Подходы к трактовке и созданию научных теорий происхождения гумуса




Микробиологическая концепция образования почвенного гумуса зародилась в прошлом веке трудами С.П. Костычева. Впоследствии ее развивали почвенные микробиологи – С.Н. Виноградский, Д.М. Новогрудский и др. Эта теория до последнего времени не получила своего широкого признания. Суть ее в том, что почвенные микроорганизмы среди продуктов внутриклеточного микробного синтеза продуцируют соединения, сходные по строению с гуминовыми кислотами – темноцветные хромопротеиды – пигменты меланоидного типа. Особенно это касается меланопротеидов грибов, содержащие азот в гетероциклах. Таким образом, согласно этой теории, синтез меланопротеидов сравнивается с внутриклеточным образованием микроорганизмами гуминовых кислот. Эти вещества благодаря своей устойчивости к микробному разложению могут накапливаться в почвах и прямо или путем включения в качестве основы гумусовых веществ способствуют созданию почвенного гумуса.

Наиболее распространены схемы гумификации, предложенные М.М. Кононовой и Л.Н. Александровой. М.М. Кононова считает, что специфической реакцией гумификации является конденсация ароматических соединений фенольного типа с аминокислотами и протеинами. Источники структурных единиц – продукты распада лигнинов, танинов, фенольные соединения продуктов метаболизма микроорганизмов, аминокислоты и пептиды частичного распада и синтеза белковых соединений.

Л.Н. Александрова подчеркивает длительность и многообразие отдельных звеньев гумификации. На первой стадии ведущим оказывается процесс кислотообразования в результате биохимического окисления продуктов разложения органических остатков. При этом происходит фракционирование системы образующихся гумусовых кислот по степени растворимости на группы гуминовых кислот и фульвокислот. В почве формируется сложная система свободных гуминовых кислот и их органо минеральных производных. Одновременно образуется и азотная часть гуминовых кислот. На второй стадии гумификации в гуминовых кислотах постепенно возрастает степень ароматизации вследствие частичного отщепления алифатических цепей, дезаминирования и внутримолекулярных перегруппировок. Эта стадия очень длительная, осложняющаяся постоянным поступлением вновь образующихся гумусовых веществ. Третья стадия трансформации гумусовых веществ – их постепенная минерализация.

Конденсационная теория М.М. Кононовой не исключает участия высокомолекулярных фрагментов в процессе гумификации. Гипотеза Л.Н. Александровой в свою очередь не исключает реакций конденсации в процессе гумификации. Таким образом, можно полагать, что оба эти пути гумификации возможны и реально существуют в природе.

В общем виде взаимосвязь между процессами минерализации и гумификации, между основными источниками гумусовых веществ и самими гумусовыми веществами можно представить как постоянно идущий распад, доходящий до разных степеней и одновременно постоянно идущий синтез, начинающийся с любого этапа разложения.

Д.С. Орлов предложил кинетическую теорию гумификации, подчиняющуюся уравнению: Н = f(Q, I, t), где Н – степень гумификации: Q – общий объем поступающих в почву растительных остатков; I – интенсивность их трансформации, зависящая от скоростей отдельных стадий процесса и пропорциональной биохимической активности почв; t – время воздействия почвы на поступившие остатки. Глубину гумификации можно связать с общим уровнем биохимической (или биологической) активности почв.

Теория фрагментарного обновления гумусовых веществ А.Д. Фокина основана на том, что продукты разложения органических веществ могут не формировать целиком гумусовую молекулу, а включаться путем конденсации сначала в периферические фрагменты уже сформированных молекул, а затем в циклические структуры.

Согласно этой теории, результатом биохимической трансформации растительных остатков и гумусовых веществ является формирование системы специфических (гумусовых) и неспецифических органических соединений, термодинамически наиболее устойчивых в данных условиях. При этом одно из наиболее общих свойств этой системы – ее динамичность. Внутригодичное изменение системы гумусовых веществ подчиняется определенной цикличности, которая приводит ее (систему) в одно и то же время к вполне определенному стабильному состоянию.


ВОДА В ПОЧВЕ

Воде принадлежит важнейшая роль во многих процессах, протекающих в почвах. Это выветривание и образование новых минералов, гумусообразование и бесчисленное множество химических и физико-химических реакций в почвенных растворах, теплорегулирование и т. д.

Наземные растения системой своих побегов постоянно расходуют воду на испарение и транспирацию. Эта вода извлекается корнями растений из почвы. Растения потребляют значительное количество воды на жизненные процессы, рост, образование тканей. Физиологи определяют расход воды транспирационными коэффициентами, которые представляют количество воды в граммах, необходимое на синтез 1 г сухого вещества. Эти коэффициенты неодинаковы для различных растений. Для сельскохозяйственных растений они изменяются в пределах 300-700, но иногда могут опускаться до 100 и возрастать до 2000.

Расход воды на транспирацию зависит от обеспеченности растения питательными веществами, агрофизического состояния почвы, влажности воздуха и содержания воды в почве. Практически единственный источник снабжения растений водой – почвенная влага.

Закономерности состояния и поведения влаги в почве изучали многие исследователи: А.А. Измаильский, Г.Н. Высоцкий, А.Ф. Лебедев, А.Г. Дояренко, С.И. Долгов, Н.А. Качинский, А.А. Роде и др.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: