CC BY
115
УДК 631.411.4;631.4:551.3 Н.Б. Раупова,
Г.С. Содикова, Н. Сагдуллаева
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
ТИПИЧНЫХ СЕРОЗЕМОВ
Углубленное изучение свойств и природы гумусовых веществ почв возможно с применением современных физико-химических методов исследования: различных видов спектроскопии (Белчи-кова, 1951; Плотникова, Понамарева, 1967; Орлов и др., 1969) емкости обменного поглощения и реакционной способности (Тюрин, Гуткина, 1940; Александрова, 1949; Кононова, 1963; Александрова, Найденова, 1970; Кры-станов, 1972; Титова, 1972; Комиссаров и др., 1976), инфракрасных спектров поглощения гумусовых веществ (Кононова, 1963; Ларина, Касаточкин, 1966; Орлов, 1968; Шурухина и др., 1973), газовой хроматографии и масспектро-скопи (Schnitzer, 1974) хемилюмине сценции гуминовых кислот (Голомбев-ска, 1974) и других методов. Они позволяют раскрыть генетические особенности гумусовых веществ в почвах, развивающихся в разных экологических условиях.
Кроме состава гумуса, благодаря работам М.М. Кононовой (1951, 1963), широко используется определение оптической плотности или коэффициента экстинции гуминовых кислот и фульво-кислот.
Для определения природы гумусовых веществ сероземов, сформированных на красноцветных неогеновых отложениях, нами были проведены исследования их оптической плотности, выявлены закономерности их изменения с учетом степени их эродированности и экспозиции склонов. Для этой цели была использована методика М.М. Кононовой (1951, 1963), Н.П. Бельчиковой (1951), Е. Welte (1955), Д.С. Орлова (1969), где определение проводится в диапазоне 465-726 нм, что является условием выявления генетической связи гуминовых кислот условий почвообразования.
Исследования проводились с семью светофильтрами с длинами волн 726,
665, 619, 574, 533, 496, 465 нм на универсальном фотометре модели ф.м-56. Для определения оптической плотности гуминовых кислот были использованы гуматы натрия, которые были извлечены по ходу анализа состава гумуса. Растворы гуминовых кислот выровнены по концентрации углерода, которая равна
0,136 г/л. Толщина определяемого слоя жидкости фотометре равна 1 см. Для определения степени конденсированно-сти ароматического ядра гуминовых кислот нами также были вычислены значения оптических плотностей при длинах волн 465 и 665 нм или отношение Е4:Е6. Исследования показали, что природа гуминовых кислот, их оптическая плотность определяется эколого-генети-ческими особенностями почвенного покрова, подверженности их эрозии. Так, пониженная способность к ослаблению света и более широкое отношение Е4:Е6 (4,9-5,5) было выявлено у гуминовых кислот среднеэродированных почв, что говорит о слабой степени их конденси-рованности ароматического ядра гуми-новых кислот. У несмытых почв это отношение сужается Е4:Е6 (4,3-4,6), особенно у намытых почв Е4:Е6 (3,8-4,2), т.е. наиболее конденсированное ароматическое ядро прослеживается у несмы-тых и намытых почв. Данные значения нижним слоем почвы расширяются от 4,2 до 5,5. Почвы северных экспозиций характеризуются несколько суженными значениями отношения Е4:Е6, нежели почвы южных экспозиций, что говорит об усложнении молекул гуминовых кислот в связи с особенностями почвообразования — большие запасы биомасс, лучшие физические и физикохимические условия, меньшая эродиро-ванность и др. Данные по оптической плотности гуминовых кислот исследованных почв отношение Е4:Е6 коррелируют с Сгк:Сфк. Так, сужение данного отношения сопровождается повышением
оптической плотности у несмытых, в особенности намытых почв, а расширение сопровождается уменьшением оптической плотности у среднесмытых почв. Очевидно, в условиях высоких температур, меньшей влажности, меньшей биомассы и запасов органического вещества, повышенной щелочности, плотности среднесмытых почв, особенно южной экспозиции, конденсация ароматического ядра гуминовых кислот затруднена, и происходит упрощение их природы. А в условиях большей влажности, большей биомассы, лучших физических, физико-химических условий меньшей щелочности у намытых почв или почв северной экспозиции происходит конденсация ароматического ядра гуминовых кислот.
Исследования также показали, что гуминовые кислоты почв, сформированных на красноцветных неогеновых отложениях независимо от степени их эродированности и экспозиции склонов, имеют однотипный восходящий характер ослабления света с наибольшим ослаблением света в области коротких волн (синяя часть спектра — длина волны 465 нм) и наименьшим — в области длинных волн (красная часть спектра — длина волны 726 нм), что говорит об однородности химической природы гуминовых кислот и однотипной бурой, а в проходящим свете — и красноватой окраской. (Бельчикова И.П., 1951; Акрамов Ю.А., 1975, 1987). В зависимости от почвы значения коэффициента ослабления света наиболее четко проявляются в синей части спектра — в области коротких волн.
Таким образом, оптическая плотность изученных почв зависит от экологогенетических условий почвообразования, и по мере увеличения степени эродиро-ванности наблюдается понижение способности к ослаблению света и увеличение отношения Е4:Е6, что показывает на уменьшение конденсированности сетки ароматического углерода. Почвы северной экспозиции характеризуются более узкими отношениями Е4:Е6, что говорит об усложнении молекул гумино-вых кислот, особенно у почв шлейфов.
На оптическую плотность гуминовых кислот состояние почвы (целина, пашня,
посев многолетних трав, орошение) оказывает меньшее влияние, чем генетические особенности типа и подтипа почв. Но все же у гуминовых кислот целинных почв выявлена более высокая оптическая плотность, чем старопахотных земель. Использование люцерны в орошаемых условиях несколько расширяет отношение Сгк:Сфк, но это не ведет к усложнению сетки ароматического ядра гуминовых кислот, что видно по отношению Е4:Е6.
Не менее сложная природа новообразованных гуминовых кислот была отмечена И.В. Александровой (1972), М.М. Кононовой, И.В. Александровой (1974).
Библиографический список
1. Александрова Л.Н. Современные представления о природе гумусовых веществ почвы и их органоминеральных производных / Л.Н. Александрова // Проблемы почвоведения. М., 1962.
2. Александрова Л.Н. Изучение процессов гумификации растительных остатков и природы новообразованных гумусовых кислот и ее происхождение / Л.Н. Александрова // Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1978.
3. Бельчикова Н.П. Методы определения функциональных групп гумусовых веществ / Н.П. Бельчикова // Органическое вещество целинных и основных почв. М.: Наука, 1972.
4. Ваксман С.А. Гумус. Происхождение, химический состав и значение его в природе / С.А. Ваксман. М.: Сельхоз-гиз, 1937.
5. Кононова М.М. Проблемы почвенного гумуса и современные задачи его изучения / М.М. Кононова. М., 1951.
6. Кононова М.М. Изучение природы гумусовых веществ приемами фракционирования / М.М. Кононова, Н.П. Бельчикова // Почвоведение. № 11.
7. Кононова М.М. Органическое вещество почвы, его природы, свойства и методы изучения / М.М. Кононова. М., 1963.
8. Кононова М.М. Процессы превращения органического вещества и их связь с плодородием почвы / М.М. Кононова // Почвоведение. 1968. № 8.
+ + +
