Перегной

Перегной, гумус, одна из важнейших составных частей почвы. От его содержания в почве и качества в значительной мере зависит степень плодородия почвы. Старая химия считала П. промеягуточным продуктом распада растительных остатков. Но перегнойные вещества принадлежат к наиболее сложным органич. веществам; они гораздо сложнее белков, углеводов и яш-ров и следовательно не м. б. продуктами их распада. Все перегнойные вещества содержат азот, но могут образовываться и из безазотистых углеводов; промежуточные про дукты не могут накопляться в природных условиях, а перегной скопляется на земной поверхности в колоссальных количествах. В настоящее время П. рассматривают как продукт биология, синтеза незеленых микроорганизмов, разрушающих огранич. вещество, продукт порядка экзоэнзимов (смотрите Энзимы), выделяемых микроорганизмами с целью разрушения органич. вещества, служащего источником энергии или пищи для организма. Огромное большинство работ и исследований с П. произведено над щелочными вытяжками из почвы, торфа, природных углей, навоза и других содержащих П. природных веществ. При таком способе извлечения получается чрезвычайно сложная и разнообразная смесь коллоидных растворов перегнойных кислот с продуктами воздействия щелочей на растительные и животные вещества и на минеральный субстрат. Пользование результатами этих работ затрудняется в виду их несравнимости.

При трех типах природного биология, разрушения органич. веществ образуются три перегнойные к-ты: а) гуминовая, или черная перегнойная, к-та (смотрите Гумино-вые кислоты)—при аэробном бактериальном разрушении, б) у л ь м и н о в а я, или бурая перегнойная, кислота—при анаэробном разрушении и в) креповая, или бесцветная перегнойная, кислота—при грибном разрушении. При действии на соли крено-вой кислоты анаэробных бактерий или при действии на креновую к-ту водорода, в момент выделения, креновая к-та восстанавливается в апо к реновую к-ту. Гуминовая, ульминовая и апокреновая кислоты имеют много общего: все они окрашены; гуминовая к-та при ее выделении аэробными бактериями растворяется в воде, образуя вишневокрасный раствор; ульминовая к-та при ее выделении анаэробными бактериями образует раствор золотистожелтого цвета; апокреновая кислота в состоянии, растворимом в воде, неизвестна. Креновая кислота, выделяемая грибами, бесцветна. Все три перегнойные кислоты ядовиты по отношению к тем организмам, которые их выделили, и при их накоплении в среде, где происходит биология. разрушение органич. веществ, последнее затухает. При аэробном бактериальном разложении органич. веществ всегда выделяется аммиак, к-рый нейтрализует гуми-новую к-ту, и поэтому аэробный бактериальный процесс протекает быстро, а органическое вещество при нем разрушается нацело. При анаэробном и грибном процессе разложения свободный аммиак не выделяется, и потому эти процессы неминуемо затухают, если нет условий удаления перегнойных к-т из среды или их переведения в безвредное нерастворимое состояние. Гуминовая и ульминовая кислоты обладают способностью денатурироваться, то есть переходить без изменения состава в абсолютно нерастворимое в воде состояние, в котором они называются гумином и у л ь м и н о м. Этот переход происходит под влиянием замерзания их растворов, нагревания выше 60° или под влиянием времени. В этих случаях гумин образует черный или красный аморфный порошок, у л ь м и н-к оричневый. При всяком выделении из растворимых солей обе к-тьг выпадают в форме хлопьевидных объёмистых осадков черного или коричневого цвета. Апокреновая к-та известна только в нерастворимой в воде форме; креновая к-та ни при каких условиях нерастворимой формы не образует. Гуминовая, ульминовая и апокреновая кислоты образуют растворимые в воде-соли только с одновалентными металлами. Соли их с многовалентными металлами нерастворимы в воде; исключение составляют только легко растворимая апокреновая соль двухвалентного железа и заметно растворимая апокреновая соль кальция. При прокаливании апокреновой соли трехвалентного железа она образует черную магнитную окись железа; те же соли ульминовой и гуминовой к-т магнитной окиси не образуют. Все без исключения соли креновой кислоты легко растворимы в воде. Растворимые соли перегнойных кислот диффундируют через коллоидную перепонку, и при условии полного освобождения их растворов от следов растворимых кремневой, титановой и кремнетитановой к-т они кристаллизуются из водных растворов. Апокреновая соль трехвалентного железа кристаллизуется из 30%-ной НС1. Специфич. запахом обладает только креновая кислота.

Химич. состав и структурные ф-лы перегнойных к-т еще не установлены. Все перегнойные кислоты содержат значительное количество азота, конституционно с ними связанного. Содержание в них азота выше, чем в белках, и возрастает в следующем порядке: гуминовая, ульминовая, креновая, апокреновая к-ты. Азот перегнойных к-т представляет одну из лучших форм содержания его как пищи для растений в почве, вследствие легкости и равномерности перехода из формы органич. азота, абсолютно нерастворимого в воде, в форму легко усвояемых нитратов. Нерастворимые в воде формы гуминовой, ульминовой и апокреновой к-т к? их нерастворимые соли играют огромную роль в с.-х. производстве, т. к. они служат цементом, склеивающим механич. элементы почвы в комки, и следовательно определяют основное свойство культурной почвы—ее структурность. П. представляет типичный· коллоид. Свойство коллоидов—их способность адсорбировать катионы ионизированных растворов—выражено в П. очень ярко. Поглощенные П. катионы не входят в какое бы то ни было химич. взаимодействие с веществом П. и комплекс П. с поглощенными основаниями—катионами—нельзя рассматривать как органоминеральное соединение. Основания удерживаются массой коллоида-лишь по причине огромного развития удельной поверхности П.—следствия его коллоидального измельчения. Поглощенные П. основания не м. б. усвоены растениями, т. к. энергия, с которой поглощенные основания удерживаются на поверхности гранул П., значительно больше той, к-рую может развить растение в процессе осмотич. поглощения пищи.

Большая роль П. в определении степени плодородия почвы зависит от тех свойств, которые он приобретает в зависимости от по-I глащения тех или иных катионов. Если гранулы П. содержат в поглощенном состоянии катионы одновалентных металлов, то они приобретают способность равномерно рассеиваться во всем объёме воды, который их окружает, то есть образуют коллоидный раствор. Очевидно, что комки почвы, склеенные в сухом состоянии таким П., мгновенно расплывутся в однородную массу, как только они будут смочены водой, и почва обратится в плотную бесструктурную массу. В такой почве наиболее ярко выраженным свойством будет связность; передвижение воды в ней будет исключительно капиллярное, и она не будет способна удержать большого и прочного запаса воды, т. к. вода и воздух будут всегда играть роль антагонистов. Такая почва будет неплодородна; на производственном языке комки такой почвы называются непрочными, неспособными сопротивляться размывающему действию воды, и вся почва также называется непрочной. Поглощенные П. катионы одновалентных металлов м. б. вытеснены эквивалентным количеством катионов любого другого металла. При таком замещении вытесненные катионы м. б. усвоены в качестве пищи растениями. На этом явлении основано действие косвенных удобрений (смотрите). Если одновалентные катионы будут замещены катионами многовалентного металла (в природе чаще всего кальцием, реже трехвалентпым железом, еще реже алюминием), то П. приобретает свойства т. наз. деятельного П. Гранулы П. в таком состоянии теряют способность расплываться в воде, и П. переходит из состояния клея в форму цемента, придавая комкам почвы свойство прочности: масса почвы приобретает характер культурной почвы, становится прочноструктурной, достигающей максимального плодородия и максимальной отзывчивости на все применяемые к ней с.-х. мероприятия. В. Вильямс.

Лит.: см. Почва.