Почвенный гумус состоит из следующих основных групп органических веществ: гуминовые кислоты; фульвокислоты; гумины; органо-минеральные производные гумусовых кислот.
Гуминовые кислоты. Это высокомолекулярные азотосодержащие органические вещества, образующиеся при разложении отмерших растений и гумификации, окрашенные в черный или коричнево-черный цвет. В состав гуминовых кислот входят (% по массе): углерод – 52-62, водород –2,8-6,6, кислород- 31-40, азот- 2-6
При взаимодействии с катионами аммония, щелочных и щелочноземельных металлов гуминовые кислоты образуют соли – гуматы. Гуматы обладают различными свойствами. Соли аммония, натрия и калия хорошо растворимы в воде. Они легко мигрируют по почвенному профилю с током атмосферных осадков. Гуматы калия и магния нерастворимы в воде и образуют в почве водопрочные гели, за счет клеящей и цементирующей способности которых формируется водопрочная структура почвы. Основная масса гуминовых кислот представлена гелями, прочно связанными с минеральной частью почвы.
Фульвокислоты. Это азотосодержащие высокомолекурярные органические кислоты, которые от гуминовых отличаются светлой (желтой, оранжевой) окраской, более низким содеражанием углерода, растворимостью в кислотах.
Фульвокислоты имеют сильнокислую реакцию и хорошо растворимы в воде. Благодаря этому они энергично разрушают минеральную часть почвы, причем степень их разрушительного действия определяется уровнем содеражания геминовых кислот. Гуминовые кислоты как бы ингибируют агрессивность фульвокислот.
Гумины. Это часть гумусовых веществ, которые нерастворимы ни в одном растворителе. Они представлены комплексом гуминовых, фульвокислот и их органо-минеральных производных, прочно связанных с минеральной частью почвы.
В зависимости от водно-воздушного режима гумусообразования протекает в аэробных или анаэробных условиях. При влажности почвы 60-80% от полной влагоемкости и температуре 25-300С разложение растительных остатков протекает весьма интенсивно. Промежуточные продукты разложения органического вещества быстро минерализуются, высвобождается значительное количество элементов минерального питания, но гумуса накапливается мало. То есть в таких условиях процессы минерализации доминируют на процессами гумификации.
При постоянном и значительном недостатке влаги количество растительного опада невелико, процессы трансформации замедлены. Это приводит к накоплению гумуса в небольших количествах.
При постоянном избытке влаги (анаэробные условия) процессы гумусообразования замедляются, особенно если избыток влаги сочетается с низкими температурами. В разложении растительных остатков участвуют анаэробные бактерии. Промежуточные продукты разложения содержат много низкомолекулярных органических кислот и восстановленных газообразных продуктов. Эти соединения подавляют микробиологическую активность, в результате чего разложение растительных остатков замедляется, происходит скопление полуразложившихся остатков, частично сохранивших анатомическое строение, - торфа.
Условия синтеза гумуса
Для поддержания структуры почвы с прочными комочками-агрегатиками - "зернами" и для повышения содержания гумуса необходимы следующие условия:
Во-первых, растительные и прочие органические вещества, служащие исходным материалом для синтеза гумуса должны поступать внутрь почвы. Это могут быть органические удобрения, растительные и послеуборочные остатки, и корневые выделения живых растений. (Именно корневыми выделениями Т. Угарова объясняет возрастание плодородия почвы в методе Митлайдера даже без внесения органики, лишь при хорошем сбалансированном минеральном питании растений и хорошем фотосинтезе.) Любители кислорода, аэробные бактерии и другие микроорганизмы разрушают органическое вещество в поверхностном слое почвы для своих нужд.
Во-вторых, необходимы локальные условия для жизни и деятельности анаэробных микроорганизмов, которые для этого превращают поступающую от аэробов полуразрушенную растительную органику в специальный клей - "свежий" гумус, прочно скрепляющий почвенные частицы в зерна - образуя устойчивые к воде комочки-агрегатики, (т.е. гумус с преобладающими водоотталкивающими свойствами). Вот внутри этих комочков почвы (агрегатов) анаэробы и создают себе комфортные условия с недостатком кислорода. А любители кислорода, поставляющие частично разрушенное органическое вещество живут снаружи этих почвенных зерен-агрегатов. А почва, в результате такого симбиоза, становится зернистой (структурной), т.е. "культурной" и плодородной.
