Основной признак плодородия почв – гумус

Среди многообразия характеристик, даваемых почвам, есть одна, привлекающая особое внимание ученых и работников земледелия. Этот признак играет важнейшую роль в плодородии почв. Речь идет о гумусе, или перегное. Ежегодно вместе с остатками урожая, отмершими почвенными животными и микроорганизмами в почву поступает огромное количество органического вещества, которое распадается на различные химические соединения — сахара, органические кислоты, аминокислоты, белки, жиры, воска, смолы, дубильные вещества, целлюлозу, лигнин и многие другие.

Часть из них становится пищей почвенных микроорганизмов, часть — более стойкая — подвергается всевозможным превращениям. Первые исследования гумуса относятся к концу XVIII столетия, но и до наших дней еще не разрешены все проблемы, связанные с этим почвенным образованием. Гумус химически неоднороден, в его состав входит комплекс сложных органических соединений, сравнительно устойчивых к биологическому и физико-химическому разложению. Перегной накапливается в почвенном слое с самого начала почвообразовательного процесса. Он составляет 85—90% всей массы органического вещества почвы. В нем сосредоточено значительное количество азота, фосфора и других элементов, находится и небольшое количество нуклеиновых кислот.

Характерный признак перегноя — достаточно высокая устойчивость к воздействию микроорганизмов. По химической природе перегнойные соединения почвы не однотипны. Их делят на гуминовые кислоты, гумины, фульвокислоты, гиматомелановые кислоты. Каждое из этих соединений представляет собой семейство близких по своим свойствам веществ. Например, гуминовая кислота красноземов имеет некоторые признаки фульвокислот. Соотношение углерода и азота в перегнойных соединениях несколько больше у северных почв, чем у южных.

Хотя процесс формирования перегноя в деталях еще не раскрыт, но многие моменты, касающиеся его синтеза, выяснены, особенно связанные с деятельностью микроорганизмов. Прежде всего, микроскопические существа почвы разлагают различного рода растительные остатки и среди прочих веществ образуют соединения, которые служат структурными единицами молекул гумусовых веществ. Часть подобного рода веществ создается самими микроорганизмами.

Наконец, многие микроорганизмы вырабатывают такие ферменты, действие которых приводит к процессам конденсации (сгущения) соединений, при определенных условиях переходящих в перегнойные вещества. Несмотря на сложность молекул, гумусовые соединения не сохраняют абсолютное постоянство. Хотя и медленно, но они разлагаются микроорганизмами, причем фульвокислоты минерализуются быстрее, чем имеющие более сложное строение гуминовые кислоты и гумины.