Органическое вещество почвы

Органическое вещество почв

 Органическое вещество почв — это совокупность живой биомассы и органических остатков растений, животных, микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности и особых новообразованных органических веществ почвы, называемых гумусом.

В органическом веществе почвы всегда присутствует какое-то количество остатков отмерших организмов, находящихся на разных стадиях разложения, живые клетки микроорганизмов, почвенная фауна.

Источники органического вещества в почве

Растения. Источниками органического вещества служат все компоненты биоценоза, которые попадают на поверхность или в толщу почвы и участвуют в процессах почвообразования. Однако в абсолютном большинстве наземных биоценозов наибольшую биомассу и годичный прирост (первичную продукцию) имеют зеленые растения. Эта биомасса (фитомасса) превышает биомассу беспозвоночных животных и микроорганизмов в несколько десятков или сотен раз, а позвоночных животных — в несколько тысяч раз. Запасы фитомассы в различных ландшафтах тундровой зоны варьируют от 150 до 2500 г/м2, в таежно-лесной зоне запасы зрелых лесов возрастают до 25-40 тыс. г/м2, а травянистая растительность накапливается в количестве 1200-2500 г/м2. Роль древесной и травянистой, лесной и степной растительности в процессах почвообразования существенно различается. Под лесом опавшие листья (опад), которые служат главным источником гумуса, поступают преимущественно на поверхность почвы. В меньшей степени в образовании гумуса участвуют корни древесных растений. В хвойном лесу опад содержит много дубильных веществ и поэтому разлагается микроорганизмами очень медленно. Он образует подстилку различной мощности, которая разлагается преимущественно грибами. Формирующиеся здесь почвы отличаются низким содержанием гумуса и высокой кислотностью, они бедны питательными элементами, особенно азотом, и поэтому их плодородие низкое. В смешанных и особенно в широколиственных лесах лиственный опад более мягкий, содержит в своем составе высокое количество зольных элементов, богат азотом. В лесах такого типа в гумусообразовании принимает участие и опад травянистой растительности, который богат зольными элементами, в частности основаниями (карбонатами кальция и магния). Поэтому кислотность почв под такими лесами не столь высока, в них больше азота и других питательных элементов. Соответственно и уровень их плодородия выше. Под пологом степной или луговой растительности наблюдается иной характер превращений органических веществ. В формировании гумуса здесь участвует как надземная биомасса, так и масса корней. Опад травянистой растительности, в отличие от лесного опада, более богат питательными элементами, в частности азотом и основаниями. Поэтому здесь формируются почвы с высоким плодородием. Например, под пологом степной растительности сформировались черноземные почвы с высоким запасом гумуса, а под покровом травянистой растительности поименных террас различные луговые почвы, также отличающиеся высоким природным плодородием.

Животные. Наряду с высшими растениями большое влияние на почвообразование оказывают многочисленные представители почвенной фауны — беспозвоночные и позвоночные, населяющие различные горизонты почвы и живущие на ее поверхности. По размерам особей всех представителей почвенной фауны можно разделить на четыре группы: микрофауна — организмы, размеры которых менее 0.2 мм. Это главным образом простейшие и другие микроскопические животные, обитающие во влажной почве; мезофауна — животные размером от 0,2 до 4 мм. Это клещи, мельчайшие насекомые, некоторые многоножки и черви, приспособленные к жизни в почве, имеющей достаточно влажный воздух; макрофауна — состоит из животных размером от 4 до 80 мм. Это земляные черви, многие насекомые (муравьи, термиты и др.); мегафауна — размеры животных более 80 мм. Это крупные насекомые, крабы, скорпионы, кроты, змеи, черепахи, мелкие и крупные грызуны, лисы, барсуки и другие животные, роющие в почве ходы и норы. Среди почвенных животных преобладают беспозвоночные. Их суммарная биомасса в 1000 раз больше биомассы позвоночных. Функции почвенных животных разнообразны: одна из них -разрушение, измельчение и поедание органических остатков на поверхности почвы и внутри ее. Благодаря механическому дроблению и измельчению поверхность растительных остатков увеличивается в сотни и тысячи раз, что существенно облегчает их дальнейшее разрушение грибами и бактериями. Кроме того, животные затаскивают растительные остатки в глубь почвы, придают ей структуру, усиливают аэрацию и образование органоминеральных соединений. Примером исключительно интенсивного воздействия животных на почву служит деятельность дождевых червей. Чарльз Дарвин писал в 1882 г.: «вряд ли найдутся другие животные, которые играли бы столь большую роль в истории мира, как дождевые черви». Действительно, на площади 1 га черви ежегодно пропускают через свой кишечник в разных почвенно-климатических зонах от 50 до 600 т мелкозема. Вместе с минеральной массой при этом поглощается и перерабатывается огромное количество органических остатков. В среднем масса экскрементов дождевых червей достигает 25 т/га в год. Столь же большую работу по переработке и перераспределению органического вещества осуществляют насекомые и другие животные. Почвенные животные накапливают в своих телах элементы питания, которые после естественной гибели животного возвращаются в почву. Переработанное почвенной фауной органическое вещество служит питательной средой для почвенных микроорганизмов. Экскременты животных образуют зоны повышенной микробиологической активности, где процессы почвообразования идут быстрее, так как в них участвуют бактерии, грибы, плотность которых здесь в десятки раз выше, чем в окружающей почве. Деятельность роющих животных (кротов, землероек, сусликов и др.) оказывает большое воздействие на перемещение масс почвы, на формирование своеобразного микрорельефа.

Микроорганизмы. Невозможно переоценить роль микроорганизмов (бактерий, грибов и водорослей) в трансформации органического вещества и процессах почвообразования. Если высшие растения являются главными продуцентами биологической массы, то микроорганизмам принадлежит основная роль в глубоком и полном разрушении органических веществ. Почвенные микроорганизмы способны разлагать сложнейшие высокомолекулярные соединения до простых минеральных веществ. Поэтому их называют редуцентами, или биологическими деструкторами. В биомассе отмирающих микроорганизмов содержится около 12% азота, 3% фосфора и 2% калия. При ее разложении около трети питательных веществ используют сами микроорганизмы, а две трети растения.

Гумус. Наряду с процессами распада органических остатков и минерализацией органических веществ в почве протекает и процесс синтеза гумусовых веществ, или гумуса. По современным представлениям, гумус (в быту мы называем его перегноем) представляет собой комплекс промежуточных продуктов трансформации органических веществ почвы. На этот процесс оказывают влияние все живые организмы, минеральные вещества почвы, водный и воздушный режим, климат и пр. Содержание и состав гумуса служат важными показателями плодородия почв и их устойчивости как компонента биосферы. Гумусовые вещества образуются из «обломков» биоорганических молекул, которые появляются в почве благодаря деятельности ее живого населения. На роль органических остатков растительного и животного происхождения в образовании перегноя обратил внимание еще М. В. Ломоносов. В работе «О происхождении перегноя» (1761 г.) он писал: от согнития животных и растущих тел со временем» произошли почвы.

Гумус — это источник многих химических элементов, необходимых для питания растений, основа жизни почвенных микроорганизмов и беспозвоночных животных, важнейший фактор почвенного плодородия.

Кроме того, гумус содержит большое количество физиологически активных веществ, а его содержание в почве определяет интенсивность поступления СО2 в приземный слой воздуха, а значит, эффективность фотосинтеза растений. Однако в последние десятилетия было обнаружено, что ведение сельского хозяйства без заботы о поддержании запасов гумуса в почве привело к заметному их сокращению. Так, в наших черноземах, где не применялось травосеяние и внесение органических удобрений, по сравнению сданными полученным 100 лет назад В. В. Докучаевым, содержание гумуса сократилось на 30%. С запасом гумуса тесно связаны физические свойства почвы. Почвы с высоким содержанием гумуса обладают хорошей структурой, весной они быстрее просыхают и «созревают», то есть становятся пригодными для обработки.

Комментарии

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *