Предыдущая публикация
Терминологический хаос вокруг гумуса: почему в науке нет единого определения. Что есть что в органич
Друзья, я понимаю что многим из вас не интересны подробности. Тогда не читайте эту статью. Упрощенная информация тут https://ok.ru/group/70000004924972/topic/158317929762092
Отсутствие универсального определения
Одна из главных причин, почему аграрии, почвоведы и экологи говорят о "гумусе" совершенно по-разному, состоит в том, что в фундаментальной почвоведческой науке не существует единого, общепризнанного определения этого термина. История показывает, что различные школы почвоведения (русская, немецкая, американская) развивали собственные концепции гумуса, опираясь на разные методологические подходы. Первоначально термин "гумус" был введен более 200 лет назад как полностью качественное описание "темного аморфного вещества почвы", однако развитие аналитических методов выявило, что под этим описанием скрывается сложнейшая смесь органических соединений с различными свойствами.
Вот посмотрите, сколько разных определений я встречал в научных публикациях и учебниках: https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157783692676396
Одна из главных причин, почему аграрии, почвоведы и экологи говорят о "гумусе" совершенно по-разному, состоит в том, что в фундаментальной почвоведческой науке не существует единого, общепризнанного определения этого термина. История показывает, что различные школы почвоведения (русская, немецкая, американская) развивали собственные концепции гумуса, опираясь на разные методологические подходы. Первоначально термин "гумус" был введен более 200 лет назад как полностью качественное описание "темного аморфного вещества почвы", однако развитие аналитических методов выявило, что под этим описанием скрывается сложнейшая смесь органических соединений с различными свойствами.
Вот посмотрите, сколько разных определений я встречал в научных публикациях и учебниках: https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157783692676396
Что касается блогеров и огородников любителей, тут вообще беда. В последнее время много иностранных роликов в которых используются англоязычные термины, которые многими понимаются не правильно. Попытаемся кратко и упрощенно разобраться что есть что в почвенном органическом веществе.
КЛАССИЧЕСКИЙ ПОДХОД — МЕТОД ТЮРИНА И ЕГО ОГРАНИЧЕНИЯ
Метод Тюрина: Измеряем "окисляемый углерод"
Классический российский метод определения гумуса, предложенный И.В. Тюриным в середине XX века, остается одним из наиболее распространенных в агрохимической практике. Однако это название закрепилось условно: метод Тюрина измеряет не гумус как таковой, а окисляемый органический углерод, входящий в состав практически всех органических соединений почвы без различия их химической природы и даже микроорганизмов попавших в исследованный образец.
Что именно измеряет метод Тюрина?
Это крайне важный момент: Метод Тюрина определяет не какой-то конкретный компонент гумуса, а всё органическое вещество почвы, которое поддаётся окислению хромовой кислотой.
Сюда входит:
✓ Гуминовые кислоты (HA)
✓ Фульвокислоты (FA)
✓ Гумины (Hu)
✓ ИЗ ВАЖНОГО: Живую микробную биомассу
✓ Свежий углерод из экссудатов корней
✓ Некоторые фракции ненужного органического вещества (ПОМ, РОМ)
Главное открытие: Исследование показало, что эффективность окисления составляет 70–95% в зависимости от типа почвы, структуры углерода и условий нагрева Это означает, что результат Тюрина может недооценивать истинное содержание углерода на 5–30%!
ПЕРЕХОД К ТОЧНЫМ ОПРЕДЕЛЕНИЯМ — СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
В последнее десятилетие произошел переход от общего термина "гумус" к точным, функционально определённым компонентам. Это связано с развитием методов анализа (спектроскопия, хроматография, масс-спектрометрия).
Новая система классификации органического вещества почвы
ПОЧВЕННОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО (ПОВ) = 100%
│
├─ ПОЧВЕННЫЙ УГЛЕРОД (SOC) — всё углеводородное содержимое
│ │
│ ├─ ЛАБИЛЬНЫЙ УГЛЕРОД (<1 года)
│ │ ├─ РОУ (Dissolved Organic Carbon, DOC): 0,1–2%
│ │ ├─ Живая микробная биомасса (живые бактерии, грибы)
│ │ └─ Водорастворимое органическое вещество (WSOM)
│ │
│ ├─ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ УГЛЕРОД (годы–десятилетия)
│ │ ├─ РОМ (Particulate Organic Matter, POM): 10–40%
│ │ ├─ Молодой гумус компоста
│ │ └─ Часть неспецифических гумусовых веществ (НГВ)
│ │
│ └─ СТАБИЛЬНЫЙ УГЛЕРОД (столетия–тысячелетия)
│ ├─ МАОМ (Mineral-Associated Organic Matter): 40–60%
│ └─ Специфические гумусовые вещества (зрелые формы)
│ ├─ Гуминовые кислоты (HA)
│ ├─ Фульвокислоты (FA)
│ └─ Гумины (Hu)
│
└─ БИОГЕННЫЙ УГЛЕРОД (Microbial necromass)
└─ Остатки умерших микробов - главный источник МАОМ
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КАЖДОГО КОМПОНЕНТА - ИХ ОТНОШЕНИЯ ДРУГ К ДРУГУ
ПОЧВЕННЫЙ УГЛЕРОД (SOC - Soil Organic Carbon)
Определение: Сумма всех углеродных атомов в органических соединениях почвы, включая живые и мёртвые организмы, органические вещества и минеральные комплексы.
ПОЧВЕННОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО (ПОВ)( Soil organic matter (SOM)
Определение: Все органические материалы в почве, включая углерод, водород, кислород и азот. ПОВ = SOC × коэффициент преобразования (обычно 1,4–2,5 в зависимости от типа почвы)
Фактически ПОВ = SOC (углерод) + остальные элементы (N, H, O)
Сумма: ПОВ ≈ 58% углерода (C) + 42% остальных элементов
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ И НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ГУМУСОВЫЕ ВЕЩЕСТВА
Здесь начинается разделение на узнаваемые компоненты.
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ гумусовые вещества (Specific Humic Substances)
Это высокомолекулярные полимеры неизвестной точной структуры, образованные при гумификации.
Состоят из трёх фракций:
КЛАССИЧЕСКИЙ ПОДХОД — МЕТОД ТЮРИНА И ЕГО ОГРАНИЧЕНИЯ
Метод Тюрина: Измеряем "окисляемый углерод"
Классический российский метод определения гумуса, предложенный И.В. Тюриным в середине XX века, остается одним из наиболее распространенных в агрохимической практике. Однако это название закрепилось условно: метод Тюрина измеряет не гумус как таковой, а окисляемый органический углерод, входящий в состав практически всех органических соединений почвы без различия их химической природы и даже микроорганизмов попавших в исследованный образец.
Что именно измеряет метод Тюрина?
Это крайне важный момент: Метод Тюрина определяет не какой-то конкретный компонент гумуса, а всё органическое вещество почвы, которое поддаётся окислению хромовой кислотой.
Сюда входит:
✓ Гуминовые кислоты (HA)
✓ Фульвокислоты (FA)
✓ Гумины (Hu)
✓ ИЗ ВАЖНОГО: Живую микробную биомассу
✓ Свежий углерод из экссудатов корней
✓ Некоторые фракции ненужного органического вещества (ПОМ, РОМ)
Главное открытие: Исследование показало, что эффективность окисления составляет 70–95% в зависимости от типа почвы, структуры углерода и условий нагрева Это означает, что результат Тюрина может недооценивать истинное содержание углерода на 5–30%!
ПЕРЕХОД К ТОЧНЫМ ОПРЕДЕЛЕНИЯМ — СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
В последнее десятилетие произошел переход от общего термина "гумус" к точным, функционально определённым компонентам. Это связано с развитием методов анализа (спектроскопия, хроматография, масс-спектрометрия).
Новая система классификации органического вещества почвы
ПОЧВЕННОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО (ПОВ) = 100%
│
├─ ПОЧВЕННЫЙ УГЛЕРОД (SOC) — всё углеводородное содержимое
│ │
│ ├─ ЛАБИЛЬНЫЙ УГЛЕРОД (<1 года)
│ │ ├─ РОУ (Dissolved Organic Carbon, DOC): 0,1–2%
│ │ ├─ Живая микробная биомасса (живые бактерии, грибы)
│ │ └─ Водорастворимое органическое вещество (WSOM)
│ │
│ ├─ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ УГЛЕРОД (годы–десятилетия)
│ │ ├─ РОМ (Particulate Organic Matter, POM): 10–40%
│ │ ├─ Молодой гумус компоста
│ │ └─ Часть неспецифических гумусовых веществ (НГВ)
│ │
│ └─ СТАБИЛЬНЫЙ УГЛЕРОД (столетия–тысячелетия)
│ ├─ МАОМ (Mineral-Associated Organic Matter): 40–60%
│ └─ Специфические гумусовые вещества (зрелые формы)
│ ├─ Гуминовые кислоты (HA)
│ ├─ Фульвокислоты (FA)
│ └─ Гумины (Hu)
│
└─ БИОГЕННЫЙ УГЛЕРОД (Microbial necromass)
└─ Остатки умерших микробов - главный источник МАОМ
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КАЖДОГО КОМПОНЕНТА - ИХ ОТНОШЕНИЯ ДРУГ К ДРУГУ
ПОЧВЕННЫЙ УГЛЕРОД (SOC - Soil Organic Carbon)
Определение: Сумма всех углеродных атомов в органических соединениях почвы, включая живые и мёртвые организмы, органические вещества и минеральные комплексы.
ПОЧВЕННОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО (ПОВ)( Soil organic matter (SOM)
Определение: Все органические материалы в почве, включая углерод, водород, кислород и азот. ПОВ = SOC × коэффициент преобразования (обычно 1,4–2,5 в зависимости от типа почвы)
Фактически ПОВ = SOC (углерод) + остальные элементы (N, H, O)
Сумма: ПОВ ≈ 58% углерода (C) + 42% остальных элементов
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ И НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ГУМУСОВЫЕ ВЕЩЕСТВА
Здесь начинается разделение на узнаваемые компоненты.
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ гумусовые вещества (Specific Humic Substances)
Это высокомолекулярные полимеры неизвестной точной структуры, образованные при гумификации.
Состоят из трёх фракций:
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ гумусовые вещества (Specific Humic Substances)
Долгосрочное хранилище углерода, стабилизация
Как они выглядят:
HA: Тёмно-коричневые, хлопьевидные, вязкие при растворении в щелочи (видно "облачко" при добавлении кислоты — они осаждаются)
FA: Жёлтые растворы, прозрачные, остаются в растворе при добавлении кислоты
Hu: Чёрный осадок, не растворяется ни в кислоте, ни в щелочи, твёрдый
НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ гумусовые вещества(Non-Humic Substances / Negumified substances)
Это распознаваемые, известной структуры органические соединения, которые НЕ полимеризовались в гумус
Как они выглядят:
HA: Тёмно-коричневые, хлопьевидные, вязкие при растворении в щелочи (видно "облачко" при добавлении кислоты — они осаждаются)
FA: Жёлтые растворы, прозрачные, остаются в растворе при добавлении кислоты
Hu: Чёрный осадок, не растворяется ни в кислоте, ни в щелочи, твёрдый
НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ гумусовые вещества(Non-Humic Substances / Negumified substances)
Это распознаваемые, известной структуры органические соединения, которые НЕ полимеризовались в гумус
НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ гумусовые вещества(Non-Humic Substances / Negumified substances)
Растворимые в воде
ЛАБИЛЬНЫЕ ФРАКЦИИ
Растворённый органический углерод (РОУ) Dissolved organic carbon, DOC) / Растворимое органическое вещество (РОВ) Dissolved Organic Matter, DOM)
Определение: Органический материал, растворённый в почвенной воде, извлекаемый фильтрацией через фильтр 0,45 мкм[Источник:.
Состав: FA, низкомолекулярные HA, полисахариды, аминокислоты, органические кислоты
Как выглядит:
-Прозрачный раствор (при извлечении водой)
-Жёлто-коричневый цвет в концентрированных растворах
-Видно под микроскопом как "облачко" в почвенной воде
Процентное содержание: 0,1–2% от ПОВ (мало!)
Водорастворимое органическое вещество, ВОВ (Water-Soluble Organic Matter, WSOM)
Определение: Органическое вещество, извлекаемое холодной водой при соотношении 1:5 или 1:10.
Отличие от РОУ:
-РОУ = натуральный почвенный раствор (фильтрат)
-ВОВ = искусственный извлеченный раствор (лабораторный стандарт)
Как выглядит: Коричневый раствор, менее концентрированный, чем РОУ
Грубые органические остатки (Particulate Organic Matter, POM)
Определение: Крупные куски органического вещества размером 53 мкм–2 мм, видимые под обычным микроскопом
Состав:
-Целлюлоза (60–70%)
-Лигнин (15–30%)
-Мёртвые микробные клетки
-Кусочки растений, животных
Как выглядит:
-Чёрные, полупрозрачные при тонком слое куски
-Растительные волокна (целлюлозные), видны слои
-Матированная структура (грибные гифы)
-При хорошем увеличении видны структуры клеток
-Процентное содержание: 8–50% от ПОВ (зависит от типа почвы и управления)
СТАБИЛЬНЫЙ УГЛЕРОД - МАОМ
МАОМ (Mineral-Associated Organic Matter)
Определение: Органическое вещество, защищённое минеральными поверхностями (глины, оксиды железа, алюминия). Неразрывно связано с минеральной фазой почвы
Механизмы защиты:
Электростатическое взаимодействие - отрицательно заряженные ОВ притягиваются к положительным сайтам минерала
Водородные связи - между –OH и –COOH группами ОВ и поверхностью минерала
Координационные комплексы - металлические мостики (Ca²⁺, Fe³⁺) между ОВ и минералом
Физическая окклюзия - ОВ заключено в микропорах минерала
Как выглядит:
Полностью чёрные частицы, неразличимо от минеральной части
Прилипает к глинистым частицам (видно при сильном увеличении ±5000x, только под электронным микроскопом)
Требует химического разделения для выделения
Процентное содержание: 40–60% от всего углерода в почве https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157951956487468
ЛАБИЛЬНЫЕ ФРАКЦИИ
Растворённый органический углерод (РОУ) Dissolved organic carbon, DOC) / Растворимое органическое вещество (РОВ) Dissolved Organic Matter, DOM)
Определение: Органический материал, растворённый в почвенной воде, извлекаемый фильтрацией через фильтр 0,45 мкм[Источник:.
Состав: FA, низкомолекулярные HA, полисахариды, аминокислоты, органические кислоты
Как выглядит:
-Прозрачный раствор (при извлечении водой)
-Жёлто-коричневый цвет в концентрированных растворах
-Видно под микроскопом как "облачко" в почвенной воде
Процентное содержание: 0,1–2% от ПОВ (мало!)
Водорастворимое органическое вещество, ВОВ (Water-Soluble Organic Matter, WSOM)
Определение: Органическое вещество, извлекаемое холодной водой при соотношении 1:5 или 1:10.
Отличие от РОУ:
-РОУ = натуральный почвенный раствор (фильтрат)
-ВОВ = искусственный извлеченный раствор (лабораторный стандарт)
Как выглядит: Коричневый раствор, менее концентрированный, чем РОУ
Грубые органические остатки (Particulate Organic Matter, POM)
Определение: Крупные куски органического вещества размером 53 мкм–2 мм, видимые под обычным микроскопом
Состав:
-Целлюлоза (60–70%)
-Лигнин (15–30%)
-Мёртвые микробные клетки
-Кусочки растений, животных
Как выглядит:
-Чёрные, полупрозрачные при тонком слое куски
-Растительные волокна (целлюлозные), видны слои
-Матированная структура (грибные гифы)
-При хорошем увеличении видны структуры клеток
-Процентное содержание: 8–50% от ПОВ (зависит от типа почвы и управления)
СТАБИЛЬНЫЙ УГЛЕРОД - МАОМ
МАОМ (Mineral-Associated Organic Matter)
Определение: Органическое вещество, защищённое минеральными поверхностями (глины, оксиды железа, алюминия). Неразрывно связано с минеральной фазой почвы
Механизмы защиты:
Электростатическое взаимодействие - отрицательно заряженные ОВ притягиваются к положительным сайтам минерала
Водородные связи - между –OH и –COOH группами ОВ и поверхностью минерала
Координационные комплексы - металлические мостики (Ca²⁺, Fe³⁺) между ОВ и минералом
Физическая окклюзия - ОВ заключено в микропорах минерала
Как выглядит:
Полностью чёрные частицы, неразличимо от минеральной части
Прилипает к глинистым частицам (видно при сильном увеличении ±5000x, только под электронным микроскопом)
Требует химического разделения для выделения
Процентное содержание: 40–60% от всего углерода в почве https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157951956487468
ТАБЛИЦА КЛАССИФИКАЦИИ - ЧТО ЕСТЬ ЧТО?
К какому пулу относится каждое вещество?
К какому пулу относится каждое вещество?
К какому пулу относится каждое вещество
Доступность микроорганизмам - скорость разложения
Доступность микроорганизмам - скорость разложения
ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ - ПРЯМЫЕ И ОПОСРЕДОВАННЫЕ ПУТИ
Путь 1: ПРЯМОЕ питание растений (Direct uptake)
Механизм: Корни растений напрямую усваивают питательные элементы из почвенного раствора.
Источники (лабильный пул):
РОУ (DOM/DOC) - содержит:
-Аминокислоты (источник N)
-Ортофосфаты и фосфорные кислоты (источник P)
-Микроэлементы в форме комплексов с FA
Живая микробная биомасса:
-При отмирании микробов их цитоплазма содержит легкоусваиваемые аминокислоты и нуклеотиды (источник N)
Водорастворимые белки и полисахариды (ВОВ):
-Некоторые корни могут поглощать короткоцепочечные углеводы и дипептиды
Доступность: Очень высокая, сразу после попадания в почвенный раствор. НО! это не основное питание растений.
Надёжность: Нестабильна (зависит от влажности, температуры, микробной деятельности) https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157453049204012
Путь 1: ПРЯМОЕ питание растений (Direct uptake)
Механизм: Корни растений напрямую усваивают питательные элементы из почвенного раствора.
Источники (лабильный пул):
РОУ (DOM/DOC) - содержит:
-Аминокислоты (источник N)
-Ортофосфаты и фосфорные кислоты (источник P)
-Микроэлементы в форме комплексов с FA
Живая микробная биомасса:
-При отмирании микробов их цитоплазма содержит легкоусваиваемые аминокислоты и нуклеотиды (источник N)
Водорастворимые белки и полисахариды (ВОВ):
-Некоторые корни могут поглощать короткоцепочечные углеводы и дипептиды
Доступность: Очень высокая, сразу после попадания в почвенный раствор. НО! это не основное питание растений.
Надёжность: Нестабильна (зависит от влажности, температуры, микробной деятельности) https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157453049204012
Путь 2: ОПОСРЕДОВАННОЕ питание (Indirect uptake through mineralization)
Механизм: Микробы разлагают органику, высвобождая питательные элементы, которые потом усваивают растения.
Источники (промежуточный и стабильный пулы):
Механизм: Микробы разлагают органику, высвобождая питательные элементы, которые потом усваивают растения.
Источники (промежуточный и стабильный пулы):
Источники (промежуточный и стабильный пулы)
Путь 3: НЕПРЯМОЕ питание через БУФЕРНУЮ ёмкость
Механизм: Гумусовые вещества удерживают питательные элементы (катионы N⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺), предотвращая их вымывание. Корни затем "распаковывают" эти элементы. https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157814917827884
Механизм: Гумусовые вещества удерживают питательные элементы (катионы N⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺), предотвращая их вымывание. Корни затем "распаковывают" эти элементы. https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157814917827884
Зачем все это знать
От знания того, что есть что, зависит выбор метода и правильная интерпретация результатов. Почвовед, агроном и эколог должны говорить на одном языке — языке точных, функционально определённых компонентов почвы, а не расплывчатого "гумуса".
P.S. На самом деле такой "классификации" нигде нет. Составлял для себя, чтобы разобраться в переплетениях старой и новой терминологии. Если упрощения и недосказанность. Возможно и ошибки. Так что если кто в теме - подсказывайте.
Просьба сравните две статьи об одном и том же (за небольшим исключением)
эту и вот эту: https://ok.ru/group/70000004924972/topic/158317929762092
От знания того, что есть что, зависит выбор метода и правильная интерпретация результатов. Почвовед, агроном и эколог должны говорить на одном языке — языке точных, функционально определённых компонентов почвы, а не расплывчатого "гумуса".
P.S. На самом деле такой "классификации" нигде нет. Составлял для себя, чтобы разобраться в переплетениях старой и новой терминологии. Если упрощения и недосказанность. Возможно и ошибки. Так что если кто в теме - подсказывайте.
Просьба сравните две статьи об одном и том же (за небольшим исключением)
эту и вот эту: https://ok.ru/group/70000004924972/topic/158317929762092
Напишите в комментариях, какой формат выбрали бы вы?
Следующая публикация
Нет комментариев