Органическая часть почвы
Органическая часть почвы
В почве содержится органическое вещество.
В торфяных почвах оно может преобладать, в большинстве почв его количество не превышает нескольких процентов в верхних горизонтах.
В состав органического вещества почвы входят
растительные и животные остатки, не утратившие черт анатомического строения,
органические химические соединения, называемые
гумусом.
В состав гумуса входят
неспецифические вещества известного строения - липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воска, смолы и т. д. (до 10- 15% всего гумуса),
образующиеся из них в почве специфические
гумусовые кислоты.
Гуминовые и
фульвокислоты
Гумусовые кислоты не имеют определённой формулы и представляют собой целый класс высокомолекулярных соединений. В российском почвоведении они традиционно разделяются на
гуминовые и фульвокислоты.
Гуминовые кислоты
- это высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты циклического строения.
Они хорошо растворяются в слабых растворах щелочей, щавелево-кислого натрия, фтористого натрия и аммиака с образованием солей - гуматов.
Гуматы кальция и магния в воде не растворяются.
Препараты гуминовых кислот, выделенные из почвы, окрашены в коричневый или черный цвет.
Гуминовые кислоты частично или очень слабо растворяются в воде и не растворяются в минеральных кислотах.
Основная масса гуминовых кислот в любой почве находится в виде гелей.
Элементный состав гуминовых кислот (по массе): 46-62% углерода, 3-6% азота, 3-5% водорода, 32-38% кислорода.
Фульвокислоты
- высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. Они растворяются в воде, кислотах, слабых растворах щелочей, в водном растворе аммиака. Соли фульвокислот (фульваты) хорошо растворимы в воде.
Выделенные из почвы препараты фульвокислот окрашены в светло-бурый цвет.
Состав фульвокислот: 36-44% углерода, 3- 4,5% азота, 3-5% водорода, 45-50% кислорода.
Гуминовые и
фульвокислоты
В обоих соединениях присутствуют также сера (от 0,1 до 1,2%), фосфор (сотые и десятые доли %).
Молекулярные массы для гуминовых кислот составляют 20000-80000 а.е.м. (5000- 650000), для фульвокислот 4000-15000 а.е.м.
Фульвокислоты подвижнее, растворимы на всём диапазоне кислотности, а гуминовые выпадают в осадок в кислой среде.
Отношение углерода гуминовых и фульвокислот (Cгк/Cфк) является важным показателем гумусового состояния почв.
Гуминовые и
фульвокислоты
В молекуле гуминовых кислот выделяют ядро, состоящее из ароматических колец, которые соединяются «мостиками» с двойными связями. Ядро окружено периферическими алифатическими цепями, которые несут различные гидроксильные, карбонильные, карбоксильные и амино- функциональные группы, что является причиной высокой ёмкости поглощения –
180-500 мг-экв/100 г.
О строении фульвокислот известно меньше. Они имеют тот же состав функциональных групп, и более высокую ёмкость поглощения – до 670 мг-экв/100 г.
Гуминовые и
фульвокислоты
В молекуле гуминовых кислот выделяют ядро, состоящее из ароматических колец, которые соединяются «мостиками» с двойными связями. Ядро окружено периферическими алифатическими цепями, которые несут различные гидроксильные, карбонильные, карбоксильные и амино- функциональные группы, что является причиной высокой ёмкости поглощения –
180-500 мг-экв/100 г.
О строении фульвокислот известно меньше. Они имеют тот же состав функциональных групп, и более высокую ёмкость поглощения – до 670 мг-экв/100 г.
Гумификация
Гумусовые вещества образуются в результате трансформации органических остатков в гуминовые
кислоты и в фульвокислоты.
Механизм гумификации до конца не изучен. Есть
несколько гипотез:
конденсационные (полимеризационные) гипотезы –
гумус синтезируется из низкомолекулярных органических соединений.
гипотезы окислительного кислотообразования –
гумусовые кислоты образуются при взаимодействии высокомолекулярных соединений (белки, биополимеры), затем постепенно окисляются и расщепляются.
Согласно обеим гипотезам в этих процессах принимают участие ферменты, образуемые микроорганизмами.
Степень гумификации органического вещества —
отношение количества углерода гумусовых кислот к общему количеству органического углерода почвы,
выраженное в массовых долях.
