Органическая (сгорающая) часть торфа состоит из следующих основных химических элементов: углерода (50—60%), водорода (5—6,5%), кислорода (30—40%) и азота (1—3%).
Кроме того, в ней всегда есть сера и некоторые другие элементы, улетучивающиеся три сжигании. С увеличением степени разложения отдельных видов торфа содержание углерода увеличивается, а содержание кислорода, наоборот, уменьшается. Процентное содержание водорода и азота мало изменяется со степенью разложения торфа и близко к содержанию этих элементов в растениях-торфообразователях.
Представляет большой интерес групповой состав органического вещества различных типов и групп торфа в связи с изменениями степени их разложения, выявленный Центральной торфоболотной опытной станцией (ЦТБОС) на основании многочисленных анализов (М. Н. Никонов и др.).
Данные отчетливо показывают резкое возрастание гуминовых кислот в исследованных группах торфа в зависимости от степени их разложения; наоборот, содержание легкогидролизуемых органических веществ (углеводный комплекс — клетчатка, целлюлоза, гемицеллюлоза и др.) резко уменьшается при увеличении степени разложения торфа.
Указанные формы органических веществ наиболее важны и в агрономическом отношении. Гуминовые кислоты во многом определяют величину поглощающего комплекса торфа, а также стимулирующую роль органических соединений; углеводный комплекс, являясь легкодоступным энергетическим материалом, способствует развитию полезной почвенной микрофлоры.
Содержание фульвокислот и лигнина (нерастворимый остаток) сравнительно мало изменялось в зависимости от степени разложения различных групп торфа, количество битумов в верховом и переходном торфе несколько увеличивалось.
По сравнению с почвами минеральных земель торф содержит много азота 0,6—4%. В этом отношении низинный торф не уступает даже тучным черноземам (при пересчете содержания азота на объемный вес).
Азот находится в торфе в форме сложных органических соединений и в таком виде совершенно недоступен для растений. Только после разложения органического вещества почвенными микроорганизмами и минерализации органического азота образуются усвояемые формы (аммиачные соединения и нитраты).
Аммиак в торфе обычно связывается гуминовыми кислотами. Нитриты и нитраты в естественных переувлажненных болотах, как правило, не обнаруживаются.
Верховой и переходный торф отличаются от низинного не только тем, что в них содержится меньше общего азота, но и тем, что процесс минерализации органического вещества торфа происходит труднее. По-видимому, здесь сказываются менее благоприятные почвенные условия для деятельности микроорганизмов и различия в природе азотсодержащих соединений.
Увеличение подвижности азота органического вещества торфа и его минерализация являются важными задачами рационального сельскохозяйственного использования торфяных почв. Представление о содержании форм азота в осоково-древесном низинном торфе со степенью разложения 45% и зольностью 12% дают данные ЦТБОС (М. Н. Никонов).
Легкодоступные для растений формы азота (аммиачный и нитратный) составляют лишь 1 % общего содержания азота в торфе, в то время как на долю менее доступных соединений (амидный, моноаминный азот) и труднодоступных (диаминный и азот остатка) приходится почти 50% общего азота.
Выявлено также, что наиболее богаты азотом гуминовые и фульвокислоты, на долю которых приходится более половины этого элемента, содержащегося в торфе.
Сера всегда присутствует в торфе в сравнительно небольшом количестве. Так, в низинном торфе ее содержится 0,23—1,51%, а в верховом — в 0,12—0,24%. Много серы содержат тростниковый и шейхцериевый торфа (0,3—1,17%); повышенный процент ее имеет и торф лесного подтипа. Сера не только содержится в клетках растений-торфообразователей (протоплазма, клеточные ядра и пр.), но и попадает в торф в виде сульфатов с притекающими грунтовыми водами.