Состав гумуса.

Исторически сложилось так, что природой гумусовых веществ впервые заинтересовались химики. В 1786 г. Ахард действием раствора щелочи на почву и торф получил темно бурый раствор. Затем прибавив к щелочной вытяжке раствор серной кислоты, он наблюдал выпадение темного, почти черного осадка. Выпавшее в осадок вещество было названо гуминовой кислотой. Способ её выделения из почвы, претерпев несколько модификаций сохранился до наших дней.

По химическому составу органическое вещество почвы делится на две группы:

1.Неспецифические органические соединения, которые могут быть выделены из почвы и количественно определены (сахара, аминокислоты, белки, органические основания, дубильные вещества, органические кислоты).

2.Специфические гумусовые соединения – это наиболее характерная специфическая часть, составляющая 80 – 90% общего содержания органического вещества в большинстве минеральных почв.

Эти гумусовые вещества представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, объединённых общностью происхождения, некоторых свойств и строения. Важнейшие особенности:

1.Специфическая окраска, изменяющаяся от темно-бурой (почти черной) до красно-бурой (почти оранжевой).

2.Кислотный характер, обусловленный карбоксильными группами.

3.Содержание углерода 36 –62%, азота 2,5-5% в различных группах и фракциях.

4.Наличие во всех группах циклических фрагментов, содержащих 3 –6% гетероциклического азота.

5.Наличие негидролизуемого азота в количестве 25-35% от общего.

6.Большое разнообразие веществ по молекулярным массам, в пределах 700 –сотен тысяч.

Гумусовые вещества по растворимости и экстрагируемости делятся на группы:

Фульвокислоты (ФК),

Гуминовые кислоты (ГК),

Гумины,

Гиматомелановые кислоты

Фульвокислоты – наиболее растворимая группа гумусовых соединений, обладающая высокой подвижностью. Они растворимы в воде, кислотах, слабых растворах щелочей, органических растворителях. Выделенные из почвы фульвокислоты, окрашены в светло- бурый цвет, а растворы – от желтого до оранжевого. Состав: С - 36 – 44%, Н – 3 –5%, О – 45 –50%, N – 3-4,5%/. Преобладают в почвах подзолистого типа, красноземах.

Гуминовые кислоты – нерастворимы в минеральных и органических кислотах. Выделяются из почвы растворами щелочей или совместным воздействием со слабыми кислотами. Состав С – 52 - 62%, О –31 – 39%, H – 3 – 6%, N – 3 – 5%.

Строение молекул гуминовых кислот в различных почвах может отличатся. По современным представлениям гуминовые кислоты – сложные высокомолекулярные соединения, имеющие ароматическую природу. Водород карбоксильных групп способен замещаться различными катионами с образованием солей – гуматов. Гуматы одновалентных катионов (Na⁺, K⁺, NH₄⁺) – растворимы в воде. В большинстве почв из катионов преобладает Са и в основном образуются гуматы кальция, которые нерастворимы в воде и выпадают в почве в осадок. Гуматы магния и трехвалентных катионов (Fe, Al ) также нерастворимы в воде.

Гумины – почвенного гумуса представляют собой комплекс гуминовых и фульвокислот, прочно связанных друг с другом и с минеральной частью почвы. Этим объясняется высокая устойчивость к действию кислот и щелочей. Это не экстрагируемая часть гумуса.

Гиматомеланивые кислоты – группа гумусовых веществ с промежуточными свойствами между гуминовыми и фульвокислотами. Ранее включались в группу гуминовых кислот и отличались от них растворимостью в полярных органических растворителях и другими свойствами.