5.2 .Склад і властивості 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, фульвокислоти, гуміни.

Гумінові кислоти (ГК) темно-коричневого або чорного забарвлення, 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 непостійний. Хімічні властивості, ємкість вбирання, взаємодія з мінералами ґрунту зумовлені наявністю в молекулі ГК функціональних груп (карбоксильної, фенолгідроксильної, амідної, карбонільної тощо).

Фульвокислоти (ФК) світло-жовтого забарвлення, розчинні у воді і лугах, їх елементарний склад відрізняється від складу гумінових кислот. Вони містять вуглець (41—46%), водень (4—5), азот (3—4), кисень (44—48%). Отже, фульвокислоти містять менше вуглецю і більше кисню, ніж гумінові.

Гуміни тепер прийнято називати рештками, що не гідролізуються. Це сукупність гумінових і фульвокислот, які міцно зв’язані з мінеральною частиною ґрунту. До їх складу входять також компненти рослинних решток, що важко розкладаються мікроорганізмами: целюлоза, лігнін, вуглинки. Гуміни не розчиняються в жодному розчиннику, тому їх називають інертним гумусом.

Крім гумусних речовин в ґрунтах містяться органо-мінеральні сполуки. Здебільшого це солі неспецифічних кислот (щавлевої, лимонної, оцтової, мурашиної та ін.), комплексні солі неспецифічних і гумусних кислот та адсорбційні органо-мінеральні сполуки. Солі гумінових кислот називають гуматами, фульвокислот – фульватами. Більшість фульватів є легкорозчинні сполуки.

ФК мають високу катіонну обмінну ємність. 100 г сухої речовини ФК здатні прореагувати з катіонами в кількості 600-800 мг-екв. З катіонами К⁺, Na⁺, NH₄⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ вони утворюють водорозчинні солі. З полуторними оксидами ФК утворюють сполуки, які знаходяться в розчині, або випадають в осад. Чим більше в розчині ФК на одиницю таких оксидів і чим менша концентрація розчину тим вища рухомість цих сполук. Такі умови створюються в ґрунтах підзолистого типу, що зумовлює формування елювіального горизонту (Е). При підвищенні концентрації та при наявності в ґрунтовому розчині сполук заліза та алюмінію спостерігається випадання сполук в осад. Це відбувається в ілювіяльному горизонті (І), де скупчуються залізо-марганцеві новоутворення.

Серед гумінових кислот виділяють дві фракції, які відрізняються між собою забарвленням та іншими властивостями і тому неоднаково впливають на ґрунтоутворення та живлення рослин. Це фракціях чорних (ЧКГ) і фракція бурих (БГК) гумінових кислот.

Чорні гумінові кислоти мають інтенсивно-чорний колір і не розчинні у воді. Проте, тільки що утворенні („свіжі”) ЧГК повільно розчиняються у воді і мігрують в глиб ґрунту. Цим пояснюється формування потужних гумусних горизонтів у чорноземних ґрунтів.

Чорні гумінові кислоти активно реагують з кальцієм. Гумати кальцію важкорозчинні у воді і мають нейтральну реакцію. При взаємодії з натрієм утворюються золі гуматів натрію, які є дуже рухливими у солонців.

Чорні ГК стійкіші до розкладання мікроорганізмами. З мінералами монтморилонітової групи утворюють стійкі чорні комплекси, які надають інтенсивне чорне забарвлення (антрацитове) ґрунтам групи злитоземів, а вміст гумусу в них незначний.

Бурі ГК характерні для ґрунтів буроземно-лісових областей суббореального поясу. Свіжо-утворені гелі бурих ГК слабкорозчинні у воді і тому їх рухливість у ґрунтах незначна. Бурі ГК слабко взаємодіють з кальцієм і легко віддають його в ґрунтовий розчин. Це важлива екологічна властивість бурих кислот. Цим самим забезпечується кальцієве живлення лісу. Одночасно бурі ГК активно взаємодіють з катіонами заліза і алюмінію, утворюють при цьому комплексні сполуки. Ці сполуки мають кислу реакцію, є стійкими до мікробіологічного розкладання.

Таким чином, процеси накопичення і перетворення гумусу в ґрунтах різних зон неоднакові. Широко змінюється якісний склад, інтенсивність гумусоутворення і гумусонакопичення, швидкість мінералізації, тривалість циклів перетворення гумуса та інші властивості. Це і зумовлює формування великого різноманіття ґрунтів.