Почвенный поглощающий комплекс

Почвенный поглощающий комплекс (ППК) – высокодисперсная часть почвы, обуславливающая её поглотительную и обменную способность. Это совокупность почвенных частиц, обладающих свойствами коллоидов.

Понятие о ППК было введено в почвоведение К.К. Гедройцем. Он установил, что почвы содержат некоторое количество катионов, не растворимых в дистиллированной воде, не легко переходящих в раствор при обработке почвы раствором нейтральной соли (NaCI, BaCI₂ и др.). При этом часть катионов нейтральной соли поглощаются почвой, а взамен поглощённой части в растворе появляются в эквивалентном количестве другие катионы, или в ряде случаев – водородной ион.

ППК состоит из двух частей: 1) адсорбентов – коллоидов;)поглощенных катионов и анионов. В состав коллоидов входят минеральные, органические и органно-минеральные вещества. Большинство коллоидов в почве находятся в виде геля, образуя клей между более крупными частицами почвы. При этом органические коллоиды обладают значительно большей поглотительной способностью, чем минеральные. По данным К.К. Гедройца, в чернозёме, содержащем 10% гумуса, около 50% ёмкости обмена обусловлено органической частью.

Другая составная часть ППК – катионы и анионы, поглощённые коллоидами и способные к обменным реакциям. Так как большинство почвенных коллоидов несёт отрицательный заряд, поэтому способно поглощать и обменивать преимущественно катионы.

Ёмкость поглощения (обменная ёмкость) – максимальное количество поглощённых катионов (в мг экв на 100 г почвы), способных к обмену на другие катионы. В большинстве почв ёмкость поглощения составляет 15-35 мг экв на 100 г почвы; в глинистых почвах, богатых органическим коллоидом – 60-65 мг экв на 100 г почвы; в песчаных, бедных коллоидами почвах – 2-3 мг экв на 100 г почвы. Ёмкость поглощения одной и той же почвы – величина непостоянная, зависит от содержания коллоидов, (т.е. от механического состава и содержания гумуса), от кислотно-щелочных условий.

Каждому типу почв свойственно преобладание того или иного катиона в составе ППК. В зависимости от состава обменных катионов К.К. Гедройц разделил все почвы на 2 группы:

- почвы, насыщенные основаниями – это почвы, ППК которых содержит одни поглощённые основания Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺.

- почвы, ненасыщенные основаниями – почвы, ППК которых не полностью насыщен основаниями, в нём содержатся ионы H⁺ и Al³⁺ .

Количество поглощённых оснований принято называть суммой поглощённых оснований. Насыщенность основаниями у разных типов почв одинакова. Она близка к полной (100 %) у чернозёмов и каштановых и неполной (30-60 %) у почв ненасыщенных – подзолистых, краснозёмов, желтозёмов.

Контрольные вопросы

1.Что такое почвенные коллоиды, их состав, строение?

2.Свойства почвенных коллоидов и их значение.

3.Какие виды поглотительной способности зависят от свойств почвенных коллоидов?

4.Поглотительная способность почв и ее значение?

 

Литература

1.Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения.- М., 2007. С.–С.87-93.

2. Геннадиев А.Н., Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения.- М., 2007.- С.139-155.

3. Почвоведение / Под. Ред. Кауричева И.С., М.: Агропромиздат, 2008. – С. 153-177.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Почвенный раствор

В почве вода взаимодействует с различными минеральными и органическими соединениями, обогащаясь их растворимой частью, поэтому жидкая фаза почвы всегда представляет собой раствор (почвенный раствор).

Почвенный раствор – это жидкая фаза почвы, находящаяся в свободном состоянии и заполняющая почвенные поры. Почвенный раствор появляется в почве с первыми каплями воды, количество его увеличивается по мере возрастания влажности почвы и достигает максимума при состоянии её полной влагоёмкости. Почвенный раствор имеет огромное значение в генезисе почв и их плодородии:

1) участвует в преобразовании (разрушении и синтезе) минеральных и органических соединений;

2) в перемещении различных веществ по профилю почвы;

3)растения поглощают воду и элементы питания из почвенного раствора.

Основные химические и биологические процессы в почве могут совершаться только при наличии свободной воды. Многие вещества содержатся в свободной воде в виде истинных или коллоидных растворов. Почвенный раствор играет настолько важную роль в почвообразовании и питании растений, что Г.Н. Высоцкий образно называл его кровью почвы. В состав раствора входят:

1) минеральные, органические и органно-минеральные вещества в виде молекул, ионов и коллоидов;

2) растворённые газы (CO_2, O₂ и др.).

Большая часть соединений находится в почвенном растворе в виде ионов. Основные анионы: HCO₃^-,CO₃^2-, NO₃^-, NO₂^-,SO₄^2-, CI^-, PO₄^3-, HPO₄^2-, H₂PO₄^-. Основные анионы поступают в почвенный раствор преимущественно в результате биологических процессов. Содержание фосфат, хлор и сульфат ионов обусловлено преимущественно растворением соответствующих минералов и разрушением растительных остатков.

Основные катионы постоянно находятся в значительном количестве Ca²⁺, Mg²⁺,Na⁺,K⁺,NH₄⁺, H⁺. В почвенном растворе некоторых почв содержатся Fe²⁺,Fe³⁺, Al³⁺. В растворе засолённых почв резко увеличивается количество Na⁺, Mg²⁺. Помимо минеральных соединений в почвенном растворе постоянно присутствуют водорастворимые органические соединения: фульвокислоты, органические кислоты, аминокислоты, спирты, углеводы и др.

Важное значение для роста растений имеет концентрация почвенного раствора. Обычно она не велика и не превышает нескольких граммов вещества на литр раствора. Концентрация соединений, входящих в почвенный раствор, обуславливает его осмотическое давление. Потребление влаги и элементов питания растениями будет нормальным при условии, если осмотическое давление почвенного раствора будет ниже осмотического давления клеточного сока, поэтому концентрация почвенного раствора должна быть невысокой (слабой).

По концентрации почвенного раствора все почвы делятся на незасоленные и засоленные. В незасолённых почвах концентрация почвенного раствора невелика (от одного до нескольких грамм на 1 л раствора), преобладают углекислые соли кальция. В засолённых почвах концентрация почвенного раствора составляет несколько десятков и сотни граммов на 1 литр раствора (до 300-400 г/л). Резко повышено содержание сульфатов, хлоридов Mg, Na, соды.

Такое изменение состава растворов связано с различной степенью растворимости солей: при увеличении концентрации в первую очередь начинает выпадать в осадок углекислый кальций, затем гипс, в тоже время как хорошо растворимые MgSO₄,Na₂SO₄ и особенно хлориды Mg, Na в растворе относительно и абсолютно накапливаются. В первую очередь переходят в почвенный раствор наиболее растворимые соли, а выпадают из него наименее растворимые.

Солевой состав почвенного раствора по-разному влияет на жизнь растений, так как среди растворимых солей могут быть соли безвредные и вредные для культурных растений. К вредным солям следует отнести NaCl, MgCl₂, CaCl₂,Na₂SO₄, Mg₂SO₄, Na₂CO₃. Наиболее вредной солью является сода (NaHCO₃), угнетающее действие которой уже сказываются при концентрации более 0,2 %.

 

Реакция почвы.

 

Реакция почвы является характерным и чувствительным её признаком, отражает самые существенные особенности химического состава почвы, всю совокупность условий почвообразования. Почвенный раствор обладает различной реакцией, которая проявляется при взаимодействии почвы с водой (или с растворами солей). Носителями реакции в почве могут быть почвенный раствор или почвенные коллоиды.

Реакция почвенного раствора определяются соотношением в нём водородных (Н⁺) и гидроксильных ионов (ОН^-) и зависит от содержания кислот и солей (кислый, щелочных). Вода в слабой степени подвергается электролитической диссоциации и распадается на два иона: Н⁺ и ОН^-. По закону действующих масс произведение концентрации дисоциированных ионов и недиссоциированной части воды постоянно и называется константной диссоциации: (Н⁺)_*(ОН^-)=10^-4_. Так как количество дислоцированных ионов для воды одинаково, то (Н⁺)=(ОН^-) =10^-7. Если прологарифмировать эту величину и взять её с отрицательным знаком, то этот логарифм обозначают рН: рН=-1g(Н⁺).

в нейтральных растворах рН=7 (Н⁺ = ОН^-)

в щелочных растворах рН > 7 (ОН^- > Н⁺)

в кислых растворах рН < 7 (Н⁺ > ОН^-)

Для большинства растений лучшей реакцией почвенного раствора является нейтральная. Нейтральная реакция почвы или близкая к ней создаётся в чернозёмных почвах. ППК этих почв насыщен Са²⁺, Mg²⁺. При взаимодействии почв с водой и растворами нейтральных солей практически не происходит изменения концентрации ионов водорода в почвенных вытяжках.

Кислая реакция присуща почвам, не насыщенным основаниями (подзолистым, краснозёмам). Кислая реакция почвенного раствора обусловлена растворённой угольной кислотой, водорастворимыми фракциями фульвокислот.

Щелочная реакция обусловлена присутствием в растворе солей сильных оснований и слабых кислот, которые подвергаются гидролитическому расщеплению (NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂ и др.).

В зависимости от рН почвенного раствора почвы подразделяются по кислотности на следующие группы (И.В.Тюрин):

Почвы рН

сильнокислые ………….. 3-4

кислые…………………... 4-5 (подзолы 4,5-6,0)

слабокислые ………….... 5-6

нейтральные ………….... 6-7 (чернозёмы 6,5-7,2)

щелочные…………......... 7-8 (карбонатные чернозёмы 7,5)

сильнощелочные ……… 8-9

 

Кислотность почвенного раствора оказывает большое влияние на направление и скорость большинства химических и биохимических логических реакций в почве. Пределом развития культурных растений можно считать реакцию почвенного раствора рН = 3,5-9,0, но для нормального их развития рН должно быть от 4 до 8.

Кислотность почв

Кислотность почв – это способность почвы подкислять почвенный раствор или растворы солей вследствие наличия кислот и обменных ионов Н⁺, Al³⁺. В почвоведении различают две формы кислотности:

1) Актуальная (активная) – определяется концентрацией свободных ионов водорода (Н⁺) в почвенном растворе. Определяется значением рН почвенного раствора.

2) Потенциальная (скрытая) – это кислотность твёрдой фазы почвы, обусловленная ионами Н⁺ и Al³⁺ находящимися в обменно-поглощённом состоянии в ППК. При взаимодействии почвы с растворами солей происходит обменная реакция, в результате в раствор вытесняется ионы Н⁺ и Al³⁺ и идёт подкисление почвенного раствора. Потенциальная кислотность подразделяется на 2 вида:

а) обменная – проявляется при взаимодействии почвы с раствором нейтральной соли (KCl, NaCl, BaCl₂). При этом водородные ионы вытесняются из ППК, происходит обмен между катионами солей и катионами, находящимися на поверхности почвенных частиц.

(почва) ^Н+ + KCl ® (почва)^К++ Н Cl

б) гидролитическая кислотность – проявляется при взаимодействии почвы с раствором гидролитически щелочной соли (т.е. соли, образованной сильными основаниями и слабыми кислотами – например уксуснокислый натрий СН₃COONa (рН слабощелочная 8,2-8,4):

(почва) ^Н+ + СН₃COONa ® (почва) ^Na++ СН₃COOН

Водородные ионы уксусной кислоты и определяют кислотность. Величину гидролитической кислотности выражают в мг^.экв на 100 г почвы. По величине она больше обменной и актуальной.

Реакцию почвенного раствора можно изменить в наиболее благоприятную сторону, внося различные минеральные вещества.

1.Для улучшения свойств кислых почв производится их известкование – внесение извести для нейтрализации кислотности почвы. При известковании происходит замещение обменного водорода на кальций:

CaCO₃+ H₂O +CO₂ «Ca(HCO₃)₂

 

(почва) ^2Н+ + Ca(HCO₃)₂ «(почва)^Ca2+ + 2H₂O +2CO₂

 

При внесении полной нормы извести устраняется актуальная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышается степень насыщенности почв основаниями.

2.Почвы, содержащие натрий в поглощенном состоянии, имеют щелочную реакцию. При взаимодействии такой почвы с водой в присутствии углекислого газа, всегда содержащегося в растворе, происходит следующая реакция:

(почва)^Na+ + H₂O+CO₂ «(почва)^Н+ + Na₂CO₃

Na₂CO₃+2H₂O«2NaOH + H₂CO₃

Образующаяся сода (Na₂CO₃) резко подщелачивает раствор, поскольку при её гидролизе гидроксильные ионы (при диссоциации NaOH) преобладают в растворе, величина рН поднимается до 9-10. Для устранения щелочной реакции и избытка натрия в поглощающем комплексе проводят гипсование (внесение гипса CaSO₄) солонцеватых и солонцовых почв:

(почва)^Na+CaSO₄ «(почва)^Ca2+ + Na₂ SO₄

Образуется легкорастворимый сульфат натрия, который вымывается вниз по почвенному профилю.

С процессами ионами обмена связано такое важное свойство почв как буферность - способность нейтрализовать кислоты или щелочи и противодействовать изменению реакции почвенного раствора. Если в почвенном поглощающем комплексе почвы находится способный к обмену ион водорода, то почва буферна по отношению к щелочи:

(почва)^H++NaOH®(почва)^Na++H₂O

Если же почва содержит способные к обмену основания, она обладает буферностью по отношению к кислотам:

(почва)^Ca2+ +H₂SO₄® (почва)^2Н++CaSO_4.

Таким образом, буферность почв обуславливается в основном составом поглощенных оснований. Применение хорошо растворимых солей в качестве минеральных удобрений возможно благодаря этому свойству почвы, в противном случае в зонах вокруг гранул удобрений создавались бы губительные для растений концентрации солей. В то же время буферность почвы делает её инертной, противостоящей усилиям человека, направленным на изменение почвы в благоприятную сторону. Именно поэтому дозы химических удобрений значительно превосходят количества, необходимые для изменения актуальной кислотности или щелочности, непосредственно действующих на растения.

 

Контрольные вопросы

1.Почвенный раствор, его состав и свойства.

2. Как устраняется кислотность почв?

3.Щелочность почв, ее источники и формы. Способы устранения щелочности почв.

4. Буферная способность почв и ее значение.

 

Литература

1.Геннадиев А.Н., Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения.- М., 2007.- 400 с.

2. Серебряков А.К. География почв с основами почвоведения: Курс лекций. Ч.1.- Ставрополь: Изд-во СГУ, 2007, 108 с.

3. Белобров В.П. География почв с основами почвоведения.- М., 2007, 280 с.

 

 

ОРГАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ

Почвенный гумус необходимо рассматривать как наиболее важный результат всего почвообразования. Все важнейшие почвенные процессы протекают при прямом или косвенном участии органического вещества. Это объясняет тот глубокий интерес, который проявляют учёные к органическому веществу и важность, актуальность рассмотрения данного вопроса. Еще в эпоху древних цивилизаций (Египет, Древняя Греция) была отмечена связь органического вещества с плодородием почв. Научное изучение органического вещества началось в первой половине 19 века и продолжается сегодняшних дней. Изучением гумусовых веществ занимались П.А. Костычев, В.Р. Вильямс, С. Оден, американский микробиолог С.Ваксман, советские и зарубежные учёные И.В. Тюрин, М.М. Кононова, А.Н. Александрова, Ф. Дюшофур, М. Шнитцер и многие другие.

 

Преобразование органических остатков в почве.

Органическое вещество в почве состоит из органических остатков (различной степени разложения) и гумуса. Источником органических веществ в почве являются:

- наземный и корневой опад высшей растительности;

- остатки животных и микроорганизмов. Некоторая часть органических веществ поступает с прижизненными корневыми выделениями растений, экскрементами и метаболитами микроорганизмов. Потенциальными источниками органического вещества можно считать все компоненты биоценоза, попадающие в почву.

Основная масса органических остатков поступает с наземным и корневым опадом высшей растительности и колеблется в широких пределах: от 10-12 ц/га в год в холодных и жарких пустынях до 210-250 ц/га во влажных тропических лесах. Под лесной растительностью большая часть органических остатков поступает на поверхность почвы, под травянистой растительностью преимущественно – внутрь почвы, при отмирании корней.

В состав органических остатков входят воски, жиры, смолы, целлюлоза, гелицеллюлоза, белки, углеводы, лигнин. Соотношение этих компонентов в различных видах растений и различных органах одного и того же вида неодинаково. В состав растительных тканей входят разнообразные органические кислоты (щавелевая, янтарная и т.д.) и зольные элементы (Ca, K, Mg,P, S, Si, Fe, Al, Mn).

Органические вещества, поступающие почву подвергаются процессам: - минерализации и гумификации. Процессы разложения, полной минерализации и ресинтеза (вторичного синтеза) в почве протекают одновременно, сочетаясь друг с другом. Агентами преобразования органических веществ в почве являются O, H₂O, микроорганизмы (грибы, бактерии, актиномицеты), так же беспозвоночные животные: сапрофаги, детритофаги, копрофаги. В разложении растительных остатков участвуют малощетинковые черви, клещи, мокрицы, личинки жуков.

Минерализация в аэробных условиях осуществляется в результате окисления органических остатков с образованием кислородных соединений. Минерализация в анаэробных условиях идёт в результате восстановительных процессов и образуются бескислородные соединения - CH₄, H₂, NH₃, H₂S, N_2. При анаэробном разложении протекают процессы брожения, денитрификации, восстановления сульфатов, гниения. В природных условиях аэробные и анаэробные процессы разложения могут чередоваться во времени или протекать в разных частях почвы.

 

Концепции гумификации.

Гумификация – процесс образования специфических гумусовых веществ (гуминовых кислот, фульвокислот, гумина) в результате трансформации органических остатков в почве.

Работами Н.А. Красникова, М.М. Коновой установлена определённая последовательность смены основных групп микроорганизмов на разных стадиях гумификации:

- на 1 стадии гумификации участвуют плесневые грибы и сапрофитные бактерии, использующие наиболее доступные органические вещества: белки, углеводы, аминокислоты;

- на 2 стадии участвуют целлюлозные микробактерии, которые усваивают разнообразные углеводы (целлюлозу);

- на 3 стадии в конце гумификации появляется актиномицеты (лучистые грибы), которые используют наиболее трудно разложимые компоненты и новообразованные гумусовые вещества.

Под воздействием различных микроорганизмов растительные остатки уменьшаются в объёме и массе, буреют, затем темнеют и образуют аморфную массу, неотделимую механическим путём от минеральной части и прокрашивающую верхнюю часть почвенной толщи. Ускоряют процессы гумификации достаточное увлажнение (30-40% влажности), высокая температура (от 26-28⁰С до 30⁰С), нейтральная реакция, насыщенность активной микрофлорой.

Участие разнообразных исходных веществ в образовании гумуса в настоящее время общепризнано. Однако механизм образования гумусовых веществ не вполне ясен. Наиболее распространённые современные концепции гумусообразования:

1. Конденсационная концепция М.М. Кононовой: при разложении растительных остатков развивается минерализация и образуются простые мономерные структурные единицы (аминокислоты, пептиды, фенольные соединения), которые конденсируются и уплотняются (полимеризуются) с образованием гумусовых соединений

2. Концепция биохимического окисления предложена в 30-х годах И.В. Тюриным и развита Л.Н. Александровой. Она предполагает, что основу процесса гумификации составляет реакция медленного биохимического веществ циклического строения.

3. Биологические концепции гумусообразования – гумусовые вещества рассматриваются как продукты синтеза различных микроорганизмов (В.Р. Вильямс). В последующих исследованиях экспериментально была показана возможность синтеза темноокрашенных гумусоподобных соединений различными группами микроорганизмов (Гельцер Ф.Ю., Д.Г. Звягинцев и др.).

Все перечисленные взгляды на образование гумусовых веществ рассматривают гумификацию от исходных веществ до формирования зрелой системы гумусовых соединений. Между тем, как показали последние эксперименты с мечеными радиоактивным изотопом ¹⁴С растительными остатками, в современных нормально функционирующих почвах, гумусовый профиль которых уже сформировался, включение продуктов разложения свежих растительных остатков в состав гумусовых веществ происходит в значительной степени по типу фрагментарного обновления гумуса. Продукты разложения не формируют целиком новую гумусовую молекулу, а включаются за счет конденсации сначала в периферические фрагменты уже сформированных молекул, а затем в более устойчивые циклические ядерные структуры.

Методом изотопных индикаторов также показано, что продукты разложения включаются практически одновременно во все группы гумусовых веществ, причём в количествах, приблизительно пропорциональных содержанию этих групп. Таким образом, сформированный почвенный гумус как бы регулирует своё количественное и качественное воспроизводство, действуя как своеобразная матрица (т.е. существует механизм матричной достройки гумуса). Это отчасти объясняет относительную стабильность в качественном составе гумуса, которую очень трудно удаётся изменить путём воздействия через внешние факторы.

При этом гумусовые вещества являются не химически индивидуальными соединениями, а группой веществ, обладающих лишь общими чертами строения, но варьирующих по своей природе и свойствам (Кононова, 1957).

Состав и типы гумуса

Гумус почвы – это сложный комплекс органических соединений почвы, в состав которого входят две главные группы веществ:

I.Неспецифические органические соединения индивидуальной природы, встречающиеся не только в почвах, но и в других объектах - тканях растений, животных. К этим веществам относятся белки, углеводы, жиры, лигнин, смолы, органические кислоты, воски и др.

Вещества индивидуальной природы составляют небольшую долю от общего содержания в почве органических веществ, не превышающую 10-15%. Однако их роль в почвообразовании весьма значительна: они активно участвуют в процессах внутрипочвенного выветривания минералов, в образовании органно-минеральных комплексов, в том числе внутрикомплексных (хелатных) органно-минеральных соединений с железом, марганцем, алюминием. Многие из них являются хорошими структурообразователями. Они обладают физической активностью. Даже ничтожные количества некоторых из этих веществ влияют на растения, оказывая положительное или, наоборот, угнетающее действие на их рост и развитие.

II.Группа специфических гумусовых веществ составляет 85- 90 % общего количества органического вещества в почве. Это комплекс высокомолекулярных азотосодержащих органических соединений циклического строения и кислотной природы. В состав собственно гумусовых веществ входят две основные группы:

- группа темноокрашенных гуминовых кислот;

- группа желтоокрашенных фульвокислот (от лат. fuluus – желтый);

- гумины - комплекс гуминовых и фульвокислот, прочно связанных с минеральной алюмосиликатной частью почвы. В большинстве случаев гумины не выделяются в особую группу гумусовых веществ, при анализе гумуса они обычно рассматриваются как «негидролизуемый» или «нерастворимый» остаток.

Разделение гумусовых веществ на группы и подгруппы производится на основании различий их элементного состава, физических и химических свойств, проявляющихся в степени растворимости в щелочах, кислотах и спирте.

В составе гуминовых кислот (ГК) выделяются собственно гуминовые кислоты (серые), ульминовые кислоты (бурые) и растворимые в спирте (в отличие от остальных) гиматомелановые кислоты. Гуминовые кислоты имеют темный цвет (от темно-бурого до тёмно-коричневого), они растворяются в едких щелочах, имеют в среднем более высокие молекулярные массы, повышенное содержание углерода (52-62%), менее выраженный кислотный характер. Содержание азота - 4,3-6,0%. Строение молекулы гуминовых кислот до конца не изучено. На основании химических, рентгеновских и спектрографических исследований продуктов гумификации установлено, что основными структурными единицами гуминовых кислот являются ядро, боковые цепи и периферические функциональные группы. Наиболее хорошо изучен состав функциональных групп. Выделяются следующие функциональные группы: карбоксильные (COOH), фенольные и спиртовые (ОН), метаксильные (OCH₃), карбонильные (С-О) и хинонные (С-О). Водород карбоксильных и фенольных групп способен обмениваться на различные основания.

В отношении строения ядер, связывающих их атомов и боковых цепей единого мнения нет. Предполагают, что в состав ядер входят ароматические и гетероциклические пяти- и шестичленные кольца типа бензола, пиррола, пиридина, а также системы конденсированные из различных типов ядер. Боковые цепи включают углеводные, аминокислотные и другие группы, а мостики представлены отдельными атомами (O, N, C) или группами (H, CH, СH₂-C=O и др.).

Фульвокислоты по сравнению с гуминовыми кислотами содержат меньший процент углерода (40-52%) и азота (3-4,4%). Фульвокислоты хорошо растворимы в воде; их водные растворы имеют сильную кислую реакцию (рН 2,6-2,8), обладают большой агрессивностью и являются активными агентами разрушения первичных и вторичных минералов.В структуре фульвокислот, подобно гуминовым, присутствуют ароматические и алифатические группы, но ядерная часть их выражена менее ярко, преобладают боковые цепи.

На основании различий в морфологии гумуса, соотношения органической и минеральной частей гумуса Ф. Дюшофур (1970) выделяет главные типы гумуса:

Гумус, образующийся в условиях аэрации:

1. Мор – характерно ничтожное или слабое смешивание органической и минеральной частей, горизонт АО очень отчётливый и мощный; слабая трансформация опада, производимая главным образом грибами, особенно актиномицетами. Это почти не разложившийся, или слабо разложившийся остатки растительного происхождения. Их скопления образуют лесные подстилки, степной войлок, торфянистые горизонты. Под микроскопом видны все детали растительных тканей, их расположения, толщина оболочек.

2. Модер – наблюдается неполное смешивание органической части с минеральной; неясная граница между АО и А1; отсутствует образование глинисто-гумусового комплекса; в основе микроструктуры находятся органические микроагрегаты, прилипшие к минеральным частицам. Идет сильная биологическая трансформация под влиянием артропод в сочетании с влиянием грибов и бактерий. Растительные остатки находятся в стадии глубокого преобразования, которая невооружённым глазом представляется в виде однородной рыхлой чёрной массы перегноя. В остатках наблюдается нарушение устойчивых растительных элементов.

3. Мюлль – идет полное включение органической части в минеральную с образованием глинисто-гумусового комплекса. Горизонт АО отсутствует; в основе микроструктуры находятся глинисто-гумусовые агрегаты размером от 0,1 до 1 мм; сильная биологическая трансформация под влиянием дождевых червей и бактериальной микрофлоры.

Гумус, образующийся в условиях анаэрации:

1. Торф – ничтожное или слабое включение органической части в минеральную, волокнистая структура, биохимическая трансформация очень слабая; гумифицированно < 30 % органического вещества.

2. Анмоор – не сплошное, но заметное включение органической части в минеральную, ощущаемое до глубины 10-20 см; структура массивная; биохимическая трансформация сильная, развивающаяся под влиянием перемежающегося воздействия аэробных и анаэробных организмов, гумификация интенсивная; более 30% органического вещества гумифицировано.

Вследствие кислотных свойств гумусовые вещества реагируют с минеральной частью почвы и образуют органно-минеральные комплексы, часть которых весьма устойчива и прочно закрепляется в почвах. Все органо-минеральные комплексы и соединения в почве согласно Л.Н. Александровой (1980) объединяются в 4 группы:

1.Гетерополярные соли низкомолекулярных органических кислот – щавелевой, янтарной, молочной, лимонной, уксусной и других кислот, выщелачиваемых из подстилок, торфа, соединяются с основаниями из минералов и образуются легкорастворимые соли щелочных, щелочноземельных металлов.

2. Гетерополярные соли гумусовых кислот – гуматы и фальваты щелочных и щелочноземельных металлов. Гуматы Ca и Mg нерастворимые в воде и образуют устойчивые гели, склеивающие частицы почвы. Гуматы калия и натрия, аммония хорошо растворимы в воде, легко переходят в состоянии золя, структура почв при этом непрочная, расплывается при увлажнении. Все фульваты металлов хорошо растворимы в воде.

3.Комплексно-гетерополярные соли. С некоторыми металлами (Fe, Al, Cu, Zn, Ni и др.) гумусовые кислоты образуют сложные органно-минеральные комплексные и внутрикомплексные (хелатные) соли. Металлы входят в анионную часть молекулы и не проявляют себя как ионы, не способны к обменным реакциям. Наиболее распространены алюмо-железогуминовые внутрикомплексные соли, они мало подвижны. Алюмо-железофульватные соли наиболее подвижны, легко вымываются и передвигаются вниз по профилю.

4. Адсорбционно–органоминеральные комплексы формируются при сорбции гумусовых веществ на поверхности минеральных частиц (алюмо – и железогумусовые, кремнегумусовые и глиногумусовые комплексы). Гумусовые кислоты и их соли взаимодействуют с минеральными коллоидами и образуются органо-минеральные коллоиды.