07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Взгляды Германа на состав гумуса
 25.08.2012

Одновременно с работами Мульдера были опубликованы исследования Германа, который пришел к заключению о существовании гораздо более значительного числа гумусовых веществ, причем, в отличие от Мульдера, большая часть этих веществ представляет, по данным Германа, азотистые соединения.
Герман делил все гумусовые вещества как естественные, так и искусственные, на три группы, в общем согласно Берцелиусу и Мульдеру, но с более подробным разделением на подгруппы.
Для каждой из намеченных подгрупп Герман нашел несколько кислот, обнаруживших более или менее заметные различия в элементарном составе, на основании чего он рассматривал их как индивидуальные вещества. Работы Германа были встречены скептически Мульдером, который высказал сомнение в их точности и достоверности и потому оставил без внимания в своем распространенном труде «Die Chemie d. Асkеrkrume».
Положительная оценка работ Германа была дана впоследствии только Бауманом, использовавшим эти работы в качестве аргумента против взглядов Мульдера. За довольно продолжительный период после работ Мульдера внимание к химии гумуса значительно ослабело, и появившиеся за это время исследования относились главным образом только к гуминовым (и ульминовым) веществам, причем различие между ними, намеченное Мульдером, не нашло себе отражения (Детмер, Состини и др.). Дополнением к списку гумусовых веществ, предложенному Мульдером, явилось разделение гуминовой кислоты, получаемой осаждением минеральными кислотами из щелочных вытяжек, на спирторастворимую и не растворимую в спирте части, сделанное Состини, причем оказалось, что спирторастворимая фракция имеет более высокий процент углерода (62-63%), чем преобладающая часть, не растворимая в спирте (58%). Гоппе-Зейлер предложил для спирторастворимой фракции название гиматомелановой кислоты, которое удержалось до настоящего времени.
Одновременно с этим в ряде работ наметилось отрицательное течение в отношении реальности существования перечисленных кислот гумуса и их кислотной природы. Очень большая неустойчивость состава и свойств этих кислот, в зависимости от применяемых методов выделения, явилась основанием для возникновения взгляда на перегнойные кислоты, как на искусственные лабораторные продукты, не существующие в природе. Этому отрицательному представлению о перегнойных кислотах Берцелиуса и Мульдера оказали большую поддержку не совсем правильно понятые взгляды Ван-Беммелена о коллоидной природе гумусовых веществ. Указав на большую сложность состава этих веществ и безрезультатность попыток их разделения на химические индивидуумы путем применения различных растворителей и реакций осаждения, Ван-Беммелен, однако, не отрицал кислотной природы гумусовых веществ и возможности существования в сложном коллоидном комплексе их определенных химических соединений. Тем не менее, эти взгляды послужили Бауманну и Гулли основанием для полного отрицания существования гумусовых кислот и для объяснения их «кислотных» функций (например, реакций разложения солей минеральных кислот) исключительно коллоидными свойствами.
Выводы Бауманна и Гулли, однако, скоро были опровергнуты работами целого ряда авторов (Такке и Зюхтинг, Эренберг и Бар, затем Оден и др.), установившими, что гуминовая кислота имеет свойства слабой кислоты. Более решительный, казалось, удар учению о существовании специфических гумусовых или перегнойных кислот был нанесен работами американских химиков Шрейнера и Шори с сотрудниками, которые, применив методы изолирования отдельных соединений, принятые в органической химии, выделили из почвенного гумуса свыше 40 различных органических соединений, по своей химической природе относящихся к разным группам, а именно:
1. Углеводороды.
2. Стерины (стеролы).
3. Жиры (глицериды жирных кислот), смоляные эфиры, воска.
4. Органические кислоты.
5. Альдегиды.
6. Углеводы.
7. Азотистые органические соединения (аминокислоты, амины, пуриновые основания, пиримидиновые и пиридиновые производные).
8. Фосфорно-органические соединения.
Работами других авторов, кроме того, было установлено наличие в гумусе целлюлезы, лигнина, олеиновой и элаидиновой кислот, протеинов, протеоз и пептонов, амидов, тиосоединений, уроновых кислот.
Следует, однако, отметить, что большая часть соединений, изолированных Шрейнером и Шори, выделена ими, во-первых, из кислого фильтрата после осаждения гуминовой кислоты, а во-вторых, из алкогольного экстракта после обработки спиртом осадка сырой гуминовой кислоты. Это видно из следующей схемы для одной почвы, содержавшей 0,955% органического углерода.

Взгляды Германа на состав гумуса

Таким образом, состав значительной части гумуса (не менее 40%), к которой относятся гумин и не растворимая в спирте гуминовая кислота, остался в работах Шрейнера и Шори не освещенным.
Кроме того, и для той части гуминовой кислоты, которая растворима в спирте, т. е, для так называемой гиматомелановой кислоты, выделенные соединения представляют, по-видимому, очень незначительную часть, резко отличающуюся по своему составу от состава основной массы.
Как уже было указано выше, гиматомелановая кислота содержит около 62% С; эта цифра находит подтверждение и в последующих работах. Между тем, выделенные из этой фракции Шрейнером и Шори соединения характеризуются значительно более высоким содержанием углерода.
Взгляды Германа на состав гумуса

Поэтому должно быть совершенно ясно, что перечисленные соединения не могут характеризовать состав групп гиматомелановой, а тем более гуминовой кислоты в целом; кроме того, эти соединения не имеют и характерной для названных групп темной окраски.
Если принять также во внимание, что многие из выделенных из гумуса индивидуальных органических веществ находятся в почвах в ничтожных количествах, что наличие их часто является случайным и объясняется видом культуры, что большинство выделенных соединений, особенно азотистых веществ, представляет промежуточные продукты распада растительных веществ и потому возможность накопления их в почве в значительных количествах сомнительна, можно вполне согласиться с выводом Шмука, что работы названных американских исследователей «идут мимо главного специфического запаса» органического вещества в почве. Такое мнение было высказано также Эренбергом и Баром. К этому следует еще добавить, что сравнительно небольшая относительная величина гумина плюс гуминовой кислоты в гумусе почвы, послужившей образцом для основных исследований Шрейнера и Шори, характерна для бедных гумусом почв влажных и сухих областей.
В почвах аридно-гумидных областей, например в черноземах, эта величина, как будет видно далее, значительно больше, поэтому относительная роль изолированных американскими авторами органических соединений для этих почв окажется гораздо менее значительной.
Поэтому несмотря на большое впечатление, произведенное работами американских химиков, внимание ряда исследователей снова обращается к гуминовым веществам как характерной составной части гумуса. Исследования этого периода (второе и начало третьего десятилетия XX столетия), как и раньше, шло по двум основным путям, а именно: 1) по пути изучения химической природы гуминовых веществ и 2) по пути выяснения процессов их образования в экспериментальных условиях с тем, однако, существенным отличием от аналогичных работ в предыдущий период, что главное внимание было обращено на реакции изменения органических веществ растительного происхождения, идущие при обычной температуре и в отсутствие сильно действующих реагентов.
Имея в основном химический характер, часть этих исследований принимает уже во внимание большую роль микробиологических процессов. Выдающееся место в этом отношении принадлежит работам Трусова.
Наиболее значительными работами этого периода, имеющими большое значение для выяснения химической природы гуминовых веществ, являются почти одновременно появившиеся работы Одена и Шмука.
Свен Оден в значительной мере реставрирует прежние взгляды на состав гумуса, который, по автору, характеризуется наличием четырех групп соединений: 1) гумусовых углей, 2) гуминовой (гумусовой) кислоты, 3) гиматомелановой кислоты, 4) фульвокислот (соответствующих креновой и апокреновой кислотам Берцелиуса). При этом в отношении гуминовой (в меньшей мере гиматомелановой) кислоты автор на основании своих обстоятельных исследований пришел к выводу о самостоятельности ее, как четырехосновной кислоты с эквивалентным весом около 350, т. е. как соединения, обладающего известным постоянством признаков, несмотря на неизбежные примеси ввиду невозможности получения чистых препаратов.
К сходным выводам в отношении гуминовой кислоты из чернозема пришел и Шмук, рассматривающий ее в качестве характерного представите ля специфических для почв гуминовых веществ, представляющих, по автору, особый класс органических соединений, характеризующихся известным общим типом строения.
Этот взгляд на реальность существования гуминовой кислоты, как особой специфической для гумуса группы очень близких по общему типу строения соединений, находит также подтверждение и дальнейшее развитие в ряде работ в области химии угля.
Последние годы характеризуются интенсивным развитием экспериментальных исследований, на основании которых процессы гумусообразования освещаются почти исключительно с точки зрения микробиологических процессов разложения органических остатков. В отношении состава гумуса, с этой точки зрения, развито два взгляда, обоснованность которых фактическим материалом очень различна. Первый взгляд принадлежит акад. Вильямсу, второй – Ваксману.