Процессы превращения растительных остатков в почве

Любое органическое вещество, попавшее в почву и на ее поверхность, разлагается. Органические остатки, основу которых составляет растительный опад, поступая в почву разлагаются. Процесс разложения происходит при участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды. Разложение осуществляется за счет двух процессов, минерализации и гумификации.

Минерализацияэто распад (окисление) органического вещества до углекислого газа, воды и простых солей. Минерализуется большая часть вещества, до 90% и более.

Гумификация– процесс превращения органических остатков в гумусовые кислоты и их соли. По этому пути проходит менее 10% вещества.

Скорость процессов разложения, минерализации и гумификации неодинакова. Быстро минерализуются сахара, крахмал, достаточно хорошо разлагаются белки, гемицеллюлозы и целлюлозы, устойчивы к разложению и минерализации лигнин, смолы, воска. Для образования гумусовых веществ необходимы лигнин и белковые соединения.

Интенсивность разложения, минерализации и гумификации зависят также от условий почвообразования. Главнейшие из них это водно-воздушный режим, тепловой режим, гранулометрический состав.

В аэробных условиях, при достаточном количестве влаги (60-80% от полной влагоемкости), и благоприятной температуре (25-30⁰С) процесс разложения органических остатков развивается очень интенсивно. В этих же условиях быстро минерализуются как промежуточные продукты разложения, так и гумусовые вещества. При этом в почве накапливается мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений. В данных условиях формируются почвы субтропиков – желтоземы и красноземы.

В жарких условиях, при недостатке влаги в почву поступает мало растительных остатков, что также обусловливает небольшое накопление гумуса. В таких условиях формируются сероземы.

В анаэробных условиях при постоянном избытке влаги, а также при невысоких положительных температурах процессы гумусообразования сильно замедляются. Разложение органических остатков осуществляется анаэробными бактериями, при этом накапливается много низкомолекулярных органических кислот и восстановленные газообразные продукты (СН₄, Н₂S), угнетающие развитие микроорганизмов. Процесс разложения идет медленно и постепенно затухает, гумификация протекает слабо, в результате чего органические остатки превращаются в торф. Образуются торфяно-болотные почвы.

Наиболее благоприятные условия для накопления гумуса складываются при сочетании в почве оптимального гидротермического и водно-воздушного режимов и при некотором, периодически повторяющемся иссушении. Такой режим характерен для зоны степи и лесостепи, где формируются черноземы.

Значительное влияние на гумусообразование оказывает гранулометрический состав почв. Песчаные и супесчаные почвы характеризуются хорошей аэрацией, быстро прогреваются. В этих почвах органические остатки интенсивно разлагаются, и значительная часть их распадается полностью до углекислого газа и воды. Образовавшиеся гумусовые вещества плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц и быстро минерализуются. В глинистых и суглинистых почвах процесс разложения органических остатков протекает медленнее, гумусовых веществ образуется больше и они прочно закрепляются на поверхности глинистых частиц.

Большую роль в накоплении гумусовых веществ играет кальций. Гумусовые кислоты способны образовывать с кальцием нерастворимые соединения – гуматы Са и в таком виде сохраняться в почве. Закреплению гумуса в почве способствуют также глинистые, вторичные, высокодисперсные минералы типа монтмориллонита и вермикулита.