Поиск

Характеристика природы гумусовых веществ торфяных почв
13.03.2013

Среди методов определения природы гумусовых кислот применяются спектрофотометрия и бумажная хроматография. Эти исследователи считают, что оптическая плотность и характер хроматограмм гумусовых кислот отражает их строение и степень конденсированности ядра.
Изучение оптической плотности гумусовых веществ, выполненное М. М. Кононовой и Н. П. Бельчиковой, показало, что величина ослабления света растворами на всех длинах волн всегда меньше для фульвокислот по сравнению с гуминовыми.
Спектры поглощения в видимой области света для гуминовых кислот располагаются гораздо выше, чем для фульвокислот, и имеют одинаковый с ними характер. М. М. Кононова и Н. П. Бельчикова считают, что показатель оптической плотности связан со степенью конденсированности ядра и характером структуры гумусовых веществ. Более высокорасположенная на графике кривая соответствует и более высокой степени конденсации гумусовых веществ.
Гуминовые кислоты, содержащие меньшее количество углерода, обладают и меньшей оптической плотностью, с ростом обуглероженности гуминовых кислот увеличивается их оптическая плотность.
При определении оптических плотностей необходимо иметь одинаковый рН гумусовых веществ и равное содержание в них углерода, так как с ростом рН увеличивается оптическая плотность гумусовых кислот. На рис. 10 изображены спектры поглощения при определении оптической плотности на горизонтальном спектрофотометре Пульфриха (концентрация углерода 136 мг/л, толщина просматриваемого слоя раствора 1 см). На рисунке видно, что между типом торфяной почвы и оптической плотностью гуминовых кислот, выделенных из нее, существует ясно выраженная взаимосвязь. Гуминовые кислоты верховой и низинной обедненных торфяных почв имеют меньшую оптическую плотность, чем кислоты низинной типичной торфяной почвы. Очевидно, по мере перехода от верховых почв к низинным происходят усложнение состава гуминовых кислот, увеличение их конденсированности.

Характеристика природы гумусовых веществ торфяных почв

Примечателен факт закономерного изменения оптической плотности в пределах профиля каждой торфяной почвы. Рис. 10 дает наглядную картину возрастания оптической плотности с глубиной во всех образцах. Все спектры поглощения гуминовых кислот, выделенных из более глубоких слоев почвы, располагаются выше спектров гуминовых кислот, выделенных из более верхних слоев. Следовательно, с глубиной в профиле торфяной почвы не только возрастает количество гуминовых кислот, но и наблюдается увеличение степени их конденсированности, что подтверждается и возрастанием с глубиной отношения С : Н.
При всех длинах волн спектры поглощения гуминовых кислот, выделенных раствором пирофосфата натрия, располагаются гораздо выше кривых гуминовых кислот, экстрагируемых затем раствором щелочи. Характер их тоже неодинаковый. Спектры поглощения гуминовых кислот, экстрагируемых раствором пирофосфата натрия, во всех торфяных почвах по всем горизонтам имеют более крутой ход по сравнению со щелочным.
Понижение оптической плотности щелочерастворимой фракции по сравнению с пирофосфатной дает основание полагать, что гуминовые кислоты первой фракции менее конденсированны. Данные Н. Н. Бамбалова подтверждают, что при ступенчатой экстракции (пирофосфат+щелочь) из торфа выделяются 2 фракции гуминовых кислот, отличающиеся химическим составом. Первая фракция, выделяемая раствором пирофосфата при рН 7, наиболее конденсированна (С : Н > 1), имеет высокую оптическую плотность, содержание веществ гидролизуемых 2%-й НСl 4—6 %. Содержание карбоксильных групп достигает 4—5 мг-экв./г. На ИК-спектрах поглощения при 1600—1620 см-1 четко видны полосы поглощения ароматических структур, а алифатические структуры с максимумом поглощения при 3400, 2920, 2850 и 1040 см-1 проявляются слабо. Вторая фракция гуминовых кислот, дополнительно пептизируемая 0,1 н. NаОН, имеет низкую степень ароматизации (С : Н < 1), высокое содержание боковых цепей, содержание гидролизуемых 2 %-й НСl веществ 14—20 %, содержание карбоксильных групп 2—3 мг-экв./г.
В верховой торфяной почве оптическая плотность гуминовых кислот, выделенных пирофосфатом, а затем щелочью, практически одинакова. Очевидно, в гуминовых кислотах различных фракций верховых торфяных почв доля конденсированных ароматических структур значительно меньше, чем в гуминовых кислотах низинных торфяных почв.
Данные круговой бумажной хроматографии подтвердили показания оптического анализа гуминовых кислот. Этим методом показано, что гуминовые кислоты в торфяных почвах гетерогенны и конденсированность их возрастает по мере перехода от верховых торфяных почв к низинным, а в каждом отдельном профиле — сверху вниз, т. е. зависит от типа торфяной почвы и ее возраста.