Перегнойные вещества почвы. Ранее указывалось, что с появлением животных и растительных организмов в верхнем слое породы накапливаются питательные вещества, главным образом в виде органических соединений. Органические’ вещества почвы можно легко обнаружить, стоит лишь прокалить почву. В результате прокаливания сгорают органические вещества, а остаются минеральные. Органические вещества почвы имеют сложный состав: остатки растений и животных, микроорганизмы. продукты разложения органических веществ в виде аминокислот, перегнойных и других кислот, углеводов и т. д. Одновременно и наряду с минерализацией органических веществ в почве проходит и процесс образования гумуса, или перегноя.
Важнейшей и наиболее сложной частью всякой почвы, определяющей в значительной мере её плодородие, является перегной. Перегной — это темное, аморфное (за исключением гуминовой кислоты), мелкораздробленное (коллоидное) вещество; он состоит из устойчивых органических соединений и промежуточных продуктов разложения, потерявших свою морфологическую структуру, и составляет наибольшую часть органического вещества почвы. В состав перегноя входят и микроорганизмы.
По данным академика И. В. Тюрина, перегнойные вещества находятся в почве как в форме комплексных органо-минеральных соединений, так и в форме смешанных гелей с гидроокисями алюминия и железа, в форме гуматов кальция (отчасти магния) и натрия.
Перегной — сложное органическое образование, до сих пор еще полностью не изученное. Кстати сказать, перегной почвы изучается около 160 лет. Взгляд, что перегной представляет собой продукт только распада остатков растений и животных, является неверным. Если бы это было так, то молекула перегноя была бы проще молекулы органических остатков, фактически же перегной состоит из более сложных молекул. П. А. Кос- тычев, а затем, более исчерпывающе, академик В. Р. Вильямс показали, что перегной есть продукт распада и синтеза, т. е. он образуется как в результате разложения органических остатков, так и в результате построения из продуктов распада более сложных образований. Входящие в состав перегноя перегнойные кислоты являются секреторными выделениями (экзоэизимами) аэробных и анаэробных микроорганизмов, участвующих в разложении органических веществ. Доказательством этого может являться то, что перегнойные кислоты при избытке угнетающе действуют на развитие указанных микроорганизмов. Микроорганизмы, выделяя энзимы на мертвые органические вещества, разрушают их и получают для себя пищу.
Из перегноя выделены три основные перегнойные кислоты: креповая, ульминовая и гуминовая.
Креповая кислота получается в результате аэробного разложения грибами деревянистых растительных остатков. Креновая кислота бесцветна, как и её соли, легко растворима в воде. В свою очередь креповая кислота растворяет многие соли, в том числе карбонаты, и с помощью нисходящих потоков воды вымывает их, а также перегной вниз, делая почву кислой, бедной.
Ульминовая кислота получается при анаэробном и аэробном разложении органических веществ, она темно-бурого цвета, как и её соли с одновалентными основаниями (К, Na, NH«), растворима в воде. Кальциевые и магниевые соли указанной кислоты, а также полуторные окислы железа и алюминия в воде не растворяются, что имеет большое практическое значение. Ульминовая кислота, коагулируя под влиянием кальция и пропитывая почвенные агрегаты, делает их водопрочными. Под влиянием морозов ульминовая кислота денатурируется, т. е. образует свежеосажденный перегной (ульмин), нерастворимый в воде, что также является фактором структурообразования. От времени, особенно от высыхания, свежий перегной теряет клеющую силу, становится хрупким, легко рассыпающимся в тонкий порошок.
Гуминовая кислота образуется при аэробном бактериальном разложении органических веществ. Она черного цвета, более слабая, чем ульминовая и креповая кислоты. Соли гуминовой кислоты разрушаются аэробными бактериями и грибами. Накапливаясь в почве, соли ульминовой и гуминовой кислот окрашивают почву в бурый и черный цвета. Важнейшим свойством свежей гуминовой кислоты является её клейкость, имеющая существенное значение в структурообразовании почвы.
Производственное значение перегноя огромно. Чем больше в почве перегноя, тем она плодороднее. Исключением являются немелнорированные северные болотные почвы. Эти почвы хотя и отличаются большим естественным плодородием, однако страдают недостаточным экономическим (эффективным) плодородием из-за избытка воды и недостатка тепла и воздуха.
Перегной улучшает физические, химические и биологические свойства почвы. Он представляет собой такую форму питательных веществ, которая обеспечивает накопление, сохранение и бережное их расходование вследствие регулирования микробнологической деятельности почвы.
Из перегноя растения получают азот и в значительной мере калин и фосфор. Кроме того, мольная кислота, выделяющаяся при разложении перегноя, а также другие кислоты, находящиеся в почве, переводят нерастворимые минеральные соединения почвы в растворимые.
Перегной разрыхляет тяжелые почвы и связывает легкие, улучшает тепловые, водные и воздушные свойства почвы, вследствие чего создаются условия, благоприятные для жизнедеятельности растений и полезных микроорганизмов.
Основной путь обогащения почвы перегноем заключается в развитии дернового почвообразовательного процесса, чему способствует человек, внося в почву органические удобрения, повышая урожай всех культур и т. п.
Морфологические признаки почвы. К морфологическим признакам почвы относятся: строение, мощность почвенных горизонтов, их окраска и сложение, включения и новообразования. Эти признаки изменяются по мере развития почвообразовательного процесса. Тем не менее они заслуживают самого пристального изучения, так как являются внешним выражением физических, химических и биологических процессов почвообразования. .Морфологические признаки отражают происхождение почвы, направление почвообразования, естественное (природное) плодородие, а следовательно, и агрономические качества почвы.
Отражая ход и направление почвообразовательного процесса, морфологические признаки представляют особую ценность, когда они рассматриваются в динамике. Они являются незаменимыми при полевом методе исследования почв. Однако вполне достоверные результаты этот метод может дать лишь в том случае, если он применяется в комплексе с химическим и биологическим методами.
Для исследования морфологических признаков почвы делается вертикальная яма (почвенный разрез) глубиной в 1 —1,5 м.
Строение почвы. Почва состоит из нескольких горизонтов (слоев). Так, подзолистая лесная почва на поверхности имеет лесную подстилку, обозначаемую А0, затем перегнойный горизонт мощностью 10—20 см — А1. Ниже его расположен белесый горизонт, в котором почти полностью отсутствует перегной, — горизонт вымывания — подзолистый, или элювиальный, распространяющийся часто на глубину до 30—40 см и обозначаемый А2. За подзолистым горизонтом идет уплотненный слой желто- бурой глины или песка с ржавыми, иногда голубоватыми
пятнами, это горизонт вминания, или иллювиальный, куда вмывается сверху перегной и разные соли, обозначаемый В. Этот горизонт располагается до глубины 40 70 и даже 100 см. Затем идет так называемый глеевой горизонт В с синеватой окраской вследствие протекающих в нем, а иногда и в выше расположенных горизонтах, восстановительных процессов. Ниже идет однородная мало тронутая почвообразовательным процессом материнская порода — С (рис. 1).
(Рис. 1) Схема строения различных видов дерново-подзолистых почв
Наблюдаются и отступления от такого расположения горизонтов.
Все эти почвенные горизонты связаны между собой общностью происхождения и поэтому называются генетическими.
Мощность почвенных горизонтов, каждого в отдельности и всех вместе, является важным показателем хода почвообразовательного процесса и качества почвы. Так, большое развитие подзолистого горизонта показывает на сильное выщелачивание почвы и её бедность питательными веществами. На это указывает также маломощность перегнойного горизонта. Наибольшая мощность почвы и всех её горизонтов наблюдается на черноземах, нередко достигает 250 см и более.
По окраске почвенных горизонтов можно судить о содержании в почве перегноя, соединений железа, кремнезема, извести и пр.
Так, независимо от окраски материнской породы содержание в перегнойном слое свыше 10% перегноя вызывает черную окраску почвы. При наличии 4—6% перегноя почва получает в зависимости от цвета материнской породы темно-бурую, серую каштановую окраску, а при уменьшении количества перегноя приобретает окраску материнской породы.
При большом содержании окиси железа почва имеет красно- оттенок, а при малом — ржавый, оранжевый и желтый оттенки её ш окисное железо под влиянием избыточного переувлажнения теряет часть кислорода и превращается в закисную форму то почвенный горизонт (обычно НИЖНИЙ) приобретает грязновато-синеватую окраску — глеевой горизонт.
Белая окраска вызывается содержанием в почве большого количества кремнезема, углекислой извести, каолина или гидратов. глиноземов.
Для окончательного суждения об окраске следует рассматривать воздушно-сухую почву: увлажнение вызывает её потемнение.
Сложение почвы. О качественном состоянии почвы и её агрономической ценности можно судить по её сложению или плотности. Плотность почвы зависит от измельченности почвенных частичек и химического состава. Чем больше в почве мелких частичек, тем она плотнее. Глинистые почвы являются более связными и плотными, чем песчаные, а если в них преобладают одновалентные основания, например натрий, то они становятся наиболее плотными, глыбистыми. Перегной в смеси с минеральными частицами почвы обладает хорошими физическими и химическими свойствами.
Источяник: И.П. Карнаухов, Н.В. Бондаренко, К.Н. Вересов, В.К. Иванкин, К.Г. Шикишин. Основы сельского хозяйства М. 1962