Процеси і фактори гумусоутворення

Процес гумусоутворення - це сума біологічних процесів, в яких провідна роль належить синтезу перегнійних речовин (гумусових кислот). В грунті 80 – 90% органічної речовини складає гумус.

Процес гумусоутворення (ПГ) – сукупність процесів розкладення органічних залишків і синтезу вторинних форм за рахунок діяльності мікроорганізмів та їх гуміфікація.

ПГ включає наступні процеси:

- руйнування органічної залишків;

- гідроліз органічних залишків;

- окисло-відповідно процеси;

- мінералізація;

- консервація;

- гуміфікація.

Потрапляючи до грунту органічні рештки піддаються різним механічним, біохімічним, фізико-хімічним перетворенням. Під дією ґрунтової фауни, флори, мікроорганізмів рештки втрачають свою анатомічну будову, складні органічні сполуки трансформуються в простіші і більш рухомі, тобто в проміжні продукти розкладу.

Після першого етапу розкладу органічних решток – їх фізичного руйнування, наступний етап – гідроліз органічних речовин: білки розщеплюються на пептиди, а потім на амінокислоти; вуглеводи такі як целюлоза, крохмаль – на моносахариди; жири – на гліцерин і жирні кислоти; лігнін, смоли, дубильні речовини – на ароматичні сполуки. Третій етап розкладу окисно-відновні процеси, що за допомогою ферменту оксиредуктази викликають повну мінералізацію органічних речовин.

Мінералізація органічних речовин – процес розкладу органічних сполук до вуглекислоти, води та простих солей. В результаті цього процесу елементи азотного і зольного харчування рослин (N, P, K, Mg, S, Ca) переходять у розчинні доступні для рослин сполуки і споживаються ними.

Консервація – процес розкладу органічних залишків в умовах нестачі кисню, при цьому швидкість всіх процесів уповільнюється, анаеробні мікроорганізми виділяють метан, водень, які пригнічують мікробіологічну активність, гумусоутворення майже не відбувається, залишки консервуються у вигляді торфу (болотні грунти).

Гуміфікація – синтез гумусових речовин.

Рівень гуміфікації органічних решток залежить від багатьох факторів, це:

- кількість і хімічний склад рослинних решток;

- водний і повітряний режим грунту;

- склад ґрунтових мікроорганізмів;

- реакція ґрунтового розчину;

- гранулометричний склад тощо.

Повне співвідношення данних факторів і їх взаємодія зумовлюють певний тип гуміфікації органічних решток: фульватний, гуманно-фульватний, фульватно-гуматний і гуматний.

Водно-повітряний режим як фактор гумусоутворення.

1. В аеробних умовах можливі варіанти:

а) при достатній кількості вологи, t = 25–30^oC – розклад і мінералізація йдуть інтенсивно, тому гумусу утворюється мало;

б) при нестачі вологи утворюється мало органічної маси взагалі, сповільнюються її розклад та мінералізація, гумусу утворюється мало.

2. В анаеробних умовах при постійному надлишку води і нестачі кисню уповільнюється розклад органічних залишків, зменшується мікробіологічна активність, утворення гумусу слабке, органічні залишки не переробляються, а консервуються у вигляді торфу.

3. Зміна оптимальних гідротермічних умов із деяким періодичним висушуванням грунту – найбільш сприятливий варіант для гумусоутворення, йде поступовий розклад органічних залишків, достатньо енергійна гуміфікація, гумус закріплюється в грунті в посушливі періоди (чорноземи).

Характер рослинності є потужним фактором, що впливає на гумусоутворення.

Трав’яниста рослинність щорічно відмирає, що дає найбільший рослинний опад, в основному – безпосередньо в грунті у вигляді кореневих залишків. Це сприяє швидкому з’єднанню продуктів їх розкладу з мінеральною частиною й захисту від надлишкової мінералізації – вміст гумусу в грунті збільшується. Хімічний склад трав’янистої рослинності, багатої на білки, вуглеводи, кальцій, сприяє її швидкому розкладу і утворенню м’якого гумусу – найбільш цінного його типу.

Дерев’яниста рослинність збагачена восками, смолами, дубильними речовинами, які погано розкладаються переважно грибною мікрофлорою, сприяє накопиченню дуже кислих продуктів розкладу решток, процеси йдуть переважно в лісовій підстилці, гумус утворюється грубий, накопичується у верхньому малопотужному горизонті.

Крім того, на гумусоутворення, його напрямок впливають кількість і склад мікроорганізмів, фізичні властивості, грансклад і хімічний склад грунту.

Найкращі умови гумусоутворення створюються в грунтах багатих кальцієм, які мають близьку до нейтральної реакцію середовища, середній гранулометричний склад, добру оструктуреність грунту.