Portalda reklama

Tuproqdagi organik moddalar nima. Tuproqning organik qismining tarkibi. Tuproqning organik tarkibiy qismlari

organik qismi tuproq tirik organizmlar (tirik faza yoki biofaza), parchalanmagan, organik qoldiqlar va gumusli moddalar bilan ifodalanadi (1-rasm).

Tuproqning organik qismi

Guruch. 1. Tuproqning organik qismi

Tirik organizmlar yuqorida muhokama qilingan. Endi organik qoldiqlarni aniqlash kerak.

organik qoldiqlar- bu organik moddalar, o'simliklar va hayvonlarning to'qimalari, qisman asl shakli va tuzilishini saqlab qoladi. Turli xil qoldiqlarning turli xil kimyoviy tarkibini ta'kidlash kerak.

Humik moddalar tuproqning barcha organik moddalari, tirik organizmlar va ularning to‘qima tuzilishini yo‘qotmagan qoldiqlari bundan mustasno. Ularni o'ziga xos gumusli moddalarga tegishli va individual tabiatning o'ziga xos bo'lmagan organik moddalariga bo'lish odatda qabul qilinadi.

Nonspesifik hümik moddalar o'z ichiga individual tabiatga ega:

a) azotli birikmalar, masalan, oddiy va murakkab, oqsillar, aminokislotalar, peptidlar, purin asoslari, pirimidin asoslari; uglevodlar; monosaxaridlar, oligosakkaridlar, polisaxaridlar;

b) lignin;

v) lipidlar;

e) taninlar;

f) organik kislotalar;

g) spirtli ichimliklar;

h) aldegidlar.

Shunday qilib, o'ziga xos bo'lmagan organik moddalar alohida organik birikmalar va organik qoldiqlarning oraliq parchalanish mahsulotlaridir. Ular mineral tuproqlarning umumiy chirindi miqdorining taxminan 10-15% ni tashkil qiladi va torf gorizontlari va o'rmon axlatlaridagi organik birikmalarning umumiy massasining 50-80% ga etishi mumkin.

Aslida hümik moddalar tsiklik tuzilishga va kislotali tabiatga ega bo'lgan yuqori molekulyar azot o'z ichiga olgan organik birikmalarning o'ziga xos tizimini ifodalaydi. Ko'pgina tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, gumus birikmasi molekulasining tuzilishi murakkab. Molekulaning asosiy tarkibiy qismlari yadro, yon (periferik) zanjirlar va funktsional guruhlar ekanligi aniqlandi.

Yadro aromatik va geterotsiklik halqalardan iborat bo'lib, quyidagi turdagi besh va olti a'zoli birikmalardan iborat:

benzol furan pirrol naftalin indol

Yon zanjirlar molekulaning yadrosidan chekkagacha cho'ziladi. Ular hümik birikmalar molekulasida aminokislotalar, uglevodlar va boshqa zanjirlar bilan ifodalanadi.

Gumik moddalar tarkibida karboksil (-COOH), fenolgidroksil (-OH), metoksil (-CH3O) va spirt gidroksil mavjud. Bu funktsional guruhlarni belgilaydi Kimyoviy xossalari gumus moddalari. Humik moddalar tizimining o'ziga xos xususiyati heterojenlikdir, ya'ni. unda namlanishning turli bosqichlari tarkibiy qismlarining mavjudligi. Ushbu murakkab tizimdan moddalarning uchta guruhi ajralib turadi:

a) hümik kislotalar;

b) fulvo kislotalar;

v) guminlar, aniqrog'i, gidrolizlanmaydigan qoldiq.

Humik kislotalar (HA)- tuproqdan gidroksidi eritmalar bilan ekstraksiya qilingan va pH = 1-2 da mineral kislotalar bilan cho'ktiriladigan quyuq rangli gumus moddalari guruhi. Ular quyidagi elementar tarkibi bilan tavsiflanadi: C tarkibi 48 dan 68% gacha, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Bu birikmalar amalda suvda va mineral kislotalarda erimaydi, H+, Ca2+, Fe3+, A13+ kislotalari ta’sirida HA eritmalaridan osongina cho‘kadi. Bu karboksil va fenol gidroksil funktsional guruhlari bilan bog'liq bo'lgan kislotali tabiatning gumus birikmalari. Bu guruhlarning vodorodi boshqa kationlar bilan almashtirilishi mumkin. Almashtirish qobiliyati kationning tabiatiga, muhitning pH darajasiga va boshqa shartlarga bog'liq. Neytral reaksiyada faqat karboksil guruhlarining vodorod ionlari almashtiriladi. HA ning bu xususiyati tufayli singdirish qobiliyati 100 g GA uchun 250 dan 560 meq gacha. Ishqoriy reaksiya bilan gidroksil guruhlarining vodorod ionlarini almashtirish qobiliyati tufayli emilim qobiliyati 600-700 mg·ekv/100 g HA gacha oshadi. HA ning molekulyar og'irligi turli usullar bilan aniqlanganda 400 dan yuz minglab gacha o'zgarib turadi. HA molekulasida aromatik qism eng aniq ifodalanadi, uning massasi yon (periferik) zanjirlar massasidan ustun turadi.

Humik kislotalar kristall tuzilishga ega emas, ularning ko'pchiligi tuproqda jel shaklida bo'lib, ular ishqorlar ta'sirida oson peptizatsiyalanadi va molekulyar va kolloid eritmalar hosil qiladi.

HA metall ionlari bilan o'zaro ta'sirlashganda tuzlar hosil bo'ladi, ular deyiladi gumatlar. Gumatlar NH4+, Na+, K+ suvda yaxshi eriydi va kolloid va molekulyar eritmalar hosil qilishi mumkin. Bu birikmalarning tuproqdagi roli juda katta. Masalan, Ca, Mg, Fe, Al humatlari asosan yomon eriydi, statsionar holatga (to'planish) o'tganda suvga chidamli gellar hosil qilishi mumkin, shuningdek, suvga chidamli strukturaning shakllanishiga asos bo'ladi.

Fulvik kislotalar (FA) - suvda va mineral kislotalarda eriydigan gumus moddalarining o'ziga xos guruhi. Quyidagi kimyoviy tarkib bilan tavsiflanadi: C tarkibi 40 dan 52% gacha; H - 5-4%, kislorod -40-48%, N - 2-6%. Fulvik kislotalar, HA dan farqli o'laroq, suvda, kislotalarda va ishqorlarda yaxshi eriydi. Eritmalar sariq yoki somon-sariq rangga ega. Bu erdan bu birikmalar o'z nomini oldi: lotincha fulvus - sariq. FA ning suvli eritmalari kuchli kislotali (pH 2,5). Turli usullar bilan aniqlangan fulvik kislotalarning molekulyar og'irligi 100 dan bir necha yuzlab va hatto minglab an'anaviy massa birliklariga teng.

Fulvik kislota molekulasi hümik kislotalarga nisbatan oddiyroq tuzilishga ega. Ushbu birikmalarning aromatik qismi kamroq aniqlanadi. FA molekulasining tuzilishida yon (periferik) zanjirlar ustunlik qiladi. Faol funktsional guruhlar karboksil va fenolgidroksil guruhlari bo'lib, ularning vodorodi almashinuv reaktsiyalariga kiradi. FA ning almashinish qobiliyati 100 g fulvo kislota preparatlariga 700-800 mg·ekv ga yetishi mumkin.

Tuproqning mineral qismi bilan o'zaro ta'sirlashganda, fulvo kislotalar metall ionlari, shuningdek minerallar bilan organo-mineral birikmalar hosil qiladi. Fulvik kislotalar kuchli kislota reaktsiyasi va suvda yaxshi eruvchanligi tufayli tuproqning mineral qismini faol ravishda yo'q qiladi. Bunday holda, tuproq profilida yuqori harakatchanlikka ega bo'lgan fulvik kislotalarning tuzlari hosil bo'ladi. Fulvik kislotalarning organo-mineral birikmalari tuproq profilidagi moddalar va energiya migratsiyasida, masalan, individual genetik gorizontlarning shakllanishida faol ishtirok etadi.

Gidrolizlanmaydigan qoldiq (guminlar) - tuproqdagi ishqorda erimaydigan organik birikmalarning qoldig'i bo'lgan gumusli moddalar guruhi. Bu guruh har ikkala gumusli moddalardan, masalan, guminlar minerallar bilan mustahkam bog'langan gumin kislotalaridan va tuproqning mineral qismi bilan kuchli bog'langan alohida moddalar va turli darajadagi parchalanishning organik qoldiqlaridan iborat.

4-bob. Tuproq ORGANIK MADDALARI VA UNING TARKIBI

§bir. Organik moddalar manbalari va uning tarkibi

Tuproqning eng muhim tarkibiy qismi organik moddalar bo'lib, u turli xil parchalanish bosqichlarida o'simlik va hayvon qoldiqlari va chirindi deb ataladigan o'ziga xos tuproq organik moddalarining murakkab birikmasidir.

Organik moddalarning potentsial manbai tuproqqa yoki tuproqqa tushadigan biotsenozning barcha tarkibiy qismlari (o'lik mikroorganizmlar, moxlar, likenlar, hayvonlar va boshqalar) hisoblanadi, ammo tuproqda chirindi to'planishining asosiy manbai yashil o'simliklardir. har yili tuproqda va uning yuzasida ko'p miqdorda organik moddalar qoladi. Oʻsimliklarning biologik mahsuldorligi keng miqyosda oʻzgarib turadi va yiliga 1-2 t quruq organik moddalar (tundra) dan 30-35 t/yilgacha (nam subtropiklar) oʻzgarib turadi.

O'simlik axlati nafaqat miqdoriy jihatdan, balki sifat jihatidan ham farqlanadi (2-bobga qarang). Tuproqqa kiradigan organik moddalarning kimyoviy tarkibi juda xilma-xil bo'lib, ko'p jihatdan o'lik o'simliklar turiga bog'liq. Ularning massasining katta qismi suv (75 - 90%). Quruq moddalar tarkibiga uglevodlar, oqsillar, yog'lar, mumlar, qatronlar, lipidlar, taninlar va boshqa birikmalar kiradi. Bu birikmalarning katta qismi makromolekulyar moddalardir. O'simlik qoldiqlarining asosiy qismini asosan tsellyuloza, gemitsellyuloza, lignin va taninlar tashkil qiladi, daraxt turlari esa ularga eng boydir. Protein eng ko'p bakteriyalar va dukkaklilarda, eng kam miqdori esa yog'ochda uchraydi.

Bundan tashqari, organik qoldiqlar har doim ma'lum miqdorda kul elementlarini o'z ichiga oladi. Kulning asosiy qismini kaltsiy, magniy, kremniy, kaliy, natriy, fosfor, oltingugurt, temir, alyuminiy, marganets tashkil etadi, ular gumus tarkibida organomineral kompleksonatlar hosil qiladi. Kremniyning (SiO 2) miqdori 10 dan 70% gacha, fosfor - kul massasining 2 dan 10% gacha. Kul elementlarining nomi, o'simliklar yondirilganda, ular kulda qolishi va uglerod, vodorod, kislorod va azot bilan sodir bo'lgani kabi uchib ketmasligi bilan bog'liq.

Kulda mikroelementlar juda oz miqdorda bo'ladi - bor, rux, yod, ftor, molibden, kobalt, nikel, mis va boshqalar.. Yosunlar, yormalar va dukkaklilar eng ko'p kul tarkibiga ega, eng kam kul ignabargli daraxtda uchraydi. . Organik moddalarning tarkibini quyidagicha ifodalash mumkin (6-rasm).

§2. Tuproqdagi organik moddalarning transformatsiyasi

Organik qoldiqlarning chirindiga aylanishi tuproqda mikroorganizmlar, hayvonlar, havo kislorodi va suvning bevosita ishtirokida kechadigan murakkab biokimyoviy jarayondir. Bu jarayonda asosiy va hal qiluvchi rol chirindi hosil bo'lishining barcha bosqichlarida ishtirok etadigan mikroorganizmlarga tegishli bo'lib, bu mikrofloraga ega tuproqlarning katta populyatsiyasi tomonidan osonlashtiriladi. Organik qoldiqlarni chirindiga aylantirishda tuproqda yashovchi hayvonlar ham faol ishtirok etadi. Hasharotlar va ularning lichinkalari, yomg'ir chuvalchanglari o'simlik qoldiqlarini maydalaydi va maydalaydi, ularni tuproq bilan aralashtiradi, yutadi, ishlatilmagan qismini axlat shaklida qayta ishlaydi va tuproqqa tashlaydi.

O'lishda barcha o'simlik va hayvon organizmlari oddiyroq birikmalarga parchalanish jarayonlaridan o'tadi, ularning yakuniy bosqichi tugallanadi. minerallashuv organik moddalar. Olingan noorganik moddalar o'simliklar tomonidan oziq moddalar sifatida ishlatiladi. Turli birikmalarning parchalanish va minerallanish tezligi bir xil emas. Eriydigan shakar va kraxmal intensiv mineralizatsiyalanadi; oqsillar, gemitsellyulozalar va tsellyuloza juda yaxshi parchalanadi; chidamli - lignin, qatronlar, mumlar. Parchalanish mahsulotlarining yana bir qismi mikroorganizmlarning o'zlari tomonidan (heterotrofik) ikkilamchi oqsillar, yog'lar, uglevodlar sintezi uchun iste'mol qilinadi, ular yangi avlod mikroorganizmlarining plazmasini hosil qiladi va ikkinchisi o'lganidan keyin u yana ta'sirga uchraydi. parchalanish jarayoni. Mikrob hujayrasida organik moddalarni vaqtincha ushlab turish jarayoni deyiladi mikrobial sintez. Parchalanish mahsulotlarining bir qismi o'ziga xos murakkab makromolekulyar moddalarga - gumus moddalariga aylanadi. Organik moddalarning o'zgarishining murakkab biokimyoviy va fizik-kimyoviy jarayonlari majmui, buning natijasida tuproqning o'ziga xos organik moddasi - chirindi hosil bo'ladi. namlash. Tuproqda barcha uch jarayon bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi va bir-biri bilan o'zaro bog'liqdir. Organik moddalarning o'zgarishi mikroorganizmlar, o'simlik ildizlari tomonidan chiqariladigan fermentlar ishtirokida sodir bo'ladi, ularning ta'siri ostida gidroliz, oksidlanish, qaytarilish, fermentatsiya va boshqalarning biokimyoviy reaktsiyalari amalga oshiriladi. va chirindi hosil bo'ladi.

Gumus hosil bo'lishining bir qancha nazariyalari mavjud. Birinchisi 1952 yilda paydo bo'ldi kondensatsiya M.M.Kononova tomonidan ishlab chiqilgan nazariya. Ushbu nazariyaga muvofiq, chirindi hosil bo'lishi organik moddalarning oraliq parchalanish mahsulotlarini (birinchi navbatda fulvo kislotalar hosil bo'ladi, gumus kislotalari esa ulardan hosil bo'ladi) asta-sekin polikondensatsiya (polimerlanish) jarayoni sifatida davom etadi. Kontseptsiya biokimyoviy oksidlanish XX asrning 70-yillarida L.N. Aleksandrova tomonidan ishlab chiqilgan. Unga ko'ra, gumifikatsiya jarayonida o'zgaruvchan elementar tarkibli yuqori molekulyar gumin kislotalar tizimini hosil qiluvchi parchalanish mahsulotlarini sekin biokimyoviy oksidlanish reaktsiyalari asosiy ahamiyatga ega. Humik kislotalar ikkinchisining mineralizatsiyasi paytida ajralib chiqadigan o'simlik qoldiqlarining kul elementlari bilan, shuningdek, tuproqning mineral qismi bilan o'zaro ta'sirlanib, hümik kislotalarning turli organo-mineral hosilalarini hosil qiladi. Bunday holda, kislotalarning yagona tizimi eruvchanlik darajasi va molekulaning tuzilishi bilan farq qiluvchi bir qator fraktsiyalarga bo'linadi. Kaltsiy va seskioksidlar bilan suvda erimaydigan tuzlar hosil qiluvchi kamroq dispersli qismi gumin kislotalar guruhi sifatida hosil bo'ladi. Asosan eriydigan tuzlarni beruvchi ko'proq dispers fraktsiya fulvo kislotalar guruhini hosil qiladi. Biologik gumus hosil bo'lishi haqidagi tushunchalar gumus moddalarining turli mikroorganizmlar sintezi mahsuloti ekanligini ko'rsatadi. Bu fikrni V.R.Vilyams ifodalagan, u F.Yu.Geltser, S.P.Lyax, D.G.Zvyagintsev va boshqalarning asarlarida rivojlangan.

Turli xil tabiiy sharoitlarda xarakter va tezlik chirindi hosil bo'lishi bir xil emas va tuproq hosil bo'lishining o'zaro bog'liq sharoitlariga bog'liq: tuproqning suv-havo va issiqlik rejimlari, uning granulometrik tarkibi va fizik-kimyoviy xususiyatlari, o'simlik qoldiqlari bilan ta'minlanish tarkibi va tabiati, tur tarkibi. va mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati intensivligi.

Qoldiqlarning o'zgarishi suv-havo rejimiga qarab aerob yoki anaerob sharoitda sodir bo'ladi. IN aerobik tuproqda etarli miqdorda namlik, qulay harorat va O 2 ga erkin kirish sharoitlari, aerob mikroorganizmlar ishtirokida organik qoldiqlarning parchalanish jarayoni jadal rivojlanadi. Eng maqbul sharoitlar 25 - 30 ° C harorat va namlik - tuproqning umumiy namlik sig'imidan 60%. Ammo bir xil sharoitda oraliq parchalanish mahsulotlarining ham, gumusli moddalarning ham minerallashuvi tez davom etadi, shuning uchun tuproqda nisbatan kam gumus to'planadi, lekin o'simliklarning kul va azot bilan oziqlanishining ko'plab elementlari (bo'z tuproqlarda va boshqa subtropik tuproqlarda).

Anaerob sharoitda (namlikning doimiy ko'pligi, shuningdek, past haroratlarda, O 2 etishmasligi bilan) chirindi hosil bo'lish jarayonlari, asosan, anaerob mikroorganizmlar ishtirokida sekin boradi. Bunday holda mikroorganizmlarning hayotiy faoliyatini inhibe qiluvchi ko'plab past molekulyar og'irlikdagi organik kislotalar va qaytarilgan gazsimon mahsulotlar (CH 4, H 2 S) hosil bo'ladi. Parchalanish jarayoni asta-sekin susayadi va organik qoldiqlar torfga aylanadi - anatomik tuzilishni qisman saqlab qolgan, zaif parchalangan va parchalanmagan o'simlik qoldiqlari massasi. Tuproqdagi aerob va anaerob sharoitlarning o'zgaruvchan quritish va namlanish davrlari bilan uyg'unligi gumusning to'planishi uchun eng qulaydir. Bu rejim chernozemlar uchun xosdir.

Tuproq mikroorganizmlarining tur tarkibi va ularning hayotiy faolligining intensivligi ham chirindi hosil bo'lishiga ta'sir qiladi. Shimoliy podzolik tuproqlar, o'ziga xos gidrotermal sharoitlar natijasida, turlarning xilma-xilligi va hayotiy faolligi past bo'lgan mikroorganizmlarning eng kam miqdori bilan tavsiflanadi. Buning oqibati o'simlik qoldiqlarining sekin parchalanishi va zaif parchalangan torfning to'planishi. Nam subtropik va tropiklarda mikrobiologik faollikning jadal rivojlanishi va shu munosabat bilan qoldiqlarning faol minerallashuvi qayd etilgan. Turli tuproqlardagi chirindi zahiralarini ulardagi mikroorganizmlar soni turlicha bo‘lgan holda solishtirish shuni ko‘rsatadiki, tuproqning juda past va yuqori biogenligi gumusning to‘planishiga yordam bermaydi. Gumusning eng ko'p miqdori o'rtacha mikroorganizmlar (chernozemlar) bo'lgan tuproqlarda to'planadi.

Tuproqning granulometrik tarkibi va fizik-kimyoviy xossalari ham unchalik muhim emas. Qumli va qumloq, yaxshi isitiladigan va gazlangan tuproqlarda organik qoldiqlarning parchalanishi tez boradi, ularning muhim qismi minerallashgan, gumusli moddalar kam va ular qum zarralari yuzasiga yomon mahkamlanadi. Loy va qumloq tuproqlarda organik qoldiqlarning teng sharoitda parchalanish jarayoni sekinroq kechadi (O 2 etishmasligi tufayli), gumusli moddalar mineral zarrachalar yuzasida mustahkamlanib, tuproqda to'planadi.

Tuproqning kimyoviy va mineralogik tarkibi mikroorganizmlar uchun zarur bo'lgan oziq moddalar miqdorini, chirindi hosil bo'lgan muhitning reaktsiyasini va gumus moddalarini tuproqda mahkamlash shartlarini belgilaydi. Shunday qilib, kaltsiy bilan to'yingan tuproqlar neytral reaktsiyaga ega bo'lib, bakteriyalar rivojlanishi va gumus kislotalarini suvda erimaydigan kaltsiy humatlar shaklida fiksatsiya qilish uchun qulay bo'lib, uni chirindi bilan boyitadi. Kislotali muhitda, tuproqlar vodorod va alyuminiy bilan to'yingan bo'lsa, eruvchan fulvo kislotalar hosil bo'ladi, ular harakatchanlikni oshiradi va gumusning katta to'planishiga olib keladi. Montmorillonit va vermikulit kabi gil minerallari ham tuproqda chirindi fiksatsiyasiga hissa qo'shadi.

Gumus hosil bo’lishiga ta’sir etuvchi omillarning har xilligi tufayli turli tuproqlarda gumusning miqdori, sifati va zahiralari bir xil emas. Shunday qilib, tipik chernozemlarning ustki gorizontlarida chirindi 10–14%, boʻz toʻq oʻrmon tuproqlari 4–9%, shoʻr-podzolik tuproqlar 2–3%, toʻq kashtan, sariq tuproqlar 4–5%, qoʻngʻir va boʻz jigarrang yarim choʻl tuproqlari mavjud. 1-2%. Tabiiy hududlardagi organik moddalar zahiralari ham har xil. Eng yirik zahiralar, I.V.Tyurinning fikricha, chernozemlarning turli kenja tiplari, torfzorlar, bo'z o'rmonlar, o'rta - to'q kashtan, qizil tuproqlar, past - podzolik, soda-podzolik, tipik bo'z tuproqlar. Belarus Respublikasining haydaladigan tuproqlarida gumus mavjud: loyli– 65 t/ga, d loyli– 52 t/ga, d qumli - 47 t/ga, d qumli– 35 t/ga. Belarus Respublikasi tuproqlari haydaladigan qatlamdagi chirindi miqdoriga qarab 6 guruhga bo'linadi (3-jadval). Boshqa tabiiy zonalar tuproqlarida chirindi tarkibiga qarab gradatsiyalar mavjud.

3-jadval

Belarus Respublikasi tuproqlarini gumus tarkibi bo'yicha guruhlash

Tuproq guruhlari

% organik moddalar (tuproq og'irligiga qarab)

juda past

ko'tarilgan

juda baland

Belarus Respublikasida erning katta qismi II va III guruh tuproqlariga, taxminan 20% - IV guruh tuproqlariga tegishli (7-rasm).

§3. Gumusning tarkibi va tasnifi

Humus kislotali tabiatga ega o'ziga xos yuqori molekulyar azotli organik moddadir. U o'lik o'simlik va hayvon organizmlarining anatomik tuzilishi xususiyatlarini butunlay yo'qotgan tuproqning organik moddalarining asosiy qismini tashkil qiladi. Tuproq chirindi o'ziga xos gumus moddalaridan iborat bo'lib, ular eruvchanligi va ekstraktsiyaliligi bilan farq qiladigan gumin kislotalari (HA), fulvo kislotalar (FA) va gumin (6-rasmga qarang).

Humik kislotalar- bular suvda, mineral va organik kislotalarda erimaydigan quyuq rangli yuqori molekulyar azotli moddalardir. Ular to'q gilos yoki jigarrang-qora rangli kolloid eritmalar hosil bo'lishi bilan ishqorlarda yaxshi eriydi.

Metall kationlar bilan o'zaro ta'sirlashganda gumin kislotalari tuzlar - gumatlar hosil qiladi. Bir valentli metallar gumatlari suvda yaxshi eriydi va tuproqdan yuviladi, ikki va uch valentli metallar gumatlari esa suvda erimaydi va tuproqlarda yaxshi mustahkamlanadi. O'rta molekulyar massa hümik kislotalar 1400. Ularda C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (massa bo'yicha) mavjud. Humik kislota molekulasining asosiy komponentlari yadro, yon zanjirlar va periferik funktsional guruhlardir. Gumik moddalarning yadrosi bir qancha aromatik siklik halqalardan iborat. Yon zanjirlar uglevod, aminokislotalar va boshqa zanjirlar bo'lishi mumkin. Funktsional guruhlar bir necha karboksil (–COOH) va fenolgidroksil guruhlari bilan ifodalanadi, ular tuproq hosil bo'lishida muhim rol o'ynaydi, chunki ular gumin kislotalarning tuproqning mineral qismi bilan o'zaro ta'sir qilish jarayonlarini belgilaydi. Humik kislotalar gumusning eng qimmatli qismi bo'lib, ular tuproqning singdirish qobiliyatini oshiradi, tuproq unumdorligi elementlarining to'planishiga va suvga chidamli strukturaning shakllanishiga yordam beradi.

Fulvik kislotalar hümik kislotalarning choʻkmasidan keyin eritmada qoladigan gumin kislotalar guruhidir. Bular, shuningdek, yuqori molekulyar organik azot o'z ichiga olgan kislotalar bo'lib, ular gumin kislotalardan farqli o'laroq, uglerodni kamroq, lekin ko'proq kislorod va vodorodni o'z ichiga oladi. Ular ochiq rangga ega (sariq, to'q sariq), suvda oson eriydi. Tuzlar (fulvatlar) ham suvda eriydi va tuproqda zaif fiksatsiyalanadi. Fulvik kislotalar kuchli kislotali reaktsiyaga ega, tuproqning mineral qismini kuchli tarzda yo'q qiladi, tuproq podzoobrazovaniya jarayonining rivojlanishiga sabab bo'ladi.

Turli tuproqlarda gumin kislotalar va fulvo kislotalar orasidagi nisbat bir xil emas. Ushbu ko'rsatkichga qarab (C HA: C FA) gumusning quyidagi turlari ajratiladi: humat(> 1,5), humat-fulvat (1,5 – 1), fulvatno-humat (1 – 0,5), fulvik (< 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.

Gumin- bu har qanday erituvchida erimaydigan gumus moddalarining bir qismi, tuproqning mineral qismi bilan mustahkam bog'langan organik moddalar (gumik kislotalar, fulvo kislotalar va ularning organo-mineral hosilalari) bilan ifodalanadi. U tuproq chirindisining inert qismidir.

Gumus komplekslarining o'ziga xosligi va tarkibi gumus turlarini tasniflash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. R.E.Myuller o'rmon chirindi shakllarini tasniflashni taklif qildi biologik tizim organik moddalar, mikrobiota va o'simliklarning o'zaro ta'siri. Bu komplekslar orasida gumusning 3 turi ajralib turadi.

Yumshoq chirindi - mul U qulay gidrotermal sharoitlarda tuproq faunasining intensiv faolligi va axlat va tuproqlarda etarli miqdordagi asoslar, birinchi navbatda kaltsiy mavjudligi bilan bargli yoki aralash o'rmonlarda hosil bo'ladi; Xachir tuproqlarida axlat deyarli to'planmaydi, chunki kiruvchi axlat mikrobiota tomonidan kuchli parchalanadi. Gumus tarkibida gumus kislotalari ustunlik qiladi.

Dag'al chirindi - o'lat, ko'p miqdorda yarim parchalangan qoldiqlarni o'z ichiga olgan, ignabargli o'rmonlarga xos bo'lib, axlatda kul elementlarining kam miqdori, asoslarning etishmasligi va tuproqda kremniyning yuqori miqdori bilan hosil bo'ladi, kislotali reaktsiyaga ega, mikroorganizmlarga chidamli bo'lib, zamburug'lar ishtirokida sekin minerallashadi. Tuproqlarda namlanish va mineralizatsiya jarayonlarining sekin rivojlanishi natijasida 3 qatlamdan iborat kuchli torfga o'xshash A 0 gorizonti hosil bo'ladi: a) yangi axlat bo'lgan zaif parchalangan organik moddalar qatlami (L), b) yarim parchalangan fermentatsiya qatlami (F), v) namlangan qatlam ( H).

Oraliq shakl - moder o'simlik qoldiqlarining etarlicha tez minerallashuvi sharoitida rivojlanadi, bu erda o'simlik qoldiqlarini maydalaydigan tuproq hayvonlarining funktsional faolligi muhim rol o'ynaydi, bu ularning tuproq mikroflorasi tomonidan keyingi parchalanishini sezilarli darajada osonlashtiradi.

§4. Tuproq chirindisining ahamiyati va muvozanati

Gumusning to'planishi tuproq hosil bo'lish jarayonining natijasidir, gumus moddalarining o'zi esa tuproq hosil bo'lish jarayonining keyingi yo'nalishi va tuproq xususiyatlariga katta ta'sir ko'rsatadi. Tuproqdagi gumusning vazifalari juda xilma-xildir:

1) o'ziga xos tuproq profilining shakllanishi (gorizonti A bilan), tuproq strukturasining shakllanishi, tuproqning suv-fizik xususiyatlarining yaxshilanishi, tuproqlarning singdirish qobiliyati va bufer sig'imining oshishi;

2) o'simliklar uchun mineral ozuqalar manbai (N, P, K, Ca, Mg, S, mikroelementlar), geterotrof tuproq organizmlari uchun organik oziqlanish manbai, atmosferaning sirt qatlamidagi CO 2 manbai va biologik tuproqdagi faol birikmalar, o'simliklarning o'sishi va rivojlanishini bevosita rag'batlantiradi, ozuqa moddalarini safarbar qiladi, tuproqning biologik faolligiga ta'sir qiladi;

3) sanitariya va himoya funktsiyalarini bajaradi - pestitsidlarni yo'q qilishni tezlashtiradi, ifloslantiruvchi moddalarni tuzatadi, ularning o'simliklarga kirishini kamaytiradi.

Tuproq unumdorligida organik moddalarning roli xilma-xilligi munosabati bilan haydaladigan tuproqlarning chirindi balansi muammosi dolzarb ahamiyatga ega. Har qanday balans singari, gumus balansi daromadlar (organik qoldiqlarning kirib kelishi va ularning namlanishi) va xarajatlar (mineralizatsiya va boshqa yo'qotishlar) moddalarini o'z ichiga oladi. Tabiiy sharoitda tuproq qanchalik katta bo'lsa, unumdorroq bo'ladi: balans ijobiy yoki nolga teng, haydaladigan tuproqlarda u ko'pincha salbiy bo'ladi. Haydaladigan tuproqlar yiliga oʻrtacha 1 t/ga gumusni yoʻqotadi. Gumus miqdorini tartibga solish uchun go'ng shaklida etarli miqdordagi organik moddalarni muntazam ravishda kiritish (1 tonna go'ngdan ≈ 50 kg gumus hosil bo'ladi), torf kompostlari, ko'p yillik o'tlarni ekish, foydalanish yashil o'g'itlar (yashil go'ng), ohaktosh kislotali tuproqlar va gidroksidi gips.

Tuproqlarning gumus holati unumdorlikning muhim ko'rsatkichi bo'lib, ko'rsatkichlar tizimi, jumladan organik moddalarning tarkibi va zahiralari darajasi, uning profil taqsimoti, azot (C: N) va kaltsiy bilan boyitilganligi, namlanish darajasi bilan belgilanadi. , hümik kislotalarning turlari va ularning nisbati. Uning ayrim parametrlari atrof-muhit monitoringi ob'ekti bo'lib xizmat qiladi.

tuproqning organik moddalari- bu profilda erkin holatda yoki organomineral birikmalar shaklida mavjud bo'lgan barcha organik moddalarning murakkab tizimi, tirik organizmlarning bir qismi bo'lganlar bundan mustasno.

Tuproqning organik moddalarining asosiy manbai o'simlik va hayvonlarning parchalanishning turli bosqichlarida qoldiqlari hisoblanadi. Biomassaning eng katta hajmi tushgan o'simlik qoldiqlaridan kelib chiqadi, umurtqasiz va umurtqali hayvonlar va mikroorganizmlarning hissasi ancha kam, ammo ular organik moddalarni azot o'z ichiga olgan komponentlar bilan boyitishda muhim rol o'ynaydi.

Tuproqning organik moddalari kelib chiqishi, xarakteri va vazifalariga ko'ra ikki guruhga bo'linadi: organik qoldiqlar va chirindi. "Gumus" atamasining sinonimi sifatida ba'zan "gumus" atamasi ishlatiladi.

organik qoldiqlar asosan anatomik tuzilishini yo'qotmagan yuqori o'simliklarning tuproq va ildiz axlatlari bilan ifodalanadi. Turli senozlarning o'simlik qoldiqlarining kimyoviy tarkibi juda xilma-xildir. Ular uchun umumiy uglevodlar (tsellyuloza, gemitsellyuloza, pektin), lignin, oqsillar va lipidlarning ustunligi. Bu barcha murakkab moddalar majmuasi, tirik organizmlar o'lgandan so'ng, tuproqqa kirib, mineral va gumusli moddalarga aylanadi va qisman er osti suvlari bilan, ehtimol, neftli gorizontlarga chiqariladi.

Organik tuproq qoldiqlarining parchalanishi mexanik va fizik halokat, biologik va biokimyoviy transformatsiyalar va kimyoviy jarayonlarni o'z ichiga oladi. Organik qoldiqlarning parchalanishida fermentlar, tuproq umurtqasizlari, bakteriyalar va zamburug'lar muhim rol o'ynaydi. Fermentlar ko'plab funktsional guruhlarga ega tuzilgan oqsillardir. Fermentlarning asosiy manbai; o'simliklar. Tuproqda katalizator vazifasini bajaruvchi fermentlar organik moddalarning parchalanish va sintez jarayonlarini millionlab marta tezlashtiradi.

Humus tirik organizmlar tarkibiga kiruvchi va anatomik tuzilmasini saqlab qolgan organik qoldiqlardan tashqari tuproqda topilgan barcha organik birikmalar yigʻindisidir.

Gumus tarkibida, o'ziga xos bo'lmagan organik birikmalar va o'ziga xos - gumusli moddalar.

Maxsus bo'lmagan tabiati va individual tuzilishi ma'lum bo'lgan organik moddalar guruhi deb ataladi. Ular tuproqqa chirigan o'simlik va hayvonlar qoldiqlari va ildiz sekretsiyasi bilan kiradi. O'ziga xos bo'lmagan birikmalar hayvon va o'simlik to'qimalarini va makro va mikroorganizmlarning intravital sekretsiyalarini tashkil etuvchi deyarli barcha komponentlar bilan ifodalanadi. Bularga lignin, tsellyuloza, oqsillar, aminokislotalar, monosaxaridlar, mum va yog 'kislotalari kiradi.

Umuman olganda, nonspesifik organik birikmalarning ulushi tuproq gumusining umumiy miqdorining 20% ​​dan oshmaydi. Nospetsifik organik birikmalar - tuproqqa kiradigan o'simlik, hayvon va mikrobial moddalarning turli darajadagi parchalanish va namlanish mahsulotlari. Bu birikmalar tuproq xossalarining tez oʻzgaruvchan dinamikasini aniqlaydi: oksidlanish-qaytarilish potentsiali, ozuqa moddalarining harakatchan shakllari tarkibi, tuproq mikroorganizmlarining koʻpligi va faolligi, tuproq eritmalarining tarkibi. Humik moddalar, aksincha, boshqa tuproq xususiyatlarining vaqt o'tishi bilan barqarorligini aniqlaydi: almashinuv qobiliyati, suv-fizik xususiyatlari, havo rejimi va rangi.

Tuproqning o'ziga xos organik qismi - hümik moddalar- kislotali tabiatning yuqori molekulyar azotli aromatik birikmalarining geterogen (heterojen) polidispers tizimini ifodalaydi. Humik moddalar tuproqqa kiradigan organik qoldiqlarning parchalanish mahsulotlarini o'zgartirishning (gumifikatsiya qilish) murakkab biofizik va kimyoviy jarayoni natijasida hosil bo'ladi.

O'simlik qoldiqlarining kimyoviy tarkibiga, ularning parchalanish omillariga (harorat, namlik, mikroorganizmlar tarkibi) qarab, namlashning ikkita asosiy turi ajratiladi: fulvat va gumat. Ularning har biri gumusning ma'lum bir fraksiyonel-guruh tarkibiga mos keladi. Gumusning guruh tarkibi deganda birikmalarning tuzilishi va xossalari bilan bog'liq bo'lgan turli moddalarning to'plami va tarkibi tushuniladi. Eng muhim guruhlar hümik kislotalar (HA) va fulvik kislotalar (FA).

Gumik kislotalar tarkibida 46 - 62% uglerod (C), 3 - 6% azot (N), 3-5% vodorod (H) va 32-38% kislorod (O) mavjud. Fulvo kislotalar tarkibida uglerod 45-50%, azot 3,0-4,5% va vodorod 3-5% ko'proq bo'ladi. Humik va fulvo kislotalar deyarli har doim oltingugurt (1,2% gacha), fosfor (o'nlab va yuzlab foizlar) va turli metallarning kationlarini o'z ichiga oladi.

HA va FA guruhlarining bir qismi sifatida fraktsiyalar ajralib turadi. Gumusning fraksiyonel tarkibi HA va FA guruhlariga kiruvchi turli moddalarning to'plami va tarkibini, ularning tuproqning mineral komponentlari bilan birikmalarining shakllariga ko'ra tavsiflaydi. Eng yuqori qiymat tuproq shakllanishi uchun ular quyidagi fraktsiyalarga ega: sesquioksidlar bilan bog'liq jigarrang hümik kislotalar (BHA); kaltsiy bilan bog'liq qora hümik kislotalar (CHA); sesquioksidlarning mobil shakllari bilan bog'liq bo'lgan fulvik kislotalarning I va Ia fraktsiyalari; HA va FA, sesquioksidlar va gil minerallari bilan kuchli bog'langan.

Gumusning guruh tarkibi gumus kislotalari va fulvo kislotalarning miqdoriy nisbatini tavsiflaydi. Gumus turining miqdoriy ko'rsatkichi hümik kislotalarning uglerod tarkibining (C HA) fulvo kislotalarning uglerod tarkibiga (C FA) nisbati hisoblanadi. Ushbu nisbatning qiymatiga (S gk / S fk) ko'ra, gumusning to'rt turini ajratish mumkin:

  • - humat - 2 dan ortiq;
  • - fulvate-humat - 1-2;
  • - humat-fulvat - 0,5-1,0;
  • - fulvate - 0,5 dan kam.

Gumusning guruh va fraksiyonel tarkibi tuproqlarning zonal genetik qatorida tabiiy va izchil o'zgaradi. Podzolik va sho'r-podzolik tuproqlarda gumik kislotalar deyarli hosil bo'lmaydi va ozgina to'planadi. C gk / C fc nisbati odatda 1 dan kam va ko'pincha 0,3-0,6 ni tashkil qiladi. Bo'z tuproqlarda va chernozemlarda gumin kislotalarning mutlaq miqdori va nisbati ancha yuqori. Chernozemlarda S gk / S fk nisbati 2,0-2,5 ga yetishi mumkin. Chernozemlardan janubda joylashgan tuproqlarda fulvik kislotalarning ulushi asta-sekin yana ortadi.

Haddan tashqari namlik, tosh tarkibidagi karbonat, sho'rlanish gumusning guruh tarkibida iz qoldiradi. Qo'shimcha hidratsiya odatda hümik kislotalarning to'planishiga yordam beradi. Namlikning oshishi karbonat jinslarida yoki qattiq er osti suvlari ta'sirida hosil bo'lgan tuproqlarga ham xosdir.

Gumusning guruh va fraksiyonel tarkibi ham tuproq profili bo'yicha o'zgaradi. Turli gorizontlarda gumusning fraksiyonel tarkibi tuproq eritmasining minerallashuviga va pH qiymatiga bog'liq. Ko'pchilikda gumusning guruh tarkibidagi profil o'zgaradi

tuproqlar biriga bo'ysunadi umumiy naqsh: chuqurlik bilan hümik kislotalarning ulushi kamayadi, fulvik kislotalarning ulushi ortadi, C gc / C fc nisbati 0,1-0,3 gacha kamayadi.

Namlash chuqurligi yoki o'simlik qoldiqlarini gumus moddalariga aylantirish darajasi, shuningdek C GC / C FC nisbati namlanish jarayonining tezligi (kinetikasi) va davomiyligiga bog'liq. Gumifikatsiya kinetikasi mikroorganizmlarning faolligini (ozuqa moddalari, harorat, pH, namlik) rag'batlantiradigan yoki inhibe qiluvchi tuproq-kimyoviy va iqlimiy xususiyatlar va moddaning molekulyar tuzilishiga qarab o'simlik qoldiqlarining transformatsiyaga moyilligi (monosakkaridlar, oqsillar osonroq aylanadi, lignin, polisaxaridlar qiyinroq).

Mo''tadil iqlimli tuproqlarning gumus gorizontlarida C HA / C FA nisbati bilan ifodalangan chirindi turi va gumifikatsiya chuqurligi biologik faollik davrining davomiyligi bilan bog'liq.

Biologik faollik davri - bu o'simliklarning normal o'sishi, faol mikrobiologik faolligi uchun qulay sharoitlar yaratilgan vaqt davri. Biologik faollik davrining davomiyligi havo harorati barqaror ravishda 10 ° C dan oshadigan davrning davomiyligi bilan belgilanadi va unumdor namlik zahirasi kamida 1-2% ni tashkil qiladi. Tuproqlarning zonal qatorida namlanish chuqurligini tavsiflovchi C HA /C ph qiymati biologik faollik davrining davomiyligiga mos keladi.

Ikki omilni - biologik faollik davrini va tuproqning asoslar bilan to'yinganligini bir vaqtning o'zida hisobga olish har xil turdagi chirindi hosil bo'lish maydonlarini aniqlash imkonini beradi. Humat chirindi faqat uzoq muddatli biologik faollik va tuproqning asoslar bilan yuqori darajada to'yinganligi bilan hosil bo'ladi. Bunday sharoitlarning kombinatsiyasi chernozemlar uchun xosdir. Kuchli kislotali tuproqlar (podzollar, sod-podzolik tuproqlar), biologik faollik davridan qat'i nazar, fulvate chirindiga ega.

Tuproq gumus moddalari yuqori reaktiv va mineral matritsa bilan faol o'zaro ta'sir qiladi. Organik moddalar ta'sirida ona jinsning beqaror minerallari vayron bo'ladi va kimyoviy elementlar o'simliklar uchun ko'proq mavjud bo'ladi. Organo-mineral o'zaro ta'sir jarayonida tuproq agregatlari hosil bo'lib, tuproqning strukturaviy holatini yaxshilaydi.

Fulvik kislotalar tuproq minerallarini eng faol ravishda yo'q qiladi. Seskioksidlar (Fe 2 O 3 va Al 2 O 3) bilan o'zaro ta'sirlashgan FAlar harakatlanuvchi alyuminiy- va temir-chirindili komplekslarni (temir va alyuminiy fulvatlari) hosil qiladi. Bu komplekslar illyuvial-gumus tuproq gorizontlarining shakllanishi bilan bog'liq bo'lib, ularda cho'kadi. Ishqoriy va gidroksidi tuproq asoslarining fulvatlari suvda yaxshi eriydi va profil bo'ylab osongina ko'chiriladi. FA ning muhim xususiyati ularning kaltsiyni tuzatmaslikdir. Shuning uchun kislotali tuproqlarni ohaklash muntazam ravishda, har 3-4 yilda bir marta amalga oshirilishi kerak.

Gumik kislotalar FA dan farqli ravishda kaltsiy bilan yomon eriydigan organomineral birikmalar (kaltsiy gumatlar) hosil qiladi. Shu tufayli tuproqlarda gumus-akkumulyator gorizontlar hosil bo'ladi. Tuproq gumus moddalari ko'plab potentsial zaharli metallar - Al, Pb, Cd, Ni, Co ionlarini bog'laydi, bu esa xavfli ta'sir tuproqlarning kimyoviy ifloslanishi.

O'rmon tuproqlarida chirindi hosil bo'lish jarayonlari o'ziga xos xususiyatlarga ega. O'rmondagi o'simlik axlatining katta qismi tuproq yuzasiga kiradi, bu erda organik qoldiqlarning parchalanishi uchun maxsus sharoitlar yaratilgan. Bir tomondan, bu kislorodning erkin kirishi va namlikning chiqishi, boshqa tomondan, nam va salqin iqlim, axlatda deyarli parchalanadigan birikmalarning ko'pligi, asoslarni yuvish natijasida tez yo'qotish. axlatning mineralizatsiyasi paytida chiqariladi. Bunday sharoitlar tuproq hayvonlari va mikroflorasining hayotiy faoliyatiga ta'sir qiladi, bu organik qoldiqlarni o'zgartirish jarayonlarida muhim rol o'ynaydi: maydalash, tuproqning mineral qismi bilan aralashtirish, organik birikmalarni biokimyoviy qayta ishlash.

Organik qoldiqlarning parchalanishining barcha omillarining turli xil kombinatsiyasi natijasida o'rmon tuprog'ining organik moddalarining uch turi (shakllari) hosil bo'ladi: mulle, moder, mor. O'rmon tuproqlaridagi organik moddalar shakli deganda o'rmon axlatida ham, gumus gorizontida ham mavjud bo'lgan organik moddalar yig'indisi tushuniladi.

Moradan moderga va mullega o'tishda tuproqning organik moddalarining xususiyatlari o'zgaradi: kislotalilik pasayadi, kul miqdori ortadi, asoslar bilan to'yinganlik darajasi, azot miqdori va o'rmon axlatining parchalanish intensivligi. Mulle tipidagi tuproqda axlat organik moddalarning umumiy zaxirasining 10% dan ko'pini o'z ichiga olmaydi, mora turida esa axlat uning umumiy zaxirasining 40% gacha.

Mora tipidagi organik moddalarning hosil bo'lishi jarayonida qalin uch qavatli axlat hosil bo'ladi, u asosiy mineral gorizontdan (odatda E, EI, AY gorizontlari) yaxshi ajratiladi. Axlatning parchalanishida, asosan, qo'ziqorin mikroflorasi ishtirok etadi. Yomg'ir chuvalchanglari yo'q, reaktsiya kuchli kislotali. O'rmon zamini quyidagi tuzilishga ega:

O L - qalinligi taxminan 1 sm bo'lgan yuqori qatlam, uning anatomik tuzilishini saqlab qolgan axlatdan iborat;

O F - qo'ziqorin gifalari va o'simlik ildizlari bilan o'ralgan yarim parchalangan och jigarrang axlatdan iborat turli qalinlikdagi o'rta qatlam;

Oh - juda parchalangan axlatning pastki qatlami, quyuq jigarrang, deyarli qora, bulg'angan, mineral zarrachalarning sezilarli aralashmasi bilan.

Zamonaviy turi bilan o'rmon zamini odatda ikki qatlamdan iborat. Bir oz chirigan axlat qatlami ostida qalinligi taxminan 1 sm bo'lgan yaxshi parchalangan chirindi qatlami ajralib turadi, asta-sekin qalinligi 7-10 sm bo'lgan aniq belgilangan gumus gorizontiga aylanadi.Yomg'ir chuvalchanglari parchalanishida muhim rol o'ynaydi. axlat. Mikrofloraning tarkibida zamburug'lar bakteriyalardan ustun turadi. Gumus qatlamining organik moddalari qisman tuproqning mineral qismi bilan aralashtiriladi. Axlatning reaktsiyasi ozgina kislotali. Haddan tashqari namlik bo'lgan o'rmon tuproqlarida o'simlik axlatining parchalanish jarayonlari inhibe qilinadi va ularda torf gorizontlari hosil bo'ladi. Dastlabki o'simlik qoldiqlarining tarkibi o'rmon tuproqlarida organik moddalarning to'planishi va parchalanish tezligiga ta'sir qiladi. O'simlik qoldiqlarida lignin, qatronlar, taninlar qancha ko'p bo'lsa va azot qancha kam bo'lsa, parchalanish jarayoni shunchalik sekin boradi va axlatda ko'proq organik qoldiqlar to'planadi.

Axlatdan axlat hosil bo'lgan o'simliklarning tarkibini aniqlash asosida o'rmon axlatlarining tasnifi taklif qilindi. N.N.Stepanov (1929) ma'lumotlariga ko'ra, quyidagi axlat turlarini ajratib ko'rsatish mumkin: ignabargli, mayda bargli, keng bargli, liken, yashil-mox, moxli-o'tli, o'tsimon, moxli, sfagnum, nam-o'tsimon, o'tli-botqoq. , va keng o'tli.

Tuproq chirindi holati- bu organik moddalarning tuproq profilida to'planishi, o'zgarishi va ko'chish jarayonlari natijasida hosil bo'lgan va tashqi xususiyatlar majmuida namoyon bo'ladigan umumiy zahiralari va xususiyatlari to'plami. Gumus holatining ko'rsatkichlari tizimi chirindining tarkibi va zahirasini, uning profilini taqsimlash, azot bilan boyitish, namlanish darajasi va gumus kislotalarining turlarini o'z ichiga oladi.

Gumusning to'planish darajasi biologik faollik davrining davomiyligi bilan yaxshi mos keladi.

Organik uglerod tarkibida shimoldan janubga humik kislotalar zahiralarining muntazam ortib borishi kuzatiladi.

Arktika zonasi tuproqlari organik moddalarning kam miqdori va kichik zahiralari bilan ajralib turadi. Gumifikatsiya jarayoni tuproqlarning biokimyoviy faolligi past bo'lgan o'ta noqulay sharoitlarda sodir bo'ladi. Shimoliy tayganing tuproqlari qisqa muddat (taxminan 60 kun) va past darajadagi biologik faollik, shuningdek kambag'alligi bilan ajralib turadi. tur tarkibi mikroflora. Namlash jarayonlari sekin. Shimoliy tayganing zonal tuproqlarida profilning qo'pol chirindili turi hosil bo'ladi. Bu tuproqlarda gumus-akkumulyator gorizonti deyarli yo'q, axlat ostidagi chirindi miqdori 1-2% gacha.

Janubiy tayganing sho'r-podzolik tuproqlari pastki zonasida quyosh radiatsiyasining miqdori, namlik rejimi, o'simlik qoplami, tuproq mikroflorasining boy turdagi tarkibi va ancha uzoq vaqt davomida yuqori biokimyoviy faolligi o'simlik qoldiqlarining chuqurroq o'zgarishiga yordam beradi. Janubiy tayga zonasi tuproqlarining asosiy xususiyatlaridan biri sho'rlanish jarayonining rivojlanishidir. Akkumulyativ gorizontning qalinligi kichik va o'simlik o'simliklari ildizlarining asosiy massasining kirib borish chuqurligi bilan bog'liq. AY gorizontida chirindining oʻrtacha miqdori oʻrmon shirali-podzolik tuproqlarida 2,9 dan 4,8% gacha. Bu tuproqlarda chirindi zahirasi unchalik katta bo‘lmagan bo‘lib, tuproq turiga va granulometrik tarkibiga qarab 0-20 sm qatlamda 17 dan 80 t/ga gacha bo‘ladi.

Oʻrmon-dasht zonasida 0-20 sm qatlamdagi chirindi zahirasi boʻz tuproqlarda 70 t/ga dan toʻq boʻz tuproqlarda 129 t/ga gacha boʻladi. Oʻrmon-dasht zonasi chernozemlarida 0-20 sm qatlamda chirindi zahirasi 178 t/ga gacha, 0-100 sm qatlamda esa 488 t/ga gacha. Chernozemlarning A gorizontida chirindi miqdori 7,2% ga etadi, chuqurlik bilan asta-sekin kamayadi.

Rossiyaning Yevropa qismining shimoliy hududlarida hijob tuproqlarida katta miqdordagi organik moddalar to'plangan. Bog'li landshaftlar asosan o'rmon zonasida va tundrada joylashgan bo'lib, bu erda yog'ingarchilik bug'lanishdan sezilarli darajada oshadi. Hijob tarkibi ayniqsa tayga shimolida va o'rmon-tundrada yuqori. Eng qadimgi torf konlari, qoida tariqasida, yoshi 12 ming yilgacha bo'lgan sapropel konlari bo'lgan ko'l havzalarini egallaydi. Bunday botqoqlarda torfning dastlabki cho'kishi taxminan 9-10 ming yil oldin sodir bo'lgan. Eng faol torf taxminan 8-9 ming yil oldin cho'ktirila boshlandi. Ba'zida yoshi taxminan 11 ming yil bo'lgan torf konlari mavjud. Torfdagi HA ning miqdori 5 dan 52% gacha, baland bo'yli torfdan pasttekislikka o'tish davrida ortadi.

Tuproqning ekologik funktsiyalarining xilma-xilligi gumusning tarkibi bilan bog'liq. Gumus qatlami sayyoramizning maxsus energiya qobig'ini hosil qiladi, deyiladi gumosfera. Humorosferada to'plangan energiya Yerda hayotning mavjudligi va rivojlanishi uchun asosdir. Gumosfera quyidagi muhim funktsiyalarni bajaradi: akkumulyator, transport, tartibga solish, himoya, fiziologik.

Akkumulyativ funktsiya hümik kislotalarning (HA) xarakteristikasi. Uning mohiyati gumus moddalari tarkibida tirik organizmlarning eng muhim oziq moddalarini to'plashda yotadi. Omin moddalar shaklida barcha azotning 90-99% gacha tuproqlarda, fosfor va oltingugurtning yarmidan ko'pi to'planadi. Ushbu shaklda kaliy, kaltsiy, magniy, jele - 30 va o'simliklar va mikroorganizmlar uchun zarur bo'lgan deyarli barcha mikroelementlar to'planadi va uzoq vaqt saqlanadi.

transport funktsiyasi tufayli gumus moddalar barqaror, lekin eruvchan va geokimyoviy migratsiya murakkab organomineral birikmalar metall kationlar bilan qodir shakllantirish mumkin, deb aslida. Aksariyat mikroelementlar, fosfor va oltingugurt birikmalarining muhim qismi bu shaklda faol ravishda ko'chiriladi.

Tartibga solish funktsiyasi gumusli moddalar deyarli barcha eng muhim tuproq xususiyatlarini tartibga solishda ishtirok etganligi sababli. Ular gumus gorizontlarining rangini va shu asosda ularning termal rejimini hosil qiladi. Humik tuproqlar, odatda, oz miqdorda gumus moddalari bo'lgan tuproqlarga qaraganda ancha issiqroq. Gumik moddalar tuproq strukturasini shakllantirishda muhim rol o'ynaydi. Ular o'simliklarning mineral oziqlanishini tartibga solishda ishtirok etadilar. Tuproqning organik moddalari uning aholisi tomonidan asosiy oziq-ovqat manbai sifatida ishlatiladi. O'simliklar azotning taxminan 50% ni tuproq zahiralaridan oladi.

Humik moddalar ko'plab tuproq minerallarini eritishi mumkin, bu esa o'simliklarga kirish qiyin bo'lgan ba'zi mineral ozuqaviy elementlarning mobilizatsiyasiga olib keladi. Tuproqlarning kation almashish qobiliyati, ion-tuz va kislota-ishqor bufer sig'imi, oksidlanish-qaytarilish rejimi tuproqdagi gumus moddalarining xossalari soniga bog'liq. Tuproqlarning fizikaviy, suv-fizikaviy va fizik-mexanik xossalari gumusning guruh tarkibi bilan chambarchas bog'liq. Yaxshi chirindili tuproqlar strukturasi yaxshi, ularning mikroflorasining tur tarkibi xilma-xil, umurtqasizlar soni esa koʻp. Bunday tuproqlar ko'proq suv o'tkazuvchan, mexanik ishlov berish uchun qulay, o'simliklarning oziqlanish rejimining elementlarini yaxshi saqlaydi, yuqori singdirish qobiliyati va bufer qobiliyatiga ega, mineral o'g'itlarning samaradorligi ularda yuqori bo'ladi.

himoya funktsiyasi tuproq gumus moddalari paydo bo'lgan taqdirda tuproq biotasini, o'simlik qoplamini himoya qiladi yoki saqlaydi. har xil turlari noqulay favqulodda vaziyatlar. Gumus tuproqlari qurg'oqchilikka yoki botqoqlikka yaxshi chidamli bo'ladi, ular deflyatsion eroziyaga kamroq moyil bo'ladi va yuqori dozalarda yoki minerallashgan suvlar bilan sug'orilganda qoniqarli xususiyatlarini uzoqroq saqlaydi.

Humik moddalarga boy tuproqlar yuqori texnogen yuklarga bardosh beradi. Tuproqning og'ir metallar bilan ifloslanishining teng sharoitlarida ularning chernozemlardagi o'simliklarga toksik ta'siri sho'r podzolik tuproqlarga qaraganda kamroq darajada namoyon bo'ladi. Humik moddalar ko'plab radionuklidlarni, pestitsidlarni juda kuchli bog'laydi va shu bilan ularning o'simliklarga kirishini yoki boshqa salbiy ta'sirlarni oldini oladi.

Fiziologik funktsiya Humik kislotalar va ularning tuzlari urug'larning unib chiqishini rag'batlantirishi, o'simliklarning nafas olishini faollashtirishi, qoramol va parrandalarning mahsuldorligini oshirishi mumkin.

Agar xato topsangiz, matnning bir qismini ajratib ko'rsating va bosing Ctrl+Enter.

Tuproq mineral va organik komponentlardan tashkil topgan murakkab tizimdir. Bu o'simlik rivojlanishi uchun substrat bo'lib xizmat qiladi. Muvaffaqiyatli dehqonchilik qilish uchun tuproq hosil bo'lish xususiyatlari va usullarini bilish kerak - bu uning unumdorligini oshirishga yordam beradi, ya'ni katta iqtisodiy ahamiyatga ega.

Tuproqning tarkibi to'rtta asosiy komponentni o'z ichiga oladi:
1) mineral moddalar;
2) organik moddalar;
3) havo;
4) tuproq eritmasi deb atalgan suv, chunki unda ba'zi moddalar doimo eriydi.

Tuproqning mineral moddalari

tomonidan tuproq turli o'lchamdagi mineral komponentlardan iborat: toshlar, maydalangan toshlar va "nozik tuproq". Ikkinchisi odatda zarrachalarning qo'pollashishi tartibida loy, loy va qumga bo'linadi. Tuproqning mexanik tarkibi undagi qum, loy va loyning nisbiy miqdori bilan belgilanadi.

Tuproqning mexanik tarkibi tuproqning drenajlanishiga, ozuqa moddalarining tarkibiga va harorat rejimiga, boshqacha aytganda, agrotexnika nuqtai nazaridan tuproqning tuzilishiga kuchli ta'sir qiladi. Loylar, loylar va loylar kabi o'rta va nozik teksturali tuproqlar odatda o'simliklar o'sishi uchun ko'proq mos keladi, chunki ular etarli miqdorda ozuqaviy moddalarni o'z ichiga oladi va erigan tuzlar bilan suvni yaxshiroq ushlab turadi. Qumli tuproqlar tezroq quriydi va yuvish orqali ozuqa moddalarini yo'qotadi, lekin erta hosil uchun foydalidir; bahorda ular loydan ko'ra tezroq quriydi va qiziydi. Toshlarning mavjudligi, ya'ni diametri 2 mm dan ortiq bo'lgan zarrachalar qishloq xo'jaligi asboblarining eskirishi va drenajga ta'siri nuqtai nazaridan muhimdir. Odatda, tuproqdagi toshlar miqdori ortishi bilan uning suvni ushlab turish qobiliyati pasayadi.

tuproqning organik moddalari

organik moddalar, qoida tariqasida, tuproqning faqat kichik hajmli qismini tashkil qiladi, lekin bu juda muhim, chunki u uning ko'pgina xususiyatlarini aniqlaydi. Bu fosfor, azot va oltingugurt kabi o'simlik ozuqalarining asosiy manbai; u tuproq agregatlarini, ya'ni og'ir tuproqlar uchun ayniqsa muhim bo'lgan nozik loyli tuzilishga hissa qo'shadi, chunki buning natijasida suv o'tkazuvchanligi va aeratsiya kuchayadi; mikroorganizmlar uchun oziq-ovqat sifatida xizmat qiladi. Tuproqning organik moddalari detrit yoki o'lik organik moddalar (MOB) va biotaga bo'linadi.

Humus(gumus) - MOBning to'liq bo'lmagan parchalanishi natijasida hosil bo'lgan organik material. Uning muhim qismi erkin shaklda mavjud emas, lekin noorganik molekulalar, birinchi navbatda, gil tuproq zarralari bilan bog'liq. Ular bilan birgalikda chirindi tuproqning so'rilish majmuasini tashkil etadi, bu undagi deyarli barcha fizik, kimyoviy va biologik jarayonlar, xususan, suv va ozuqa moddalarini ushlab turish uchun juda muhimdir.

Tuproq organizmlari orasida yomg'ir chuvalchanglari alohida o'rin tutadi. Bu zararli moddalar MOB bilan birgalikda ko'p miqdorda mineral zarrachalarni yutadi. Tuproqning turli qatlamlari o'rtasida harakatlanayotganda, qurtlar uni doimo aralashtirib yuboradi. Bundan tashqari, ular uning shamollatilishi va drenajlanishini osonlashtiradigan o'tish joylarini qoldiradilar, shu bilan uning tuzilishi va tegishli xususiyatlarini yaxshilaydi. Yomg'ir chuvalchanglari neytral va ozgina kislotali muhitda yaxshi rivojlanadi, kamdan-kam hollarda pH 4,5 dan past bo'ladi.

Tuproq nimadan iborat? Bu oddiy savolga o'xshardi. Bu nima ekanligini hammamiz bilamiz. Biz har kuni uning ustida yuramiz, unga hosil beradigan o'simliklar ekamiz. Biz yerni urug'lantiramiz, uni qazamiz. Ba’zan yerning taqir ekani eshitiladi. Ammo biz tuproq haqida nimani bilamiz? Ko'pgina hollarda, bu faqat eng yuqori qatlamdir yer yuzasi. Va bu unchalik ko'p emas. Keling, er qanday tarkibiy qismlardan iboratligini, u nima bo'lishi mumkinligini va qanday hosil bo'lishini ko'rib chiqaylik.

Tuproq tarkibi

Shunday qilib, tuproq eng unumdor hisoblanadi U turli komponentlardan iborat. Qattiq zarralardan tashqari, u suv va havoni, hatto tirik organizmlarni ham o'z ichiga oladi. Aslida, ikkinchisi uning shakllanishida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Uning unumdorligi darajasi mikroorganizmlarga ham bog'liq. Umuman olganda, tuproq fazalardan iborat: qattiq, suyuq, gazsimon va "tirik". Keling, ularni qanday komponentlar tashkil etishini ko'rib chiqaylik.

Qattiq zarrachalarga turli minerallar va kimyoviy elementlar kiradi. U deyarli butun davriy jadvalni o'z ichiga oladi, lekin har xil konsentratsiyalarda. Tuproq unumdorligi darajasi qattiq zarrachalar komponentiga bog'liq. Suyuq komponentlar tuproq eritmasi deb ham ataladi. Bu kimyoviy elementlar eriydigan suv. Hatto cho'l tuproqlarida ham suyuqlik bor, lekin uning miqdori kam.

Xo'sh, tuproq bu asosiy tarkibiy qismlardan tashqari nimadan iborat? Qattiq zarralar orasidagi bo'shliq gazsimon komponentlar bilan to'ldiriladi. Tuproq havosi kislorod, azot, karbonat angidriddan iborat bo'lib, u tufayli erda turli jarayonlar sodir bo'ladi, masalan, o'simlik ildizlarining nafas olishi va parchalanishi. Tirik organizmlar - zamburug'lar, bakteriyalar, umurtqasizlar va suv o'tlari - tuproq hosil bo'lish jarayonida faol ishtirok etadilar va kimyoviy elementlarni kiritib, uning tarkibini sezilarli darajada o'zgartiradilar.

Tuproqning mexanik tuzilishi

Tuproq nimadan iboratligi endi aniq. Ammo uning tuzilishi bir hilmi? Hech kimga sir emaski, tuproq boshqacha. Bu qumli va gil yoki toshli bo'lishi mumkin. Demak, tuproq har xil kattalikdagi zarrachalardan iborat. Uning tuzilishi ulkan toshlar va mayda qum donalari bo'lishi mumkin. Odatda, tuproqqa kiradigan zarralar bir necha guruhga bo'linadi: loy, loy, qum, shag'al. Bu qishloq xo'jaligi uchun zarurdir. Tuproqning tuzilishi uni etishtirish uchun qo'llanilishi kerak bo'lgan harakat darajasini belgilaydi. Bu, shuningdek, erning namlikni qanchalik yaxshi qabul qilishiga bog'liq. Yaxshi tuproq qum va loyning teng foizini o'z ichiga oladi. Bunday tuproq qumloq deb ataladi. Agar biroz ko'proq qum bo'lsa, unda tuproq maydalangan va ishlov berish oson. Ammo shu bilan birga, bunday tuproq suv va minerallarni yomonroq saqlaydi. Loy tuproq nam va yopishqoq. U yaxshi suv chiqarmaydi. Ammo ayni paytda u eng ko'p oziq moddalarni o'z ichiga oladi.

Mikroorganizmlarning tuproq hosil bo'lishidagi roli

Tuproqning xususiyatlari uning qanday tarkibiy qismlaridan iboratligiga bog'liq. Ammo bu nafaqat uning fazilatlarini belgilaydi. Hayvonlar va o'simliklarning o'lik qoldiqlaridan organik moddalar tuproqqa kiradi. Buning sababi mikroorganizmlar - saprofitlar. Ular parchalanish jarayonlarida muhim rol o'ynaydi. Ularning faol faoliyati tufayli tuproqda gumus deb ataladigan narsa to'planadi. Bu to'q jigarrang moddadir. Gumus tarkibiga yog 'kislotalari efirlari, fenolik birikmalar va karboksilik kislotalar kiradi. Tuproqda bu moddaning zarralari loy bilan birga yopishadi. Bu bitta kompleks bo'lib chiqadi. Gumus tuproq sifatini yaxshilaydi. Namlik va minerallarni saqlash qobiliyatini oshiradi. Botqoqli joylarda gumus massasining shakllanishi juda sekin davom etadi. Organik qoldiqlar asta-sekin hijobga siqiladi.

Tuproq hosil bo'lish jarayoni

Tuproq juda sekin shakllanadi. Uning mineral qismi taxminan 1 metr chuqurlikda to'liq yangilanishi uchun kamida 10 ming yil kerak bo'ladi. Tuproq nimadan iborat bo'lsa, shamol va suvning doimiy ishi mahsulotidir. Xo'sh, tuproq qayerdan keladi?

Avvalo, bu jinslarning zarralari. Ular tuproqning asosidir. Iqlim omillari ta'sirida ular yo'q qilinadi va eziladi, erga joylashadi. Asta-sekin tuproqning bu mineral qismi mikroorganizmlar bilan to'ldiriladi, ular organik qoldiqlarni qayta ishlab, unda chirindi hosil qiladi. Umurtqasizlar doimiy ravishda undagi o'tish joylaridan o'tib, uni bo'shatib, yaxshi shamollatishga hissa qo'shadilar.

Vaqt o'tishi bilan tuproqning tuzilishi o'zgaradi, unumdor bo'ladi. Bu jarayonda o'simliklar ham rol o'ynaydi. O'sib borayotgan ular uning mikroiqlimini o'zgartirishga hissa qo'shadilar. Tuproq shakllanishiga inson faoliyati ham ta'sir qiladi. U yerni dehqonchilik qiladi, dehqonchilik qiladi. Va agar tuproq unumsiz tarkibiy qismlardan iborat bo'lsa, u holda odam uni mineral va organik o'g'itlar bilan urug'lantiradi.

tarkibi

Umuman olganda, hozirgi vaqtda tuproqlarning umumiy qabul qilingan tasnifi mavjud emas. Ammo baribir ularni mexanik tarkibiga ko'ra bir necha guruhlarga bo'lish odatiy holdir. Bu bo'linish qishloq xo'jaligida ayniqsa dolzarbdir. Shunday qilib, tasniflash tuproq qancha loydan iboratligiga asoslanadi:

Bo'shashgan qumli (5% dan kam);

Bog'langan qumli (5-10%);

Qumli (11-20%);

Yengil qumloq (21-30%);

O'rtacha qumloq (31-45%);

Og'ir tuproqli (46-60%);

Clayey (60% dan ortiq).

“Umumiy” tuproq atamasi nimani anglatadi?

Tuproqning qaysi qismlaridan iboratligi uning unumdorlik darajasiga ta'sir qiladi. Ammo erni nima qiladi? Tuproqning tarkibi bevosita ko'plab omillarga bog'liq. Bu iqlim va o'simliklarning ko'pligi va unda yashaydigan tirik organizmlarning mavjudligi. Bularning barchasi kimyoviy tarkibiga ta'sir qiladi.Tuproqda qanday komponentlar borligi va unumdorlik darajasiga bog'liq. Kaltsiy, azot, mis, kaliy, magniy, fosfor kabi mineral komponentlar yuqori hosil olish uchun juda foydali hisoblanadi. Ushbu moddalar organik qoldiqlarning parchalanishi paytida erga kiradi. Agar tuproq mineral birikmalarga boy bo'lsa, u unumdor hisoblanadi. Unda o'simliklar gullab-yashnaydi. Bunday tuproq sabzavot va meva ekinlarini etishtirish uchun ideal.