A Review on the Chemistry of Soil Organic Matter - Progress in the Study on the Chemical Structure of Humic Substances -

토양(土壤) 유기물(有機物)의 생성(生成)과 성상(性狀) "부식물(腐植物)의 화학구조(化學構造) 연구(硏究)의 진전(進展)에 대하여"

Recent trend in the studies on the forming processes, chemical characteristics and chemical structure of humic substances with some discussions are reviewed and some arguments for the elucidation of the chemical structure of humic substances are summarized.

부식물(腐植物)은 토양(土壤) 유기물(有機物) 가운데 부식화과정(腐植化過程)에 의하여 형성(形成)된 천연(天然) 고분자물(高分子物)에 속(屬)하는 것이다. 그의 화학구조(化學構造)에 대한 연구(硏究)는 화학(化學)의 발전(發展)에 따라 과거(過去) 30년(年) 이래(以來) 급진적(急進的)으로 발전(發展)되고 있으나 아직 완전(完全)한 상태로 해명(解明)되지 못하고 다분(多分)히 추리적(推理的)인 이론(理論)으로 정체(正體)의 구명(究明)에 노력(努力)하고 있다. 부식물(腐植物)은 단일(單一) 거대분자(巨大分子)도 아니며 또한 단순(單純)한 monomer의 중합체(重合體)도 아닌 것으로 해석(解釋)된다. 일반적(一般的)으로 부식물(腐植物)의 화학구조(化學構造)를 이해(理解) 하기 위하여 그의 생성경로(生成經路)를 추구(追究)하고 화학적(化學的), 미생물학적(微生物學的) 분해방법(分解方法)으로 그의 화학적(化學的) 구성(構成)은 조사(調査)하며 그 밖에 각종(各種) 물리적(物理的)인 방법(方法)으로 구성단(構成團)의 크기와 성질(性質)을 검토(檢討)하여 그 구조(構造)를 추리(推理)하게 된다. 부식물(腐植物)은 자연(自然)의 상태(狀態)로는 하나의 복합체(複合體)로 존재(存在)하며 다양(多樣)한 물질군(物質群)으로 구성(構成)되고 안정화(安定化)되어 있다고 본다. 기본적(基本的)으로는 각종(各種)의 반응기(反應基)를 갖는 핵(核)이 중심(中心)을 이루고 이는 여러 형태(形態)의 구조교(構造橋)를 통(通)하여 다른 핵부분(核部分) 및 다른 물질군(物質群)과 연결(連結)되어 안정(安定)한 "구조단(構造團)"을 형성(形成)하는 것으로 개관(槪觀)한다. 구조단(構造團)의 핵(核)은 주(主)로 polycyclic 방향족계(芳香族系), benzencarboxyl산(酸), 그리고 phenol계 화합물(化合物)들이며 이들은 상호간(相互間)에 각종(各種) 화학결합(化學結合)을 통(通)하여 하나의 회합체(會合體)를 이루며 그 구조(構造)는 획분(劃分)에 따라 달라 fulvin산(酸) 부분(部分)은 humin산(酸)과 humin부분(部分)보다 그 복잡성(複雜性)이 덜하고 분자중(分子重) 및 중축합도(重縮合度)가 낮은 것으로 추정(推定)된다. 핵(核)의 구성물질(構成物質)은 천연적(天然的)으로 lignin flavone 등의 식물성분(植物性分)에서 또는 각종(各種) 토양미생물군(土壤微生物群)의 대사산물(代謝産物)로서 생성(生成)된 방향족(芳香族) 화합물(化合物)이 주(主)가 되어 이들 자체(自體)가 중합(重合)되거나 상호(相互) 축합(縮合)되어 고분자물(高分子物)이 되며, 또 한편으로는 반응성(反應性) 방향족(芳香族) 화합물(化合物)에 amino 산류(酸類)의 부가(附加) 또는 치환(置換)이 일어나 질소(窒素)를 함유(含有)하는 부식물(腐植物)이 형성(形成)되는 것으로 해석(解釋)되고 있다. 부식물(腐植物)을 구성(構成)하는 질소(窒素)는 산가수분해성(酸加水分解性)의 것과 비가수분해성(非加水分解性)의 것으로 구분(區分)되며 그 분포비(分布比)는 대략(大略) 각각(各各) 50%이고 전자(前者)에는 ${\alpha}$-amino-, amide ($NH_3$ 포함(包含))-, amino당류(糖類) 그리고 후자(後者)에는 주(主)로 heterocyclic-N의 형태(形態)가 주(主)이다. 토양(土壤) 부식물(腐植物)의 화학구조(化學構造) 모형(模型)이 다수인(多數人)에 의하여 제안(提案)되었으나 어느 것도 완전(完全)한 조건(條件)을 갖춘 만족(滿足)한 것이 없으며 부분적(部分的)이며 주관적(主觀的)인 상태(狀態) 이므로 앞으로의 연구(硏究)에 기대(期待)하게 된다.