Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гумусное состояние и коллоидно-химические свойства гуминовых веществ почв Европейской части СНГ, развитых на карбонатных породах

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Гумусное состояние и коллоидно-химические свойства гуминовых веществ почв Европейской части СНГ, развитых на карбонатных породах"

На правах рукописи

ЛУНЕВА Л ^

Антонина Сергеевна

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ И КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ СНГ, РАЗВИТЫХ НА КАРБОНАТНЫХ ПОРОДАХ

Специальность: 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург - Пушкин 2005

Диссертационная работа выполнена на кафедре почвоведения факультета почвоведения и агроэкологии Санкт-Петербургского государственного аграрного университета и в лаборатории биохимии почв Биологического института Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

Попов Александр Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Комаров Андрей Алексеевич

кандидат биологических наук Сухачёва Елена Юрьевна

Ведущая учреждение: ГНУ ВНИИСХ РАСХН

Защита состоится «23» июня 2005 года в /^ часов на заседании диссертационного совета Д. 220.060.03 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете (СПбГАУ) по адресу: 196600. Санкт-Петербург, Пушкин, Петербургское шоссе, 2, корпус 1а. аудитория 239.

С диссертацией можно ознакомится в научной библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « /7» мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

В. П. Царснко

ъЬЪЪЪЪЪ

ЦОС

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Давно и хорошо известно, что почвенные коллоиды определяют большинство почвенных свойств (Гедройц, 1922; Глинка, 1924; Маттсон, 1938; Вигнер, 1941; Ремезов, 1957; и др.) — влагоем-кость, фильтрационные характеристики, ионообменную способность, острук-туренность и проч. Несмотря на известный прогресс, достиг нутый в почвоведении в этом направлении, в настоящее время мало внимания уделяется вопросам, связанным с коллоидным состоянием гуминовых веществ. До си\ пор основной способ разделения гумусовых веществ на гуминовые и фульво-кислоты основан на разной растворимости тех или иных групп гумусовых веществ.

С позиций коллоидной химии разделение гуминовых веществ на гуминовые кислоты и фульвокислогы связано с разной агрегативной устойчивостью этих соединений, которую определяют по величине начала коагуляции (Попов, Бурак, 1998). Так, гуминовые кислоты, будучи хорошо растворимыми в щелочных растворах, в сильнокислой среде (рН ~ 1-2) могут представлять собой агрегагивно неустойчивую систему. В свою очередь устойчивое I ь к агрегации гуминовых веществ, которые являются коллоидными системами должна быть связана с гетерогенностью этих специфических соединений, в частности с величиной средневзвешенной молекулярной массы.

Изучение коллоидного состояния гуминовых веществ позволит уточнить экологические функции почвенного гумуса, а также упорядочить некоторые методические вопросы, связанные с разделением гуминовых веществ на гуминовые кислоты и фульвокислоты.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы — охарактеризовать гумусное состояние и коллоидные свойства гуминовых веществ зональных типов почв Русской равнины, развитых на карбонатных породах.

Задачи исследования, в соответствии с поставленной целью, были следующими:

1) охарактеризовать гумусное состояние исследованных почв;

2) установи 1Ь молекулярные массы гуминовых веществ

3) определить агрегативную неустойчивость гуминовых веществ;

Научная новизна.

Определена агрегативиая неустойчивость гуминовых веществ, выделенных из развитых на карбонатной породе зональных типов почв Этот показатель позволяет на новом качественном уровне охарактеризовать коллоидно-химические свойства гумусовых кислот.

Выявлена взаимосвязь между средневзвешенной молекулярной массой и агрегативной неустойчивостью гуминовых веществ разных фракции. Оги данные подтверждают, что гуминовые вещества способны образовывать структурированные коллоидные мицеллы. ' , ;

Практическая значимость.

Полученные экспериментальные данные представляют несомненный научный интерес, и могут быть использованы при характеристике коллоидно-химических свойств гуминовых веществ.

Результаты исследований могут быть использованы для оценки протекания биохимических процессов в почвах.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СПбГАУ 2001, 2002, 2003 годов, на Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов-2001» (Москва, 2001) и на 4-м съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004).

Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 4 научных работы и 1 находится в печати.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и приложений. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы и 54 рисунка Список использованной литературы включает 263 наименования, в том числе 84 работы зарубежных авторов.

Основное содержание работы

1. Современные представления о почвенном органическом встспвс

1.1. Органическое вещество почв.

В этой главе обсуждаются специфические и неспецифические соединения почвенного органического вещества, их строение, соотношение, функции и методы выделения гуминовых веществ из почв.

Приводятся литературные данные по величинам молекулярных масс г\-миновых веществ, а также определению молекулярных масс различными методами.

Заключительная часть этой главы посвящена рассмотрению гуминовых веществ как коллоидов. Представлены сведения, доказывающие, что гумино-вые вещества обладают основными свойствами коллоидных соединений.

2. Объекты и методы исследования.

В первой части данной главы описываются объекты исследования. В связи с поставленными целью и задачами в качестве объектов исследования были выбраны следующие:

- из почв таежно-лесной зоны было отдано предпочтение дерноио-карбонатной типичной целинной (разрез 1) и пахотной (разрез 2);

- почвы лесостепной зоны были представлены целинным (разре) 3) и пахотным (ра<рсз 4) типичным черноземом;

- из почв степной и сухостепной зон также были выбраны целинная (разрез 5) и пахотная (разрез 6) темно-каштановые.

Агрохимическая характеристика исследованных почв, ра(витых на карбонатной породе, принедена в таблице 1.

Таблица 1. Агрохимическая характеристика исследованных почв

Горизонт (глубина, см) Р"и.о Са2' 1 Я 1 Н Фракции (мм), ' %

мэкв./ЮО г почвы . <-0,001 <0,01

Дерново-карбонатная типичная почва

А1к (1-16) 7,5 5,87 4,76 10,63 ! о 100 1,6 32,2

Аск( 16-24) 7,4 5,00 3,56 8,56 1 о 100 4,5 15,2

Ск (> 24) 7,7 3,37 2,68 6,05 1 о 100 3.4 12,4

Дерново-карбонатная типичная пахотная почва 1

Апах (0-7) 7,3 5,25 4,36 9,61 ' 0 100 | 1.6 24,5 ■

Апах (7-15) 7,0 4,75 3,28 8.03 0 100 2,8 21,8 |

Авк (15-23) 7,0 3,37 1,96 5,33 0 100 3,3 15,4

Вк (23-29) 7.4 4,62 2,36 6,98 0 100 3.6 13,9 !

Чернозём типичный

А(8-20) 6,7 20,12 3,72 23,84 1,82 92,9 27,8 56,9 |

А (20-40) 7,0 20,00 3,72 23,72 1,60 93,7 28.9 59,1 ,

А (40-60) 7,0 18,25 3,20 21,45 1,25 94,5 29,1 60,0 !

В1 к (60-70) 8,1 23,00 2,72 25,72 0 100 27,3 54.3 '

В2к (70-80) 8,2 20,50 2,28 22,78 0 100 28,6 52,1

ВСк (80-150) 7,0 7,00 2,32 9,32 0 100 19.2 55,4

Черно}ём типичный пахотный

Апах (0-20) 6.0 12,50 3,20 15.70 2.41 86,7 25.1 57.1 ■

Л (20-40) 6,1 14,37 3,20 17,57 1,79 90.7 27.8 60.4

А(40-60) 6,7 12,37 2,08 14,45 0.52 96,5 29 Л 61 8

Вк (60-80) 7,2 10,50 2,40 12,90 0 100 27.1 55.3 ,

ВСк (80-130) 7.0 6,89 2,36 9,25 0 100 ~>11 54.9 !

Темно-каштановая почва 1

А (1-20) 7,0 8,25 3,84 12,09 0 100 15,2 42.1 '

АВ1 (20-35) 6,8 10,75 7,28 18,03 ! 0 100 18.3 48.3

АВ2 (35-49) 7,5 10,50 7,24 17,74 I 0 100 20.8 54.1

ВСк (49-59) 8,5 5,43 4,01 9,44 ; 0 100 14,3 52,6

ВСк (59-100) 8,6 5,24 3,87 9,11 1 0 100 13.1 43,1

Тёмно-каштановая пахотная почва

Апах (0-20) 7,7 12,62 3,60 | 16,22 1 0 1 100 1 16.7 Т 40,0 1

ЛВ1 (20-37) 7,1 9,87 4,36 | 14,23 0 100 19,2 ■ 49,4 |

АВ2 (37-51) 7,6 5,87 4,76 ! 10,63 | 0 100 , 20,4 55,3 1

ВСк (51-65) 8,3 5,76 4,35 10,11 | 0 100 ! 13.3 54,3 I

ВСк (65-110) 8,6 5,34 4,01 1 9,35 1 0 100 12,8 44,5 ]

Во второй части второй главы описываются методы исследования.

При характеристике гумусного состояния изучаемых почв использовалась система показателей Л. А. Гришиной и Д. С. Орлова (1978). Для этого в образцах почв определялось общее содержание углерода органических соединений и азота, состав гумуса оценивался с помощью группового и фракционного анализа, во фракциях гуминовых кислот измерялась оптическая плотность. Содержание углерода органических соединений в водных растворах определялось методом В. П. Цыпленкова и А. И. Попова (1979).

Оценка агрегативной неустойчивости смеси гумусовых кислот происходила в соответствии с методом, разработанным А. И. Поповым и А. Ю Бурш-(1998), суть которого заключается в том, что в сильнокислой среде (рН ~ 1), только начиная с определённой концентрации гумусовых кислот происходи! коагуляция молекул гуминовых кислот. Агрегативная неустойчивость представляет собой такую концентрацию гуминовых веществ (выраженную в mi углерода органических соединений на 1 л), при которой начинается коагуляция гуминовых кислот в сильнокислом растворе.

Определение молекулярной массы гуминовых веществ осуществлялось i помощью плоскостной гель-хромаюграфии в толстом слое (I мм) на декс-рановых гелях Sephadex G-75 (superfine) в соответствии с методическими рекомендациями Г. Детермана (1970). В качестве элюента был использован 0,05 М раствор трис-буфера с уксусной кислотой (рН - 8) с добавлением неионного детергента Triton Х-100 (Ширшова, 1979).

Все полученные данные были обработаны методом математической статистики Между отдельными характеристиками были рассчитаны коэффициенты корреляции (г).

3. Гумусное состояние основных типов почв.

Третья глава посвящена характеристике гумусового состояния иссле 1 ванных зональных почв. В главе приведена характеристика качественно!,) состава почвенного органического вещества на основе результатов группового и фракционного анализа гумуса (Александрова, 1980; Пономарева, Пло!-никова, 1980).

3.1. Дсрново-карбонатныс почвы.

Фракционно-групповой состав гумуса изученных дерново-карбонатныч почв имеет характерные специфические черты, присущие данной разновидности почв (табл. 2). 11рофилыюе распределение гумуса — резко убывающее. В целом во всех горизонтах обеих почв тип гумуса был фульватно-гуматный, исключение составил горизонт Вк пахотной почвы. На формирование гумусовой) профиля заметное влияние оказывало наличие карбонатов в почвооб-разующей породе, поэтому в группе гуминовых кислот относительное содержание второй фракции было выше, чем первой. Доля ГК-2 вниз по профилю увеличивалась, что связано с коагулирующим влиянием ионов щелоч-ноюмельных металлов, содержание последних с глубиной ыкже вофаекию.

Таблица 2. Групповой и фракционный состав гумуса целинных и пахотных зональных почв

1 Горизонт, 1 глубина, см 1 С.% N. % Фракции гуминовых кислот Фракции ф\'львокислот Н.О. Сгк 1

п '

1 1 2 3 Сумма .. ! 2 3 Сумма I

Дерново-карбонатная типичная почва |

Ак (1-16) 3,23 0,36 9,0 3,1 4,8 19.7 27,6 2,1 8.9 1.8 7,6 20,4 52,0 1,4

Аск (16-24) | 0,92 0,19 4,8 1,8 8,5 , 15,3 25,6 2,3 7,1 1,1 10,5 21,0 53,4 1,2

Ск (> 24) - 0,52 0,22 2,4 0,5 9,9 17.3 1 27,7 3,0 5,6 0 14,7 23,3 49.0 1.2

Дерново-карбонатная типичная пахотная почва

Лпах (1-7) 3,47 0,19 18,3 5,2 8,4 18,7 32,3 1,9 9,4 3,5 9,7 24,5 43,2 1,3 1

Апах (7-15) 1,73 0,30 5,8 3.8 ' 9,3 ' 17,7 30,8 3,2 8,8 1,9 12,5 26.4 42,8 1.2

АВк( 15-23) 0,92 0,11 8,4 1,5 • 11.2 14,1 26,8 5,2 4,8 0 13,5 23,5 49.7 1,1

Вк (23-29) . 0,42 0,09 4,7 0 9.9 11,7 21,6 7.1 ' 2,5 1 0 18,6 28,2 50,2 0.8

Чернозем типичный

Л (8-20) 3,99 0,39 10,2 6,1 ! 23.0 11.6 40.7 2.4 г — ! 2,8 11.7 22.7 36.6 1.8

А (30-40) 2,68 0.27 9,9 2,4 27,6 10,6 40,6 3.4 4,8 3,5 10,4 22,1 37,3 1,8

А (50-60) 1,54 ! о.зо 5,1 0.8 , 31,1 9,1 41,0 3,8 3,0 10,2 8,4 ; 25,4 33,6 1,6

В1 к (60-70) | 1,31 0,26 5,0 0 ; 23.7 } 6,3 30,0 4,9 2,3 11,3 > ■ 13,5 : 32,0 38,0 0,9

Продолжение табл. 2.

Горизонт, С,% М,% ч-----— ■ —1 ? Фракции гуминовых кислот 1 Фракции фульвокислот | И.О. СГК |

глубина, см г~ .......... * 1 . 2 1 3 Сумма 1а I 1 1 2 ! 3 Сумма! , СФК ,

Чернозём типичный пахотный

Лпах (0-20) 3,44 0,42 1 8,2 3,0 г ; 17,4 11,2 31,6 1.9 5,9 2.1 12,4 22,3 46,1 1,4 '

Л (20-40) 2.73 0,31 8,8 4,9 22,3 39,4 2,6 5.0 5,9 12,8 26,3 ; 34.3 1,5

А (40-60) 2,1 1 ' 0,22 , 9,6 5,3 26,7 9,9 41,9 2,6 3,8 1 10-8 8,8 26,0 32,1 1,6 ,

Вк (60-80) 1.73 0,23 1 7,5 0 , 15,8 14,1 29,9 ! 2,1 14,9 9,0 ! 27,1 43,0 ! и

Тёмно-каштановая почва 1

А(1-20) 2,84 0,28 10,1 2,5 22 9 6,4 31,8 1.0 1.5 16.2 8,3 27,0 41,2 , К2

АВ1 (20-35) 2,07 0,19 10,9 ( 1,1 24,8 4,8 30,7 4.0 4,0 12,4 4,2 24,6 • 44.7 1,2 «

АВ2 (35-40) 1,22 0,13 9,4 ; о 8,8 9,7 18,5 1,4 1,7 7,3 8.5 18,9 62.6 1 1.0 1

ВС'к (49-59) 0,76 0,11 6,9 1 0 1. 4,8 4,3 9,1 3.1 3.4 9.8 2,0 18,3 72Л ;

Тёмно-каштановая пахотная почва

Апах (0-20) 2.92 0,27 10,8 ! 1,8 23,1 8,6 33,5 г 1,1 1.5 12.5 7,3 22,4 ■ 44,1 1 1.5 ■

АВ1 (20-37) 1,59 0,17 9,4 ; 1,5 ( 23,5 11,5 36,5 1 з.з 4.8 2 2 7,8 18,1 45,4 2,0

АВ2 (37-51) 1,12 0,13 8,6 1 0 15,3 8,1 23.4 2.4 2,6 12,5 7,1 24,6 52,0 1,0

ВСк (51-65) 0.59 0,10 5,9 , 0 6.3 3,4 9,7 л 1,8 7,7 3,3 16,1 74,3 0,6

В группе гуминовых кислот обеих дерново-карбонатных типичных почв преобладала третья фракция, что объясняется тем, что гуминовые кислоты закреплялись полуторными оксидами на месте своего образования. Вниз по профилю доля ГК-3 снижалась. Наиболее отчетливо данное явление прослеживалось в пахотной почве. Группа фульвокислот в основном была представлена первой и третьей фракциями. С глубиной относительное содержание ФК-1а и ФК-3 возрастало, а ФК-1 — убывало. Содержание негидроли-зуемого остатка вниз по профилю исследованных объектов увеличивалось.

Сельскохозяйственное использование дерново-карбонатных типичных почв на состав гумуса не оказало значительного влияния, а способствовало > существенному снижению содержания азота по всему профилю по сравне-

нию с целинным аналогом, последнее, по всей видимости, связано с отчуждением части биомассы культурных растений

• 3.2. Чернозёмы типичные.

Для изучаемых чернозёмов был характерен глубокий гумусовый профиль (табл. 2). Профильное распределение гумуса — постепенно убывающее. В верхней 60-ти сантимефовой толще исследованных чернозёмов в составе гумуса преобладали гуминовые кислоты (inn гумуса — фульватно-гуматный), а в иллювиальном горизонте отношение Сщ/С«*, практически было равно 1. Среди гуминовых кислот доля первой фракции была наименьшей, второй фракции, связанной с кальцием, — наибольшей, а третьей фракции — промежуточной. Вниз по профилю относительное содержание фульвокислог и негидролизуемого остатка в составе гумуса обоих чернозёмов было равновеликим. С глубиной почвенного профиля относительное содержание ФК-1 и ФК-3 снижалось, ФК-2 — возрастало

Сельскохозяйственное использование чернозёмов типичных привело к ^ уменьшению относительного содержания гуминовых кислот в верхней 60-и-

сантиметровой толще В целинном чернозёме с глубиной относительное содержание ГК-1 уменьшалось, а в пахотной почве — возросло, что обусловле-( но некоторым выщелачиванием гумусового горикжта чернозёмов при про-

изводительной деятельности человека (см.: табл. 1). Максимальным относительное содержание ГК-2 было в иллювиальном горизонте обоих чернозёмов. В гумусовом профиле целинного чернозёма ГК-2 было несколько больше, чем в пахотном аналоге. Относительное содержание ГК-3 в составе гумуса с глубиной в целинном чернозёме снижалась, а в пахотном чернозёме было равновеликим. То есть в результате сельскохозяйственного использования чернозёмов типичных гумусовое состояние их ухудшилось.

3.3. Темно-каштановые почвы.

Гумусное состояние темно-каштановых почв cooiветстновало таковому почв, сформированных в стенных условиях (1абл 2) По сравнению с черио-)ёмами, в темно-каштановых почвах наблюдалось менее высокое содержание гумуса. Профильное распределение гумуса — nocieneiiiio убывающее Со-

держание и профильное распределение азота в обеих изучаемых почвах было практически одинаковым. Отношение С(к/Сфк вниз по профилю равномерно сужалось. В верхней 35-ти сантиметровой толще исследованных темно-каштановых почв тип гумуса — фульватно-гуматный, в более низкой то I-ще — гуматно-фульватный. В составе гумуса в обеих почвах вниз по профилю относительное содержание гуминовых кислот и фульвокислот уменьшалось, а негидролизуемого остатка возрастало Также как в чернозёмах, среди гуминовых кислот темно-каштановых почв доля первой фракции была наименьшей, второй фракции— наибольшей, а третьей фракции— промежуточной. Фульвокислоты в основном были представлены второй и третьем фракциями. Относительное содержание ФК-1а и ФК-1 было невысоким.

Сельскохозяйственное использование темно-каштановых почв способствовало возрастанию в составе гумуса доли гуминовых кислот всех фракции, по сравнению с целинными аналогами.

3.4. Органическое вещество гумусово-аккумулятивных горизонт» и пахотных слоев почв, развитых на карбонатных породах.

С позиций агрономии, наиболее важным является изучение гумусного состояния гумусово-аккумулятивных горизонтов и пахотных слоев почв.

В обеих исследованных нами дерново-карбонатных почвах содержание гумуса оценивалось как среднее (5,56% и 5,97% в целинной и пахотной почвах соответственно), а запасы гумуса в верхней 50-см толще были практически одинаковыми (табл. 3). Обогащенность гумуса азотом в гумусово-аккумулятивном горизонте характеризовалась как средняя, а в пахотном слое этой же почвенной разновидности — как очень низкая. Снижение содержания азота в пахотном слое можег быть связано как с выносом с урожаем, так и с потерями, обусловленными увеличенной денитрнфикацией при распашк.' В то же время степень гумификации в пахотном слое дерново-карбонатныч почв была высокой, а в тумусово-аккумулятивном торшона1 — средняя. "I ип гумуса в обоих случаях — фульватно-гуматный. ЕВ пахотном слое, по сравнению с гумусово-аккумулятивным горизонтом, в составе гуминовых кисло I возросли доли агрономически ценных 1-й и 2-й фракций, и уменьшилась доля ГК-3.

В случае чернозёмов типичных, содержание гумуса в верхней толще целинной почвы было высоким (6,86%), а в пахотном слое— средним (5,84 %) Тем не менее, запасы гумуса в верхней 50-см толще были равновеликими (габл. 3). Обогащеинос1ь гумуса азотм — средняя, но в пачошом слое азота несколько больше, вероятно, за счет внесения удобрений Распашка чернозёмов привела к уменьшению степени гумификации органическою вещества (С| к/СоЛ,и) в пахотном слое, по сравнению гумусовым горизонтом Так, степень гумификации в гумусовом горизонте характеризовалась как очень высокая, в пахотном слое — как высокая Тип гумуса в обоих случаях— фульватно-гуматный. В пахотном слое, но сравнению с гумусовым горизонтом, в составе гуминовых кислот уменьшилась доля ГК-1 и возрос та доля ГК-З, тогда как доля 2-й фракции не измени.тает..

Таблица 3. Параметры гумусового состояния целинных и пахотных почв, развитых на карбонатных породах

Параметры Дерново-карбонатная типичная почва Черно ¡ем типичный Темно-каштановая почва

Цел. Пах. Цел. Пах. Цел. Пах.

Содержание гумуса, % 5,56 5,97 6,86 5,84 4,82 4,96

среднее высокое среднее

Запасы гумуса в 50см толще, т/га 203,5 197,8 209,5 196,1 143,4 184,0

Профильное распределение гумуса резко убывающее постепенно убывающее

Обогашенность гумуса азотом (С/Ы) 9,0 18,3 10,2 8,2 10,1 10.8

средняя очень низкая средняя

Степень гумификации (С, к/Сцйщ ), % 27,6 32,3 40,7 31,6 31.8 33,5

средняя высокая очень высокая высокая

Гнп гумуса, С, К/Сфк 1,4 1,3 1,8 1,4 | 1,2 1,5

фульватно-гуматный

Содержание ГК-1, % к сумме ГК 11,2 16,1 15,0 9,5 7,9 5,4

очень низкое

Содержание ГК-2, %к сумме ГК 17,4 26,0 56.5 55,1 72.0 69.0

очень низкое низкое среднее высокое

Содержание ГК-3, % к сумме ГК 71,4 57.9 28,5 35,4 20,1 25,7

высокое

Примечания: цел. — целинная почва, пах. — пахотная почва.

Содержание гумуса в верхней части (габл 3) профиля темно-каштановых почв оценивалось как среднее (4,82 % и 4,96 % в гумусовом го-риюнте и пахотном слое соответственно). Следует отменить, чго в пахотной темно-каштановой почве по сравнению с целинным аналогом возросли запасы гумуса в 50-см толще — с 143,4 до 184,0 т/га. При лом и в гумусовом гори юнте, и в пахотном слое обогашенность гум>еа аююм была практически одинаковой (10,1 и 10,8) и характеризовалась как средняя, тип гумуса — фульвагно-гуматный (1,2 и 1,5), аепень гумификации высокая (31,8 и 33,5 %), пропорциональность межд\ ГК-1. ГК-2 и ГК-3 — идентичная (доля ГК-1 — очень низкая, а доли I К-2 и ГК-1 — высокие)

В целом, гумуеное состояние исследованных почв соответствует зональным особенностям формирования гумусовых профилей почв гаежно-лесной, лесостепной и степной зон, развитых на карбонатной породе

Для расширения информации о качественном составе органического вещества исследованных почв нами рассчитывалась степень внутримолекулярной окисленности (табл. 4), которая отражает кислородно-водородный баланс (окисленность-восстановленность) органической составляющей гумуса (Пономарева, Плотникова, 1959, 1967; Симаков, Цыпленков, 1969, Райчев, Филчева, 1989, Когуг, 1993).

Таблица 4. Содержание углерода органических соединений, потерн при прокаливании и степень внутримолекулярной окисленности-восетановленности органического вещества исследованных почв

Глубина взятия образцов, см Сох, % ППП,% С,«ь,% ± %

Дерново-карбонатная типичная почва

1-15 3,23 11,23 3,84 18,9

16-24 0,92 8,78 2.85 209,9

Дерново-карбонатная типичная пахотная почва

0-7 3,47 10,54 3.56 2,6

7-15 1,73 9,74 3,23 86,7

15-23 0,92 8,56 2,76 200,0

Чернозем типичный

8-20 3,99 14,04 4.98 24,8

30-40 2,68 12,98 4.55 69,8

40-60 1,54 9,69 3,21 108,4

Чернозём типичный пахотный

0-20 3,44 10,70 3.62 5,2

20-40 2,73 12,68 4,43 62,3

40-60 2,11 9,75 3,24 53,6

Тёмно-каштановая почва

1-20 2,84 9,98 3,33 17,3

20-35 2,07 9,48 3,13 51,2

35-45 1,22 7,90 2,49 104,1

Тёмно-каштановая пахотная почва

0-20 2,92 7,42 2.30 "> | 1

20-35 1,59 7,34 2,26 42,1

40-50 1,12 7,97 2.52 125,0

Степень внутримолекулярной окисленности гумуса (± d) рассчитывалась по формуле, предложенной В. В. Пономаревой и 'Г. Л. Плотниковой (1967): ± d, % = (С( о2 - Сох) х 100/С < о2, где Сох — «углерод по Тюрину», т. е. химическое потребление кислорода (окисляемость), С( - - углерод органических соединений. Последний (С((Ь) нами определялся расчетным способом rio регрессионной зависимости, выведенной А. Голдиным (Goidin, 1987) для минеральных почв: Ссо2 = 0,405 х ППП - 0,710, где ППП — потери при прокаливании, определённые при 600°С в течение 6 часов.

Установлено, что во всех исследованных почвах с глубиной степень внутримолекулярной окисленности гумуса увеличивается, исключение составляет профиль чернозёма типичного пахотного — в нём органическое вещество более восстановлено, чем целинном аналоге. Для всего массива данных были выявлены следующие корреляционные зависимости: обратная тесная существенная — между величиной d и содержанием гумуса (г = - 0,84) и. как тренд, обратная средняя— между величиной d и отношением Q к-/С,1>к (г= -0,42) Эти корреляции свидетельствует, что с возрастанием степени внутримолекулярной окисленности почвенного органического вещества наблюдалось уменьшение как содержания гумуса, так и доли гуминовых кислот в составе гумуса. Последняя закономерность согласуется с гипотезой гумификации Л. Н. Александровой (1980). Между величиной d, с одной стороны, и содержанием гумуса и отношением Сц</СфК, с другой, выявлена тесная множественная корреляционная зависимость (R = 0,85). Кроме того, найдены прямые взаимосвязи между величинами потерь при прокаливании и типом гумуса (С| к'Сфк) — г - 0,69, между ППП и углеродом по И. В. Тюрину (Сох, %)— г = 0,74, а также между типом гумуса (С|К/Сфк) и Сох, % — г = 0,68.

Сельскохозяйственное использование дерново-карбонатных типичных почв и чернозёмов типичных способствовало восстановлению органического вещества верхней толщи пахотных почв по сравнению с их целинными аналогами. Данное явление может объясняться внесением в пахотные почвы удобрений, которые по своей сути могут быть восстановителями. При сравнении пахотной темно-каштановой почвы и её целинного аналога величины степени внутримолекулярной окисленности были равновелики, что, по всей видимости, связано с климатическими особенностями формирования данного типа почв.

4. Коллоидно-химические свойства гуминовых веществ в почвах разных природных зон Европейской части СНГ.

Г'уминовые вещества (ГВ) обладают коллоидными свойствами (Гедройц, 1912; Соколовский, 1919; Ьрздфильд. 1936; Кравков, 1937; Маттсон, 1938; 1'еммерлинг, 1952; Александрова, 1955; Роде, 1955; Антипов-Каратаев и др., 1956; Ремезов, 1957; Крупский, Лактионов. 1959; Горбунов, 1967; 1974, Хан, 1969; и др.). Кинетически устойчивыми единицами коллоидных дисперсных

систем ГВ являются рыхлые физически и неоднородные химически ассоциа-ты — глобулы (Лиштван и др., 1976). Гуминовые вещества представляют собой неустойчивые отрицательно заряженные образования, в которых кислотные функциональные группы постепенно диссоциируют с увеличением pi I [Swift, 1996].

Специфической особенностью ГВ, как коллоидных систем, является их гетерогенность — неоднородность состава и свойств отдельных фракций и пределах каждой группы гумусовых кислот при сохранении общего тин,: строения, характерного дтя них в целом (Александрова, 1955; 1970). Другой качественной характеристикой ГВ является порог агрегативной неустойчиво сти — такая концентрация гумусовых кислот, при которой в сильно кислых растворах (pH ~ 1) начинают протекать процессы самопроизвольною образования ассоциатов из более мелких молекул (Попов, Бурак, 1998).

4.1. Средневзвешенная молекулярная масса гуминовых веществ основных типов почв Европейской части СНГ.

Основными причинами различий в молекулярно-массовом распределении гуминовых веществ являются: неоднородность состава гумифнцирум-шихся органических остатков, стадийность процесса гумификации, различие условий, в которых они протекают, а также реакции взаимодействия образующихся гумусовых кислот с компонентами минеральной части почвы и особенностями поведения гумусовых кислот в момент их исследования (Александрова, Назарова, 1978). Кроме того, большие расхождения в значениях молекулярных масс гумусовых кислот могут быть также связаны с особенностями поведения гумусовых кислот в момент их исследования (Ghosh, Schnitzer, 1980; Орлов, 1990; Swift. 1996; Perminova et al., 1998; 2001; Перми-нова. 2000; и др.).

Было установлено (см.: табл. 5), что величина средневшешенной молекулярной массы (ММ) гумусовых кислот первой фракции в верхнем (15-20-ти см) слое исследованных целинных почв была равновеликой, находясь в диапазоне от 7,1 до 10,2 кДа. Сельскохозяйственное использование этих почв способствовало возрастанию ММ — до 10,5-16,9 кДа. Причем наибольшей ММ характеризовались гумусовые кислоты пахотного и приплужного слоя темно-каштановой почвы (16,9 и 22,1 кДа, соответственно). Факт увеличения молекулярной массы ГВ, по-видимому, связан с тем, ню пахотные почвы теряют влаги больше, чем их целинные аналоги, в результате коллоиды ГВ, будучи эластичными студнями (Лиштван и др., 1976), при потере влаги сжимаются, и за счет межмолекулярных взаимодействий происходил poei их ММ.

Молекулярная масса второй фракции гумусовых кислот была наибольшей (22,8 к Да) в дерново-карбонатной почве, наименьшей (9.2 кДа) — в чернозёме шпичном и вновь возрастала ( 17,8 кДа) в темно-каштановой почве Оакжс в верхнем 15-20-ти см слое). Было выявлено, чю » целинном н пачоi-ном черно )ёма\ 1иппчпы\ ММ в горой фракции ГВ uoipaciaju шик по профилю, а в обоих случаях !емно-кашгановы\ почв — снижалась. 1 а кос разли-

чис, вероятно, связано с более жесткими окислит ел i.no-леструкиионными процессами в нижней части профиля сучостепных почв, но сравнению с аналогичной часп>ю почв лесостепи Сельскохозяйс! венное освоение рассматриваемых почв практически не повлияло на величину ММ гумусовых кисло' второй фракции.

Закономерность изменения величины ММ третьей фракции гумусовых кислоI исследованных почп (в верхнем слое) была такой же как и в случае ГВ второй фракции — наименьшей (9,6 кДа) — в черноземе типичном и наибольшей (13,3 и 14,9 кДа)— в дерново-карбонатной и темно-каштановой почвах, соответственно. Сельскохозяйственное освоение привело к снижению ММ третьей фракции гумусовых кислот в дерново-карбонатной почве, к BospaciatiMio— в чернозёме типичном и практически не произошло изменений— в темно-каштановой почве. Вниз по профилю целинных и пахотных как черноземов типичных, так и темно-каштановых почв наблюдалось увеличение ММ гумусовых кислот По всей видимости, ГВ, связанные с железом, подвергаются деструкционным процессам юра »до медленнее, чем I В второй фракции.

4.2. Flopoi ai pcraiHBiioii неусгончивоеш гуминовых BemeciB основных типов почв Европейской части СИ!.

С позиций коллоидной химии гуминовые вещества представляют собой дисперсные системы с высокоразвитой поверхностью (Кононова, 1963; Лиш-тван и др., 1976; Лактионов, 1978, и др.). при этом гуминовые вещества можно разделить на (уминовые кислоты и фульвокислоты благодаря разному порогу агрегативной устойчивости этих соединений (Попов, 2004). Наибольшей величиной порога агрегативнои неусюйчивости обладают молекулы ГВ, имеющие наибольшее число гидрофильных функциональных групп При добавлении в горячий (70-80°С) силыюкислый (pH - 1) буферный раствор небольших порций щелочного раствора гумусовых кисло! с известной концентрацией углерода, можно определить точку, при которой начинается образование ассоциатов молекул (в виде проявления легкой мути), характеризующую порогагрегативной неустойчивости (ПАН).

Выявлено (см.: табл. 5), что величина ПАП гумусовых кислот первой и третей фракций уменьшалась от дерново-карбонатных типичных почв к темно-каштановым. Вниз по профилю значения ПАН гумусовых кислот третьей фракции и в чернозёмах, и в темно-каштановых почвах снижались. Сельскохозяйственное освоение изучаемых почв привело к незначшельному уменьшению величин ПАН гумусовых кисло! 1-й и 3-й фракций

Величины ПАН гумусовых кислот в юрой фракции были наибольшими в черноземе типичном, наименьшими в дерново-карбонатных почвах и промежуточными— в темно-каймановых почвах (в верхнем слое). С глубиной почвенного профиля целинного и маминою чернозёмов типичных наблюдалось снижение ПЛИ эти фракции ГВ, а в обоих счучлях темно-кашишовых почв- - возраскнше Данное явление мы мкже пзязывлем с разной ни ген-

сивностью протекания окислительной деструкции: в чернозёмах — слабее, а в каштановых почвах — сильнее.

Сельскохозяйственное освоение исследованных почв практически не повлияло на величину ПАН гумусовых кислот второй фракции в дерноно-карбонатных почвах и привело к увеличению значений этой характеристики гумусовых кислот в чернозёмах типичных и к уменьшению— в темно-каштановых почвах.

Также было установлено, что в дерново-карбонатных почвах величины ПАН гумусовых кислот возрастали от 1-й к 3-й фракции, а чернозёмах типичных и темно-каштановых почвах максимум величин ПАН приходился на вторую фракцию ГВ.

4.3. Сопоставление молекулярно-массового распределения, порога агрегативнон неустойчивости и групповым составом фракций.

Результаты сопоставления средневзвешеной молекулярной массы с величиной порога агрегативной неустойчивости гумусовых кислот показали что с увеличением ММ происходило снижение ПАН гумусовых кислот. Среди выбранных для исследования почв, наибольшая величина ПАН наблюдалась у гумусовых кислот в дерново-карбонатной типичной почве при наименьшей ММ Наименьшая величина ПАН — у Г"В темно-каштановой пахотной почвы, характеризующихся наибольшей молекулярной массой. Значения линейных коэффициентов корреляции (г) подтвердили существование значимой тесной обратной взаимосвязи между величинами средневзвешенной ММ и ПАН гумусовых кислот 1-й фракции (г = - 0,71); 2-й (г = — 0,73) и 3-й фракции (г = - 0,63) для всех исследованных типов почв. При этом для всего массива данных взаимосвязь между величинами ММ и ПАН гумусовых кислот была средней обратной (г = - 0,59).

Повышение величины ПАВ гумусовых кислот свидетельствует об увеличении фульвашости гумуса, гак как в растворе гумусовых кислот умет, шается доля молекул, способных к агрегированию в сильнокислой среде, т е гуминовых кислот. Для дополнительной характеристики в таблице 5 представлены групповой состав (отношения С| к/Сфк) в разных фракциях ГВ.

Обнаружено, что отношение С| к-|/СфК|а, | расширялось (хотя и не превышало 1) от дерново-карбонатных типичных почв к темно-каштановым Вниз по профилю доля ГК резко уменьшалась. Исключение составлял пахотный аналог чернозёма типичного, в нём с глубиной относительно возрастала доля ГК. Сельскохозяйственное освоение изучаемых почв способствовало возрастанию доли Сфк|.,< I в составе первой фракции ГК.

Вследствие того, что все рассматриваемые почвы сформировались на карбонатных породах, во 2-й фракции, связанной с кальцием, было выявлено наибольшее широкое отношение С|к УСфК.;. Чип) по профилю исследованных почв доля ГК во 2-й фракции ГВ также уменьшалась. Исключение составлял пахотный аналог темно-каштановой почвы, в нём с I |\бинои во фас-тала доля ГК. Сельскохозяйственное освоение дерново-карбонагны\ и темно-

каштановых почв способствовало возрастанию доли С!в составе второй фракции ГВ. На групповой состав второй фракции ГВ чернозёмов типичных распашка практически не повлияла.

Таблица 5. Усреднённая молекулярная масса и агрегативнан неустойчивость смеси гумусовых кислот (ГК + ФК) разных типов почв

Глубина взятия образцов, см 1-я фракция 2-я фракция 3-я фракция

Молекулярная масса, тысяч дальтон Порог агрегативной неустойчивости. С мг/л а X е X е и "X Молекулярная масса, тысяч дальтон Порог агрегативной неустойчивости, С мг/л п и и Молек\лярная масса, тысяч дальтон Порог агрегативной неустойчивости, С мг/л О О

Дерново-карбонатная типичная почва 105.6 2.0

1-15 7,1 | 69,3 0,3 22.8 I 19,8 1 2.7 13,3

Дерново-карбонатная типичная пачогная почва

1-15 12,5 56,5 | 0,4 18,9 17,1 3,7 5,6 93.1 | 1,6

Чернозём типичный

8-20 30-40 40-50 8,3 46,8 0,7 0,3 0,1 9,2 13,6 16.3 64,7 59,1 36,5 8,2 7,9 3,0 9,6 12,8 13,4 48,3 43,7 31,5 1,0 1,0 1.1

Чернозём типичный пахотный 0,9 1.0 1,1

0-20 20-40 40-60 10,5 41,0 0,4 0,6 0.8 11.6 16,4 20,0 82,5 65,7 50.3 8.3 3.8 2,5 12,0 20,8 15,4 38.7 36.9 24.8

Темно-каштановая почва

1-20 20-35 35-45 10,2 13,7 21,4 18,3 1,0 0,1 0 17,8 10,2 11,8 36.0 54,3 62.1 1,4 2.0 1.2 14,9 19,4 21,1 15.2 13.3 12,6 0,8 М 1,1

Темно-каштановая пахотная почва

0-20 16,9 17,5 0.7 17,1 24,3 1,8 13,2 13,3 1,2

20-30 22,1 15,6 0,2 15,7 35.0 10.7 20.5 12.8 1.5

Примечание. Прочерки характеризую! нево!можиосп> определения агрега-тивной неустойчивости ГВ ввиду недосгаючною их содержания в исходной вытяжке

В третьей фракции ГВ преобладание ГК над ФК было обнаружено только в дерново-карбонатных почв, что, очевидно, связано с высоким содержанием полуторных окисидов и глинистых минералов в профиле данных почв, причем распашка почв данного типа приводила к сужению С\ кл/Сфк-^. В чернозёмах и темно-каштановых почвах отношение С) к-з/Сфк.э вниз по профилю практически не менялось. Сельскохозяйственное использование чернозёмов не оказало влияния на групповой состав 2-й фракции ГВ. В свою очередь, в темно-каштановых почвах антропогенное воздействие привело к относительному уменьшению ФК, по-видимому, за счет их более быстрой деструкции.

К сожалению существенных взаимосвязей между групповым составом (С1к/С<рк) и ММ или величиной ПАН нами не установлено, так как тип гумуса обусловлен географическими закономерностями, а агрегативная неустойчивость гуминовых веществ — их коллоидно-химическими свойствами.

Таким образом, наличие обратной взаимосвязи между значениями ММ и ПАН — подтверждают, что гуминовые вещества способны образовывай» структурированные коллоидные мицеллы.

По нашему мнению, величина порога агрегативной неусюйчивости г>-миновых веществ может служить дополнительной характеристикой гумусно го состояния почв, отражающей коллоидно-химические свойства гумусовыч кислот.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В целом, гумусное состояние исследованных почв, развитых на карбонатной породе, соответствовало зональным особенностям формирования гумусовых профилей почв таежно-лесной, лесостепной и степной зон. Тип гумуса изученных почв — фульватно-гуматиый.

2. Сельскохозяйственное использование дерново-карбонатных типичных почв на состав гумуса не оказало значительного влияния, а способствовало существенному снижению содержания азота по всему профилю и восстановлению органического вещества верхней толщи по сравнению с целинным аналогом. В пахотном слое, по сравнению с гумусово-аккумулятивным горизонтом, увеличилась степень гумификации, в составе гуминовых кислот возросли доли агрономически ценных 1-й и 2-й фракций, и уменьшилась доля ГК-3.

3. Распашка чернозёмов типичных привела к уменьшению относительного содержания гуминовых кислот в верхней 60-ти сантиметровой толще. В гумусовом профиле целинного чернозёма ГК-2 было больше, чем в пахотном аналоге. Относительное содержание ГК-3 в составе гумуса с глубиной в целинном чернозёме снижалась, а в пахотном чернозёме было равновеликим. Освоение способствовало снижению окисленности органического вещества верхней толщи пахотных почв относительно их целинных аналогов. В пахотном слое, по сравнению гумусовым горизонтом снизилось содержание гумуса, уменьшилась степень гумификации органического вещества (СцУС,,,,,,,) и в составе гуминовых кислот уменьшилась доля ГК-! и по ¡росла доля 1 К-1, тогда как доля 2-й фракции не ишенплась

4. Антропогенное влияние на темно-кашгановые почвы привело к возрастанию в составе гумуса доли гуминовых кислот всех фракций, по сравнению с целинными аналогами. В пахотной темно-каштаповой почве по сравнению с целинным аналогом увеличились запасы гумуса в 50-см толще — с 143,4 до 184,0 г/га, другие показатели гумусного состояния практически не изменились.

5. Во всех исследованных почвах с глубиной степень внутримолекулярной окисленности гумуса увеличивается, между последней и содержанием гумуса выявлена обратная тесная существенная корреляция (г = - 0,84)

6 Средневзвешенная молекулярная масса гумусовых кислот первой фракции в верхнем слое исследованных целинных почв была равновеликой Молекулярная масса второй и третьей фракций гумусовых кислот была наибольшей в дерново-карбонатной почве, наименьшей — в чернозёме типичном и вновь возрастала в темно-каштановой почве. В целинном и пахотном чернозёмах типичных молекулярная масса второй фракции ГВ возрастала вниз по профилю, а в обоих случаях темно-каштановых почв — снижалась Сельскохозяйственное использование почв привело к возрастанию молекулярной массы гумусовых кислот 1-й фракции и практически не повлияло на молекулярную массу гуминовых веществ 2-й фракции: молекулярная масса 3-й фракции гумусовых кислот снизилась в дерново-карбонатной почве, возросла— в черноземе типичном и практически не изменилась— в темно-каштановой почве

7. Порог arperaгивной неустойчивости представляет собой дополнительную характеристику коллоидно-химических свойств гуминовых веществ Выявлено, что величина порога агрегативной неустойчивости гумусовых kii-cjioi 1 -й и 3-й фракций уменьшалась от дерново-карбонатных типичных почв к темно-каштановым. Эта же характеристика 3-й фракции гуминовых веществ снижалась вниз по профилю в чернозёмах типичных и в темно-каштановых почвах. Сельскохозяйственное освоение изучаемых почв привело к незначительному уменьшению величин порога агрегативной неустойчивости гумусовых кислот 1-й и 3-й фракций.

8. Величины порога агрегативной неустойчивости гумусовых кислот второй фракции были наибольшими в чернозёме типичном, наименьшими — в дерново-карбонатных почвах и промежуточными— в темно-каштановых почвах (в верхнем слое). С глубиной почвенного профиля целинного и пахотного чернозёмов типичных наблюдалось снижение порога агрегативной неустойчивости этой фракции ГВ, а в обоих случаях темно-каштановых почв -возрастание.

9 В дерново-карбонатных почвах величины порога агрегативной неустойчивости 1умусовы\ кислот тзо врастали от 1-й к 3-й фракции, а черно томах шпичных и темно-каштановых почвах максимум величин приходился на в гору то фракцию ГВ.

10 Установлено, что с увеличением молекулярной массы происходило снижение величины порога arpeiатииной неустойчивости но всех фракциях тумусовых кислот

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАН! 1ЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Попов А. И., Лунева А. С. Коллоидно-химические свойства гуминовых веществ в почвах разных природных зон РФ// Сб. науч трудов С.-Петерб. Гос. Аграрного ун-та.- СПб., 2002. С. 34-37.

2. Лунева А. С., Попов А. И., Федорос Е. И. Молекулярно-массовое распределение и агрегативная неустойчивость (уминовых веществ основных типов почв Европейской части России// Сб. науч. трудов С.-Петерб. Гос. Аграрного ун-та.-СПб., 2003. С. 41-47.

3. Лунева А. С., Попов А. И. Взаимосвязь между агрегативной неустойчивостью и молекулярной массой гуминовых веществ// Почвы— национальное достояние России: Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов: В 2-х кн.- Новосибирск: Наука-Центр, 2004,- С. 529.

4. Лунева А. С., Кузнецова О. А. Связь агрегативной неустойчивости и молекулярной массы гуминовых веществ//1 уминовые вещества в биосфере/ Те} докл 3-й Всерос. конф. (Санкт-Петербург, 1-3 марта 2005 г ) - СПб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2005. С. 179-180.

5. Лунёва А С.. Попов А. И., Федорос Е. И. Гумусное сосюяние основных типов юналышх почв, развитых на карбонатных породах// Сб. на\ч трудор С.-Петерб. Гос. Аграрного ун-та.- СПб., 2005 (в печати).

Подписано в печать 06.05.05. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 51

Типография Издательства СПбГУ. 199061, С-Петербург, Средний пр., 41.

»

1

t i

РНБ Русский фонд

2007-4 400

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Лунева, Антонина Сергеевна

Введение.

1 .Современные представления о почвенном органическом веществе. 5 1.1 .Органическое вещество почв.

1.1.1. Неспецифические соединения органического вещества почв.

1.1.2. Гуминовые вещества. 8 1.1.2а. Состав молекул гуминовых веществ. 13 1.1.26. Функциональные группы гуминовых веществ. 15 1.1.2в. Молекулярная масса гуминовых веществ. 18 1.1.2г.гуминовые вещества - коллоиды.

2.0бъекты и методы исследования.

2.1 Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

3. Гумусное состояние основных типов почв. 38 3.1 Дерново-карбонатные почвы.

3.2. Черноземы типичные.

3.3. Темно-каштановые почвы. 56 3.4.0рганическое вещество гумусово-аккумулятивных горизонтов и пахотных слоев почв, развитых на карбонатных породах

4. Коллоидно-химические свойства гуминовых веществ разных природных зон Европейской части СНГ

4.1. Средневзвешенная молекулярная масса гуминовых веществ основных типов почв Европейской части СНГ 76 . 4.2. Порог агрегативной неустойчивости гуминовых веществ разных типов

4.3. Сопоставление молекулярно-массового распределения, порога агрегативной неустойчивости и групповым составом фракций

Выводы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Гумусное состояние и коллоидно-химические свойства гуминовых веществ почв Европейской части СНГ, развитых на карбонатных породах"

В настоящее время коллоидному состоянию гуминовых веществ посвящено относительно мало литературы, хотя его изучение позволяет выявить важные функции этих специфических органических соединений. Основной способ разделения гумусовых кислот на гуминовые кислоты и фульвокислоты основан на разной растворимости тех или иных групп гуминовых веществ в водных растворах минеральных кислот и щелочей. Это разделение обусловлено проявлением разной агрегативной устойчивости специфических соединений в зависимости от концентрации гумусовых кислот, величины водородного показателя (рН) и ионной силы раствора (Попов, Бурак, 1998). Потеря агрегативной устойчивости частиц дисперсной фазы приводит к их коагуляции (Фролов, 1988). Данное явление, в частности, наблюдается при осаждении гуминовых кислот в сильно кислой среде, поскольку из гумусовых кислот именно гуминовые кислоты представляют собой наиболее агрегативно неустойчивую систему. В связи с тем, что оценка агрегативной неустойчивости гуминовых веществ позволяет более точно, чем существующий параметр — отношение Сгк/Сфк, оценить качественный состав гумуса почв, выбранное направление является актуальным.

Целью настоящей работы было охарактеризовать гуминовые вещества зональных типов почв Русской равнины, развитых на карбонатных породах.

В соответствии с целью задачи исследования были следующими:

1) охарактеризовать состав гумуса зональных типов почв;

2) определить агрегативную неустойчивость гуминовых веществ;

3) определить молекулярные массы гуминовых веществ.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СПбГАУ 2001, 2002, 2003 годов, на международной конференции студентов и аспирантов: «Ломоносов-2001» г. Москвы, и на

3-м Делегатском съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2005).

Публикации. По материалам исследования опубликовано 5 работ.

Объем работы. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 разделов, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа содержит 4 таблицы, иллюстрирована 54 рисунками.

Работа была выполнена в 2000-2004 годах на кафедре почвоведения Санкт-Петербургского государственного аграрного университета и в лаборатории биохимии почв Биологического НИИ Санкт-Петербургского государственного университета под руководством И. Н. Донских доктора сельскохозяйственных наук, профессора кафедры почвоведения СПбГАУ и А. И. Попова кандидата сельскохозяйственных наук, доцента кафедры почвоведения и экологии почв СПбГУ, которым автор выражает искреннюю признательность.

Автор также благодарит за содействие в проведении аналитических работ сотрудников лабораторий биохимии почв и генезиса почв БиНИИ СПбГУ, а также коллектив кафедры почвоведения СПбГАУ за дружескую поддержку во время работы над диссертацией.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Лунева, Антонина Сергеевна

Выводы

1. В целом, гумусное состояние исследованных почв, развитых на карбонатной породе, соответствовало зональным особенностям формирования гумусовых профилей почв таежно-лесной, лесостепной и степной зон. Тип гумуса изученных почв — фульватно-гуматный.

2. Сельскохозяйственное использование дерново-карбонатных типичных почв на состав гумуса не оказало значительного влияния, а способствовало существенному снижению содержания азота по всему профилю и восстановлению органического вещества верхней толщи по сравнению с целинным аналогом. В пахотном слое, по сравнению с гумусово-аккумулятивным горизонтом, увеличилась степень гумификации, в составе гуминовых кислот возросли доли агрономически ценных 1-й и 2-й фракций, и уменьшилась доля ГК-3.

3. Распашка чернозёмов типичных привела к уменьшению относительного содержания гуминовых кислот в верхней 60-ти сантиметровой толще. В гумусовом профиле целинного чернозёма ГК-2 было больше, чем в пахотном аналоге. Относительное содержание ГК-3 в составе гумуса с глубиной в целинном чернозёме снижалась, а в пахотном чернозёме было равновеликим. Освоение способствовало снижению окисленности органического вещества верхней толщи пахотных почв относительно их целинных аналогов. В пахотном слое, по сравнению гумусовым горизонтом снизилось содержание гумуса, уменьшилась степень гумификации органического вещества (Сгк/Собщ.) и в составе гуминовых кислот уменьшилась доля ГК-1 и возросла доля ГК-3, тогда как доля 2-й фракции не изменилась.

4. Антропогенное влияние на темно-каштановые почвы привело к возрастанию в составе гумуса доли гуминовых кислот всех фракций, по сравнению с целинными аналогами. В пахотной темно-каштановой почве по сравнению с целинным аналогом увеличились запасы гумуса в 50-см толще— с 143,4 до 184,0 т/га, другие показатели гумусного состояния практически не изменились.

5. Во всех исследованных почвах с глубиной степень внутримолекулярной окисленности гумуса увеличивается, между последней и содержанием гумуса выявлена обратная тесная существенная корреляция (г = -0,84).

6. Средневзвешенная молекулярная масса гумусовых кислот первой фракции в верхнем слое исследованных целинных почв была равновеликой. Молекулярная масса второй и третьей фракций гумусовых кислот была наибольшей в дерново-карбонатной почве, наименьшей— в чернозёме типичном и вновь возрастала в темно-каштановой почве. В целинном и пахотном чернозёмах типичных молекулярная масса второй фракции ГВ возрастала вниз по профилю, а в обоих случаях темно-каштановых почв — снижалась. Сельскохозяйственное использование почв привело к возрастанию молекулярной массы гумусовых кислот 1-й фракции и практически не повлияло на молекулярную массу гуминовых веществ 2-й фракции; молекулярная масса 3-й фракции гумусовых кислот снизилась в дерново-карбонатной почве, возросла — в чернозёме типичном и практически не изменилась — в темно-каштановой почве

7. Порог агрегативной неустойчивости представляет собой дополнительную характеристику коллоидно-химических свойств гуминовых веществ. Выявлено, что величина порога агрегативной неустойчивости гумусовых кислот 1-й и 3-й фракций уменьшалась от дерново-карбонатных типичных почв к темно-каштановым. Эта же характеристика 3-й фракции гуминовых веществ снижалась вниз по профилю в чернозёмах типичных и в темно-каштановых почвах. Сельскохозяйственное освоение изучаемых почв привело к незначительному уменьшению величин порога агрегативной неустойчивости гумусовых кислот 1-й и 3-й фракций.

8. Величины порога агрегативной неустойчивости гумусовых кислот второй фракции были наибольшими в чернозёме типичном, наименьшими — в дерново-карбонатных почвах и промежуточными — в темно-каштановых почвах (в верхнем слое). С глубиной почвенного профиля целинного и пахотного чернозёмов типичных наблюдалось снижение порога агрегативной неустойчивости этой фракции ГВ, а в обоих случаях темно-каштановых почв — возрастание.

9. В дерново-карбонатных почвах величины порога агрегативной неустойчивости гумусовых кислот возрастали от 1-й к 3-й фракции, а чернозёмах типичных и темно-каштановых почвах максимум величин приходился на вторую фракцию ГВ.

10. Установлено, что с увеличением молекулярной массы происходило снижение величины порога агрегативной неустойчивости во всех фракциях гумусовых кислот.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Лунева, Антонина Сергеевна, Санкт-Петербург-Пушкин

1. Александрова Л.Н. Гумусовый режим пахотных дерново-подзолистых почв и пути его регулирования// Гумус и почвообразование/ Науч.труды Ленингр.с.-х. ин-та.- Л.-Пушкин, 1977.- Т. 329.- С. 3-16.

2. Александрова Л.Н. Процессы гумусообразования в почве// Гумусовые вещества почвы (их образование, состав, свойства и значение в почвообразовании и плодородии)/ Записки Ленингр. С.-х. Ин-та.- Л.Пушкин, 1970.-Т. 142.- С-26-82.

3. Александрова Л.Н. Некоторые дискуссионные вопросы механизма гумификации органических остатков в почве// Гумус и почвообразование/ Записки Ленингр. с.-х. ин-та.- Л.-Пушкин, 1975.- Т. 269.- С. 8-22.

4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации.- Л.: Наука, 1980.- 287 с.

5. Александрова А.Н., Буданов В.В., Нищенкова Л.Г. Коллоидная химия.-ИХТИ, 1986.-89 с.

6. Александрова Л.Н., Надь М. О природе органо-минеральных коллоидов и методах их изучения// Почвоведение.- 1958.- № 10.- С. 21-27.

7. Александрова Л.Н., Назарова А.В. Гетерогенность гуминовых кислот и её происхождение// Проблемы почвоведения/ Советские почвоведы к 11 Междунар. конгрессу в Канаде, 1978 г.- М.: Наука, 1978.- С. 48-52.

8. Александрова Л.Н., Назарова А.В. О трансформации гуминовых кислот в почве// Тезисы докл. 6-го Делегат, съезда Всесоюз. общ-ва почвоведов, Тбилиси, 1981, Кн. 2.- Тбилиси, 1981.- С. 3-4.

9. Алиев С.А. Экология и энергетика биохимических процессов превращения органического вещества почв.- Баку: ЭЛМ, 1978.- 253 с.

10. Андреева И.М. Процессы превращения гумусовых веществ в почве/ Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. с.-х. наук.- Л.-Пушкин, 1966.- 19 с.

11. Антипов-Каратаев И.Н., Келлерман В.В., Горбунов Н.И. О коллоидно-химической природе почвенного агрегата// Труды Третьей Всесоюзн. конф. по коллоидной химии.- М., 1956.- С. 171-181.

12. Арвисто Э. Разложение и превращение органического вещества в дерново-карбонатных и бурых почвах.-В кн.: Сборник научн. Трудов Эстонской с.-х. Академии.Тарту,1970.

13. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970-487с.

14. Арчегова И. Б. Гумусообразование на севере Европейской территории СССР.- Л.: Наука, 1985.- 135 с.

15. Балезин, С.А. Основы Физической и коллоидной химии. М: Просвещение, 1975.-392 с.

16. Биологический энцеклопедический словарь/ Гл.ред. М.С.Гиляров; Редкол.: А.А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А.Заварзин и др.- М.: Сов.энциклопедия, 1986.

17. Брэдфильд Р. Новейшие исследования в области почвенных коллоидов и значение их для классификации почв// Почвоведение.- 1936.- № 3.- С. 382390.

18. Ваксман С.А. Исследования по разложению органических веществ и образованию гумуса почв// Почвоведение.- 1936.- № 1.- С. 145-146.

19. Ваксман С. А. Гумус: происхождение, химический состав и его значение в природе.- М.-Л.: Сельхозгиз, 1937.- 471 с.

20. Вигнер Г. Избранные работы. М.: Сельхозгиз, 1941. 312 с.

21. Вильяме В. В. Разделение и количественное определение перегнойных кислот почвы// Известия Моск. с.-х. акад. им. К. А. Тимирязева.- 1965.-Вып. 2.- С. 126-141.

22. Возбуцкая А. Е. Химия почв/ Изд-ние 3-е, испр. и доп./ Под ред. Д. Л. Аскинази/ Учебное пособие.- М: Высшая школа, 1968.- 427 с.

23. Волощук В.М. Процессы коагуляции в дисперсных системах.- Л., Гидрометеоиздат, 1975.-320 с.

24. ВольноваА.И., Мирчинк Т.Г. Образование почвенными грибами пигмента, сходного с фракцией гуминовой кислоты Р-типа// Вестник Московск. Унта.-1972,-Серия 6.-биол.,почвоведение.-№2.-С.64-67.

25. Гаджиев И.М. Методические и методологические аспекты почвоведения.-Новосибирск.: Наука, 1988.- 169 с.

26. Гедройц К.К. Коллоидная химия в вопросах почвоведения. 1. Коллоидные вещества в почвенном растворе. Образование соды в почве. Щелочные солонцы и солончаки// Журнал опытной агрономии.- 1912,- Т. 13.- Кн. 3.-С. 363-420.

27. Гедройц К.К. Учение о поглотительной способности почв. Петроград: РИКНКЗ, 1922. 56 с.

28. Гельцер Ф.Ю. Значение микроорганизмов в образовании перегноя и прочности структуры почв.-М.: Сельхозгиз, 1940.-190с.

29. Геммерлинг В.В. Опыт характеристики гумусовых веществ почвы на основании их коллоидно-химических свойств// Учён, записки Моск. унта.- 1952.- Вып. 141.- С. 15-36.

30. Герасимов И.П., Глазовская М.А. Основы почвоведения и географии почв. -М. :Географгиз, 1960.-490с.

31. Глебова Г.И. Гиматомелановые кислоты почв.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985.- 75 с.

32. Глинка К.Д. Дисперсные системы в почве. JL: КПТТ "Образование", 1924. 79 с.

33. Горбунов Н.И. Почвенные коллоиды и их значение для плодородия. М.: Наука, 1967.- 160 с.

34. Горбунов Н.И. Минералогия и коллоидная химия почв.- М.: Наука, 1974.- 314 с.

35. Горбунов Н.И. Взаимодействие органических веществ с компонентами почв// Почвоведение.-1981.- № 7.- С. 39-48.

36. Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества: Строение, функции, механизм действия, протектор, свойства, экологическая роль/ Нац. акад. Наук Украина, Ин-т проблем природопользования и экологии.-Киев: Наукова думка, 1995.-303 с.

37. Гришина JI.A. Гумусообразование и гумусное состояние почв.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986.- 242 с.

38. Гришина J1.A., Орлов Д.С. Система показателей гумусного состояния почв// Проблемы почвоведения/ Советские почвоведы к 6 Между нар. конгрессу почвоведов в Канаде, 1978 г.- М.: Наука, 1978.- С. 42-47.

39. Данильчик Н.И. Изучение условий образования, химических свойств и биологической активности меланинового пигмента Azotobacter chroococcum/ Автореф. Дисс. .канд.биол. наук.-Вильнюс: Вильнюский гос.ун-т, 1972.-18с.

40. Дергачева М.И. Органическое вещество почв: статика и динамика (на примере Западной Сибири).- Новосибирск: Наука, 1984.- 152 с.

41. Дергачева М.И. Гумус почв: свойства, формирование, функционирование// Тезисы докл. VIII Всесоюзн. съезда почвоведов (14-18 августа 1989 г., Новосибирск)/ Кн. 2.- Новосибирск: Изд-во ин-та почвоведения и агрохимии СО АН СССР, 1989.- С. 34.

42. Дергачева М.И. Динамичность как одно из свойств гумуса// Современные проблемы гумусообразования.-Сыктывкар,1986.-С.61-88.

43. Дергачева М.И. Экологические функции гумуса/ Гуминовые вещества в биосфере/ Тезисы докл. II Междунар. конф. (Москва, 3-6 февраля 2003).-М.- СПб: Изд-во С.- Петербург, ун-та.- С. 13-14.

44. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок.- М., Наука, 1986.-204 с.

45. Дзержинская И.С. Особенности процесса деструкции некоторых форм лигнина в условиях повышенной микробиологической активности//

46. Гуминовые вещества в биосфере/ Биологические науки/ Науч. докл. высш. школы.- 1991.- № 10 (334).- С. 37-43. Дзядовец Г. Некоторые энергетические явления в процессах гумификации//

47. Почвоведение.- 1979.- №11.- С. 68-75. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения: Учеб. пособ./

48. Изд. 2-е, испр. и доп.- М.: Просвещение, 1976.- 288 с. Добровольский В.В. Основы биогеохимии/ Учеб. пособ.- М.: Высшая школа, 1998.-413 с.

49. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований)/ Изд-ние 4-е, перераб. и доп.- М.: Колос, 1979.- 416 с.

50. Новосибирск,2000.-71 с. Заплишный В.Н. Физическая и коллоидная химия. Краснодар,2001.-343с. Запрометова К.М., Мирчинк Т.Г., Орлов Д.С.,Юхнин А.А. Характеристика черных пигментов темноокрашенных грибов// Почвоведение.-1971.-№7,-С.22-30.

51. Звягинцев Д.Г., Мирчинк Т.Г. О природе гуминовых кислот почв//

52. Почвоведение.-1986.-№5.-С.68-75. Зимон А.Д. Мир частиц: коллоидная химия для всех; АН СССР,-М. Наука,1988.-191с.

53. Зонтаг Г., Штренге К. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем. Л.,Химия,1973.-150 с.

54. Кагановский А.Н. Влияние электролитов на мицеллообразование гуминовых и апокреновых кислот и на адсорбцию их из водных растворов// Коллоидн. журн. 1962. Т. 24. № 1.

55. Кировская И.А. Коллоидная химия. Поверхностные явления. ОМГТУ, 1998.176 с.

56. Ковда В.А. Почвоведение.-М.:Высшая школа, 1988,часть 2.-400с.

57. Конюхов В.Ю. Полимеры и коллоидные системы. М: МГУПД999. 100 с.

58. Комиссаров И.Д. Обработка почвы и трансформация органического вещества в ней// Проблемы земледелия. М.Д978.-С. 171-178.

59. Комиссаров И. Д., Логинов Л. Ф. К вопросу о молекулярной массе гуминовых кислот// Гуминовые препараты/ Науч. труды Тюменского с.-х. ин-та.-Тюмень, 1971.-Т. 14.- С. 125-130.

60. Комиссаров И.Д., Логинов Л.Ф., Стрельцова И.Н. Спектры поглощения гуминовых кислот// Гуминовые препараты/ Научн. Труды Тюменского с.-х. ин-та.-Тюмень, 1971.-Т.14.-С.75-90.

61. Кононова М.М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения.- М.: Изд-во АН СССР, 1963.-314с.

62. Кононова М.М. К изучению процесса новообразования гумусовых веществ// Почвоведение.-1944.-№ 10.-С.456-470.

63. Кононова М.М. Проблемы почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1951.-391с.

64. Корольков И. И., Тягу нова 3. А., Парамонова Г. Д. О смолистых и коллоидных веществах гидролизатов// Сб. тр. ВНИИГС.- 1965.- Т. 14.- С. 21-28.

65. Кравков С.П. Почвоведение.- М.-Л.: Сельхозгиз, 1937.- 503 с.

66. Красовский И.В. Физическая и коллоидная химия,- Киев, 1983.-352 с.

67. Крупский Н.К., Лактионов Н.И. К вопросу о коллоидно-химических исследованиях гумуса чернозема как дисперсной системы// Тр. Укр. НИИ почвоведения.- 1959.- Т. IV.- С. 109-119.

68. Лактионов Н.И. Гумус как природное коллоидное поверхностно-активное вещество. Харьков, 1978.-25с.

69. Лактионов Н.И. Гуматная часть почвенного поглощающего комплекса: Лекция.- Харьков: Изд-во Харьковск. с.-х. ин-та им. В. В. Докучаева, 1980.- 27 с.

70. Лактионов Н.И. Формы связей гумуса с минеральной частью почв// Генезис и плодородие почв/ Сб. науч. трудов.- Харьков: Изд-во Харьковск. с.-х. инта им. В. В. Докучаева, 1982.- Т. 284.- С. 34-36.

71. Лактионов Н.И. Новое в понятии о гуматах и гумусовых кислотах// Плодородие почв и эффективность удобрений/ Сб. науч. трудов.- Харьков: Изд-во Харьковск. с.-х. ин-та им. В. В. Докучаева, 1984.- Т. 299.- С. 3-9.

72. Лактионов Н.И. Органическая часть почвы: Лекция.- Харьков: Изд-во Харьковск. с.-х. ин-та им. В. В. Докучаева.- 1988.- 30 с.

73. Ленинджер А. Биохимия.,- М.: Мир.,1976.- 957 с.

74. Лиштван И.И., Круглицкий Н.Н., Третинник В.Ю. Физико-химическая механика гуминовых веществ.- Минск: Наука и техника, 1976.- 262 с.

75. Лях С.П. Микробный меланиногенез и его функции.-М.: Наука, 1981.-274с.

76. Малама А.А. Физиологическая активность меланиновых пигментов// Материалы к микробиол. конф.-Вильнюс: Изд-во Литовского микробиол. Общ-ва, 1972.-С.40-41.

77. Малама А.А., Тернов В.И., Храменко Г.Б., Данильчик Н.И. Влияние меланиновых пигментов, образуемых микроорганизмами, на резистентность мышей к рентгеновскому облучению// Радиобиология.-1972.-Т. 12-№2.-С.289-291.

78. Малама А.А., Храменко Г.Б., Орлов Д.С., Юхнин А.А. Элементный состав и инфракрасные спектры меланиновых пигментов некоторых микроорганизмов// Известия АН СССР.-1975.-Серия биол.-№5.-С.766-768.

79. Манская С. M., Кодина Л. А. Геохимия лигнина М.: Наука, 1975.- 229 с.

80. Маттсон С. Э. Почвенные коллоиды. Сборник главнейших работ С. Маттсона/ Пер. с англ.- М.: Огиз Сельхозгиз, 1938,- 432 с.

81. Методологические и методические аспекты почвоведения.- Новосибирск: Наука, 1988.- 168 с.

82. Методические указания по определению содержания и состава гумуса в почвах (минеральных и торфяных)// Л.,1975.-105с.

83. Милановский Е.Ю., Шеин Е.В., Степанов А.А. Лиофильно-лиофобные свойства органического вещества и структуры почвы.// Почвоведение,-1993 .-№6.-с. 122-126.

84. Мирошник З.А. Поверхностные явления и дисперсные системы,- Липецк, ЛЭГИ, 2000.-376 с.

85. Мишустин А.И., Белоусова К.Ф. Коллоидная химия, М.: МГУИЭ,1999.-15 с.

86. Мишустин Е.Н, Драгунов С.С.Душинская О.И. Роль микроорганизмов в синтезе перегнойных соединений// Известия АН СССР.-1956.-Серия биол.-№6.-С.83-94.

87. Мурзаков Б.Г. Роль микроорганизмов в формировании гумусовых веществ// Успехи микробиологии.- М.: Наука, 1972.-Т.8.-С.208-223.

88. Мусил Я., Новакова О., Кунц К. Современная биохимия в схемах: Пер. с англ.- 2-е изд., исправл.- М.: Мир, 1984.- 216 с.

89. Надпорожская М.А. Моделирование трансформации органического вещества растительных остатков в почве/ Автореф. дисс. . канд. с.-х. наук.- СПб.: Санкт-Петербург, аграрный гос. ун-т, 2000.- 18 с.

90. Назарова А. В. Некоторые основные константы гуминовых кислот различного происхождения// Гумус и почвообразование/ Записки Ленинигр. с.-х. ин-та.- 1976.- Т. 269.- С. 43-52.

91. Назарова А. В. К характеристике азотистой части гуминовых кислот// Науч. тр. Ленинигр. с.-х. ин-та.- 1979.- Т. 383.- С. 3-12.

92. Найдёнова О. А. К вопросу о природе почвенного гумуса// Ученые записки Ленингр. ун-та.-1951.-№ 140.- Вып.27.- С. 17-22.

93. Новоторов А. Ц., Третинник В. Ю., Лозовская Н. Ф. Физико-химические исследования процессов структурирования гумусовых веществ// Stud. About Humus. Humus et Plant/ VII. Trans. Int. Symp. Brno, 1979. S. 1 1979.-P. 33-27.

94. Овчаренко Ф.Д. Мир опознанных величин. М: Знание, 1979.-64 с.

95. Одум Ю. Экология./Пер. с англ./ в 2-х т Т.1.- М.:Мир,1986.-328с.

96. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1974.-ЗЗЗс.

97. Орлов Д.С. Кинетическая теория гумификации и схема вероятного строения гуминовых кислот//Биологические науки.-1977.-№9.-С.5-16.

98. Орлов Д.С. Теоретические и прикладные проблемы химии гумусовых веществ // Итоги науки и техники/ Почвоведение и агрохимия/.-1979.-Вып.10.-С.58-132.

99. Орлов Д.С. Химия почв. М.:Изд. Моск. ун-та., 1985.-376с.

100. Орлов Д.С. Биогеохимические принципы и правила гумусообразования// Почвоведение.-1988.№7.-С.83-91.

101. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации.-М.: Изд-во Моск.ун-та,1990.-325с.

102. Орлов Д.С. Гуминовые вещества в биосфере// Соросовский образовательный журнал.-1997.-№2.-С.56-63.

103. Орлов Д.С. Почвенные фульвокислоты: история их изучения, значение и реальность.// Почвоведение.-1999.№9.-С.1165-1171.

104. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н.,Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации.//М.:Наука,1996.-254с.

105. Орлов Д.С., Гришина JI.A. Практикум по химии 1умуса.М.: Изд-во Моск. унта., 1981.-271с.

106. Орлова Н.Е., Плотникова Т.А. Содержание, состав и свойства 1умуса дерново-карбонатных почв. Межвузовский сборник: Гумус и почвообразование в Нечерноземной зоне. Ленинград, 1985.-С.13-31.

107. Орловская Т.Т. История возникновения и развития основных направлений коллоидной химии. Автореф. На соиск.уч.степ.кандидата хим. Наук. М.,1975.-20с.

108. Паников Н.С., Садовникова Л.К., Фридланд Е.Н. Неспецифические соеднения почвенного гумуса.-М.:Изд-во Моск.ун-та, 1984.-144с.

109. Пейве Я.В. Биохимия почв.М.:Сельхозгиз, 1961.-422с.

110. Перминова И. В. Анализ, классификация и прогноз свойств гумусовых кислот / Автореф. дисс. . доктора химич. наук.- М.: Моск. гос. ун-т, 2000.-50 с.

111. Пеньков Н.В. Коагуляционные процессы в дисперсных средах. МД992.

112. Плотникова Т. А., Орлова Н. Е. Использование модифицированной схемы Пономарёвой-Плотниковой для определения состава, природы и свойств гумуса почв // Почвоведение. 1984.- № 8.

113. Пономарева В.В. Теория почвообразовательного процесса (биохимические аспекты).- М.-Л., 1964.-380 с.

114. Пономарева В.В. Плотникова Т.А. Некоторые данные о степени внутримолекулярной окисленности 1умуса разных типов почв ( к вопросу о переводном коэффициенте с углерода на гумус)// Почвоведение. 1967.№7.С.85-95.

115. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. Л. :Наука, 1980.-222с.

116. Попов А.И., Чертов О.Г. Биогеоценотическая роль органического вещества почв// Вестник С.-Петербург, университета.-1996,-Серия 3. Биология.-Вып.2.с.88-97.

117. Попов А.И., Бурак А.Ю. Коллоидно-химические свойства гуминовых веществ// Гумус и почвообразование/ Сб. науч. трудов С.-Петербург, государственного аграрного ун-та.- С.-Петербург, 1998.- С. 26-30.

118. Попов А.И. Гуминовые вещества: свойства, строение, образование/ Под ред. акад. РАСХН Е.И. Ермакова. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004 (2004).

119. Попов А.И., Чертов О.Г. Гуминовые вещества важное звено в функционировании системы «почва-растение»// Гумус и почвообразование/ Сб. науч. трудов С.-Петербургского аграрного ун.-та.-С.-Петербург, 1997.-С.24-31.

120. Попов А.И., Чертов О.Г. О трофической функции органического вещества почв// Вестник С.-Петербургского ун.-та.-1993.-Серия биол.-Вып.З.-№17.-С.100-109.

121. Посыпайко В.И., Козырева Н.А., Логачева Ю.П. Химические методы анализа/ Учеб. пособие для хим.-технол.вузов.- М.: Высшая школа, 1989.448 с.

122. Ремизов Н.П. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв.- М.: Сельхозгиз (Гос. изд-во. с.-х. лит-ры), 1957.- 224 с.

123. Роде А.А. Подзолообразовательный процесс.- M.-JL: Изд-во АН СССР, 1937.454 с.

124. Роде А.А. Почвообразовательный процесс и эволюция почв.- М., 1947.-142 с.

125. Роде А.А. Почвоведение.- М.-Л.: Рослесбумиздат., 1955.- 524 с.

126. Розанов Б.Г. Морфология почв.М.:Изд-во МГУ, 1983.-320с.

127. Розанов Б.Г. Новый этап в развитии почвоведения.//Биол. науки-1986.№2.-С.6-13.

128. Роуэлл Д. Почвоведение:методы и использование.М.:Колос,1998.-486с.

129. Румянцева Э. А. О скорости минерализации гумусовых веществ// Записки Ленингр. с.-х. ин-та.- Л.-Пушкин, 1970.- Т. 137.- Вып. 4.- С. 64-68.

130. Румянцева Э.А. Процессы превращения гумусовых веществ// Автореф.дисс.на соиск.уч.степени канд.с.-х.наук.-Л.-Пушкин, 1971 .-21 с.

131. Рыдалевская М. Д., Скороход А. В. К химической природе гуминовых кислот, выделяемых из почвы различными методами// Учёные записки Ленингр. ун-та.- 1951.- Сер. Биол. наук.- Вып. 27.- № 140.- С. 18-29.

132. Рыдалевская М. Д., Терешенкова Н. А. Природа слоя гумуса В1 лесной почвы//Вестник Ленингр. ун-та.- 1961.-№ 15.-С. 138-144.

133. Рыжова И.М. Математическое моделирование почвенных процессов.Изд-во Моск.ун-та.,1987.-83с.

134. Саиз-Гименез С., Мартин Ф. Химическая структура гумусоподобного пигмента// Известия АНСССР.-1979.-Серия биол.-№1.-С.59-64.

135. Сафонов А.П., Чернов Д.В. Миграция продуктов трансформации органических материалов, разлагающихся в пахотных дерново-подзолистых почвах// Сб.научн.тр. СПбГАУ «Гумус и почвообразование».СПб,1999.-С.45-49.

136. Смагин А.В. К теории устойчивости почв// Почвоведение.- 1994.-№12.-С. 146153.

137. Соколов И.А. Основные почвенные географо-генетические понятия и термины// Почвоведение.-1976.№ 12.-С.З-15.

138. Соколовский А.Н. Из области явлений, связанных с коллоидной частью почвы// Известия Петровск. с.-х. акад.- 1919.- Вып. 1-4.- С. 85-225.

139. Соколовский А.Н. К познанию свойств коллоидальной почвы// Почвоведение. La Pedologia.- 1924.- № 1.- С. 59-79.

140. Тарарина Л.Ф. Органическое вещество как фактор окислительно-восстановительных процессов в почве // Тезисы докл.8 Всесоюзн. съезда почвоведов. Новосибирск, 1989,т.2.-С. 144.

141. Тарасов Б.П., Юрлова Н.А., Блинов Н.П. Меланины, продуцируемые культурой Aurebasidium (Pullularia) pullulans Amaud (De Bary)?1910// Химия природных соединений.-1977.-№2.-C.254-261.

142. Тейт P.III. Органическое вещество почвы: Биологические и экологические аспекты/ Пер. с англ.- М.:Мир, 1991.-400с.

143. Теппер Е. 3. Микроорганизмы рода Nocardia и разложение гумуса.-М: Наука, 1976.-199с.

144. Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования.-М.: В.О. « Агропромиздат», 1989.-240 с.

145. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Учение о почвенном гумусе.- M.-JL: Сельхозгиз, Гос. изд-во колхозной и совхозной литры, 1937.- 286 с.

146. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в плодородии. М.,1965.-320с.

147. Тюрин И.В., Гуткина E.JI. Материалы по изучению природы «гуминов» чернозема// Труды почвенного инст. Им. Докучаева.-1940.T.XXIII.-C.41-57.

148. Тюрин И.В., Пономарева В.В. Материалы по изучению гумуса лесных почв// Тр. JITA,1940. Вып.56.-С. 3-49.

149. Флайг В., Кюстер Э., Хайдер К. и др. Влияние глинистых минералов на образование гумусовых веществ — продуктов жизнедеятельности почвенных грибов// Почвоведение.-1971.-№6.-С.51-59.

150. Фокин А.Д. Почва, биосфера и жизнь на Земле. М.:Наука, 1986.-176с.

151. Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии/ Учебник для вузов/ 2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Химия, 1984.- 368 с.

152. Фролов Ю.Г. Агрегативная устойчивость и коагуляция лиофобных дисперсных систем. М.,МХТИ, 1980.59с.

153. Фролов Ю.Г. Коллоидная химия: Поверхностные явления и дисперсные системы. М МХТИ,1976.-36с.

154. Фролов Ю.Г. Структурообразование в дисперсных системах. Реологические свойства структур. М,1980.-64с.

155. Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы/ Учебник для вузов/ 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Химия, 1988.- 464 с.

156. Хан Д.В. Органо-минеральные соединения и структура почвы.- М.: Наука, 1969.- 142 с.

157. Храменко Г.Б. Изучение меланиновых пигментов в бурых актиномицетах/ Автореф. Дис. .канд. Биол. Наук.-Минск: Белорусский гос. Ун-т,1975.-18с.

158. Ленинградской области // Почвоведение.-1966.-№3.-С.26-37. Чертов О.Г. Определение типов гумуса лесных почв. Методические указания.

159. Л.: ЛенНИИЛХ, 1974.-15с. Чертов О.Г. Об экологических функциях почв// Вестник Ленингр. Ун-та.1990.-Серия биол.З.-Вып.2.-№10.-С.75-81.

160. Чухров Ф.В. Коллоиды в земной коре. М.: АН СССР,1936.-139с.

161. Шинкарев А.А., Лютахина Н.Б., Гневашов С.Г. Разделение гумусовых веществ на группы при многократной обработке растворителями/ЯТочвоведение.- 2000.-Ж7.-С.814-817.

162. Шорыгина Н. Н., Резников В. М., Ёлкин В.В. Реакционная способность лигнина.- М.: Наука, 1976.- 368 с.

163. Шелудко А.Д. Коллоидная химия.- М: Мир, 1984.-319с.

164. Шмук А.А. К химии органического вещества почвы// Труды Кубанского с.-х. ин-та.- 1924.-Т. 1.-Вып. 2.-С. 1-24.

165. Шретер В., Лаутеншлегер К.-Х., Бибрак X. и др. Химия: Справ, изд./ Пер с нем. М.: Химия, 1989.- 648 с.

166. Adhikari М., Mandal В. Soil organic matter humus// Sci. and Cult.- 1979.- Vol. 45.-No 4.-P. 133-139.

167. Aiken G. R., McKnight D. M., Wershaw R.L., MacCarthy P. Humic Substances in Soil, Sediment and Water. Geochemistry, Isolation and Characterization.- New York: John Wiley & Sons, 1985.

168. Albusio A., Nardi S., Gulli A. Plant growth regulation activity of small molecular size humic fractions// Sci. Total Environ.- 1989.- Vol. 81/82.- P. 671-674.

169. Almendros G., Guadalix M. E., Gonzalez-Vila F. J., Martin F. Preservation of aliphatic macromolecules in soil humans// Organic Geochemistry.- 1996.- Vol. 24.- Is. 6-7.- P. 651-659.

170. Anderson H. A., Hepburn A., Sim A. Ether-soluble hydrolysis products in humic and fulvic acids//J. Soil Sci.- 1978.- Vol. 29. No 1.- P. 84-85.

171. Atkinson H. J., Wright J. R. Chelation and the vertical movement of soil constituents// Soil Sci.- 1957.- Vol. 84.- No 1.- P. 1-11.

172. Beyer L. The chemical composition of soil organic matter in classical humic compound fractions and in bulk samples a review// Z. Pflanzenernahr. Bodenk.- 1996.- Bd. 159.- S. 527-539.

173. Blagowestschenski A. W., Prosorowskaja A. A. Uber den Einfluss der Huminsaure auf die Aufnahme von Mineralsalzen durch die Pflanzen// Biochem. Ztschr.-1934.-Bd. 274.- S. 341-345.

174. Brady N. C., Weil R. R. The Nature and Properties of Soils/ 13th ed.- New Jersey 07458: Upper Saddle River, 2002.- 960 p.

175. Bremner J. M. Studies on soil humic acids. 1. The chemical nature of humic nitrogen// J. Agr. Sci.- 1955.- Vol. 46.- Part 2.- P. 247-256.

176. Burges A., Hurst H.M., Walkden B. The phenolic constituents of humic acid and the relation to the lignin of the plant cove// Geochim. Cosmochim. Acta.-1964.-Vol.9-P.401-406.

177. Ceccanti В., Calcinai M., Bonmati-Pont M. et al. Molecular size distribution of soil humic substances with ionic strength// Sci. Total Environ.- 1989.- Vol. 81-82.-P. 471-479.

178. Cvikrova M., Hrubcova M. Identification of phenolic acids in chernozem, gley and podsol soils// Stud. About Humus. Humus et Planta/ VII. Trans. Int. Symp. Brno, 1979. S. 1 1979.- P. 142-146.

179. De Simone C., Piccolo A., De Marco A. Effects of humic acids on the genotoxic activity of maleic hydrazide// Fresenius Environ. Bull.- 1993.- Vol. 2.- P. 157161.

180. Delecour F. Essai de classification pratique des humus// Pedologie.- Glent, 1980.-No 2.- P. 225-241.

181. Dell'Agnola G., Ferrari G. Effect of gumic acids on anion uptake by excised barley roots// Proceedings of the International Symposium Humus et Planta V.Prague, 1971 .-P.567-570.

182. Duchaufour P. Pedologie. 1: Pedolgenese et classification.- Paris: Masson et Cie.,1977.- 477 p.

183. Dunbar J., Wilson A. T. The origin of oxigen in soil humic substances// J. of Soil Sci.- 1983.- Vol. 34.-No 1.- P. 99-103.

184. Engebretson R.R., Von Wandruszka R. The effect of molecular size on humic acid associacions// Organic Geochemistry. -1997. -Vol.26. -Is.l 1-12.

185. Flaig W. Organic compounds in soil// Soil. Sci.- 1971.- Vol. 111.- No 1.- P. 19-33.

186. Flaig W. Generation of Model Chemical Precursors// Humic Substances and Their Role in the Environment / S. Bernhard. Dahlem Konferenzen/ Eds. F. H. Frimmel and R. F. Christman.- John Wiley & Sons Limited,1988.- P. 75-92.

187. Flaig W., Beutelspacher H., Rietz E. Chemical Composition and Physical Properties of Humic Substences// Soil Components/ Vol. 1. Organic Components.- Berlin, Heidelberg, New York: Springier-Verlug, 1975.- P. 1111.

188. Forsit W. G. C. Studies on the more soluble complexes of soil organic matter. I. A method of fractionation // Biochem. J. 1947. - Vol. 41. - P. 176-181.

189. Ghabbour E. A., Khairy A. H., Cheney D. P. et al. Isolation of humic acid from the brown alga Pilayella littoralis // J. Appl. Phycol. 1994.- Vol. 6.- P. 459-468.

190. Ghosh K., Schnitzer M. Macromolecular structures of humic substances // Soil Sci.- 1980. Vol. 129. - No 5. - P. 266-276.

191. Goh К. M., Williams M. R. Changes in molecular weight distribution of soil organic matter during soil development// J. Soil Sci.- 1979. Vol. 30. - No 4. -P. 747-755.

192. Grasset L., Ambles A. Structure of humin and humic acid from an acid soil as revealed by phase transfer catalyzed hydrolysis// Organic Geochemistry. -1998. Vol. 29. - Is. 4. - P. 881-891.

193. Greenland D.J., Oades J.M. Saccharides//Soil components/ Ed.J.E. Gieseking. -New York, Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag, 1975. -P.213-262.

194. Guetzloff T. F., Rice J. A. Does humic acid form a micelle? // Sci. Total Env. -1994.-Vol. 152.-P. 31-35.

195. Hatcher P. G., Schnitzer M., Dennis L. W., Maciel G. E. Aromaticity of humic substances in soils// Soil Sci. Soc. Am. J. 1981. - Vol. 45.- P. 1089-1094.

196. Hayase K., Tsubota H. Sedimentary humic acid and fulvic acid as surface active substances// Geochim. Cosmochim. Acta 1983.- Vol. 47.- P. 947-952.

197. Hayes M. H. B. Structures of humic substances// Organic Matter and Rice/ Internal. Rice Res. Inst.- Philippines: Los Banos Laguno, 1984.- P. 93-116.

198. Hempfling R., Schulten H.-R. Chemical charactererization of the organic matter in forest soils by Curie point pyrolysis-GC/MS and pyrolysis-field ionization mass spectrometry//Organic Geochemistry.- 1990.-Vol. 15.-P. 131-145.

199. Hempfling R., Schulten H.-R. Pyrolysis-GC/mass spectrometry of agricultural soils and their humic fractions// Z. Pflanzenernahr. Bodenkd.- 1991,- Vol. 154.-P.425-430.

200. Himes F. L., Barber S. A. Chelating ability of soil organic matter// Soil Sci. Soc. Amer. Proc.- 1957.- Vol. 27.- P. 368-373.

201. Hirner A. V. Metall(oid)organic Geochemistry// 18th International Meeting on Organic Geochemistry (Maastricht, The Netherlands, 22-26 September 1997 ya.)/ Abstracts. Part I./ Forschungszentrum Julich.- 1997.- P. 435-436.

202. Ogner G. The complexity of forest soil carbohydrates as demonstrated by 27 different O-methyl monosaccharides, 10 previously inknown in nature// Soil Sci.- 1980b.- Vol. 129.-No 1.- P. 1-4.

203. Perminova I. V., Frimmel F. H., Kovalevskii D. V., Abbt-Braun G., Kudryavtsev A. V., Hesse S. Development of a predictive model for calculation of molecular weight of humic substances // Water Res.- 1998.- Vol. 32.- No 3.- P. 872-881.

204. Piccolo A. Interaction between organic pollutants and humic substances in the environment// Humic Substances in the Global Environment and Implications on Human Health/ By eds. N. Senesi and Т. M. Miano.- Amsterdam: Elsevier, 1994.-P. 661-679.

205. Humic Substances Society, Wroclaw, Poland, September 9-14, 1996.-Wroclaw, Poland: PTSH Polish Society of Humic Substances, Polish Chapter of the International Humic Substances Society, 1997.- P. 21-35.

206. Piccolo A., Conte P., Cozzolino A. Chromatographic and Spectrophotometric Properties of Dissolved Humic Substances Compared with Macromolecular Polymers// Soil Science.- 2001.- Vol. 166.- No 3.- P. 174-185.

207. Saiz-Jimenez C., Haider K., Meuzelaar H. L. C. Comparisons of soil organic matter and its fractions by pyrolysis-mass spectrometry// Geoderma.- 1979a.-Vol. 22.- P. 25-37.

208. Saiz-Jimenez C., Martin F, Cert A. Low boiling-point compounds produced by paralysis of fungal melanins and model phenolic polymers// Soil Biol, and Biochem.-1979b.- Vol. 11.- No 3.- P. 305-309.

209. Schnitzer M. Humus Substances: Chemistry and Reactions// Soil Organic Matter/ By M. Schnitzer and S. U. Khan/ Development of Soil Science. No 8.- Ottawa, 1978a.-P. 1-64.

210. Schnitzer M. Reactions of humic substances with minerals in the soil environment// Environ. Biogeochem. and Geomicrobiol. Proc./ 3rd Int. Symp., Wolfenbuttel/ Vol. 2. Ann Arbor, Mich.- 1978b.- P. 639-647.

211. Schnitzer M. Some observation on the chemistry of humic substances// Agrochemica.- 1978c.- Vol. 22.- No 3-4.- P. 216-225.

212. Schulten H.-R., Schnitzer M. Chemical model structures for soil organic matter and soils// Soil Science.- 1997.- Vol. 162.- No. 2.- P. 115-130.

213. Senesi N., Testini C., Polemio M. The chemical and spectroscopic characterization of soil organic matter fractions isolated by sequential extraction procedure// J. Soil Sci.- 1983.- Vol. 34.- No 4.- P. 801-813.

214. Shinozuka N., Lee Chen Aggregate formation of humic acids from marine sediments//Mar. Chem.- 1990.- Vol. 33.- P. 229-241

215. Spiteller M. Kapillar-GC-MS von Huminsaureabbauprodukten eines Podsols// Z. Pflanz. Boden.- 1981.- Bd. 144.- P. 472-485.

216. Steelink C. What is Humic Acid? A Perspective of the Past Forty Years// Understanding Humic Substances. Advanced Methods, Properties and Applications/ Edited by E. A. Ghabbour and G. Davies.- Cambridge: Royal Society of Chemistry, 1999.- P. 1-8.

217. Stevenson F. J. Humus Chemistry.- New York: John Wiley & Sons, 1982.- 443 p.

218. Swift R. S. Molecular weight, size, shape, and charge characteristics of humic substances: some basic considerations// Humic substances II. In search of structure/ Eds. M. H. B. Hayes et al.- Chichester, England: Wiley-Intersci., 1989.- P. 449-466.

219. Taneda H., Hosoya S., Nakona J., Chang H.-M. Behaviour of lignin-hemicellulose linkages in chemical pulping// Poster Presentations/ Int. Symp. on Wood and Pulping Chem. (Vancouver, B.C., August 26-30, 1985).- 1985.- P. 117-118.

220. Vardachaiy Vardachari C., Ghosh K. On humus formation// Plant Soil.- 1984.-Vol. 77.- P. 305-313.

221. Wilde S. A. Forest Humus: Its Classification on Genetic Basis// Soil Sci.- 1971.-Vol. 111.-No l.-P. 1-12.

222. Yonebayashi K., Hattori T. Surface active properties of soil humic acids// Sci. Total. Environ.- 1987.- Vol. 62.- P. 55-64.

223. Yoshida M., Kumada K. Studies on the properties of organic matter in buried humic horizon derived from volcanic ash. III. Sugars in hydrolysates of buried humic horizon// Soil. Sci. and Plant Nutr.- 1979.- Vol. 25.- No 2.- P. 209-216.

224. Ziechmann W., Kress B. Uber Elektronenzustande eincr endoxydierten Huminsaure in wassriger Losung// Geoderma.- 1977.- Vol. 17.- P. 293-301.