Гумусовые вещества

Гумусовые вещества

Специфические органические вещества, так называемые гумусовые. Они составляют главную часть  почвенного гумуса —80—90% всей его массы. Гумусовые вещества представляют собой  компоненты многих высокомолекулярных азотсодержащих кислот, элементный состав которых заметно варьирует в  зависимости от типа почв.

Гумусовые вещества подразделяются на: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.

Гуминовые кислоты представляют собой высокомолекулярные темноокрашенные органические кислоты, которые содержат около 52—62% углерода, 31—39% кислорода, 2,5—5,8% водорода и 2,6—5,1% азота. Кроме того, в весьма малых количествах в них входят Р, S, Fe, Si, А1 и другие элементы (1 — 10%), но это не постоянные компоненты молекул гумнновых кислот, а присоединяющиеся в процессе химических реакций.

Молекула гуминовой кислоты  содержит карбоксильные и фенолгидроксильные группы. Эти группы гуминовых кислот имеют большое значение в почвообразовании: они обусловливают поглотительную способность почв по отношению к катионам, а также взаимодействие гуминовых кислот с другими компонентами гумуса, минеральными веществами и удобрениями.

При взаимодействии с катионами  щелочных и щелочноземельных металлов гуминовые кислоты образуют соли — гуматы. Гуматы щелочных металлов Na и К, а также гуматы NH4 хорошо растворимы в воде и легко вымываются из почвы осадками. Гуматы щелочноземельных металлов, главным образом Са, нерастворимы в воде, образуют водопрочные соединения и хорошо закрепляются в почве.

Фульвокислоты, как и гуминовые кислоты, представляют собой высокомолекулярные оксикарбоновые азотсодержащие органические кислоты. В отличие от гуминовых кислот они содержат несколько меньше углерода, но больше кислорода и водорода. В их состав входит 44_50% углерода, 42—48% кислорода, 4,5—6,0% водорода и 2,5—5,5%> азота. В слабых растворах эти вещества имеют светло-желтый цвет, в концентрированных — оранжево-желтый, из-за чего они получили название «фульвокислоты» (fulvus — желтый).

Фульвокислоты обладают сильнокислой реакцией и хорошо растворимы в воде; поэтому эти кислоты энергично разрушают минеральную часть почвы, играя существенную роль в развитии подзолообразовательного процесса.

При взаимодействии с катионами  щелочных и щелочноземельных металлов фульвокислоты образуют соли, растворимые в воде при любой реакции раствора и способные вымываться нисходящими токами воды из верхней части почвы.

Гумины являются наименее доступной для выделения и исследования группой гумусовых веществ. Они представляют собой самую инертную часть почвенного гумуса.

Исследования показали, что  гумины не являются особой группой гумусовых веществ, а состоят из гуминовых и фульвокислот.

Эти кислоты в гуминах находятся в сложных и прочных связях между собой и образуют различные комплексы с минеральной частью почвы, особенно с частицами глинистых минералов.

В результате взаимодействия различных гумусовых веществ  с минеральной частью почвы образуются органо-минеральные комплексы, природа которых еще недостаточно изучена.

Соотношение гуминовых и  фульвокислот в разных почвах неодинаково, например в дерново-подзолистых почвах и красноземах больше содержится фульвокислот, в черноземах — гуминовых кислот.

По мере перехода от подзолистых  почв к черноземам увеличивается  общее содержание гумуса и в нем  постепенно возрастает количество гуминовых  кислот; содержание фульвокислот несколько уменьшается, так что отношение между этими двумя группами гумусовых веществ становится шире. Очевидно, условия, необходимые для образования и накопления гуминовых кислот, одновременно благоприятны и для накопления общего гумуса.

Такие природные условия  сложились в черноземной зоне. К северу и к югу от нее содержание гуминовых кислот уменьшается, а  содержание фульвокислот возрастает.

Химический состав гумуса непосредственно влияет на качество почв. Наиболее благоприятными свойствами обладают почвы, в гумусе которых  преобладают гуминовые кислоты.

Наряду с образованием гумуса микроорганизмы синтезируют  также органическое вещество внутри своих клеток из растворимых соединений, поступающих извне. После отмирания  микроорганизмов их клетки остаются в почве.

Таким образом, под понятием органического вещества почвы подразумевается  весьма сложный комплекс разнообразных  соединений, включающий в себя: 1) неразложившиеся  и слабо разложившиеся растительные и животные остатки; 2) белок тела живых и мертвых микроорганизмов; 3) гумус; 4) различные промежуточные  продукты распада органических остатков; 5) трудно разлагающиеся составные  части растений, например дубильные  вещества (смолы, лигнин и др.); 6) вещества, образовавшиеся в результате химического взаимодействия между продуктами разложения органических остатков и минеральными соединениями почвы.

Следовательно, гумус составляет лишь часть органического вещества почвы, но в большинстве случаев  на его долю приходится наибольшее количество всех содержащихся в почве  органических соединений. Так, содержание гумуса в дерново-подзолистых почвах составляет 60—70% от общего количества органического вещества, в болотных — 70—80, в черноземных — 80—90%.

Вот почему в вопросе  об органическом веществе почвы основное значение имеет важнейшая составная  часть его — гумус.