Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Природные условия 6
1.1. Рельеф 6
1.2. Почвообразующие породы 8
1.3. Климат 9
1.4. Растительность 13
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований 16
ГЛАВА 3. Характеристика черноземов Юго-Восточного Забайкалья 21
ГЛАВА 4. Гумусное состояние 40
4.1. Растительные остатки как источники гумуса 40
4.2. Содержание и запасы гумуса 50
4.3. Фракционный состав углерода гумуса 53
4.4. Гумусное состояние 1 60
ГЛАВА 5. Характеристика гуминовых кислот черноземов 65
5.1. Элементный состав гуминовых кислот 68
5.2. Функциональные группы 79
5.3. Инфракрасные спектры поглощения 82
5.4. Изучение молекулярной структуры гуминовых кислот черноземов методом 13С - ЯМР спектроскопии 91
Выводы 101
Литература 103
- Характеристика черноземов Юго-Восточного Забайкалья
- Растительные остатки как источники гумуса
- Фракционный состав углерода гумуса
- Изучение молекулярной структуры гуминовых кислот черноземов методом 13С - ЯМР спектроскопии
Введение к работе
Актуальность темы. Получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур и создание высокопродуктивных лугов и пастбищ невозможно без учета основных параметров плодородия почв, особенно без оценки гумусного состояния. Зональные степные почвы — черноземы, широко распространенные в Юго-Восточном Забайкалье, являются одними из доминирующих в пахотном фонде аграрного сектора региона и занимают площадь 2684 тыс. га (Бутин, 1981). Интенсивное их использование приводит к глубоким качественным и количественным изменениям гумуса, которые усугубляются сильно развитыми дефляционными процессами в Забайкалье. Исследования генезиса и эволюции этих почв в шестидесятые годы прошлого столетия были проведены Н.А. Ногиной (1964), в работе которой недостаточно подробно рассматривались вопросы гумусного состояния черноземов. В связи с этим возникает необходимость изучения одного из важнейших показателей потенциального плодородия почв — гумусного состояния, а также специфических гумусовых веществ — гуминовых кислот, от «природы которых зависит устойчивое функционирование почвы в целом» (Орлов, 1990).
Цель: Изучить гумусное состояние и природу гуминовых кислот черноземов Юго-Восточного Забайкалья. Задачи:
1. Выявить основные показатели плодородия черноземов.
2. Дать количественную и качественную характеристику первичным гумусообразователям.
3. Определить современное гумусное состояние черноземов.
4. Установить структуру макромолекулы гуминовых кислот (ГК).
Научная новизна. Впервые выявлены особенности состава гумуса черноземов, а также с применением новейшего метода С-ЯМР установлена структура молекулы гуминовых кислот, где углерод ароматической части ГК пахотной почвы составляет 60 %, что значительно больше такового на целине.
Практическая значимость. Полученные данные по оценке гумусного состояния и структуре гуминовых кислот послужат теоретической основой для прогноза эволюции и мониторинговых исследований черноземов.
Защищаемые положения:
1. Черноземы Юго-Восточного Забайкалья характеризуются средним - высоким содержанием гумуса в органогенных горизонтах. В составе гумуса некоторых подтипов наряду с гуминовыми кислотами значительно содержание фульвокислот.
2. Во фракции углерода ГК бескарбонатных черноземов, развивающихся на элюво-делювии глинистых и хлоритовых сланцев, определяющую роль играют не гуматы кальция - ГК-2, а подвижные первые фракции - ГК-1.
3. Вовлечение черноземов в культурооборот привело к значительным потерям гумуса и углерода в алифатической части молекул гуминовых кислот, что привело к повышению их степени ароматичности.
Апробация работы. Результаты исследований по материалам диссертации докладывались и обсуждались на региональной научно-практической конференции «Наука и преподавание дисциплин естественного цикла в образовательных учреждениях» (26-27 марта 2002 г., БГУ, г. Улан-Удэ), региональной межвузовской научно-практической конференции «Научное обеспечение социально-экономического развития Агинского Бурятского автономного округа: проблемы и перспективы» (23 апреля 2004 г., Агинский филиал БГСХА, п. Могойтуй), международной научно-практической конференции «Проблемы образования, науки и воспитания в аграрных учебных заведениях» (24-25 ноября 2004 г., Забайкальский аграрный институт, г. Чита), а также на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и аспирантов Агинского филиала ВСГТУ и БГСХА.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 118 страницах текста компьютерного набора, состоит из введения, 5 глав и выводов. Содержит 18 таблиц, 10 рисунков. Список литературы включает библиографию из 180 наименований, в том числе 24 иностранных автора.
Характеристика черноземов Юго-Восточного Забайкалья
Объектами исследований были черноземы трех подтипов: а) малокарбонатные и бескарбонатные; б) мучнистокарбонатные среднегумусные; в) мучнистокарбонатные малогумусные, сформированные в условиях настоящей степи под злаково-разнотравной растительностью, а также препараты гуминовых кислот, выделенные из мучнистокарбонатного среднегумусного чернозема.
Для решения поставленных задач использовались сравнительно-географический метод, позволивший выявить особенности органического вещества изучаемых почв и сравнительно-аналитический - для изучения основных свойств почв, гумусного состояния и характеристики гуминовых кислот (ГК).
Основные химические и физико-химические показатели плодородия черноземов определены общепринятыми в почвоведении и агрохимии методами в образцах парных почвенных разрезов (целина-пашня). (Аринушкина, 1970; Агрохимические методы исследования почв, 1975).
Для изучения состава гумуса черноземов нами летом 2000 года были заложены разрезы в местностях Цаган-Оль, Хоер Толгой и Харганаша Могойтуйского района Читинской области. Помимо ключевых почвенных разрезов для определения вариабельности содержания гумуса целинных и пахотных вариантов было сделано по 30 почвенных прикопок вокруг каждого разреза в радиусе 50-100 м. Образцы взяты с глубины 0-20 см с пахотных и 5-15 см с целинных угодий, в которых определен гумус после тщательного отбора растительных остатков.
Для выявления биологической продуктивности растительных сообществ, произрастающих на исследуемой почве, произведен учет надземной и корневой массы в основной части корнеобитаемого слоя. Для этого после описания ботанического состава растительности с площади 20x20 см была срезана у самой поверхности почвы и учтена надземная масса целинного разнотравья. С этих же площадок на глубину 20 см были взяты почвенные монолиты в 4-хкратной повторности, где была отмыта корневая масса от почвы на сите с диаметром отверстий 0,25 см в проточной воде. При этом живые корни и детритную массу отделяли друг от друга, доводили до воздушно-сухого состояния и взвешивали. Кроме того, исследован качественный состав растительных остатков общепринятыми методами (Ермаков, 1958). Полученные данные обработаны методами математической статистики (Доспехов, 1979). Показатели гумусного состояния исследуемых почв определялись следующими методами: 1. Содержание органического углерода - методом И.В. Тюрина, в модификации Никитина .. 2. Азот общий - по Кьельдалю. 3. Запасы гумуса вычисляли с учетом объемной массы почвы. 4. Групповой и фракционный состав гумуса - методом И.В. Тюрина в модификации В.В Пономаревой и Т.А. Плотниковой. Для характеристики физико-химических параметров гуминовых кислот черноземных почв были выделены малозольные препараты ГК исчерпывающим экстрагированием по методике Д.С.Орлова и Л.А. Гришиной (1981).
Для изучения физико-химических параметров гуминовых кислот, формирующихся в черноземах в условиях степей Юго-Восточного Забайкалья, из гумусового горизонта (0-20 см) целинной и пахотной почвы были выделены препараты ГК. Выделение препаратов ГК представляет собой весьма длительный и трудоемкий процесс, так как используются большие навески почвы (500-1000 г), а объемы вытяжек достигают 10-20 литров. Для достижения полноты экстракции гуминовых кислот предварительно проводилось декальцирование почвы 0,05 н раствором НС1, до прекращения качественной реакции на кальций. Эта операция необходима для того, чтобы перевести в кислотную форму гуматы кальция (фракцию ГК-2), которые малорастворимы в воде и не экстрагируются щелочным раствором. После декалыдирования почву промывали два раза дистиллированной водой и экстрагировали гуминовые вещества 0,1 н раствором NaOH. Щелочь добавляли из расчета 6-7 л на 1 кг почвы. После перемешивания суспензии давали отстояться и отфильтровывали темноокрашенный щелочной раствор. Обработку щелочью продолжали до заметного осветления щелочного экстракта. Ограничиваться одной-двумя обработками было нежелательно, т.к. гумусовые вещества в первых порциях могут несколько отличаться по свойствам и составу от веществ, экстрагируемых позднее.
Полученный щелочной раствор гумусовых веществ, всегда содержит некоторое количество минеральных примесей в виде тонкой взвеси, от которых необходимо освободиться еще до осаждения гуминовых кислот. Часть взвешенных частиц оседает на дне сосуда при отстаивании вытяжки в течение нескольких дней. Отстоявшийся раствор мы осторожно сливали, не взмучивая осадка, и пропускали через суперцентрифугу с проточной кюветой при скорости вращения 20 тыс. об/мин. Частицы гуматов и фульватов при таких скоростях сохраняют устойчивость в растворе, тогда как минеральные коллоиды выделяются в виде осадка. Центрифугирование проводилось несколько раз. Весьма эффективным оказалось добавление коагулятора в виде насыщенного раствора Na2SC 4, который усиливает коагуляцию и выпадение в осадок минеральных коллоидов.
Растительные остатки как источники гумуса
Гумус и фитоценоз существуют в едином экологическом ритме, в котором ведущая роль принадлежит растительности как источнику органического вещества и основных элементов питания в почвенном профиле. Особенность воздействия высших растений на почву состоит в том, что они берут из нее необходимые им элементы пищи в минеральной форме, а возвращают их в новой синтезированной форме органических соединений. В то же время поступающие в почву растительные остатки подвергаются в ней разнообразным процессам превращения, в результате которых значительная часть органического материала разрушается с образованием простых минеральных соединений (СО2, Н20, NH3 и т.д.), а другая часть, изменяясь, переходит в более устойчивую форму органического вещества -гумус. В таком едином экологически целесообразном ритме жизни фитоценоза и его производного, почвенного гумуса, находит яркое воплощение сущность гумусо-, или почвообразовательного процесса — разрушение и синтез органического вещества как основа жизни. Гумусовый профиль почв является продуктом определенного типа растительности -степной, лугово-степной или лесостепной, приспособленной к наилучшему использованию среды обитания в определенных экологических условиях (Вильяме, 1947; Тюрин, 1937; 1965; Пономарева, Плотникова, 1980).
Поступая в почву, растительные остатки включаются в общий круговорот и обмен веществ и энергии. О значении растительных остатков в общем круговороте веществ можно судить по тому, как отмечает М.М. Кононова (1972), что с каждой тонной в почву поступает приблизительно 5-10 кг азота, 30-50 кг зольных элементов. Их высвобождение в процессе разложения растительных остатков протекает с различной скоростью, зависящей как от химического состава остатков, так и от условий биологической деятельности.
Аккумулятивные процессы, развивающиеся в почве под воздействием травянистой растительности, были отмечены очень давно. Еще В.В. Докучаев (1948; 1951) установил ведущую роль в образовании черноземов степной травянистой растительности и отметил, что наилучшим источником гумуса является растительный покров многолетних злаково-бобовых трав с тонкоразветвленной корневой системой, способной к интенсивной регенерации. Позднее В.Р.Вильямс (1950), разрабатывая учение о дерновом почвообразовательном процессе, основную роль в накоплении в верхней части профиля подзолистых почв перегноя, а также фосфора и кальция, отводил травянистой растительности. Важнейшим специфическим продуктом превращения органического углерода в почвах являются гумусовые кислоты, которые вместе с тонкодисперсными минеральными частицами являются основными депо продуктов трансформации растительного вещества. Накопление элементов питания в иле обусловлено, прежде всего, его большими адсорбционными свойствами, а также способностью глинистых минералов - структурных компонентов тонкодисперсных частиц, фиксировать элементы в межпакетном пространстве (Горбунов, 1974; 1978). Наиболее значимые исследования трансформации растительных остатков, как главного источника органического вещества почв с целью познания путей формирования гумуса проведены И.В. Тюриным (1937), С. Ваксманом (1937), М.М. Кононовой (1951; 1963), Л.Н. Александровой (1980).
К настоящему времени накоплен и обобщен значительный материал о биомассе зеленых растений и их химическом составе для всех природных зон и ассоциаций. Так, общая биомасса степной травянистой растительности, по данным Л.Н. Александровой (1980), колеблется от 10 до 25 т/га. Характерная особенность травянистой растительности - ежегодное отмирание не только надземной, но и корневой системы, составляющей обычно в этих зонах не менее половины всей биомассы. Общая биомасса корней под природной луговой и степной растительностью составляет в среднем от 8,5 до 20,5 т/га.
Наименьшую биомассу для гумусообразования дают культурные растения, надземная часть которых почти полностью отчуждается человеком.
Участие растительного покрова в образовании и накоплении гумуса определяется количеством и природой растительных остатков, глубиной проникновения корневой массы в почвенную толщу, а также характером поступления и разложения их в почве (Чимитдоржиева, Абашеева, 1986). Таким образом, накопление гумуса и его состав всецело находятся в зависимости от ежегодно поступающего в почву растительного опада.
Известно, что мощность гумусового горизонта черноземов определяется глубиной распространения корневых систем степных трав, а последняя глубиной промачивания почвы (Пономарева, Плотникова, 1980). Своеобразные черты климата и растительности степей Юго-Восточного Забайкалья обусловливают распределение корней в относительно небольшой толще черноземов, меньшей, чем в степных фитоценозах европейской части России, что приводит к формированию гумусового слоя небольшой мощности.
Данные о размерах и химическом составе растительных остатков, поступающих ежегодно в черноземы Юго-Восточного Забайкалья показаны в таблице 6.
Фракционный состав углерода гумуса
Анализ фракционного состава гумуса бескарбонатных и малокарбонатных черноземов показал, что в поверхностном слое 0-10 см преобладают не гуминовые кислоты, а фульвокислоты. Величина Сгк:Сфк меньше единицы и составляет всего 0,79, что является отличительным признаком изучаемых черноземов (табл. 9). И.В.Тюрин (1965) при анализе географических закономерностей впервые отметил, что там, где существуют условия для накопления гуминовых кислот, существуют благоприятные условия для накопления гумуса в целом. Н.Ф. Ганжара (1988) считает, что оптимальными условиями для образования гуминовых кислот в почвах являются: нейтральная и близкая к нейтральной реакция среды; умеренная биологическая активность и длительный ее период; насыщенность среды кальцием, магнием и азотом; обогащенность источников гумуса легкоразлагаемыми соединениями (углеводами, азотом); насыщенность почвенного поглощающего комплекса кальцием и магнием (наличие их избытка для связывания гуминовых кислот); высокая величина общей и удельной поверхности минеральной части почв и т.д. При анализе вышеназванных условий, присутствующих в этих почвах, следует отметить, что за исключением первых все остальные факторы являются, как раз ограничивающими образование гуминовых кислот, а, следовательно, и образование гумуса в целом. Биоклиматические условия региона таковы, что биологическая активность нестабильна, с многочисленными вспышками и спадами за очень короткий вегетационный период; почвенная среда далека от насыщения основаниями, а также неблагоприятен биохимический состав первичных гумусообразователей, которые обеднены углеводами, азотом, наоборот, обогащены целлюлозо-лигнинным комплексом (Чимитдоржиева, 1989).
Углерод нерастворимого остатка в поверхностном горизонте составляет 42 %, с резким убыванием до 16 % в слое 10-20 см. Последняя низкая величина, вероятно, объясняется появлением слабокислой реакции среды. На собственно гумусовые вещества приходится 58 % в слое 0-10 см.
Анализ фракции углерода гумуса показал его отличительные признаки от таковой черноземов западных территорий: 1) во фракции углерода ГК преобладают не гуматы кальция, характерные для черноземов, а подвижные фракции ГК-1 - 10,6 % от суммы фракций ГК, тогда как ГК-2 всего 8,1 %; 2) в 10-20 см слое количество первых фракций еще более возросло, до 27 % (табл. 9); хотя возросло здесь и количество гуматов кальция до 21,9 %, однако, его меньше, чем ГК-1, что, по-видимому, обусловлено наличием глинистых и хлористых сланцев, гранитов и гнейсов, имеющих кислую реакцию, т.е. пород, относительно бедных кальцием; 3) сумма фракций ГК-1 и ГК-2, возрастая вдвое на глубине 10-20 см, привела к увеличению отношения Сгк:Сфк до 1,9 против 0,8 в слое 0-10 см. Это привело к изменению типа гумуса из гуматно-фульватного в фульватно-гуматный. Таким образом, во фракции ГК бескарбонатных и малокарбонатных черноземов отмечено преобладание ГК-1 над количеством фракций ГК-2, что является отличительным признаком гумуса черноземов, формирующихся на породах, обедненных основаниями.
Резкое возрастание ГК в 10-25 см слое мы склонны объяснять некоторой растворимостью в воде и вертикальной миграцией именно фракции гуматов кальция и, следовательно, увеличением ее на этой глубине, таковое отмечено в черноземах (Пономарева, Плотникова, 1980).
Своеобразен групповой и фракционный состав углерода гумуса мучнистокарбонатных среднегумусных черноземов. Доля нерастворимого остатка в слое 0-10 см составляет 45 %, а в слое 10-25 см - 29,3, в составе гумуса преобладают также фульвокислоты, отсюда величина Сгк:Сфк равна 0,65 и 0,79 соответственно по горизонтам, последнее также является далеко не характерным для черноземного типа. Подобная картина для черноземов Восточного Забайкалья была отмечена еще ранее Н.А. Ногиной (1964) и Н.А. Панковой (1961). Так, согласно данным Н.А. Панковой (1961), изучавшей природу гумуса черноземов Читинской области, процент гумуса в верхнем слое этих почв достаточно высок, но гумусовый горизонт маломощен. В составе гумуса преобладают фульвокислоты, где величина Сгк:Сфк меньше единицы (0,95), что, как она отмечает, не обычно для подобных почв Европейской части страны. Н.А. Ногина (1964) также обнаружила, что в составе гумуса мучнистокарбонатных черноземов количество фульвокислот такое же, что и гуминовых или несколько больше (1,1-0,95). Такая особенность качественного состава гумуса, по мнению этих авторов, связана с провинциальными особенностями условий почвообразования (сочетание экстраконтинентальных климатических условий с муссонным характером осадков, а также наличием мерзлоты).
По фракционному составу углерода ГК этот подтип отличается от первого, т.е. характер распределения углерода по фракциям свойственен для ГК черноземов в целом. Однако, фракция, связанная с кальцием, незначительна и составляет в слое 0-10 см всего 9,5 % от суммы фракций ГК, а в нижнем - 10-25 см слое возрастает до 20,6, вероятно, это объясняется тем, что в верхних горизонтах почв складываются менее благоприятные условия для конденсации и закрепления гуминовых кислот из-за легкого гранулометрического состава и присутствия хряща и щебня. Количества углерода фракций ГК-1 и ГК-3 одинаково незначительны в слоях 0-10 и 10-25 см. А во фракции фульвокислот в 0-10 см слое преобладают фракции ФК-1, а в слое 10-25 см - наблюдается тенденция возрастания фульватов кальция. Степень гумификации органического вещества средняя - 22-31 %. В отличие от бескарбонатных и мучнистокарбонатных среднегумусных подтипов в поверхностном 0-10 см слое мучнистокарбонатных малогумусных черноземов в составе гумуса преобладают гуминовые кислоты, величина Сгк:Сфк составляет 1,13. С глубиной эта величина имеет тенденцию к возрастанию до 1,35 в слое 10-20 см, таковое было отмечено и в бескарбонатном подтипе, а для мучнистокарбонатных среднегумусных - р. 4 отмечалась всего лишь тенденция. По постепенному убыванию гумуса с глубиной и по его групповому составу этот подтип имеет большее сходство с черноземами западных территорий. Во фракции ГК во всех трех горизонтах значительную долю от суммы ГК составляют гуматы кальция, в 0-10 см - 17,4, в 10-20 см -20,1, в 20-30 см - 19,7 %, что является весьма характерной чертой для гумусообразовательного процесса черноземов в целом. Таковое в составе ФК отмечено только в слое 20-30 см. Невысока степень гумификации органического вещества - 25-31 %, значителен процент негидролизуемого остатка 41-57.
Изучение молекулярной структуры гуминовых кислот черноземов методом 13С - ЯМР спектроскопии
Гуминовые кислоты представляют собой полифункциональные соединения, содержащие ряд периферических групп. В гуминовых кислотах обнаружены карбоксильные, спиртовые, фенольные, метоксильные, а также амидные группы. Есть указания на присутствие хиноидных, эфирных и кетонных групп, но обнаружить их не всегда удается (Александрова, 1980; Орлов, 1990). В числе структурных фрагментов гуминовых кислот наибольшее значение имеют функциональные группы, которые обусловливают главное свойство ГК - их кислотность. Носителями кислых свойств являются карбоксильные и гидроксильные группы. Известно, что кислые группы определяют не только химический состав кислот, но и одно из основных свойств — емкость катионного обмена - и в целом способность адсорбировать различные вещества, что особенно важно при взаимодействии ГК с различными удобрениями, загрязнителями, тяжелыми металлами, азотсодержащими органическими соединениями и аммиаком (Орлов, 1993; Кленов, 2000). Поглощение ГК катионов происходит в результате замены ими водорода карбоксильных групп с образованием солей. Гуминовые кислоты обладают значительной поглотительной способностью. Они обусловливают до 2/3 поглотительной способности почв (Тюрин, 1965). Различные формы гуминовых кислот обладают неодинаковой катионообменной способностью, которая варьирует в зависимости от типа почв. Следовательно, количество функциональных групп является важной характеристикой ГК и его определение представляет существенный интерес для познания некоторых аспектов плодородия почв (Кленов, 2000).
Предложено много методов, как для суммарного определения количества кислых функциональных групп, так и для раздельного учета количества карбоксилов и гидроксилов. В настоящий момент для определения функциональных групп гуминовых веществ наиболее широко используются титриметрические методы, основанные на образовании малорастворимых гуматов. Так, для определения СООН- групп используется взаимодействие ГК с ацетатом кальция (Кухаренко, 1949), а взаимодействие с гидроксидом бария позволяет определить сумму карбоксильных и фенольных групп ГК по методу А.Ф. Драгуновой (1957).
Результаты определения количественного содержания кислых функциональных групп гуминовых кислот исследуемых целинных черноземов и их пахотных аналогов показывают (табл. 16), что их суммарное содержание колеблется в обычных пределах, характерных для этой группы соединений. Общее число функциональных групп составляет по нашим данным 594 и 692 мг-экв/100 г в ГК целинных и пахотных почв соответственно. В изучаемых гуминовых кислотах черноземов содержание кислых функциональных групп значительно меньше, чем в таковых обыкновенных черноземов Западной Сибири (Кленов, 2000). По всей вероятности, это объясняется тем, что исследуемые ГК активно реагируют с несиликатными формами железа и алюминия, что приводит, по Л.Н. Александровой (1980), к образованию органо-минеральных соединений. В результате в природных условиях емкость обмена понижена, поскольку способность к обменным реакциям имеют лишь свободные функциональные группы.
Содержание карбоксильных групп, или емкости поглощения гуминовой кислоты составляет 377 мг-экв/100г в препарате ГК целинной почвы и 443 — пахотной почвы. Низкое содержание этих групп в ГК целинной почвы, а также общего числа функциональных групп, возможно, объясняется блокированием части их прочно связанными зольными элементами (Крыстанов, 1968), которые содержатся в большем количестве в данном препарате (зольность 6,8 %). Наличие карбоксильных групп, как будет показано далее, хорошо подтверждается инфракрасными спектрами, в которых проявляется интенсивная полоса поглощения около 1720 см"1. Количество фенольных гидроксилов найдено по разности и составляет 217 и 249 мг-экв/100г для ГК целинной и пахотной почв соответственно.
При сравнении количеств карбоксильных с фенолгидроксильными группами выявлено преобладание первых. Это объясняется тем, что в условиях с сильно выраженными окислительными процессами в формировании алифатической части гуминовых кислот наряду с углеводами и белками в большей мере участвуют многоосновные органические кислоты. Итак, следует отметить, что, несмотря на высокую степень окисленности, рассчитанную по данным элементного состава, содержание кислых функциональных групп относительно невелико. Это объясняется спецификой условий гумусообразования в почвах Юго-Восточного Забайкалья. Данные анализа функциональных групп свидетельствуют о том, что степень реакционной способности (в частности, взаимодействие с катионами металлов) и адсорбционных свойств гуминовых кислот черноземов Юго-Восточного Забайкалья невысока и почти в 1,3 раза меньше этого показателя в ГК обыкновенных черноземов Западной Сибири.
Инфракрасная спектроскопия, являясь одним из наиболее популярных и перспективных оптических методов исследования химического строения гуминовых кислот, дает исключительно богатую информацию не только о наборе важнейших атомных групп и типов связей, но и о конкретном расположении их, а также помогает более полно представить строение молекул гуминовых кислот, не нарушая их целостности.
Происхождение полос поглощения в инфракрасной области связано с колебаниями отдельных атомных групп или вращением молекулы в целом, поэтому ИК-спектры часто называют молекулярными спектрами, в отличие от электронных спектров поглощения, обусловленных электронными переходами и проявляющимися в видимой и ультрафиолетовой областях.
ИК-спектры гуминовых кислот имеют характерный облик и постоянный набор полос поглощения, что позволяет говорить об общем мотиве их построения. Все авторы, изучавшие инфракрасные спектры гуминовых кислот, выделенных из различных типов почв, отмечают их сходство (Касаточкин, Кононова, Зильбербранд, 1958; Болдырев, Алешин, 1964; Назарова, 1977; Орлов, 1985, 1990, 1992; Stevenson, Goh, 1971). Это сходство настолько ярко выражено, что можно говорить об особом классе соединений, образование которых обусловлено одинаковыми и направленными закономерностями (Орлов, Розанова, Матюхина, 1962). Таким образом, инфракрасные спектры необходимо рассматривать как характерный диагностический признак при идентификации класса гуминовых кислот.
