Уже в процессе обработки почвы на лесокультурной площади происходит механическое поранение верхних почвенных слоев, в результате чего с поверхности удаляются растения и их остатки и обнажается минеральная часть почвы и даже почвогрунта. Такого рода качественно изменённая поверхность лесокультурной площади даже в случае частичной обработки почвы может становиться существенным препятствием для продвижения огня при низовых пожарах.
В условиях сухих боров повышенная густота посадки культур сосны и повышенная густота стояния являются необходимым биологическим свойством боровых сосняков. Однако при этом происходит концентрация отмершего органического вещества (хвои, веточек, чешуек коры, т.е. опада), дающего пищу огню при низовом пожаре. Поэтому предупредительным мероприятием против пожаров внутри насаждений сухого бора являетсярыхление междурадий, в результате которого неразложившаяся сухая подстилка и опад, перемешиваясь с минеральными частицами почвы, теряют огнеопасные свойства и быстрее разлагаются. Такое рыхление желательно проводить через 2–3 года. Если же в период между рыхлением возникает беглый пожар, то действие его и последствия менее опасны (Шмидт, 1948).
Осуществляя минерализацию почвы путём рыхления междурядий, опашки молодняков сосны, а также путём прокладки минерализованных полос и противопожарных канав, фактически проводят работу по созданию простейших противопожарных барьеров. Их функционирование надо рассматривать как действенный приём профилактики тушения лесных пожаров.
Минерализованные полосы – это очищенные от лесных горючих материалов до минерального слоя почвы или обработанные почвообрабатывающими орудиями или иным способом линейные участки территории. Основное назначение – задерживать распространение низового пожара или служить опорной линией при отжиге и пуске встречного огня. Минерализованные полосы – это участки территорий, с которых удалены практически все группы наземных лесных горючих материалов. Они являются основным профилактическим мероприятием, направленным против проникновения огня на лесокультурные площади. Минерализованные полосы могут быть самостоятельным противопожарным барьером или входить в состав более сложного противопожарного барьера в качестве его элемента.
Минерализованные полосы можно создавать почвообрабатывающими орудиями общего и специального назначения – плугами ПКЛ-70, ПЛП-135, сельскохозяйственными плугами, лесными фрезами, бульдозерами, специальными тракторными полосопро-ювдывателями ПФ-1, тракторными и ручными грунтомётами. Вид орудия определяется в каждом конкретном случае. Образуются минерализованные полосы и при трелёвке древесины по трелёвочным волокам, проложенным в насаждениях при проведении рубок ухода, что необходимо учитывать и использовать при разработке плана прокладки минерализованных полос. Действующими правилами по охране лесов от пожаров установлена только минимальная ширина защитной минерализованной полосы – 1,4 м. Она создаётся за один проход двухотвального плуга ПКЛ-70.
Минерализованная полоса может «работать», т. е. задерживать продвижение низового огня только до накопления на её поверхности нового слоя горючих материалов. Поэтому необходимо предусматривать проведение систематического ухода за минерализованными полосами, их подновление и восстановление. Обычно, если минерализованная полоса создана весной, уход за ней проводят осенью, а на следующий год - весной и осенью.
Количество уходов зависит от местных лесорастительных условий и способа создания полос; может быть достаточным и один уход за пожароопасный сезон. При уходе используются те же орудия, которыми устраиваются полосы. Например, уход за полосами, созданными плугом ПКЛ-70, можно делать дисковыми лесными культиваторами. При разработке генпланов противопожарного устройства лесов определяется общая потребность в минерализованных полосах по лесничествам и в целом по предприятиям.
Противопожарные канавы устраиваются для защиты ценных лесов от возможных подземных (торфяных) пожаров. Противопожарные канавы прокладывают по границам торфяников, на их территории и в насаждениях с заторфованными почвами; глубина канав – до минерального слоя грунта или до уровня грунтовых вод. Роль противопожарных канав выполняют и осушительные каналы при условии, если они заполнены водой. Сеть противопожарных канав должна быть, как правило, замкнутой, чтобы не оставалось мест для прохода огня через слой торфа.
Находящиеся на территории лесфонда торфоперерабатываю-щие предприятия обязаны отделять эксплуатационную площадь торфяного месторождения от окружающих лесных массивов противопожарным разрывом шириной 75–100 м. По внутреннему краю разрыва (от торфопредприятия) прокладывается водоотводящий канал, размеры которого (ширина по дну, по верху и глубине) определяются специальным проектом.
Противопожарные канавы прокладываются канавокопателями (при небольшой мощности торфяного слоя), экскаваторами – на более мощных торфяниках, взрывным способом. Взрывные работы допускаются только при условии полного соблюдения «Единых правил безопасности при ведении взрывных работ» и выполняются, как правило, специализированными организациями. Глубина канав или каналов, прокладываемых в один проход плужными канавокопателями, составляет 0,6–1,2 м (в зависимости от марки канавокопателя); ширина по дну – 0,2–0,4 м; ширина по верху – 1,5–2,8 м.
22.02.2012
На вырубках в сравнительно короткий период может развиться мощный травяной или моховой покров, который препятствует прорастанию семян и росту самосева. Подобные неблагоприятные условия отмечаются и под пологом древостоев, при наличии мощной слаборазложившейся подстилки или сильноразвитого травяного покрова. В этих случаях в целях создания благоприятных условий для прорастания семян осуществляют минерализацию почвы. Ее проводят в урожайный год во второй половине лета и осенью перед опадением семян.
При рубке леса в качестве обсеменителей оставляют отдельно стоящие деревья и группы из 3...6 деревьев. На 1 га оставляют 15...25 шт. семенных деревьев или 8...10 групп деревьев с расстоянием между группами около 50 м, а также куртины леса площадью 0.1...0.5 га или семенные полосы шириной 20...30м. Семенные деревья и группы должны разномерно располагаться по территории. Семенники оставляют из ветроустойчивых пород (сосны, лиственницы), произрастающих на глубоких, хорошо дренированных почвах. Их отбирают из числа лучших по росту и качеству ствола деревьев. Семенные куртины шириной 20...30 м располагают параллельно длинной стороне лесосеки и перпендикулярно направлению господствующих в зимне-осенний период ветров.
Осуществляя обработку почвы в целях содействия естественному возобновлению леса, не следует стремиться к полному удалению напочвенного покрова и подстилки, так как в этом случае условия для прорастания семян и дальнейшего роста всходов могут ухудшиться. Как под пологом, так и на вырубках общая обработанная поверхность должна составлять около 30%.
Положительное воздействие на ход естественного возобновления оказывают очистка и огораживание вырубок. Очисткой мест рубок достигается улучшение их противопожарного и санитарного состояния.
Для содействия естественному возобновлению леса большое значение имеет правильно организованный огневой способ очистки лесосек. Для этого на супесчаных и хорошо дренированных суглинистых почвах порубочные остатки собирают в небольшие кучи, равномерно размещая их по площади, и сжигают в неопасное в пожарном отношении время. Это мероприятие обеспечивает минерализацию почвы, снижение кислотности и усиление жизнедеятельности полезных микроорганизмов. На кострищах создаются благоприятные условия для прорастания семян и роста самосева.
Огораживание вырубок, как мера содействия естественному возобновлению леса, эффективно в местах интенсивного посещения лесных массивов населением или для предотвращения повреждения самосева при выпасе скота.
Для восстановления хозяйственно-ценных и редких пород участки могут огораживаться и в местах с высокой плотностью диких копытных животных. Высоту и конструкцию изгороди в этих случаях определяют с учетом физических особенностей преобладающего вида животных.
Общим требованием к участкам лесного фонда, где проведены меры содействия естественному возобновлению леса, является запрещение пастьбы скота и сенокошения.
Минеральная часть почвы возникла в результате выветривания горных пород и минералов верхних слоев литосферы и их превращений в процессе почвообразования. Это подтверждается сходством химического состава литосферы и почв. Под совокупным влиянием на минеральную природу физических и химических факторов, в особенности живых организмов (растений и микроорганизмов), произошли глубокие изменения, которые и привели к образованию на поверхности земной коры почвенного покрова.
Таким образом, «строителями» почвы являются растения и микроорганизмы, а также микро- и макрофауна, обитающая в почве, строительным же материалом - горные (материнские) породы и окружающая их атмосфера и гидросфера, а энергетическим источником почвообразования - солнечная энергия.
Почвы наследуют геохимические особенности почвообразующих пород. Например, богатство породы окисью кремния определяет и повышенное содержание его в почве, а избыток глинистых минералов отражается на преобладании их в генетических горизонтах почвы. На карбонатных породах развиваются почвы, обогащенные щелочно-земельными элементами, а на засоленных породах формируются засоленные почвы и т.д. Однако решающую роль в почвообразовании играет биологический фактор.
Под влиянием живых организмов в почве по сравнению с земной корой количество углерода увеличилось в 20 раз, а азота - в 10 раз. Это свидетельствует о том, что растения способствуют накоплению биологически важных элементов в почве. Почвообразование в естественных условиях протекает довольно медленно. С помощью удобрений и правильной агротехники интенсивность почвенных процессов можно значительно ускорить. Например, при применении удобрений усиливается жизнедеятельность не только растений, но и почвенной микрофлоры, что резко ускоряет процессы
накопления органических веществ и биологически важных элементов, т.е. повышается плодородие почвы.
б о
с/Ч “ Ф “ [ЗД]6"
Рис. 3.1. Группы соединений тетраэдров 8Ю4
В преобладающей части почв минеральную основу ее твердой фазы составляют кремнекислородные соединения. Самый распространенный минерал в почве - кварц (окись кремния). Алюминий и железо большей частью входят в состав алюмосиликатных и ферро- силикатных минералов. Атомы кремния в соединении с кислородом образуют прочносвязанные группы 8104, в которых кремний окружен в тетраэдрической координации четырьмя атомами кислорода. Так как кремний четырехвалентен, а кислород двухвалентен, то тетраэдр 8Ю4 имеет ненасыщенные валентности кислорода, его можно рассматривать как четырехзарядный анион. Весьма существенна способность тетраэдров 8Ю4 соединяться между собой с образованием групп из определенного числа атомов кремния и кислорода (рис. 3.1).
В структуре минералов тонкодисперсных фракций почв кремнекислородные тетраэдры соединены в слои, цепочки или изолированные группы тетраэдров 8Ю4, представляющие собой сложные анионные комплексы, так как у атома кислорода, не участвующего в соединении между собой двух 8Ю4-тетраэдров, остается свободная валентность или один отрицательный заряд. В
сложных сочетаниях из кремнекислородных тетраэдров часть атомов кремния может быть замещена атомами алюминия, что повышает ненасыщенность анионного радикала.
В кристаллической решетке кварца тетраэдр 8104 соединен через общие атомы кислорода с четырьмя другими тетраэдрами 8104 по схеме
Общая формула такого соединения (8Ю2)и. У полевых шпатов часть атомов кремния в подобной структуре замещается на алюминий, вследствие чего у такого кремнеалюмокислородного каркаса возникает отрицательный заряд, который компенсируется соответствующим количеством катионов натрия, кальция и других, располагающихся внутри каркаса, в «полостях» решетки. Например, полевой шпат альбит, имеющий общую формулу Ыа^АЮв], построен из связанных между собой кремнекислородных и алюмо- кислородных тетраэдров, причем на каждые три атома кремния приходится один атом алюминия и один ион натрия, нейтрализующий отрицательный заряд каркаса.
Алюминий в тетраэдрической координации с ионами кислорода или гидроксила образует октаэдрические группы, в которых ион алюминия окружен шестью ионами кислорода или гидроксила. Общая формула такого соединения (слоя) [А1(0Н)3]л соответствует составу минерала гиббсита (гидраргиллита), встречающегося в почве. Структуру подобных минералов можно записать следующим образом:
...[(ОН)зА12(ОН)з] л...[(ОН)зА12(ОН)з] ¦ и...[(ОН)3А12(ОН)3] л.
Формула показывает химический состав слоя (пакета), а точки - межпакетные промежутки.
В почвах встречаются первичные и вторичные минералы. К первичным относятся минералы, перешедшие из земной коры в почву в неизмененном или почти неизмененном виде. К ним можно отнести минералы почвенного скелета: кварц и его разновидности, полевые шпаты, в том числе плагиоклазы, слюды, роговые обманки, авгит, турмалин, магнетит, кальцит, доломит и др. Первичные минералы входят в состав материнских почвообразующих пород, возникших в результате выветривания и разрушения горных пород, из которых
слагается оболочка земной коры. В почвах эти минералы присутствуют в основном в виде частиц песчаной размерности (от
- 05 до 1,0 мм) и пылеватых частиц (от 0,001 до 0,05 мм). В незначительном количестве некоторые из них присутствуют в виде илистых (lt;0,001 мм) и коллоидных (lt;0,25 мкм) частиц.
В основе кристаллической решетки алюмосиликатных минералов мелкодисперсной фракции почв лежат сочетания из кремнекислородных тетраэдрических и алюмогидроксильных октаэдрических слоев.
У каолинита кристаллическая решетка образована пакетами из двух слоев, связанных между собой общими атомами кислорода: тетраэдрического кремнекислородного и октаэдрического алюмо- гидроксильного по типу
... п... ¦ п.
У монтмориллонита, гидрослюд пакет кристаллической решетки образован одним алюмогидроксильным слоем и двумя присоединенными к нему кремнекислородными по типу
... п... п...
У минералов каолинитовой группы связь между пакетами прочнее, межпакетные пространства небольшие. Взаимодействие микрокристаллических частиц с раствором в этом случае происходит только на внешней поверхности.
У минералов монтмориллонитовой группы межпакетные пространства больше, связь между пакетами непрочная, при увлажнении вода входит в межпакетные пространства. Поэтому в обмене на катионы почвенного раствора принимают участие катионы, расположенные как на поверхности частиц, так и находящиеся в межпакетных промежутках. Этим объясняется более высокая обменная поглотительная способность минералов монтмориллонитовой группы, а также наличие у них необменного поглощения катионов.
Почвенные глинистые минералы разделяются на четыре группы: монтмориллонитовые (монтмориллонит, бейделлит, нонтро- нит и др.), каолинитовые (каолинит и галлуазит), гидрослюды и минералы полуторных окислов (гематит, бемит, гидраргиллит, гётит и др.). Из вторичных минералов наивысшей поглотительной способностью обладают монтмориллонитовые, наименьшей - каолинит. Например, емкость поглощения каолинита в 8-15 раз меньше емкости поглощения монтмориллонита. Эта особенность минералов имеет существенное значение в поглощении удобрений и ее следует учитывать при их применении. Вторичные алюмосиликатные минералы в почве находятся в виде кристаллов, имеют высокую дисперсность, обладают большой поглотительной способностью.
В состав минеральной части почвы входят и аморфные вещества. Это гидраты окислов алюминия А120з*лН20 и железа Ре20з*лН20, а также гидраты кремнезема 8Ю2*иН20. Они могут кристаллизоваться. Минералы окислов и гидроксилов алюминия и железа встречаются в значительных количествах в красноземах и желтоземах.
По химическому составу минералы подразделяются на силикаты и алюмосиликаты. Из силикатов наиболее распространен кварц. Обычно в почвах его содержится более 60%, а в песчаных - выше 90%. Это химически инертный, стойкий и прочный минерал.
Алюмосиликаты представлены первичными и вторичными минералами. Из первичных больше всего полевых шпатов: калиевых (ортоклаз КА^зОв) и натриево-кальциевых (плагиоклазы). Слюд в почве меньше по сравнению с полевыми шпатами. Они содержат калий. Мусковит содержит много алюминия, а биотит - это железисто-магнезиальная слюда. Полевые шпаты и слюды постепенно разрушаются, освобождая калий, кальций, магний, железо и другие питательные элементы для растений.
Вторичные алюмосиликаты по химической природе относятся к гидроалюмосиликатам и подразделяются на три группы.
- Монтмориллониты (монтмориллонит - А128140ю(0Н)2 ^Н20, бейделлит - А1381з09(0Н)з‘лН20 и др.). Эта группа глин характеризуется высокой дисперсностью, набухаемостью, липкостью и вязкостью.
- Каолиниты (каолинит - А1281205(0Н)4 и галлуазит А1281205(0Н)4-2Н20). Эта группа глин менее дисперсна, обладает небольшой набухаемостью и липкостью. В дерново-подзолистых почвах и черноземах, сформированных на покровных суглинках, в составе высокодисперсных минералов преобладают монтмориллонит и гидрослюды. В красноземах, желтоземах и дерново-подзолистых почвах, образовавшихся на продуктах древнего гумидного выветривания гранита, в значительных количествах содержатся минералы каолинитовой группы.
- Гидрослюды (гидромусковит, гидробиотит, вермикулит) образуются из слюд, имеют непостоянный химический состав, по физическим свойствам занимают среднее положение между монтмориллонитом и каолинитом. Слюды определяют агрохимические и физические свойства почвы. Они являются источником калийного питания растений. Энергия поглощения калия коллоидами велика, вследствие чего в поглощающем комплексе многих почв его содержится 0,5-10 ммоль/100 г почвы. В некоторых почвах имеется недостаток калия, например в красноземах, латеритах, что объясняется малым содержанием в них слюд и гидрослюд и богатством почв минералами каолинитовой группы, которая почти не содержит калия.
В почве кроме макроэлементов содержится некоторое количество микроэлементов: одних (йод, бор) больше, чем в литосфере, других (медь, кобальт) меньше, а некоторых примерно столько же (табл. 3.1). Основным источником микроэлементов в почве служат почвообразующие горные породы. Например, почвы, образовавшиеся на продуктах выветривания кислых пород (граниты, липариты, граниты-порфиры и др.), бедны никелем, кобальтом, медью, а почвы, образовавшиеся на продуктах выветривания основных пород (базальтах, габбро и др.), наоборот, обогащены этими элементами. Некоторые микроэлементы (I, В, Б, Бе, Аз) могут поступать в почву с газами из атмосферы, от вулканических извержений и с метеоритными осадками, причем для таких микроэлементов, как йод, фтор, эти источники являются основными.
3.1. Содержание микроэлементов в почве (А) и литосфере (Б), масс. %
| Элемент | А | В | Элемент | А | В |
| Мп | 8,5 ¦ 10"2 | 9 10"2 | Си | 2 10"3 | 1 10"2 |
| И | 2 10"2 | 2,7 10’2 | Ъп | 5 10"3 | 5 10"3 |
| \?а | 1 10"2 | 1,5 10"2 | Со | О ОО | 3 1(Г3 |
| В | 1 10"3 | 3 КГ4 | Мо | 3 кг4 | 3 10" |
| N1 | 4 10"3 | ОО О | I | 5 10-4 | 3 10‘5 |
Разные по гранулометрическому составу фракции минеральной части почвы резко различаются по содержанию различных минералов. В песке и крупной пыли преобладают кварц и полевые шпаты. А мелкодисперсные (lt;0,001 мм) илистая и коллоидная фракции состоят главным образом из вторичных алюмосиликатных минералов. В связи с этим различные механические фракции почвы существенно различаются по химическому составу.
В песчаных и пылеватых почвах кремния больше. С уменьшением размера частиц его содержание снижается, а количество алюминия, железа, калия, магния и фосфора возрастает (табл. 3.2). Высокодисперсная часть почвы содержит и гумус-показатель ее потенциального плодородия. Поэтому илистая и коллоидная фракции представляют наибольшую ценность для питания растений. Эти фракции обусловливают и поглотительную способность почвы. В них наиболее активно протекают процессы физической и физикохимической адсорбции.
3.2. Примерный химический состав разных механических фракций почвы,
масс. %
| Фракции, мм | 81 | А1 | Ре | Са | | К | Р |
| 1,0-0,2 | 43,4 | 0,8 | 0,8 | 0,3 | 0,3 | 0,7 | 0,02 |
| 0,2-0,04 | 43,8 | 1,1 | 0,8 | 0,4 | 0,1 | 1,2 | 0,04 |
| 0,04-0,01 | 41,6 | 2,7 | 1,0 | 0,6 | 0,2 | 1,9 | 0,09 |
| 0,01-0,002 | 34,6 | 7,0 | 3,6 | 1,1 | 0,2 | 3,5 | - |
| lt; 0,002 | 24,8 | 11,6 | 9,2 | 1,1 | 0,6 | 4,1 | 0,18 |
Почвы разного гранулометрического состава существенно различаются по физическим, физико-химическим и химическим свойствам. Неодинаков у них и минералогический состав.
Песчаные и супесчаные почвы состоят из кварца и полевых шпатов, суглинистые - из смеси первичных и вторичных минералов, а глинистые - преимущественно из вторичных глинистых минералов с примесью кварца.
Содержание основных зольных питательных веществ - кальция, калия, магния, железа и др. - также определяется степенью дисперсности почв, так как они содержатся в минеральной части почвы, фосфор и сера находятся как в минеральной, так и в органической части, а количество азота определяется уровнем гумусированности почв. Следовательно, почвы разного гранулометрического состава существенно различаются и по содержанию в них питательных элементов. Более тяжелые глинистые и суглинистые почвы богаче элементами питания, чем песчаные и супесчаные.
Совокупность процессов трансформации органических веществ в почвах составляют процесс гумусообразования, который определяет формирование и эволюцию гумусового профиля почв. К процессам трансформации органических веществ относят: поступление в почву растительных остатков, их разложение, минерализацию и гумификацию, минерализацию гумусовых веществ, взаимодействие органических веществ с минеральной частью почвы, миграцию и аккумуляцию органических и органо-минеральных соединений.
Любые органические остатки, попадающие в почву или находящиеся на ее поверхности, разлагаются под воздействием микроорганизмов и почвенной фауны, для которых они служат строительным и энергетическим материалом. Процесс разложения органических остатков слагается из двух звеньев – минерализации и гумификации.
Минерализация – распад органических остатков до конечных продуктов – воды, диоксида углерода и простых солей. В результате минерализации происходит сравнительно быстрый переход различных элементов (азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий, железо и др.), закрепленных в органических остатках, в минеральные формы и потребление их живыми организмами следующих поколений.
Гумификация – совокупность биохимических и физико-химических процессов трансформации продуктов разложения органических остатков в гумусовые кислоты почвы. Итог гумификации – закрепление органического вещества в почве в форме новых продуктов, устойчивых к микробиологическому разложению, служащих аккумуляторами огромных запасов энергии и элементов питания.
Факторы минерализации
Наиболее интенсивно распад органических остатков до конечных продуктов идет при оптимальной влажности почвы (60…80% от полной влагоемкости) и температуре (20-250С). При увеличении влажности и температуры или их снижении уменьшается скорость разложения остатков. При постоянном и резком недостатке влаги и высоких температурах в почву поступает мало растительных остатков, разложение их замедлено и осуществляется в виде процессов «тления». Темп разложения растительных остатков в значительной степени зависят от типа биогеоценоза и типа почвы.
Большое влияние на интенсивность разложения опада оказывает и химический состав растительных остатков. При высоком содержании в составе растительных остатков соединений, устойчивых к микробиологическому воздействию, они накапливаются на поверхности почвы в количествах, значительно превышающих масштабы ежегодного опада (почвы тундры и таежно-лесной зоны). По этой причине древесина, хвоя и другие компоненты растительного опада, содержащие много лигнина, смол, дубильных веществ, но мало азотистых белковых соединений, разлагаются медленно. Надземная масса трав, особенно бобовых, разлагается быстрее, а корневые остатки минерализуются с меньшей скоростью вследствие увеличения в них доли лигнино-целлюлозного компонента. Когда же растительные остатки обогащены белковыми соединениями, то их разложение протекает весьма интенсивно (почвы лесостепи).
Важно учитывать особенности климатических условий, которые определяют характер функционирования почвенной фауны и микроорганизмов.
Значительное влияние на скорость минерализации оказывают минералогический и гранулометрический составы почвы. При оптимальных условиях разложения в почвах тяжелого гранулометрического состава, богатых высокодисперсными глинистыми минералами, минерализационные процессы тормозятся. Это обусловлено высокими величинами свободной поверхности минералов, благодаря чему на них сорбируются промежуточные продукты разложения и новообразованные гумусовые вещества, что предохраняет их дальнейшей минерализации. В почвах с преобладанием первичных минералов, сорбция практически не выражена, поэтому процесс минерализации протекает очень активно. Это свойственно почвам легкого гранулометрического состава, в связи с чем они всегда содержат мало гумуса. В почвах с кислой реакцией среды процессы разложения остатков тормозятся вследствие угнетения бактериальной микрофлоры. При наличии в почве поливалентных металлов (железо, марганец, алюминий), образуются комплексные органо-минеральные соединения, устойчивые к действию микроорганизмов. Одновалентные катионы и щелочная реакция среды способствуют образованию подвижных водорастворимых органических соединений, что благоприятствует их последующей минерализации.
Таким образом, свойства почвы прямо или косвенно влияют на скорость разложения органических остатков. Прямое влияние выражается в степени развития процессов взаимодействия продуктов распада с компонентами почвы, косвенное – в регулировании интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов и их состава.
Концепции гумусообразования
Если минерализация органических остатков изучена довольно подробно, то механизм гумификации остается до конца не ясным. К настоящему времени предложен ряд концепций образования гумусовых веществ, но все они носят гипотетический характер.
Конденсационная (полимеризационная) гипотеза.
Впервые она была выдвинута А.Г.Трусовым (1913). Большой вклад в развитие этой гипотезы внесла М.М.Кононова. Сущность процесса гумификации, с ее точки зрения, может быть охарактеризована следующими положениями:
Процесс гумификации растительных остатков сопровождается минерализацией входящих в них компонентов до диоксида углерода, воды, аммиака и других компонентов;
Все компоненты растительных тканей могут быть первоисточниками структурных единиц гумусовых кислот в форме продуктов распада, продуктов микробного метаболизма, распада и ресинтеза;
Ответственное звено процесса формирования гумусовых веществ – конденсация структурных единиц, которая происходит путем окисления фенолов ферментами типа фенолоксидаз и взаимодействие их с аминокислотами и пептидами;
Заключительное звено формирования системы гумусовых веществ – поликонденсация (полимеризация) представляет собой химический процесс.
Гипотеза биохимического окисления
С принципиально иных позиций рассматривал процесс гумусообразования И.В.Тюрин. Он считал, что основная черта гумификации – реакции медленного биохимического окисления различных высокомолекулярных веществ, имеющих циклическое строение. Это положение получило дальнейшее развитие в трудах Л.Н.Александровой.
По Л.Н.Александровой, гумификация – сложный биофизико-химический процесс трансформации промежуточных высокомолекулярных продуктов разложения органических остатков в особый класс органических соединений – гумусовые кислоты.
Гумификация представляет собой очень длительный процесс и состоит из 3 этапов:
Новообразование гумусовых кислот (биохимическое окислительное кислотообразование), т.е. формирование системы гумусовых кислот осуществляется при непосредственном участии оксидаз микроорганизмов. На этом же этапе начинается фракционирование системы образующихся гумусовых веществ на гуминовые и фульвокислоты. Взаимодействуя с минеральными компонентами почвы и зольными элементами, высвобождающимися из растительных остатков, возникшая система гумусовых веществ распадается на группы. Менее подвижная часть формируется как группа гуминовых кислот, а более дисперсные фракции, образующие растворимые соли, составляют группу фульвокислот.
На втором этапе происходит дальнейшая трансформация новообразованных кислот. В гуминовых кислотах постепенно возрастает степень ароматизации за счет частичного разрушения алифатических компонентов и внутримолекулярных группировок. Важная черта этой стадии – гидролитическая и окислительная направленность.
На третьем этапе происходит постепенная минерализация гумусовых веществ, осуществляющаяся при участии многообразной системы экзоферментов микроорганизмов. Основные реакции этого этапа – гидролиз и оксиредукция, в результате которых происходит гидролитическое расщепление молекул гумусовых соединений, разрушение гетероциклических и ароматических группировок и в конечном итоге полное окисление продуктов распада до аммиака, воды, диоксида углерода. Фрагменты молекул гумусовых веществ ароматической природы не подвергаются полной минерализации, а, взаимодействуя с новообразованными соединениями, повторно включаются в процесс гумификации.
Матричная достройка или фрагментарное обновление гумусовых веществ
Теория фрагментарного обновления А.Д.Фокина основана на том, что продукты разложения органических веществ могут не формировать целиком новую гумусовую молекулу, а включаться путем конденсации сначала в периферические фрагменты уже сформированных молекул, а затем в циклические структуры. Таким образом, атомный и фрагментарный состав почвенного гумуса постоянно обновляется за счет новых поступлений органического материала. При этом периферические фрагменты обновляются в несколько раз быстрее, чем ядерные. Продукты разложения органического вещества практически одновременно включаются во все фракции почвенного гумуса, причем в количествах, приблизительно пропорциональных содержанию этой фракции.
Приветствую всех любителей металлопоиска. Сейчас мы с вами поговорим о важном понятий, которым является минерализация почвы. Наверно новички уже сталкивались с этим понятием и кто то для себя не смог ответить на вопрос "Что же такое степень минерализаций?", "Что такое минерализаций?", "На что она влияет?", "как с ней бороться?" и тд. Вот сейчас мы попробуем ответить на эти достаточно простые вопросы и дать советы которые помогут вам при выборе металлоискателя и в дальнейшем при работе с ними. И так, минерализация - это наличие в почве электропроводящих примесей или магнитных примесей или магнитных примесей. Степень минерализаций может быть различной, например в одном месте степень минерализаций будет минимальной, то есть присутствие тех элементов о которых я сказал будет минимальной. В другом месте наоборот количество таких примесей будет большим. Что же ожидает поисковика в том или другом случае, там, где степень минерализаций будет минимальной искать будет легче всего. Многие металлоискатели не имею в своем комплексе настроек возможности балансировки детектора по грунту. Балансировка металлоискателей нужна что бы преодолевать существующую минерализацию и создавать условия для наиболее глубокого поиска. Там, где степень минерализаций мала Вы будете вести поиск на максимальной глубине, там, где степень минерализаций высока Вы будете терять в глубине обнаружения. Но те металлоискатели которые обладают балансировкой грунта, ручной или автоматической будут иметь преимущество перед теми металлоискателями которые таковой настройкой не обладают. Степень минерализаций может различаться регионально, то есть допустим в Подмосковье преимущественно низкая и близкая к средней степени минерализаций. Но если Вы уедете в другое место Вы можете столкнуться с тем что степень минерализаций достаточно высока. Поэтому выбирая свой обратите внимание на то обладает он возможностью балансировки по грунту и если можно уточните информацию о степени минерализаций в вашем регионе. Это очень поможет вам в дальнейшем каких-то проблем. Соответственно когда Вы выходите на поиск с металлоискателем, Вы обязаны настроиться на грунт, то есть отстроить металлоискатель. Если металлоискатель не обладает балансировкой грунта, то вам придется пожертвовать его чувствительностью, Вы будете снижать уровень чувствительности соответственно будете терять несколько сантиметров в глубине обнаружения. Если металлоискатель может настроиться на грунт в автоматическом или ручном режиме, то Вы балансируете его по текущему грунту и получаете предельно возможные на данном грунте значения глубины обнаружения. Вот что такое минерализация и те способы которые можно применить для борьбы с нею. Я желаю Вам удачи. Выбирая металлоискатель обязательно обращайте внимание на имеет ли он возможность балансировки по грунту или не имеет таковой. И получите по возможности информацию о степени минерализаций в тех местах и регионах где Вы собираетесь искать. Удачи. Встретимся.
