Характеристика гуминовых кислот дерново-подзолистой почвы при длительном воздействии разных систем удобрения

В условиях длительного стационарного опыта изучены элементный состав и структура гуминовых кислот дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Предуралья при длительном применении органической, минеральной и органоминеральной систем удобрения. Минеральные удобрения способствовали формированию гуминовых кислот с повышенным содержанием алифатических компонентов, отношением Н : С = 1.45 и высокой степенью окисленности (w = 0.41). Низкое содержание азота в гуминовых кислотах (от 2.0 до 2.6 ат. %), при различных системах удобрения связано, прежде всего, с его низким содержанием в растительной биомассе возделываемых в севообороте культур. Органическая система удобрения привела к обогащению структурных агрегатов гуминовых кислот ароматическими группами и азотом. Высокая интенсивность поглощения группы >С=О карбоновых кислот в области 1 717 см^-1 и двойных связей углеродных атомов при 1 627 см^-1 подтверждает это положение. Наибольшее количество карбоксильных групп в своем составе имеют гуминовые кислоты варианта “навоз 10 т/га” и “навоз 5 т/га + экв. NPK”. Наиболее слабо колебания группы >С=О карбоновых кислот выражены в гуминовых кислотах почвы при минеральной системе удобрения.Варианты с органоминеральной системой удобрения занимают промежуточное положение по содержанию в гуминовых кислотах основных конституционных элементов. По данным термографического анализа при длительном применении минеральных удобрений отношение потери массы в низкотемпературной области к потере массы в высокотемпературной области (Z) около 0,9, т. е. в структуре гуминовых кислот увеличивается доля компонентов алифатической природы, по сравнению с таковой в неудобренной или унавоженной почвой.

1. Завьялова Н.Е., Широких И.Г., Ямалтдинова В.Р. Микробиологическое состояние дерново-подзолистой почвы Предуралья при длительном применении органических и минеральных удобрений // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 1. С. 151–159. DOI: 10.25750/1995-4301-2020-1-151-159.

2. Иванов А.Л., Когут Б.М., Семенов В.М., Тюрина Оберландер М., Ваксман Шанбахер Н. Развитие учения о гумусе и почвенном органическом веществе: от Тюрина и Ваксмана до наших дней // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2017. Вып. 90. С. 3–38. DOI: 10.19047/0136-1694-2017-90-3-38.

3. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.

4. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1974. 333 с.

5. Старых С.Э., Куприянов А.Н., Белопухов С.Л., Мазиров М.А. Изучение влияния длительного применения удобрений на органическое вещество дерново-подзолистой почвы методом ИК-спектроскопии // Агрохимический вестник. 2019. № 2. С. 17–22. DOI: 10.24411/0235-2516-2019-109999021.

6. Шевцова Л.К., Черников В.А., Беличенко М.В., Рухович О.В., Иванова О.И. Термическая характеристика и применение пиролитической масс-спектрометрии для исследования изменений свойств и структуры гуминовых кислот почв под влиянием удобрений. Сообщение 2 // Агрохимия. 2020. № 11. С. 3–13. DOI: 10.31857/S0002188120110095.

7. Шевцова Л.К., Черников В.В., Сычев В.Г., Беличенко М.В., Рухович О.В., Иванова О.И. Влияние длительного применения на состав, свойства и структурные характеристики гумусовых кислот основных типов почв. Сообщение 1 // Агрохимия. 2019. № 10. С. 3–15. DOI: 10.1134/S0002188119100120.

8. Ямалтдинова В.Р., Васбиева М.Т., Фомин Д.С. Влияние систем удобрений на агрохимические показатели и накопление тяжелых металлов в почве и яровой пшенице (Triticum Aestivum L.) // Проблемы агрохимии и экологии. 2020. № 3. С. 39–43. DOI: 10.26178/AE.2020.78.61.004.

9. Baveye P.C., Wander M. The (bio) chemistry of soil humus and humic substances: why is the “new view” still considered novel after more than 80 years? // Frontiers in Environmental Science. 2019. Vol. 7 (27). P. 1–6. DOI: 10.3389/fenvs.2019.00027.

10. Kleber M., Lehmann J. Humic Substances Extracted by Alkali Are Invalid Proxies for the Dynamics and Functions of Organic Matter in Terrestrial and Aquatic Ecosystems // J. Environ. Qual. 2019. Vol. 48. P. 207–216. DOI: 10.2134/jeq2019.01.0036.

11. Kleber M., Sollins P., Sutton R. A conceptual model of organo-mineral interactions in soils: self-assembly of organic molecular fragments into zonal structures on mineral surfaces // Biogeochem. 2007. Vol. 85. P. 9–24.

12. Mohinuzzaman M., Yuan J., Yang X., Senesi N., Li S.-L., Ellam R.M., Mostofa K.M.G., Liu C.-Q. Insights into solubility of soil humic substances and their fluorescence characterisation in three characteristic soils // Science Total Environment. 2020. Vol. 720. No. 137395. P. 1–14. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137395.

13. Olk D.C., Bloom P.R., Nobili M. De, Chen Y., McKnight D.M., Wells M.J.M., Weber J. Using humic fractions to understand natural organic matter processes in soil and water: Selected studies and applications // J. Environ. Qual. 2019. Vol. 48 (6). P. 1633–1643.

14. Olk D.C., Bloom P.R., Perdue E.M., McKnight D.M., Chen Y., Farenhorst A., Senesi N., Chin Y.P., Schmitt-Kopplin P., Hertkorn N., Harir M. Environmental and Agricultural Relevance of Humic Fractions Extracted by Alkali from Soils and Natural Waters // J. Environ. Qual. 2019. Vol. 48 (2). P. 217–232. DOI: 10.2134/jeq2019.02.0041.

15. Stepanov A.A. Specificity of humic substances extracted from fissures and genetic horizons of peat-podzolic soil // Eurasian Soil Science. 2008. Vol. 41. P. 837–843. DOI: 10.1134/S106422930808005X.