Экологическое земледелие с основами почвоведения и агрохимии

При увлажнении и достаточной аэрации органические остатки в почве разлагаются под действием микроорганизмов на промежуточные соединения. Так, белки расщепляются на аминокислоты, жиры - на глицерин и жирные кислоты, полисахариды - на моносахариды. Около 80% соединений минерализуется до конечных продуктов: Н,0, С0₂, N0₃, минеральных солей, которые могут использоваться растениями. Часть продуктов потребляется для питания гетеротрофных микроорганизмов и синтеза плазмы их клеток. Оставшиеся части продуктов разрушения и микробного синтеза взаимодействуют между собой и в результате сложных реакций превращаются в гумусовые вещества. Этот процесс называют гумификацией, он происходит одновременно с разложением и минерализацией органического вещества.

В состав гумуса входят гуминовые кислоты и фульвокислоты, а также негумусовые органические вещества (белки, углеводы, лигнин и т.п.), продукты их разложения (аминокислоты, сахара, фенолы, спирты).

Гуминовые кислоты - это темноокрашенные высокомолекулярные азотсодержащие гумусовые кислоты, растворимые в щелочах и нерастворимые в кислотах. В их состав входят: углерод (52-62%); кислород (31-39%); водород (2,8-5,8%); азот (1,7-5%); а также фосфор, сера, железо, алюминий. Эти кислоты нерастворимы в воде и находятся в почве в виде органо-минеральных соединений или осадка (коллоидов). При взаимодействии с катионами образуются соли: гуматы Са²⁺, Mg²⁺, А1³⁺ хорошо закрепляются в почве; гуматы К⁺, NH₄⁺, Na⁺ растворимы в воде и легко вымываются.

Фульвокислоты - светлоокрашенные высокомолекулярные азотсодержащие гумусовые кислоты. В их состав входят: углерод - 4052%, кислород - 42-52, водород - 4-6, азот - 2-6%. Фульвокислоты растворимы в воде, в растворах кислот и щелочей. При взаимодействии с катионами образуют соли - фульваты, большая часть которых растворима в воде. Обладая кислой реакцией (pH 2,6-2,8), они разрушают минеральную часть почвы, усиливая процесс подзолообразования.

Соотношение гуминовых и фульвокислот определяет потенциальное плодородие почв. В черноземных почвах преобладают гуми-новые кислоты, в подзолистых - фульвокислоты.

Органическое вещество оказывает влияние на все свойства и режимы почв и определяет уровень их плодородия. Оно является основным источником азотного, фосфорного и углеродного питания растений. В нем заключены 98% запасов всего почвенного азота, 80% серы, 60% фосфора и ряд других зольных элементов. Гумусовые вещества, благодаря клеящим свойствам, способствуют образованию водопрочной структуры почвы, улучшают ее влагоемкость, водные и воздушные свойства. В них есть физиологически активные вещества, стимулирующие рост растений.

Содержание гумуса в почвах колеблется в широких пределах: 1,5-3% в дерново-подзолистых, 3-4% в серых лесных, 4-10% в черноземах, 1,5-3,5% в каштановых, 2-3% в сероземах.

Содержание гумуса в почве увеличивается благодаря внесению органических удобрений, посеву многолетних, особенно, бобовых трав, известкованию кислых почв, осушению переувлажненных земель, орошению в степных районах, уменьшению количества обработок на легких и средних почвах.

Поглотительные свойства почвы

Свойство почвы поглощать из раствора и удерживать жидкости, газы, соли и твердые вещества, приходящие в соприкосновение с ней, называют поглотительной способностью. Она обусловлена содержанием в почве мельчайших частиц - коллоидов размером менее 0,0001 мм. Коллоиды состоят из органических, минеральных и органоминеральных соединений. В виде коллоидов представлена основная масса органического вещества. Коллоидные фракции входят в состав глины, ила и обладают большой поглотительной способностью. Совокупность коллоидов и частиц, обладающих способностью поглощения, называют почвенным поглощающим комплексом (ППК).

Выдающийся русский ученый К.К. Гедройц выделил следующие виды поглотительной способности: биологическую, механическую, химическую, физическую и физико-химическую.

Биологическое поглощение - это потребление растениями и микроорганизмами из почвы и воздуха различных веществ (углерода, азота, калия, серы, кальция, фосфора и др.) и закрепление их в телах организмов. После отмирания растений и микроорганизмов происходит минерализация органического вещества, высвобождение поглощенных элементов и последующее их использование другими поколениями организмов. Часть веществ превращается в гумус. Бла-

годаря этому элементы питания вместе с гумусом аккумулируются в верхних горизонтах почв в форме органического вещества и предохраняются от вымывания. Биологическое поглощение - основное средство закрепления нитратного азота в почве.