Элементный состав гумусовых кислот чернозема типичного целинного

Цель работы – изучить элементный состав гуминовых кислот (ГК), гиматомелановых кислот (ГМК) и фульвокислот (ФК) чернозема типичного целинного Курской области. Препараты гумусовых кислот получали экстракцией 0.1 н. раствором NaOH из декальцированной навески почвы по традиционной для нашей страны методике, очистку центрифугированием и электродиализом. ГМК экстрагировали из сырого геля этанолом до обесцвечивания раствора. В полученных препаратах гумусовых кислот определяли: зольность – весовым методом, содержание C, H, N – на автоматическом анализаторе CHNS-varioMicrocube, содержание O находили по разности, степень окисленности и теплоту сгорания – по эмпирическим формулам. Данные элементного состава выражали в массовых и атомных процентах. Самый высокий энергетический потенциал характерен для ГМК, теплота сгорания 18.71 кДж/г. Самый низкий для ФК – 10.99 кДж/г. Согласно полученным данным, ГК чернозема сформированы в основном соединениями циклического типа и обеднены азотом, о чем свидетельствуют отношения Н : С, равное 0.87 и C : N, имеющее значение 16.5. Величина отношения О : С равна 0.50, а степень окисленности +0.13. ГМК и ФК имеют алифатическую природу – величины атомных отношений Н : С, равны 1.26 и 1.57 соответственно, что согласуется с литературными данными. ФК обогащены кислород- и азотсодержащими группировками, величины атомных отношений О : С и C : N, равны 0.90 и 10.8, степени окисленности +0.24. Среди гумусовых кислот ГМК в наибольшей мере обеднены азотсодержащими группировками, величина отношения C : N равна 22.8. В отличие от ГК и ФК, ГМК являются недоокисленными соединениями, что подтверждает величина отношения О : С – 0.44 и отрицательная степень окисленности -0.37. Таким образом, ГМК еще не прошли полностью этап гумификации. Согласно графико-статистическому анализу, их переход в ГК сопряжен с реакциями деметилирования и окисления, дополняемыми дегидрогенизацией. Переход от ГМК к ФК обусловлен четко выраженным процессом окисления, дополняемым слабо проявляющейся гидратацией. Положение гумусовых кислот на диаграмме в координатах степень окисленности (ω) – величина отношения Н : С свидетельствует, что они не только отличаются качеством структурных компонентов, но и находятся на разных стадиях гумификации.

1. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288 с.

2. Артемьева З.С., Данченко Н.Н., Зазовская Э.П., Колягин Ю.Г., Кириллова Н.П., Когут Б.М. Изотопный состав углерода и химическая структура органического вещества типичного чернозема в условиях контрастного землепользования // Почвоведение. 2021. № 6. С. 686–700. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X21060034.

3. Артемьева З.С., Зазовская Э.П., Засухина Е.С., Цомаева Е.В., Когут Б.М. Изотопный состав углерода пулов органического вещества типичного чернозема // Вестник Московского Университета. Серия 17. Почвоведение. 2022. № 4. С. 54–62.

4. Бажина Н.Л., Захарова Е.С., Дергачева М.И. Сравнительный анализ гумусовой составляющей тундровых почв Тувы и горного Алтая, сформировавшихся в одинаковых экологических условиях // Научные ведомости. Сер. Естественные науки. 2019. Т. 43. № 4. С 337–343. DOI: https://doi.org/10.18413/2075-4671-2019-43-4-337-34.

5. Глебова Г.И. Гиматомелановые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. 74 с.

6. Глебова Г.И., Орлов Д.С. Элементный состав и коэффициенты экстинк-ции гиматомелановых кислот // Научные доклады Высшей школы. Биологические науки. 1980. № 9. С. 95–107.

7. Дергачева М.И. Гумусовая память почв // Память почв: Почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. М.: Издательство ЛКИ, 2008. С. 530–560.

8. Заварзина А.Г., Данченко Н.Н., Демин В.В., Артемьева З.С., Когут Б.М. Гуминовые вещества – гипотезы и реальность (обзор). // Почвоведение. 2021. № 12. С. 1449–1480. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X21120169.

9. Завьялова Н.Е., Васбиева М.Т., Фомин Д.С. Элементный состав и структура гуминовых кислот дерново-подзолистой почвы длительного стационарного опыта и ее целинных аналогов // Агрохимия. 2022. № 9. С. 15–25. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188122090149.

10. Ковда В.А. Основы учения о почвах. М.: Наука, 1975. Т. 1. 448 с.

11. Когут Б.М., Артемьева З.С., Кириллова Н.П., Яшин М.А., Сошникова Е.И. Компонентный состав органического вещества воздушно-сухих и водоустойчивых макроагрегатов типичного чернозема в условиях контрастного землепользования // Почвоведение. 2019. № 2. С. 161–170. DOI: https://doi.org/10.1134/S106422931902008X.

12. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. Его природа, свойства и методы изучения. М.: АН СССР, 1963. 315 с.

13. Лодыгин Е.Д., Безносиков В.А., Василевич Р.С. Изучение элементного состава гуминовых и фульвокислот почв таежных и тундровых ландшафтов // Вестник ИБ Коми НЦ УрО РАН. 2016. № 4(198). С. 10–18.

14. Мамонтов В.Г. Общее почвоведение. М.: КНОРУС, 2023. 554 с.

15. Мамонтов В.Г., Артемьева З.С., Лазарев В.И., Родионова Л.П., Крылов В.А., Ахмедзянова Р.Р. Сравнительная характеристика свойств целинного, пахотного и залежного чернозема типичного Курской области // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2020. Вып. 101. С. 182–201. DOI: https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-101-182-201.

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

17. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М.: МГУ, 1981. 272 с.

18. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. 2004. № 8. С. 918–926.

19. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почв. М.: Высш. шк., 2005. 558 с.

20. Перминова И.В. Анализ, классификация и прогноз свойств гумусовых кислот: Автореф. дис. … докт. хим. наук. М., 2000. 50 с.

21. Путеводитель почвенной экскурсии “Восточно-Европейская равнина. Лесостепная и степная зоны”. М.: Наука, 1974. 96 с.

22. Рыбачук О.В., Смирнова А.О. Гиматомелановые кислоты почв // Инновации и инвестиции. 2019. № 12. С. 197–199.

23. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. М.: Наука, 1965. 320 с.

24. Уланкина А.В. Сравнительная характеристика фульвокислот, выделенных по методам Тюрина и Форсита: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2002. 24 с.

25. Чеботарев Н.Т., Лебедева С.С. Особенности трансформации гумусовых веществ дерново-подзолистой почвы при агрогенных воздействиях на территории Республики Коми // Агрохимический вестник. 2023. № 3. С. 16–19. DOI: https://doi.org/10.24412/1029-2551-2023-3-004.

26. Черников В.А. Методы структурной диагностики органического вещества почв // Методы исследования органического вещества почв. М., 2005. С. 135–147.

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

28. Шеуджен А.Х., Гуторова О.А., Хурум Х.Д., Ашинов Ю.Н. Изменение свойств лугово-черноземной почвы рисового агроценоза при применении удобрений // Плодородие. 2023. № 2(131). С. 80–82. DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2023.131.18.

29. Шигабаева Г.Н. Элементный состав и содержание функциональных групп гуминовых веществ почв и торфов различного происхождения // Вестник Тюменского гос. ун-та. 2014. № 12. Экология. С. 45–53.

30. Rice J.A., MacCarthy P. Statistical evaluation of the elemental composition of humic substances // Org. Geochem. 1991. Vol. 17. No. 5. P. 635–648. DOI: https://doi.org/10.1016/0146-6380(91)90006-6.