Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
Зольные элементы. В процессе разложения растительности в почву поступают поглощенные растениями зольные элементы, состав которых, по выражению В. И. Вернадского, охватывает всю таблицу элементов Менделеева. В процессе гумификации в конституционной части молекул органических веществ частично сохраняются сера и фосфор.
Ежегодно в почву поступают свежие порции неспецифических
110
органических компонентов, которые частично минерализуются до СО2, H2O, NH3, N2, частично мигрируют за пределы почвенной толщи, а частично служат источником почвенного гумуса.
Органические вещества индивидуальной природы, особенно низкомолекулярные и ароматические кислоты, а также углеводы и фенолы, играют активную роль в процессах почвообразования как источники энергии и компоненты, способствующие перемещению по профилю многих минеральных компонентов.
5.6. Образование специфических органических веществ в почве (гумусоооразование)
Наряду с процессами распада органических остатков и редукции сложных органических молекул в почве протекает процесс синтеза гумусовых веществ. Они образуются из «обломков» биологических макромолекул или их мономеров, которые оказываются в почве благодаря метаболизму ее живого населения и деятельности экзоферментов.
Пути и механизмы образования гумусовых кислот издавна интересуют исследователей. Познание гумусовых веществ началось с их химического анализа. К концу XIX в. наряду с анализом стали освещаться вопросы возможного синтеза гумуса почв. Зачинателем биологического направления в теории гумусообра-зования можно считать М. В. Ломоносова, который писал в 1761 г. в работе «О происхождении перегноя», что почвы произошли «от согнития животных и растущих тел со временем». Большая заслуга в развитии этого направления принадлежит П. А. Костычеву, который экспериментально показал, что почвенное органическое вещество является продуктом жизнедеятельности животных и растительных организмов и в особенности почвенных микроорганизмов.
Прямым развитием этих работ были исследования С. П. Крав-кова и его ученика А. Г. Трусова. Трусов полагал, что легкоусвояемые органические кислоты являются косвенным источником гумусовых веществ, так как предварительно превращаются в плазму микроорганизмов. Трудноусвояемые органические вещества — лигнин, дубильные вещества и другие вещества сложной ароматической природы — являются прямым источником гумусовых веществ. Продукты их распада окисляются, конденсируются и превращаются в темноокрашенные сложные гумусовые вещества. Темноокрашенные гумусоподобные продукты получил Л. С. Майард (1912, 1917), соединив аминокислоты с углеводами.
В. Р. Вильямс (1897, 1914, 1939) образование гумуса рассматривал как процесс перемежающего синтеза органического вещества в высших организмах и разложения его микроорганизмами после отмирания, что и ведет к гумусообразованию. Направленность биохимических процессов и особенность химизма почвенного гумуса, по Вильямсу, определяется типом биологических группировок зеленых и бесхлорофилловых растений: древесная расти-
111
тельностъ и связанные с ней грибы, актиномицеты и анаэробные бактерии способствуют синтезу креповых кислот (фульвокислот), растворимых в воде, способствующих подзолообразованию; луговая травянистая растительность и ассоциирующиеся с ней аэробные и анаэробные микроорганизмы обусловливают синтез ульми-новых кислот (бурых гуминовых); стенная травянистая растительность в комплексе с аэробными микроорганизмами обеспечивают формирование гуминовых кислот. В. Р. Вильямс предложил очень обобщенную схему гумусообразования. Но он обратил внимание на комплекс факторов гумусообразования и среди них на источники органического вещества, «разлагатели» и условия гумусообразования. Ошибочным было представление В. Р. Вильямса о том, что гумусовые кислоты представляют собой экзоэнзимы.
Комплексному биохимическому подходу противостояло представление исследователей химии угля и торфа (Ж. Фишер и Г. Шрадер, 1921, 1922; В. Фукс, 1931, 1936), которые полагали, что лигнин растительных остатков, почти не изменяясь, составляет основу почвенного перегноя. В дальнейшем С. Ваксман (1937) развил эти представления, создав теорию образования гумуса как лигнино-протеинового комплекса. Согласно этой гипотезе взаимодействие лигнина с протеином протекает в результате химической конденсации по типу шиффовых оснований. Следовательно, по Ваксману, гумус не представляет собой ничего специфического.
Советская школа исследователей органического вещества во главе с И. В. Тюриным внесла решающий вклад в изучение состава, свойств и путей образования органического вещества в различных типах почв СССР. Тюрин рассматривал гумусообразо-вание как сочетание ряда противоречивых процессов: растительные и животные остатки разлагаются под влиянием почвенных животных, микроорганизмов и абиотических факторов; продукты разложения — соединения циклического характера и синтезированная микроорганизмами плазма — в результате окисления и полимеризации с участием катализаторов дают устойчивые специфические гумусовые соединения.
