Система органических веществ почвы
Органическое вещество почвы подразделяют на две группы: органические остатки и гумус (рис.). Неразложившиеся остатки, которые видны невооруженным глазом или под лупой, составляют 5...10% от общего содержания органического вещества почвы. Входящие в их состав органические компоненты - источник образования гумуса, на долю которого в большинстве минеральных почв приходится до 90...99% от общего содержания органического вещества почвы. Гумусом называют сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков и продуктов жизнедеятельности живых организмов. В составе гумуса различают промежуточные продукты распада и гумификации, неспецифические органические соединения и специфические гумусовые вещества.
Неспецифические органические или индивидуальные органические соединения - это обширная группа органических веществ, поступающих в почву из разлагающихся растительных и животных остатков, с прижизненными выделениями корней, макро- и микроорганизмов. К этой группе относятся лигнин, целлюлоза, белки, липиды, углеводы и другие соединения.
При дальнейшей трансформации этих соединений образуются промежуточные продукты разложения и гумификации. Они составляют группу разнообразных и плохо изученных органических соединений почвы. Эти соединения разделяют на высокомолекулярные продукты разложения и низкомолекулярные соединения.
О природе соединений фактически нет достоверных материалов. Предположительно сюда могут быть отнесены продукты частичного гидролиза, окисления и деметоксилирования лигнина, белков, углеводов и т. п., которые еще нельзя считать специфическими гумусовыми веществами, но также уже не идентифицируют как индивидуальные органические соединения, характерные для живых организмов.
Рис. 19. Система органических веществ почвы (по Д. С. Орлову)
К низкомолекулярным органическим соединениям почвы относят различные аминокислоты, моносахариды, соединения фенольной природы и др. Обычные компоненты этой группы низкомолекулярные органические кислоты алифатического ряда: щавелевая, янтарная, яблочная, муравьиная и т. п. В большинстве случаев органические кислоты находятся в почве в виде солей, так как активно взаимодействуют с минеральной частью почвы. Их содержание достигает 30…40% от всей суммы водорастворимых органических веществ. Особенно активно образуются низкомолекулярные органические кислоты при разложении лесных подстилок, а также в анаэробных условиях.
Индивидуальные органические соединения и промежуточные продукты распада и гумификации зачастую объединяют в одну группу под названием вещества неспецифической природы. Судьба веществ этой группы в почве различна. Часть из них усваивают микроорганизмы, частично они разлагаются до конечных продуктов, а часть включается в процесс гумификации и трансформируется в специфические гумусовые вещества.
Необходимость выделения в составе гумуса специфических гумусовых веществ и неспецифических органических соединений обусловлена тем, что гумусовые вещества накапливаются преимущественно в почвах и представляют собой специфический продукт почвообразования, тогда как неспецифические соединения синтезируют живые организмы, после чего они поступают в почву в составе растительных и других органических остатков. Только в составе гумуса полностью доминируют гумусовые вещества, составляя до 90...95 % его массы.
Специфические гумусовые вещества представлены гумусовыми кислотами, негидролизуемым остатком и прогуминовыми веществами. Последние характеризуются как «молодые» гуминоподобные продукты, во многом сходные с промежуточными продуктами распада органических остатков. Их можно обнаружить при детальном фракционировании гумусовых соединений, выделенных из почвы. Эти соединения изучены очень слабо.
Негидролизуемый остаток (гумин) представляет собой ту часть гумуса почвы, которую не удается экстрагировать разбавленными растворами щелочей, кислот или органическими растворителями. Он включает гумусовые кислоты, прочно связанные с минеральной частью, в первую очередь с глинистыми минералами, и декарбоксилированные гумусовые вещества, утратившие способность растворяться в щелочах. Кроме того, в составе негидролизуемого остатка обнаружены лигнин, целлюлоза, полисахариды, углистые частицы, растительные остатки, находящиеся на разных с стадиях разложения, и обломки хитинного покрова насекомых. В подзолистых почвах на долю негумусовых веществ в составе гумина приходится до 60%. Поэтому негидролизуемый остаток относят к группе специфических гумусовых веществ условно.