Склад і властивості гумусу

Як зазначалось вище, до складу органічної речовини грунту входять органічні рештки, продукти їх розкладу, неспецифічні органічні речовини і власне гумус.

Неспецифічні органічні сполуки -це цукри, амінокислоти, білки, органічні основи, дубильні речовини, органічні низькомолекулярні кислоти.

Гумус – це гетерогенна динамічна полідисперсна система високо-молекулярних азотистих ароматичних сполук кислотної природи.

Вміст гумусу в поверхневих горизонтах грунтів коливається від 0,5% до 20% і поступово зменшується з глибиною.

Особливістю гумусових речовин є їх гетерогенність, тобто наявність різних за стадією гуміфікації, молекулярною масою, хімічним складом, а значить і властивостями компонентів.

Гумусові речовини поділяються на три групи:

- гумінові кислоти;

- фульвокислоти;

- гуміни.

1. Гумінові кислоти (ГК) -група речовин темно-коричневого кольору

або чорного забарвлення, які розчиняються у слабких лугах, утворюють гумати.

До складу ГК входять:

вуглець – 50-62%

водень – 2,8 – 6,6%

кисень – 31 – 40%

азот – 2 – 6%

зольні елементи – 5 – 10%

Властивості гумінових кислот:

- надають грунтам темного забарвлення (чорноземи);

- важко розчиняють у воді, тому накопичуються у верхніх горизонтах грунту;

- підвищують ємність вбирання грунту, що збільшує родючість;

- покращують структуру грунту, цементують грунтові агрегати;

- містять багато зольних елементів, які легко засвоюються рослинами, що збільшує їх продуктивність.

2. Фульвокислоти (ФК) - це речовини світло-жовтого до бурого

забарвлення, розчиняються у воді і лугах, утворюючи фульвати (солі).

Їх елементарний склад відрізняється від ГК, вони містять:

вуглець – 41 – 46%

водень – 4 – 5%

азот – 3 – 41%

кисень – 44 – 48%

Фульвокислоти містять менше вуглецю і більше кисню ніж гумінові кислоти. Водні розчини ФК сильнокислі (рH – 2,6–2,8), вони енергійно руйнують мінеральну частину грунту і продукти розкладу речовин виносяться у нижні горизонти грунту (підзолисті грунти, красноземи).

Властивості фульвокислот:

- легко вимиваються у нижні горизонти, що веде до збіднення на гумус;

- агресивно руйнують мінеральну частину грунту, що веде до хімічного вивітрювання;

- ФК – основний фактор підзолоутворення;

- великий вміст ФК у грунтах веде до їх низької родючості.

3. Гуміни – це рештки органічної речовини у вигляді ГК і ФК, які не

гідролізуються, вони міцно пов’язані з мінеральною частиною грунту.

Отже, рівень родючості грунтів залежить не тільки від кількості гумусу в грунті, а й від його якості (гуматний, фульватний, гуматно-фульфатний, фульватно-гуматний типи).

Екологічне значення гумусу.

Гумусні речовини мають дуже велике значення в грунтоутворенні, формуванні родючості грунту, живленні рослин. Роль окремих елементів неоднакова, оскільки вони мають різні властивості.

В землеробстві з давніх-давен відомо – чим більше гумусу в грунті, тим він родючіший.

Загальнопланетарна роль грунтів як акумуляторів органічної речовини та енергії.

1. Гумінові кислоти надають грунтам темного забарвлення, такі

грунти,порівняно зі світлими, краще поглинають сонячне проміння, мають кращий тепловий режим, що позитивно впливає на ріст і розвиток рослин. Через погану розчинність у воді ГК накопичуються у верхньому шарі грунту і таким чиномформують гумусовий горизонт.

2. Гумусна оболонка – гумосфера – основна енергетична оболонка

планети. Наприклад, підраховано (Ковда А.А.), що у 30 см шарі грунту із середнім вмістом гумусу (4-6%, що складає 200-400 т/га) накопичується на 1 га стільки енергії, скільки отримують під час спалювання 20-30 т антрациту.

3. Гумус відіграє біогеохімічну роль: залізо, алюміній, мікро-

елементи концентруються і мігрують у земній корі у формі органомінеральних сполук. Акумуляція гумусу, торфу, вугілля веде до концентрації урану, германію, ванадію, міді, кобальту, нікелю та інших елементів.

4. Гумус – найважливіший чинник буферності грунтів. Він забезпе-

чує стійкість певної реакції середовища за рахунок катіонного обміну на поверхні колоїдних міцел. Буферність – здатність грунту зберігати реакцію середовища (рН), протистояти дії лугів і кислот.

5. Гумусні речовини поліпшують фізичні властивості грунту. Грунти

з високим вмістом гумусу мають широкий діапазон фізичної стиглості, тобто їх можна обробляти у широкому інтервалі вологості.

Географічні закономірності розповсюдження гумусових речовин.

Згідно вчення В.В. Докучаєва, вміст гумусу у грунтах - характерна генетична закономірність і класифікаційна ознака кожного типу грунту. В наш час для кожного зонального типу грунту відома кількісна і якісна характеристика гумусу у верхньому горизонті профілю. Доведено, що максимально гумус накопичується у глибоких і звичайних чорноземах. Тут склалися найсприятливіші гідротермічні і біохімічні умови, які забезпечили високу продуктивність біомаси, помірну активність мікроорганізмів, консервацію і збереження гумусу в грунтах.

На північ і на південь від чорноземної зони умови утворення гумусу погіршуються, кількість і якість гумусу зменшується.