Oglašavanje na portalu

Šta je organska materija u zemljištu. Sastav organskog dijela tla. Organske komponente tla

Organski dio tlo predstavljena živim organizmima (živa faza, ili biofaza), neraspadnutim, organskim ostacima i humusnim supstancama (Sl. 1)

Organski dio tla

Rice. 1. Organski dio tla

O živim organizmima je već bilo riječi. Sada je potrebno definirati organske ostatke.

Organski ostaci- ovo je organska materija, tkiva biljaka i životinja, djelimično zadržavajući svoj izvorni oblik i strukturu. Međutim, treba napomenuti da je hemijski sastav različitih ostataka različit.

Huminske supstance su sve organske materije tla, sa izuzetkom živih organizama i njihovih ostataka, koji nisu izgubili strukturu tkiva. Općenito je prihvaćeno podijeliti ih na specifične, odgovarajuće humusne tvari i nespecifične organske tvari individualne prirode.

Nespecifične huminske tvari sadrže tvari individualne prirode:

a) dušična jedinjenja, na primjer, jednostavna i složena, proteini, aminokiseline, peptidi, purinske baze, pirimidinske baze; ugljikohidrati; monosaharidi, oligosaharidi, polisaharidi;

b) lignin;

c) lipidi;

e) tanini;

f) organske kiseline;

g) alkoholi;

h) aldehidi.

Dakle, nespecifične organske supstance su pojedinačna organska jedinjenja i međuprodukti raspadanja organskih ostataka. Oni čine otprilike 10-15% ukupnog sadržaja humusa mineralnih tla i mogu doseći 50-80% ukupne mase organskih spojeva u tresetnim horizontima i šumskim leglima.

Same huminske tvari su specifičan sistem visokomolekularnih organskih spojeva koji sadrže dušik, ciklične strukture i kisele prirode. Prema mnogim istraživačima, struktura molekula jedinjenja humusa je složena. Utvrđeno je da su glavne komponente molekule jezgro, bočni (periferni) lanci i funkcionalne grupe.

Vjeruje se da su jezgro aromatični i heterociklični prstenovi koji se sastoje od peto- i šestočlanih spojeva tipa:

benzen furan pirol naftalen indol

Bočni lanci se protežu od jezgra do periferije molekula. U molekuli huminskih spojeva predstavljeni su aminokiselinama, ugljikohidratima i drugim lancima.

Sastav huminskih supstanci sadrži karboksil (-COOH), fenol-hidroksil (-OH), metoksil (-CH3O) i alkoholni hidroksil. Ove funkcionalne grupe definišu Hemijska svojstva humusne supstance. Karakteristična karakteristika samog sistema huminskih supstanci je heterogenost, tj. prisutnost u njemu komponenti različitih faza humifikacije. Iz ovog složenog sistema razlikuju se tri grupe supstanci:

a) huminske kiseline;

b) fulvo kiseline;

c) humini, ili tačnije, ostatak koji se ne može hidrolizirati.

Huminske kiseline (HA)- tamno obojena grupa humusnih materija, ekstrahovanih iz tla alkalnim rastvorima i taloženih mineralnim kiselinama pri pH = 1-2. Karakteriše ih sledeći elementarni sastav: sadržaj C od 48 do 68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Ova jedinjenja su praktično nerastvorljiva u vodi i mineralnim kiselinama, iz rastvora HA lako se talože kiselinama H+, Ca2+, Fe3+, A13+. To su humusni spojevi kisele prirode, što je posljedica karboksilnih i fenol-hidroksilnih funkcionalnih grupa. Vodik ovih grupa može se zamijeniti drugim kationima. Kapacitet supstitucije zavisi od prirode kationa, pH sredine i drugih uslova. U neutralnoj reakciji zamjenjuju se samo vodikovi joni karboksilnih grupa. Kapacitet apsorpcije zbog ovog svojstva HA je od 250 do 560 mg-eq na 100 g HA. Uz alkalnu reakciju, kapacitet apsorpcije se povećava na 600-700 mg eq / 100 g HA zbog sposobnosti zamjene vodikovih jona hidroksilnih grupa. Kada se odredi različitim metodama, molekularna težina HA varira od 400 do stotina hiljada. U molekuli HA najjasnije je predstavljen aromatični dio čija masa prevladava nad masom bočnih (perifernih) lanaca.

Huminske kiseline nemaju kristalnu strukturu, većina ih je u tlu u obliku gela, koji se pod djelovanjem lužina lako peptiziraju i formiraju molekularne i koloidne otopine.

Kada HA stupi u interakciju s ionima metala, nastaju soli koje se tzv humati. Humati NH4+, Na+, K+ su lako rastvorljivi u vodi i mogu formirati koloidne i molekularne rastvore. Uloga ovih jedinjenja u zemljištu je ogromna. Na primjer, humati Ca, Mg, Fe i A1 su uglavnom slabo topljivi, mogu formirati vodootporne gelove, dok prelaze u stacionarno stanje (akumulacija), a također su osnova za formiranje vodootporne strukture.

Fulne kiseline (FA) - specifična grupa huminskih materija, rastvorljivih u vodi i mineralnim kiselinama. Karakteriše ga sledeći hemijski sastav: sadržaj C od 40 do 52%; H - 5-4%, kiseonik -40-48%, N - 2-6%. Fulvićne kiseline, za razliku od HA, su lako rastvorljive u vodi, kiselinama i alkalijama. Rastvori su žute ili slamnato žute boje. Otuda su ova jedinjenja i dobila ime: na latinskom fulvus - žuta. Vodeni rastvori FA imaju jako kiselu reakciju medijuma (pH 2,5). Molekularna težina fulvo kiselina, određena različitim metodama, kreće se od 100 do nekoliko stotina pa čak i hiljada konvencionalnih jedinica mase.

Molekul fulvične kiseline ima jednostavniju strukturu u poređenju sa huminskim kiselinama. Aromatični dio ovih jedinjenja je manje izražen. U strukturi FA molekula preovlađuju bočni (periferni) lanci. Aktivne funkcionalne grupe su karboksilne i fenol-hidroksilne grupe, čiji vodonik ulazi u reakcije razmene. Kapacitet izmjene FA može dostići 700-800 mEq na 100 g preparata fulvokiseline.

U interakciji sa mineralnim dijelom tla, fulvokiseline stvaraju organo-mineralna jedinjenja sa ionima metala, kao i minerale. Fulvotne kiseline, zbog svoje jako kisele reakcije i dobre rastvorljivosti u vodi, aktivno uništavaju mineralni deo zemljišta. U tom slučaju nastaju soli fulvične kiseline koje su vrlo pokretne u profilu tla. Organo-mineralna jedinjenja fulvičnih kiselina aktivno su uključena u migraciju materije i energije u profilu tla, u formiranju, na primer, individualnih genetskih horizonata.

Ostatak koji se ne može hidrolizirati (humini) je grupa huminskih supstanci, koja je ostatak alkalno nerastvorljivih organskih spojeva tla. Ovu grupu čine kako stvarne huminske materije, npr. humini se sastoje od huminskih kiselina, jako vezanih za minerale, i od jako vezanih pojedinačnih supstanci i organskih ostataka različitog stepena razgradnje sa mineralnim delom zemljišta.

Poglavlje 4. ORGANSKA SUPSTANCA ZEMLJA I NJEGOV SASTAV

§1. Izvori organske materije i njen sastav

Najvažniji sastavni dio tla je organska tvar, koja je složena kombinacija biljnih i životinjskih ostataka u različitim fazama raspadanja i specifične organske tvari tla koja se naziva humus.

Sve komponente biocenoze koje padaju na ili u tlo (umirući mikroorganizmi, mahovine, lišajevi, životinje itd.) smatraju se potencijalnim izvorom organske tvari, ali glavni izvor akumulacije humusa u tlima su zelene biljke koje se ostavljaju. godišnje u zemljištu i na tlu.površina ima veliku količinu organske materije. Biološka produktivnost biljaka varira u širokom rasponu i kreće se od 1-2 t/godišnje suhe organske tvari (tundra) do 30-35 t/godišnje (vlažni subtropi).

Biljna stelja se razlikuje ne samo kvantitativno već i kvalitativno (vidi Poglavlje 2). Hemijski sastav organske tvari koja ulazi u tlo vrlo je raznolik i u velikoj mjeri ovisi o vrsti uginulih biljaka. Najveći dio njihove mase je voda (75 - 90%). Suva tvar sadrži ugljikohidrate, proteine, masti, voskove, smole, lipide, tanine i druge spojeve. Ogromna većina ovih spojeva su tvari visoke molekularne težine. Najveći dio biljnih ostataka čine uglavnom celuloza, hemiceluloza, lignin i tanini, dok su njima najbogatije vrste drveća. Proteina se najviše nalazi u bakterijama i mahunarkama, a najmanje u drvetu.

Osim toga, organski ostaci uvijek sadrže neke elemente pepela. Najveći dio pepela čini kalcijum, magnezijum, silicijum, kalijum, natrijum, fosfor, sumpor, gvožđe, aluminijum, mangan, koji u humusu formiraju organomineralne kompleksonate. Sadržaj silicijum dioksida (SiO 2) kreće se od 10 do 70%, fosfora - od 2 do 10% mase pepela. Naziv pepelnih elemenata povezan je s činjenicom da biljke kada se spale ostaju u pepelu i ne isparavaju, kao što se dešava s ugljikom, vodonikom, kisikom i dušikom.

U vrlo malim količinama u pepelu se nalaze elementi u tragovima - bor, cink, jod, fluor, molibden, kobalt, nikl, bakar itd. Najveći sadržaj pepela je u algama, žitaricama i mahunarkama, a najmanje pepela ima u drvetu četinara. Sastav organske materije može se predstaviti na sledeći način (slika 6).

§2. Transformacija organske materije u tlu

Transformacija organskih ostataka u humus je složen biohemijski proces koji se odvija u tlu uz direktno učešće mikroorganizama, životinja, kiseonika vazduha i vode. U tom procesu glavnu i odlučujuću ulogu imaju mikroorganizmi koji učestvuju u svim fazama stvaranja humusa, čemu doprinosi ogromna naseljenost tla mikroflorom. Životinje koje nastanjuju tlo također su aktivno uključene u transformaciju organskih ostataka u humus. Insekti i njihove ličinke, gliste melju i melju biljne ostatke, miješaju ih sa zemljom, gutaju, prerađuju i neiskorišteni dio u obliku izmeta bacaju u tlo.

Umirući, svi biljni i životinjski organizmi prolaze kroz procese razgradnje do jednostavnijih jedinjenja, čija je završna faza završena. mineralizacija organska materija. Formirane anorganske tvari biljke koriste kao prehrambene elemente. Brzina razgradnje i mineralizacije različitih jedinjenja nije ista. Rastvorljivi šećeri i škrob su intenzivno mineralizirani; proteini, hemiceluloze i celuloza se prilično dobro razgrađuju; otporan - lignin, smole, voskovi. Drugi dio produkata raspadanja troše sami mikroorganizmi (heterotrofni) za sintezu sekundarnih proteina, masti, ugljikohidrata, koji formiraju plazmu novih generacija mikroorganizama, a nakon što ovi odumru, ponovo se podvrgavaju razgradnji. proces. Proces privremenog zadržavanja organske materije u mikrobnoj ćeliji naziva se mikrobna sinteza... Neki od produkata raspadanja pretvaraju se u specifične složene visokomolekularne tvari - huminske tvari. Skup složenih biohemijskih i fizičko-hemijskih procesa transformacije organske materije, usled kojih nastaje specifična organska materija tla - humus, naziva se humifikacija. Sva tri procesa odvijaju se u tlu istovremeno i međusobno su povezani. Transformacija organske tvari odvija se uz sudjelovanje enzima koje luče mikroorganizmi, korijenje biljaka, pod čijim se utjecajem odvijaju biokemijske reakcije hidrolize, oksidacije, redukcije, fermentacije itd. i formira se humus.

Postoji nekoliko teorija stvaranja humusa. Prvi se pojavio 1952. godine ondenzacija teoriju koju je razvio M. M. Kononova. U skladu s ovom teorijom, humus nastaje kao postupni proces polikondenzacije (polimerizacije) međuprodukta razgradnje organskih tvari (prvo nastaju fulvokiseline, a iz njih nastaju huminske kiseline). Koncept biohemijska oksidacija koju je razvila L.N. Alexandrova 70-ih godina XX veka. Prema njenim rečima, vodeću ulogu u procesu humifikacije imaju reakcije spore biohemijske oksidacije produkata raspadanja, usled čega se formira sistem visokomolekularnih huminskih kiselina promenljivog elementarnog sastava. Huminske kiseline stupaju u interakciju s elementima pepela biljnih ostataka koji se oslobađaju tokom mineralizacije potonjeg, kao i s mineralnim dijelom tla, formirajući različite organo-mineralne derivate huminskih kiselina. U ovom slučaju, jedan sistem kiselina se dijeli na brojne frakcije koje se razlikuju po stupnju rastvorljivosti i strukturi molekula. Manje raspršeni dio, koji tvori soli netopive u vodi s kalcijumom i seskvioksidima, nastaje kao grupa huminskih kiselina. Više dispergovana frakcija, koja daje pretežno rastvorljive soli, formira grupu fulvičnih kiselina. Biološki Koncepti stvaranja humusa sugeriraju da su humusne tvari produkti sinteze različitih mikroorganizama. Ovu tačku gledišta izrazio je V.R. Williams, razvijeno je u radovima F.Yu.Gelcera, S.P. Lyakha, D.G. Zvyagintseva i drugih.

U raznim prirodnim uslovima karakter i brzina formiranje humusa nije isto i zavisi od međusobno povezanih uslova formiranja tla: vodno-zračnog i toplotnog režima tla, njegovog granulometrijskog sastava i fizičko-hemijskih svojstava, sastava i prirode unosa biljnih ostataka, sastava vrsta i intenziteta. vitalne aktivnosti mikroorganizama.

Transformacija ostataka se dešava u aerobnim ili anaerobnim uslovima, u zavisnosti od režima voda-vazduh. V aerobni U uslovima sa dovoljnom količinom vlage u tlu, povoljnom temperaturom i slobodnim pristupom O 2, intenzivno se razvija razgradnja organskih ostataka uz učešće aerobnih mikroorganizama. Najoptimalniji uslovi su temperatura od 25 - 30°C i vlažnost - 60% od punog kapaciteta vlage tla. Ali pod istim uvjetima, mineralizacija i međuprodukta raspadanja i humusnih tvari brzo se odvija, stoga se u tlu akumulira relativno malo humusa, ali mnogi elementi ishrane biljaka pepelom i dušikom (u sivim tlima i drugim tlima suptropa) .

U anaerobnim uslovima (sa stalnim viškom vlage, kao i pri niskim temperaturama, nedostatkom O 2) procesi stvaranja humusa odvijaju se sporo uz učešće uglavnom anaerobnih mikroorganizama. U tom slučaju nastaju mnoge organske kiseline male molekularne mase i reducirani plinoviti produkti (CH 4, H 2 S) koji inhibiraju vitalnu aktivnost mikroorganizama. Proces razgradnje postupno odumire, a organski ostaci se pretvaraju u treset - masu slabo razloženih i neraspadnutih biljnih ostataka, koji djelimično zadržavaju anatomsku strukturu. Najpovoljnija za akumulaciju humusa je kombinacija aerobnih i anaerobnih uslova u tlu sa naizmeničnim periodima sušenja i vlage. Ovaj režim je tipičan za černozeme.

Na formiranje humusa utječe i sastav vrsta mikroorganizama tla i intenzitet njihove vitalne aktivnosti. Kao rezultat specifičnih hidrotermalnih uvjeta, sjeverno podzolsko tlo karakterizira najniži sadržaj mikroorganizama sa niskom raznolikošću vrsta i niskom aktivnošću. Posljedica toga je sporo razlaganje biljnih ostataka i nakupljanje slabo razgrađenog treseta. U vlažnim suptropima i tropima postoji intenzivan razvoj mikrobiološke aktivnosti i, s tim u vezi, aktivna mineralizacija ostataka. Poređenje rezervi humusa u različitim tlima s različitim brojem mikroorganizama u njima ukazuje da i vrlo slaba i visoka biogenost tla ne doprinose akumulaciji humusa. Najveća količina humusa se akumulira u zemljištima sa prosječnim sadržajem mikroorganizama (černozemi).

Jednako značajan uticaj imaju i granulometrijski sastav i fizičko-hemijska svojstva tla. U pjeskovitoj i pjeskovitoj ilovači, dobro zagrijanim i prozračnim tlima, razgradnja organskih ostataka teče brzo, značajan dio je mineraliziran, humusne tvari su malo i slabo su fiksirane na površini čestica pijeska. U glinovitim i ilovastim zemljištima razgradnja organskih ostataka pod jednakim uslovima je sporija (zbog nedostatka O 2), humusne supstance se fiksiraju na površini mineralnih čestica i akumuliraju u tlu.

Hemijski i mineraloški sastav tla određuje količinu hranjivih tvari potrebnih za mikroorganizme, reakciju sredine u kojoj nastaje humus i uslove za fiksiranje humusnih tvari u tlu. Dakle, tla zasićena kalcijem imaju neutralnu reakciju, što je povoljno za razvoj bakterija i fiksaciju huminskih kiselina u obliku kalcijevih humata netopivih u vodi, što ga obogaćuje humusom. U kiseloj sredini, kada je tlo zasićeno vodonikom i aluminijumom, formiraju se rastvorljive fulvo kiseline koje imaju povećanu pokretljivost i dovode do velike akumulacije humusa. Minerali gline kao što su montmorilonit i vermikulit također doprinose fiksaciji humusa u tlu.

Zbog razlike u faktorima koji utiču na stvaranje humusa, količina, kvalitet i rezerve humusa nisu isti u različitim tlima. Tako gornji horizonti tipičnih černozema sadrže 10 - 14% humusa, sive tamne šume - 4 - 9%, buseno-podzoliste - 2 - 3%, tamnog kestena, žute zemlje - 4 - 5%, smeđe i sivo-smeđe. polupustinja - 1 - 2%. Rezerve organske materije u prirodnim zonama su takođe različite. Najveće rezerve, prema I.V. Tyurinu, imaju različite podtipove černozema, tresetišta, sive šume, srednje - tamnog kestena, crvenih tla, niskih - podzoličastih, buseno-podzoličastih, tipičnih sierozema. Obradiva tla Republike Bjelorusije sadrže humus: glinast- 65 t/ha, in ilovasti- 52 t/ha, in peskovita ilovača - 47 t/ha, in pješčana- 35 t/ha. Tla Republike Bjelorusije, u zavisnosti od sadržaja humusa u obradivom sloju, podijeljena su u 6 grupa (tabela 3). U tlima drugih prirodnih zona postoje gradacije u zavisnosti od sadržaja humusa.

Tabela 3

Grupacija tla Republike Bjelorusije prema sadržaju humusa

Grupe tla

% organske tvari (na osnovu težine tla)

veoma nisko

povećana

veoma visoko

U Republici Bjelorusiji većina zemljišta pripada tlima II i III grupe, oko 20% zemljištima IV grupe (Sl. 7).

§3. Sastav i klasifikacija humusa

Humus To je specifična visokomolekularna organska tvar kisele prirode koja sadrži dušik. To je glavni dio organske tvari tla, koji je potpuno izgubio karakteristike anatomske strukture mrtvih biljnih i životinjskih organizama. Humus u tlu se sastoji od specifičnih huminskih supstanci, uključujući huminske kiseline (HA), fulvokiseline (FA) i humin (vidi sliku 6), koje se razlikuju po rastvorljivosti i mogućnosti ekstrakcije.

Huminske kiseline- to su tamno obojene visokomolekularne tvari koje sadrže dušik nerastvorljive u vodi, mineralnim i organskim kiselinama. Dobro se otapaju u lužinama uz stvaranje koloidnih otopina tamne trešnje ili smeđe-crne boje.

U interakciji s metalnim kationima, huminske kiseline stvaraju soli - humate. Humati jednovalentnih metala su lako rastvorljivi u vodi i ispiru se iz tla, dok se humati dvovalentnih i trovalentnih metala ne rastvaraju u vodi i dobro se fiksiraju u zemljištu. Prosjek molekularne mase huminskih kiselina je 1400. Sadrže C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (težinski). Glavne komponente molekula huminske kiseline su jezgra, bočni lanci i periferne funkcionalne grupe. Jezgro huminskih supstanci sastoji se od niza aromatičnih cikličkih prstenova. Bočni lanci mogu biti ugljikohidratni, aminokiselinski i drugi lanci. Funkcionalne grupe su predstavljene sa nekoliko karboksilnih (–COOH) i fenol-hidroksilnih grupa koje imaju važnu ulogu u formiranju tla, jer određuju procese interakcije huminskih kiselina sa mineralnim dijelom tla. Huminske kiseline čine najvredniji dio humusa, povećavaju sposobnost upijanja tla, doprinose akumulaciji elemenata plodnosti tla i formiranju vodootporne strukture.

Fulne kiseline Grupa je huminskih kiselina koje ostaju u rastvoru nakon taloženja huminskih kiselina. Također su organske kiseline visoke molekularne težine koje sadrže dušik, koje, za razliku od huminskih kiselina, sadrže manje ugljika, ali više kisika i vodika. Svetle su boje (žute, narandžaste), lako rastvorljive u vodi. Soli (fulvati) su takođe rastvorljive u vodi i slabo su fiksirane u tlu. Fulvokiseline imaju jako kiselu reakciju, snažno uništavaju mineralni dio tla, uzrokujući razvoj podzogenog procesa tla.

Odnos između huminskih kiselina i fulvo kiselina nije isti u različitim tlima. Ovisno o ovom pokazatelju (C HA: C FK), razlikuju se sljedeće vrste humusa: humate(> 1,5), humat-fulvat (1,5 – 1), fulvate-humate (1 – 0,5), fulvate (< 0,5). Качество гумуса, плодородие почвы зависят от преобладания той или иной группы. К северу и к югу от черноземов содержание гуминовых кислот в почвах уменьшается. Относительно высокое содержание фульвокислот наблюдается в гумусе подзолистых почв и красноземов. Можно сказать, что условия, благоприятствующие накоплению гумуса в почвах, способствуют и накоплению устойчивой и наиболее агрономически ценной его части – гуминовых кислот. Соотношение С ГК: С ФК имеет наибольшее значение (1,5 – 2,5) в гумусе черноземов, снижаясь к северу и к югу от зоны этих почв. При интенсивном использовании пахотных земель без достаточного внесения органических удобрений наблюдается снижение как общего содержания гумуса (дегумификация), так и гуминовых кислот.

Humin- to je dio humusnih supstanci koje se ne rastvaraju ni u jednom rastvaraču, a predstavljen je kompleksom organskih supstanci (huminske kiseline, fulvokiseline i njihovi organo-mineralni derivati), čvrsto povezanih s mineralnim dijelom tla. Ovo je inertni dio zemljišnog humusa.

Specifičnost i sastav humusnih kompleksa služi kao osnova za klasifikaciju tipova humusa. R.E. Muller je predložio klasifikaciju šumskih oblika humusa kao biološki sistem interakcije organske materije, mikrobiote i vegetacije. Među ovim kompleksima razlikuju se tri vrste humusa.

Meki humus - mul nastaje u listopadnim ili mješovitim šumama sa intenzivnom aktivnošću zemljišne faune pod povoljnim hidrotermalnim uvjetima i prisutnošću dovoljne količine baza, prvenstveno kalcija, u leglu i zemljištu, ima blago kiselu reakciju, ravnomjerno prožima mineralni dio zemljišta i lako se mineralizira. Na tlu mazgi, stelja se gotovo ne akumulira, jer se nadolazeća legla snažno razgrađuje mikrobiotom. U sastavu humusa preovlađuju huminske kiseline.

Grubi humus - kuga, koji sadrži veliku količinu poluraspadnutih ostataka, karakterističan je za crnogorične šume, formira se sa niskim sadržajem elemenata pepela u stelji, nedostatkom baza i visokim sadržajem silicijum dioksida u tlu, ima kiselu reakciju, otporan je mikroorganizmima, mineralizira se sporo uz učešće gljivica. Kao rezultat sporog razvoja procesa humifikacije i mineralizacije u tlu, formira se moćni horizont nalik tresetu A 0 koji se sastoji od 3 sloja: a) sloja slabo razložene organske tvari (L), što je svježa stelja. , b) poluraspadnuti sloj fermentacije (F), c) humificirani sloj (H).

Srednji oblik - moderan razvija se u uvjetima prilično brze mineralizacije biljnih ostataka, gdje značajnu ulogu igra funkcionalna aktivnost zemljišnih životinja, drobljenje biljnih ostataka, što uvelike olakšava njihovu kasniju razgradnju mikroflorom tla.

§4. Vrijednost i ravnoteža humusa u tlu

Akumulacija humusa je rezultat procesa formiranja tla, a istovremeno same humusne tvari imaju veliki utjecaj na daljnji smjer procesa formiranja tla i svojstva tla. Funkcije humusa u tlu su vrlo raznolike:

1) formiranje specifičnog profila tla (sa horizontom A), formiranje strukture tla, poboljšanje vodno-fizičkih svojstava tla, povećanje upijajućeg i puferskog kapaciteta tla;

2) izvor mineralnih hraniva za biljke (N, P, K, Ca, Mg, S, elementi u tragovima), izvor organske ishrane heterotrofnih organizama u zemljištu, izvor CO2 u površinskom sloju atmosfere i biološki aktivan spojevi u tlu, koji direktno stimuliraju rast i razvoj biljaka, mobiliziraju hranjive tvari, utječu na biološku aktivnost tla;

3) obavlja sanitarno-zaštitne funkcije - ubrzava uništavanje pesticida, fiksira zagađivače, smanjujući njihov ulazak u biljke.

U vezi sa raznolikom ulogom organske materije u plodnosti tla, sve više se zahuktava problem ravnoteže humusa obradivih tla. Kao i svaki bilans, bilans humusa uključuje stavke inputa (unos organskih ostataka i njihova humifikacija) i potrošnje (mineralizacija i drugi gubici). U prirodnim uslovima, što je zemljište starije, to je plodnije: bilans je pozitivan ili nula, u obradivim zemljištima često negativan. U prosjeku, obradiva tla gube oko 1 t/ha humusa godišnje. Za regulisanje količine humusa koristi se sistematsko unošenje dovoljne količine organske materije u obliku stajnjaka (od 1 tone stajnjaka formira se oko 50 kg humusa), komposta treseta, setva višegodišnjih trava, upotreba zelena gnojiva (siderati), vapnenje kiselih tla i gips alkalnih tla.

Humusno stanje zemljišta je važan pokazatelj plodnosti i određuje se sistemom indikatora koji obuhvataju nivo sadržaja i rezervi organske materije, njen profil distribucije, obogaćenost azotom (C:N) i kalcijumom, stepen humifikacije. , vrste huminskih kiselina i njihov odnos. Neki od njegovih parametara služe kao objekt monitoringa životne sredine.

Organska materija tla je složen sistem svih organskih supstanci prisutnih u profilu u slobodnom stanju ili u obliku organomeralnih jedinjenja, isključujući one koje su deo živih organizama.

Glavni izvor organske tvari u tlu su ostaci biljaka i životinja u različitim fazama raspadanja. Najveći volumen biomase potiče od otpalih biljnih ostataka, znatno manji doprinos beskičmenjaka i kralježnjaka i mikroorganizama, ali oni imaju važnu ulogu u obogaćivanju organske tvari komponentama koje sadrže dušik.

Organska tvar tla dijeli se u dvije grupe prema porijeklu, karakteru i funkciji: organski ostaci i humus. Termin "humus" se ponekad koristi kao sinonim za pojam "humus".

Organski ostaci predstavljena uglavnom prizemnom i korijenskom leglom viših biljaka, koja nije izgubila svoju anatomsku strukturu. Hemijski sastav biljnih ostataka različitih cenoza uvelike varira. Zajedničko im je prevlast ugljikohidrata (celuloza, hemiceluloza, pektinske tvari), lignina, proteina i lipida. Sav taj složeni kompleks supstanci nakon odumiranja živih organizama ulazi u tlo i pretvara se u mineralne i humusne tvari, a dijelom se prenosi iz tla sa podzemnim vodama, eventualno u naftonosne horizonte.

Razgradnja organskih ostataka tla uključuje mehaničko i fizičko uništavanje, biološku i biohemijsku transformaciju i hemijske procese. Enzimi, zemljišni beskičmenjaci, bakterije i gljive igraju važnu ulogu u razgradnji organskih ostataka. Enzimi su strukturirani proteini koji imaju mnogo funkcionalnih grupa. Glavni izvor enzima su; biljke. Ispunjavajući ulogu katalizatora u tlu, enzimi ubrzavaju procese razgradnje i sinteze organskih tvari za milione faktora.

Humus je skup svih organskih spojeva koji se nalaze u tlu, osim onih koji čine žive organizme i organskih ostataka koji su sačuvali anatomsku strukturu.

Humus sadrži nespecifične organska jedinjenja i specifične - huminske materije.

Nespecifičan naziva se grupa organskih materija poznate prirode i pojedinačne strukture. U tlo ulaze iz raspadajućih biljnih i životinjskih ostataka i iz izlučevina korijena. Nespecifična jedinjenja predstavljaju gotovo sve komponente koje čine životinjska i biljna tkiva i intravitalne izlučevine makro i mikroorganizama. To uključuje lignin, celulozu, proteine, aminokiseline, monosaharide, vosak i masne kiseline.

Generalno, udio nespecifičnih organskih spojeva ne prelazi 20% ukupne količine humusa u tlu. Nespecifična organska jedinjenja su proizvodi različitog stepena razgradnje i humifikacije biljnog, životinjskog i mikrobnog materijala koji ulaze u tlo. Ovi spojevi određuju dinamiku brzo promjenjivih svojstava tla: redoks potencijal, sadržaj mobilnih oblika nutrijenata, broj i aktivnost zemljišnih mikroorganizama i sastav zemljišnih otopina. Huminske materije, naprotiv, određuju stabilnost tokom vremena i drugih svojstava zemljišta: kapaciteta izmene, vodno-fizičkih svojstava, režima vazduha i boje.

Specifičan organski dio tla - humusne supstance- su heterogeni (heterogeni) polidisperzni sistem aromatičnih jedinjenja kisele prirode visoke molekularne težine koji sadrže azot. Huminske supstance nastaju kao rezultat složenog biofizičko-hemijskog procesa transformacije (humifikacije) produkata raspadanja organskih ostataka koji ulaze u tlo.

U zavisnosti od hemijskog sastava biljnih ostataka, faktora njihovog raspadanja (temperatura, vlažnost, sastav mikroorganizama), razlikuju se dva glavna tipa humifikacije: fulvatna i humatna. Svaki od njih odgovara određenom frakcijskom sastavu humusa. Grupni sastav humusa podrazumijeva skup i sadržaj različitih supstanci, povezanih strukturom i svojstvima spojeva. Najvažnije grupe su huminske kiseline (HA) i fulvo kiseline (FA).

Huminske kiseline sadrže 46-62% ugljenika (C), 3-6% azota (N), 3-5% vodonika (H) i 32-38% kiseonika (O). Fulvo kiseline sadrže više ugljenika - 45-50%, azota - 3,0-4,5% i vodonika - 3-5%. Huminske i fulvo kiseline gotovo uvijek sadrže sumpor (do 1,2%), fosfor (desetine i stotine frakcija procenta) i katjone raznih metala.

Frakcije se razlikuju kao dio HA i FK grupa. Frakcijski sastav humusa karakterizira skup i sadržaj različitih tvari uključenih u HA i FA grupe, prema oblicima njihovih spojeva s mineralnim komponentama tla. Najviša vrijednost za formiranje tla imaju sljedeće frakcije: smeđe huminske kiseline (BHA) povezane sa seskvioksidima; crne huminske kiseline (CHA) povezane s kalcijem; frakcije I i Ia fulvokiselina povezanih s mobilnim oblicima seskvioksida; HA i FA, snažno povezani sa seskvioksidima i mineralima gline.

Grupni sastav humusa karakteriše kvantitativni odnos huminskih kiselina i fulvo kiselina. Kvantitativna mjera vrste humusa je omjer sadržaja ugljika u huminskim kiselinama (Cg) prema sadržaju ugljika u fulvičnim kiselinama (Cfc). Po vrijednosti ovog omjera (C gc / C fc) mogu se razlikovati četiri vrste humusa:

  • - humat - više od 2;
  • - fulvat-humat - 1-2;
  • - humat-fulvat - 0,5-1,0;
  • - fulvat - manje od 0,5.

Grupni i frakcijski sastav humusa se redovno i konzistentno mijenja u zonsko-genetskom nizu tla. U podzolastim i travnato-podzolskim tlima huminske kiseline se gotovo ne stvaraju i malo ih se akumulira. Odnos Cg/Cfc je obično manji od 1 i najčešće iznosi 0,3-0,6. U sivim zemljištima i černozemima apsolutni sadržaj i udio huminskih kiselina je znatno veći. Odnos C g / C fc u černozemima može doseći 2,0-2,5. U tlima koja se nalaze južno od černozema, udio fulvičnih kiselina ponovo se postepeno povećava.

Prekomjerna vlaga, sadržaj karbonata u stijeni, zaslanjenost ostavljaju otisak na grupni sastav humusa. Dodatna hidratacija obično potiče nakupljanje huminskih kiselina. Povećan sadržaj humata karakterističan je i za tla koja nastaju na karbonatnim stijenama ili pod utjecajem tvrdih podzemnih voda.

Grupni i frakcijski sastav humusa se također mijenja duž profila tla. Frakcijski sastav humusa u različitim horizontima ovisi o mineralizaciji zemljišne otopine i pH vrijednosti. Profil se mijenja u grupnom sastavu humusa u većini

tla su podložna jednom opšti obrazac: sa dubinom se smanjuje udio huminskih kiselina, povećava udio fulvo kiselina, omjer C g / C fc opada na 0,1-0,3.

Dubina humifikacije, odnosno stepen transformacije biljnih ostataka u humične materije, kao i odnos Cg/Cfc, zavise od brzine (kinetike) i trajanja procesa humifikacije. Kinetika humifikacije određena je zemljišno-hemijskim i klimatskim karakteristikama koje stimuliraju ili inhibiraju aktivnost mikroorganizama (hranjivi sastojci, temperatura, pH, vlažnost), te osjetljivost biljnih ostataka na transformaciju, ovisno o molekularnoj strukturi tvari (monosaharidi , proteini se lakše pretvaraju, lignin, polisaharidi teže)...

U humusnim horizontima tla umjerene klime, tip humusa i dubina humifikacije, izraženi omjerom C h / C ph, ​​koreliraju sa trajanjem perioda biološke aktivnosti.

Period biološke aktivnosti je vremenski period tokom kojeg se stvaraju povoljni uslovi za normalnu vegetaciju biljaka, aktivnu mikrobiološku aktivnost. Trajanje perioda biološke aktivnosti određeno je trajanjem perioda tokom kojeg temperatura zraka stalno prelazi 10°C, a opskrba produktivnom vlagom je najmanje 1-2%. U zonskom nizu tla, vrijednost Cg/Cfc, koja karakterizira dubinu humifikacije, odgovara trajanju perioda biološke aktivnosti.

Istovremeno razmatranje dva faktora - perioda biološke aktivnosti i zasićenosti tla bazama, omogućava određivanje područja formiranja različitih vrsta humusa. Humatni humus nastaje samo uz dug period biološke aktivnosti i visok stepen zasićenosti tla bazama. Ova kombinacija uslova je tipična za černozeme. Jako kisela tla (podzoli, buseno-podzolista tla), bez obzira na period biološke aktivnosti, imaju fulvatni humus.

Humusne tvari tla su visoko reaktivne i aktivno stupaju u interakciju s mineralnom matriksom. Pod uticajem organske materije dolazi do uništavanja nestabilnih minerala matične stijene i hemijski elementi postaju dostupniji biljkama. U procesu organo-mineralnih interakcija nastaju zemljišni agregati koji poboljšavaju strukturno stanje tla.

Fulvotne kiseline najaktivnije uništavaju minerale tla. Interakcijom sa seskvioksidima (Fe 2 O 3 i Al 2 O 3), FA formiraju pokretne aluminijske i željezo-humusne komplekse (fulvati željeza i aluminija). Ovi kompleksi su povezani sa formiranjem humusno-iluvijalnih horizonata tla, u kojima se talože. Fulvati zemnoalkalnih i zemnoalkalnih baza su lako rastvorljivi u vodi i lako migriraju niz profil. Važna karakteristika FC je njihova nesposobnost da fiksiraju kalcijum. Zbog toga je potrebno redovno, nakon 3-4 godine, vršiti krečenje kiselih tla.

Huminske kiseline, za razliku od FA, formiraju slabo rastvorljiva organomeralna jedinjenja sa kalcijumom (kalcijum humati). Zbog toga se u tlu formiraju humusno-akumulativni horizonti. Humusne tvari u tlu vežu ione mnogih potencijalno toksičnih metala - Al, Pb, Cd, Ni, Co, što smanjuje opasnog uticaja hemijsko zagađenje tla.

Procesi stvaranja humusa u šumskim tlima imaju svoje karakteristike. Najveći dio biljnog otpada u šumi odlazi na površinu tla, gdje se stvaraju posebni uslovi za razgradnju organskih ostataka. S jedne strane, to je slobodan pristup kiseoniku i odliv vlage, s druge - vlažna i hladna klima, visok sadržaj teško razgradivih jedinjenja u leglu, brz gubitak usled ispiranja baze koje se oslobađaju tokom mineralizacije legla. Ovakvi uslovi utiču na život zemljišnih životinja i mikroflore, koja igra važnu ulogu u transformaciji organskih ostataka: mlevenje, mešanje sa mineralnim delom zemljišta, biohemijska obrada organskih jedinjenja.

Kao rezultat različitih kombinacija svih faktora razgradnje organskih ostataka, formiraju se tri vrste (oblika) organske materije šumskog zemljišta: mulja, moder, kuga. Pod oblikom organske tvari u šumskom tlu podrazumijeva se cjelokupna ukupnost organske tvari sadržane kako u šumskoj stelji tako iu humusnom horizontu.

Prelaskom sa morene na moder i mul mijenjaju se svojstva organske tvari tla: smanjuje se kiselost, povećava se sadržaj pepela, stepen zasićenosti bazama, sadržaj dušika i intenzitet razgradnje šumske stelje. U zemljištu tipa mull leglo ne sadrži više od 10% ukupne zalihe organske materije, a u slučaju kuge, leglo čini do 40% ukupne zalihe.

Tokom formiranja organske materije kao što je kuga, formira se gusta troslojna legla, koja je dobro odvojena od donjeg mineralnog horizonta (obično horizonti E, EI, AY). U razgradnji legla uglavnom učestvuje gljivična mikroflora. Kišne gliste nema, reakcija je jako kisela. Šumska stelja ima sledeću strukturu:

O L - gornji sloj, debljine oko 1 cm, koji se sastoji od legla sa očuvanom anatomskom strukturom;

O F - srednji sloj različite debljine, koji se sastoji od poluraspadnutog legla svijetlosmeđe boje, isprepletenog hifama gljiva i korijenjem biljaka;

Oh - donji sloj jako raspadnute stelje, tamno smeđe skoro crne boje, razmazan, sa primjetnom primjesom mineralnih čestica.

Kod moder tipa, šumska stelja se obično sastoji od dva sloja. Ispod sloja slabo razgrađene stelje izdvaja se dobro razgrađeni humusni sloj debljine oko 1 cm, koji postepeno prelazi u jasno izražen humusni horizont debljine 7-10 cm. Važnu ulogu imaju insekti, gliste. raspadanje legla. Kao dio mikroflore, gljive prevladavaju nad bakterijama. Organska materija humusnog sloja je delimično pomešana sa mineralnim delom zemljišta. Reakcija legla je slabo kisela. U šumskim tlima s prekomjernom vlagom inhibiraju se procesi razgradnje biljne stelje i u njima se formiraju tresetni horizonti. Na akumulaciju i brzinu razgradnje organske tvari u šumskom tlu utječe sastav izvornih biljnih ostataka. Što je više lignina, smola, tanina u biljnim ostacima i što je manje dušika, to je proces razgradnje sporiji i više se organskih ostataka nakuplja u leglu.

Na osnovu utvrđivanja sastava biljaka, od čijeg je legla formirano leglo, predložena je klasifikacija šumskih legla. Prema N. N. Stepanovu (1929), mogu se razlikovati sljedeće vrste legla: crnogorična, sitnolisna, širokolisna, lišajevi, zelena mahovina, mahovina, trava, mahovina, sfagnum, mokra trava, trava i močvarna i široka trava.

Humusno stanje tla je skup općih rezervi i svojstava organskih tvari, nastalih procesima njihove akumulacije, transformacije i migracije u profilu tla i prikazanih u skupu vanjskih karakteristika. Sistem indikatora humusnog stanja obuhvata sadržaj i rezerve humusa, njegovu profilnu distribuciju, obogaćenost azotom, stepen humifikacije i vrste huminskih kiselina.

Nivoi akumulacije humusa su u dobroj saglasnosti sa trajanjem perioda biološke aktivnosti.

U sastavu organskog ugljenika redovno se povećavaju rezerve huminskih kiselina od severa ka jugu.

Tla arktičke zone karakterišu nizak sadržaj i male rezerve organske materije. Proces humifikacije odvija se u izuzetno nepovoljnim uslovima sa niskom biohemijskom aktivnošću tla. Tla severne tajge karakteriše kratak period (oko 60 dana) i nizak nivo biološke aktivnosti, kao i loša sastav vrsta mikroflora. Procesi humifikacije su spori. U zonskim tlima sjeverne tajge formira se grubi humusni tip profila. Humusno-akumulativni horizont u ovim tlima je praktički odsutan, sadržaj humusa ispod stelje je do 1-2%.

U podzoni travnato-podzolističkih tala južne tajge, količina sunčevog zračenja, režim vlage, vegetacijski pokrivač, bogat sastav vrsta mikroflore tla i njena veća biohemijska aktivnost u prilično dugom periodu doprinose dubljoj transformaciji biljnih ostataka. Jedna od glavnih karakteristika tla podzone južne tajge je razvoj procesa busena. Debljina akumulativnog horizonta je mala i nastaje zbog dubine prodiranja većine korijena zeljaste vegetacije. Prosječni sadržaj humusa u horizontu AY u šumskim buseno-podzolskim zemljištima kreće se od 2,9 do 4,8%. Zalihe humusa u ovim zemljištima su male i, ovisno o podtipu tla i granulometrijskom sastavu, kreću se od 17 do 80 t/ha u sloju od 0-20 cm.

U šumsko-stepskoj zoni, rezerve humusa u sloju od 0-20 cm kreću se od 70 t/ha u sivim zemljištima do 129 t/ha u tamno sivim zemljištima. Zalihe humusa u černozemima šumsko-stepske zone u sloju od 0-20 cm iznose do 178 t/ha, au sloju od 0-100 cm - do 488 t/ha. Sadržaj humusa u horizontu A černozema dostiže 7,2%, postepeno se smanjuje sa dubinom.

U sjevernim regijama evropskog dijela Rusije, značajna količina organske tvari koncentrirana je u tresetnim tlima. Močvarni pejzaži nalaze se uglavnom u šumskoj zoni i tundri, gdje padavine znatno premašuju isparavanje. Treset je posebno visok na sjeveru tajge i u šumskoj tundri. Najstarije naslage treseta, po pravilu, zauzimaju jezerske basene sa naslagama sapropela do 12 hiljada godina. Početno taloženje treseta u takvim močvarama dogodilo se prije oko 9-10 hiljada godina. Najaktivniji treset počeo je da se taloži u periodu prije oko 8-9 hiljada godina. Ponekad postoje naslage treseta stare oko 11 hiljada godina. Sadržaj HA u tresetu kreće se od 5 do 52%, povećavajući se sa prelaskom sa visokogorskog treseta na niskomorski treset.

Raznolikost ekoloških funkcija tla povezana je sa sadržajem humusa. Humusni sloj čini posebnu energetsku ljusku planete, tzv humosfera... Energija akumulirana u humosferi je osnova za postojanje i evoluciju života na Zemlji. Humosfera obavlja sljedeće važne funkcije: akumulativne, transportne, regulatorne, zaštitne, fiziološke.

Akumulativna funkcija karakteristika huminskih kiselina (HA). Njegova suština je u akumulaciji najvažnijih nutrijenata živih organizama u sastavu humusnih tvari. U obliku aminskih supstanci u zemljištu se akumulira do 90-99% ukupnog dušika, više od polovine fosfora i sumpora. U ovom obliku se akumuliraju i dugo čuvaju kalijum, kalcijum, magnezijum, žele - 30 i praktično svi mikroelementi neophodni za biljke i mikroorganizme.

Transportna funkcija povezano sa činjenicom da humusne supstance mogu sa metalnim katjonima formirati stabilne, ali rastvorljive i sposobne za geohemijsku migraciju kompleksna organomineralna jedinjenja. Većina elemenata u tragovima, značajan dio spojeva fosfora i sumpora, aktivno migrira u ovom obliku.

Regulatorna funkcija zbog činjenice da su humusne tvari uključene u regulaciju gotovo svih najvažnijih svojstava tla. Oni formiraju boju humusnih horizonata i na osnovu toga njihov termički režim. Humusna tla su sva i mnogo toplija od tla koja sadrže malo humusnih tvari. Huminske tvari igraju važnu ulogu u formiranju strukture tla. Uključeni su u regulaciju mineralne ishrane biljaka. Organsku materiju tla njeni stanovnici koriste kao glavni izvor hrane. Biljke uzimaju oko 50% azota iz rezervi tla.

Huminske tvari mogu otopiti mnoge minerale u tlu, što dovodi do mobilizacije nekih mineralnih hranjivih tvari koje su biljkama teško dostupne. Količina svojstava humusnih supstanci u zemljištu određuje kapacitet katjonske izmjene, jonsko-solne i kiselinsko-bazne puferiranje tla, redoks režim. Fizička, vodno-fizička i fizičko-mehanička svojstva tla su po grupnom sastavu usko povezana sa sadržajem humusa. Dobro humificirana tla su bolje strukturirana, sastav vrsta mikroflore je raznovrsniji, a broj beskičmenjaka je veći. Takva tla su vodopropusnija, lakše podložna mehaničkoj obradi, bolje zadržavaju elemente režima ishrane biljaka, imaju visoku apsorpcionu i pufernu sposobnost, a efikasnost mineralnih đubriva je u njima veća.

Zaštitna funkcija povezuje se s činjenicom da humusne tvari tla štite ili čuvaju biotu tla, vegetacijski pokrivač u slučaju različite vrste nepovoljne ekstremne situacije. Humificirana tla bolje odolijevaju suši ili zalivanju, manje su podložna eroziji deflacijom i duže zadržavaju zadovoljavajuća svojstva kada se navodnjavaju povećanim dozama ili slanom vodom.

Tla bogata humusnim materijama izdržavaju veća tehnogena opterećenja. Pod jednakim uvjetima zagađenosti tla teškim metalima, njihov toksični učinak na biljke na černozemima se manifestuje u manjoj mjeri nego na busenastom podzolskom tlu. Huminske tvari dosta snažno vežu mnoge radionuklide, pesticide, čime sprječavaju njihov ulazak u biljke ili druge negativne učinke.

Fiziološka funkcija sastoji se u činjenici da huminske kiseline i njihove soli mogu stimulirati klijanje sjemena, aktivirati disanje biljaka i povećati produktivnost goveda i peradi.

Ako pronađete grešku, odaberite dio teksta i pritisnite Ctrl + Enter.

Zemlja je složen sistem koji se sastoji od mineralnih i organskih komponenti. Služi kao supstrat za razvoj biljaka. Za uspješnu poljoprivredu potrebno je poznavati karakteristike i načine formiranja tla – to doprinosi povećanju njegove plodnosti, odnosno od velikog je ekonomskog značaja.

Na sastav tla postoje četiri glavne komponente:
1) mineralna materija;
2) organske materije;
3) vazduh;
4) voda, koja se ispravnije naziva otopinom tla, jer su u njoj uvijek otopljene određene tvari.

Mineralna materija tla

By Chva se sastoji od mineralnih komponenti različitih veličina: kamena, lomljenog kamena i "fine zemlje". Uobičajeno je da se potonji podijeli na glinu, mulj i pijesak po redoslijedu povećanja čestica. Mehanički sastav tla određen je relativnim sadržajem pijeska, mulja i gline u njemu.

Mehanički sastav tla snažno utiče na drenažu, sadržaj nutrijenata i temperaturu tla, odnosno na strukturu tla sa agronomske tačke gledišta. Tla srednje do fine teksture kao što su glina, ilovača i mulj obično su pogodnija za rast biljaka jer sadrže dovoljno nutrijenata i bolje zadržavaju vodu i otopljene soli. Pješčana tla se brže dreniraju i gube hranjive tvari kroz ispiranje, ali su korisna za ranu žetvu; u proljeće se suše i zagrijavaju brže od gline. Prisustvo kamenja, odnosno čestica prečnika većeg od 2 mm, značajno je u smislu habanja poljoprivrednih oruđa i uticaja na drenažu. Obično, kako se sadržaj kamena u tlu povećava, njegova sposobnost zadržavanja vode se smanjuje.

Organska materija tla

Organska materija, po pravilu, čini samo mali volumenski udio tla, ali je vrlo važan, jer određuje mnoga njegova svojstva. Glavni je izvor biljnih nutrijenata kao što su fosfor, dušik i sumpor; potiče stvaranje zemljišnih agregata, odnosno fine mrvičaste strukture, što je posebno važno za teška tla, jer se zbog toga povećava vodopropusnost i aeracija; služi kao hrana za mikroorganizme. Organska tvar tla klasificira se na detritus ili mrtvu organsku tvar (MOB) i biotu.

Humus(humus) je organski materijal nastao nepotpunom razgradnjom MOB-a. Značajan dio ne postoji u slobodnom obliku, već je povezan s neorganskim molekulima, prvenstveno s česticama glinenog tla. Zajedno s njima, humus čini takozvani upijajući kompleks tla, koji je izuzetno važan za gotovo sve fizičke, kemijske i biološke procese koji se u njemu odvijaju, a posebno za zadržavanje vode i hranjivih tvari.

Među organizmima u tlu posebno mjesto zauzimaju gliste. Ovi hranioci detritusa, zajedno sa MOB-om, unose velike količine mineralnih čestica. Krećući se između različitih slojeva tla, crvi ga neprestano miješaju. Osim toga, ostavljaju prolaze koji olakšavaju njegovu aeraciju i drenažu, čime se poboljšava njegova struktura i povezana svojstva. Kišne gliste se najbolje osjećaju u neutralnom i blago kiselom okruženju, rijetko se nalaze na pH ispod 4,5.

Od čega se sastoji tlo? Izgledalo bi kao jednostavno pitanje. Svi znamo šta je to. Svaki dan hodamo po njemu, sadimo biljke koje nam daju žetvu. Gnojimo zemlju, prekopavamo je. Ponekad možete čuti da je zemlja neplodna. Ali šta zapravo znamo o tlu? U većini slučajeva, samo da je to najviši sloj zemljana površina... A ovo nije toliko. Hajde da shvatimo od kojih se komponenti sastoji zemlja, šta može biti i kako se formira.

Sastav tla

Dakle, tlo je najplodnije.Sastoji se od raznih komponenti. Osim čvrstih čestica, uključuje vodu i zrak, pa čak i žive organizme. Zapravo, potonji igraju važnu ulogu u njegovom formiranju. Stepen njegove plodnosti zavisi i od mikroorganizama. Generalno, tlo se sastoji od faza: čvrste, tečne, gasovite i „žive“. Hajde da analiziramo koje komponente ih čine.

Čvrste materije uključuju različite minerale i hemijske elemente. Uključuje gotovo cijeli periodni sistem, ali u različitim koncentracijama. Stepen plodnosti tla ovisi o komponenti čvrstih čestica. Tečne komponente nazivaju se i rastvorom tla. Ovo je voda u kojoj se rastvaraju hemijski elementi. Tečnosti ima čak iu pustinjskim tlima, ali su je u oskudnim količinama.

Dakle, od čega se sastoji zemlja osim ovih osnovnih sastojaka? Prostor između čvrstih čestica ispunjen je gasovitim komponentama. Zemljišni zrak se sastoji od kisika, dušika, ugljičnog dioksida i zahvaljujući njemu se u zemlji odvijaju različiti procesi, na primjer, disanje korijena biljaka i propadanje. Živi organizmi - gljive, bakterije, beskičmenjaci i alge - aktivno sudjeluju u procesu formiranja tla i značajno mijenjaju njegov sastav unošenjem kemijskih elemenata.

Mehanička struktura tla

Sada je jasno od čega se sastoji tlo. Ali da li je njegova struktura ujednačena? Nije tajna da je tlo drugačije. Može biti pješčana i glinasta ili kamenita. Dakle, tlo se sastoji od čestica različitih veličina. Njegova struktura može uključivati ​​ogromne gromade i sitna zrna pijeska. Obično se čestice koje ulaze u tlo dijele u nekoliko grupa: glina, mulj, pijesak, šljunak. Ovo je neophodno za poljoprivredu. Struktura tla je ta koja određuje stepen napora koji se mora uložiti u njegovu obradu. Takođe zavisi od toga koliko će zemlja dobro apsorbovati vlagu. Dobro tlo sadrži jednak procenat pijeska i gline. Ova zemlja se zove ilovača. Ako ima malo više pijeska, onda je tlo mrvičasto i lako se obrađuje. Ali u isto vrijeme, takvo tlo lošije zadržava vodu i minerale. Glineno tlo je vlažno i ljepljivo. Slabo se odvodi. Ali u isto vrijeme, u njemu se nalazi najviše hranjivih tvari.

Uloga mikroorganizama u formiranju tla

Svojstva tla zavise od toga od kojih se komponenti tlo sastoji. Ali ne samo to određuje njegove kvalitete. Iz mrtvih ostataka životinja i biljaka organska tvar dospijeva u tlo. To je zbog mikroorganizama - saprofita. Oni igraju bitnu ulogu u procesima razgradnje. Zbog njihovog snažnog djelovanja u tlu se akumulira tzv. humus. To je tamno smeđa supstanca. Humus sadrži estre masnih kiselina, fenolne spojeve i karboksilne kiseline. U tlu se čestice ove tvari lijepe s glinom. Ispada jedan kompleks. Humus poboljšava kvalitet zemlje. Povećava se njegova sposobnost zadržavanja vlage i minerala. U močvarnom području formiranje humusne mase odvija se vrlo sporo. Organski ostaci se postepeno sabijaju u treset.

Proces formiranja tla

Tlo se formira veoma sporo. Za potpunu obnovu njegovog mineralnog dijela do dubine od približno 1 metar potrebno je najmanje 10 hiljada godina. Ono od čega se tlo sastoji su proizvodi stalnog rada vjetra i vode. Dakle, odakle dolazi tlo?

Prije svega, to su čestice stijena. Oni služe kao osnova tla. Pod uticajem klimatskih faktora, oni se uništavaju i drobe, talože na tlu. Postepeno, ovaj mineralni dio tla koloniziraju mikroorganizmi, koji prerađujući organske ostatke u njemu formiraju humus. Beskičmenjaci, koji stalno probijaju prolaze u njemu, labave ga, doprinoseći dobroj aeraciji.

S vremenom se struktura tla mijenja, postaje plodnije. Biljke takođe utiču na ovaj proces. Odrastanjem doprinose promjeni mikroklime. Ljudske aktivnosti također utiču na formiranje tla. On obrađuje i obrađuje zemlju. A ako se tlo sastoji od neplodnih komponenti, onda ga osoba gnoji, unoseći i mineralno i organsko gnojenje.

po sastavu

Općenito, trenutno ne postoji općeprihvaćena klasifikacija tla. Ali ipak, uobičajeno je podijeliti ih u nekoliko grupa prema njihovom mehaničkom sastavu. Ova podjela je posebno relevantna u poljoprivredi. Dakle, klasifikacija se zasniva na tome koliko je tlo napravljeno od gline:

Rastresiti peskovit (manje od 5%);

Povezano pješčano (5-10%);

Pjeskovita ilovača (11-20%);

Lagana ilovača (21-30%);

Srednje ilovasto (31-45%);

Teška ilovača (46-60%);

Glina (više od 60%).

Šta znači pojam "plodno" tlo?

Dio tla utiče na stepen njegove plodnosti. Ali šta zemlju čini takvom? Sastav tla direktno ovisi o mnogim faktorima. Ovo je klima, i obilje biljaka, i prisustvo živih organizama koji žive u njoj. Sve to utiče na hemikalije, zavisi od toga koje komponente se nalaze u tlu, a zavisi i stepen njegove plodnosti. Mineralne komponente kao što su kalcijum, azot, bakar, kalijum, magnezijum, fosfor smatraju se veoma korisnim za visoke prinose. Ove supstance ulaze u zemlju tokom razgradnje organskih ostataka. Ako je tlo bogato mineralnim spojevima, onda je plodno. Biljke će na njemu burno procvjetati. Ovo tlo je idealno za uzgoj povrća i voća.