31. Состав и свойства гумусовых кислот. Гуминовые кислоты

К классу гумусовых кислот относят органические соединения с сочетанием следующих важнейших признаков:

• содержание углерода в пределах 36-62% при обязательном содержании азота 2-6 %; • наличие циклических фрагментов, содержащих 3-6% гетероциклического азота; • наличие негидролизуемого азота в пределах 25-55% от общего содержания азота;

Характерная особенность гумусовых кислот - их гетерогенность, т. е. наличие среди них компонентов, различных по стадии гумификации. Благодаря гетерогенности гумусовые кислоты отличаются варьированием некоторых свойств, возможностью расчленения на фракции с относительно однородным типом строения, но различающиеся между собой по химическому составу, размеру частиц, степени подвижности и роли в почвообразовании. В составе гумусовых кислот различают гуминовые кислоты (Гк), фульвокислоты (Фк) и гиматомелановые кислоты (Гмк).

Гуминовые кислоты. В сухом состоянии выделенные из почв препараты гуминовых кислот представляют собой порошок темно-бурого или черного цвета. Он хорошо растворим в щелочах и нерастворим в минеральных кислотах и воде. Из щелочного раствора Гк легко осаждаются ионом водорода минеральных кислот, двух- и трехвалентными катионами: Са²⁺, Fе³⁺, С одновалентными катионами Гк образуют хорошо растворимые в воде соединения. Основные элементы, из которых состоят гуминовые кислоты, - углерод, водород, азот и кислород. В целом элементный состав Гк колеблется в относительно узких пределах: содержание С составляет 52…62%, Н - 3…6, N - 2…6, О 31...39%. Кроме того, Гк всегда содержат некоторое количество зольных элементов. Одни из них, например кремний, присутствуют в препаратах Гк в виде примеси. Свежеосажденные гуминовые кислоты способны растворяться в воде. Гуминовые кислоты легко расчленяются на фракции, различные по молекулярным массам и свойствам.

Группу гуминовых кислот подразделяют на две фракции - черные гуминовые кислоты (ЧГк) и бурые гуминовые кислоты (БГк). Они отличаются по свойствам и роли в почвообразовании.

Черные гуминовые кислоты имеют интенсивно чёрный цвет, благодаря чему они придают почвам очень темную окраску даже при невысоком содержании гумуса, например в черных слитых почвах. Черные гуминовые кислоты характеризуются самой высокой оптической плотностью и наименее выраженной полидисперсностью среди гумусовых кислот, содержащихся в почвах разных типов. Черные Гк доминируют в составе гумуса почв лесостепной, степной и сухостепной зон.

Черные гуминовые кислоты устойчивы к микробиологической деструкции, благодаря чему даже при экстенсивном использовании почв сохраняются довольно высокие запасы гумуса.

Бурые гуминовые кислоты придают почвам (если они не оподзолены) бурый цвет. При оподзоленности верхней части профиля почвы цвет его чаще всего серый с буроватым оттенком. Бурые Гк характерны для почв, образовавшихся под лесной растительностью в условиях влажного климата. Они характеризуются низкой оптической плотностью, высокой гегерогенностью, имеют рыхлую химическую структуру и более лиофильны, чем черные Гк.

Свежеосажденные гели бурых Гк слаборастворимы в воде. Это одна из причин малой мощности гумусовых горизонтов почв, где гуминовые кислоты представлены в основном бурой фракцией, практически не мигрирующей в почвенном профиле.