Органическое вещество почвы. Сравнительная характеристика органического вещества почв таёжной и степной зон

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

Географический  факультет

Кафедра почвоведения и геологии

Специальность «Геоинформационные системы военного назначения» 
 
 

ОРГАНИЧЕСКОЕ  ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВ ТАЕЖНОЙ И ЛЕСНОЙ ЗОН

 (Курсовая  работа) 
 
 
 

Курсанта  1-го курса

Купцевича П.А. 

Научный руководитель

преподаватель Германович Т.М.

Оценка________________

Дата  защиты___________

Подпись научного

руководителя__________ 
 
 
 
 
 
 
 

Минск

2010 
 
 

АННОТАЦИЯ

УДК  

    Купцевич  П.А.Органическое вещество почвы. Сравнительная  характеристика органического вещества почв таёжной и степной зон (курсовая работа). – Мн., 2010. – 26 с.

    Органическое вещество, гумус, плодородие, почвенный покров, почвенный раствор.

    В данной работе дается описание природных  компонентов, являющихся источником органического  вещества в почве. Определяется состав, свойства и функции гумуса. Описывается влияние природных условий на характер и скорость гумусообразования. Раскрывается роль органического вещества в плодородии и питании растений и пути регулирования содержания гумуса в почве. Сравнивается органическое вещество почв таёжной и степной зоны.

    Библиогр.   назв., табл.   , рис.

    АНАТАЦЫЯ 
 
 
 
 
 
 
 
 

    SUMMARY 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………….....4

Глава 1. Источники органического вещества в почве………………………...5

Глава 2. Гумус, его состав, свойства и функции……………………………..10

           2.1. Состав гумуса……………………………………………………….11

2.2. Влияние природных условий на характер и скорость   гумусообразования……………………………………………………….13

           2.3. Свойства и функции гумуса………………………………………..15

Глава 3. Роль органического вещества в плодородии и питании растений

     и пути регулирования содержания гумуса в почве…………………….18

Глава 4. Сравнительная характеристика органического вещества почв    таежной и степной зон…………………………………………………..20

Заключение……………………………………………………………………...24

Список использованных источников………………………………………….25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

    Органическим веществом считается все, что относится к растительным и животным остаткам. Органическое вещество является основой плодородия почв, оно служит своеобразным резервом необходимых растениям питательных веществ, оказывает большое влияние на структуру почвы, является источником энергии для многих полезных микроорганизмов. За счет разложения органического вещества почвы в приземный слой воздуха выделяется углекислый газ, который используется растением для создания урожая при достаточном освещении, влажности и температуре воздуха и почвы. В почве органическое вещество разлагается под влиянием микроорганизмов при наличии воздуха, благоприятной влажности и температуры, образуя перегной, или гумус. Таким образом, органическое вещество является важной составляющей почвенного покрова Земли и оказывает существенное влияние на почвенные процессы.

    Основываясь на вышесказанном, целью данной работы поставлено изучение органического вещества почвы.

В течение написания работы выполняются следующие задачи:

    описание источников органического вещества в почве, а также изучение его преобразований и состава;

изучение роли гумуса в почве, а также его состава, свойств и функций;

    изучение влияния органического вещества на плодородие почв и описание возможных путей регулирования содержания гумуса в почве.

    Для выполнения задач были использованы рекомендованные литературные источники. На все использованные источники и авторские выводы имеются ссылки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОЧВЕ 

    Главная особенность химического состава почв – присутствие органических веществ, особенно гумусовых, разнообразие форм различных элементов и их непостоянство во времени. Минеральная часть обычно 80-90% массы почв (в органогенных – 10% и менее). По сравнению с литосферой в почве в 20 раз больше углерода и в 10 раз азота, что связано с деятельностью микроорганизмов.

    Органическое вещество почвы образуется из отмерших остатков растений, микроорганизмов, почвенных животных и продуктов их жизнедеятельности. Первичное органическое вещество, поступившее в почву, подвергается сложным превращениям, включающим процессы разложения, вторичного синтеза в форме микробной плазмы и гумификации. Сочетание названных процессов приводит в биологически активных почвах к образованию сложной смеси органических веществ, состоящей из малоразложившихся растительных и животных остатков с сохранившейся первоначальной структурой; промежуточных продуктов разложения органических и животных остатков (например, лигнина); собственно гумусовых веществ, образовавшихся путем микробного синтеза или остаточного происхождения; растворимых органических соединений, которые более или менее быстро минерализуются до простых минеральных соединений (Н₂О, СО₂ и др.) или участвуют в синтезе собственно гумусовых веществ. Органическое вещество, консервирующее энергию солнца в химически связанной форме – единственный источник энергии для развития почвы, формирования ее плодородия.

    Основным источником органического вещества в почве служат зеленые растения, которые ежегодно оставляют в почве и на ее поверхности большое количество органического вещества – растительный опад. В почву поступают не только органические остатки отмерших растений, но и продукты их микробиологической трансформации. Биологическая продуктивность растений широко варьирует и находится в пределах от 1-2 т/год сухого органического вещества (тундра) до 30-35 т/год (влажные субтропики). При сельскохозяйственном использовании в почву поступает растительных остатков от 2-3 т/год (пропашные культуры) от 7-9 т/год (многолетние травы) [1]. Практически все органическое вещество почвы подвергается микробиологической обработке, конечными продуктами которой являются минеральные соединения. Промежуточные продукты такой трансформации - гумусовые вещества, их производные, органические вещества негумусовой природы [10,14].

    Растительный опад различается не только количественно, но и качественно. В хвойных лесных растительных ассоциациях основная часть опада, поступающая непосредственно на поверхность почвы, содержит много лигнина, дубильных веществ, восков, смол. Такой опад разлагается преимущественно грибной микрофлорой, так как грибы принимают самое активное участие в разложении грубых органических остатков, поступающих в почву.

    Растительный опад широколиственных лесов богаче белком, углеводами, минеральными веществами. В его разложении принимает участие как грибная, так и бактериальная микрофлора.

    В травянистых формациях более половины растительного опада поступает непосредственно в почву с отмершими корнями растений. Корни травянистой растительности отмирают ежегодно. Такой опад богат белком, углеводами, целлюлозой. Основной группой микроорганизмов, разлагающей такой опад, являются бактерии.

    Источником органических веществ в почве служат также отмирающие микроорганизмы, мхи, лишайники, животные, населяющие почву, но первичный и основной источник органического вещества, из которого образуются гумусовые вещества, остатки зеленых растений в виде корней и наземного опада.

    Таким образом, основным источником первичного органического вещества, поступающего в почву под естественной растительностью, являются остатки растений. Они ежегодно удобряют почву и распределяются наиболее равномерно. В них содержатся все макро- и микроэлементы, необходимые растениям. На пахотных же почвах с отчуждением большей части урожаев полевых культур источником органического вещества служат надземные и корневые остатки растений, а также вносимые в почву органические удобрения. Растительные остатки разделяют на три группы:

1. -пожнивные остатки растений (стерня, сидерат);
2. - листостебельные (столоны);
3. - корневые.

    Корневые остатки растений представлены корнями растений, корнеплодами и луковицами трав. Размеры корневых остатков высшей растительности варьируются в рамках от 0,1 т/га в год в холодных и горячих пустынях до 25,0 т/га во влажных субтропических и тропических лесах, в степях – в среднем 10,0 – 14,0 т/га [3]. Корни растения еще при их жизни активно участвуют в почвенных процессах. Разветвляясь, они контактируют с почвенными частицами и тем самым способствуют равномерному распределению органического вещества и образованию структурных агрегатов.

    В почве при выращивании растений происходят одновременно два противоположных процесса: синтез, накопление органического вещества, и его разрушение. Интенсивностью обоих процессов, их соотношением определяются конечные результаты [6].

    Наряду с количеством растительных остатков имеет значение их химический состав и скорость разложения в почве. Химический состав поступающих в почву органических остатков во многом зависит от типа отмерших растений.

    Большую часть массы поступающих в почву органических веществ составляет вода. На ее долю приходится до 75 – 90% массы [11]. В состав сухого вещества входят углеводы, белки, жиры воски, смолы, липиды, дубильные вещества и многие другие соединения. Все это высокомолекулярные органические вещества. Так, молекулярная масса белков колеблется в пределах 10⁵ – 10⁶, полисахаридов до 10⁶.

    Помимо органических соединений органические остатки содержат некоторое количество зольных элементов (элементов минерального питания растений, входящих в ППК и образующих водорастворимую часть гумуса). Основную массу золы составляют кальций, магний, кремний, калий, натрий, фосфор, сера, железо, алюминий, марганец, хлор.

    Зола древесных растений богаче кальцием, травянистых – калием. Содержание кремнезема колеблется от 10 до 70%, фосфора – от 2 до 10% от массы золы [7].

    Микроэлементы встречаются в весьма малых количествах. Это бор, цинк, йод, фтор, молибден, кобальт, медь и др. Наибольшей зольностью обладают остатки злаков и бобовых растений, наименьшей – разлагающаяся древесина хвойных пород (в условиях Беларуси – в первую очередь сосны). Среднюю зольность имеет перегнивающая древесина лиственных пород (ольхи, дуба), а также лугового разнотравья.

    На ход и скорость разложения влияют, во-первых, внешние условия среды: влажность, температура, рН почвы, содержание в ней кислорода и питательных веществ и, во-вторых, химический состав растительных остатков. Превращение первичного органического вещества в почве проходит в несколько этапов. На первом этапе происходит химическое взаимодействие между отдельными химическими веществами отмершего растения (например, ароматические соединения клеточных оболочек могут вступать в химические реакции с белками растительных клеток), которое можно значительно ускорить за счет биологических и минеральных катализаторов.

    На втором этапе происходят механическая подготовка и перемешивание с почвой растительных остатков с помощью почвенной фауны [17]. Нельзя отрицать и определенную биохимическую подготовку первичного органического вещества к микробному разложению при прохождении растительной массы через желудочно-кишечный тракт почвенных животных (к примеру, дождевых червей).