Гумификация
В широком смысле термин включает процессы образования и накопления гумуса и близок к термину «гумусообразование».
В узком смысле гумификация — биохимические реакции, происходящие с участием микроорганизмов, преобразующие мёртвый органический материал в гуминовые вещества: гуминовые кислоты, гумины и фульвокислоты. Эти высокополимерные соединения подвергаются разложению («минерализации») гораздо медленнее, чем негуминизированные органические остатки и тем самым создают возможность для накопления органических веществ в почве.
Существует несколько гипотез образования гумусовых кислот, или механизмов гумификации. Наибольшее значение из них имеют конденсационные (полимеризационные) гипотезы и гипотезы окислительного кислотообразования.
Степень гумификации органического вещества — отношение количества углерода гумусовых кислот к общему количеству органического углерода почвы, выраженное в массовых долях.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Абиоти́ческий фа́ктор (др.-греч. α — отрицание, βίος — жизнь) — совокупность прямых или косвенных воздействий неорганической среды на живые организмы; подразделяется на физический (климат, орография), химический (состав атмосферы, воды, почвы). Приспособление растений и животных к жаре, холоду, атмосферному давлению, подводной глубине, зимняя или летняя спячка некоторых животных и прочее связано с абиотическими факторами.
660нм), другая — дальний красный (λ
730нм). Поглотив свет, фитохром переходит из одной формы в другую. Этот пигмент играет важную роль в ряде процессов, таких как цветение и прорастание семян.
Фитазы (мио-инозитол-1,2,3,4,5,6-гексакисфосфат-фосфогидролазы) – группа ферментов, относящихся к подклассу фосфатаз, осуществляющих высвобождение хотя бы одного фосфат-иона из молекулы фитиновой кислоты. В результате гидролиза фитиновой кислоты образуются низшие, т. е. содержащие менее шести остатков фосфорной кислоты, инозитолфосфаты, инозитол и неорганический фосфат, а также высвобождаются связанные с фитатами катионы.
Гумификация
Главный источник питания для растительных организмов – разлагающаяся в почве (и на ее поверхности) мертвая материя. Этот сложный и никогда не прекращающийся процесс получил название «гумификация». Термин объединяет в себе все биохимические этапы образования и накопления в почве органических питательных веществ – гумуса
Как образуется гумус
Растительная и животная органическая материя после отмирания попадает в почву и постепенно преобразуется в гумусовые вещества в результате сложного биологического, физико-химического процесса. Итог данной трансформации – образование гумуса, органического компонента почвы с черным или буроватым окрасом, определяющего плодородие ее верхнего слоя.
Источник гумуса в природе — это совокупность всех участников и факторов процесса.
Флора
Видовые группы растительности определяют химический состав гумусовых веществ на данной территории. Поэтому почвы в степях, хвойных или лиственных лесах сильно отличаются по структуре и цвету. Чем больше накапливается гумуса, тем плодороднее земля. Так, черноземы содержат до 12% гумуса, а подзолистые почвы – всего 1-2%.
Фауна
Животные-сапрофаги (те, что питаются гниющим органическим веществом – грибки, черви, нематоды, бактерии) преобразуют растительные отходы в гумус, пропуская их через свой пищеварительный тракт. Например, в кишечнике дождевых червей благоприятная среда для гумификации питательного субстрата, поэтому их отходы жизнедеятельности так богаты гуминовыми веществами. На каждый гектар плодородного слоя приходится несколько тонн сапрофагов.
Жизнедеятельность животных-биофагов, питающихся живыми организмами, также оказывает влияние на гумусообразование. Их фекалии – это очаги размножения почвообразующих сапрофагов.
Условия среды
Благоприятные факторы для гумификации – щелочная среда, ограниченный доступ кислорода, влажность 60-80%, оптимальная для сапрофагов температура, наличие азотсодержащих соединений. При недостатке влаги или прохладных температурах процесс протекает медленно, и в таких условиях подавляющая часть органики минерализуется, а гумуса накапливается мало.
На скорость гумусообразования влияет и состав почвы (проницаемость для воздуха, воды и тепла). В слишком рыхлом, песчаном субстрате частички веществ быстро минерализуются, не успевая образовать прочные молекулярные связи.
Гумификация происходит не только в почвах, но и в воде, иле, торфе и иных твердых горючих ископаемых. Это глобальный процесс трансформации органических остатков в новые питательные вещества для следующих поколений растительности.
Этапы гумусообразования
Гумификация происходит поэтапно:
Этапы гумификации протекают неравномерно. Часть органических останков минерализуется, то есть распадается до конечных продуктов – воды, простых солей и углекислоты. Остальные переходят в новую форму веществ со сложной молекулярной структурой, устойчивой к дальнейшему разложению. Классифицируют их, как гумин, фульво- и гуминовые кислоты. Они жизненно необходимы для питания, стимуляции роста и развития растительности.
Если наука подробно изучила механизм минерализации, то процесс образования гуминовых веществ пока остается загадкой. Их молекулы не имеют единой схемы строения, а состав не стабилен (гумусовые кислоты быстро вступают в химические реакции). Из-за этого структура гумуса постоянно меняется, когда в почву поступают новые органические материалы.
Заключение
Процесс гумификации – это образование новых питательных веществ из продуктов разложения органического субстрата. Он выполняет основополагающую функцию для эволюции материи в природе и продолжения жизни на Земле.
Гумификация
Смотреть что такое «Гумификация» в других словарях:
гумификация — гумификация … Орфографический словарь-справочник
ГУМИФИКАЦИЯ — (лат.). Процесс образования гумуса. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. гумификация (лат. humus (humi) земля, почва + facere делать) превращение продуктов разложения органических остатков в гумусовые… … Словарь иностранных слов русского языка
Гумификация — [humus земля, facio делаю] процесс микробиологического разложения орг. вещества растительных и животных остатков во влажной среде и при затрудненном доступе кислорода. Приводит к образованию гумуса темноокрашенного бесструктурного вещества… … Геологическая энциклопедия
гумификация — Превращение растительных и животных остатков и микроорганизмов, а также продуктов их жизнедеятельности в почве в гумусовые вещества. [ГОСТ 20432 83] [ГОСТ 27593 88] гумификация Процесс превращения растительных и животных остатков в специфические… … Справочник технического переводчика
гумификация — сущ., кол во синонимов: 1 • разложение (47) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
гумификация — Процесс превращения растительных и животных остатков в гумус под влиянием распада и окисления … Словарь по географии
ГУМИФИКАЦИЯ — и; ж. [от лат. humus земля, почва и facere делать] Биол. Биохимический процесс превращения продуктов разложения органических остатков в гумус при участии микроорганизмов, влаги и кислорода атмосферы. * * * ГУМИФИКАЦИЯ ГУМИФИКАЦИЯ (от лат. humus… … Энциклопедический словарь
гумификация — humifikacija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Cheminis procesas, kai organinės medžiagos tarpiniai irimo produktai virsta stambiamolekuliais junginiais – humuso rūgštimis ir jų druskomis. atitikmenys: angl. humification vok.… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
Гумификация — 84. Гумификация По ГОСТ 20432 Источник: ГОСТ 27593 88: Почвы. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Гумификация
Гумифика́ция — это процесс образования специфических гумусовых веществ в результате трансформации органических остатков.
В широком смысле слова под гумификацией понимают совокупность процессов превращения исходных органических веществ в гуминовые кислоты и в фульвокислоты и процессов, определяющих уровень накопления и соотношения этих кислот в почве.
Было предложено несколько гипотез образования гумусовых кислот, или механизмов гумификации. Наибольшее значение из них имеют конденсационные (полимеризационные) гипотезы и гипотезы окислительного кислотообразования.
Степень гумификации органического вещества [1] — отношение количества углерода гумусовых кислот к общему количеству органического углерода почвы, выраженное в массовых долях.
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Гумификация» в других словарях:
гумификация — гумификация … Орфографический словарь-справочник
ГУМИФИКАЦИЯ — (лат.). Процесс образования гумуса. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. гумификация (лат. humus (humi) земля, почва + facere делать) превращение продуктов разложения органических остатков в гумусовые… … Словарь иностранных слов русского языка
Гумификация — [humus земля, facio делаю] процесс микробиологического разложения орг. вещества растительных и животных остатков во влажной среде и при затрудненном доступе кислорода. Приводит к образованию гумуса темноокрашенного бесструктурного вещества… … Геологическая энциклопедия
гумификация — Превращение растительных и животных остатков и микроорганизмов, а также продуктов их жизнедеятельности в почве в гумусовые вещества. [ГОСТ 20432 83] [ГОСТ 27593 88] гумификация Процесс превращения растительных и животных остатков в специфические… … Справочник технического переводчика
гумификация — сущ., кол во синонимов: 1 • разложение (47) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
гумификация — Процесс превращения растительных и животных остатков в гумус под влиянием распада и окисления … Словарь по географии
ГУМИФИКАЦИЯ — и; ж. [от лат. humus земля, почва и facere делать] Биол. Биохимический процесс превращения продуктов разложения органических остатков в гумус при участии микроорганизмов, влаги и кислорода атмосферы. * * * ГУМИФИКАЦИЯ ГУМИФИКАЦИЯ (от лат. humus… … Энциклопедический словарь
гумификация — humifikacija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Cheminis procesas, kai organinės medžiagos tarpiniai irimo produktai virsta stambiamolekuliais junginiais – humuso rūgštimis ir jų druskomis. atitikmenys: angl. humification vok.… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
Гумификация — 84. Гумификация По ГОСТ 20432 Источник: ГОСТ 27593 88: Почвы. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Органическое вещество почвы: описание и влияние на плодородие
В пределах почвенного профиля присутствуют разнообразные минеральные и органические вещества. Почва в своем составе имеет как живую биомассу, так и всевозможные химические соединения. Без знания их свойств агроном не сможет эффективно управлять плодородием и увеличивать урожайность. Поэтому изучение органических и минеральных веществ почвы издавна привлекает внимание специалистов сельского хозяйства. В последние годы особенно возрос интерес к исследованию растительных и животных остатков в составе верхнего слоя суши. В нашей статье речь тоже пойдет об этом.
Определение и источники
Вам будет интересно: Как подобрать рифму к имени Сережа
Итак, органическое вещество почвы – это совокупность всей живой биомассы в форме гумуса и остатков растений и животных. Оно играет ключевую роль в формировании свойств почвенного слоя, с которыми связаны фитосанитарные функции и развитие плодородия.
Главными источниками органического вещества в почве выступают отмершие растения в виде корневой и надземной масс. В меньшем количестве поступают остатки фауны. Их соотношение зависит от местных условий и состава зональной растительности. Так, для почв тундры характерна небольшая доля органических остатков. Затем к тайге, лесам и лесостепям она нарастает. При переходе в степную зону опад сокращается вследствие сухого климата, зато возрастает доля корнеопада. В пустынных областях доля органических остатков минимальна, а в лесах тропиков и субтропиков она снова резко увеличивается.
Вам будет интересно: Высшая школа перевода (ВШП) МГУ
Характер поступления опада в почву
Наиболее быстро гумификации и минерализации подвергается опад, который богат основаниями (магнием, кальцием) и веществами, легкодоступными для микроорганизмов (аминокислотами, белками, растворимыми углеводами). Растительные остатки, содержащие много смол, лигнина и дубильных веществ, разлагаются медленно. Что касается опада культурных растений, среди них быстрее всего трансформации подвергаются остатки бобовых трав, а медленнее всего — солома злаковых трав.
Гумификация
Вам будет интересно: Что такое ластик? Значения слова
Поступая в почву, органические остатки претерпевают разные превращения, в том числе биохимические изменения под влиянием микроорганизмов и измельчение почвенной фауной. Основным направлением таких превращений выступает гумификация. В настоящее время выделяют три варианта ее процесса.
Характеристики состава
Образование органического вещества почвы происходит путем соединения органических остатков отмерших организмов и продуктов их гумификации. К первой группе относятся видимые невооруженным глазом части растений и животных, а также небольшая доля веществ тех или иных классов органических соединений (углеводов, аминокислот, белков, дубильных веществ, сахаров, ферментов).
Вам будет интересно: Абсолютная высота и относительная высота в географии
Фульвокислоты являются наиболее растворимой и менее сложной по строению группой. У них более низкие молекулярные массы и высокая миграционная способность. Это самая светлоокрашенная часть гумуса, преобладающая в подзолистых, красноземных и сероземных почвах тропиков. Гумин — вещество, неэкстрагируемое из почвенного слоя щелочами и кислотами. Наиболее прочно он связан с глинными минералами. Гуминовые кислоты — нерастворимая часть гумуса, характеризующаяся более сложным строением, высокими молекулярными массами и повышенным содержанием углерода. Они преобладают в каштановых, дерновых, черноземных и серых лесных почвах.
Лабильная и стабильная группы
Помимо вышеизложенных характеристик состава органического вещества почвы, существует его разделение на лабильную и стабильную части. Первую составляют подвижные формы гумуса (водорастворимые и слабо закрепленные минералами вещества), предгумусовая фракция и растительные остатки. Лабильная группа выступает в качестве основного источника пищи и энергии для почвенной биоты. Также установлено, что остатки растений улучшают физико-механические свойства слоя почвы.
Стабильную группу составляют гумусовые вещества, которые прочно закреплены соединениями минералов (гуминово-глинистыми комплексами, гуматами кальция и др.). Это медленно минерализующаяся, устойчивая часть органического вещества почвы. Чтобы она полностью обновилась, нужны тысячелетия. Стабильный гумус является потенциальным резервом разных элементов питания, но его наибольшее агрономическое значение состоит в формировании благоприятных физико-механических и водно-воздушных свойств почвы, а также выполнении ей санитарно-защитных функций.
Роль органического вещества в почве
Большое число элементарных почвенных процессов происходит при участии гумусовых веществ. Это элювиальные, биогенно-аккумулятивные, метаморфические и другие ЭПП. Запасы, состав и содержание органического вещества в почве служат главными показателями плодородия и влияют на все ее свойства и режимы.
Живая биомасса является источником зольных элементов и азота, необходимых для питания растений. Часть этих веществ усваивается флорой в ходе ионообменных реакций или находится в поглощенном состоянии. Другая часть становится доступной растениям после высвобождения и минерализации органических веществ.
В почве гумус выступает как оптимизатор физико-химических свойств. Более гумусированные слои обладают высокой буферностью к окислению-восстановлению, кислотно-основным воздействиям и действию токсикантов. Катионы, поглощенные органо-минеральными коллоидами, становятся доступными для растений и интенсивно их питают.
Также органическое вещество воздействует на структуру, механические и физические свойства почв. Чем выше гумусированность, тем ниже плотность, лучше структура и водопрочность структурных агрегатов, более оптимизированы твердость, пластичность, липкость и удельное сопротивление. За счет гумуса почва получает темную окраску, что содействует поглощению тепла.
Влияние на плодородие
Органическое вещество почвы играет ведущую роль в ее биологическом режиме, способствует сохранению в ней микроорганизмов и создает для их функционирования комфортные условия. Высокая биологическая активность почвенного слоя ведет к снижению патогенных микроорганизмов и ускорению микробиологической деградации пестицидов.
Переработка растительного опада
Не менее важны в формировании гумуса отмирающие корни. По их массе на первом месте идут луговые степи и широколиственные леса, затем – субтропические и влажные тропические леса и, наконец, пустыни. Высокий запас отмирающих корней под степной травяной растительностью обусловлен преобладанием там тонких и легко разлагающихся растений. Этот гумус обеспечивает высокое плодородие черноземных степных почв.
Факторы, влияющие на гумусообразование
Содержание органического вещества в почве во многом зависит от температуры. Этим объясняется недостаток гумуса в тропических зонах, где при большой влажности и высоких температурах сапротфоры мощно перерабатывают остатки. В тундре, напротив, активность гетеротрофных организмов очень мала, и растительные остатки практически не разлагаются.
Там, где минерализация органического вещества происходит быстро, минеральные элементы в короткие сроки высвобождаются и вновь становятся доступны зеленым растениям. Это обусловливает формирование большой фитомассы, но и повышенный риск вымывания из почвы минеральных веществ.
Биологический цикл
Плодородие во многом зависит от того, насколько быстро в почву возвращаются отнятые у нее элементы. Некоторые вещества теряются, уходя через сток с дренирующими водами или попадая в атмосферу. Но такие процессы, как фиксация азота, отложение пыли, продолжающееся выветривание, частично восстанавливают утраченные элементы.
В целом зеленые растения больше отдают почве, нежели берут от нее. Они выводят относительно не много растворенных соединений, а возвращают значительную массу органических веществ: лигнин, жиры, целлюлозу, сахара, крахмал, протеины и так далее. Благодаря этому возможность развиваться в почве получают многие животные и организмы, питающиеся этими животными.
В заключение
Итак, органическое вещество почвы, по сути, представляет собой комплекс живой биомассы, входящей в ее состав. Присутствие органических соединений отличает почву от материнских пород. Живая биомасса формируется в результате разложения животного и растительного материалов и является важнейшим звеном обмена веществ неживой и живой природы. Органическое вещество почвы во многом определяет ее биологические, химические и физические свойства, а также плодородие.
