Развитие взглядов на состав гумуса
25.08.2012
Первой группой соединений, обратившей на себя внимание при изучении состава гумуса, является группа гуминовых веществ, растворимых в щелочах. Установление этой группы связывается с именем Ахарда, впервые получившего при подкислении щелочной вытяжки из торфа темно-бурый осадок вещества, для которого впоследствии было предложено сначала название «ульмина», а затем «гумусовой» или «гуминовой» кислоты.
Название «ульмин» было введено Томсоном для темно-бурого осадка, полученного Вокленом при подкислении щелочной вытяжки из гнилой древесины вяза (Ulmus). Затем это название было распространено на аналогичные осадки, получаемые из почв и торфов, а после открытия Браконно (в 1819 г.) искусственных гуминовых веществ - и на эти последние.
Термин «гумусовая кислота» был предложен Доберойнером в 1822 г. и некоторое время применялся наряду с термином «ульмин» в качестве его синонима. Начиная с Берцелиуса, вместо названия «гумусовая» кислота более употребительным стало название «гуминовая» кислота; с этим названием связаны также применяемые в настоящее время термины «гумин» и «гуминовые вещества», значение которых будет ясно из дальнейшего изложения.
Первыми сведениями о химической природе гумуса, или «terreau», наука обязана Соссюру, указавшему, что гумус богаче углеродом и беднее водородом и кислородом по сравнению с растительными материалами, из которых он образовался. Однако действительное начало научного изучения состава и природы гумуса было положено выдающимися для своего времени исследованиями Шпренгеля. С именем Шпренгеля связаны первые, обширные по объему затронутых вопросов, исследования природной гуминовой (или, по Шпренгелю, гумусовой) кислоты и ее многочисленных солей - гуматов; им же был предложен метод выделения и количественного определения гуминовой кислоты, который в основном сохранил свое значение и до настоящего времени. Ему же принадлежит первое известное в литературе определение углерода в гуминовой кислоте из почвы, давшее цифру 58%.
Вместе с тем, результаты этих исследований были увязаны в стройную систему представлений о значении гуминовой кислоты и ее солей для плодородия почвы, на основе которых Шпренгелем был предложен ряд агрикультурных и агрохимических приемов.
В отношении вопроса о составе гумуса в целом Шпренгель писал: «Гумус образуется там, где растительные и животные остатки разлагаются на воздухе, и представляет собою очень сложное тело, составные части которого зависят от состава растений и животных, участвующих в его образовании». «Если,- говорит далее Шпренгель, - гумус не был подвергнут выщелачиванию водой, то он содержит гумусовую кислоту, гумусовый уголь, неразложившиеся животные и растительные остатки, воско-смолы и минеральные вещества SiО2, Аl2O3, CaO, MgO, соли К, Na и NH4, хлор, фосфорную и серную кислоты, железо и марганец».
Таким образом, Шпренгель отчетливо представлял себе сложность состава гумуса, хотя и не обратил внимания на органические вещества, переходящие в кислый фильтрат после осаждения гуминовой кислоты.
Это было сделано следующим крупным исследователем в области химии гумуса - знаменитым химиком Берцелиусом. В своем «Lehrbuch d. Chemie» он писал: «При гниении растений и животных в верхних слоях земной поверхности образуются очень многие различные вещества, которые более или менее продолжительное время остаются в неизменном состоянии и которые мы еще не можем изучить в изолированном друг от друга виде». Высказывая надежду, что это случится в будущем, Берцелиус писал, что до настоящего времени мы знаем из этих веществ немногие, главным образом те, которые находятся в наибольшем количестве. Такими веществами являются, во-первых, гуминовая кислота и гумин, из которых последний, по его мнению, представляет индифферентную модификацию гуминовой кислоты и эквивалентен гумусовому углю Шпренгеля, и, во-вторых, открытые и изученные Берцелиусом креновая (ключевая) и апокреновая (осадочно-ключевая) кислоты, для которых он дал методы выделения и описал свойства ряда солей.
