8.2. Утворення і склад гумусу
Одночасно з розкладанням органічних речовин в грунті синтезуються гумусні речовини, відбувається гумусоутво- рення.
Хімізм утворення гумусних речовин вивчали багато дослідників. У процесі розвитку грунтознавства було висунуто кілька гіпотез походження гумусу.
Значний вклад у вивчення процесів гуміфікації внесли В. Р. Ві- льямс, Л. М. Александрова, В. І. Тюрін, М. М. Кононова та ін. Л. М. Александрова розробила логічну схему гумусоутворення і мінералізації гумусних речовин (рис. 16). За її визначенням гумі- фікація — складний біофізико-хімічний процес трансформації про- міжних високомолекулярних продукіів розкладання органічних решток в особливий клас органічних сполук — гумусні кислоти.
Вона встановила, що швидкість і спрямованість гуміфікації за- лежать від багатьох факторів. Основними серед них є кількість і хімічний склад рослинних решток, водний і повітряний режими, склад грунтових мікроорганізмів, реакція грунтового розчину, ме- ханічний склад грунту тощо. Певне співвідношення даних факто- рів і їх взаємодія зумовлюють певний тип гуміфікації органічних решток: фульватний, гуматно-фульватний, фульватно-гуматний і гуматний.
Склад гумусу. Гумус — це гетерогенна полідисперсна система високомолекулярних азотистих ароматичних сполук кислотної природи. За забарвленням і відношенням до розчинників гумусні речовини поділяють на три групи сполук: гумінові кислоти, фуль- вокислоти, гуміни.
Гумінові кислоти (ГК) темно-коричневого або чорного забарв- лення, розчинні в слабких лугах і слабкорозчинні у воді. До їх складу входять вуглець (50—62%), водень (2,8—6,6%), кисень (31—40%), азот (2—6%) і зольні елементи. Залежно від вмісту вуглецю ГК поділяють на дві групи: сірі або чорні (високий вміст С2) і бурі. Елементарний склад молекул гумінових кислот непо- стійний. Хімічні властивості, ємкість вбирання, взаємодія з міне- ралами грунту зумовлені наявністю в молекулі ГК функціональ- них груп (карбоксильної, фенолгідроксильної, амідної, карбоніль- ної тощо).
Фульвокислоти (ФК) світло-жовтого забарвлення, розчинні у воді і лугах, їх елементарний склад відрізняється від складу гумі- нових кислот. Вони містять вуглець (41—46%), водень (4—5),
азот (3—4), кисень (44—48%). Отже, фульвокислоти містять мен- ше вуглецю і більше кисню, ніж гумінові.
Гуміни тепер прийнято називати рештками, що не гідролізують- ся. Це сукупність гумінових і фульвокислот, які міцно зв’язані з мінеральною частиною грунту. До їх складу входять також компо- ненти рослинних решток, що важко розкладаються мікроорганіз- мами: целюлоза, лігнін, вуглинки. Гуміни не розчиняються в жод- ному розчиннику, тому їх називають інертним гумусом.
Крім гумусних речовин в грунтах містяться органо-мінеральні сполуки. Здебільшого це солі неспецифічних кислот (щавлевої, ли- монної, оцтової, мурашиної та ін.), комплексні солі неспецифічних і гумусних кислот та адсорбційні органо-мінеральні сполуки. Солі гумінових кислот називають гуматами, фульвокислот — фульва- тами. Більшість фульватів є легкорозчинні сполуки.