ОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ ҐРУНТУ

Питання теми

1. Накопичення органічних речовин у ґрунті. Утворення гумусу.

2. Склад гумусу. Значення гумусових речовин у ґрунті.

1. Накопичення органічних речовин у ґрунті. Утворення гумусу.

Органічні речовини ґрунту – це сукупність рослинних і тваринних решток, які знаходяться на різних стадіях розкладу, і специфічних ґрунтових органічних речовин – гумусу.

Основну роль у накопичені органічних рослин відіграють зелені рослини. Вони здійснюють фотосинтез, в результаті якого утворюються органічні речовини, після відмирання рослин синтезовані органічні речовини надходять у ґрунт. Таким чином, своєю життєдіяльністю зелені рослини зумовлюють біологічну міграцію мінеральних речовин.

Велику роль у накопичені органічних речовин відіграють мікроорганізми. Діяльність мікроорганізмів протилежна діяльності зелених рослин – вони розкладають органічні речовини, синтезовані зеленими рослинами.

Розвиток мікроорганізмів у ґрунті пов’язаний з органічними речовинами – чим більше у ґрунті рослинних решток, тим більше мікроорганізмів. Найбільше мікроорганізмів у верхніх шарах ґрунту.

Відмираючи, рослини і тварини розкладаються у ґрунті. Кінцевим результатом їх розкладання є мінералізація органічних речовин. Інтенсивність розкладання залежить від речовин, які розкладаються і від зовнішніх умов. Найшвидше розкладаються цукри, органічні кислоти, спирти, потім білки, амінокислоти, жири, пектини, геміцелюлоза і, нарешті, клітковина й лігнін. Дуже повільно розкладаються віск, смоли та інші стійкі речовини.

Органічні речовини мінералізуються не відразу, вони проходять ряд довгих і складних перетворень, тому у ґрунті можна знайти органічні речовини на різних стадіях розкладання.

Одночасно з мінералізацією відбувається процес гуміфікації, тобто утворення гумусу.

2. Склад гумусу. Значення гумусових речовин у ґрунті.

Гумус – це комплекс відносно стійких органічних речовин, які знаходяться в тісному зв’язку з мінеральними речовинами.

Вміст гумусу у ґрунтах різний. Максимальну кількість гумусу містять чорноземи від 80 % до 90 %. У північному і південному напрямку від чорноземної зони кількість гумусу у ґрунтах поступово зменшується.

Вміст гумусу в дерново-підзолистих ґрунтах складає від 60 % до 70 % від загальної кількості органічних речовин, в болотних – від 70 % до 80 %.

У складі гумусу виділяють дві групи сполук – негуміфіковані органічні речовини і специфічні органічні речовини.

Негуміфіковані органічні речовини представлені різноманітними сполуками, які входять до складу рослинних решток. Це амінокислоти, білки, моносахариди, полісахариди, жири, віск, дубильні речовини, органічні кислоти, лігнін, смоли, спирти та інші сполуки. Вміст цих речовин в гумусі складає від 10 % до 15 %, лише в торф’яних горизонтах вміст цих речовин доходить до 80 % від усієї органічної маси.

Специфічні органічні речовини або гумусові речовини. Вони складають основну частину ґрунтового гумусу – від 80 % до 90 %. Гумусові речовини – це високомолекулярні азотовмісні кислоти. Гумусові речовини поділяють на гумінові кислоти, фульвокислоти і гуміни.

Гумінові кислоти – це високомолекулярні органічні кислоти темного кольору, які містять від 52 % до 62 % Карбону, від 31 % до 39 % Оксигену, від 2,5 % до 5,8 % Гідрогену, від 2,6 % до 5,1 % Нітрогену. Крім того, в дуже малих кількостях, вони містять Фосфор, Сульфур, Ферум, Силіцій, Алюміній та інші елементи. Ці речовини не постійні елементи гумінових кислот, вони приєднуються до них в результаті хімічних реакцій.

Молекула гумінової кислоти містить карбоксильну і фенолгідроксильну групи. Ці групи зумовлюють поглинальні властивості ґрунтів по відношенню до катіонів, а також взаємодію гумінових кислот з іншими компонентами гумусу і мінеральними речовинами.

При взаємодії з катіонами лужних і лужноземельних металів гумінові кислоти утворюють солі – гумати. Гумати Натрію та Калію, а також гумати амонію розчинні у воді і легко вимиваються з ґрунту опадами. Гумати лужноземельних металів нерозчинні у воді, утворюють водостійкі сполуки і добре закріплюються в ґрунті.

Фульвокислоти, так само як гумінові кислоти, є високомолекулярними азотовмісними органічними кислотами. На відміну від гумінових кислот, вони містять менше вуглецю, але більше Оксигену і Гідрогену. Вони містять від 44 % до 50 % Карбону, від 42 % до 48 % Оксигену, від 4,5 % до 6 % Гідрогену, від 2,5 % до 5,5 % Нітрогену. У слабких розчинах ці речовини мають світло-жовтий колір, а в концентрованих – цегляно-жовтий, тому вони називаються фульвокислоти (fulvus – жовтий).

Фульвокислоти мають дуже кислу реакцію і добре розчиняються у воді, тому ці кислоти руйнують мінеральну частину ґрунту і впливають на процес ґрунтоутворення, а саме на підзолоутворення.

При взаємодії з катіонами лужних і лужноземельних металів фульвокислоти утворюють солі, які добре розчиняються у воді і здатні вимиватись з ґрунту.

Гуміни – інертна частина ґрунтового гумусу. Гуміни складаються з гумінових кислот і фульвокислот. Ці кислоти у гумінах знаходяться в складних зв’язках і утворюють різноманітні комплекси з мінеральною частиною ґрунту, особливо з частинками глинистих мінералів.

В результаті взаємодії різних гумусових речовин з мінеральною частиною ґрунту утворюються органо-мінеральні комплекси.

Співвідношення гумінових кислот і фульвокислот в різних ґрунтах неоднакове. Наприклад, у дерново-підзолистих ґрунтах і кремнеземах міститься більше фульвокислот, а в чорноземах – гумінових кислот.

Хімічний склад гумусу впливає на якість ґрунтів. Найбільш сприятливі властивості мають ґрунти в гумусі яких переважають гумінові кислоти.

Гумус має велике значення. Гумусові речовини поступово мінералізуються і збагачують ґрунт елементами мінерального живлення. Таким чином, гумусові речовини є джерелом для утворення мінеральних сполук, які є необхідною умовою родючості ґрунту.

Гумусові речовини покращують фізичні, хімічні і біологічні властивості ґрунтів і тим покращують родючість. Гумус – важливий фактор утворення структури ґрунту.

При розкладанні органічних речовин, які входять до складу гумусу, виділяються різні кислоти, які підсилюють хімічне вивітрювання і утворення мінеральних сполук.

Гумінові кислоти підсилюють ріст і розвиток рослин.

Органічні речовини є поживою для більшості ґрунтових мікроорганізмів. Чим більше гумусу, тим більше мікроорганізмів і тим інтенсивніше протікають біологічні і біохімічні процеси.