Органическое
вещество почвы. Животные и растения, обитающие на почве и в почве, постоянно
воздействуют на субстрат, забирая у него питательные вещества. Поэтому каждый
раз нарушается только что установившееся химическое равновесие в почве,
происходит дальнейшее углубление процессов разложения и выветривания.
Из отмерших растений образовавшаяся органическая
субстанция попадает в виде опада листвы и хвои в почву, перерабатывается
микроорганизмами и превращается непосредственно или через животные организмы в
почвенный гумус. Таким путем она вновь вовлекается в минеральный или пищевой
круговорот и может быть в обновленном виде усвоена растениями.
Каждому типу почв соответствует определенный
животный мир и определенная растительность. Отмирающие или уже отмершие
организмы или их части накапливаются на поверхности и внутри почвы, образуя
органическое вещество. Совокупность живущих в почве организмов называют эдафоном (рис. 5.39).
Несмотря на то, что число микроорганизмов в I дм3 почвы измеряется миллионами,
в общей массе они составляют только 5%
суммарного количества органических соединений. Минеральная субстанция почвы
занимает 93%. Органическое вещество
почвы, состоящее из отмерших остатков растений и животных, называют гумусом. Таким образом, процесс
гумусообразования начинается разрушением и измельчением растительной массы и
мертвого животного вещества. Этот процесс осуществляется позвоночными животными
при обязательном участии грибов и бактерий. К таким жувотным относятся: фитофаги, питающиеся тканями живых
растений; сапрофагщ потребляющие
мертвые вещества растений, некрофаги,
питающиеся трупами животных; хищники,
поедающие живых животных; копрофаги,
уничтожающие экскременты животных. Все они составляют сложную систему,
получившую название сапрофильного
комплекса животных.
Эдафон
Рис. 5.39. Общий состав верхнего слоя почвы и его эдафона
(по В. Тишлеру, 1955)
Большую роль в разрыхлении почвы, механическом
перемещении органического и минерального вещества играют подвижные почвенные
животные (дождевые черви, грызуны и др.). В
круговороте веществ в почве растения синтезируют органическое вещество.
Животные производят механическое и биохимическое
разрушение его и тем самым подготавливают его для гумусообразования.
Микроорганизмы синтезируют почвенный гумус и затем разлагают его.
Гумус различают по виду, форме и характеру
составляющих его элементов (табл. 5.4).
Таблица 5.4
Важнейшие формы гумуса (по Г. Францу,
1960)
Формагумуса
рн
C/N
Минерализация
или гумификация
Грубый гумус
Модер
Муль
3,5—4,5
4—5
5,5—7
30—40 20—25 10—20
Медленная
Средняя
Быстрая
Эти элементы могут принадлежать к группе гуминовых или негуминовых веществ. Негуминовые вещества образуются из соединений,
входящих в состав живых растений и животных, например, белки и углеводы. Данные
вещества, разлагаясь, выделяют двуокись углерода, воду и аммиак. Энергия,
образующая при этом, используется почвенными организмами. Распад негуминовых
веществ сопровождается полной минерализацией элементов питания, что препятствует
дальнейшему накоплению в почве устойчивого органического вещества. Напротив,
гуминовые вещества в результате жизнедеятельности микроорганизмов
перерабатываются в новые, обычно высокомолекулярные соединения — гуминовые кислоты или фульвокислоты.
В качестве разновидностей гумуса различают гумус питательный и устойчивый. Питательный
гумус легко перерабатывается и служит микроорганизмам источником питания, а
устойчивый гумус с трудом поддается переработке и выполняет прежде всего
физические и химические функции, контролируя баланс питательного вещества,
количество воды и воздуха в почве. Таким образом, гумус служит основным
поставщиком и резервом элементов питания растений. Темный цвет гумуса
способствует лучшему прогреванию почвы, а его высокая влагоемкость — удержанию воды почвой. Гумус прочно
склеивает минеральные частицы, образуя комочки, улучшающие структуру почвы. Данные
свойства благоприятствуют условиям роста растений на почвах, богатых гумусом.
Важнейшим свойством почвы является ее плодородие — способность обеспечивать растения водой,
элементами питания и воздухом. Мощность гумусового слоя и содержание гумуса в
почве являются одним из важнейших показателей уровня плодородия почв. В подзолистых
почвах северных районов России содержится 1—3%
гумуса, в более плодородных почвах лесостепной зоны — 4—6%. Наиболее богаты гумусом черноземы (обыкновенные — 7—8%, тучные
— 8—12%).
Так, чернозем
обыкновенный тучный глинистый содержит до
70% физической глины, богат карбонатами. Формирующиеся на глине
обыкновенные черноземы имеют гумусовый горизонт глубиной 60-70 см, содержание гумуса нередко превышает 10%. Количество гумуса в метровом слое
достигает 600—700 т/га, иногда до 800 т/га. Эти черноземы имеют хорошо
выраженную водопрочную комковато-зернистую структуру. Чернозем обыкновенный среднегумусовый на тяжелом лессовидном суглинке
широко распространен в правобережной части Саратовской области. Мощность гумусового
горизонта не превышает 50—55 см.
Содержание гумуса в горизонте около 7-8%,
запасы в метровом слое 400—450 т/га. Чернозем обыкновенный среднегумусовый среднемощный
приурочен к предбалочным понижениям и малозаметным впадинам на плато и склонах.
В Курганской области из 3,0 млн га пашни черноземы (обыкновенные, солонцеватые,
карбонатные, осолоделые, выщелоченные) занимают
65,3%, в комплексе с солонцами — 8,7,
серые лесные — 5,0, черноземно-луговые и
лугово-черноземные — 4,2, солоди — 0,4, солонцы
— 14,9, солончаки — 0,3, пойменные
и прочие — 1,2%. Содержание гумуса в
почвах колеблется от 4-6 (черноземы
обыкновенные) до 1% (солоди). По
механическому составу 63,8% всех почв
пашни относятся к тяжелосуглинистым, глинистым и тяжелоглинистым, 35,1 — к средне- и легкосуглинистым, 1,1% — к песчаным и супесчаным.
Для того чтобы формировался гумус того или иного
типа, необходим достаточный дренаж почвы. В условиях переувлажнения разложение
идет очень медленно, так как нехватка кислорода ограничивает рост аэробных редуцентов.
В таких условиях растительные и животные остатки сохраняют свою структуру и, постепенно
спрессовывая, образуют торф, который может накапливаться вплоть до больших
глубин.