cơ. Một mặt, đó là khả năng tiếp cận oxy tự do và hơi ẩm thoát ra ngoài, mặt khác, khí hậu ẩm ướt và mát mẻ, hàm lượng cao các hợp chất khó phân hủy trong chất độn chuồng, sự mất mát nhanh chóng do rửa trôi khỏi các chất nền. được giải phóng trong quá trình khoáng hóa của rác. Những điều kiện như vậy ảnh hưởng đến hoạt động sống còn của động vật đất và hệ vi sinh vật, đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa dư lượng hữu cơ: nghiền, trộn với phần khoáng của đất, xử lý sinh hóa các hợp chất hữu cơ.

Do sự kết hợp khác nhau của tất cả các yếu tố phân hủy tàn dư hữu cơ, ba loại (dạng) chất hữu cơ của đất rừng được hình thành: mulle, moder, mor. Dạng chất hữu cơ trong đất rừng được hiểu là tổng số các chất hữu cơ có trong thảm mục rừng và trong tầng mùn.

Khi chuyển từ mora sang moder và mulle, tính chất của chất hữu cơ trong đất thay đổi: độ chua giảm, hàm lượng tro tăng, mức độ bão hòa bazơ, hàm lượng nitơ, cường độ phân hủy của rác rừng. Trong đất với loại mulle, rác chứa không quá 10% tổng trữ lượng chất hữu cơ, trong khi ở loại mora, rác chiếm tới 40% tổng trữ lượng của nó.

Trong quá trình hình thành chất hữu cơ thuộc loại mora, một lớp rác ba lớp dày được hình thành, được phân tách rõ ràng khỏi tầng khoáng chất bên dưới (thường là tầng E, EI, AY). Trong quá trình phân hủy rác chủ yếu tham gia vào hệ vi sinh vật nấm. Giun đất vắng mặt, phản ứng có tính axit mạnh. Tầng rừng có cấu trúc như sau:

O L - lớp trên dày khoảng 1 cm, bao gồm rác vẫn giữ được cấu trúc giải phẫu của nó;

О F - lớp giữa có độ dày khác nhau, bao gồm rác màu nâu nhạt đã phân hủy, đan xen với sợi nấm và rễ cây;

Oh - lớp dưới cùng của rác bị phân hủy cao, màu nâu sẫm, gần như đen, bị vấy bẩn, với một hỗn hợp đáng chú ý của các hạt khoáng chất.

Với loại hiện đại, nền rừng thường gồm hai lớp. Dưới lớp rác nhẹ phân hủy là lớp mùn phân hủy tốt dày khoảng 1 cm, dần dần biến thành tầng mùn phân định rõ dày 7-10 cm, giun đất đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy rác. rác rưởi. Trong thành phần của hệ vi sinh vật, nấm chiếm ưu thế hơn vi khuẩn. Chất hữu cơ của tầng mùn được trộn lẫn một phần với phần chất khoáng của đất. Phản ứng của chất độn chuồng hơi chua. Trong đất rừng có độ ẩm quá cao, quá trình phân hủy xác thực vật bị ức chế và các tầng than bùn được hình thành trong đó. Thành phần tàn dư thực vật ban đầu có ảnh hưởng đến quá trình tích lũy và tốc độ phân hủy chất hữu cơ trong đất rừng. Càng nhiều lignin, nhựa, tanin trong tàn dư thực vật và càng ít nitơ thì quá trình phân hủy diễn ra càng chậm và càng nhiều tàn dư hữu cơ tích tụ trong chất độn chuồng.

Dựa trên việc xác định thành phần của thực vật, từ rác mà rác được hình thành, một phân loại rác rừng đã được đề xuất. Theo N. N. Stepanov (1929), các loại rác sau đây có thể được phân biệt: lá kim, lá nhỏ, lá rộng, địa y, rêu xanh, rêu, cỏ, rêu, sphagnum, cỏ ướt, cỏ đầm lầy và cỏ rộng.

Tình trạng mùn đất- đây là tập hợp trữ lượng và tính chất chung của các chất hữu cơ do các quá trình tích tụ, biến đổi và di chuyển của chúng tạo nên trong phẫu diện đất và được thể hiện trong tập hợp các đặc điểm bên ngoài. Hệ thống các chỉ tiêu trạng thái mùn bao gồm hàm lượng và trữ lượng mùn, phân bố mặt cắt, độ giàu nitơ, mức độ mùn hóa và các loại axit humic.

Mức độ tích lũy mùn phù hợp tốt với thời gian hoạt động sinh học.

Trong thành phần của carbon hữu cơ, người ta thấy có sự gia tăng thường xuyên về trữ lượng axit humic từ bắc xuống nam.

Các loại đất của vùng Bắc Cực được đặc trưng bởi hàm lượng chất hữu cơ thấp và trữ lượng nhỏ. Quá trình mùn hóa diễn ra trong điều kiện hết sức bất lợi, hoạt động sinh hóa của đất thấp. Đất của rừng taiga phía bắc được đặc trưng bởi thời gian ngắn (khoảng 60 ngày) và mức độ hoạt động sinh học thấp, cũng như thành phần loài kém của hệ vi sinh vật. Quá trình làm nhục diễn ra chậm. Trong các loại đất khu vực của taiga phía bắc, một loại hồ sơ mùn thô được hình thành. Tầng tích lũy mùn trong các loại đất này thực tế không có, hàm lượng mùn dưới lớp rác lên tới 1-2%.

Trong tiểu vùng đất soddy-podzolic ở phía nam taiga, lượng bức xạ mặt trời, chế độ ẩm, lớp phủ thực vật, thành phần loài phong phú của hệ vi sinh vật đất và hoạt động sinh hóa cao hơn của nó trong một thời gian khá dài góp phần chuyển hóa sâu hơn tàn dư thực vật. Một trong những đặc điểm chính của đất ở tiểu vùng taiga phía nam là sự phát triển của quá trình soddy. Độ dày của chân trời tích lũy nhỏ và là do độ sâu xâm nhập của phần lớn rễ của thảm thực vật thân thảo. Hàm lượng mùn trung bình ở tầng AY trong đất soddy-podzolic của rừng dao động từ 2,9 đến 4,8%. Trữ lượng mùn trong các loại đất này nhỏ và tùy thuộc vào loại đất phụ và thành phần hạt, dao động từ 17 đến 80 tấn/ha trong một lớp 0-20 cm.

Ở vùng thảo nguyên rừng, trữ lượng mùn ở tầng 0-20 cm dao động từ 70 tấn/ha trên đất xám đến 129 tấn/ha trên đất xám đen. Trữ lượng mùn ở vùng chernozem của vùng thảo nguyên rừng ở lớp 0-20 cm lên tới 178 tấn / ha và ở lớp 0-100 cm - lên tới 488 tấn / ha. Hàm lượng mùn ở tầng A của chernozem đạt 7,2%, giảm dần theo độ sâu.

Ở các khu vực phía bắc của phần châu Âu của Nga, một lượng đáng kể chất hữu cơ tập trung trong đất than bùn. Cảnh quan đầm lầy chủ yếu nằm ở khu vực rừng và lãnh nguyên, nơi lượng mưa vượt quá đáng kể lượng bốc hơi. Hàm lượng than bùn đặc biệt cao ở phía bắc rừng taiga và lãnh nguyên rừng. Theo quy luật, các mỏ than bùn lâu đời nhất chiếm các lưu vực hồ với các mỏ sapropel có tuổi đời lên đến 12 nghìn năm. Sự lắng đọng ban đầu của than bùn trong các đầm lầy như vậy xảy ra khoảng 9-10 nghìn năm trước. Than bùn tích cực nhất bắt đầu được lắng đọng trong khoảng 8-9 nghìn năm trước. Đôi khi có những mỏ than bùn khoảng 11 nghìn năm tuổi. Hàm lượng HA trong than bùn dao động từ 5 đến 52%, tăng lên trong quá trình chuyển đổi từ than bùn vùng cao sang than bùn vùng thấp.

Sự đa dạng của các chức năng sinh thái của đất gắn liền với hàm lượng mùn. Lớp mùn tạo thành lớp vỏ năng lượng đặc biệt của hành tinh, được gọi là khí quyển. Năng lượng tích lũy trong thể dịch là cơ sở cho sự tồn tại và tiến hóa của sự sống trên Trái đất. Khí quyển thực hiện các chức năng quan trọng sau: tích lũy, vận chuyển, điều hòa, bảo vệ, sinh lý.

hàm tích lũyđặc trưng của axit humic (HA). Bản chất của nó nằm ở sự tích tụ các chất dinh dưỡng quan trọng nhất của các sinh vật sống trong thành phần của các chất humic. Ở dạng các chất amin, có tới 90-99% tổng lượng nitơ tích lũy trong đất, hơn một nửa lượng phốt pho và lưu huỳnh. Ở dạng này, kali, canxi, magiê, thạch - 30 và hầu hết các nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng và vi sinh vật được tích lũy và lưu trữ trong một thời gian dài.

chức năng vận chuyển do thực tế là các chất humic có thể hình thành ổn định, nhưng hòa tan và có khả năng di chuyển địa hóa các hợp chất hữu cơ phức tạp với các cation kim loại. Hầu hết các nguyên tố vi lượng, một phần đáng kể của phốt pho và các hợp chất lưu huỳnh di chuyển tích cực ở dạng này.

chức năng điều tiết do thực tế là các chất humic tham gia vào việc điều chỉnh hầu hết các tính chất quan trọng nhất của đất. Chúng tạo thành màu sắc của các chân trời mùn và trên cơ sở đó, chế độ nhiệt của chúng. Đất mùn nói chung ấm hơn nhiều so với đất chứa ít chất mùn. Chất humic đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành kết cấu đất. Chúng tham gia vào quá trình điều hòa dinh dưỡng khoáng của cây trồng. Chất hữu cơ trong đất được cư dân của nó sử dụng làm nguồn thức ăn chính. Thực vật lấy khoảng 50% nitơ dự trữ từ đất.

Các chất mùn có thể hòa tan nhiều chất khoáng trong đất dẫn đến huy động một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng mà cây trồng khó tiếp cận. Khả năng trao đổi cation, khả năng đệm ion-muối và axit-bazơ của đất và chế độ oxy hóa khử phụ thuộc vào số lượng tính chất của các chất mùn trong đất. Các tính chất vật lý, lý nước và cơ lý nước của đất có liên quan chặt chẽ với hàm lượng mùn bởi thành phần nhóm của nó. Đất mùn tốt có cấu trúc tốt hơn, thành phần loài của hệ vi sinh vật đa dạng hơn và số lượng động vật không xương sống cao hơn. Những loại đất như vậy dễ thấm nước hơn, dễ vận động cơ học hơn, giữ lại tốt hơn các yếu tố dinh dưỡng của cây trồng, có khả năng hấp thụ và khả năng đệm cao, hiệu quả của phân khoáng trong đó cao hơn.

chức năng bảo vệ do thực tế là các chất humic trong đất bảo vệ hoặc bảo tồn hệ sinh vật đất, thảm thực vật che phủ trong trường hợp xảy ra các loại tình huống cực đoan bất lợi. Đất mùn có khả năng chống hạn hán hoặc ngập úng tốt hơn, ít bị xói mòn do giảm phát và giữ được các đặc tính thỏa đáng lâu hơn khi được tưới với liều lượng cao hoặc nước khoáng.

Đất giàu chất mùn chịu được tải trọng công nghệ cao hơn. Trong điều kiện đất bị ô nhiễm kim loại nặng như nhau, tác dụng độc hại của chúng đối với thực vật trên chernozem được biểu hiện ở mức độ thấp hơn so với đất podzolic có nhiều bùn. Các chất humic liên kết khá mạnh với nhiều hạt nhân phóng xạ, thuốc trừ sâu, do đó ngăn cản sự xâm nhập của chúng vào thực vật hoặc các tác động tiêu cực khác.

chức năng sinh lý là axit humic và muối của chúng có thể kích thích hạt nảy mầm, kích hoạt quá trình hô hấp của cây và tăng năng suất của gia súc, gia cầm.

Nếu bạn tìm thấy lỗi, vui lòng đánh dấu một đoạn văn bản và nhấp vào Ctrl+Enter.