Αργιλοχουμικό σύμπλοκο

Σε όσα αναφέρθηκαν σχετικά με τη δομή του εδάφους, περιγράφηκε η συνένωση των πρωτογενών κόκκων σε συσσωματώματα. Στη δημιουργία συσσωματωμάτων σημαντικότατο ρόλο έχει ο χούμος, ο οποίος μαζί με το κολλοειδές κλάσμα της εδαφικής αργίλου και ουσίες, όπως τα ανθρακικά άλατα, τα οξείδια του σιδήρου, του αργιλίου, του πυριτίου αποτελούν τις τρείς κυριότερες κατηγορίες υλικών που προκαλούν συσσωμάτωση. Παράλληλα όμως υπάρχει δέσμευση χούμου από το μηχανικό κλάσμα της αργίλου και σχηματισμός του αργιλοχουμικού συμπλόκου.

Ο Scharpenseel αναφέρει τρεις μηχανισμούς βάσει των οποίων εξηγείται η προσκόλληση οργανικών συστατικών στην άργιλο.

• Με γέφυρες από πολυσθενή κατιόντα, τα οποία ενώνουν αρνητικά φορτισμένα ανόργανα (αργιλικά) και οργανικά κολλοειδή. Σ' αυτόν κυρίως το μηχανισμό οφείλεται η ένωση χούμου και μοντμοριλλονίτου.

• Με απλούς, πολλών ειδών, όμως δεσμούς που ενώνουν τα αρνητικά φορτισμένα οργανικά συστατικά με τις δομικές μονάδες των αργιλικών ορυκτών. Ενεργές θέσεις των τελευταίων περιλαμβάνουν και θέσεις -O, -OH, -AI-OH, FeOH, Si-OH και θέσεις ανταλλάξιμων κατιόντων, ενώ στο χούμο έχουμε -NH3, -SH, -OH kai -COOH. Καολινιτικού τύπου ορυκτά λοιπόν ενώνονται κατ' αυτόν τον τρόπο με χούμο.

• Με δυνάμεις van der Waals και με δυνάμεις εντροπίας ή με μετατοπίσεις διπολικών ηλεκτρικών φορτίων ενώνονται οργανικά μόρια, χωρίς ηλεκτρικό φορτίο και με μοριακό βάρος μεγαλύτερο από 150, στους κρυστάλλους της αργίλου. Αυτή η διαδικασία συνένωσης συνήθως συνυπάρχει με τους άλλους μηχανισμούς.

Ο χούμος, ανεξάρτητα του τρόπου σύνδεσης του με τα ανόργανα συστατικά, δεν εισέρχεται εντός των φυλλιδίων της αργίλου αλλα περβάλλει υπό μορφή λεπτής μεμβράνης την άργιλο.

Το αργιλοχουμικό σύμπλοκο ως ένωση αργίλου και χουμοποιημένης οργανικής ουσίας θα περιμένει κανείς ότι θα έχει τις ιδιότητες, που έχουν τα δύο αυτά συστατικά οτυ. Στην πραγματικότητα δεν δημιουγείται απλά άθροισμα ιδιοτήτων, αλλά επιπλέον ισχύει ότι ο χούμος αναιρεί την οποιαδήποτε τυχούσα δυσμενή συμπεριφορά της αργίλου και αντίστροφα. Συγκεκριμένα ισχύουν:

• Η χρήσιμη ιδιότητα της προσρόφησης και ανταλλαγής κατιόντων, που εμφανίζεται σε ανόργανα και οργανικά κολλοειδή εμφανίζεται και στο αργιλοχουμικό σύμπλοκο χωρίς να ισχύει ότι:

ΙΑΚ αργιλοχουμικού συμπλόκου = ΙΑΚ αργίλου + ΙΑΚ χούμου (θεωρούμενα ως μεμονωμένα συστατικά)αλλά ότι η ΙΑΚ του συμπλόκου είναι μικρότερη.

• Η συνύπαρξη χούμου με άργιλο επιβραδύνει τη διαδικασία αποσύνθεσής του με χρήσιμο επακόλουθο την σταδιακή αλλά συνεχή και για μεγαλύτερο χρόνο απελευθέρωσης αζώτου. Αυτό συμβαίνει γιατί η ένωση χουμικού μορίου με άργιλο δεσμεύει χημικές ομάδες της εξωτερικής επιφάνεις του μορίου εμποδίζοντας τα ένζυμα να δράσουν σ' αυτές. Επίσης ως πιθανή εξήγηση αναφέρεται στη βιβλιογαφία ότι η προσρόφηση μορίων οργανικών ενώσεων (π.χ. πρωτεϊνών), καθιστά αυτά ανθεκτικά στην αποσύνθεση, και ότι ένζυμα, που προσβάλλουν χουμικές ενώσεις, μπορούν να προσροφηθούν από την άργιλο επιβραδύνοντας επομένως την αποσύνθεση τους.

• Η άργιλος προφυλλάσει τις χουμικές ενώσεις από πηκτοποίηση, που παθαίνουν μετά από αποξήρανση.

• Ο χούμος είναι υδρόφιλος αυξάνει επομένως την συγκράτηση νερού (εξισορροπώντας υδρόφοβα εδαφικά συστατικά).