4. Органо-мінеральні сполуки в ґрунті.

Органічні речовини ґрунту постійно взаємодіють із мінераль­ною частиною. За характером взаємодії виділяють три групи орга-но-мінеральних речовин.

Першу групу складають солі органічних неспецифічних кислот (щавелевої, мурашиної, оцтової, лимонної) і гумусових специфічних кислот із катіонами лужних і лужноземельних металів. Механізм утворення гуматів і фульватів полягає в обмінній реакції між вод­нем кислих функціональних гумусових кислот і катіонами:

Обмінна реакція протікає в еквівалентних кількостях і є зво­ротною. В утворенні гуматів беруть участь зольні елементи рослин, що вивільнюються при розкладі останніх, а також обмінні катіони дифузного шару ґрунтових колоїдів та основи, що входять до скла­ду кристалічних решіток первинних, вторинних мінералів. Утворені солі гумусових кислот - гумати й фульвати мають неоднакові вла­стивості. Гумати одновалентних катіонів (натрію, амонію, калію) добре розчинні у воді, легко вимиваються з грунту. Тому грунти, що містять гумати натрію (солонці), легко збіднюються гумусом за ра­хунок його міграції в нижні горизонти. Гумати кальцію й магнію нерозчинні у воді, утворюють водостійкі гелі, тому накопичуються у верхньому горизонті грунту (чорноземи). Фульвати всіх катіонів розчинні у воді, тому легко мігрують по профілю, вимиваються з ґрунту (підзолисті ґрунти). Характерною особливістю гуматів і фуль-ватів є здатність до обмінних реакцій з іншими катіонами, тобто до формування фізико-хімічної обмінної здатності ґрунтів.

Другу групу становлять комплексні солі типу хелати, що ут­ворюються при взаємодії неспецифічних органічних кислот з поліва­лентними металами (залізо, алюміній, мідь). Метал у хелатах вхо­дить до аніонної частини молекул і не здатний до обмінних реакцій. Вільні карбоксильні і фенолгідроксильні групи здатні обмінюватись з катіонами лужних і лужноземельних металів. Отримані сполуки називаються комплексно-гетерополярними солями.

_кр(соон)„ _{+м м+ к} \ї_м?соо^_м]^соони {он)_т - > і он " V),„-, '

де М⁺ - катіони Fe, Al тощо.

Ємність зв'язування заліза в хелати гумінових кислот коливається від 50 до 150 мг/г ГК, алюмінію - від 27 до 55 мг/г ГК. Ємність зв'язуван­ня заліза у хелати фульвокислот - до 250 мг/г, а алюмінію - до 140 мг/г.

Рухомість комплексних сполук різноманітна і залежить від типу гумусової кислоти, обмінних катіонів, насиченості вільних функціо­нальних груп. Найбільш рухомі алюмо- та залізофульватні солі. Як­раз вони створюють різноманітні плівки на поверхні структурних агрегатів в ілювіальному горизонті.

Третю групу складають органо-мінеральні сполуки, утворені при взаємодії гумусових кислот та їх солей з кристалічною решіт­кою несилікатних півтораоксидів і глинистих мінералів. При цьому можливі такі шляхи їх утворення:

1. хімічний зв'язок (через місток або безпосередньо) із мінералами;

2. адсорбція на поверхні мінеральної частинки;

3. проникнення лінійних структур молекул гумусових кислот у міжпакетний простір глинистих мінералів.

Утворення органо-мінеральних сполук може супроводжуватись їх міграцією по ґрунтовому профілю або акумуляцією на місці ут­ворення. Гумати деяких лужних металів та алюмінію добре розчиня­ються у воді і, як наслідок, легко пересуваються з водними потока­ми. Проте гумати кальцію - погано розчинні. Фульвати лужних і лужноземельних металів добре розчиняються та володіють високою міграційною здатністю.