Органічна речовина грунтів, гумус, гумінові кислоти і гумати.

Термінологія. Зміст в природних об'єктах. Хімічна будова гумінових веществ.Схема трансформації гумінових кислот в гумати.

Грунт включає органічні і неорганічні речовини. Наявність органічної речовини в грунті (ОВП) - основна ознака, який відрізняє її від материнської гірської породи, а кількість і природа ОВП в значній мірі визначає напрямок процесів грунтоутворення, генетичні, біохімічні, хімічні і фізичні властивості ґрунтів і їх родючість.

Органічна речовина грунту включає всю органічну масу, в тому числі гумус і неразложившиеся залишки рослин і тварин організмів. Процес розкладання ОВП складається з двох стадій: розпаду вихідних органічних залишків до проміжних і кінцевих продуктів мінералізації, і синтезу складних молекул гумінових кислот, амінокислот і поліпептидів, званого гуміфікацією. Доведено, що стадії гуміфікації (утворенню гумусу) схильне не більше 30% від початкової маси органічної речовини. Інша його частина минерализуется повністю до кінцевих продуктів (СО ₂ , води та ін.), а вивільняються при цьому азот, фосфор і сірка споживаються рослинами або (при їх надлишку) вимиваються з грунтів.

Термін «гумус» як поняття кінцевого результату гуміфікації існує в науці понад 200 років. Однак, ще за 100 років до нашої ери індіанці племені Анастази, що жили в Північній Америці на території штатів Каліфорнія, Утан, Арізона і Нью Мехіко широко використовували якийсь «чорний матеріал» для землеробства на піщаних грунтах і в виробництві гончарних виробів. Не випадково саме на цій території розташовано найбільше в США родовище леонардітов (гуматсодержащіх лігнітів) кар'єр Mesa Verde.

Гумус - це продукт трансформації залишків рослинних і живих організмів, набагато більш стійкий до подальшому розкладанню, ніж вихідна біомаса.

Чому невблаганний процес розкладання мертвого органічного речовини в грунті не доходить до кінця (тобто до вуглекислоти і води), а зупиняється на певній стадії, де порівняно прості продукти розкладання - феноли, вуглеводи і амінокислоти - починають перетворюватися в набагато більш складні з'єднання - гумус, що зберігається в грунті протягом тисячоліть? На це питання поки не існує відповіді. Але якими б гіпотеза не пояснювався цей таємничий феномен природи, для практики важливий сам факт існування гумусу і його величезний вплив на процеси життєзабезпечення рослинного і живого світу.

Гумусові (або гумінові) речовини – це високомолекулярні компоненти гумусу, які обумовлюють такі його характеристики, як коричнево-чорний колір, гідрофільність, молекулярну гнучкість і властивості поліелектоліта. Багато з компонентів гумусу - гетерогенні, відносно великі стійкі органічні комплекси. Гумусові речовини – це унікальні природні сполуки. Вони, на думку одного з провідних ґрунтознавців Росії Дмитра Орлова, невипадковий продукт в ланцюзі органічних залишків, а необхідна об'єднуюча ланка в еволюції живої і неживої матерії, найважливіший фактор стійкості життєвих процесів. Це один з фундаментальних продуктів природи, який бере участь в підтримці життя на нашій планеті.

Гумусові речовини можуть бути поділені на три головні фракції: гуміни(ГМ),гумінові кислоти (ГК) і фульвокислоти (ФК). Це підрозділ умовно і засноване на розчинності кожної фракції в воді, відрегульованим по різному рівню рН.

Схема освіти гумусових речовин з ОВП показана на рис. 1, а деякі з головних особливостей гумусових речовин представлені в табл. 1.

Мал. 1. Схема утворення гумусових речовин

Таблиця 1. Загальні властивості трьох головних компонентів гумусу

( по R.T.Pettit )

Гуміни - це фракція гумусу, яка не розчинна як у лужному, так і в кислому середовищах. Хімічні та фізичні властивості гумінів недостатньо досліджені, але відомо, що Гуміни всіх фракцій гумінових речовин найбільш стійкі до розкладання завдяки високій молекулярній масі (10000000 Д) і щодо низького вмісту функціональних груп.