Фракционно-групповой состав органического вещества. Понятие о стабильном и лабильном органическом веществе почвы.

Групповой состав гумуса характеризует количественное соотношение гуминовых кислот и фульвокислот. Количественной мерой типа гумуса служит отношение содержания углерода гуминовых кислот (Срк) к содержанию углерода фульвокислот (Сфк). По величине этого отношения можно различить четыре типа гумуса: - гуматный — более 2; - фульватно-гуматный — 1—2; - гуматно-фульватный — 0,5—1,0; - фульватный — менее 0,5. Групповой и фракционный состав гумуса закономерно и последовательно меняется в зонально-генетическом ряду почв. В подзолистых и дерново-подзолистых почвах гуминовые кислоты почти не образуются и накапливается их мало. Отношение обычно менее 1 и чаще всего составляет 0,3 — 0,6. В серых почвах и чернозёмах абсолютное содержание и доля гуминовых кислот значительно выше. Отношение в чернозёмах может достигать 2,0—2,5. В почвах, расположенных к югу от чернозёмов, постепенно вновь увеличивается доля фульвокислот. Избыточное увлажнение, карбонатность породы, засоление нагадывают отпечаток на групповой состав гумуса. Дополнительное Увлажнение обычно способствует накоплению гуминовых кислот. Повышенная гуматность свойственна также почвам, формирующимся на карбонатных породах или под влиянием жестких грунтовых вод.Лабильное органическое вещество — это главный, если не основной, источник питательных элементов для живых компонентов экосистем. Эти питательные элементы высвобождаются из мертвого органического вещества под действием микроорганизмов-минерализаторов. Лабильная фракция органического вещества легко разлагается и минерализуется и служит быстро высвобождающимся резервом питательных элементов. Одной из таких форм такого резерва является смесь растительных остатков (опада) со стабилизированным органическим веществом почвы, такая смесь защищает минеральные почвы от эрозии и умеряет температуру почвы не в меньшей степени, чем растительный покров. Стабилизированное органическое вещество служит основным запасом питательных элементов, однако эта фракция органического вещества биохимически более инертна, чем лабильное органическое вещество. Хотя первое обычно преобладает, элементы питания высвобождаются из него медленно, поэтому эта часть органического вещества служит относительно стабильным запасным хранилищем элементов. Кроме того, в минеральных почвах она выполняет роль основного ионообменного комплекса. Этот компонент органического вещества почвы обычно служит главным буфером, обеспечивающим накопление и высвобождение из системы элементов питания. Лабильные минеральные элементы питания удерживаются в обменном состоянии или присутствуют в форме солей. Они быстро вступают в равновесие с почвенным раствором и поэтому являются источником легкодоступных питательных веществ для растений и микроорганизмов. Такие минеральные элементы составляют обычно небольшой, но подвижный запас, способный сопротивляться силам, обусловливающим потерю элементов питания из экосистемы. Небольшие размеры этого фонда сводят к минимуму угрозу больших потерь элементов питания. Стабилизированные минеральные вещества представлены солями низкой растворимости или первичными и вторичными минералами. Фонды этих соединений могут быть очень велики, но запасенные в них питательные элементы обычно высвобождаются очень медленно и вносят незначительный вклад в краткосрочные процессы, происходящие в экосистеме. Лишь в длительные сроки или при серьезном нарушении системы они становятся основным источником некоторых элементов питания.

54.Гуминовые кислоты и фульвокислоты (элементарный состав, строение и свойства). Их роль в процессах почвообразования.
Гуминовые вещества – это основная органическая составляющая почвы, воды, а также твердых горючих ископаемых. Они образуются при разложении растительных и животных остатков под действием микроорганизмов и абиотических факторов среды. В. И. Вернадский в свое время называл гумус продуктом коэволюции живого и неживого планетарного вещества. Более развернутое определение уже в 90-х годах XX века дал профессор кафедры химии почв МГУ Д. С. Орлов: «Гуминовые вещества — это более или менее темноокрашенные азотсодержащие высокомолекулярные соединения, преимущественно кислотной природы». Из этого следует только один вывод: вплоть до сегодняшнего дня определение гуминовых веществ имело скорее философский, чем химический смысл. Причины кроются в специфике образования и строения этих соединений.Гуминовые и фульвокислоты, объединяемые под названием гумусовые кислоты, нередко составляют значительную долю органического вещества природных вод и представляют собой сложные смеси биохимически устойчивых высокомолекулярных соединений.Главным источником поступления гумусовых кислот в природные воды являются почвы и торфяники, из которых они вымываются дождевыми и болотными водами. Значительная часть гумусовых кислот вносится в водоемы вместе с пылью и образуется непосредственно в водоеме в процессе трансформации "живого органического вещества".Наличие в структуре фульво- и гуминовых кислот карбоксильных и фенолгидроксильных групп, аминогрупп способствует образованию прочных комплексных соединений гумусовых кислот с металлами. Некоторая часть гумусовых кислот находится в виде малодиссоциированных солей - гуматов и фульватов. В кислых водах возможно существование свободных форм гуминовых и фульвокислот.Гуминовые кислоты содержат циклические структуры и различные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминогруппы и др.). Молекулярная масса их колеблется в широком интервале (от 500 до 200 000 и более). Относительная молекулярная масса условно принимается равной 1300-1500.Фульвокислоты являются частью гумусовых кислот, не осаждающихся при нейтрализации из раствора органических веществ, извлеченных из торфов и бурых углей обработкой щелочью. Фульвокислоты представляют соединения типа оксикарбоновых кислот с меньшим относительным содержанием углерода и более выраженными кислотными свойствами. Хорошая растворимость фульвокислот по сравнению с гуминовыми кислотами является причиной их более высоких концентраций и распространения в поверхностных водах. Содержание фульвокислот, как правило, превышает содержание гуминовых кислот в 10 раз и более.