Ґрунтознавство

Гумін. Частина гумусу, яка не екстрагує. Представлена двома типами сполук: гумусовими сполуками, найбільш міцно пов'язаними з глинистими мінералами (глино-гумусовий гумін) ; рослинними залишками, що розклались частково, і втратили анатомічну будову, та збагаченими найбільш стійкими компонентами, насамперед лигніном (детритний гумін).

Гіматомеланові кислоти. Група гумусових речовин із проміжними властивостями між фульвокислотами і гуміновими кислотами.

Гумусові речовини є не хімічно індивідуальними сполуками, а групою речовин, які мають лише спільні риси будови, але варіюють за своєю природою і властивостями. Це варіювання виявляється в елементному складі гумусових речовин різноманітного походження, в наборі структурних одиниць, що складають молекулу, молекулярних масах і інших властивостях.

Найбільш збагачені вуглецем, а отже, і циклічними фрагментами гумінові кислоти, чорноземів і сіроземів, гумінові кислоти ґрунтів підзолистого типу за вмістом вуглецю і кисню дещо наближаються до фульвокислотам.

Вміст азоту у всіх групах гумусових речовин варіює від 2, 5 до 5, 0%.

У структурі молекул гумусових кислот умовно можна виділити відносно лабільну частину, що легко піддається деструкції, – периферичну і відносно стійку частину – ядерну. Ядерні фрагменти, як гумінових, так і фульвових кислот представлені переважно циклічними сполуками. Периферичні фрагменти, представлені переважно вуглеводами й амінокислотами, становлять за масою приблизно 40-60%. Периферичні фрагменти гумусових речовин відносно збагачені різними функціональними групами, які визначають багато хімічних властивостей і взаємодію гумусових сполук між собою, з мінеральними компонентами ґрунту і добрив, різноманітними токсичними сполуками, які потрапляють у ґрунт. До найбільш важливих функціональних груп належать карбоксильні, аміногрупи, спиртові і фенольні гідроксили, карбонільні, метоксильні і деякі інші.

Наявність численних функціональних груп обумовлює різноманітні взаємодії гумусових речовин практично з усіма компонентами ґрунтів. Взаємодія гумусових речовин з мінеральними сполуками надає стабільність гумусу і сприяє формуванню специфічних ґрунтових акумуляцій гумусу, макро- і мікроелементів, у деяких випадках призводить до характерного агрегатоутворення. Інші типи взаємодії, навпаки, збільшують лабільність мінеральних компонентів, сприяючи їх виносу за межі профілю.

Гумусові речовини активно впливають на поведінку в ґрунтах живильних елементів мінеральних гумусових речовин.

Основні типи взаємодії гумусових речовин із компонентами мінеральної частини ґрунту, що призводять до утворення органомінеральних сполук:

Сорбція гумусових речовин мінеральними сполуками твердої фази може тривати за участю різноманітних механізмів: іонного обміну, хемосорбції, комплексоутворювальної сорбції, інтерламілярного поглинання органічних речовин із невисокою молекулярною масою глинистими мінералами з розбухаючою кристалічною решіткою. Продукти взаємодії, що утворяться при цьому, називають сорбціонними комплексами (глино-гумусовими комплексами, мінералоорганічними з'єднаннями).

Утворення комплексно-гетерополярних солей спостерігається при взаємодії гумусових кислот із полівалентними металами: Fe3+, Fe2+, Al2+, Cu2+, Zn2+ і ін. Характерна особливість – входження металу в аніонну частину молекули і нездатність його до реакцій іонного обміну. 

Наявність солей даного типу істотно змінює розчинність і міжфазний розподіл, міграцію й акумуляцію, доступність рослинам сполук полівалентних металів, особливо в тих ґрунтах, розчини яких містять помітні кількості органічних речовин. У умовах техногенних забруднень утворення комплексно-гетерополярних солей спостерігається з іонами важких металів. Комплексно-гетерогенні солі можуть взаємодіяти з розчинними фосфатами, багатьма пестицидами, змінюючи їхню рухливість, міжфазний розподіл, потрапляння в рослину.

Участь органічної речовини у взаємодіях агрохімікатів і забруднювачів із ґрунтом проявляється в наступному:

• сприяє в кислих ґрунтах мобілізації елементів мінерального живлення з труднорозчинних добрив, наприклад, фосфору з фосфоритного борошна, прискорює розчинення вапна, гідролітичне розщеплення деяких пестицидів і т. д. ;
• викликає перехід у ґрунтовий розчин сорбірованих фосфатів, заміщаючи їх у складі ґрунтового сорбціонного комплексу;
• бере участь в обмінному і необміному поглинанні катіонів, що входять до складу мінеральних добрив і хімічних меліорантів, пестицидів, радіонуклідів, важких металів;
• знижує перехід фосфатів добрив у труднорозчинні форми;
• установлено можливість утворення складних розчинних мінерально-гумусових сполук, що містять поряд із Fe або Al ще і фосфор, що створює умови для його активної міграції;
• іноді катіони мінеральних добрив можуть утворювати в ґрунті розчинні гумати;
• розчинні гумусові речовини можуть взаємодіяти з катіонами важких металів, а також із штучними радіонуклідами.

Ґрунти різноманітних типів істотно відрізняються за кількістю і якістю органічної речовини. 

Органічна речовина неоднаково розподілена в профілях різноманітних ґрунтів. У широких межах варіює утримання гумусу у верхніх шарах різних ґрунтів – від 0, 5-1 до 10-12% і більше.

У залежності від співвідношення гумінових кислот до фульвокислот (Сгк: Сфк) розрізняють такі типи гумусу: гуматний (>1, 5), фульватно-гуматний (1-1, 5), гуматно-фульватний (1-0, 5) і фульватний (<0, 5). Складається закономірність, відповідно до якої за найбільш сприятливих умов гумусонакопичення формується гумус, відносно збагачений гуміновими кислотами.

Органічні залишки, що надходять у ґрунт, піддаються різноманітним біохімічним і фізико-хімічним перетворенням, у результаті яких велика частина органічної речовини окисляється до кінцевих продуктів, переважно