Органо – минеральные соединения в почвах

Преобладающая часть гуминовых веществ в почвах находится в форме органо-минеральных соединений. Они придают гуминовым веществам устойчивость к разложению и минерализации и обеспечивают длительное существование в течение сотен и тысяч лет.

По характеру взаимодействия выделяют 3 группы органо-минеральных соединений:

I. Простые гетерополярные соли. К ним относятся гуматы и фульваты аммония, щелочных и щелочноземельных металлов. Механизм образования заключается в обменной реакции между водородом кислых функциональных групп гумусовых кислот и катионами почвенного раствора. Гуматы и фульваты щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде. Гуматы Са – не растворимы, а Mg - частично. При высыхании образуют водопрочные гели. Они принимают участие в формировании водопрочной структуры почвы. Фульваты Са и Mg растворимы в воде при всех значениях рН, кроме сильнощелочных (рН > 10). Растворимость солей гуминовых кислот характеризует их подвижность в почвенном профиле и участие в аккумулятивных процессах.

II. Комплексно-гетерополярные соли. Образуются при взаимодействии гумусовых кислот с поливалентными металлами (Fe, Al, Cu, Zn, Ni). Металл в комплексно-гетерополярных солях входит в анионную часть молекул и не способен к обменным реакциям. Поливалентные металлы в составе комплексов присутствуют в форме ионов. Характерной особенностью этих соединений являются остаточная емкость катионного обмена щелочных и щелочноземельных металлов за счет оставшихся свободных карбоксильных и фенолгидроксильных групп. Емкость связывания железа в комплексно – гетерополярные соли в моделях опыта достигала 150 мг/г для ГК и 250 мг/г для ФК. Для алюминия в 2-3 раза ниже. Миграционная способность Fe- и алюмо-гумусовых солей зависит от состава обменных катионов, замещающих Н свободных функциональных групп, степени гидратации, степени насыщенности металлом и природы гумусовых веществ. Более подвижными являются комплексно-гетерополярные соли ФК и неспецифических кислот (щавелевой, уксусной, муравьиной и т.д.).

III. Адсорбционные органо-минеральные соединения. Образуются путем сорбции гумуса на поверхности твердых частиц почвы. К ним относятся Al – и Fe- гумусовые сорбционные комплексы, глино- и кремнегумусовые комплексы. Al – и Fe-гумусовые комплексы образуются путем сорбции гумусовых кислот гелями оксидов железа и алюминия. При этом образуются пленки на поверхности твердых частиц и конкреции.

Глиногумусовые комплексы образуются в процессе склеивания поверхностей гумусовых кислот и их органо-минеральных производных с поверхностями глинистых минералов. Склеивание может происходить в результате ионного обмена, хемосорбции и др. Эти процессы играют большую роль в формировании гумусовых горизонтов, их структурного состояния и оказывают влияние практически на все свойства и режимы почв.

Гумусообразование - это процесс формирования динамичной системы органо- минеральных соединений в профиле почв, соответствующей экологическим условиям ее функционирования. Общая схема гумусообразования дана по Л.Н. Александровой (1980):

Растительные Микроорганизмы, Минеральная

остатки животныечасть

Разложение, гидролиз, Белки, углеводы Органо-минер.

окислительно - восстано- соединения

новительные реакции

Микробный

синтез

Промежуточные про-

дукты распада ______ Гумификация

Минерализация Гумусовые кислоты

Продукты Вымывание Вынос Закрепление в

минерализации и удаление в почве

атмосферу

Использование растениями

в биологическом круговороте

Схема гумусообразования по Л.Н. Александровой (1980)

Гумусообразование включает следующие процессы формирования и эволюции органопрофиля почв: 1) разложение свежих органических веществ, минерализация и гумификация, образование гумусовых веществ; 2) минерализация гумусовых веществ, взаимодействие органических веществ с минеральной частью почвы, миграция и аккумуляция органо- минеральных соединений.

Морфология гумуса.