3. Oznaczanie substancji organicznej w glebach: metoda Tiurina, metoda wody utlenionej i metoda prażenia.

Substancja organiczna po obumarciu organizmów może ulec całkowitemu rozkładowi, czyli mineralizacji lub też przekształceniu w próchnicę, czyli humifikacji. Udział w tych procesach bierze przede wszystkim mikroflora (bakterie, promieniowce, grzyby i glony) oraz częściowo mikro- i mezofauna. Procesy te zachodzą głównie w warstwie glebowej; około ¾ do 4/5 sub. organicznych ulega procesom mineralizacji, natomiast ¼ do 1/5 przekształca się w próchnicę.

Zawartość próchnicy w ogólnej ilości części organicznych wynosi średnio 80-90%. W skałach ilastych znajduje się średnio 2,1% sub org , w skałach węglanowych0,3%, w skałach piaszczystych 0,05%. W osadach czwartorzędowych występują jednak skały o zawartości sub org sięgającej kilkudziesięciu procent - mady, torfy, gytie itp.

Podział na frakcje ze względu na ich rozpuszczalność w rozpuszczalnikach:

1. Frakcje rozpuszczalne w kwasach (HCl) i roztworach alkalicznych; są to kwasy fulwowe

2. Frakcje rozpuszczalne w roztworach alkalicznych; są to kwasy huminowe

3. Frakcje nierozpuszczalne w kwasach i roztworach alkalicznych, rozpuszczalne w cieczach organicznych; są to huminy

[średni skład chemiczny próchnicy: C - 58%, O - 28%, H - 4-5%, N - 1,5%, popiół - 2-8%]

Frakcje te to substancje bezpostaciowe występujące jako koloidy. Są zw. polimerycznymi zbudowanymi z monomerów składających się z mikrostrukturalnych jednostek podstawowych w skład których wchodzą: jądro aromatyczne, mostki łańcuchowe, grupy funkcyjne.

W miarę wzrostu głębokości wzrasta stosunek ilościowy kwasów huminowych do fulwowych.

Cząsteczki próchnicy mają podobną budowę do min ilastych: mają ładunek ujemny i są otoczone kationami. Charakteryzują się wysoką hydrofilnością i zdolnościami sorpcyjnymi. Ujemne ładunki to wynik obecności na powierzchni cząsteczek m.in. grup karboksylowych (-COOH) i fenolowych (>-OH). Próchnica ma około 15-36 razy silniejsze zdolności sorpcyjne od min. ilastych. Jednocześnie próchnica wiążę kationy znacznie mniej trwale niż min. il.

Sub org tylko w niewielkiej części występuje w stanie wolnym, większa jej część tworzy połączenia organiczno-mineralne.

Badania zawartości sub org (humusowej) w gruncie polegają przede wszystkim na określeniu ilości węgla zawartego w tej substancji przez utlenienie go do CO2. Są to metody:

1. Metoda Tiurina (określenie węgla org z sub org przez utlenianie go za pomocą za pomocą dwuchromianu potasu; utlenianie zachodzi w środowisku kwaśnym i towarzyszy przejściu chromu 6-ścio wartościowego w 3-wartościowy, nadmiar chromu miareczkuje się solą Mohra)

Stosuje się ją do gruntów zawierających dużą ilość frakcji iłowej. Przy dużej ilości chlorków wyniki mogą być zawyżone - wynik zużycia dwuchromianu potasu na utlenianie chlorków podczas gotowania. Dlatego też nie stosuje się jej przy gruntach zawierających dużą ilość tlenków żelaza i manganu. Dokładność wyników tej metody zależy w dużej mierze od dokładności przeprowadzenia oznaczenia (roztarcie próbki, wolne dodawanie dwuchromianu potasu, spokojne i słabe gotowanie)

2. Oznaczanie sub org przy pomocy wody utlenionej (dla gruntów o zawartości sub org <10% i bez makroskopowo widocznych części roślin; polega na obliczeniu zawartości sub org z masy próbki wysuszonej oraz próbki utlenionej i wysuszonej)

3. Oznaczanie strat prażenia (polega na wyprażeniu próbki i obliczeniu strat na prażenie)

Wyniki są na ogół wyższe od metody Tiurina ze względu że do strat masy na prażenie liczy się sub org spalaną oraz dehydroksylowane minerały ilaste.

Popielność (Ac) - to zawartość popiołu w próbce wyrażona w % w stosunku do suchej masy próbki. Popielność jest odwrotnością strat prażenia. Oznacza się ją głownie dla torfów.

4. Frakcjonowanie substancji organicznej i oznaczanie zawartości węgla organicznego.

Bardzo dokładne metody opracowane na potrzeby gleboznawstwa zakładają konieczność usunięcia węglanów z badanych gleb przy użyciu rozcieńczonych kwasów mineralnych. Do wydzielenia sub org używa się mieszaniny alkoholu i benzenu - met. b. czasochłonna.

Prostsza i szybsza metoda rozfrakcjonowania, metoda pośrednia(M. Kononowa i N. Bieliczkowa), polega na ekstrakcji sub próchniczych z gleby przy użyciu pirofosforanu sodu oraz wodorotlenku sodu. Polega ona na oznaczeniu stosunku poszczególnych frakcji poprzez ustalenie zawartości węgla organicznego w każdej z wydzielonych frakcji. W reakcji tej w osadzie pozostają huminy(kw. huminowe i fulwowe) oraz nierozpuszczalne związki mineralne. Dalsze rozfrakcjonowanie polega na wykorzystaniu nierozpuszczalności kwasów huminowych w kw. Nieorganicznych).

Obliczanie zawartości węgla organicznego w wydzielonych kwasach huminowych i fulwowych przeprowadza się metodą Tiurina:

- kw. Fulwowe - różnica między ogólną zawartością węgla w wyciągu, a jego ilością w kwasach huminowych

Wraz ze wzrostem zawartości sub org w związkach próchniczych następuje zmniejszanie się zawartości kw. Huminowych i fulwowych w stosunku do huminów.

---