Гумус у різних типах грунтів неоднаковий і його характер визначається рядом умов і факторів:

а) життєдіяльність мікроорганізмів, бактерій, актиноміцетів, грибів;

б) складом різних рослинних залишків, що потрапляють у грунт. Наприклад, опад хвойного лісу не призводить до накопичення гумусу, а перетворення залишків трав’янистої рослинності завжди супроводжується значним накопиченням гумусу;

в) кисневим режимом, що визначає аеробне або анаеробне середовище перетворення рослинних залишків. При аеробному розкладі кінцевими продуктами є вуглекислота, вода, кисневі сполуки азоту і загальних елементів, які засвоюють рослини. При анаеробному розкладі утворюються відповідні сполуки (метан, сірководень, фосфористий водень, сірчисті сполуки, закисне залізо і сполуки марганцю – токсичні для рослин).

Чергування анаеробних і аеробних умов найбільш сприятливе для процесів синтезу гумусу.

Прийнято виділяти такі компоненти гумусу:

Фульвокислоти – розчиняються у воді, мають жовте забарвлення. Являють собою комплексні високомолекулярні сполуки, стійкі проти коагуляції. Більшість солей цих кислот розчинні у воді, тому вони вилуговують мінерали, викликаючи виніс ряду елементів. Це явище найбільш різко проявляється при підзолоутворенні. Вміст фульвокислот складає від 35 до 50% (від загальної кількості гумусу) у різних типах грунтів.

Гумінові кислоти – нерозчинні у воді, але розчиняються в лугах. Це комплексні високомолекулярні сполуки,мають темно-бурий колір. У порівнянні з фульвокислотами, містять значно більше вуглецю й азоту. Вільні гумінові кислоти руйнують мінерали, але вони легко коагулюють під впливом іонів Ca²⁺ , Fe³⁺ та інших. У різних типах грунтів вміст гумінових кислот змінюється від 20% у підзолистих до 40% в чорноземних грунтах (від загального вмісту гумусу в грунтах).

Співвідношення гумінових кислот до фульвокислот закономірно збільшується від підзолистих грунтів до чорноземів і потім зменшується в напрямку пустель.

Гумін – це частина гумусу, нерозчинна ні у воді, ні в лужному розчині, являє собою гумінові речовини, скоагульовані і частково міцно зв’язані з мінеральною частиною грунту.

Гумін, гумінові кислоти і фульвокислоти не трапляються серед інших відомих утворень, крім грунту. Вони складають 85-90% від загальної маси органічної речовини грунту. Інші 10-15% негумінові (неспецифічні) органічні сполуки: протеїни, вуглеводи, жири, дубильні речовини, віск, смоли та інші речовини.

ХІД РОБОТИ

Головні складові частини гумусу мають різну розчинність, тому їх можна розділити, екстрагуючи відповідними реактивами. Використовуючи послідовно водну та лужну витяжки, можна виділити:

1. гумусові сполуки, розчинні у воді (фульвокислоти);

2. гумусові сполуки, розчинні в лугах (гумінові кислоти);

3. гумусові сполуки, нерозчинні у воді і в лугах (гумін).

А) Вивчення властивостей фульвокислот

1. На технічній вазі беруть наважку грунту 20г і переносять у конічну колбу об’ємом 100-200мл.

2. У колбу наливають 50мл дистильованої води, мішають, відстоюють 3-4хв., ще раз перемішують і знову відстоюють.

3. Відстояний розчин через лійку з фільтром відфільтровують у колбу об’ємом 50-100мл. Одержана витяжка містить водорозчинні (в тому числі і органічні) сполуки. Як правило, колір витяжки світло-жовтий.

4. У колбу об’ємом 50-100мл наливають 20мл водної витяжки, додають 1мл 50%-ї сірчаної кислоти. У таку саму другу колбу наливають 20мл дистильованої води і також додають 1мл 50% - ї H2SO4. В обидві колби (з водною витяжкою і з дистильованою водою) почергово додають краплями 0,01н КMnO4 до появи рожевого забарвлення. Реакція окислення протікає так:

5С + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5CO2 + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 6H2O

5. У колбу з водною витяжкою краплями додають з бюретки розчин 0,01н KMnO4. Його перші порції використовуються на окислення водорозчинної органічної речовини. Як тільки з’явиться стійке рожеве забарвлення розчину, титрування закінчується.

6. Кількість KMnO4 буде характеризувати кількість водорозчинних форм грунтового гумусу. Різниця кількості витраченої KMnO4 на забарвлення однакових обємів водної витяжки та дистильованої води вказує на кількість водорозчинних форм грунтового гумусу.

7. У пробірки розливають по 2мл водної витяжки з грунту.

8. Доливають по 5мл 0,1н розчинів: FeCl3 – в першу пробірку; 0,1н CaCl2 – в другу пробірку, 0,1н NaCl – в третю і 0,1н HCl – в четверту.

9. Вміст кожної пробірки збовтують, вміщують у штатив і витримують 5хв.

Поява пластівцеподібного осаду вказує на те, що пройшла коагуляція.

Умовними знаками показують її ступінь (+ + + сильна, + + середня, + слабка, відсутня).

Аналіз водної витяжки

№ бригади	Назва грунту, горизонт	Кількість KMnO4, що пішла на титрування	Колір витяжки	Інтенсивність коагуляції електролітами FeCl3 CaCl2 NaCl HCl

Б) Аналіз лужної витяжки

1. Готують лужну витяжку з грунту. В колбу із залишками від водної витяжки додають 50мл 1н NaOH. Колбу кілька разів збовтують і відстоюють. Темно-бурий розчин відфільтровують через ту ж лійку, що і в першій частині, у колбу об’ємом 50-100мл.

2. Лужну витяжку (3мл) переносять у пробірку, куди потім при періодичному помішуванні поступово доливають 3мл 10% HCl. Через деякий час розчинні в лузі гумінові кислоти коагулюють і у вигляді бурих пластівців випадають в осад на дно пробірки. Заміряють висоту та діаметр осаду, вираховують його об’єм. За цим показником можна приблизно визначити кількість гумінових кислот у різних грунтах.

3. Визначаємо здатність до коагуляції гумінових кислот за пунктами 7-9 частини А). Результати заносимо в таблицю.

№ бригади	Назва грунту, горизонт	Колір витяжки	Інтенсивність коагуляції електролі- тами FeCl3 CaCl2 NaCl HCl

4. Чорна маса, що залишилась на фільтрі та в колбі, нерозчинна у воді і лузі, є гуміном.

5. Зробити висновок.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Які складові частини органічної речовини гумусу?

2. Що таке неспецифічні органічні речовини гумусу?

3. Якими є властивості фульвокислот, гумінових кислот?

4. Як змінюється склад гумусу в різних грунтах?

5. Як виділити з грунту різні форми гумусу?