Issue
Agronomie
Volume 20, Number 5, July-August 2000
Nature and functions of the organic matter in the environment
Page(s) 491 - 504
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2000144
DOI: 10.1051/agro:2000144

Agronomie 20 (2000) 491-504

Elemental and spectroscopic characterization of humic acids fractionated by gel permeation chromatography

Aaziz Ouatmanea - Valeria Doraziob - Mohamed Hafidic - Jean-Claude Reveld - Nicola Senesib

aFaculté des Sciences et Techniques, Laboratoire Sol et Environnement, BP 523, Beni-Mellal, Morocco
bUniversity Degli Studi, Inst. Chem. Agraria, Via Amendola 165/A, 70126 Bari, Italy
cFaculté des Sciences Semlalia, BP S15, Marrakech, Morocco
dÉcole. Nationale Supérieure d'Agronomie, Auzeville-Tolosane, BP 107, Toulouse, France
(Received 21 September 1999; revised 1 February 2000; accepted 24 February 2000)

Abstract:

Humic acids were extracted from one year aged farmyard manure and domestic waste composts and from carob tree fresh litter. Their elution pattern and particle weight distribution were investigated by successive gel chromatography using three grades of sephadex gel: G25, G75 and G100. The fractions obtained were characterized by elemental analysis, E4/E6 ratio, Fourier transform infrared and fluorescence spectroscopy. Compounds apparently of high molecular weight dominated in composted farmyard manure and domestic waste, nitrogen-rich, humic acids, whereas the compounds of apparently medium molecular weight were more important in the litter's, less nitrogen-rich, humic acids. Besides, the increase in molecular weight was accompanied by an important increase in the amount of nitrogen-rich components and, to a lesser extent, polysaccharides and aliphatic long-chain components. Polycondensation of humic substances did not develop significantly with increasing particle weight but the confrontation of all the results agrees with the coexistence of both more or less highly humified and non-humified compounds in the large particle weight fraction. At the same time a striking similarity in either elution patterns, quantitative and qualitative composition was observed among all the fractions of the same humic acid. The structure of humic acids is discussed on the basis of these results.


Keywords: humic acids / gel chromatography / particle weight distribution / elemental analysis / spectroscopic characterization

Résumé:

Composition élémentaire et caractérisation spectroscopique d'acides humiques fractionnés par gel-filtration. Les acides humiques ont été extraits d'une litière de caroubier et de deux composts: un fumier de ferme et les ordures ménagères, compostés pendant un an. Les profils d'élution et la distribution des poids particulaires de ces acideshumiques ont été examinés par gel-filtration, après élutions successives sur Sephadex G25, G75 et G100. Les fractions obtenues ont été caractérisées par l'analyse élémentaire, le rapport E4/E6, l'infrarouge (transformation de Fourier) et la fluorescence. Les composés de poids moléculaire apparemment élevé dominent dans le cas des acides humiques riches en azote (fumier et ordures ménagères), tandis que les composés de poids moléculaire apparemment moyen dominent dans le cas des acides humiques plutôt pauvres en azote (cas de la litière de caroubier). De plus, l'augmentation du poids moléculaire a été accompagnée d'un net enrichissement en constituants azotés, et à moindre degré, en polysaccharides et en carbone aliphatique. Parallèlement à l'augmentation des poids moléculaires il ne semble pas y avoir de forte polycondensation des molécules humiques. Toutefois, la confrontation de l'ensemble de nos résultats est en accord avec la coexistence, dans la fraction des grosses molécules, de composés peu ou non humifiés et de composés à degré élevé d'humification. De même, il a été constaté une ressemblance entre les différentes fractions du même acide humique aussi bien à l'élution qu'à l'échelle quantitative que qualitative. La structure des acides humiques a été discutée à la lumière de ces résultats.


Mots clé : acide humique / gel-filtration / distribution de poids particulaire / analyse élémentaire / caractérisation spectroscopique

Communicated by Isabelle Lamy

Correspondence and reprints: Aaziz Ouatmane
ouatmane@fstbm.ac.ma

Copyright INRA, EDP Sciences 2000