Материал: GOSY-1_vmeste

•Позвоночные животные: не более 2% от общей зоомассы, продукты их метаболизма играют заметную роль в биолог-м круговороте в-в, обитающие в почве виды оказывают воздействие на физ св-ва почв, перемещение почвенной массы.

2.Почвенные ферменты: при их участии идут пр.трансформации орг в-ва в пр.жизни и после отмирания создавших их орган-ов. Ферменты - структурированные белки, несущие мн-во функцион-х групп, осуществляющих катализ. Главное св-во - специфичность р-ций. Источник - живые организмы, населяющие почву. Роль катализаторов, в млн. раз ускоряют течение хим р-ций распада и синтеза орг в-в. . Ферментативная активность почв уменьшается вглубь по профилю, в верхних гор-тах - пропорциональна уровню биолог-й активности почв. Поступив в почву, часть ферментов разрушается, часть стабилизируется (иммобилизуется) в результате связывания с почвенными минералами и орг в-вом путем образ-я ионных, водородных и ковалентных связей. Сорбция ферментов ведет к понижению v каталитических р-ций, но она остается >, чем у хим р-ций.

3.Влажность, аэрация, р-ция среды, оВусл-я

Трансформация растит-х остатков: 1)минерализация (доминирует); 2)гумификация

Трансформация орг в-в - пр, складывающийся из мн-ва физич (механиче измельчение), химич (окисление, деструкция), фотохимич (окисление и разложение под действием солнечного света) и в основном биохимич (ферментативное расщепление биополимеров) р-ций.

Минерализация - комплекс физ-хим-х и биохим-х о-в микропроцессов, приводящих к полному разложению орг остатков и собственно ГВ до конечных продуктов окисления - окислов и солей, преимущественно СО2, Н2О, простых солей.

Соотношение минерализ-и и гумиф-и зависят от: ОВ обстановке; климатич-х, гидротермич-х усл-й; почвенной биоты; состава опада (орг в-ва, биохим).

Разложение растит остатков приводит у уменьш. массы разлагающегося опада => минерализация

Факторы, от которых зависит минерализация:

1.состав опада: биохимический и зольный, меньше лигнина, больше белков и углевод

2.размера фракции опада: соотношение активной и пассивной фракций

активная фракция – мелкие части опада (остатки зеленых органов: хвоя, листья, веточки остатки трав, мелкие части коры), пассивная фракция – крупные части (корни, стволы, крупная древесина). Чем выше доля активной фракции, тем интенсивнее разложение орг в-ва.

3.состав почвенной биоты: бактерии разлагают почти все орг соед, активно крахмал, углеводы, белки, лигнин, танины, способны разлагать весь опад. Активнее всего растит опад разлагают грибы. Грибы активнее бактерий трасформируют арены, танин, линин. Почвенные беспозвоночные механически измельчают поступающий опад, он становится более доступен для др. организмов. Переваривают материал растит. опада => способствуют разложению опада.

4. условия среды: гидротермические. Скорость разлож-я опада в тропиках (8-10 т/га в год) в 5-10 раз>, чем в полярном поясе (тундра – 1т/га). Opt для разложения - +35-37°С.

5.влажность: контролирует ОВобстановку. Оч сухие усл (резко окислит обстановка, резко падает продуктивность растит остатков и деят почвен биоты, разлаг орг в-во) и оч влажные (консервация, восстановит обстановка) неблагоприятны.

6.структура: контролирует влажность, t

7.гран состав: влияет на разлож-е в минер.части, тяжелый тормозит из-за сорбции орг в-в минеральн частицами)

8.хим состав почвы: сод обменных катионов (ионы Са), кислотно-основная обстановка, ОВ обстановка (увелич гумус Са и Mg ускоряют разложение из-за биоты).

Скорость разложения растит остатков: X=x0·e^-kt, k – соnst скорости распада (1/час, 1/сутки)

Количественные меры разложения растит остатков: •соотношение между чистой первичной продукцией (интенсивность продукции) и запасами мервого орг в-ва в экосистеме (накапливание после отмирания) •опадно-подстилочный коэфф-т. Соотношение между подстилкой и опадом. Чем больше, тем медленнее разложение •отношение С:N•косвенный показатель: соотношение между подгор-тами подстилки Чем меньше доля листового верхнего гор-та, тем менее интенсивно разлагается. •непосредственно оценивать по потере в весе различного материала (навеска опада: закладывается в почву и взвешивается через некоторое время). •кинетические параметры разложения (период полуразложения) По константам разложения судят об интенсивности.

Образ-е специфических орг в-в в почве (гумусообразование)

Пр гумификации - пр образ-я специфи. гумус в-в в результате трансформации органич-х остатков.

В широком смысле - совокупность пр превращения исх орг в-в в ГК и ФК и процессов, опред уровень накопления и соотношения этих к-т в почве.

В узком смысле – совокуп-ть последоват-х хим р-ций, в результате которых формир гуминовые к-ты.

Гипотезы образов гумус к-т (механизмов гумиф-и):

1)Конденсационные (полимеризационные) гипотезы (Трусов, Кононова, Фляйг)

По Кононовой: 2 стадии пр гумификации: 1 - распад орг остатков до мономеров, 2 - конденсация и полимеризация, ведущие к образов-ю гуминовых к-т. Источники структур-х ед. для формир гумус к-т - все компоненты растит. тканей, продукты метаболизма микроорг-ов.

Фенольные соед (продукты распада лигнина, катехинов) окисляются фенолоксидазами до семихинонов и хинонов. Специфич-я р-ция по Кононовой - конденсация фенольных соед. и хинонов аминок-тами и петидами.

Заключит звено пр гумиф - р-ция поликонденсации (полимеризации) образ. прогуминовых в-в с образ. высокомолек соед.

По Фляйгу: такой же механизм, подчеркивал многообраз. ист-ков структур-х ед. для гумус к-т, возможность участия в р.конденсации крупных фрагментов лигнина и белков.

«-» конденсац гипотезы: не объясняет пути образ карбоксильных групп => формир к-т, не объясн почему м-лы гумин к-т имеют центр (ядерную) и периферич части, не убедительно предположение о полном распаде исх в-в до мономеров; требует эффективного транспортного механизма, позволяющего доставлять мономеры из различных объемов почвы для их послед конденсации.(«сборки» каждой конкретной м-лы гумин к-ты)

2)Гипотезы окислительного кислотообразования (Александрова)

По Александровой:

Гумификация - сложный биофиз-хим-й пр. трансформации промежуточных высокомолекулярных продуктов разлож-я орг остатков в особый класс оргсоед-й - гумусовые к-ты.

3 этана: 1)новообразование гумус к-т (1 звено: окислительное кислотообраз-е, окислен растит остатков происходит с участием оксидаз в неск. этапов: С->СОН->СНО->СООН; 2 звено: формир-е азотистой части м-л гумус к-т – соед-й азотсод. групп; фракционирование образ-ся гумус. К-т по степени раствор-ти на группу ГК и ФК);

2)их дальнейш гумифик и консервация (происходит непрерывно, от зарождения м-лы до ее полной минерализации. нет конечной стадии, конечного продукта);

3)постепенное медленное разрушение гумус к-т. Происходит частичная перестройка основного скелета м-лы, снижается доля алифатич. цепей в результ. их частичного разрушения ,нарастает степень ароматизации.

«+»: объясняет экспер. данные, полидисперсность гумус к-т, динамику изменения молек. масс. Исключ. р-ций конденсации как одного из механизмов трансформац преимущественно высокомолек. соед-й.

Основные типы гумиф-и орг остатков в почве по Александровой (Сгк/Сфк):

•фульватный (<0,5), •гуматно-фульватный, •фульватно-гуматный, •гуматный (>1,5).

Кинетическая теория гумиф-и:

ГК-первая стабильная форма орг материала в почвенных усл. Гумусовые в-ва биотермодинамически более устойчивы, чем орг соед-я попадающих в почву растит. остатков => гумусообраз нужно рассматривать как процесс своеобразного «естественного отбора», при котором относительно непрочные в-ва растит. остатков и продуктов трансформац. быстро разлаг-ся и сущ-ют короткие промежутки времени, а непрерывная цепь превращений задерживается на том звене, которое представлено наиболее устойчивыми соед-ми – ГК.

Этот общ принцип «отбора» определяет одну сторону явл-я - направленность пр. гумиф-и. => термодинамически (биотермодинам) пр. гумиф-и всегда имеет одно принципиальное направление-отбор устойчивых продуктов независимо от факторов почвообраз-я и типа почвы.

Глубина гумиф-и – ввел понятие Орлов, степень преобразования орг остатков в гумусовые в-ва. Зависит от кинетич. параметров. Увелич по мере накопления ГК и нарастания их «зрелости».

Условная р-ция: А+В+С (исх в-ва)…->ГВ(гумусовые в-ва) + ПМ (продукты минерализ-ц)

v преобразования орг остатков в гумус. в-ва будет зависеть от скорости отдельных стадий процесса, и гл. образом от наиболее медленной, лимитирующей стадии. v биохимической р-ции оч сильно зависит от усл-й среды: С реагир. компон-ов, W, t, р-ции почвенного р-ра, ОВ потенциала. Зависимость v гумификации и ее стадий от перечисленных параметров характеризует кинетику р-ции, а основанная на этом принципе теория мб названа кинетической теорией гумификации.

К олич. оценка глубины гумификации (Н) с помощью: сод ГК в составе гумуса, отнош. Сгк: Сфк, оптической плотности гумус в-в. Эти признаки скоррелированны => воспользуемся одним показателем: Сгк:Сфк => кривая для зонально-генетич. ряда почв с мах в обл черноземных почв.

Тип гумуса: Ф-фульватный; ГФ-гумат-фульв;ФГ-фульв-гум; Г-гумат