ПОЧВОВЕДЕНИЕ. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВ

Фульвокислоты - высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты

Фулъвокислоты (ФК) — группа гумусовых кислот, остающаяся в растворе после осаждения гуминовых кислот. Они так же, как и ГК, представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. От гуминовых кислот отличаются светлой окраской, более низким содержанием углерода, растворимостью в кислотах, большей гидрофильностью и способностью к кислотному гидролизу. Плотность фульвокислот по имеющимся немногочисленным данным равна 1,43—1,61 г/см3.

Элементный состав фульвокислот (в % по массе) составляет: С — 41—46, Н — 4—5, N — 3—4. Содержание кислорода зависит от количества углерода; его больше, чем в ГК. Фульвокислоты различных типов имеют большое сходство. Элементный состав фуль- вакислот в процентах (табл. 20) показывает повышенное содержание углерода в дерново-подзолистых, серых лесных почвах и красноземах, пониженное — в черноземах, сероземах и аллювиальных луговых почвах. В почвах с пониженным содержанием углерода отмечены более узкое отношение C:N и большая степень окисленности.

Таблица 20. Средний элементный состав фульвокислот (Д. С. Орлов, 1974; Л. А. Гришина, 1982)

Почвы Атомные проценты  Атомные соотношения        Степень окисленности, со

            С         Н         0          N         Н:С     С : N  

Тундровые глеевые типич                                                                        

ные     33,8     39,1     24,9     2,2       1.2       15,0     + 0,30

Болотно-тундровые 33,4     39,5     24,6     2,5       1,2       13,0     + 0,30

Подзолистые и дерново-                                                                           

подзолистые  33,4     39,3     25,3     2,0       1,18     16,6     + 0,34

Серые лесные           31,9     40,9     25,3     1,9       1,28     17,0     + 0,32

Черноземы, каштановые     30,9     40,6     26,3     2,2       1,31     14,3     + 0,34

Луговые аллювиальные       31,9     41,2     24,4     2,5       1,27     12,8     + 0,30

Красноземы   36,6     33,4     27,9     2,1       0,91     17,6     + 0,65

Состав фульвокислот меняется по профилю почв. В дерново- подзолистых почвах в более глубокие горизонты мигрируют менее обуглероженные и наименее окисленные фракции. В профиле чернозема и серозема элементый состав фульвокислот более однороден.

Строение молекулы ФК имеет принципиально однотипную природу с ГК. В их составе также найдены ароматические и гетероциклические кольца, аминокислотные, углеводные и углеводородные компоненты. Но в отличие от ГК в молекуле ФК доминируют алифатические структуры, аминокислотные и углеводные компоненты. Выход бензолполикарбоновых кислот из ароматического ядра ФК в 2 раза меньше, чем у ГК, а гидролизуемая часть молекулы ФК значительно больше, чем у ГК. Это относится и к азотсодержащим компонентам. Если у ГК их гидролизуется 40—60%, то у ФК — 70—75% (преимущественно аминокислотные и пептидные группировки). В молекуле ФК аминокислотные и аммонийные формы азота составляют до 70% всего азота.

Лучшая выраженность периферических структур в молекуле ФК обусловливает большую их гидрофильность по сравнению с ГК.

Фульвокислоты имеют те же функциональные группы, что и ГК. Реактивную способность ФК обусловливают кислые функциональные группы, карбоксильные и фенолгидроксильные, водород которых может диссоциировать и участвовать в реакциях обмена. Емкость поглощения ФК, обусловленная этими функциональными группами, больше, чем ГК, и составляет 800— 1250 мг-экв/100 г ФК. В состав фульвокислот входят также карбонильные, метоксильные, хинонные группы и спиртовые гидроксилы.

Гумусовым кислотам свойственна гетерогенность и полидисперсность. Как гуминовые кислоты, так и фульвокислоты любого типа почв можно разделить на ряд фракций различной молекулярной массы, элементного и компонентного состава, но сохраняющих принцип строения и функциональные группы гумусовых кислот.

Наряду с ГК и ФК в групповом составе гумуса выделяют негидролизуемый остаток, ранее называвшийся гумином. Современные исследования показали, что гумин представляет собой совокупность гуминовых и фульвокислот, прочно связанных с минеральной частью почвы, а также трудноразлагаемых компонентов остатков растений: целлюлозы, лигнина, углистых частиц.