Гуминовые вещества

Определение "Гуминовые вещества" в словаре Брокгауза и Ефрона

Гуминовые вещества — Перегной, или естественный гумус (который надо отличать от гумуса искусственного, получаемого при действии кислот на некоторые органические вещества, например крахмал, сахар), представляет смесь весьма различных соединений, обыкновенно тесно перемешанных с веществами, из которых они произошли, и с органическими соединениями другого рода, встречающимися в почве. До сих пор еще не удалось вполне разделить эту смесь на составляющие ее ингредиенты, несмотря на то, что очень много исследователей прилагали к этому свои старания; контрольные опыты всегда показывали, что аналитические приемы, которыми пользовались для выделения отдельных соединений в чистом виде, сами действуют изменяющим образом на выделяемые тела и поэтому не приводят к положительным результатам. Естественные гуминовые или перегнойные вещества отличаются или а) кислотным характером, или б) индифферентны и ни в чем не растворимы. В элементарном составе их, кроме углерода, водорода и кислорода, обыкновенно содержится от 3 до 4% азота; часть азота содержится в виде солей NH₃, остальное же количество входит в Г. вещества в виде сложных азотистых веществ. Факты, найденные Мульдером, Эггерцом и Удранским, показали, что нельзя выделить весь азот действием едкого кали, тогда как аммиачные соли при всяких обстоятельствах разрушаются едким кали. При действии сильных кислот на щелочной раствор какого-либо из естественных Г. веществ это последнее выделяется всегда вместе с азотом, чего не могло бы быть, если бы азот входил в состав перегнойных веществ исключительно в виде аммиака. С другой стороны, доказано, что гумус сам способен поглощать аммиак; работы Тархова (1881 г.) и Удранского показывают, что поглощенный аммиак остается в гумусе не в виде аммиачных солей, но его азот мало-помалу входит в более тесное соединение с элементами гумуса, так что обычными приемами выделения аммиака из его солей он в данном случае уже не выделяется. Итак, в состав перегноя (естественного гумуса) входят два рода веществ: а) нерастворимые в щелочах, или индифферентный, безразличный гумус (ульмин и гумин Мульдера), и б) кислоты, из которых одни растворимы в щелочах — перегнойные кислоты (ульминовая и гуминовая кислоты Мульдера), а другие растворимы в воде: креновая (ключевая) и апокреновая (осадочно-ключевая) кислоты. Лучше других исследованы креновая и апокреновая кислоты; менее же всего поддаются изучению не растворимые в щелочах вещества, или индифферентный гумус. Креновая кислота, которую, как и апокреновую, получают в довольно чистом состоянии из измельченной железной охры или из болотной руды, более или менее бесцветна или же желтого цвета, аморфна, содержит азот и обладает сильно кислою реакцией. В воде и спирте она легко растворяется, причем на воздухе очень скоро окрашивается в бурый цвет, в особенности при прибавлении щелочей, окисляясь в апокреновую кислоту. Соединения креновой кислоты со щелочами, с магнезией и закисью железа растворимы в воде, с другими же основаниями — в воде не растворимы, если нет аммиака или свободных кислот. Все эти соли отличаются светлой или белой окраскою. Апокреновая кислота получается в виде бурой аморфной массы, растворимой в воде, спирте и щелочах, и содержить также азот. Раствор ее в воде окрашивает лакмус, но имеет не кислый, а вяжущий вкус. Соединения ее с основаниями бурого цвета и вообще несколько менее растворимы, нежели соответствующие соли креновой кислоты. Апокреновую кислоту следует считать продуктом окисления креновой кислоты; при действии на ее растворы водорода в момент выделения бурая окраска исчезает, и получается креновая кислота.

Мульдер полагал, что все без исключения Г. вещества при действии азотной кислоты переходят в апокреновокислый аммоний. Однако Детмер ("Bodenkunde", 1876, стр. 432) указывает, что Г. кислота при действии азотной кислоты дает щавелевую кислоту. Итак, считать апокреновую кислоту за конечный результат гумификационных процессов нельзя, не принимая некоторых ограничений. Самостоятельное существование остальных четырех главных органических тел, входящих, по указанию Мульдера, в состав гумуса, т. е. гумина и гуминовой кислоты, ульмина и ульминовой кислоты, должно быть подвержено большому сомнению, так как Сестини ("Landwirthschaftliche Versuchstationen", 1881 и 1882) и др. исследователи доказали, что препараты Мульдера были не чисты, а кроме того, он высушивал их при столь высокой температуре, что должны были получаться уже продукты их разложения, напр., муравьиная кислота. Г., или перегнойные, кислоты (представляющие несомненно смесь нескольких кислот) получают, действуя на торф или иную смесь перегнойных веществ аммиаком или раствором кали и осаждая перешедшие при этом в раствор кислоты более сильными кислотами. Осажденные таким образом Г. кислоты окрашены в бурый цвет, растворимы в воде и обладают слабокислою реакцией. В водном растворе соляной или серной кислоты они совершенно не растворимы, с известью образуют соединения, не растворяющиеся ни в воде, ни в щелочах. Такая перегнойно-кислая известь и представляет собою так наз. "сладкий гумус" почвы, если же извести и иных оснований бывает недостаточно, что обыкновенно замечается в болотных почвах, то вследствие присутствия свободных кислот органические вещества почвы отличаются кислой реакцией, т. е. образуют так наз. "кислый гумус". Приводимая ниже таблица извлечена из сочинения шведского ученого Поста ("Nutideus Koprogena Bildningav; Gyttia, Dy, Torf och Mylla", "Kongl. Swensk Vetenskap. akad. Hadlingar", 1861-62); она показывает относительное количество Г. кислот в различных перегнойных смесях.

Что касается происхождения Г. веществ благодаря процессам тления и гниения, за подробным изложением этих процессов отсылаем читателя к ст. Гниение. Главным материалом для гумификационных процессов считалась инкрустированная клетчатка, состоящая из целлюлозы и лигнина. Однако, Гоппе-Зейлер ("Ueber die Gärung der Cellulose", "Zeitschr. für physiol. Chemie", 1886, Х) доказал, что из целлюлозы при брожении в присутствии ила получается исключительно болотный газ и углекислота (см. Гниение). Значит, большая часть клетчатки, целлюлоза, не участвует в образовании перегноя; зато лигнин, по Лангу ("Zeitschr. für physiol. Chemie", 1889), отчасти способен переходить в перегнойные кислоты. Затем, на образование перегноя идут вещества, содержащиеся и в живых клеточках растений, напр., крахмал, дубильные кислоты, протеиновые вещества, остатки разрушения мелких животных, остатки и испражнения водных насекомых и ракообразных, дождевых червей, многих низших животных (моноталамий). Гумусу подобного животного происхождения Пост присваивает название копрогенного гумуса. Образовавшиеся при гниении перегнойные вещества при отсутствии неорганических соединений, а в особенности извести, задерживают дальнейшее разложение и сами отличаются большим постоянством, благодаря чему Гоппе-Зейлер ставит их наравне в этом отношении с самыми постоянными минералами, говоря, что если они не подвергнутся внешним влияниям, напр., пожару или окислению помощью каких-либо деятелей, то они навсегда останутся неизменными. Относительно физических свойств Г. веществ можно сказать следующее: они придают глине меньшую связность, а песок цементируют. Как темноокрашенные тела, они поглощают больше тепла, чем прочие составные части почвы, но в то же время они сильнее и лучеиспускают тепло, вследствие чего ежедневные колебания температуры почв, богатых Г. веществами, значительнее, нежели почв, ими бедных, а средняя температура первых немного выше температуры последних. Удельная теплота перегноя = 0,5, т. е. приблизительно вдвое больше, чем глины, кварца и извести, между тем, как теплопроводность всего на ¹/₁₀ менее, чем кварца, и приблизительно равна теплопроводности глины и извести. Поглотительная способность Г. вещества и ее отношения к плодородию почвы будут разобраны в соответствующих статьях: Поглотительная способность почв, Плодородие почв. Подробную литературу, русскую и иностранную, о Г. веществе можно найти в "Трудах почвенной комиссии" 1890 г., в реферате А. В. Ферхмина статьи д-ра Оллеха "Ueber den Humus und seine Beziehungen zur Bodenfruchtbarkeit", 1890 [Так как в Г. веществах оказывается присутствие азота, фосфорита и зольных веществ, то ныне уже должно переменить то еще недавнее представление, по которому перегною плодородных почв приписывалось лишь физическое влияние на урожайность, так как есть основание допускать и химическое влияние входящих веществ, особенно при соответственных условиях изменения самих Г. веществ. Это значит, что старое воззрение практиков на роль перегноя ныне уже нельзя отвергать в такой мере, как то делалось еще сравнительно недавно. — Δ.].

B. А. Яковлев. Δ .