Органическая часть почвы

Процессы разложения в зависимости от химического состава органического вещества и условий среды (02, Н20, С02) вызываются различными группами микроорганизмов, нередко сменяющих друг друга; они протекают постепенно, поэтапно выделяя две большие группы ферментов. Одна из них— гидролазы, осуществляющие процессы гидролиза всех органических и гумусовых веществ, другая — д ее мол азы, вызывающие процессы гниения и брожения в анаэробных условиях разложения. В почвах также существуют ферменты переноса и синтеза отдельных форм соединений.
Интенсивность процессов разложения и превращения органических веществ определяется водно-воздушным режимом, аэробными или анаэробными условиями, которые в зависимости от факторов почвообразования могут сменять друг друга во времени и в толще почвы.
Скорость разложения органического вещества зависит от количества и групп микроорганизмов. Количество микроорганизмов в почвах огромно: в подзоле (в слое 25 см) их содержится в среднем 0,6 т/га, в дерново-подзолистых почвах — 0,9—3,5 т/га, черноземных — от 3,7 до 7 т/га и сероземах — до 2,5 т/га. В почвах микроорганизмы распределены неравномерно. Особенно большое количество сосредоточено в верхней части почвы и в прикорневой зоне, или ризосфере.
Аэробное разложение. Аэробные бактерии разлагают органическое вещество почвы в присутствии кислорода воздуха; «например, углеводы (без-азотпетые вещества) разлагаются бактериями до воды и углекислоты. При воздействии ферментов группы гндролаз происходит гидролиз клетчатки по схеме с образованием глюкозы, которая под действием бактерий распадается на углекислоту и воду. Так же полно, но гораздо быстрее разлагаются гемицеллюлозы до воды и углекислоты. Медленнее всего подвержен разложению лигнин, который при окислении и дегидратации (потере воды) способен превращаться в гумусо-подобные вещества, а затем в гумус. В качестве промежуточных продуктов могут образоваться органические кислоты (щавелевая, уксусная, янтарная).
Белки сначала распадаются до аминокислот, часть которых идет на построение тела микроорганизмов, а часть разлагается до углекислоты и аммиака, с дальнейшим окислением до азотистой и азотной кислот. При аэробном разложении вещество минерализуется быстро, и количество элементов питания, доступных для растений, становится больше. В аэробных условиях достаточно легко и быстро разлагаются жиры, воскп и смолы, образуя кислоты и продукты минерализации.
Анаэробное разложение. При отсутствии кислорода воздуха разложение органического вещества осуществляется анаэробными бактериями. При анаэробном разложении протекают процессы брожения, денптрнфикацип, восстановления сульфатов. Например, бактерии Clostridium felsincum и Clostridium Pasterianum вызывают маслянокнелое брожение углеводов, с образованием масляной кислоты, углекислого газа и водорода, т. е. происходит неполное разложение, и часть начального органического вещества остается в форме органической кислоты. При разложении гемицеллюлоз образуются масляная, уксусная, муравьиная кислоты, водород и метан.
Белковые соединения сначала разлагаются на аминокислоты, которые затем под воздействием Вас. putidum и др.
В результате реакции сохраняется часть органических веществ, после разложения которых образуются органические кислоты или спирты, углекислота и аммиак. Для полного разложения органического вещества требуется больше времени, чем при аэробном разложении. В анаэробных условиях лигнин, воски и смолы почти не разлагаются.
С течением времени органическое вещество под воздействием различных групп анаэробных бактерий медленно разлагается на воду, углекислоту, аммиак и минеральные соединения. Одновременно освобождаются соединения серы и фосфора. При анаэробных условиях образуются недоокисленные соединения (сероводород, метан и др.) с одновременным накоплением значительного количества органических веществ.
Микроскопические грибы разлагают органическое вещество почвы в аэробных условиях, поселяясь чаще всего в лесных подстилках. Под действием грибов клетчатка распадается до воды и углекислоты, а белки— до углекислоты и аминокислот. Грибы сами выделяют органические кислоты и ферменты.
В природных условиях аэробные и анаэробные процессы разложения могут чередоваться во времени или протекать в разных частях почвы. Например, аэробное разложение может протекать на поверхности, а анаэробное — на некоторой глубине. В хорошо оструктуренных и увлажненных почвах аэробное разложение протекает на поверхности комочков, а анаэробное — внутри.
Особенно большое значение в создании почвенного плодородия имеют бактерии, обеспечивающие накопление доступных для растений азота, фосфора и серы.
При аэробном и анаэробном разложениях белков происходит процесс аммонификации с образованием аммиака, а затем солеи аммония. В аэробных условиях бактериями Nitrobacter и Nitrosomonas осуществля ется процесс нитрификации, т. е. процесс окисления аммиака до азотной кислоты