İnorganik toprak bileşenleri. Toprak neyden yapılmıştır? Toprağın bileşimini öğrenin

Toprak, birbiriyle kombinasyon halinde olan bileşenlerin karmaşık bir kompleksidir. Toprağın bileşimi şunları içerir:

• mineral elementler.
• organik bileşikler.
• toprak çözümleri.
• toprak havası.
• organo-mineral maddeler.
• toprak mikroorganizmaları (biyotik ve abiyotik).

Toprağın bileşimini analiz etmek ve parametrelerini belirlemek için doğal bileşimin değerlerine sahip olmanız gerekir - buna bağlı olarak belirli safsızlıkların içeriğine göre bir değerlendirme yapılır.

Toprağın inorganik (mineral) kısmının büyük kısmı kristal silikadır (kuvars). Toplam mineral elementlerin yüzde 60 ila 80'ini oluşturabilir.

Oldukça fazla sayıda inorganik bileşen, mika ve feldspatlar gibi alüminosilikatlar tarafından işgal edilir. Bu aynı zamanda montmorillonit gibi ikincil nitelikteki kil minerallerini de içerir.

Montmorillonitler, katyonları (ağır metaller dahil) absorbe etme ve dolayısıyla toprağı kimyasal olarak dezenfekte etme yeteneklerinden dolayı toprağın hijyenik nitelikleri açısından büyük önem taşımaktadır.

Ayrıca toprak bileşenlerinin mineral kısmı aşağıdaki gibi kimyasal elementleri (çoğunlukla oksit formunda) içerir:

• alüminyum
• ütü
• silikon
• potasyum
• sodyum
• magnezyum
• kalsiyum
• fosfor

Ayrıca başka bileşenler de var. Çoğunlukla kükürt, fosfor, karbon ve hidrojen klorür tuzları formunda olabilirler.

Organik toprak bileşenleri

Çoğunlukla organik bileşenler humusta bulunur. Bunlar, bir dereceye kadar aşağıdaki gibi elementleri içeren karmaşık organik bileşiklerdir:

• karbon
• oksijen
• hidrojen
• fosfor

Organik toprak bileşenlerinin önemli bir kısmı toprak neminde çözünmüş olarak bulunur.

Toprağın gaz bileşimi ise yaklaşık olarak aşağıdaki oranda havadır:

1) nitrojen - %60-78

2) oksijen - %11-21

3) karbondioksit - %0,3-8

Hava ve su toprağın gözenekliliğini belirler ve toplam hacmin %27 ila %90'ı arasında değişebilir.

Toprak granülometrik bileşiminin belirlenmesi

Toprağın granülometrik (mekanik) bileşimi, kökenleri (kimyasal veya mineralojik) dikkate alınmaksızın, çeşitli boyutlardaki toprak parçacıklarının oranıdır. Bu parçacık grupları fraksiyonlar halinde birleştirilir.

Toprağın parçacık boyutu dağılımı, verimlilik düzeyinin ve diğer temel toprak göstergelerinin değerlendirilmesinde belirleyici öneme sahiptir.

Dağılımlarına bağlı olarak toprak parçacıkları iki ana kategoriye ayrılır:

1) çapı 0,001 mm'den büyük parçacıklar.

2) çapı 0,001 mm'den küçük olan parçacıklar.

Birinci grup parçacıklar her türlü mineral oluşumundan ve kaya parçalarından kaynaklanır. İkinci kategori ise kil mineralleri ve organik bileşenlerin hava etkisiyle aşınması sonucu ortaya çıkar.

Toprak oluşumunu etkileyen faktörler

Toprağın bileşimini belirlerken toprağı oluşturan faktörlere dikkat etmelisiniz - bunlar toprağın yapısı ve bileşimi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Aşağıdaki ana toprak oluşturucu faktörleri tanımlamak gelenekseldir:

• ana toprak kayasının kökeni.
• toprak yaşı.
• yüzey toprağı kabartması.
• toprak oluşumunun iklim koşulları.
• Toprak mikroorganizmalarının bileşimi.
• Toprağı etkileyen insan faaliyetleri.

Toprağın kimyasal bileşiminin ölçüm birimi olarak Clarks

Clark, ideal (kirlenmemiş) toprakta belirli bir kimyasal elementin normal miktarını belirleyen geleneksel bir birimdir. Örneğin, bir kilogram doğal olarak temiz toprak yaklaşık %3,25 kalsiyum içermelidir - bu 1 clarke'dir. Bir kimyasal elementin 3-4 Clarke veya daha fazla düzeyi, toprağın bu elementle oldukça fazla kirlendiğini gösterir.

Bölüm 4. TOPRAK ORGANİK MADDESİ VE BİLEŞİMİ

§1. Organik madde kaynakları ve bileşimi

Toprağın en önemli bileşeni, çeşitli ayrışma aşamalarındaki bitki ve hayvan kalıntıları ile humus adı verilen spesifik toprak organik maddesinin karmaşık bir birleşimi olan organik maddedir.

Potansiyel bir organik madde kaynağının, toprağın üzerine veya içine düşen biyosinozun tüm bileşenleri (ölen mikroorganizmalar, yosunlar, likenler, hayvanlar vb.) olduğu kabul edilir, ancak toprakta humus birikiminin ana kaynağı yeşil bitkilerdir. Her yıl toprakta bırakılan ve yüzeyinde büyük miktarda organik madde bulunur. Bitkilerin biyolojik üretkenliği büyük farklılıklar gösterir ve 1-2 ton/yıl kuru organik maddeden (tundra) 30-35 t/yıl'a (nemli subtropikler) kadar değişir.

Bitki çöpü yalnızca niceliksel olarak değil aynı zamanda niteliksel olarak da farklılık gösterir (bkz. Bölüm 2). Toprağa giren organik maddelerin kimyasal bileşimi çok çeşitlidir ve büyük ölçüde ölü bitkilerin türüne bağlıdır. Kütlelerinin çoğu sudur (%75-90). Kuru maddenin bileşimi karbonhidratları, proteinleri, yağları, mumları, reçineleri, lipitleri, tanenleri ve diğer bileşikleri içerir. Bu bileşiklerin büyük çoğunluğu yüksek molekül ağırlıklı maddelerdir. Bitki kalıntılarının büyük bir kısmı esas olarak selüloz, hemiselüloz, lignin ve tanenlerden oluşur ve bunlar açısından en zengin ağaç türleridir. Protein en çok bakteri ve baklagillerde bulunur, en az miktarı ise odunda bulunur.

Ayrıca organik kalıntılar her zaman bir miktar kül elementi içerir. Külün büyük kısmı humusta organomineral kompleksonatlar oluşturan kalsiyum, magnezyum, silikon, potasyum, sodyum, fosfor, kükürt, demir, alüminyum, manganezden oluşur. Silika (Si02) içeriği kül kütlesinin% 10 ila 70'i, fosfor -% 2 ila 10'u arasında değişir. Kül elementleri adı, bitkiler yakıldığında karbon, hidrojen, oksijen ve nitrojende olduğu gibi uçucu hale gelmek yerine kül içinde kalmalarından kaynaklanmaktadır.

Mikro elementler külde çok küçük miktarlarda bulunur - bor, çinko, iyot, flor, molibden, kobalt, nikel, bakır vb. En yüksek kül içeriği alglerde, tahıllarda ve baklagillerde bulunur, en az kül ise iğne yapraklı ağaçlarda bulunur. . Organik maddenin bileşimi aşağıdaki gibi gösterilebilir (Şekil 6).

§2. Topraktaki organik maddenin dönüşümü

Organik kalıntıların humusa dönüşümü, toprakta mikroorganizmaların, hayvanların, hava oksijeninin ve suyun doğrudan katılımıyla meydana gelen karmaşık bir biyokimyasal işlemdir. Bu süreçte ana ve belirleyici rol, humus oluşumunun tüm aşamalarına katılan ve büyük toprak mikroflorası popülasyonunun kolaylaştırdığı mikroorganizmalara aittir. Toprakta yaşayan hayvanlar da organik kalıntıların humusa dönüştürülmesinde aktif olarak yer alırlar. Böcekler ve larvaları, solucanlar bitki artıklarını ezip öğütür, toprağa karıştırır, yutar, işler ve kullanılmayan kısmını dışkı şeklinde toprağa atarlar.

Ölürken, tüm bitki ve hayvan organizmaları, son aşaması tamamlanan daha basit bileşiklere ayrışma süreçlerine girer. mineralizasyon organik madde. Ortaya çıkan inorganik maddeler bitkiler tarafından besin olarak kullanılır. Çeşitli bileşiklerin ayrışma ve mineralizasyon işlemlerinin hızı aynı değildir. Çözünür şekerler ve nişasta yoğun şekilde mineralize edilir; Proteinler, hemiselülozlar ve selüloz oldukça iyi ayrışır; dirençli – lignin, reçineler, mumlar. Ayrışma ürünlerinin bir başka kısmı, yeni nesil mikroorganizmaların plazmasını oluşturan ikincil proteinlerin, yağların, karbonhidratların sentezi için mikroorganizmaların kendileri (heterotrofik) tarafından tüketilir ve ikincisinin ölümünden sonra tekrar işleme tabi tutulurlar. ayrışma. Organik maddenin mikrobiyal hücrede geçici olarak tutulması sürecine ne ad verilir? mikrobiyal sentez. Ayrışma ürünlerinden bazıları spesifik karmaşık yüksek moleküler maddelere (humik maddeler) dönüşür. Belirli toprak organik maddesinin oluştuğu humusun bir sonucu olarak organik maddenin dönüşümünün karmaşık biyokimyasal ve fizikokimyasal süreçleri kümesine denir. nemlendirme. Her üç süreç de toprakta aynı anda meydana gelir ve birbiriyle bağlantılıdır. Organik maddenin dönüşümü, hidroliz, oksidasyon, indirgeme, fermantasyon vb. biyokimyasal reaksiyonların etkisi altında mikroorganizmalar ve bitki kökleri tarafından salgılanan enzimlerin katılımıyla gerçekleşir. ve humus oluşur.

Humus oluşumuna ilişkin çeşitli teoriler vardır. İlk kez 1952'de ortaya çıktı yoğunlaşma M.M. tarafından geliştirilen teori. Bu teoriye göre humus oluşumu, organik maddelerin ayrışmasının ara ürünlerinin kademeli bir polikondensasyon (polimerizasyon) süreci olarak ortaya çıkar (öncelikle fulvik asitler oluşur ve onlardan hümik asitler oluşur). Konsept biyokimyasal oksidasyon XX yüzyılın 70'lerinde L.N. Alexandrova tarafından geliştirildi. Buna göre, humifikasyon sürecinde öncü rol, ayrışma ürünlerinin yavaş biyokimyasal oksidasyonunun reaksiyonları tarafından oynanır, bunun sonucunda değişken elementel bileşime sahip yüksek moleküler ağırlıklı hümik asitlerden oluşan bir sistem oluşur. Hümik asitler, ikincisinin mineralizasyonu sırasında salınan bitki kalıntılarının kül elementleriyle ve ayrıca toprağın mineral kısmıyla etkileşime girerek hümik asitlerin çeşitli organomineral türevlerini oluşturur. Bu durumda, tek bir asit sistemi, çözünürlük derecesi ve moleküler yapı bakımından farklılık gösteren bir dizi fraksiyona bölünür. Kalsiyum ve seskioksitlerle suda çözünmeyen tuzlar oluşturan daha az dağılmış kısım ise hümik asitlerden oluşan bir grup olarak oluşur. Ağırlıklı olarak çözünür tuzlar üreten daha dağılmış kısım, fulvik asit grubunu oluşturur. Biyolojik Humus oluşumu kavramları, hümik maddelerin çeşitli mikroorganizmaların sentezinin ürünleri olduğunu varsaymaktadır. Bu bakış açısı V.R. Williams tarafından ifade edilmiş, F.Yu Geltser, S.P. Lyakh, D.G. Zvyagintsev ve diğerlerinin çalışmalarında geliştirilmiştir.

Çeşitli doğal koşullarda karakter ve hız humus oluşumu aynı değildir ve toprak oluşumunun birbiriyle ilişkili koşullarına bağlıdır: toprağın su-hava ve termal rejimleri, granülometrik bileşimi ve fizikokimyasal özellikleri, bitki kalıntılarının bileşimi ve tedarikinin doğası, tür bileşimi ve yoğunluğu. Mikroorganizmaların hayati aktivitesi.

Kalıntıların dönüşümü, su-hava rejimine bağlı olarak aerobik veya anaerobik koşullar altında gerçekleşir. İÇİNDE aerobik toprakta yeterli miktarda nem, uygun sıcaklık ve O2'ye serbest erişim bulunan koşullar, organik kalıntıların ayrışma süreci aerobik mikroorganizmaların katılımıyla yoğun bir şekilde gelişir. En uygun koşullar 25 - 30 ° C sıcaklık ve nemdir - toprağın toplam nem kapasitesinin% 60'ı. Ancak aynı koşullar altında, hem ara ayrışma ürünlerinin hem de hümik maddelerin mineralizasyonu hızla meydana gelir, bu nedenle toprakta nispeten az humus birikir, ancak bitkilerin kül ve nitrojen beslenmesinin birçok unsuru (gri topraklarda ve diğer subtropikal topraklarda).

Anaerobik koşullar altında (sabit nem fazlalığının yanı sıra düşük sıcaklıklarda ve O2 eksikliğinde), humus oluşum süreçleri esas olarak anaerobik mikroorganizmaların katılımıyla yavaş ilerler. Bu durumda, mikroorganizmaların hayati aktivitesini engelleyen birçok düşük moleküler organik asit ve indirgenmiş gazlı ürünler (CH4, H2S) oluşur. Ayrışma süreci yavaş yavaş kaybolur ve organik kalıntılar turbaya dönüşür - anatomik yapıyı kısmen koruyan, zayıf ayrışmış ve ayrışmamış bitki kalıntıları kütlesi. Humusun birikmesi için en uygun koşullar, topraktaki aerobik ve anaerobik koşulların, dönüşümlü kuruma ve ıslanma dönemleri ile birleşimidir. Bu rejim çernozemler için tipiktir.

Toprak mikroorganizmalarının tür bileşimi ve yaşamsal aktivitelerinin yoğunluğu da humus oluşumunu etkiler. Kuzey podzolik toprakları, spesifik hidrotermal koşulların bir sonucu olarak, düşük tür çeşitliliği ve düşük hayati aktiviteye sahip, en düşük mikroorganizma içeriği ile karakterize edilir. Bunun sonucu, bitki kalıntılarının yavaş ayrışması ve zayıf ayrışmış turbanın birikmesidir. Nemli subtropik ve tropik bölgelerde mikrobiyolojik aktivitenin yoğun gelişimi ve buna bağlı olarak kalıntıların aktif mineralizasyonu gözlenir. İçlerinde farklı sayıda mikroorganizma bulunan farklı topraklardaki humus rezervlerinin karşılaştırılması, hem çok zayıf hem de yüksek toprak biyojenitesinin humus birikimine katkıda bulunmadığını göstermektedir. En büyük miktarda humus, ortalama mikroorganizma (çernozem) içeriğine sahip topraklarda birikir.

Toprağın parçacık boyutu dağılımı ve fizikokimyasal özellikleri de aynı derecede önemli bir etkiye sahiptir. İyi ısıtılmış ve havalandırılmış kumlu ve kumlu tınlı topraklarda, organik kalıntıların ayrışması hızlı bir şekilde meydana gelir, bunların önemli bir kısmı mineralleşir, az miktarda hümik madde bulunur ve bunlar kum parçacıklarının yüzeyine zayıf şekilde sabitlenir. Killi ve tınlı topraklarda, organik kalıntıların eşit koşullar altında ayrışma süreci daha yavaş gerçekleşir (O2 eksikliği nedeniyle), hümik maddeler mineral parçacıklarının yüzeyine sabitlenir ve toprakta birikir.

Toprağın kimyasal ve mineralojik bileşimi, mikroorganizmalar için gerekli besin miktarını, humusun oluştuğu ortamın reaksiyonunu ve humik maddelerin toprakta sabitlenme koşullarını belirler. Bu nedenle, kalsiyumla doyurulmuş topraklar, bakterilerin gelişimi ve humik asitlerin suda çözünmeyen kalsiyum humatlar formunda sabitlenmesi ve onu humusla zenginleştirmesi için uygun olan nötr bir reaksiyona sahiptir. Asidik bir ortamda, topraklar hidrojen ve alüminyumla doyurulduğunda, hareketliliği artıran ve büyük miktarda humus birikmesine yol açan çözünür fulvik asitler oluşur. Montmorillonit ve vermikülit gibi kil mineralleri de humusun toprakta sabitlenmesine katkıda bulunur.

Humus oluşumunu etkileyen faktörlerin farklılığından dolayı farklı topraklardaki humusun miktarı, kalitesi ve rezervleri aynı değildir. Böylece, tipik çernozemlerin üst ufukları %10 - 14 humus, gri koyu orman toprağı - %4 - 9, çimenli-podzolik topraklar - %2 - 3, koyu kestane rengi, sarı topraklar - %4 - 5, kahverengi ve gri- kahverengi yarı çöl toprakları - %1 – 2. Doğal alanlardaki organik madde rezervleri de farklılık göstermektedir. I.V. Tyurin'e göre en büyük rezervler, çeşitli chernozem alt türlerine, turba bataklıklarına, gri orman topraklarına, orta - koyu kestane, kırmızı topraklara, düşük - podzolik, sod-podzolik, tipik gri topraklara sahiptir. Belarus Cumhuriyeti'nin ekilebilir toprakları humus içerir: killi– 65 t/ha, tınlı– 52 t/ha, kumlu balçık – 47 ton/ha, kumlu– 35 ton/ha. Belarus Cumhuriyeti toprakları ekilebilir katmandaki humus içeriğine bağlı olarak 6 gruba ayrılmıştır (Tablo 3). Diğer doğal bölgelerin topraklarında humus içeriğine bağlı olarak derecelenmeler vardır.

Tablo 3

Belarus Cumhuriyeti topraklarının humus içeriğine göre gruplandırılması

Belarus Cumhuriyeti'nde arazinin çoğu II. ve III. grup topraklara, yaklaşık %20'si ise IV. grup topraklara aittir (Şekil 7).

§3. Humusun bileşimi ve sınıflandırılması

Humus asidik yapıya sahip spesifik, yüksek moleküler nitrojen içeren bir organik maddedir. Ölü bitki ve hayvan organizmalarının anatomik yapısını tamamen kaybetmiş toprağın organik maddesinin ana kısmını oluşturur. Toprak humusu, çözünürlük ve ekstrakte edilebilirlik açısından farklılık gösteren hümik asitler (HA), fulvik asitler (FA) ve hümin (bkz. Şekil 6) dahil olmak üzere spesifik hümik maddelerden oluşur.

Hümik asitler– bunlar suda, minerallerde ve organik asitlerde çözünmeyen, koyu renkli, yüksek moleküllü nitrojen içeren maddelerdir. Koyu kiraz veya kahverengi-siyah renkte koloidal çözeltilerin oluşmasıyla alkalilerde iyi çözünürler.

Hümik asitler metal katyonlarla etkileşime girdiğinde tuzlar - humatlar oluşturur. Tek değerlikli metallerin humatları suda oldukça çözünür ve topraktan yıkanarak atılırken, iki ve üç değerlikli metallerin humatları suda çözünmez ve toprakta iyi sabitlenir. Hümik asitlerin ortalama molekül ağırlığı 1400'dür. Bunlar C - %52 - 62, H - %2,8 - 6,6, O - %31 - 40, N - 2 - %6 (ağırlıkça) içerir. Hümik asit molekülünün ana bileşenleri çekirdek, yan zincirler ve çevresel fonksiyonel gruplardır. Hümik maddelerin çekirdeği bir dizi aromatik siklik halkadan oluşur. Yan zincirler karbonhidrat, amino asit ve diğer zincirler olabilir. Fonksiyonel gruplar, hümik asitlerin toprağın mineral kısmı ile etkileşimini belirledikleri için toprak oluşumunda önemli bir rol oynayan çeşitli karboksil (-COOH) ve fenolhidroksil grupları ile temsil edilir. Humik asitler humusun en değerli kısmını oluşturur; toprağın emme kapasitesini arttırır, toprağın verimliliğine katkıda bulunan elementlerin birikmesine ve suya dayanıklı bir yapının oluşmasına katkıda bulunur.

Fulvik asitler hümik asitlerin çökelmesinden sonra çözeltide kalan bir hümik asit grubudur. Bunlar aynı zamanda hümik asitlerin aksine daha az karbon, ancak daha fazla oksijen ve hidrojen içeren yüksek moleküllü organik nitrojen içeren asitlerdir. Açık bir renge (sarı, turuncu) sahiptirler ve suda oldukça çözünürler. Tuzlar (fulvatlar) da suda çözünür ve toprakta zayıf bir şekilde sabitlenir. Fulvik asitler güçlü bir asidik reaksiyona sahiptir ve toprağın mineral kısmını güçlü bir şekilde tahrip ederek toprak kabuğu oluşum sürecinin gelişmesine neden olur.

Hümik asitler ve fulvik asitler arasındaki oran farklı topraklarda değişiklik gösterir. Bu göstergeye bağlı olarak (C HA: C FC), aşağıdaki humus türleri ayırt edilir: insanlaştırmak(> 1,5), humat-fulvat (1,5 – 1), fulvat-insanlaştırmak (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.

humin- bu, herhangi bir çözücü içinde çözünmeyen hümik maddelerin bir parçasıdır, toprağın mineral kısmı ile sıkı bir şekilde ilişkili olan bir organik madde kompleksi (humik asitler, fulvik asitler ve bunların organomineral türevleri) ile temsil edilir. Bu toprak humusunun atıl kısmıdır.

Humus komplekslerinin özgüllüğü ve bileşimi, humus türlerinin sınıflandırılmasında temel oluşturur. R.E. Muller, organik maddeler, mikrobiyota ve bitki örtüsü arasındaki biyolojik etkileşim sistemi olarak humusun orman formlarının sınıflandırılmasını önerdi. Bu kompleksler arasında 3 tip humus öne çıkmaktadır.

Yumuşak humus - mul Uygun hidrotermal koşullar altında toprak faunasının yoğun aktivitesi olan yaprak döken veya karışık ormanlarda oluşur ve çöp ve toprakta başta kalsiyum olmak üzere yeterli miktarda baz bulunması, hafif asidik bir reaksiyona sahiptir, toprağın mineral kısmına eşit şekilde nüfuz eder ve kolayca mineralize olur. Katır topraklarında, gelen altlık mikrobiyota tarafından güçlü bir şekilde ayrıştırıldığı için neredeyse hiç çöp birikmez. Humusun bileşiminde hümik asitler hakimdir.

Kaba humus - vebaÇok miktarda yarı ayrışmış kalıntı içeren, iğne yapraklı ormanların karakteristiğidir, çöpte düşük miktarda kül elementi, toprakta baz eksikliği ve yüksek silika içeriği ile oluşur, asidik reaksiyona sahiptir, dayanıklıdır mikroorganizmalara ve mantarların katılımıyla yavaş yavaş mineralize olur. Topraklarda nemlendirme ve mineralizasyon işlemlerinin yavaş gelişmesinin bir sonucu olarak, 3 katmandan oluşan kalın bir turba benzeri ufuk A 0 oluşur: a) taze çöp olan hafif ayrışmış organik madde (L) tabakası, b ) yarı ayrışmış bir fermantasyon katmanı (F), c) nemlendirilmiş bir katman (H).

Ara form - moder Bitki kalıntılarının oldukça hızlı mineralizasyonu koşulları altında gelişir; burada bitki kalıntılarını ezen toprak hayvanlarının fonksiyonel aktivitesi önemli bir rol oynar ve bu da bunların toprak mikroflorası tarafından daha sonra ayrışmasını büyük ölçüde kolaylaştırır.

§4. Toprak humusunun önemi ve dengesi

Humus birikimi toprak oluşturma sürecinin bir sonucudur; aynı zamanda humik maddelerin kendileri de toprak oluşum sürecinin ileriki yönü ve toprağın özellikleri üzerinde büyük etkiye sahiptir. Humusun topraktaki işlevleri çok çeşitlidir:

1) belirli bir toprak profilinin oluşturulması (A ufuklu), toprak yapısının oluşması, toprağın su-fiziksel özelliklerinin iyileştirilmesi, toprağın emme kapasitesinde ve tamponlama kapasitesinde artış;

2) bitkiler için bir mineral besin kaynağı (N, P, K, Ca, Mg, S, mikro elementler), heterotrofik toprak organizmaları için bir organik beslenme kaynağı, atmosferin zemin katmanında bir CO2 kaynağı ve biyolojik olarak aktif toprakta bulunan, bitki gelişimini ve büyümeyi doğrudan uyaran, besin maddelerini harekete geçiren, toprağın biyolojik aktivitesini etkileyen bileşikler;

3) sıhhi koruyucu işlevleri yerine getirir - pestisitlerin yok edilmesini hızlandırır, kirleticileri sabitler, bitkilere girişlerini azaltır.

Organik maddenin toprak verimliliğindeki farklı rolü ile bağlantılı olarak, ekilebilir topraklarda humus dengesi sorunu güncel bir önem kazanmaktadır. Herhangi bir denge gibi humus dengesi de gelir (organik kalıntıların alınması ve nemlendirilmesi) ve harcama (mineralizasyon ve diğer kayıplar) kalemlerini içerir. Doğal koşullar altında, toprak ne kadar eski olursa o kadar verimli olur: denge pozitif veya sıfırdır, ekilebilir topraklarda ise çoğunlukla negatiftir. Ortalama olarak, ekilebilir topraklar yılda yaklaşık 1 ton/ha humus kaybeder. Humus miktarını düzenlemek için, gübre şeklinde yeterli miktarda organik maddenin sistematik uygulanması (1 ton gübreden ≈ 50 kg humus oluşur), turba kompostları, çok yıllık otların ekimi, yeşil gübrelerin kullanımı ( yeşil gübre), asidik toprakların kireçlenmesinde ve alkali toprakların alçılanmasında kullanılır.

Toprakların humus durumu, doğurganlığın önemli bir göstergesidir ve organik madde içeriği ve rezervleri, profil dağılımı, nitrojen (C: N) ve kalsiyumla zenginleşme, humifikasyon derecesi dahil olmak üzere bir göstergeler sistemi tarafından belirlenir. , hümik asit çeşitleri ve oranları. Parametrelerinden bazıları çevresel izlemenin amacı olarak hizmet eder.

Toprak neyden yapılmıştır? Basit bir soru gibi görünüyor. Hepimiz onun ne olduğunu biliyoruz. Her gün boyunca yürüyoruz, içine bize hasat sağlayan bitkiler ekiyoruz. Toprağı gübreliyoruz, kazıyoruz. Bazen toprağın verimsiz olduğunu duyabilirsiniz. Peki toprak hakkında gerçekten ne biliyoruz? Çoğu durumda, yalnızca bu, dünya yüzeyinin en üst katmanıdır. Ve bu o kadar da değil. Dünyanın hangi bileşenlerden oluştuğunu, ne olabileceğini ve nasıl oluştuğunu anlayalım.

Toprak bileşimi

Yani toprak üst verimli topraktır. Çeşitli bileşenlerden oluşur. Katı parçacıkların yanı sıra su ve havayı ve hatta canlı organizmaları da içerir. Aslında ikincisi, oluşumunda çok önemli bir rol oynamaktadır. Doğurganlığının derecesi aynı zamanda mikroorganizmalara da bağlıdır. Genel olarak toprak fazlardan oluşur: katı, sıvı, gaz ve “canlı”. Onları hangi bileşenlerin oluşturduğuna bakalım.

Katı parçacıklar çeşitli mineralleri ve kimyasal elementleri içerir. B neredeyse tüm periyodik tabloyu içerir, ancak farklı konsantrasyonlardadır. Toprağın verimliliği derecesi katı parçacıkların bileşenine bağlıdır. Sıvı bileşenlere toprak çözeltisi de denir. Bu, kimyasal elementlerin çözündüğü sudur. Çöl topraklarında bile sıvı vardır ama çok az miktarda vardır.

Peki toprak bu temel bileşenlerin yanı sıra nelerden oluşur? Katı parçacıklar arasındaki boşluk gazlı bileşenlerle doludur. Toprak havası oksijen, azot, karbondioksitten oluşur ve bu sayede toprakta bitki köklerinin solunumu, çürümesi gibi çeşitli işlemler meydana gelir. Canlı organizmalar - mantarlar, bakteriler, omurgasızlar ve algler - toprak oluşumu sürecine aktif olarak katılır ve kimyasal elementlerin eklenmesiyle bileşimini önemli ölçüde değiştirir.

Toprağın mekanik yapısı

Toprağın nelerden oluştuğu artık belli oldu. Peki yapısı homojen mi? Toprağın değiştiği bir sır değil. Kumlu ve killi veya kayalık olabilir. Yani toprak farklı büyüklükteki parçacıklardan oluşur. Yapısı büyük kayalar ve küçük kum taneleri içerebilir. Tipik olarak topraktaki parçacıklar birkaç gruba ayrılır: kil, silt, kum, çakıl. Bu tarım açısından önemli. Onu yetiştirmek için uygulanması gereken çabanın derecesini belirleyen, toprağın yapısıdır. Ayrıca toprağın nemi ne kadar iyi emeceğini de belirler. İyi toprak eşit oranda kum ve kil içerir. Bu tür toprağa tınlı denir. Biraz daha fazla kum varsa, toprak ufalanır ve işlenmesi kolaydır. Ancak aynı zamanda bu tür topraklar suyu ve mineralleri daha az iyi tutar. Killi toprak nemli ve yapışkandır. Kötü akıyor. Ancak aynı zamanda en fazla besin maddesini içerir.

Toprak oluşumunda mikroorganizmaların rolü

Özellikleri toprağın hangi bileşenlerden oluştuğuna bağlıdır. Ancak niteliklerini belirleyen tek şey bu değil. Organik maddeler toprağa hayvanların ve bitkilerin ölü kalıntılarından girer. Bu mikroorganizmalar - saprofitler sayesinde olur. Ayrışma süreçlerinde hayati bir rol oynarlar. Aktif faaliyetleri sayesinde toprakta humus adı verilen maddeler birikir. Bu koyu kahverengi bir maddedir. Humus, yağ asidi esterlerini, fenolik bileşikleri ve karboksilik asitleri içerir. Toprakta bu maddenin parçacıkları kil ile birbirine yapışır. Tek bir kompleks olduğu ortaya çıktı. Humus toprağın kalitesini artırır. Nemi ve mineralleri tutma yeteneği artar. Bataklık alanlarında humus kütlesinin oluşumu çok yavaş gerçekleşir. Organik kalıntılar yavaş yavaş turbaya sıkıştırılır.

Toprak oluşum süreci

Toprak çok yavaş oluşur. Yaklaşık 1 metre derinliğe kadar mineral kısmının tamamen yenilenmesi için en az 10 bin yıl gerekiyor. Toprağın içeriği rüzgar ve suyun sürekli çalışmasının ürünleridir. Peki toprak nereden geliyor?

Her şeyden önce bunlar kaya parçacıklarıdır. Toprağın temeli olarak hizmet ederler. İklim faktörlerinin etkisi altında yok olup ezilerek yere yerleşirler. Yavaş yavaş toprağın bu mineral kısmı, organik kalıntıları işleyerek içinde humus oluşturan mikroorganizmalar tarafından doldurulur. Omurgasızlar, sürekli olarak içindeki geçitleri kırarak onu gevşetir ve iyi havalandırmaya katkıda bulunur.

Zamanla toprağın yapısı değişir ve daha verimli hale gelir. Bitkiler de bu süreci etkiler. Büyüdükçe mikro iklimini değiştirirler. İnsan faaliyetleri aynı zamanda toprak oluşumunu da etkiler. Toprağı işliyor ve işliyor. Ve eğer toprak kısır bileşenlerden oluşuyorsa, o zaman kişi hem mineral hem de organik gübreler vererek onu gübreler.

kompozisyona göre

Genel olarak toprakların genel kabul görmüş bir sınıflandırması şu anda mevcut değildir. Ancak bunları mekanik bileşimlerine göre birkaç gruba ayırmak hala gelenekseldir. Bu ayrım özellikle tarımla ilgilidir. Dolayısıyla sınıflandırma toprağın ne kadar kil içerdiğine dayanmaktadır:

Gevşek kumlu (%5'ten az);

Yapışkan kumlu (%5-10);

Kumlu balçık (%11-20);

Hafif tınlı (%21-30);

Orta tınlı (%31-45);

Ağır tınlı (%46-60);

Kil (%60'tan fazla).

“Verimli” toprak terimi ne anlama geliyor?

Toprağın hangi kısımlardan oluştuğu verimlilik derecesini etkiler. Peki dünyayı böyle yapan şey nedir? Toprağın bileşimi doğrudan birçok faktöre bağlıdır. Buna iklim, bitki bolluğu ve içinde yaşayan canlı organizmaların varlığı da dahildir. Bütün bunlar kimyasalı etkiler Verimlilik derecesi, toprakta hangi bileşenlerin bulunduğuna bağlıdır. Kalsiyum, nitrojen, bakır, potasyum, magnezyum ve fosfor gibi mineral bileşenlerin yüksek verim açısından çok faydalı olduğu düşünülmektedir. Bu maddeler organik maddenin ayrışması sırasında toprağa karışır. Toprak mineral bileşikler açısından zenginse verimlidir. Bitkiler üzerinde çılgınca çiçek açacak. Bu toprak sebze ve meyve bitkilerinin yetiştirilmesi için idealdir.

Toprak organik maddesi- bu, profilde serbest halde veya organomineral bileşikler formunda bulunan, canlı organizmaların parçası olanlar hariç, tüm organik maddelerin karmaşık bir sistemidir.

Toprak organik maddesinin ana kaynağı, çürümenin çeşitli aşamalarındaki bitki ve hayvan kalıntılarıdır. Biyokütlenin en büyük hacmi düşen bitki artıklarından gelir; omurgasız ve omurgalı hayvanların ve mikroorganizmaların katkısı çok daha küçüktür, ancak organik maddenin nitrojen içeren bileşenlerle zenginleştirilmesinde önemli bir rol oynarlar.

Kökeni, karakteri ve fonksiyonlarına göre toprak organik maddesi iki gruba ayrılır: organik kalıntılar ve humus. "Humus" terimi bazen "humus" teriminin eşanlamlısı olarak kullanılır.

Organik kalıntılar esas olarak anatomik yapılarını kaybetmemiş yüksek bitkilerin toprak ve kök çöpleriyle temsil edilir. Farklı cenozların bitki kalıntılarının kimyasal bileşimi büyük ölçüde değişir. Ortak noktaları karbonhidratların (selüloz, hemiselüloz, pektin maddeleri), ligninin, proteinlerin ve lipitlerin baskın olmasıdır. Canlı organizmaların ölümünden sonra tüm bu karmaşık madde kompleksi toprağa girer ve mineral ve hümik maddelere dönüşür ve kısmen topraktan yeraltı suyuyla, muhtemelen petrol içeren ufuklara taşınır.

Organik toprak kalıntılarının ayrışması, mekanik ve fiziksel yıkımı, biyolojik ve biyokimyasal dönüşümü ve kimyasal süreçleri içerir. Organik kalıntıların ayrışmasında enzimler, topraktaki omurgasız hayvanlar, bakteriler ve mantarlar büyük rol oynar. Enzimler, birçok fonksiyonel gruba sahip yapılandırılmış proteinlerdir. Enzimlerin ana kaynakları; bitkiler. Toprakta katalizör görevi gören enzimler, organik maddelerin ayrışma ve sentez süreçlerini milyonlarca kez hızlandırır.

Humus canlı organizmaların parçası olanlar ve anatomik yapısını koruyan organik kalıntılar hariç, toprakta bulunan tüm organik bileşiklerin bir koleksiyonudur.

Humusun bileşimi spesifik olmayan organik bileşikleri ve spesifik olanları - hümik maddeleri içerir.

spesifik olmayan bilinen doğası ve bireysel yapısı olan bir grup organik maddedir. Toprağa çürüyen bitki ve hayvan artıkları ve kök salgıları ile girerler. Spesifik olmayan bileşikler, hayvan ve bitki dokularını oluşturan hemen hemen tüm bileşenler ve makro ve mikroorganizmaların intravital salgıları ile temsil edilir. Bunlar lignin, selüloz, proteinler, amino asitler, monosakkaritler, mumlar ve yağ asitlerini içerir.

Genel olarak spesifik olmayan organik bileşiklerin payı, toprak humusunun toplam miktarının %20'sini geçmez. Spesifik olmayan organik bileşikler, toprağa giren bitki, hayvan ve mikrobiyal materyalin değişen derecelerde ayrışması ve humifikasyonu sonucu ortaya çıkan ürünlerdir. Bu bileşikler hızla değişen toprak özelliklerinin dinamiklerini belirler: redoks potansiyeli, hareketli besin formlarının içeriği, toprak mikroorganizmalarının sayısı ve aktivitesi ve toprak çözeltilerinin bileşimi. Hümik maddeler ise tersine toprağın diğer özelliklerinin zaman içindeki stabilitesini belirler: değişim kapasitesi, suyun fiziksel özellikleri, hava rejimi ve rengi.

Toprağın spesifik organik kısmı - hümik maddeler- asidik yapıdaki yüksek molekül ağırlıklı nitrojen içeren aromatik bileşiklerin heterojen (heterojen) çok dağılımlı bir sistemini temsil eder. Hümik maddeler, toprağa giren organik kalıntıların ayrışma ürünlerinin karmaşık biyofiziksel ve kimyasal dönüşüm (humifikasyon) sürecinin bir sonucu olarak oluşur.

Bitki kalıntılarının kimyasal bileşimine ve bunların ayrışma faktörlerine (sıcaklık, nem, mikroorganizmaların bileşimi) bağlı olarak iki ana humifikasyon türü ayırt edilir: fulvat ve humat. Her biri humusun belirli bir kesirli grup bileşimine karşılık gelir. Humusun grup bileşimi, bileşiklerin yapısı ve özellikleriyle ilişkili çeşitli maddelerin kümesini ve içeriğini ifade eder. En önemli gruplar hümik asitler (HA) ve fulvik asitlerdir (FA).

Hümik asitler %46 - 62 karbon (C), %3 - 6 nitrojen (N), %3-5 hidrojen (H) ve %32-38 oksijen (O) içerir. Fulvik asitler daha fazla karbon içerir - %45-50, nitrojen - %3,0-4,5 ve hidrojen - %3-5. Hümik ve fulvik asitler hemen hemen her zaman kükürt (% 1,2'ye kadar), fosfor (yüzde onlarca ve yüzlerce kesir) ve çeşitli metallerin katyonlarını içerir.

Kesirler HA ve FC grupları içinde ayırt edilir. Humusun fraksiyonel bileşimi, HA ve FA gruplarında yer alan çeşitli maddelerin, toprağın mineral bileşenleriyle olan bileşiklerinin formlarına göre setini ve içeriğini karakterize eder. Aşağıdaki fraksiyonlar toprak oluşumu için en büyük öneme sahiptir: seskioksitlerle ilişkili kahverengi hümik asitler (BHA); kalsiyuma bağlı siyah hümik asitler (BHA); seskioksitlerin hareketli formlarıyla ilişkili fulvik asitlerin I ve la fraksiyonları; HA ve FA, seskioksitlere ve kil minerallerine sıkı bir şekilde bağlıdır.

Humusun grup bileşimi, hümik asitlerin ve fulvik asitlerin niceliksel oranı ile karakterize edilir. Humus türünün niceliksel bir ölçüsü, hümik asitlerin karbon içeriğinin (CHA) fulvik asitlerin karbon içeriğine (CFA) oranıdır. Bu oranın (CHA/CFA) değerine bağlı olarak dört tür humus ayırt edilebilir:

• - humat - 2'den fazla;
• — fulvat-humat - 1-2;
• — humat-fulvat - 0,5-1,0;
• - fulvat - 0,5'ten az.

Humusun grubu ve fraksiyonel bileşimi, toprağın bölgesel genetik serisinde doğal ve tutarlı bir şekilde değişir. Podzolik ve çimenli-podzolik topraklarda hümik asitler neredeyse hiç oluşmaz ve çok azı birikir. CHA/CFA oranı genellikle 1'den küçüktür ve çoğunlukla 0,3-0,6'dır. Gri topraklarda ve çernozemlerde hümik asitlerin mutlak içeriği ve oranı önemli ölçüde daha yüksektir. Çernozemlerdeki CHA/CFA oranı 2,0-2,5'e ulaşabilir. Çernozemlerin güneyinde bulunan topraklarda fulvik asitlerin oranı giderek yeniden artmaktadır.

Aşırı nem, kayanın karbonat içeriği ve tuzluluk, humusun grup bileşimine damgasını vurur. İlave nem genellikle hümik asitlerin birikmesini teşvik eder. Artan humasyon, karbonat kayaları üzerinde veya sert yeraltı suyunun etkisi altında oluşan toprakların da karakteristiğidir.

Humusun grubu ve fraksiyonel bileşimi de toprak profiline göre değişir. Farklı ufuklardaki humusun fraksiyonel bileşimi, toprak çözeltisinin mineralizasyonuna ve pH değerine bağlıdır. Humusun grup bileşimindeki profil değişiklikleri çoğu

topraklar genel bir yapıya tabidir: derinlikle birlikte hümik asitlerin oranı azalır, fulvik asitlerin oranı artar, CHA / CFA oranı 0,1-0,3'e düşer.

Humifikasyonun derinliği veya bitki kalıntılarının hümik maddelere dönüşüm derecesi ve ayrıca CHA / CFA oranı humifikasyon işleminin hızına (kinetiğine) ve süresine bağlıdır. Humifikasyonun kinetiği, mikroorganizmaların (besin maddeleri, sıcaklık, pH, nem) aktivitesini uyaran veya inhibe eden toprağın kimyasal ve iklimsel özellikleri ve bitki kalıntılarının, maddenin moleküler yapısına (monosakkaritler, proteinlerin dönüşümü daha kolaydır, lignin, polisakkaritlerin dönüşümü daha zordur).

Ilıman iklim topraklarının humus ufuklarında, CHA/CFA oranıyla ifade edilen humusun türü ve humifikasyonun derinliği biyolojik aktivite periyodunun süresi ile ilişkilidir.

Biyolojik aktivite periyodu, normal bitki örtüsü ve aktif mikrobiyolojik aktivite için uygun koşulların yaratıldığı bir periyottur. Biyolojik aktivite periyodunun süresi, hava sıcaklığının sürekli olarak 10 ° C'yi aştığı ve üretken nem temininin en az% 1-2 olduğu sürenin süresine göre belirlenir. Bölgesel toprak serilerinde humifikasyon derinliğini karakterize eden CHA/CFA değeri biyolojik aktivite periyodunun süresine karşılık gelir.

İki faktörün eşzamanlı olarak dikkate alınması - biyolojik aktivite süresi ve bazlarla toprağın doygunluğu - farklı humus türlerinin oluşum alanlarının belirlenmesini mümkün kılar. Humat humusu yalnızca uzun süreli biyolojik aktivite ve bazlarla yüksek derecede toprak doygunluğu sırasında oluşur. Koşulların bu kombinasyonu chernozemler için tipiktir. Biyolojik aktivite süresine bakılmaksızın kuvvetli asidik topraklar (podzoller, çimenli-podzolik topraklar) fulvik humusa sahiptir.

Topraktaki hümik maddeler oldukça reaktiftir ve mineral matris ile aktif olarak etkileşime girer. Organik maddelerin etkisi altında ana kayanın kararsız mineralleri yok edilir ve kimyasal elementler bitkiler için daha erişilebilir hale gelir. Organomineral etkileşimler sürecinde toprağın yapısal durumunu iyileştiren toprak agregatları oluşur.

Fulvik asitler en aktif şekilde toprak minerallerini yok eder. Seskioksitlerle (Fe 2 O 3 ve Al 2 O 3) etkileşime giren FA'ler, hareketli alüminyum ve demir-humus kompleksleri (demir ve alüminyum fulvatlar) oluşturur. Bu kompleksler, içinde biriktikleri illuviyal-humuslu toprak katmanlarının oluşumuyla ilişkilidir. Alkali ve alkali toprak bazların fulvatları suda yüksek oranda çözünür ve kolayca profilden aşağı doğru hareket eder. FC'lerin önemli bir özelliği kalsiyumu sabitleyememeleridir. Bu nedenle asitli toprakların kireçlenmesinin 3-4 yılda bir düzenli olarak yapılması gerekir.

Hümik asitler, FA'nın aksine, kalsiyum ile birlikte az çözünen organomineral bileşikler (kalsiyum humatlar) oluşturur. Bundan dolayı topraklarda humus birikimli ufuklar oluşur. Topraktaki hümik maddeler, kimyasal toprak kirliliğinin tehlikeli etkilerini azaltan Al, Pb, Cd, Ni, Co gibi birçok potansiyel toksik metalin iyonlarını bağlar.

Orman topraklarında humus oluşum süreçlerinin kendine has özellikleri vardır. Ormandaki bitki çöplerinin ezici çoğunluğu, organik kalıntıların ayrışması için özel koşulların yaratıldığı toprak yüzeyine ulaşır. Bu bir yandan oksijene serbest erişim ve nemin dışarı çıkışı, diğer yandan nemli ve serin bir iklim, altlıktaki ayrıştırılması zor bileşiklerin yüksek içeriği, sızıntı nedeniyle hızlı bir kayıptır. Altlığın mineralizasyonu sırasında açığa çıkan bazların miktarı. Bu tür koşullar, organik kalıntıların dönüşüm süreçlerinde önemli rol oynayan toprak hayvanlarının ve mikrofloranın hayati aktivitesini etkiler: öğütme, toprağın mineral kısmıyla karıştırma, organik bileşiklerin biyokimyasal işlenmesi.

Organik kalıntıların ayrışmasına ilişkin tüm faktörlerin çeşitli kombinasyonları sonucunda, orman topraklarında üç tür (form) organik madde oluşur: mull, moder ve mor. Orman topraklarındaki organik maddenin formu, hem orman çöpünde hem de humus ufkunda bulunan tüm organik madde grubunu ifade eder.

Moradan moder ve mull'a geçiş sırasında toprak organik maddesinin özellikleri değişir: asitlik azalır, kül içeriği, bazlarla doygunluk derecesi, nitrojen içeriği ve orman çöpünün ayrışma yoğunluğu artar. Mulll tipi toprakta altlık, toplam organik madde rezervinin %10'undan fazlasını içermez ve mora tipinde altlık, toplam rezervin %40'ına kadarını oluşturur.

Mora tipi organik madde oluştuğunda, alttaki mineral ufkundan (genellikle E, EI, AY ufukları) iyi ayrılmış, üç katmanlı kalın bir çöp oluşur. Çöpün ayrışmasında esas olarak mantar mikroflorası rol alır. Solucan yok, reaksiyon kuvvetli asidik. Orman çöpü aşağıdaki yapıya sahiptir:

O L - anatomik yapıyı koruyan çöpten oluşan yaklaşık 1 cm kalınlığındaki üst tabaka;

OF - mantar ve bitki köklerinin hiphaları ile iç içe geçmiş, yarı ayrışmış açık kahverengi çöplerden oluşan, değişen kalınlıkta orta tabaka;

Oh - oldukça ayrışmış çöpün alt tabakası, koyu kahverengi, neredeyse siyah, lekeli, gözle görülür bir mineral parçacıkları karışımıyla.

Moder tipinde orman zemini genellikle iki katmandan oluşur. Zayıf ayrışmış çöp tabakasının altında, yaklaşık 1 cm kalınlığında iyi ayrışmış bir humus tabakası göze çarpıyor ve yavaş yavaş 7-10 cm kalınlığında açıkça tanımlanmış bir humus ufkuna dönüşüyor. Böcekler solucanları, çöpün ayrışmasında önemli bir rol oynar. Mikroflorada mantarlar bakterilere üstün gelir. Humus tabakasının organik maddesi kısmen toprağın mineral kısmıyla karışır. Altlığın reaksiyonu hafif asidiktir. Aşırı nemli orman topraklarında bitki çöplerinin ayrışma süreçleri engellenir ve içlerinde turba ufukları oluşur. Orman topraklarındaki organik maddenin birikimi ve ayrışma hızı, orijinal bitki kalıntılarının bileşiminden etkilenir. Bitki kalıntılarında ne kadar çok lignin, reçine, tanen ve daha az nitrojen olursa, ayrışma süreci o kadar yavaşlar ve altlıkta daha fazla organik kalıntı birikir.

Çöpün oluştuğu bitkilerin bileşiminin belirlenmesine dayanarak, orman çöpünün sınıflandırılması önerildi. N.N. Stepanov'a (1929) göre, aşağıdaki çöp türleri ayırt edilebilir: iğne yapraklı, küçük yapraklı, geniş yapraklı, liken, yeşil yosun, yosun otu, çimen, uzun yosun, sfagnum, ıslak çim, çimen bataklık ve geniş çimen.

Toprakların humus durumu- bu, toprak profilinde birikim, dönüşüm ve göç süreçleriyle oluşturulan ve bir dizi dış özelliğe yansıyan organik maddelerin bir dizi genel rezervi ve özelliğidir. Humus durumu göstergeleri sistemi, humusun içeriğini ve rezervlerini, profil dağılımını, nitrojen zenginleşmesini, humifikasyon derecesini ve hümik asit türlerini içerir.

Humus birikim seviyeleri biyolojik aktivite periyodunun süresi ile iyi bir uyum içindedir.

Organik karbonun bileşimi, hümik asit rezervlerinde kuzeyden güneye doğru doğal bir artış göstermektedir.

Kuzey Kutbu bölgesinin toprakları, düşük içerik ve küçük organik madde rezervleri ile karakterize edilir. Humifikasyon işlemi, toprağın biyokimyasal aktivitesinin düşük olduğu son derece elverişsiz koşullar altında gerçekleşir. Kuzey tayganın toprakları kısa bir süre (yaklaşık 60 gün) ve düşük düzeyde biyolojik aktivitenin yanı sıra zayıf bir mikroflora tür bileşimi ile karakterize edilir. Nemlendirme süreçleri yavaştır. Kuzey tayganın bölgesel topraklarında kaba humus tipi bir profil oluşur. Bu topraklarda humus birikimli ufuk pratikte yoktur; altlığın altındaki humus içeriği% 1-2'ye kadardır.

Güney tayganın çimenli-podzolik topraklarının alt bölgesinde, güneş radyasyonu miktarı, nem rejimi, bitki örtüsü, toprak mikroflorasının zengin tür bileşimi ve oldukça uzun bir süre boyunca yüksek biyokimyasal aktivitesi, bitki kalıntılarının daha derin bir dönüşümüne katkıda bulunur. Güney tayga alt bölgesinin topraklarının temel özelliklerinden biri çim sürecinin gelişmesidir. Birikimli ufkun kalınlığı küçüktür ve otsu bitki örtüsünün köklerinin büyük kısmının nüfuz derinliği ile belirlenir. Orman çimenli-podzolik topraklarında AY ufkunda ortalama humus içeriği %2,9 ile %4,8 arasında değişmektedir. Bu topraklardaki humus rezervleri küçüktür ve toprağın alt tipine ve granülometrik bileşimine bağlı olarak 0-20 cm'lik bir katmanda 17 ila 80 t/ha arasında değişir.

Orman-bozkır bölgesinde 0-20 cm tabakadaki humus rezervleri gri topraklarda 70 ton/ha ile koyu gri topraklarda 129 ton/ha arasında değişmektedir. Orman-bozkır bölgesinin çernozemlerindeki humus rezervleri 0-20 cm katmanda 178 t/ha'ya kadar, 0-100 cm katmanda ise 488 t/ha'ya kadardır. Çernozemlerin A ufkunda humus içeriği %7,2'ye ulaşır ve derinlikle birlikte giderek azalır.

Rusya'nın Avrupa kısmının kuzey bölgelerinde, turba topraklarında önemli miktarda organik madde yoğunlaşmıştır. Bataklık manzaraları esas olarak yağışın buharlaşmayı önemli ölçüde aştığı orman bölgesi ve tundrada bulunur. Turba kirliliği özellikle tayganın kuzeyinde ve orman-tundrada yüksektir. En eski turba yatakları, kural olarak, 12 bin yıla kadar sapropel yataklarının bulunduğu göl havzalarını işgal eder. Bu tür bataklıklarda turbanın ilk birikmesi yaklaşık 9-10 bin yıl önce meydana geldi. Turba en aktif olarak yaklaşık 8-9 bin yıl önce biriktirilmeye başlandı. Bazen yaklaşık 11 bin yıllık turba yatakları vardır. Turbadaki HA içeriği %5 ila %52 arasında değişir ve yüksek bataklıktan alçakta bulunan turbaya geçiş sırasında artar.

Humus içeriği toprağın çeşitli ekolojik fonksiyonlarıyla ilişkilidir. Humus tabakası gezegenin özel bir enerji kabuğunu oluşturur. humosfer. Humosferde biriken enerji, Dünya'daki yaşamın varlığının ve evriminin temelini oluşturur. Humosfer aşağıdaki önemli işlevleri yerine getirir: biriktirici, taşıma, düzenleyici, koruyucu, fizyolojik.

Toplama işlevi hümik asitlerin (HA) karakteristiği. Özü, canlı organizmaların en önemli besin elementlerinin hümik maddelerin bileşiminde birikmesinde yatmaktadır. Amin maddeleri formunda, tüm azotun% 90-99'una kadarı, fosfor ve kükürtün yarısından fazlası toprakta birikir. Bu formda potasyum, kalsiyum, magnezyum, jöle - 30 ve bitkiler ve mikroorganizmalar için gerekli olan hemen hemen tüm mikro elementler birikir ve uzun süre depolanır.

Taşıma işlevi Bunun nedeni hümik maddelerin metal katyonları ile karmaşık organomineral bileşikler oluşturabilmesi, ancak bunların çözünür olması ve jeokimyasal göç etme yeteneğine sahip olmasıdır. Çoğu mikro element ve fosfor ve kükürt bileşiklerinin önemli bir kısmı aktif olarak bu formda göç eder.

Düzenleme işlevi humik maddelerin hemen hemen tüm önemli toprak özelliklerinin düzenlenmesinde rol oynamasından kaynaklanmaktadır. Humus ufuklarının rengini ve bu temelde termal rejimlerini oluştururlar. Hümik topraklar her zaman az miktarda hümik madde içeren topraklardan çok daha sıcaktır. Humik maddeler toprak yapısının oluşumunda önemli rol oynar. Bitkilerin mineral beslenmesinin düzenlenmesinde görev alırlar. Topraktaki organik madde, bölge sakinleri tarafından ana besin kaynağı olarak kullanılır. Bitkiler azotun yaklaşık %50'sini toprak rezervlerinden alır.

Hümik maddeler birçok toprak mineralini çözebilir, bu da bitkilerin ulaşması zor olan bazı mineral besin elementlerinin harekete geçmesine yol açar. Toprakların katyon değişim kapasitesi, iyon-tuz ve asit-baz tampon kapasitesi ve redoks rejimi, topraktaki hümik maddelerin özelliklerinin miktarına bağlıdır. Toprağın fiziksel, su-fiziksel ve fiziksel-mekanik özellikleri humus içeriği ve grup kompozisyonu ile yakından ilişkilidir. İyi humuslu topraklar daha iyi yapılandırılmıştır, daha çeşitli mikroflora türlerine ve daha fazla sayıda omurgasız hayvana sahiptir. Bu tür topraklar daha geçirgendir, mekanik olarak işlenmesi daha kolaydır, bitki besin elementlerini daha iyi korur, emme kapasitesi ve tamponlama kapasitesi yüksektir ve mineral gübrelerin verimi daha yüksektir.

Koruyucu fonksiyon topraktaki humik maddelerin çeşitli olumsuz ekstrem durumlara karşı toprak biyotasını ve bitki örtüsünü koruması veya muhafaza etmesinden kaynaklanmaktadır. Humus bakımından zengin topraklar kuraklığa veya su basmasına daha iyi dayanabilir, sönme nedeniyle erozyona daha az duyarlıdır ve yüksek dozlarda veya mineralli su ile sulandığında tatmin edici özelliklerini daha uzun süre korur.

Hümik maddeler açısından zengin topraklar daha yüksek teknolojik yüklere dayanabilir. Ağır metallerle eşit toprak kirliliği koşulları altında, bunların chernozemler üzerindeki bitkiler üzerindeki toksik etkisi, çimenli podzolik topraklara göre daha az belirgindir. Hümik maddeler birçok radyonüklidi ve pestisiti oldukça sıkı bir şekilde bağlayarak bunların bitkilere girmesini veya diğer olumsuz etkilerini önler.

Fizyolojik fonksiyon hümik asitlerin ve tuzlarının tohum çimlenmesini teşvik edebilmesi, bitki solunumunu aktive edebilmesi ve sığır ve kümes hayvanlarının verimliliğini arttırabilmesidir.

Bir hata bulursanız lütfen metnin bir kısmını vurgulayın ve tıklayın. Ctrl+Enter.