Джерела органічної речовини ґрунтів і їх фракційно-груповий склад

Тема 4 Органічна частина ґрунтів

Первинними джерелами органічних речовин ґрунту і біосфери є первинні продуценти (автотрофи) - організми які здатні до самостійного синтезу органічної речовини з мінеральних сполук. У наземних екосистемах переважну частину первинної продукції роблять зелені рослини.

У ґрунт надходять не тільки органічні залишки відмерлих рослин (первинна органічна речовина), але і продукти їхньої мікробіологічної трансформації, а також залишки тварин (повторна органічна речовина). Практично всю органічну речовину ґрунту переробляють мікроорганізми і представники ґрунтової фауни. Кінцевими продуктами цієї переробки є мінеральні сполуки.

У лісових ценозах основна частина первинної продукції надходить із наземним опадом, у трав'янистих - із відмерлими коренями. Хімічний склад органічних залишків , що надходять у ґрунт , багато в чому залежить від типу відмерлих організмів.

Схема, що характеризує систему органічних речовин ґрунту, подана на мал.1.

У більшості типів ґрунтів у межах ґрунтового профілю основна частина органічної речовини подана «мертвим» запасом органічних сполук. Жива біомаса (эдафон), що складається з коренів мікроорганізмів, представників ґрунтової фауни, становить в різних ґрунтах приблизно 2-15% загального складу органічної речовини.

Залишки рослин, і тварин, що не розклалися. Їх видно в зразку ґрунту неозброєним оком або під лупою. Становлять 5-10% загального складу органічної речовини неживої фази більшості ґрунтів.

Гумус - основна частина органічної речовини ґрунту, що цілком утратила риси анатомічної будови організмів. Ділиться на 2 групи речовин:

- неспецифічні органічні сполуки, що можуть бути виділені з ґрунту, ідентифіковані і кількісно визначені (цукри, амінокислоти, білки, органічні луги, дубильні речовини, органічні кислоти і т.п.). у більшості мінеральних ґрунтів становлять одиниці відсотків загального складу органічної речовини;

Рис.4.1 - Система органічних речовин ґрунту (по Д.С.Орлову)

- специфічні гумусові сполуки - найбільш характерна специфічна частина, що становить приблизно 80-90% загального складу органічної речовини в більшості мінеральних ґрунтів.

Гумусові речовини являють собою суміш різноманітних за складом і властивостями високомолекулярних органічних речовин, які містять азот, об'єднаних спільністю походження, деяких властивостей і рисами будови. Найважливіші з них: 1) специфічний колір, що варіює від темно-бурого, майже чорного, до червонувато-бурого і жовтогарячого для різноманітних груп і фракцій гумусових речовин; 2) кислотний характер, обумовлений карбоксильними групами; 3) вміст вуглецю від 36 до 62%, азоту від 2,5 до 5% у різноманітних групах і фракціях; 4) наявність у всіх групах циклічних фрагментів, що містять 3-6% гетероциклічного азоту; 5) наявність азоту, що не гідролізує, в кількості 25-35% від загального; 6) велика різноманітність речовин по молекулярних масах, що лежать у межах від 700-800 до сотень тисяч.

Гумусові речовини по розчинності і екстрагуємості поділяють на великі групи: фульвокислоти (ФК), гумінові кислоти (ГК) і гумін, іноді виділяють особливу групу гіматомеланових кислот.

Фульвокислоти. Найбільш розчинна група гумусових сполук, яка має високу рухливість, більш низькі молекулярні маси, ніж середньозавислі молекулярні маси гумусових речовин у цілому. Вміст вуглецю більш низький, ніж в інших гумусових речовинах. Мають відносно більш виражені кислотні властивості і схильність до комплексо- і хелатоутворення. Переважають у ґрунтах підзолистого типу, червоноземах, деяких ґрунтах тропіків, сіроземах.

Гумінові кислоти. Нерозчинна в мінеральних і органічних кислотах група гумусових сполук. Мають у середньому більш високі молекулярні маси, підвищений вміст вуглецю (до 62%), менше виражений кислотний характер. Переважають у чорноземах, каштанових ґрунтах, іноді в сірих лісових і добре окультурених дерново-підзолистих.

Гумін. Частина гумусу, яка не екстрагує. Представлена двома типами сполук: гумусовими сполуками, найбільш міцно пов'язаними з глинистими мінералами (глино-гумусовий гумін); рослинними залишками, що розклались частково, і втратили анатомічну будову, та збагаченими найбільш стійкими компонентами, насамперед лигніном (детритний гумін).

Гіматомеланові кислоти. Група гумусових речовин із проміжними властивостями між фульвокислотами і гуміновими кислотами.