Ugrás a tartalomhoz

Talajtan

Stefanovits Pál, Filep György, Füleky György

Mezőgazda Kiadó

A humuszanyagok csoportosítása

A humuszanyagok csoportosítása

Első megközelítésben humusznak tekintjük a szerves maradványok többé-kevésbé átalakult részét. Ezen belül két nagy csoportot:

  •  a maradványokból felszabadult, de nem humifikálódott szerves vegyületeket (nem valódi humuszanyagok) és

  •  a valódi humuszt lehet megkülönböztetni.

Nem valódi humuszanyagok

a) Fehérjék, peptidek, aminosavak.

b) Szénhidrátok (keményítő, cellulóz, hemicellulóz, pektin; kitin; oldható cukrok, aminocukrok).

c) Szerves savak (hangyasav, ecetsav, csersavak stb.).

d) Lignin.

e) Zsírok, viaszok, gyanták.

A lignin a legnehezebben bontható komponens. Fenilpropánvázas vegyület, melynek szerkezete, felépítése részleteiben még nem tisztázott. Különböző fenilpropán-származékok polimerje. A fenilpropán és két fenilpropán-származék képlete a 6.4. ábrán látható.

6.4. ábra - Dehidro-dikoniferol-alkohol

kepek/6-4-abra.png


A ligninben a fenilpropán-származékok egymáshoz kapcsolódása hasonló, mint a koniferil-alkohol dimerizációjával keletkező dehidro-dikoniferil-alkohol esetén (6.5. ábra), s igen bonyolult szerkezetű molekulák alakulnak ki.

6.5. ábra - A talajba került szerves maradványok C-tartalmának sorsa az átalakulás során

kepek/6-5-abra.png


Valódi humuszanyagok

A valódi humuszanyagok bonyolult szerkezetű, savkarakterű polimerek. Egymástól eltérő viselkedésű frakciókból (fulvosav, huminsav és humin frakciókból) állnak.

A humuszfrakciók elválasztása. A humuszfrakciók elválasztásának klasszikus módszere a következő. A talaj híg (0,5%-os) NaOH-os kezelésével – hosszabb ideig tartó állás és rázatás vagy keverés után – sötét színű szűrletet kapunk. Ha ezt a lúgos szűrletet sósavval (vagy kénsavval) megsavanyítjuk (pH: 2), sötét színű csapadék válik ki, amely újabb szűréssel vagy centrifugálással elválasztható a világosabb színű oldattól.

A savas közegben is oldatban maradó humuszfrakciót fulvosavaknak, a savval kicsapható hányadot pedig huminsavaknak hívjuk. A csapadék (a huminsavak) egy része azonban meleg alkoholban feloldódik. Az alkohollal kioldható frakció a himatomelánsavakat tartalmazza, de az alkoholban oldhatatlan csapadék sem egységes, hanem – Springer szerint – ez is két szervesanyag-csoportot tartalmaz. Ezek: a barna huminsavak és a szürke huminsavak. (Ha a himatomelánsavak kioldása után visszamaradt csapadékot 5%-os NaOH-dal feloldjuk, elektrolitoldat hatására a szürke huminsavak kicsapódnak, a barna huminsavak nem.)

A híg lúg azonban nem az összes humuszt, hanem annak csak egy részét oldja ki a talajból. Forró lúggal és/vagy HF-os kezeléssel, még ezután is lehet oldatba vinni szerves anyagokat. Ezt a nehezen oldható humuszcsoportot huminnak nevezzük (6.6. ábra). Amint az elnevezésekből is kitűnik, a kapott frakciók sem homogén összetételűek, hanem mindegyikben több – hasonló szerkezetű és tulajdonságú – vegyület van.

6.6. ábra - A híg lúggal kevert talajból kioldódó humuszfrakciók

kepek/6-6-abra.png


Tyurin és Kononova szerint a huminsavak és a fulvosavak felépítése hasonló, az alapvető különbséget közöttük elsősorban a molekulák nagysága (polimerizáltsági, kondenzáltsági foka) és a szerkezet bonyolultsága jelenti, azaz a fulvosavak jóval egyszerűbb felépítésűek a huminsavaknál.

Mivel a humuszanyagok különböző komponensei nem egyforma erővel kötődnek a talaj ásványi részéhez, ezért híg lúgos kezelésekor azoknak csupán egy része oldódik fel. Az ún. szakaszos extrakcióval, a különböző mértékben kötött humuszanyagokat több lépésben, fokozatosan lehet kivonni a talajból. Az oldószer minden esetben 0,5%-os NaOH, a talaj előkezelése azonban lépésenként változó. A módszerrel a következő négy humuszcsoportot lehet elkülöníteni:

1. Szabad humuszanyagok. Híg lúggal közvetlenül – előkezelés nélkül – extrahálhatók. Ide tartozik a CaCO3-hoz, agyagásványokhoz, a Fe- és Al-vegyületekhez nem kapcsolódó humuszfrakció.

2. Gyengén kötött humuszanyagok. (A Ca2+ által koagulált, valamint az agyagásványokhoz és a Fe2O3-hoz, Al2O3-hoz lazán kötött humusz.) Az előzőleg híg lúggal kezelt talajt, 2%-os HCl-dal mésztelenítjük, a CaCO3-ot elbontjuk, majd a szerves anyagot 0,5%-os NaOH újabb részletével kioldjuk.

3. Nehezen kioldható humuszfrakció. A Fe- és Al-hidroxidokhoz (oxidokhoz) erősen kötött szerves anyagok, melyeket csak erős ásványi savval végzett hidrolízis után lehet a talajból kinyerni. Váltakozó kénsavas és lúgos kezelést alkalmazunk mindaddig, míg a humusz kioldása meg nem szűnik, a kivonat színtelen nem lesz.

4. Az előbbi kezeléssel nem mobilizálható rész.

A fentiek szerint kapott humuszcsoportokat tovább lehet frakcionálni fulvosavakra és huminsavakra, a 6.6. ábrában közöltek szerint.