Reklaam portaalis

Mis on orgaanilised ained mullas. Mulla orgaanilise osa koostis. Mulla orgaanilised komponendid

orgaaniline osa mulda mida esindavad elusorganismid (elusfaas või biofaas), lagunemata, orgaanilised jäägid ja huumusained (joonis 1)

Mulla orgaaniline osa

Riis. 1. Mulla orgaaniline osa

Elusorganismidest on juttu eespool. Nüüd on vaja defineerida orgaanilised jäägid.

orgaanilised jäänused- see orgaaniline aine, taimede ja loomade kuded, säilitades osaliselt oma esialgse kuju ja struktuuri. Tuleb märkida erinevate jääkide erinevat keemilist koostist.

Huumusained on kõik mulla orgaanilised ained, välja arvatud elusorganismid ja nende jäänused, mis ei ole kaotanud oma koestruktuuri. Üldtunnustatud on nende jaotamine spetsiifilisteks õigeteks humiinaineteks ja mittespetsiifilisteks individuaalse iseloomuga orgaanilisteks aineteks.

Mittespetsiifilised huumusained sisaldavad individuaalset laadi aineid:

a) lämmastikuühendid, näiteks lihtsad ja komplekssed, valgud, aminohapped, peptiidid, puriinalused, pürimidiini alused; süsivesikud; monosahhariidid, oligosahhariidid, polüsahhariidid;

b) ligniin;

c) lipiidid;

e) tanniinid;

f) orgaanilised happed;

g) alkoholid;

h) aldehüüdid.

Seega on mittespetsiifilised orgaanilised ained üksikud orgaanilised ühendid ja orgaaniliste jääkide vahepealsed lagunemissaadused. Need moodustavad ligikaudu 10-15% kogu mineraalmuldade huumusesisaldusest ja võivad ulatuda 50-80% orgaaniliste ühendite kogumassist turbahorisondis ja metsa allapanu.

Tegelikult kujutavad humiinained endast spetsiifilist kõrgemolekulaarsete lämmastikku sisaldavate tsüklilise struktuuriga ja happeliste orgaaniliste ühendite süsteemi. Paljude teadlaste arvates on huumusühendi molekuli struktuur keeruline. On kindlaks tehtud, et molekuli põhikomponendid on tuum, külgmised (perifeersed) ahelad ja funktsionaalrühmad.

Arvatakse, et tuumaks on aromaatsed ja heterotsüklilised tsüklid, mis koosnevad viie- ja kuueliikmelistest ühenditest:

benseen furaan pürrool naftaleen indool

Külgahelad ulatuvad tuumast molekuli perifeeriasse. Huumusühendite molekulis on need esindatud aminohapete, süsivesikute ja muude ahelatega.

Huumusainete koostis sisaldab karboksüüli (-COOH), fenoolhüdroksüüli (-OH), metoksüüli (-CH3O) ja alkoholhüdroksüüli. Need funktsionaalrühmad määratlevad Keemilised omadused huumusained. Oma huumusainete süsteemi iseloomulik tunnus on heterogeensus, s.o. humifitseerimise erinevate etappide komponentide olemasolu selles. Sellest keerulisest süsteemist eristatakse kolme ainete rühma:

a) humiinhapped;

b) fulvohapped;

c) humiinid või täpsemalt mittehüdrolüüsitav jääk.

Humiinhapped (HA)- tumedat värvi humiinainete rühm, mis on mullast ekstraheeritud leeliseliste lahustega ja sadestatud mineraalhapetega pH = 1-2 juures. Neid iseloomustab järgmine elementaarne koostis: C-sisaldus 48-68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Need ühendid on vees ja mineraalhapetes praktiliselt lahustumatud, HA lahustest sadestuvad kergesti hapetega H+, Ca2+, Fe3+, A13+. Need on happelise iseloomuga huumusühendid, mis on tingitud karboksüül- ja fenoolhüdroksüülrühma funktsionaalrühmadest. Nende rühmade vesinikku saab asendada teiste katioonidega. Asendusvõime sõltub katiooni olemusest, söötme pH-st ja muudest tingimustest. Neutraalses reaktsioonis asendatakse ainult karboksüülrühmade vesinikuioonid. Sellest HA omadusest tulenev neeldumisvõime on 250–560 meq 100 g HA kohta. Leeliselise reaktsiooni korral suureneb neeldumisvõime 600-700 mg·ekv/100 g HA-ni tänu võimele asendada hüdroksüülrühmade vesinikioone. Erinevate meetoditega määratud HA molekulmass varieerub 400-st sadade tuhandeteni. HA molekulis on kõige selgemini esindatud aromaatne osa, mille mass on ülekaalus külgmiste (perifeersete) ahelate massi üle.

Humiinhapetel ei ole kristalset struktuuri, enamik neist leidub pinnases geelidena, mis leeliste toimel kergesti peptiseeruvad ning moodustavad molekulaarseid ja kolloidseid lahuseid.

Kui HA interakteerub metalliioonidega, tekivad soolad, mida nimetatakse humates. Humaadid NH4+, Na+, K+ lahustuvad vees hästi ja võivad moodustada kolloidseid ja molekulaarseid lahuseid. Nende ühendite roll mullas on tohutu. Näiteks Ca-, Mg-, Fe- ja Al-humaadid on põhimõtteliselt halvasti lahustuvad, võivad moodustada veekindlaid geele, minnes statsionaarsesse olekusse (akumuleeruvad) ning on ka veekindla struktuuri tekkimise aluseks.

fulvohapped (FA) - spetsiifiline vees ja mineraalhapetes lahustuv humiinainete rühm. Iseloomustab järgmine keemiline koostis: C-sisaldus 40-52%; H - 5-4%, hapnik -40-48%, N - 2-6%. Fulvohapped, erinevalt HA-st, lahustuvad hästi vees, hapetes ja leelistes. Lahused on kollase või õlgkollase värvusega. Siit said need ühendid oma nime: ladina keeles fulvus - kollane. FA vesilahused on tugevalt happelised (pH 2,5). Fulvohapete molekulmass, mis määratakse erinevate meetoditega, jääb vahemikku 100 kuni mitusada ja isegi tuhat tavalist massiühikut.

Fulvohappe molekul on humiinhapetega võrreldes lihtsama ehitusega. Nende ühendite aromaatne osa on vähem väljendunud. FA molekuli struktuuris domineerivad külgmised (perifeersed) ahelad. Aktiivsed funktsionaalrühmad on karboksüül- ja fenoolhüdroksüülrühmad, mille vesinik osaleb vahetusreaktsioonides. FA vahetusvõime võib ulatuda 700-800 mg · ekv 100 g fulvohappepreparaatide kohta.

Mulla mineraalse osaga suheldes moodustavad fulvohapped metalliioonidega mineraal-orgaanilisi ühendeid, aga ka mineraale. Fulvohapped hävitavad tänu oma tugevale happelisele reaktsioonile ja heale vees lahustuvusele aktiivselt mulla mineraalset osa. Sel juhul moodustuvad fulvohapete soolad, mis on mullaprofiilis suure liikuvusega. Fulvohapete orgaanilised-mineraalühendid osalevad aktiivselt mullaprofiilis aine ja energia migratsioonis, näiteks üksikute geneetiliste horisontide kujunemises.

Mittehüdrolüüsitav jääk (humiinid) - humiinainete rühm, mis on leelislahustumatute orgaaniliste ühendite jääk pinnases. Sellesse rühma kuuluvad nii päris humiinained, näiteks koosnevad humiinid mineraalidega tugevalt seotud humiinhapetest, kui ka tugevalt seotud üksikutest ainetest ja mulla mineraalse osaga erineva lagunemisastmega orgaanilistest jääkidest.

4. peatükk. MULLA ORGAANILINE AINE JA SELLE KOOSTIS

§üks. Orgaanilise aine allikad ja koostis

Mulla kõige olulisem koostisosa on orgaaniline aine, mis on kompleksne kooslus erinevates lagunemisfaasides taimsetest ja loomsetest jäänustest ning mulla spetsiifilistest orgaanilistest ainetest, mida nimetatakse huumuseks.

Potentsiaalseks orgaanilise aine allikaks loetakse kõiki mullale või pinnasesse langevaid biotsenoosi komponente (surnud mikroorganismid, samblad, samblikud, loomad jne), kuid peamiseks huumuse kogunemise allikaks muldades on rohelised taimed, mis jäetakse igal aastal mulda ja sellele pinnale suur hulk orgaanilist ainet. Taimede bioloogiline produktiivsus on väga erinev ja jääb vahemikku 1–2 t/aastas kuiva orgaanilist ainet (tundra) kuni 30–35 t/aastas (niiske subtroopika).

Taimne allapanu ei erine mitte ainult kvantitatiivselt, vaid ka kvalitatiivselt (vt ptk 2). Mulda sattuvate orgaaniliste ainete keemiline koostis on väga mitmekesine ja sõltub suuresti surnud taimede tüübist. Suurema osa nende massist moodustab vesi (75–90%). Kuivaine koostis sisaldab süsivesikuid, valke, rasvu, vahasid, vaike, lipiide, tanniine ja muid ühendeid. Valdav enamus neist ühenditest on makromolekulaarsed ained. Põhiosa taimejääkidest koosneb peamiselt tselluloosist, hemitselluloosist, ligniinist ja parkainetest, kusjuures puuliigid on nende poolest kõige rikkamad. Valku leidub kõige rohkem bakterites ja kaunviljades, kõige väiksem kogus puidus.

Lisaks sisaldavad orgaanilised jäägid alati mingis koguses tuhaelemente. Põhiosa tuhast on kaltsium, magneesium, räni, kaalium, naatrium, fosfor, väävel, raud, alumiinium, mangaan, mis moodustavad huumuse koostises orgaanilisi mineraalseid kompleksonaate. Räni (SiO 2) sisaldus on vahemikus 10–70%, fosfori sisaldus on 2–10% tuha massist. Tuhaelementide nimetus tuleneb sellest, et taimede põletamisel jäävad nad tuha sisse ega lendu, nagu juhtub süsiniku, vesiniku, hapniku ja lämmastikuga.

Väga väikeses koguses leidub tuhas mikroelemente - boori, tsinki, joodi, fluori, molübdeeni, koobaltit, niklit, vaske jt. Suurima tuhasisaldusega on vetikad, teraviljad ja kaunviljad, kõige vähem tuhka leidub okaspuus. . Orgaanilise aine koostist saab kujutada järgmiselt (joonis 6).

§2. Orgaanilise aine muundumine pinnases

Orgaaniliste jääkainete muundumine huumuseks on keeruline biokeemiline protsess, mis toimub mullas mikroorganismide, loomade, õhuhapniku ja vee otsesel osalusel. Selles protsessis on peamine ja otsustav roll mikroorganismidel, mis osalevad huumuse moodustumise kõigis etappides, mida soodustab tohutu mikroflooraga muldade populatsioon. Orgaaniliste jääkainete huumuseks muutmises osalevad aktiivselt ka pinnases elavad loomad. Putukad ja nende vastsed, vihmaussid purustavad ja jahvatavad taimejääke, segavad need mullaga, neelavad alla, töötlevad ja viskavad kasutamata jäänud osa väljaheidetena mulda.

Kõik taimsed ja loomsed organismid läbivad suremisel lagunemisprotsessid lihtsamateks ühenditeks, mille viimane etapp on lõppenud. mineraliseerumine orgaaniline aine. Saadud anorgaanilisi aineid kasutavad taimed toitainetena. Erinevate ühendite lagunemise ja mineraliseerumise kiirus ei ole sama. Lahustuvad suhkrud ja tärklis on intensiivselt mineraliseerunud; valgud, hemitselluloosid ja tselluloos lagunevad üsna hästi; vastupidav - ligniin, vaigud, vahad. Teise osa lagunemissaadustest tarbivad mikroorganismid ise (heterotroofsed) sekundaarsete valkude, rasvade, süsivesikute sünteesiks, mis moodustavad uue põlvkonna mikroorganismide plasma ning pärast viimaste surma allutatakse uuesti lagunemise protsess. Orgaanilise aine ajutise säilimise protsessi mikroobirakus nimetatakse mikroobide süntees. Osa laguprodukte muundatakse spetsiifilisteks kompleksseteks makromolekulaarseteks aineteks – humiinaineteks. Orgaanilise aine muundamise keeruliste biokeemiliste ja füüsikalis-keemiliste protsesside kogumit, mille tulemusena moodustub mulla spetsiifiline orgaaniline aine huumus, nimetatakse humifitseerimine. Kõik kolm protsessi toimuvad pinnases üheaegselt ja on omavahel seotud. Orgaanilise aine muundamine toimub mikroorganismide, taimejuurte poolt sekreteeritud ensüümide osalusel, mille mõjul toimuvad hüdrolüüsi, oksüdatsiooni, redutseerimise, kääritamise jne biokeemilised reaktsioonid. ja tekib huumus.

Huumuse moodustumise teooriaid on mitu. Esimene 1952. aastal ilmus kondensatsioon teooria, mille töötas välja M.M.Kononova. Selle teooria kohaselt kulgeb huumuse moodustumine orgaaniliste ainete vahepealsete lagunemissaaduste järkjärgulise polükondensatsiooni (polümerisatsiooni) protsessina (kõigepealt tekivad fulvohapped ja neist moodustuvad humiinhapped). Kontseptsioon biokeemiline oksüdatsioon töötas välja L. N. Alexandrova XX sajandi 70ndatel. Selle kohaselt on humifitseerimise protsessis võtmetähtsusega lagunemissaaduste aeglase biokeemilise oksüdatsiooni reaktsioonid, mille tulemusena moodustub muutuva elemendilise koostisega kõrgmolekulaarsete humiinhapete süsteem. Humiinhapped interakteeruvad nii viimaste mineraliseerumisel eralduvate taimejääkide tuhaelementidega kui ka mulla mineraalse osaga, moodustades erinevaid humiinhapete orgaanilisi-mineraalseid derivaate. Sel juhul jagatakse üks hapete süsteem mitmeks fraktsiooniks, mis erinevad lahustuvusastme ja molekuli struktuuri poolest. Vähem hajutatud osa, mis moodustab kaltsiumi ja seskvioksiididega vees lahustumatud soolad, moodustub humiinhapete rühmana. Dispergeeritum fraktsioon, mis annab valdavalt lahustuvad soolad, moodustab fulvohapete rühma. Bioloogiline huumuse moodustumise mõisted viitavad sellele, et humiinained on erinevate mikroorganismide sünteesi saadused. Seda seisukohta väljendas V. R. Williams, see töötati välja F. Yu Geltseri, S. P. Lyakhi, D. G. Zvjagintsevi jt töödes.

Erinevates looduslikes tingimustes iseloom ja kiirus huumuse moodustumine ei ole sama ja sõltub mullatekke omavahel seotud tingimustest: mulla vee-õhu ja soojusrežiimist, selle granulomeetrilisest koostisest ja füüsikalis-keemilistest omadustest, taimejäänuste varu koostisest ja olemusest, liigilisest koosseisust. ja mikroorganismide elulise aktiivsuse intensiivsus.

Jääkide muundumine toimub aeroobsetes või anaeroobsetes tingimustes, olenevalt vee-õhu režiimist. IN aeroobne tingimustes, kus mullas on piisavalt niiskust, soodne temperatuur ja vaba juurdepääs O 2-le, areneb aeroobsete mikroorganismide osalusel intensiivselt orgaaniliste jääkide lagunemisprotsess. Kõige optimaalsemad tingimused on temperatuur 25–30 ° C ja niiskus - 60% mulla koguniiskusmahust. Kuid samadel tingimustel toimub nii vahepealsete lagunemissaaduste kui ka humiinsete ainete mineraliseerumine kiiresti, seetõttu koguneb mulda suhteliselt vähe huumust, kuid palju taimede tuha ja lämmastiku toitumise elemente (hallides ja muudes subtroopilistes muldades).

Anaeroobsetes tingimustes (pideva liigse niiskuse, aga ka madalatel temperatuuridel, O 2 puudumisel) kulgevad huumuse moodustumise protsessid aeglaselt, peamiselt anaeroobsete mikroorganismide osalusel. Sel juhul tekib palju madala molekulmassiga orgaanilisi happeid ja redutseeritud gaasilisi saadusi (CH 4, H 2 S), mis pärsivad mikroorganismide elutegevust. Lagunemisprotsess hääbub järk-järgult ning orgaanilised jäänused muutuvad turbaks - nõrgalt lagunenud ja lagunemata taimejäänuste massiks, säilitades osaliselt anatoomilise struktuuri. Huumuse kogunemiseks on kõige soodsam aeroobsete ja anaeroobsete tingimuste kombinatsioon mullas vahelduvate kuivamis- ja niisutamisperioodidega. See režiim on tüüpiline tšernozemidele.

Huumuse teket mõjutab ka mulla mikroorganismide liigiline koosseis ja elutegevuse intensiivsus. Põhjapoolseid podsoolseid muldasid iseloomustab spetsiifiliste hüdrotermiliste tingimuste tulemusena väikseim mikroorganismide sisaldus madala liigilise mitmekesisuse ja madala elutegevusega. Selle tagajärjeks on taimejäänuste aeglane lagunemine ja nõrgalt lagunenud turba kuhjumine. Niiskes subtroopikas ja troopikas täheldatakse mikrobioloogilise aktiivsuse intensiivset arengut ja sellega seoses jääkainete aktiivset mineraliseerumist. Huumusvarude võrdlus erinevates muldades, milles on erinev arv mikroorganisme, näitab, et nii väga madal kui ka kõrge mulla biogeensus ei soodusta huumuse akumuleerumist. Suurim hulk huumust koguneb keskmise mikroorganismide (tšernozemide) sisaldusega muldadesse.

Mulla granulomeetriline koostis ja füüsikalis-keemilised omadused ei oma vähem olulist mõju. Liivases ja liivases liivsavi, hästi soojendatud ja õhustatud muldades toimub orgaaniliste jääkide lagunemine kiiresti, oluline osa neist on mineraliseerunud, huumusaineid on vähe ja need kinnituvad liivaosakeste pinnale halvasti. Savi- ja savimuldadel on orgaaniliste jääkide lagunemisprotsess võrdsetel tingimustel aeglasem (O 2 puudumise tõttu), humiinained kinnistuvad mineraalosakeste pinnal ja kogunevad pinnasesse.

Mulla keemiline ja mineraloogiline koostis määrab ära mikroorganismidele vajalike toitainete hulga, huumuse tekkekeskkonna reaktsiooni ning tingimused mullas humiinainete kinnitumiseks. Seega on kaltsiumiga küllastunud muldadel neutraalne reaktsioon, mis on soodne bakterite arenguks ja humiinhapete fikseerimiseks vees lahustumatute kaltsiumhumaatide kujul, mis rikastab seda huumusega. Happelises keskkonnas, kui pinnas on küllastunud vesiniku ja alumiiniumiga, tekivad lahustuvad fulvohapped, mis suurendavad liikuvust ja toovad kaasa suure huumuse kogunemise. Ka savimineraalid nagu montmorilloniit ja vermikuliit aitavad kaasa huumuse kinnitumisele mullas.

Huumuse teket mõjutavate tegurite erinevuse tõttu ei ole huumuse kogus, kvaliteet ja varud erinevates muldades ühesugused. Nii on tüüpiliste tšernozemide ülemises horisondis 10–14% huumust, hallid tumedad metsamullad 4–9%, mädane-podsoolsed mullad 2–3%, tumekastanmullad, kollakad mullad 4–5%, pruunid ja hallikaspruunid poolkõrbemullad. 1-2%. Erinevad on ka orgaanilise aine varud looduslikel aladel. Suurimatel varudel on I. V. Tyurini sõnul mitmesugused tšernozemide alatüübid, turbaalad, hallid metsad, keskmised - tumedad kastanid, punased mullad, madalad - podsoolsed, mätas-podsoolsed, tüüpilised hallid mullad. Valgevene Vabariigi põllumullad sisaldavad huumust: savine– 65 t/ha, in savine– 52 t/ha, in liivane - 47 t/ha, in liivane– 35 t/ha. Valgevene Vabariigi mullad jagunevad olenevalt põllukihi huumusesisaldusest 6 rühma (tabel 3). Teiste looduslike vööndite muldades on huumusesisaldusest sõltuvad gradatsioonid.

Tabel 3

Valgevene Vabariigi muldade rühmitus huumusesisalduse järgi

Mullarühmad

orgaanilise aine % (mulla kaalu alusel)

väga madal

kõrgendatud

väga kõrge

Valgevene Vabariigis kuulub suurem osa maast II ja III rühma muldadele, umbes 20% - IV rühma muldadele (joon. 7).

§3. Huumuse koostis ja klassifikatsioon

Huumus on spetsiifiline kõrgmolekulaarne lämmastikku sisaldav happelise iseloomuga orgaaniline aine. See moodustab põhiosa mulla orgaanilisest ainest, mis on täielikult kaotanud surnud taime- ja loomaorganismide anatoomilise struktuuri tunnused. Mullahuumus koosneb spetsiifilistest huumusainetest, sealhulgas humiinhapetest (HA), fulvohapetest (FA) ja humiinist (vt joonis 6), mis erinevad lahustuvuse ja ekstraheeritavuse poolest.

Humiinhapped- need on tumedat värvi kõrgmolekulaarset lämmastikku sisaldavad ained, mis ei lahustu vees, mineraal- ja orgaanilistes hapetes. Need lahustuvad hästi leelistes, moodustades tumeda kirsi või pruunikasmusta värvi kolloidlahuseid.

Suheldes metalli katioonidega, moodustavad humiinhapped soolad - humaadid. Ühevalentsete metallide humaadid lahustuvad vees hästi ja uhutakse mullast välja, kahe- ja kolmevalentsete metallide humaadid aga ei lahustu vees ja kinnituvad mullas hästi. Keskmine molekulmass humiinhapete sisaldus on 1400. Need sisaldavad C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (massi järgi). Humiinhappemolekuli põhikomponendid on tuum, külgahelad ja perifeersed funktsionaalrühmad. Huumusainete tuum koosneb paljudest aromaatsetest tsüklilistest tsüklitest. Külgahelad võivad olla süsivesikute, aminohapete ja muud ahelad. Funktsionaalseid rühmi esindavad mitmed karboksüül- (–COOH) ja fenoolhüdroksüülrühmad, mis mängivad olulist rolli mulla kujunemisel, kuna määravad ära humiinhapete koosmõju protsessid mulla mineraalse osaga. Humiinhapped on huumuse kõige väärtuslikum osa, need suurendavad mulla imamisvõimet, aitavad kaasa mullaviljakuse elementide akumuleerumisele ja vettpidava struktuuri kujunemisele.

Fulvohapped on humiinhapete rühm, mis jääb pärast humiinhapete sadestamist lahusesse. Need on ka kõrgmolekulaarsed orgaanilised lämmastikku sisaldavad happed, mis erinevalt humiinhapetest sisaldavad vähem süsinikku, kuid rohkem hapnikku ja vesinikku. Neil on hele värvus (kollane, oranž), vees hästi lahustuvad. Soolad (fulvaadid) on ka vees lahustuvad ja mullas nõrgalt fikseeritud. Fulvohapped on tugevalt happelise reaktsiooniga, hävitavad jõuliselt mulla mineraalse osa, põhjustades mulla podzoobrazovaniya protsessi arengut.

Humiinhapete ja fulvohapete suhe erinevates muldades ei ole sama. Sõltuvalt sellest indikaatorist (C HA: C FA) eristatakse järgmisi huumusetüüpe: humate(> 1,5), humaat-fulvaat (1,5 – 1), fulvatno-humate (1 – 0,5), fulvic (< 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.

Kummi- see on osa humiinainetest, mis ei lahustu üheski lahustis, mida esindab orgaaniliste ainete kompleks (humiinhapped, fulvohapped ja nende orgaanilised mineraalsed derivaadid), mis on kindlalt seotud mulla mineraalse osaga. See on mulla huumuse inertne osa.

Huumuskomplekside spetsiifilisus ja koostis on huumusetüüpide klassifitseerimise aluseks. R.E. Muller pakkus välja metsa huumusevormide klassifikatsiooni kui bioloogiline süsteem orgaanilise aine, mikrobiota ja taimestiku vastasmõju. Nende komplekside hulgas eristatakse 3 tüüpi huumust.

Pehme huumus - mul Tekib leht- või segametsades, kus mullafauna intensiivne tegevus on soodsate hüdrotermiliste tingimuste korral ning piisava hulga aluste, eelkõige kaltsiumi olemasolu allapanus ja pinnases; Mullamuldadesse allapanu peaaegu ei kogune, kuna sissetulev allapanu lagundab mikrobiota jõuliselt. Huumuse koostises domineerivad humiinhapped.

Jäme huumus - katk, sisaldab suures koguses poollagunenud jääke, on omane okasmetsadele, moodustub väikese tuhaelementide sisaldusega allapanus, aluste puudumise ja suure ränidioksiidi sisaldusega pinnases, on happelise reaktsiooniga, on vastupidav mikroorganismidele ja mineraliseerub aeglaselt seente osalusel. Muldade humifitseerimis- ja mineralisatsiooniprotsesside aeglase arengu tulemusena tekib võimas allapanu turbataoline horisont A 0, mis koosneb 3 kihist: a) nõrgalt lagunenud orgaanilise aine (L) kiht, milleks on värske allapanu; b) poollagunenud fermentatsioonikiht (F), c) humifitseeritud kiht (H).

Vahevorm – moder areneb taimejäänuste küllaltki kiire mineraliseerumise tingimustes, kus olulist rolli mängib taimejääke jahvatavate mullaloomade funktsionaalne aktiivsus, mis hõlbustab oluliselt nende hilisemat lagunemist mulla mikrofloora toimel.

§4. Mulla huumuse tähtsus ja tasakaal

Huumuse kogunemine on mullatekke protsessi tulemus, samal ajal kui huumusainetel endil on suur mõju mullatekke protsessi edasisele suunale ja mulla omadustele. Huumuse funktsioonid mullas on väga mitmekesised:

1) spetsiifilise mullaprofiili kujundamine (horisondiga A), mulla struktuuri kujunemine, mulla veefüüsikaliste omaduste parandamine, muldade imamis- ja puhvervõimekuse suurendamine;

2) taimede mineraaltoitainete allikas (N, P, K, Ca, Mg, S, mikroelemendid), orgaanilise toitumise allikas heterotroofsetele mullaorganismidele, CO 2 allikas atmosfääri pinnakihis ja bioloogiliselt. mullas leiduvad aktiivsed ühendid, mis stimuleerivad otseselt kasvu ja taimede arengut, mobiliseerivad toitaineid, mõjutavad mulla bioloogilist aktiivsust;

3) täidab sanitaar- ja kaitsefunktsioone - kiirendab pestitsiidide hävitamist, fikseerib saasteaineid, vähendades nende sattumist taimedesse.

Seoses orgaanilise aine mitmekülgse rolliga mullaviljakuses on aktuaalne põllumuldade huumusebilansi probleem. Nagu iga bilanss, sisaldab huumusebilansi sissetulekuid (orgaaniliste jääkide sissevool ja nende niisutamine) ja kulusid (mineraliseerumine ja muud kaod). Looduslikes tingimustes, mida vanem on muld, seda viljakam: bilanss on positiivne või null, põllumuldadel sagedamini negatiivne. Keskmiselt kaotavad põllumullad huumust umbes 1 t/ha aastas. Huumuskoguse reguleerimiseks kasutatakse süstemaatiliselt piisava koguse orgaanilise aine sisseviimist sõnniku kujul (1 tonni sõnnikust moodustub ≈ 50 kg huumust), turbakomposte, mitmeaastaste kõrreliste külvamist, kasutamist. haljasväetistest (haljassõnnik), happeliste muldade lupjamisest ja aluselisest kipsist.

Muldade huumusus on oluline viljakuse näitaja ja selle määrab indikaatorite süsteem, sealhulgas orgaanilise aine sisalduse ja varude tase, selle profiilijaotus, rikastamine lämmastiku (C: N) ja kaltsiumiga, humifitseerimise aste. , humiinhapete tüübid ja nende vahekord. Mõned selle parameetrid on keskkonnaseire objektiks.

mulla orgaaniline aine- see on kõigi profiilis vabas olekus või orgaaniliste mineraalsete ühendite kujul esinevate orgaaniliste ainete komplekssüsteem, välja arvatud need, mis on osa elusorganismidest.

Peamiseks mulla orgaanilise aine allikaks on taimede ja loomade jäänused erinevates lagunemisfaasides. Suurim biomassi maht pärineb mahalangenud taimejääkidest, palju väiksem on selgrootute ja selgrootute ning mikroorganismide panus, kuid neil on oluline roll orgaanilise aine rikastamisel lämmastikku sisaldavate komponentidega.

Mulla orgaaniline aine jaguneb selle päritolu, iseloomu ja funktsioonide järgi kahte rühma: orgaanilised jäägid ja huumus. Mõiste "huumus" sünonüümina kasutatakse mõnikord mõistet "huumus".

orgaanilised jäänused on esindatud peamiselt kõrgemate taimede maa- ja juurepesakonnaga, mis ei ole kaotanud oma anatoomilist struktuuri. Erinevate tsenooside taimejäänuste keemiline koostis on väga erinev. Ühine on neile süsivesikute (tselluloos, hemitselluloos, pektiin), ligniini, valkude ja lipiidide ülekaal. Kogu see kompleksne ainekompleks siseneb pärast elusorganismide surma pinnasesse ja muundub mineraal- ja humiinaineteks ning eemaldatakse osaliselt pinnasest koos põhjaveega, võib-olla ka naftat kandvatele horisontidele.

Orgaaniliste mullajääkide lagunemine hõlmab mehaanilist ja füüsilist hävitamist, bioloogilist ja biokeemilist muundamist ning keemilisi protsesse. Orgaaniliste jääkide lagunemisel mängivad olulist rolli ensüümid, mullaselgrootud, bakterid ja seened. Ensüümid on paljude funktsionaalrühmadega struktureeritud valgud. Ensüümide peamine allikas on; taimed. Ensüümid, toimides mullas katalüsaatoritena, kiirendavad orgaaniliste ainete lagunemis- ja sünteesiprotsesse miljoneid kordi.

Huumus on kogum kõigist pinnases leiduvatest orgaanilistest ühenditest, välja arvatud elusorganismide osaks olevad ja anatoomilise struktuuri säilitanud orgaanilised jäägid.

Huumuse koostises mittespetsiifiline orgaanilised ühendid ja spetsiifilised - humiinained.

Mittespetsiifiline mida nimetatakse teadaoleva olemuse ja individuaalse struktuuriga orgaaniliste ainete rühmaks. Nad satuvad mulda kõdunevatest taime- ja loomajäänustest ning koos juurerekreediga. Mittespetsiifilisi ühendeid esindavad peaaegu kõik looma- ja taimekuded ning makro- ja mikroorganismide intravitaalsed sekretsioonid. Nende hulka kuuluvad ligniin, tselluloos, valgud, aminohapped, monosahhariidid, vaha ja rasvhapped.

Üldjuhul ei ületa mittespetsiifiliste orgaaniliste ühendite osakaal mulla huumuse koguhulgast 20%. Mittespetsiifilised orgaanilised ühendid on pinnasesse sattunud taimse, loomse ja mikroobse materjali erineva lagunemis- ja humifitseerimisastmega saadused. Need ühendid määravad mulla kiiresti muutuvate omaduste dünaamika: redokspotentsiaali, toitainete liikuvate vormide sisalduse, mulla mikroorganismide arvukuse ja aktiivsuse ning mullalahuste koostise. Humiinained määravad vastupidiselt muude mullaomaduste stabiilsuse ajas: vahetusvõime, veefüüsikalised omadused, õhurežiim ja värvus.

Mulla spetsiifiline orgaaniline osa - huumusained- esindavad kõrgmolekulaarsete lämmastikku sisaldavate happeliste aromaatsete ühendite heterogeenset (heterogeenset) polüdispersset süsteemi. Huumusained tekivad pinnasesse sattuvate orgaaniliste jääkide lagunemissaaduste keerulise biofüüsikalise ja keemilise muundamise (humifitseerimise) protsessi tulemusena.

Sõltuvalt taimejääkide keemilisest koostisest, nende lagunemise teguritest (temperatuur, niiskus, mikroorganismide koostis) eristatakse kahte peamist humifikatsiooni tüüpi: fulvaat ja humaat. Igaüks neist vastab teatud huumuse fraktsioonirühma koostisele. Huumuse rühmakoostis viitab erinevate ühendite struktuuri ja omadustega seotud ainete hulgale ja sisaldusele. Olulisemad rühmad on humiinhapped (HA) ja fulvohapped (FA).

Humiinhapped sisaldavad 46-62% süsinikku (C), 3-6% lämmastikku (N), 3-5% vesinikku (H) ja 32-38% hapnikku (O). Fulvohapete koostises on rohkem süsinikku - 45-50%, lämmastikku - 3,0-4,5% ja vesinikku - 3-5%. Humiin- ja fulvohapped sisaldavad peaaegu alati väävlit (kuni 1,2%), fosforit (kümneid ja sadu protsenti) ning erinevate metallide katioone.

HA ja FA rühmade osana eristatakse fraktsioone. Huumuse fraktsionaalne koostis iseloomustab erinevate HA ja FA rühma kuuluvate ainete komplekti ja sisaldust vastavalt nende ühendite vormidele mulla mineraalsete komponentidega. Kõrgeim väärtus mulla moodustamiseks on neil järgmised fraktsioonid: pruunid humiinhapped (BHA), mis on seotud seskvioksiididega; mustad humiinhapped (CHA), mis on seotud kaltsiumiga; fulvohapete fraktsioonid I ja Ia, mis on seotud seskvioksiidide liikuvate vormidega; HA ja FA, mis on tugevalt seotud seskvioksiidide ja savimineraalidega.

Huumuse rühmakoostis iseloomustab humiinhapete ja fulvohapete kvantitatiivset suhet. Huumuse tüübi kvantitatiivne mõõde on humiinhapete (C HA) süsinikusisalduse ja fulvohapete (C FA) süsinikusisalduse suhe. Selle suhte väärtuse (С gk / С fk) järgi saab eristada nelja tüüpi huumust:

  • - humate - rohkem kui 2;
  • - fulvaat-humaat - 1-2;
  • - humaat-fulvaat - 0,5-1,0;
  • - fulvaat - alla 0,5.

Huumuse rühm ja fraktsiooniline koostis muutub looduslikult ja järjekindlalt muldade tsoonilises geneetilises reas. Podsoolsetes ja mädane-podsoolsetes muldades humiinhapped peaaegu ei moodustu ja neid koguneb vähe. C gk / C fc suhe on tavaliselt väiksem kui 1 ja enamasti 0,3-0,6. Hallides muldades ja tšernozemides on humiinhapete absoluutsisaldus ja osakaal palju suurem. Suhe С gk / С fk tšernozemides võib ulatuda 2,0-2,5-ni. Tšernozemidest lõuna pool asuvates muldades suureneb fulvohapete osakaal taas järk-järgult.

Liigne niiskus, kivimi karbonaadisisaldus, soolsus jätavad jälje huumuse rühmakoosseisule. Täiendav hüdratsioon soodustab tavaliselt humiinhapete kogunemist. Suurenenud õhuniiskus on iseloomulik ka karbonaatkivimitele või kõva põhjavee mõjul tekkinud muldadele.

Mullaprofiili järgi muutuvad ka huumuse rühma- ja fraktsioonilised koostised. Huumuse fraktsionaalne koostis erinevates horisontides sõltub mullalahuse mineralisatsioonist ja pH väärtusest. Huumuse grupikoosseisu profiilimuutused enamikus

mullad alluvad ühele üldine muster: sügavusega väheneb humiinhapete osakaal, suureneb fulvohapete osakaal, suhe C gc / C fc väheneb 0,1-0,3-ni.

Niisutamise sügavus ehk taimejääkide humiinaineteks muutumise määr, samuti suhe C GC / C FC sõltuvad humifitseerimisprotsessi kiirusest (kineetikast) ja kestusest. Humifitseerimise kineetika määravad mulla keemilised ja klimaatilised omadused, mis stimuleerivad või pärsivad mikroorganismide aktiivsust (toitained, temperatuur, pH, niiskus) ning taimejääkide vastuvõtlikkus transformatsioonile sõltuvalt aine molekulaarstruktuurist (monosahhariidid, valgud muunduvad kergemini, ligniin, polüsahhariidid raskemini) .

Parasvöötme muldade huumushorisondis on huumuse tüüp ja humifitseerimise sügavus, väljendatuna C HA /C FA suhtega, korrelatsioonis bioloogilise aktiivsuse perioodi kestusega.

Bioloogilise aktiivsuse periood on ajavahemik, mille jooksul luuakse soodsad tingimused taimede normaalseks vegetatsiooniks, aktiivseks mikrobioloogiliseks tegevuseks. Bioloogilise aktiivsuse perioodi kestuse määrab selle perioodi kestus, mille jooksul õhutemperatuur pidevalt ületab 10 °C ja produktiivse niiskuse varu on vähemalt 1-2%. Muldade tsooniseerias vastab humifitseerimise sügavust iseloomustav C hc / C fc väärtus bioloogilise aktiivsuse perioodi kestusele.

Kahe teguri - bioloogilise aktiivsuse perioodi ja muldade küllastumise alustega - samaaegne arvestamine võimaldab määrata erinevat tüüpi huumuse moodustumise piirkonnad. Humaathuumus moodustub ainult pikaajalise bioloogilise aktiivsuse perioodiga ja mulla kõrge küllastumise astmega alustega. Selline tingimuste kombinatsioon on tüüpiline tšernozemidele. Tugevalt happelistel muldadel (podzolid, mätas-podsoolsed mullad), olenemata bioloogilise aktiivsuse perioodist, on fulvaathuumus.

Mulla huumusained on väga reaktiivsed ja interakteeruvad aktiivselt mineraalmaatriksiga. Orgaaniliste ainete mõjul hävivad lähtekivimi ebastabiilsed mineraalid ja keemilised elemendid muutuvad taimedele kättesaadavamaks. Organomineraalsete vastasmõjude käigus tekivad mullaagregaadid, mis parandavad mulla struktuurset seisundit.

Fulvohapped hävitavad kõige aktiivsemalt mulla mineraale. Seskvioksiididega (Fe 2 O 3 ja Al 2 O 3) suheldes moodustavad FA-d liikuvaid alumiiniumi- ja raua-huumuse komplekse (raud- ja alumiiniumfulvaadid). Neid komplekse seostatakse illuviaal-huumusmuldade horisontide moodustumisega, millesse nad ladestuvad. Leelis- ja leelismuldmetallide aluste fulvaadid lahustuvad vees hästi ja migreeruvad kergesti mööda profiili allapoole. FA-de oluline omadus on nende võimetus kaltsiumi siduda. Seetõttu tuleb happeliste muldade lupjamist teha regulaarselt, iga 3-4 aasta tagant.

Humiinhapped, erinevalt FA-st, moodustavad kaltsiumiga halvasti lahustuvaid mineraalorgaanilisi ühendeid (kaltsiumhumaate). Tänu sellele tekivad muldades huumuskuhjuvad horisondid. Mulla huumusained seovad paljude potentsiaalselt toksiliste metallide ioone – Al, Pb, Cd, Ni, Co, mis vähendab ohtlik mõju pinnase keemiline reostus.

Huumuse moodustumise protsessidel metsamuldades on oma eripärad. Valdav osa metsas leiduvast taimsest allapanust satub mullapinnale, kus luuakse eritingimused orgaaniliste jääkainete lagunemiseks. Ühelt poolt on see hapniku vaba ligipääs ja niiskuse väljavool, teisalt niiske ja jahe kliima, raskestilagunevate ühendite kõrge sisaldus pesakonnas, kiire kadu aluste väljapesemise tõttu. vabaneb pesakonna mineraliseerumise käigus. Sellised tingimused mõjutavad mullaloomade elutegevust ja mikrofloorat, mis mängib olulist rolli orgaaniliste jääkide muundumisprotsessides: jahvatamine, segamine mulla mineraalse osaga, orgaaniliste ühendite biokeemiline töötlemine.

Orgaaniliste jääkide lagunemise kõigi tegurite erinevate kombinatsioonide tulemusena moodustub kolme tüüpi (vormi) metsamulla orgaaniline aine: mulle, mõõdukas ja meri. Orgaanilise aine vormi all metsamuldades mõistetakse orgaaniliste ainete kogumit, mis sisaldub nii metsa allapanus kui huumushorisondis.

Moralt moder- ja mullile üleminekul muutuvad mulla orgaanilise aine omadused: väheneb happesus, suureneb tuhasisaldus, alustega küllastusaste, lämmastikusisaldus, metsa allapanu lagunemise intensiivsus. Mullitüübiga pinnases ei sisalda allapanu üle 10% orgaanilise aine koguvarust, mora tüübi puhul aga kuni 40% selle koguvarust.

Mora tüüpi orgaanilise aine moodustumisel moodustub paks kolmekihiline allapanu, mis on selle all olevast mineraalide horisondist (tavaliselt horisondid E, EI, AY) hästi eraldatud. Pesakonna lagunemisel osaleb peamiselt seente mikrofloora. Vihmaussid puuduvad, reaktsioon on tugevalt happeline. Metsaalusel on järgmine struktuur:

O L - umbes 1 cm paksune ülemine kiht, mis koosneb allapanust, mis on säilitanud oma anatoomilise struktuuri;

О F - erineva paksusega keskmine kiht, mis koosneb poollagunenud helepruunist allapanust, mis on läbi põimunud seenehüüfide ja taimejuurtega;

Oh - alumine tugevalt lagunenud allapanu kiht, tumepruun, peaaegu must, määrdunud, märgatava mineraalosakeste seguga.

Moodsa tüübi puhul koosneb metsaalune tavaliselt kahest kihist. Kergelt lagunenud allapanu kihi all eristub hästi lagunenud huumuskiht paksusega umbes 1 cm, mis muutub järk-järgult selgelt piiritletud huumushorisondiks paksusega 7-10 cm. Vihmaussid mängivad olulist rolli vihmausside lagunemisel. pesakond. Mikrofloora koostises domineerivad seened bakterite üle. Huumuskihi orgaaniline aine on osaliselt segunenud mulla mineraalse osaga. Pesakonna reaktsioon on kergelt happeline. Liigniiskusega metsamuldades on taimede allapanu lagunemisprotsessid pärsitud ja nendesse tekivad turbahorisondid. Algsete taimejääkide koostis mõjutab orgaanilise aine akumuleerumist ja lagunemise kiirust metsamuldades. Mida rohkem on taimejäänustes ligniini, vaiku, parkaineid ja vähem lämmastikku, seda aeglasemalt kulgeb lagunemisprotsess ja seda rohkem koguneb allapanu orgaanilisi jääke.

Lähtudes taimede koostise määramisest, mille pesakonnast pesakond moodustati, pakuti välja metsa allapanu klassifikatsioon. NN Stepanovi (1929) järgi võib eristada järgmisi allapanu liike: okas-, väikeselehine-, laialehine-, samblik-, rohe-sambla-, sammal-roht-, rohttaim-, sammal-, sfagnum-, märg-roht-, rohttaim-soo- , ja laiarohulised.

Mulla huumuse staatus- see on orgaaniliste ainete üldiste varude ja omaduste kogum, mis on loodud nende akumuleerumise, muundumise ja migratsiooni protsesside käigus mullaprofiilis ning mis kuvatakse väliste tunnuste kogumis. Huumusseisundi näitajate süsteem sisaldab huumuse sisaldust ja varusid, selle profiilijaotust, lämmastiku rikastamist, humifikatsiooniastet ja humiinhapete liike.

Huumuse kogunemise tasemed on hästi kooskõlas bioloogilise aktiivsuse perioodi kestusega.

Orgaanilise süsiniku koostises on jälgitav humiinhapete varude korrapärane suurenemine põhjast lõunasse.

Arktika vööndi muldadele on iseloomulik madal orgaanilise aine sisaldus ja väikesed varud. Humifitseerimisprotsess toimub äärmiselt ebasoodsates tingimustes, kus muldade biokeemiline aktiivsus on madal. Põhja-taiga muldadele on iseloomulik lühike periood (umbes 60 päeva) ja madal bioloogiline aktiivsus, samuti halb. liigiline koostis mikrofloora. Humifitseerimisprotsessid on aeglased. Põhja-taiga tsoonimuldades moodustub jäme-huumustüüpi profiil. Huumuse akumulatsioonihorisont neil muldadel praktiliselt puudub, huumusesisaldus allapanu all on kuni 1-2%.

Lõuna-taiga mätas-podsoolsete muldade alamvööndis soodustavad päikesekiirguse hulk, niiskusrežiim, taimkate, mulla mikrofloora liigirikas koosseis ja selle kõrgem biokeemiline aktiivsus üsna pika perioodi jooksul taimejäänuste sügavamale transformatsioonile. Lõuna-taiga alamvööndi muldade üks peamisi tunnuseid on mätasprotsessi areng. Kuhjuva horisondi paksus on väike ja selle põhjuseks on rohttaimestiku juurte põhimassi läbitungimissügavus. Keskmine huumusesisaldus AY-horisondil metsas mätas-podsoolsetes muldades jääb vahemikku 2,9–4,8%. Huumuse varud nendes muldades on väikesed ning jäävad olenevalt mulla alatüübist ja granulomeetrilisest koostisest 17-80 t/ha 0-20 cm kihis.

Mets-stepide vööndis on huumusevarud 0-20 cm kihis vahemikus 70 t/ha hallidel muldadel kuni 129 t/ha tumehallidel. Huumusvarud metsa-stepide vööndi tšernozemides 0-20 cm kihis on kuni 178 t/ha ja 0-100 cm kihis - kuni 488 t/ha. Tšernozemide A-horisondil ulatub huumusesisaldus 7,2% -ni, vähenedes järk-järgult sügavusega.

Venemaa Euroopa osa põhjapoolsetes piirkondades on märkimisväärne kogus orgaanilist ainet koondunud turbamuldadesse. Rabamaastikud paiknevad peamiselt metsavööndis ja tundras, kus sademete hulk ületab oluliselt aurumist. Eriti kõrge on turbasisaldus taiga põhjaosas ja metsatundras. Vanimad turbamaardlad asuvad reeglina kuni 12 tuhande aasta vanuste sapropeelivarudega järvebasseinides. Esialgne turba sadestumine sellistesse soodesse toimus ligikaudu 9-10 tuhat aastat tagasi. Kõige aktiivsem turvas hakati ladestuma perioodil umbes 8-9 tuhat aastat tagasi. Mõnikord leidub seal umbes 11 tuhande aasta vanuseid turbamaardlaid. HA sisaldus turbas jääb vahemikku 5–52%, suurenedes üleminekul kõrgsooturbalt madalsooturbale.

Mulla ökoloogiliste funktsioonide mitmekesisus on seotud huumusesisaldusega. Huumuskiht moodustab planeedi erilise energiakesta, nn humosfäär. Humorosfääri kogunenud energia on Maal elu olemasolu ja evolutsiooni aluseks. Humosfäär täidab järgmisi olulisi funktsioone: akumuleeriv, transport, reguleeriv, kaitsev, füsioloogiline.

Akumulatiivne funktsioon iseloomulik humiinhapetele (HA). Selle olemus seisneb elusorganismide kõige olulisemate toitainete kogunemises humiinainete koostisesse. Amiinainetena koguneb muldadesse kuni 90-99% kogu lämmastikust, üle poole fosforist ja väävlist. Selles vormis kogutakse ja säilitatakse pikka aega kaalium, kaltsium, magneesium, tarretis - 30 ja peaaegu kõik taimedele ja mikroorganismidele vajalikud mikroelemendid.

transpordifunktsioon tingitud asjaolust, et humiinained võivad moodustada stabiilseid, kuid lahustuvaid ja geokeemiliselt migreeruvaid kompleksseid orgaanilisi mineraalseid ühendeid metalli katioonidega. Enamik mikroelemente, märkimisväärne osa fosfori- ja väävliühendeid migreeruvad sellisel kujul aktiivselt.

Reguleeriv funktsioon tänu sellele, et humiinained osalevad peaaegu kõigi olulisemate mullaomaduste reguleerimises. Nad moodustavad huumushorisontide värvi ja selle põhjal nende termilise režiimi. Huumusmullad on üldiselt palju soojemad kui vähe humiinaineid sisaldavad mullad. Huumusainetel on oluline roll mulla struktuuri kujunemisel. Nad osalevad taimede mineraalse toitumise reguleerimises. Mulla orgaanilist ainet kasutavad selle elanikud peamise toiduallikana. Taimed võtavad umbes 50% lämmastikust mullavarudest.

Humiinained võivad lahustada paljusid mulla mineraale, mis viib mõnede taimedele raskesti ligipääsetavate mineraalsete toitumiselementide mobiliseerumiseni. Muldade katioonivahetusvõime, ioon-soola- ja happe-aluse puhvervõimekus ning redoksrežiim sõltuvad muldade humiinainete omaduste arvust. Muldade füüsikalised, veefüüsikalised ja füüsikalis-mehaanilised omadused on selle rühmakoostiselt tihedalt seotud huumusesisaldusega. Hästi huumusrikkad mullad on parema struktuuriga, nende mikrofloora liigikoosseis mitmekesisem, selgrootute arvukus suurem. Sellised mullad on vett läbilaskvamad, kergemini mehaaniliselt töödeldavad, säilitavad paremini taimede toitumisrežiimi elemente, on suure imamis- ja puhverdusvõimega ning neis on mineraalväetiste efektiivsus suurem.

kaitsefunktsioon tulenevalt sellest, et mulla humiinained kaitsevad või säilitavad mulla elustikku, esinemise korral taimkatet mitmesugused ebasoodsad hädaolukorrad. Huumusmullad on paremini vastupidavad põuale või vettimisele, nad on vähem vastuvõtlikud deflatsioonierosioonile ja säilitavad rahuldavad omadused kauem, kui neid niisutada suurte annuste või mineraliseeritud veega.

Humiinaineterikkad mullad taluvad suuremat tehnogeenset koormust. Muldade raskmetallidega saastumise võrdsetel tingimustel avaldub nende toksiline toime taimedele tšernozemidele vähemal määral kui mätastel podsoolmuldadel. Humiinained seovad üsna tugevalt paljusid radionukliide, pestitsiide, takistades seeläbi nende sattumist taimedesse või muid negatiivseid mõjusid.

Füsioloogiline funktsioon on see, et humiinhapped ja nende soolad võivad stimuleerida seemnete idanemist, aktiveerida taimede hingamist ning tõsta veiste ja kodulindude produktiivsust.

Kui leiate vea, tõstke esile mõni tekstiosa ja klõpsake Ctrl+Enter.

Pinnas on kompleksne süsteem, mis koosneb mineraalsetest ja orgaanilistest komponentidest. See toimib taimede arengu substraadina. Edukaks põlluharimiseks on vaja teada mulla kujunemise iseärasusi ja viise – see aitab tõsta selle viljakust ehk omab suurt majanduslikku tähtsust.

Mulla koostis sisaldab nelja põhikomponenti:
1) mineraalaine;
2) orgaaniline aine;
3) õhk;
4) vesi, mida õigemini nimetatakse mullalahuseks, kuna teatud ained on selles alati lahustunud.

Pinnase mineraalaine

Kõrval pinnas koosneb erineva suurusega mineraalsetest komponentidest: kivid, killustik ja "peenmuld". Viimane jaguneb tavaliselt osakeste jämeduse järjekorras saviks, mudaks ja liivaks. Pinnase mehaanilise koostise määrab liiva, muda ja savi suhteline sisaldus selles.

Mulla mehaaniline koostis mõjutab tugevalt mulla drenaaži, toitainete sisaldust ja temperatuurirežiimi ehk teisisõnu mulla struktuuri agronoomilisest aspektist. Taimede kasvuks sobivad tavaliselt paremini keskmise ja peene koega mullad, nagu savi, liivsavi ja muda, kuna need sisaldavad piisavalt toitaineid ja suudavad lahustunud sooladega paremini vett kinni hoida. Liivased mullad kuivendavad kiiremini ja kaotavad leostumise tõttu toitaineid, kuid on kasulikud varase saagikoristuse jaoks; kevadel kuivavad ja soojenevad kiiremini kui savised. Põllumajandusriistade kulumise ja kuivenduse mõju seisukohalt on oluline kivide ehk üle 2 mm läbimõõduga osakeste olemasolu. Tavaliselt, kui kivide sisaldus mullas suureneb, väheneb selle võime vett kinni pidada.

mulla orgaaniline aine

orgaaniline aine, moodustab reeglina vaid väikese osa pinnasest, kuid see on väga oluline, kuna see määrab ära paljud selle omadused. See on selliste taimetoitainete nagu fosfor, lämmastik ja väävel peamine allikas; see aitab kaasa pinnase agregaatide, st peeneks hägustunud struktuuri moodustumisele, mis on eriti oluline raskete muldade puhul, kuna selle tulemusena suureneb vee läbilaskvus ja õhustatus; see toimib mikroorganismide toiduna. Pinnase orgaaniline aine jaguneb detrituseks ehk surnud orgaaniliseks aineks (MOB) ja elustikuks.

Huumus(huumus) on orgaaniline materjal, mis tekib MOB mittetäieliku lagunemise tulemusena. Märkimisväärne osa sellest ei eksisteeri vabal kujul, vaid on seotud anorgaaniliste molekulidega, eelkõige savise pinnase osakestega. Koos nendega moodustab huumus mulla nn absorptsioonikompleksi, mis on äärmiselt oluline peaaegu kõigi selles toimuvate füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste protsesside, eelkõige vee ja toitainete säilimise jaoks.

Mullaorganismide hulgas erilise koha hõivavad vihmaussid. Need detritivoorid neelavad koos MOB-ga suures koguses mineraalosakesi. Erinevate mullakihtide vahel liikudes segavad ussid seda pidevalt. Lisaks jätavad need läbikäigud, mis hõlbustavad selle õhutamist ja äravoolu, parandades seeläbi selle struktuuri ja sellega seotud omadusi. Vihmaussid arenevad kõige paremini neutraalses ja kergelt happelises keskkonnas, harva esinevad pH-tasemel alla 4,5.

Millest pinnas koosneb? See tundus lihtne küsimus. Me kõik teame, mis see on. Iga päev, kui me sellel kõnnime, istutame sinna taimi, mis annavad meile saaki. Väetame maad, kaevame üles. Vahel on kuulda, et maa on viljatu. Aga mida me tegelikult mullast teame? Enamikul juhtudel ainult see, et see on kõige ülemine kiht maa pind. Ja seda pole nii palju. Vaatame, millistest komponentidest maakera koosneb, mis see olla võib ja kuidas tekib.

Mulla koostis

Niisiis, muld on kõige viljakam See koosneb erinevatest komponentidest. Lisaks tahketele osakestele hõlmab see vett ja õhku ning isegi elusorganisme. Tegelikult mängivad viimased selle kujunemisel otsustavat rolli. Selle viljakuse aste sõltub ka mikroorganismidest. Üldiselt koosneb pinnas faasidest: tahke, vedel, gaasiline ja "elus". Vaatame, millised komponendid need moodustavad.

Tahked osakesed hõlmavad mitmesuguseid mineraale ja keemilisi elemente. See hõlmab peaaegu kogu perioodilist tabelit, kuid erinevates kontsentratsioonides. Mulla viljakuse aste sõltub tahkete osakeste komponendist. Vedelaid komponente nimetatakse ka mullalahuseks. See on vesi, milles lahustuvad keemilised elemendid. Vedelikku on isegi kõrbemuldades, kuid seda on vähe.

Millest siis pinnas peale nende põhikomponentide koosneb? Tahkete osakeste vaheline ruum on täidetud gaasiliste komponentidega. Mullaõhk koosneb hapnikust, lämmastikust, süsihappegaasist ning tänu sellele toimuvad maas mitmesugused protsessid, näiteks taimejuurte hingamine ja kõdunemine. Elusorganismid - seened, bakterid, selgrootud ja vetikad - osalevad aktiivselt mulla moodustumise protsessis ja muudavad oluliselt selle koostist, tuues sisse keemilisi elemente.

Pinnase mehaaniline struktuur

Millest muld koosneb, on nüüd selge. Kuid kas selle struktuur on homogeenne? Pole saladus, et pinnas on erinev. See võib olla liivane ja savine või kivine. Seega koosneb pinnas erineva suurusega osakestest. Selle struktuur võib sisaldada tohutuid rändrahne ja pisikesi liivaterasid. Tavaliselt jagunevad pinnasesse sattuvad osakesed mitmeks rühmaks: savi, muda, liiv, kruus. See on põllumajanduse jaoks hädavajalik. Mulla struktuur määrab, kui palju pingutusi selle harimiseks tuleb teha. See sõltub ka sellest, kui hästi maa niiskust imab. Hea pinnas sisaldab võrdses koguses liiva ja savi. Sellist mulda nimetatakse saviseks. Kui liiva on veidi rohkem, siis on muld murenev ja kergesti töödeldav. Kuid samal ajal hoiab selline pinnas vett ja mineraale halvemini kinni. Savine pinnas on niiske ja kleepuv. Ta ei voola hästi. Kuid samal ajal sisaldab see kõige rohkem toitaineid.

Mikroorganismide roll mulla kujunemisel

Mulla omadused sõltuvad sellest, millistest komponentidest see koosneb. Kuid mitte ainult see ei määra selle omadusi. Loomade ja taimede surnud jäänustest satub orgaaniline aine mulda. Selle põhjuseks on mikroorganismid - saprofüüdid. Nad mängivad olulist rolli lagunemisprotsessides. Tänu nende jõulisele tegevusele koguneb mulda nn huumus. See on tumepruun aine. Huumuse koostis sisaldab rasvhapete estreid, fenoolühendeid ja karboksüülhappeid. Pinnas kleepuvad selle aine osakesed saviga kokku. Selgub, üks kompleks. Huumus parandab mulla kvaliteeti. Suurendab selle võimet säilitada niiskust ja mineraalaineid. Soistel aladel toimub huumusmassi moodustumine väga aeglaselt. Orgaanilised jäägid pressitakse järk-järgult turbaks.

Mulla moodustumise protsess

Muld moodustub väga aeglaselt. Selle mineraalse osa täielikuks uuenemiseks ligikaudu 1 meetri sügavusele on vaja vähemalt 10 tuhat aastat. See, millest pinnas koosneb, on tuule ja vee pideva töö saadused. Kust siis muld tuleb?

Esiteks on need kivimite osakesed. Need on pinnase aluseks. Kliimategurite mõjul need hävitatakse ja purustatakse, settides maapinnale. Järk-järgult asustavad selle mineraalse mullaosa mikroorganismid, mis orgaaniliste jääkide töötlemisel moodustavad selles huumuse. Selgrootud, kes tungivad pidevalt läbi selle käikude, lõdvendavad seda, aidates kaasa heale õhutusele.

Aja jooksul muutub mulla struktuur, see muutub viljakamaks. Selles protsessis mängivad rolli ka taimed. Kasvades aitavad nad kaasa selle mikrokliima muutumisele. Mulla teket mõjutab ka inimtegevus. Ta harib ja harib maad. Ja kui muld koosneb viljatutest komponentidest, siis inimene väetab seda, lisades nii mineraal- kui ka orgaanilisi väetisi.

koostis

Üldiselt puudub praegu üldtunnustatud muldade klassifikatsioon. Kuid ikkagi on tavaks jagada need mehaanilise koostise järgi mitmeks rühmaks. See jaotus on eriti oluline põllumajanduses. Niisiis, klassifikatsioon põhineb sellel, kui palju pinnas koosneb savist:

lahtine liivane (alla 5%);

Ühendatud liivane (5-10%);

Liivane (11-20%);

hele savine (21-30%);

Keskmine savine (31-45%);

Raske savine (46-60%);

Savine (üle 60%).

Mida tähendab mõiste "viljakas" muld?

See, millistest osadest muld koosneb, mõjutab selle viljakuse astet. Aga mis teeb maa selliseks? Mulla koostis sõltub otseselt paljudest teguritest. See on kliima ja taimede rohkus ja selles elavate elusorganismide olemasolu. Kõik see mõjutab keemilist koostist, selle viljakuse aste sõltub sellest, millised komponendid mullas sisalduvad. Mineraalkomponente, nagu kaltsium, lämmastik, vask, kaalium, magneesium ja fosfor, peetakse suure saagikuse jaoks väga kasulikeks. Need ained satuvad maapinnale orgaaniliste jääkide lagunemise käigus. Kui muld on rikas mineraalsete ühendite poolest, siis on see viljakas. Taimed hakkavad sellel õitsema. Selline muld sobib ideaalselt köögiviljade ja puuviljade kasvatamiseks.