1.2.2.- Фулвокиселини (хронични и апокринни) от почвен хумус
Понятието крик и апокрин киселини е въведено през първата половина на 19 век от Берцелий, който ги смята за напълно независими вещества.
Терминът "фулвокиселини" за crnic и апокрин е въведен от Oden, в чието описание фулвокиселините се отличават от хуминовите киселини с по-светлото си оцветяване, с относително ниското си съдържание на въглерод (по-малко от 55%) и с добрата си разтворимост във вода, алкохол, основи и минерални киселини. Но поради объркващия им характер, ролята на фулвокиселините не е изучавана чак през 30-те години, установявайки връзката му с процеса на образуване на подсола. Така е през 40-те години, когато изследването му е взето от Тюрин (1940) и по-късно от Паномарева (1947, 1949), които извличат тези киселини от почвите и получават данни, които характеризират тяхното естество, свойства и роля в развитието. процесът на образуване на подсол.
Според данните на тези учени фулвокиселините принадлежат към групата на хидроксикарбоксилните киселини и при киселинна хидролиза образуват редуциращи вещества и фурфурол. Фулваидите имат висока обменна способност (до 700 meq на 100 g вещество). Те действат разрушително върху минералите; са склонни да образуват сложни съединения с R2O3, които са силно подвижни.
Следователно изглежда, че вече няма съмнения относно фулвокиселините като независима група хуминови материали със свойства, различни от тези на хуминовите киселини. Но през последните години се натрупват материали, които ни принуждават да се върнем отново към проблема за положението на фулвокиселините в системата на хуминовата материя. Трудността при решаването на този проблем е, че много автори, дори до съвсем наскоро, включиха в понятието "фулвокиселини" всички органични вещества на киселинния разтвор, останали след утаяването на хуминовите киселини от екстракта.
Съдържанието на тази група теми се оказва много разнообразно; Освен самите фулвокиселини са открити въглехидрати, гликозиди, вещества от фенолно естество, уронови киселини и азотни органични киселини.
По-голям интерес представляват проучванията, при които фулвокиселините, екстрахирани подготвително. По този начин Drosdova (1955) извлича тези вещества от торф, подсолна почва и с помощта на хроматография върху въглерод открива ароматни съединения в тяхното съдържание. По аналогична процедура Kujarenco и Wedenskaya (1959) изследват естеството на фулвокиселините, извлечени от кафяви въглища и торф; заключи, че тези киселини имат ароматна структура, съдържат фенолни метокси, карбонилни и хидрокси групи, тоест същите групи, които са характерни за хуминовите киселини.
Данните, получени по-късно чрез инфрачервена спектроскопия, свидетелстват за наличието на елементи с ароматен характер във фулвокиселини.
Данните за елементарния състав говорят за ниската "ароматизация" на фулвокиселините, при която процентът на въглерод е значително по-нисък, а този на водорода надвишава този на хуминовите киселини.
Фулвовите киселини, подобно на хуминовите киселини, съдържат азот. Bremner (1954), когато ги хидролизира с 6N HCl, установява, че 20-30% от техния азот преминава в разтвор, в който той открива разнообразие от аминокиселини; този азот е силно подвижен.
В състава на фулвокиселините има амино захари. По този начин те съдържат редуциращи вещества и, вероятно в по-големи количества от хуминовите киселини, приблизително 20-25%.
За да уточня, ще кажа, че фулвокиселините, притежаващи по същество структурни единици, подобни на тези на хуминовите киселини, се характеризират с наличието на слабо изразена ядрена фракция (ароматни въглеродни решетки) с преобладаване на странични вериги. Това дава основание да ги считаме за най-малко „зрелите“ представители на групата на хуминовите киселини.
Тезите за връзката между групите хуминови киселини и фулвокиселини произлизат от по-ранни трудове и в момента намират все по-голямо приемане.
В произведенията на Scheffer и Welter (1950), Laatsch (1944, 1948), Schlichting (1953) са представени поредица от примери, които илюстрират възможността за придобиване от хуминови киселини на характерни симптоми за фулвокиселини.
Изследванията на Фрейтаг (1955, 1961), Мистерски и Логуинова (1959) и Николаева (1958, 1959) говорят за прехода от хуминови киселини към фулвокиселини и обратно поради изменението на тяхното колоидно химично състояние.
Общите свойства на хуминовите и фулвокиселинните киселини са нехомогенността и възможността за разделяне в поредица от фракции по различни процедури (чрез фракционно утаяване от киселини и буферни разтвори, методи на ултрацентрифугиране, електрофореза и хроматография). L.N. Александрова (1949), получава тези фракции и вижда, че те се отличават с елементарно съдържание, обменна способност и по отношение на електролитите.
След тези и други работи може да се говори за липсата на пълна идентичност на същността и свойствата на хуминовите киселини в различни почви и за „затварянето“ на техния ред с фулвокиселини. Няма съмнение, че представителите на първата група, близки по природа до фулвокиселините, също имат нещо общо във функциите, които определят тяхното участие в почвените процеси. Съдейки по индексите, хуминовите киселини в силно подсолни почви са най-близки поради своите функции до фулвокиселини.
1.2.3.- Хумин от хумус и хуминови въглища от почвата
Терминът хумин включва групата вещества, които не се извличат с алкални разтвори от декалцифицирана почва (дори при многократно третиране).
Загубата от хуминовите киселини на способността да се разтварят в основи при почвени условия може да бъде резултат от промяната на химико-колоидните свойства, причинени от изсушаване и замръзване, а също и от взаимодействието на хуминовите киселини с минералната част на почвата.
Подробни проучвания на Тюрин и Гуткина (1940), януари (1945) (1946) (1950), Зирин (1948), Найденова (1951) са посветени на изучаването на природата на почвените хумини. Те показват, че ако почвеният остатък, след екстракция на алкално-разтворимите хуминови киселини, се обработва с H2SO4, HNO3 или HF, за да се разкъсат връзките на хуминовите вещества със силикати, след този остатък той съдържа хумини, когато се обработва с алкални разтвори хуминовите киселини се екстрахират отново.
Хуминовите киселини, извлечени от хумини, имат малко по-нисък процент на въглерод и по-висок процент на кислород и водород в сравнение с хуминовите киселини, извлечени от декалцифицирана почва; те също имат по-ниска абсорбционна способност. Хуминовите киселини, извлечени от хумини, вероятно са по-малко сложни по своята същност.
От прегледа на гореспоменатите произведения може да се заключи, че хумините на почвения хумус представляват самите хуминови киселини, като цяло много близки до хуминовите киселини, извлечени от почвата след отстраняването им на котлен камък, и загубата на способността им да се разтварят в алкали е. Това обяснява не толкова за промяната в природата на хуминовите киселини, колкото за твърдостта на тяхното сливане с минералната част на почвата. По-стабилно обединени са хуминовите киселини с глинестите минерали от групата на монтморилонитите.
Не във всички случаи обаче групата органични вещества, наречени „хумини“, е представена от хуминови киселини. По този начин, в торфени почви или на тревни хоризонти, той може да съдържа голяма смес от растителни остатъци, която не е напълно овлажнена. В sierozem хумините са представени в значителна степен от меланини, идващи от плазмата на микроорганизмите, които присъстват в тези почви в големи количества.
Особена форма са овъглените растителни остатъци, присъстващи в по-голяма или по-малка степен във всички почви. Наймр (1960) ги открива в земеделски земи и пасища в Чехословакия и установява, че изменението на прекомерното навлажняване и изсушаване благоприятства овъгляването на растителните остатъци. Чрез изследване на хуминови въглища, извлечени от основните типове почви (чернозий, средноевропейски бурозем и подподолизирани почви), Najmr успя да разграничи четири основни етапа на овъглената маса, които се характеризират с постепенно намаляване на съдържанието на въглерод и увеличаване на пепелта, което е придружено от изчезването на симптомите на растителните тъкани.
Хуминовите въглища са инертни включвания, които не участват пряко в почвените процеси.
1.2.4.- Химатомелаланови киселини
Химатомелановите киселини не са независима група от хуминови вещества, а по-скоро разтворимата в алкохол фракция на хуминовите киселини (Kononova, 1983). Следователно проблемът с почвения хумус, въпреки поредицата безспорни успехи, все още има много объркващи точки.
Съществуващите материали позволяват да се проследят само общите принципи на структурите на въпросите; обаче е изключително важен проблем да се установят особеностите на нейната структура, обусловени от конкретните условия на почвата. Необходимостта от изследване на природата на хуминовите вещества в почвата е продиктувана в това отношение от факта, че при различните натури на представителите на една и съща група (хуминови киселини), разликите в техните свойства са свързани и съответно различните роля в почвените процеси.
2.- БИОХИМИЯ НА ПРОЦЕСА НА ФОРМИРАНЕ НА ХУМУСА
Основният източник на хуминова материя в почвата са органични останки от растителен и животински произход.
В почвата органичните останки претърпяват промени поради процеси, например частично окисляване и хидролиза на органичните вещества, от които се образуват (въглехидрати, танини, мазнини и др.), Което е възможно от действието вода, светлина, въздух и киселинна или основна почвена реакция. Някои промени се извършват под въздействието на тъканните ферменти, чието действие върху мъртвите растения придобива едностранно, окислително действие, което допринася за образуването на кондензационни продукти с тъмен оттенък.
Отговорните за процеса на хумификация на органичните останки обаче са общо микроорганизмите и животните, които обитават почвата. Само в резултат на дейността на най-разнообразните представители на микрофлората и фауната, които трансформират органични останки, този процес с изключително значение се извършва в общия цикъл на материалите в природата в процеса на почвообразуване и неговото плодородие.
2.1.- Модификация на химичния състав на растителните остатъци
Химичният състав на органичните останки, както и условията на почвената среда, са определящи в процеса на овлажняване, тъй като влияят върху дейността на микроорганизмите.
Таблица 11: приблизителен химичен състав на висши ниско растителни организми (в% от сухото тегло).