4.Kvalita humusu

Stanovení kvality humusu
spektrofotometricky
Kvalita humusu
Definice humusu

Synonymum k půdní organické hmotě

Odumřelá organická hmota v různém
stupni rozkladu a syntézy, jejíž část je
vázána na minerální podíl
Kvalita humusu
Rozdělení půdní organické hmoty
(podle stupně přeměny)

Humusotvorný materiál

Meziprodukty rozkladu a syntézy
(nespecifické látky)

Humus vlastní (specifické látky vzniklé
procesem humifikace)
Humus veškerý
Kvalita humusu
Procesy přeměn org. hmoty v půdě

MINERALIZACE

ULMIFIKACE

KARBONIZACE

HUMIFIKACE
Rozklad organické hmoty v aerobním
prostředí na základní sloučeniny (H2O,
CO2, NH3) a energii, která se uvolňuje.
Kvalita humusu
Procesy přeměn org. hmoty v půdě

MINERALIZACE

ULMIFIKACE

KARBONIZACE

HUMIFIKACE
Produkce a hromadění energeticky
bohatých sloučenin v anaerobním
prostředí.
Kvalita humusu
Procesy přeměn org. hmoty v půdě

MINERALIZACE

ULMIFIKACE

KARBONIZACE

HUMIFIKACE
Střídání aerobního a anaerobního
prostředí – rozklad i syntéza - vznikají
specifické humusové látky.
Kvalita humusu
Dělení podle Tjurina
(podle chemických vlastností látek)
 Látky huminové (humusové) „specifické“
 Rozpustné v alkáliích (huminové kyseliny, fulvokyseliny,
hymatomelanové kyseliny)
 Nerozpustné v alkáliích (humin, humusové uhlí)
 Látky nehuminové (nehumusové) „nespecifické“
 Jednoduché (rozpustné ve vodě); cukry, aminokyseliny.....
 Složitější (rozpustné v kyselinách); polysacharidy, polypeptidy
 Látky lipofilní
Rozpustné v organických rozpouštědlech; vosky, bitumeny
Kvalita humusu
Látky huminové (humusové) „specifické“
 Společné rysy




Vždy se jedná o směs látek
Mají aromatické jádro, v jehož okolí jsou alifatické řetězce
Jádro má hydrofobní charakter a jeho okolí hydrofilní
Vysoká „molekulová hmotnost“– 2 000 - 300 000
(otázka makromolekul je poněkud problematická)
 Huminové látky
 Huminové kyseliny (+ hymatomelanové kyseliny)
 Fulvokyseliny
 Humin
Kvalita humusu
Látky huminové (humusové) „specifické“
 Huminové kyseliny (HK)
 Velké aromatické jádro, méně kyselý charakter
 Hydrofobní charakter → tvorba půdních agregátů
 Příznivé vlastnosti pro půdu
 Fulvokyseliny (FK)
 Velký alifatický obal, kyselejší
 Hydrofilní charakter, mobilní → vyplavování látek
 Méně příznivé pro půdu
 Humin (HU)
 Je obdobou HK, ale je pevně poután na minerální podíl půdy
Kvalita humusu
Látky huminové (humusové) „specifické“
Vlastní chemické složení těchto látek je velice podobné, přechod jedné
skupiny do druhé je ve skutečnosti pozvolný.
Humin
Huminové kyseliny
Fulvokyseliny
Klesá intenzita barvy
Klesá „polymerace“ a stupeň humifikace
Klesá relativní obsah uhlíku
Vzrůstá kyselý charakter
Stoupá obsah kyslíku
Kvalita humusu
Hodnocení kvality humusu
 Stupeň „polymerace“; HK:FK, spektrometrické
stanovení Q4/6
 Stupeň humifikace; rozpustnost v acetylbromidu,
C:N
 Charakter vazeb s minerálním podílem
 Sorpční vlastnosti
 Koloidní vlastnosti
 Chemické složení
Extrakce huminových
látek
zemina
Organické rozpouštědlo (benzen)
zemina bez
bitumenů
bitumeny ®
Alkalický roztok (NaOH, Na4P2O7); pH 12; nedestruuje minerální podíl, nemění
organické látky, nekontaminuje organickou hmotu minerálním podílem
HU + minerální podíl
HCl koncentrovaná; pH 1
HF
HU
HK + FK +HY ®
minerální podíl ®
HK + HY
FK ®
ethanol
Doba trvání extrakce je zhruba 10 dní
CHK:CFK odpovídá HK:FK
HK
HY ®
Kvalita humusu
Spektrofotometrická metoda stanovení
kvality humusu v oblasti UV-VIS
 Princip: více polymerované látky (tj. kvalitnější složky humusu,
především HK) absorbují dlouhovlnné záření více než látky méně
polymerované (FK)
I0
I
L
 Transmise (optická propustnost)
T = I / I0 (0-1;0-100%)
 Absorpce
B = 1 - T (0-1;0-100%)
 Absorbance (extinkce - E, optická hustota – D)
A = log1/T=logI0/I =εcL
! A<1 !
Lambert – Beerův zákon
T=10-εcL
c...koncentrace, L...tloušťka vrstvy ε...absorpční koeficient látky
Kvalita humusu
Spektrofotometrická metoda stanovení
kvality humusu v oblasti UV-VIS
 Příprava extraktu: 2 g zeminy + 40 ml 0,05M Na4P2O7
 Postup:
třepeme 45 minut
odstředíme při 11000 ot./ min po dobu 2 min.
čirý extrakt přelijeme do zkumavky a podle potřeby doředíme
Na4P2O7
spektrofotometrem naměříme absorbance zředěného extraktu v
měřící kyvetě
Kvalita humusu
Vyhodnocení výsledků
 Křivka absorbancí:
AX=f(λ)
0,85
0,8
absorbance
0,75
0,7
0,65
Kvalitnější
0,6
Méně kvalitní
0,55
0,5
350
400
450
500
550
vlnová délka (nm)
600
650
Kvalita humusu
Vyhodnocení výsledků
 Křivka absorbancí:
AX=f(λ)
 Barevný kvocient Q4/6:
Q4/6 = A400/A600
nižší hodnota = kvalitnější je humus
hraniční hodnota: cca 4
 HK:FK podle Pospíšila:
HK:FK = 17,2(Q4/6-2,19)
vyšší hodnota = vyšší kvalita humusu
hraniční hodnota: 1
Děkuji za pozornost.