гумус мінералізація

Мінералізація азоту до аміаку включно проводиться різними бактеріями і пліснявими грибами, причому серед бактерій є як аеробні, так і анаеробні. Внаслідок цього утворення аміаку в лісових ґрунтах навіть з різко вираженими формами щільного грубого гумусу і при можливому нестачі кисню після робіт Коссовіча і Прянишникова здавалося цілком правдоподібним і ясним. [. ]

Гумусу (Г.) - органічна речовина грунту, детрит екосистеми. Г. - основа родючості грунту. Кількість Г. в грунті підтримується двома протилежно спрямованими мікробіологічними процесами: гуміфікацією (анаеробний процес перетворення залишків тварин і рослин в Г.) і мінералізацією (аеробний процес руйнування Г. до простих органічних і мінеральних сполук). У грунтах природних екосистем ці процеси знаходяться в рівновазі. [. ]

Баланс гумусу в грунті може бути бездефіцитним, коли його прихід в результаті гуміфікації свіжих рослинних залишків і органічних добрив повністю врівноважує витрата за рахунок мінералізації і ерозії грунту. Баланс вважається позитивним, коли прихід новоутвореного гумусу перевищує його витрата, і негативним, коли прихід гумусу не компенсує його втрати. Витрата гумусу розраховують за інтенсивністю його мінералізації в конкретних умовах. [. ]

Дефіцит гумусу, обумовлений щорічної мінералізацією речовини, втратою гумусу з поверхневим стоком і його вимиванням з орного шару, в даний час може бути компенсований шляхом внесення значних кількостей різних видів органічних добрив. [. ]

При розпаді гумусу під впливом мікроорганізмів (як і при мінералізації інших містять фосфор органічних речовин) вивільняються мінеральні солі фосфорної кислоти в доступному рослинам вигляді. Однак вони не накопичуються в значних кількостях в воднорастворімих стані, так як зв'язуються грунтом хімічно, фізико-хімічно і біологічно. [. ]

Утворенню гумусу і закріпленню гумусових речовин сприяють такі умови: надходження в грунт значних кількостей рослинних залишків, збагачених азотом і підставами (Са, Мене), і їх перетворення в умовах безпосереднього контакту з мінеральними компонентами; близька до нейтральної або слаболужна реакція; достатня присутність в грунтах мобільних форм кальцію (карбонати, обмінний кальцій); оптимальний температурний і водно-повітряний режими з періодичним короткочасним висушування і промерзанням грунту, оберігають утворюються гумусові речовини від мінералізації; помірна окислювальному середовищі без виникнення тривалого і глибокого анаеробіозіса; помірна біологічна активність. [. ]

Зрошення прискорює мінералізацію запасів органічної речовини, тому увага до змісту гумусу в зрошуваних грунтах має бути постійною турботою з боку хлібороба на поливних землях. [. ]

Хімічний склад гумусу дуже складний. Для нього завжди характерно присутність забарвлених речовин, так званих гумінових кислот, які відсутні в живих рослинах. Ці кислоти складаються з лігнінопротеінового колоїдного комплексу, який має сильну ионообменной і адсорбційної здатністю. При мінералізації гумусу тривають процеси емансипації необхідні рослинам елементи живлення. Крім того, він служить комори для великого числа органічних сполук, які звільняються в ході розкладання органічної речовини в грунті або синтезованих мікроорганізмами: антибіотиків, гормонів і каталізаторів, значення яких для біологічної діяльності грунтів абсолютно очевидно, але ще недостатньо вивчено. [. ]

Третя стадія розкладання, мінералізація гумусу, протікає в холодних регіонах дуже повільно, а в теплих областях або там, де грунт добре аерованих (наприклад, на ріллі), значно швидше. Вважають, що мікроорганізми і їх ферменти відрізняються від тих, які беруть участь в двох перших стадіях розкладання (більш докладно про це див. У гл. 19). [. ]

Головний матеріал для утворення гумусу чорноземів дає коренева система степових рослин. Надземні їх частини швидко розкладаються на поверхні грунту до кінцевих продуктів мінералізації. Ліс, що дає багато підстилки і мало щорічно коріння, яке відмирає, не може утворити чорнозему. Просочування органічних речовин в чорноземну грунт в скільки-небудь значних кількостях неможливо. Переважання в чорноземах накопичення гумусу над його розкладанням пов'язано з підвищеною щільністю, недостатньою аерацією і нерідко в літній період недоліком вологи. [. ]

Родючість залежить від кількості гумусу в грунті, а його накопичення, як і потужність грунтових горизонтів, залежить від кліматичних умов і рельєфу місцевості. Найбільш багаті гумусом степові грунти, де гуміфікація йде швидко, а мінералізація повільно. Найменш багаті гумусом лісові грунти, де мінералізація по швидкості випереджає гуміфікацію. [. ]

Механічна обробка підсилює мінералізацію органічної речовини, в тому числі гумусу. Тому скорочення частоти і зменшення обробок знижують його втрати. Недотримання про-тівоерозіонних прийомів обробки особливо негативно позначається на режимі органічної речовини грунту. [. ]

Дегумификации ГРУНТУ - втрата ґрунтами гумусу за рахунок його НЕ-компенсується мінералізації або видалення гумусированного шару або його частини в ході ерозії. Д.П. один з процесів її деградації. ДЕЗАКТИВАЦИЯ [від фр. dés - приставка, що означає видалення, знищення або відсутність чогось і лат. aktivus - діяльний] - видалення або зменшення радіоактивного забруднення поверхні різних предметів, споруд, грунту. Д. зануренням передбачає повне занурення об'єкта в робоче середовище (дезактивуючий розчин). Д. переплавкою передбачає плавлення металу і видалення радіоактивних речовин зі шлаком. [. ]

Найбільш стійким продуктом розкладання є гумус, або гумусові речовини, який, як уже зазначалося, являє собою обов'язковий компонент всіх екосистем. Зручно розрізняти три стадії розкладання: 1) роздрібнення детриту в результаті фізичного і біологічного впливів, що супроводжується вивільненням розчиненої органічної речовини; 2) порівняно швидке утворення гумусу і вивільнення сапротрофами додаткової кількості розчинних органічних речовин: 3) більш повільна мінералізація гумусу. [. ]

Застосування високих доз азотних добрив викликає швидку мінералізацію гумусу, азотовмісних сполук у грунті, сприяє зростанню газоподібних втрат азоту. Вирізняється в атмосферу діоксид азоту N02, на думку багатьох вчених, сприяє руйнуванню озонового шару, що захищає живі організми від жорсткого ультрафіолетового опромінення. [. ]

У Кулундинской Степу спостерігається досить активний процес мінералізації органічної речовини, особливо в разі проведення оранки. Мульчування соломою в великих нормах сприяє накопиченню гумусу в грунті і поліпшенню співвідношення між азотом і фосфором. Так, при внесенні 30 ц / га соломи в грунт надходить 8-12 кг / га 1М, 25-50 - КгО і 5-8 кг / га РйОз. [. ]

У тих випадках, коли в лісі накопичилися потужні поклади грубого гумусу з ялинової хвої, мінералізація азоту навіть на суцільних лісосіках не йде до стадії нітратів, а може закінчуватися стадією освіти аміачного азоту. Однак рубка тут часто не в змозі викликати нітрифікацію. Але якщо грубий гумус змішати з мінеральним шаром грунту шляхом механічної обробки останньої, то в цих випадках можна викликати нітрифікацію. [. ]

Біологічні причини руйнування структури пов'язані з процесами мінералізації гумусу. [. ]

Грунтовий азот, представлений у вигляді складних органічних речовин гумусу, стає доступним для рослин тільки після його мінералізації, тобто перетворення під впливом мікроорганізмів в мінеральні засвоювані рослинами форми - в амонійні і нітратні солі. Інтенсивність мінералізації азоту гумусу залежить від фізико-хімічних властивостей грунту, кліматичних і агротехнічних умов. [. ]

Найбільш стійкими продуктами розкладання є гумин-ші речовини (гумус), які, як уже підкреслювалося, є обов'язковий компонент екосистем. Зручно розрізняти три стадії розкладання: 1) подрібнення детриту шляхом фізичного і біологічного впливу; 2) щодо швидке утворення гумусу і вивільнення розчинних органічних речовин сапротрофами; 3) повільна мінералізація гумусу. Повільність розкладання гумусу - один з чинників, що обумовлюють запізнювання розкладання в порівнянні з продукцією і накопиченням кисню; про значення двох останніх процесів вже говорилося. Зазвичай гумус виглядає як темне, часто жовтувато-коричневе аморфне або колоїдне речовина. Згідно М. М. Кононової (1961), фізичні властивості і хімічну будову гумусу мало різняться в географічно віддалених або біологічно різних екосистемах. Однак охарактеризувати хімічно речовини гумусу досить важко, і це не дивно, якщо врахувати величезну різноманітність органічних речовин, з яких він відбувається. Загалом гумінові речовини є продуктами конденсації ароматичних з'єднань (фенолів) з продуктами розпаду білків і полісахаридів. Модель молекулярної структури гумусу показана на стор. 475. Це бензольне кільце фенолу з бічними ланцюгами; така будова обумовлює стійкість гумінових речовин до мікробного розкладання. Розщеплення з'єднань, очевидно, вимагає спеціальних ферментів типу дезоксігеназ (Джібсон, 1968), які часто відсутні у звичайних грунтових і водних сапротрофов. За іронією долі багато токсичні продукти, які людина вводить в навколишнє середовище - гербіциди, пестициди, промислові стічні води, - є похідними бензолу і представляють серйозну небезпеку через свою стійкості до розкладання. [. ]

На півдні Західного Сибіру (Алтайський край) чорноземні грунти за 18-20 років втратили 1,5-2,0% гумусу. Щорічні його втрати склали 1,5-2,0 т / га. Значна частка цих втрат (близько 80%) припадає на ерозію і дефляцію і лише близько 20% на мінералізацію гумусу при вирощуванні сільськогосподарських культур. [. ]

При окисленні нестійкого органічної речовини стічних вод і відмерлого планктону повної мінералізації не відбувається; залишаються новоутворені стійкі органічні сполуки: водний гумус стічних вод і водний гумус планктонного походження. Це стійке органічна речовина, як і водний гумус грунтового походження окислюється зі значно меншою швидкістю, і закономірності їх окислення ще мало досліджені. Тому застосування вищевказаних розрахунків до водам, в яких переважає стійке органічна речовина, а також які містять неорганічні відновники, неприйнятно: в цьому випадку витрата кисню на зазначені сполуки може бути того ж порядку, як і на окислення нестійких органічних сполук. [. ]

Мікроорганізми - найактивніший стимулятор біохімічних процесів, без них була б неможливою повна мінералізація органічної речовини, «земна поверхня дуже скоро виявилася б похованою під неразложившихся залишками рослин і тварин; вони роблять доступну тільки їм (бульбочкові бактерії) фіксацію вільного азоту атмосфери, збагачуючи цим грунт. Без мікроорганізмів не було б грунту, по крайней мере грунтового гумусу. Тим часом в гумусі грунту законсервовано така ж кількість органічної речовини, яке міститься у всій біомасі планети »(Г. В. Добровольський, Л. А. Гришина та ін. 1985). [. ]

Розкладання детриту шляхом його фізичного роздрібнення і біологічного впливу і доведення його Сапро-фагами до утворення гумусу (гуміфікація) йде відносно швидко. Однак останній етап, мінералізація гумусу, процес повільний, що обумовлює запізнювання розкладання в порівнянні з продукуванням і накопичення гумусу в грунтах. [. ]

Навіть при тривалому розвитку трав'янистої рослинності під пологом лісу в підзолистої грунті зазвичай не накопичується великої кількості гумусу і поживних речовин. По-перше, це пов'язано з тим, що Дернового процесу протистоїть підзолистий, який хоча і слабо проявляється, але повністю не знімається під трав'янистими або тим більше під мохово-трав'янистими лісами. По-друге, органічні залишки трав'янистих рослин, які виросли на бідній підзолистої грунті, містять порівняно мало зольних елементів і азоту, крім того, додатково обеззоліваются при промиванні грунту опадами. Недолік зольних елементів, азоту, кальцію і магнію в самому грунті і в органічних залишках уповільнює мінералізацію останніх мікроорганізмами; утворюються кислі рухливі гумусові речовини. Лише невелика частина їх закріплюється в грунті біогенних кальцієм, залізом або глинистими мінералами. Тому в гумусово-акумулятивний горизонті дерново-підзолисті ґрунти не накопичується великих кількостей гумусу. [. ]

Таким чином, для проростання насіння сосни, модрини та ялини на суцільних вирубках на місці типів лісу, наприклад, зеленомошно групи, де після рубки нерідко утворюються трав'яні типи вирубок, корисна мінералізація грунту (рис. 71). Однак це не означає, що гумус і підстилка втрачають своє значення для проростання насіння. Навпаки, в ряді випадків треба обов'язково перемішувати органічну частину ґрунту з мінеральної. Для того щоб органічна частина не залишалася на поверхні окремим шаром, необхідно ущільнювати перемішану грунтову масу. Можна зберігати і окремий тонкий органічний шар, але все частки його повинні щільно прилягати до мінеральної частини. Перемішування органічної та мінеральної частини грунту з ущільненням її має велике значення для поліпшення росту молодих рослин. [. ]

Головним джерелом біогенних катіонів в грунті є руйнування материнських порід, але не можна зневажити і принесенням їх атмосферними опадами. Катіони абсорбуються корінням, але в найбільших кількостях накопичуються в листі і таким шляхом входять в корм рослиноїдних організмів. Мінералізація екскрементів і трупів повертає біогенні катіони в грунт і таким чином здійснюється їх кругообіг. Гумус в грунті є накопичувачем біогенних елементів. [. ]

За даними багаторічних дослідів, в орному шарі дерново-підзолистих грунтів щорічно минерализуется в середньому 6-7 ц, а в чорноземних грунтах - близько 10 ц органічної речовини на 1 га, при цьому утворюється відповідна кількість мінеральних сполук азоту, доступних для рослин. Оскільки азоту в гумусі міститься близько 5%, то на кожну частину цього елемента, взяту рослинами з грунту, необхідна мінералізація двадцатикратного кількості гумусу. [. ]

РОДЮЧІСТЬ (грунту, П.)-здатність грунту задовольняти потреби рослин у воді і елементах мінерального живлення, від якої залежить первинна біологічна продукція екосистеми (урожай - для агроекосистем). П. - комплексний показник, якій оцінюється по врожайності сільськогосподарських культур і залежить від вмісту гумусу, наявності в грунті рухомих (водорозчинних) форм елементів мінерального живлення, режиму її зволоження, реакції ґрунтового розчину, наявності в ній токсичних іонів. На П. впливає також структура грунту, що визначає співвідношення процесів мінералізації та гуміфікації органічної речовини і т. Д. У сучасному світі загальною тенденцією є зменшення П. на деградуючою грунті розвивається менше рослин, тому стає менше детриту, відповідно зменшується кількість гумусу в грунті, т . е. посилюється її деградація - порочне коло замикається. [. ]

Другий підхід, назвемо його виробничим, при виборі основних показників виходить з '' агрономічної цінності "тих чи інших мікроорганізмів і біохімічних процесів. Він досить умовний, оскільки саме поняття '' агрономічної цінності "дуже відносне і з часом може змінюватися відповідно до зміни технології виробництва і поглибленням наших знань. Так, мінералізація органічної речовини - '' агрономически цінний "процес, але за умови повного відтворення гумусу і відновлення структури грунту. В іншому випадку рано чи пізно відбудеться дегуміфікація і деградація грунту з усіма наслідками, що випливають для її родючості наслідками. Процес нітрифікації є інтегральним показником процесів мінералізації азотовмісних речовин і, безсумнівно, корисний в природних ландшафтах. [. ]

ПАР (П.) - поле в сівозміні, на якому відбувається відновлення родючості грунтів і придушення бур'янів. Розрізняються чисті П. на яких в рік парування НЕ вирощуються рослини, і зайняті П. на яких вирощуються почвовосстанавлівающіе культури (багаторічні трави, однорічні бобові). Чисті П. використовуються в зоні недостатнього зволоження на чорноземних грунтах, їх головне завдання - накопичити в грунті вологу. При цьому неминуче за рахунок мінералізації гумусу відбувається втрата поживних елементів і в першу чергу азоту. Необхідність чистих П. в цих умовах обґрунтував Т. Мальцев. [. ]