Фракционный состав гумуса. Гуминовые и фульво- кислоты. Гумин

Морфология гумуса.

Лекция 2. Органические вещества в почве.

Ф. Дюшофур (1970) выделяет главные типы гумуса на основании морфологических различий, степени трансформации органических веществ и их связи с минеральной частью почвы.

Мор – (грубый гумус) содержит много детрита (слаборазложившихся растительных остатков), формируется при низкой биологической активности в условиях сильнокислой и кислой реакции среды.

Модер – представляет собой среднеразложившиеся растительные остатки, формируется в условиях кислой реакции среды при средней биологической активности, имеет слабое сцепление с минеральной частью почв.

Мюлль - собственно гумус, состоящий из новообразованных в почве молекул ГК и ФК. Они составляют 85-90 % органической части почвы. Формируется при высокой биологической активности, в условиях слабокислой, нейтральной и щелочной реакции среды, имеет сильную связь с минеральной частью почвы.

Анмоор – образуется в условиях временного избыточного увлажнения.

(Скурлатов, 2004, Кудымов – перевдная 2006, Тигер –монография)

В составе гумуса выделяют 3 группы: гуминовые кислоты (ГК), фульвокислоты (ФК), гумины.

Гуминовые кислоты (ГК) - группа темно-окрашенных от бурых до черных ГК, которые хорошо растворяются в минеральных кислотах и в воде. Из щелочных растворов ГК осаждаются водородом минеральных кислот, а также двух- и трехвалентными катионами. Основными компонентами молекулы являются ядро, периферические боковые цепи и функциональные группы. Ядро молекулы представлено ароматическим или гетероциклическими кольцами типа бензола, пиридина, нафталина и др. Ядерные фрагменты соединены между собой углеродными – С-С-, кислородными -О-, азотными – N -, углеводородными -СН2 – мостиками и образуют рыхлое сетчатое строение. Боковые цепи содержат функциональные группы, преимущественно карбоксильные – СООН и фенолгидроксильные (-ОН) с участием метоксильных, карбонильных, амидных, которые предопределяют кислотную природу этих соединений. Н* функциональных групп способен замещается на металлы. При этом образуются соли ГК – гуматы.

Наличие функциональных групп обусловливает очень высокую емкость поглощения катионов, которые составляют:

рН = 7 300-700 мг-экв/100 г ГК

рН < 7 < 300-700

рН > 7 800-1000 мг-экв/100 г ГК

Молекулярная масса ≈ 10000 – 100000 ед.

Таблица 2 – Элементный состав ГК и ФК

Элемент	ГК	ФК
С О N Н Зольные вещества	50-62 31-40 2- 5 мало доступен 3-5 1-5	40-52 % 40-48 2-5 более доступен 3-5 -

Фульвокислоты (ФК) – группа светлоокрашенных (светло-желтая) гумусовых кислот, сходных по составу и строению с ГК, но имеющих ряд существенных отличий:

1 – более низкая молекулярная масса;

2 – ароматическая ядерная часть выражена меньше, а периферическая часть – лучше;

3 - хорошо растворяются не только в щелочах, но и в кислотах и в воде. На этом основано их отделение от ГК при анализе;

4 – в элементном составе С меньше, но больше О. Содержание N и Н такое же, но азот лучше гидролизуется;

5 – в периферической части больше карбоксильных и фенолгидроксильных функциональных групп и более высокая емкость катионного обмена (до 1000 и больше мг-экв/ 100 г препарата);

6 – обладают большей подвижностью в почвенном профиле и агрессивностью по отношению к минеральной части;

При взаимодействии ФК с катионами образуются соли – фульваты. Водные растворы ФК обладают очень кислой реакцией (рН 2,6), что способствует растворению и выносу веществ из поверхностных горизонтов.

Гумины не гидролизуются, не переходят в раствор. Это совокупность ГК и ФК очень прочно связанных с минеральной частью почв.

Дата добавления: 2013-12-14