Концепции гумификации.

Гумификация – процесс образования специфических гумусовых веществ (гуминовых кислот, фульвокислот, гумина) в результате трансформации органических остатков в почве.

Работами Н.А. Красникова, М.М. Коновой установлена определённая последовательность смены основных групп микроорганизмов на разных стадиях гумификации:

- на 1 стадии гумификации участвуют плесневые грибы и сапрофитные бактерии, использующие наиболее доступные органические вещества: белки, углеводы, аминокислоты;

- на 2 стадии участвуют целлюлозные микробактерии, которые усваивают разнообразные углеводы (целлюлозу);

- на 3 стадии в конце гумификации появляется актиномицеты (лучистые грибы), которые используют наиболее трудно разложимые компоненты и новообразованные гумусовые вещества.

Под воздействием различных микроорганизмов растительные остатки уменьшаются в объёме и массе, буреют, затем темнеют и образуют аморфную массу, неотделимую механическим путём от минеральной части и прокрашивающую верхнюю часть почвенной толщи. Ускоряют процессы гумификации достаточное увлажнение (30-40% влажности), высокая температура (от 26-28⁰С до 30⁰С), нейтральная реакция, насыщенность активной микрофлорой.

Участие разнообразных исходных веществ в образовании гумуса в настоящее время общепризнано. Однако механизм образования гумусовых веществ не вполне ясен. Наиболее распространённые современные концепции гумусообразования:

1. Конденсационная концепция М.М. Кононовой: при разложении растительных остатков развивается минерализация и образуются простые мономерные структурные единицы (аминокислоты, пептиды, фенольные соединения), которые конденсируются и уплотняются (полимеризуются) с образованием гумусовых соединений

2. Концепция биохимического окисления предложена в 30-х годах И.В. Тюриным и развита Л.Н. Александровой. Она предполагает, что основу процесса гумификации составляет реакция медленного биохимического веществ циклического строения.

3. Биологические концепции гумусообразования – гумусовые вещества рассматриваются как продукты синтеза различных микроорганизмов (В.Р. Вильямс). В последующих исследованиях экспериментально была показана возможность синтеза темноокрашенных гумусоподобных соединений различными группами микроорганизмов (Гельцер Ф.Ю., Д.Г. Звягинцев и др.).

Все перечисленные взгляды на образование гумусовых веществ рассматривают гумификацию от исходных веществ до формирования зрелой системы гумусовых соединений. Между тем, как показали последние эксперименты с мечеными радиоактивным изотопом ¹⁴С растительными остатками, в современных нормально функционирующих почвах, гумусовый профиль которых уже сформировался, включение продуктов разложения свежих растительных остатков в состав гумусовых веществ происходит в значительной степени по типу фрагментарного обновления гумуса. Продукты разложения не формируют целиком новую гумусовую молекулу, а включаются за счет конденсации сначала в периферические фрагменты уже сформированных молекул, а затем в более устойчивые циклические ядерные структуры.

Методом изотопных индикаторов также показано, что продукты разложения включаются практически одновременно во все группы гумусовых веществ, причём в количествах, приблизительно пропорциональных содержанию этих групп. Таким образом, сформированный почвенный гумус как бы регулирует своё количественное и качественное воспроизводство, действуя как своеобразная матрица (т.е. существует механизм матричной достройки гумуса). Это отчасти объясняет относительную стабильность в качественном составе гумуса, которую очень трудно удаётся изменить путём воздействия через внешние факторы.

При этом гумусовые вещества являются не химически индивидуальными соединениями, а группой веществ, обладающих лишь общими чертами строения, но варьирующих по своей природе и свойствам (Кононова, 1957).