Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Химическая природа и молекулярная структура гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Химическая природа и молекулярная структура гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири"

На правах рукописи

П/ [ . Л.

ии^иьЗ Ю8

МИРОНОВ Александр Александрович

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06 01 03 - агропочвоведение и агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 3 МАЙ 2007

Тюмень - 2007

003063108

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, профессор Комиссаров Игорь Дисанович

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

Чуков Серафим Николаевич кандидат биологических наук, Уфимцева Лариса Викторовна

Ведущая организация Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Защита диссертации состоится «24» мая 2007 года в 16-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220 064 02 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии по адресу 625003, г Тюмень, ул Республики 7, тел /факс (3452) 46-87-77

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

Автореферат разослан "21" апреля 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ыУЗХСЛ/ Грехова И В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫ

Актуальность Одной из острых дискуссионных проблем естествознания до сих пор остается проблема динамики органического вещества в биосфере Количественные и качественные преобразования органического вещества в окружающей среде с момента его биосинтеза до полной минерализации тесно связаны со специфическим процессом гумификации отмерших растительных остатков и микробной массы в наземных и аквальных экосистемах

Гумификация отмерших растительных организмов и микробных метаболитов является глобальным природным процессом в планетарном масштабе Гуминовые вещества входят в состав органического вещества почв, торфов, ископаемых углей, некоторых сланцев и сапропелей Они образуются в результате сложных биохимических преобразований органической массы и являются фактором его "консервации", предохраняя в известной мере от тотальной минерализации

Понимание процессов трансформации органического вещества в почве имеет огромное значение для оценки агропроизводственных технологий Эго вызывает необходимость углубления современных представлений о химической природе и молекулярной структуре гуминовых веществ, как основной составляющей почвенного гумуса Вполне очевидно, что при решении задач мониторинга изменений органического вещества почв, обусловленных антропогенным воздействием, необходимо знать характеристические показатели соответствующих целинных почв

Гумус играет важную роль в формировании агропроизводственных свойств почв, так как определяет основные показатели ее плодородия По мере разложения гумуса микроорганизмами в почвенный раствор поступают азот и многие другие элементы минерального питания растений Гуминовые кислоты, входящие в состав гумуса, обладают сильно выраженной поглотительной способностью, что обусловливает буферные свойства почвы и обеспечивает снижение токсического действия химических "загрязнителей" техногенного происхождения

Важной частью гумуса, с точки зрения теории гумификации веществ, являются собственно гуминовые кислоты и фульвокислоты В их составе и особенностях молекулярных структур содержится информация о специфике гумификации, отражающей особенности исходного органического материала и условий, в которых протекает этот процесс Поэтому проявляется интерес к исследованию "тонкой" структуры гуминовых веществ с применением современной инструментальной техники

Цель исследований Выявить особенности химической природы и молекулярной структуры гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири, находящихся в многолетнем сельскохозяйственном использовании, в сравнении с целинными почвами

Задачи исследований*

- охарактеризовать групповой и фракционный состав гумуса почв,

- изучить элементный состав и физико-химические свойства гуминовьк кислот почв южной лесостепи Западной Сибири в сравнительном аспекте,

- оценить молекулярно-массовое распределение гуминовых кислот изученных почв,

- выявить различия термической устойчивости, уровня электронного парамагнитного резонанса и других параметров, характеризующих соотношение «ядерной» и периферической части макромолекул гуминовых кислот почв,

- найти закономерности общего направления трансформации молекулярной структуры гуминовых кислот почв, находящихся в сельскохозяйственном использовании, в сравнении с гуминовыми кислотами, полученными из целинных почв

Научная новизна. Впервые дана на молекулярном уровне характеристика гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири, находящихся в целинном состоянии и сельскохозяйственном использовании

Установлено, что гуминовые кислоты чернозема выщелоченного легкосуглинистого, луговой, пойменно-луговой, темно-серой лесной и серой лесной почв южной лесостепи Западной Сибири имеют химическую природу л молекулярную структуру аналогичную гуминовым кислотам других регионов, которая может быть описана исходя из теоретических представлений о двучленном строении высокосопряжеиных систем

Показано, что характеристика особенностей молекулярной структуры гуминовых кислот целинных и используемых в сельском хозяйстве почв достаточно четко диагностируется по данным элементного состава, окислительной деструкции, молекулярно-массового распределения методом эксклюзивной гель-хроматографии, инфракрасным и электронным спектрам поглощения, спектрам электронного парамагнитного резонанса и термической деструкции

Разработаны новые методы определения молекулярно-массового распределения гуминовых кислот с использованием неводной подвижной фазы димстилсульфоксида на основе ВЭЖ гель-хроматографии и параметров электронного парамагнитного резонанса на радиоспектрометре РК 100 X

Положения, выносимые на защиту

1 Критерии оценки молекулярной структуры гуминовых кислот диагностируемые по данным элементного состава, окислительной деструкции, молекулярно-массового распределения методом эксклюзивной гель-хроматографии, инфракрасным и электронным спектрам поглощения, спектрам электронного парамагнитного резонанса и термической деструкции

2 Методы определения молекулярно-массового распределения гуминовых кислот минеральных и торфяных почв с использованием неводнон подвижной фазы на основе ВЭЖ гель-хроматографии и параметров электронного парамагнитного резонанса на радиоспектрометре Р$ 100 X

Практическая значимость Разработанные методы можно применять для получения данных о молекулярной структуре гуминовых кислот различных почв и ее изменений под действием тех или иных внешних факторов Полученные данные являются статистическим материалом для разработки системы диагностики и мониторинга гуминовых кислот, как наиболее значимой компоненты всех почв

Личный вклад соискателя Автор производил очистку препаратов 1уминовых кислот Получено лично 75% данных анализа гуминовых кислот физико-химическими методами Автор разработал методы определения молекулярно-массового распределения гуминовых кислот минеральных и торфяных почв с использованием неводной подвижной фазы диметилсульфоксида на основе ВЭЖ гель-хроматографии и параметров электронного парамагнитного резонанса на радиоспектрометре Р8 100 X

Публикации По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в т ч 1 работа в рецензируемом научном журнале, внесенном в реестр ВАКа

Структура работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 160 источников, из них 25 на иностранном языке Работа изложена на 190 страницах, содержит 11 таблиц, 6 рисунков и 5 приложений

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Обзор литературы

В главе рассматриваются вопросы изменения фракционно-группового состава гумуса почв при их сельскохозяйственном использовании, применение физико-химических методов исследования для изучения трансформации молекулярного строения гуминовых кислот от воздействия природных и антропогенных факторов

2 Объекты исследования

Для исследования были выбраны чернозем выщелоченный легкосуглинистьш, луговая почва, пойменно-луговая почва, темно-серая лесная и серая лесная почвы, сформированные в условиях южной лесостепи Западной Сибири Образцы этих почв отобраны из пахотного слоя на целине и при различном уровне сельскохозяйственного воздействия (табл 1) Из каждого образца почвы были выделены гуминовые кислоты

Таблица 1 — Типы исследованных почв и их хозяйственное использование

№ Объект Вид угодий, Шифр

ivh (топ почвы) местоположение

1 Чернозем выщелоченный легкосуглинистый Целина Чв цел

2 Чернозем выщелоченный легкосуглинистый Старая пашня Ч„паш

3 Чернозем выщелоченный легкосуглинистый Пар (50лст) Чвпар

4 Луговая почва Целина (сенокос) Лгцел

5 Поименно-луговая почва Пдшня Пл паш

6 Тсмно-серая лесная почва Целина, лесополоса смежно с С3 цел

монокультурой кукурузы

7 Темно-серая лесная почва Пашня С3 паш

8 Темно-серая лесная почва Монокультура, кукуруза без удобрений С3кукур

9 Темно-серая лесная почва Монокультура, кукуруза с минеральными удобрениями С3 кукур+уд

10 Серая лесная почва Целина, смежно с двадцатилетним паром 1Сг цел

11 Серая лесная почва Пар (20 лет) 1С2 пар

12 Серая лесная почва Целина, смежно с двадцатилетним паром 2С2 цел

13 Серая лесная почва Пар (20 лет) 2Сг пар

3 Методы исследования

Общее содержание углерода определяли мокрым сжиганием по методу Тюрина

Групповой и фракционный состав гумуса определяли по методу Пономаревой-Плотниковой

Препаративное выделение гуминовых кислот осуществлялось из дебитуминированных образцов почв общепринятой щелочной экстракцией 0,1н NaOH с последующим осаждением при рН=1 Отделение осадка проводилось центрифугированием Гель гуминовых кислот высушивали в вакууме при гемпературе не выше 40 °С Для проведения физико-химических исследований гуминовые препараты были обеззолены попеременной обработкой 10% НГ и HCl

Элементный анализ выполнен весовым микрометодом по Коршун и Гельман Бензоидность молекул опредеадлась по выходу бензолполикарбоновых кислот в виде бариевых солей после окислении гуминовых кислот КМПО4

Спектры ЭГ1Р снимались на радиоспектрометре PS 100Х в отсутствии насыщения Содержание парамагнитных центров (ПМЦ) определялось относительно ТЕМПО в качестве стандарта по разработанной нами методике

Молекулярную полидисперсность гуминовых кислот изучали методом гель-фильтрации в неводной среде на декстрановом геле G-75 шведской фирмы Faimacia в микроколоночном варианте на приборе высокоэффективной жидкостной хроматографии «Миллихром-5-6» по разработанной нами методике

Электронные и инфракрасные спектры снимались на спектрофотометрах фирмы Perkin Elmer instruments (Германия)

Термический анализ выполнялся на термогравиметрическом анализаторе TGA/ SDTA 85le, фирмы METTLER TOLEDO STAR (Германия) при свободном доступе воздуха в печное пространство

4 Фракционно-групповон состав гумуса почв южной лесостепи Западной Сибири

Отмечены видимые изменения фракционно-группового состава гумуса различных почв, находящихся в многолетнем сельскохозяйственном использовании в сравнении с фракционно-групповым составом соответствующих целинных почв в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Можно констатировать, что во всех вариантах исследованных почв при разнонаправленном сельскохозяйственном использовании происходит уменьшение общего содержания углерода в сравнении с соответствующими почвами целинных вариантов

Кроме того, отчетливо проявляется закономерность изменения типа гумуса исследованных почв при многолетнем сельскохозяйственном использовании Гумус этих почв в условиях южной лесостепи Западной Сибири становится более гуматным из-за относительного накопления доли гуминовых кислот в своем составе до 30% от абсолютного содержания в сравнении с целинными аналогами

5 Химический состав и молекулярное строение гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири и их трансформация при сельскохозяйственном использовании

В конце 60-х годов сформулированы некоторые принципы описания «скелетной структуры» макромолекул гуминовых кислот Они основываются на представлениях о двучленном строении и делокализации не спаренных электронов в молекулярных я-орбиталях системы полисопряженных связей (И Д Комиссаров, 1971, С H Орлов, 1990, H H Бамбалов, 1991)

Существенные различия в энергиях связи с зр3-гибридизированными электронами атомов углерода являются причинами различной устойчивости отдельных фрагментов макромолекул гуминовых кислот при энергетических воздействиях и биохимической атаке

Система полисопряжения, обусловленная делокализациейэлектронов в молекулярных л-орбиталях, приводит к усилению взаим ноговлияния атомов и значительной потере индивидуальности отдельных связей(И Д Комиссаров, 2005)

Эти модельные принципы были использованы в интерпретации данных нашей экспериментальной работы

5.1 Элементный состав исследованных гуминовых кислот

Результаты проведенного элементного анализа позволяют охарактеризовать особенности гум иновых кислот исследованных почв и дают некоторые сведения о принципах их строения

Элементный состав препаратов гум иновых кислот всех изученных почв представлен в таблице 2

Таблица 2 - Элементный состав гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири и показатели количественных соотношений элементов

№ п/п Шифр образца Золшосп^ % Элемштный юсга\ % нагбс сух оргашчеауючагу НС ОС

С Н N О

1 Чв цел 0,88 62,80 ь 3'П 3,06 31,01 0,59 0,37

2 Чв паш 2,05 62,93 3,13 3,08 30,86 0,60 0,37

3 Чв пар 3,40 61,57 3,24 3,24 31,95 0,63 0,39

4 Л г цел 2,45 61,92 4 08 3,82 30,19 0,79 0,36

5 Пл паш 5,37 58,60 3,22 3 50 34,68 0,70 0,44

6 Сз цел 3,48 58,79 3,13 3,03 35,05 0,64 0,45

7 Сз паш 2,83 61,23 2,67 3,28 32,82 0,52 0,40

8 Сз кукур 1,40 64,36 3,09 3,13 29,42 0,57 0,34

9 Сз кукур+уд 2,51 61,80 3,04 3,17 31,99 0,59 0,39

10 1Сг цел 0,92 62,06 3,29 2,99 31,66 0,64 0,38

1 1 1Сг пар 1,54 63,58 3,44 2,89 30,09 0,65 0,35

12 2Сг цел 2,29 60,05 3,45 3,04 33,46 0,69 0,42

13 2Сг пар 4,75 60,75 3,44 3,16 32,65 0,68 0,40

Хим ическийсостав гум иновых кислот изученных почв в условиях южной лесостепи Западной Сибири изменяется в зависим ости от их типа и влияния многолетнего сельскохозяйственного использования

Для выявления более четких отличий в элементном составе различных гум иновых кислот удобнее использовать не процентное выражение содержания соответствующих химических элементов, установленное в анализе, а атомные отношения этих элементов и их графостатическое распределение

Элементный состав гуминовых кислот исследованных почв, подвергнутых сельскохозяйственному воздействию, претерпевает определенные изменения в сравнении с целинными аналогами Прослеживается тенденция к обуглероживанию за счет уменьшения доли

периферической части макромолекул гуминовых кислот, связанная, по видимому, с реакциями дегидратации и деалкилирования

Расположение точек для соответствующих препаратов гуминовых кислот на диаграмме графостатического распределения атомных отношений (рис 1) можно разделить на две области В первую группу попадают все препараты, выделенные с целинных участков соответствующих почв Во второй группе находятся препараты гуминовых кислот, выделенные из почв, затронутых сельскохозяйственной деятельностью Макромолекулы гуминовых кислот второй группы отличаются большей обуглероженносгыо по данным графостатического анализа на фоне целинных аналогов

О

1

0,9 0807 -0,0 -0,5 0,4

-СО-,

-он,

0.3

'-НО.

-ю

_ V

■•Г"

I

тгг • ~ _ ¿>

-со,

-но,

0,35

0,4

о с

045

05

® Чв цел

* Чв паш

* Чв пар к Лг цел

* Пл паш

* Сз паш '> Сз кукур

Сз кукур+уд Сз цел а 1С2 цел а1С2пар и 2С2 пар ' 2С2 цел

Рисунок 1 - Графостатическое распределение элементного состава гуминовых кислот исследованных почв южной лесостепи Западной Сибири

5 2 Молекулярно-массовое разделение гуминовых кислот

Оценка относительного содержания макромолекул с различными величинами их масс в гуминовых кислотах изученных почв южной лесостепи Западной Сибири была проведена с применением разработанного нами метода эксклюзивной гель-хроматографии в неводной среде в микроколоночном варианте

Гель-хромато граммы гуминовых кислот на примере чернозема выщелоченного легкосуглинистого приведены на рисунке 2

На всех гель-хроматограммах выделяется 2-3 пика, соответствующих фракциям молекул гуминовых кислот с разными молекулярными массами

Отчетливо прослеживаются отличия между относительным содержанием молекул с разными молекулярными массами в гуминовых кислотах целинных почв и почв, затронутых сельскохозяйственной деятельностью

Выявляется тенденция к уменьшению до 30% доли молекул со средней молекулярной массой 40-80 кДа (пик 2) гуминовых кислот из почв, затронутых сельскохозяйственной деятельностью, в сравнении с целинными аналогами Исключение составил препараг гуминовых кислот темно-серой лесной почвы в варианте монокультура кукурузы с внесением минеральных удобрений, в котором значимых отличий не выявилось

В общем плане прослеживается увеличение средних молекулярных масс на 15-20 кДа макромолекул гуминовых кислот второй фракции по сравнении с молекулярными массами их молекул из целинных почв

Рисунок 2 - Молекулярно-массовое распределение гуминовых кислот чернозема выщелоченного южной лесостепи Западной Сибири Ч„ цел -целинный участок, Чв паш - пахотный участок, Ч„ пар - участок под паром

Полученные данные молекулярно-массового распределения гуминовых кислот изученных почв позволяют предположить, что при многолетнем сельскохозяйственном воздействии в условиях южной лесостепи Западной Сибири на фоне уменьшения органического вещества в почвах происходит изменение молекулярных масс гуминовых кислот

5 3 Спектральная характеристика гуминовых кислот Электронные спектры поглощения гуминовых кислот Электронные спектры гуминовых кислот хорошо изучены Все они характеризуются сплошным поглощением, монотонно возрастающим в коротковолновую область Это объясняется делокализацией электронной плотности в молекулярных я-орбиталях системы высокого сопряжения, которая усиливает взаимное влияние агомов, приводит к потере индивидуальности отдельных связей и «маскирует» вклад хромофорных группировок в общее поглощение

Практически значимую информацию о соотношении периферических и ядерных структур в макромолекулах гуминовых кислот можно получить сравнивая коэффициент Д4/Д5, характеризующий отношение оптических плотностей при определенной концентрации и длине волны

Необходимо отметить, что полученные нами данные не выявляют существенных различий коэффициента Д4//Ц гуминовых кислот изученных почв Электронные спектры отчетливых изменений в соотношении ядерной и периферической части макромолекул гуминовых кислот при какой-либо сельскохозяйственной нагрузке на почву не фиксируют, но однозначно указывают на наличие сопряженных систем Сохранение содержания ароматических структур в макромолекулах гуминовых кислот при уменьшение доли периферической части хорошо подтверждается другими методами физико-химического анализа

Характеристика инфракрасных спектров поглощения гуминовых кислот. В общих приближениях ИК-спектры по наличаю характеристических полос поглощения подтверждают аналогичное молекулярное строение изученных гуминовых кислот Двучеленность макромолекул гуминовых кислот подтверждается наличием ароматических углеродных ядер и периферических алифатических цепей, связанных с ними

Спеетры электронного парамагнитного резонанса гуминовых кислот. Электронный парамагнетизм является важным свойством гуминовых кислот, характеризующим своеобразие их молекулярной структуры в целом

Наличие сигнала ЭПР лоренцевой формы, переходящую на крыльях в кривую гауссовского распределения (Комиссаров ИД, Логинов ЛФ, 1971) свидетельствует, что наряду со спин-решеточным взаимодействием неспаренный электрон имеет достаточно степеней свободы для спин-спиновых контактов Парамагнитные свойства связаны со своеобразным перераспределением электронной плотности в молекулярных тс- орбиталях, что является характерной особенностью гуминовых кислот, отражающей систему сопряженных связей в макромолекулах

Результаты наших исследований показали, что все образцы гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири дают симметричные, синглентные сигналы ЭПР шириной от 4,00 до 4,52 гаусс с g-фaктopoм близким к g-фaктopy свободного электрона, что свидетельствует об одинаковой природе их парамагнитных центров Типичный спектр ЭПР гуминовой кислоты чернозема выщелоченного и стандарта ТЭМПО приведен на рис 3

Рисунок 3 - Спектр А - ЭПР спектр стандарта ТЭМПО в воде, Спектр В -ЭПР спектр гуминовых кислот чернозема выщелоченного легкосуглинистого под пятидесятилетним черным паром

Отмечено, что при сельскохозяйственном воздействии отчетливо прослеживается уменьшение g-фaктopa гуминовых кислот изученных почв южной лесостепи Западной Сибири в сравнении с целинными аналогами

У многих свободных радикалов, в которых неспаренный электрон находится на сильно делокализованной молекулярной орбитали, значения g-фактора приближаются к величине g-фaктopa свободного электрона (2,0023), что указывает на очень слабую связь спинового и орбитального моментов Таким образом, близость значения д-фактора свободного электрона указывает либо на существование сильно делокализованной молекулярной орбитали, либо на такое состояние, в котором электрон не обладает орбитальным движением (Д Ингрэм, 1972)

В нашем случае, увеличение делокализации молекулярных орбиталей в самих молекулах гуминовых кисло г из почв сельскохозяйственного использования могло быть вызвано относительным усилением общей системы полисопряженных связей за счет потери периферических частей Это предположение подтверждается изменением коэффициента Ъ, характеризующего соотвегсгвующие образцы гуминовых кислот

5.4 Содержание хинонных групп в гуминовых кислотах и бснзолполикарбоновы\ кислот в оксидатах гумтювых кислот

Данные анализа по определению бензолполикарбоновых кислот и хинонов в препаратах гуминовых кислот исследованных почв позволяют охарактеризовать их молекулярный состав по содержанию ароматических циклических и полициклических соединений и тенденции к их трансформации в окислительных условиях

Результаты по определению бензолполикарбоновых кислот в оксидатах гум иновых кислот и хинонов в препаратах гум иновых кислот всех изученных почв представлены в таблице 3

Таблица 3 -Содержание бензолполикарбоновых кислот в оксидатах гум иновых кислот и хинонов в гуминовых кислотах почв южной лесостепи Западной Сибири

№ Шифр Содержание хинонных Содсржние бенэолполикрбононлх тшот

п/п образца групп, мг-экв /г вокидяж гуминотых кислот, %

1 Чвцел 5,12 8,60

2 ЧвПаш 6,95 4,94

3 Чвпар 8,50 5,90

4 ЛгЦел 7,% 6,64

5 Пп паш 8,14 6,11

6 Сэ цел 6,39 5,86

7 Сз паш 6,19 7,45

8 Сз кукур 6,55 7,81

9 Сз кукур^уд 7,11 635

10 1Сз цел 4,25 8,12

И 1Сг пар 7,67 4,58

12 2Сг цел 6,27 6,11

13 2С2 пар 8,04 621

Полученные данные указывают на взаимосвязь между уровнем содержания хиноидных структур в составе изученных гуминовых кислот и уровнем сельскохозяйственного воздействия Отчетливо заметно увеличение содержания хиноннмх групп в составе макромолекул гум иновых кислот при агрогенной нагрузке на почву, особенно, в бессменном паровом поле и многолетней пашне, что свидетельствует не точько об окислительной деструкции периферических цепей, но и в какой-то степени ядер С другой ст ороны, подтверждает факт относительного увеличения доли аром этических структур в макромолекулах гуминовых кислот и уменьшение доли

периферической части Открытые цепи с зр3-гибридизованнымн электронами быстрее подвергаются тотальному окислительному разр>шению Трудно сделать подобное заключение по показателю относительного содержания бензолполикарбоновых кислот в оксидатах гуминовых кислот

5.5 Термическая деструкция гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири

Термограммы гуминовых кислот изученных почв южной лесостепи Западной Сибири отчетливо фиксируют качественные изменения в их структуре под влиянием возрастающих температур Процесс деструкции сопровождается изменением массы и поглощением или выделением тепла

*ехо

Рисунок 4 - Термограмма гуминовых кислот чернозема выщелоченного легкосуглинистого под пятидесятилетним паром

Пример термограммы для гуминовых кислот чернозема выщелоченного легкосуглинистого под пятидесятилетним паром приведен на рис 4

В ходе наших исследований было зафиксировано наличие в термограммах всех типичных для гуминовых кислот экзо- и эндотермических эффектов Для количественной оценки использован коэффициент выражающий отношение потери массы навески гуминовых кислот в низкотемпературной области к потерям в высокотемпературной области

Наблюдается тенденция уменьшения термического коэффициента Ъ на 725% при сельскохозяйственном воздействии на изученные почвы в южной лесостепи Западной Сибири в сравнении с целинными аналогами

В наших исследованиях прослеживается довольно выраженная взаимосвязь данных молекулярно массового распределения и значениями термического коэффициента Ъ Гуминовые кислоты затронутых сельскохозяйственной деятельностью почв, в которых проявляется тенденция к

накоплению низкомолекулярной фракции этих веществ, имеют более низкое значение термического коэффициента 2. в сравнении с целинными аналогами

Гуминовые кислоты почв, подвергнутых многолетнему сельскохозяйственному воздействию, со временем теряют периферические группировки из состава своих молекул В результате этого мы наблюдаем относительное увеличение ядерной части макромолекул гуминовых кислот соответствующих почв, что отчетливо зафиксировано изменениями термического коэффициента Ъ

ВЫВОДЫ

1 Впервые в сочетании с фракционно-групповым составом гумуса дана характеристика молекулярной структуры гуминовых кислот целинных почв и почв мноюлетнего сельскохозяйственного использования южной лесостепи Западной Сибири

2 Выявлено уменьшение содержания общего углерода и тенденция изменения типа гумуса во всех вариантах исследованных почв при разнонаправленном сельскохозяйственном использовании в сравнении с соо!ветствующими почвами целинных вариантов В пятидесятилетнем бессменном пару чернозем выщелоченный теряет до 30% углерода Гумус этих почв в условиях южной лесостепи Западной Сибири становится более гуматным из-за увеличения доли гуминовых кислот в своем составе

3 Гуминовые кислоты чернозема выщелоченного легкосут линистого, луговой, пойменно-луговой, темно-серой лесной и серой лесной почв южной лесостепи Западной Сибири имеют химическую природу и молекулярную структуру аналогичную гуминовым кислотам других регионов, которая может быть описана исходя из теоретических представлений о двучленном строении пысокосопряженных систем

4 Характеристика особенностей молекулярной структуры гуминовых кислот целинных и используемых в сельском хозяйстве почв достаточно четко диагностируется по данным элементного состава, окислительной деструкции, молекулярно-массового распределения методом эксклюзивной гель-хроматографии, инфракрасным и электронным спектрам поглощения, спектрам электропарамагнитного резонанса и термической деструкции

5 Основным фактором трансформации гуминовых кислот при сельскохозяйственном использовании почв является повышение содержания кислорода в пахотном слое, вследствие применения различных приемов рыхления Это приводит к окислительной деструкции, прежде всею, периферической части макромолекул и мостиковых группировок, а также к некоторому уменьшению системы сопряжения и ароматичности, что выражается в увеличении содержания хинонов

6 В обобщенном виде основные изменения структуры гуминовых кисло! почв многолетнею сельскохозяйственного использования заключаются в

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Миронов, Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Содержание гумуса в почвах и его фракционно-групповой состав.

1.2 Химический состав гуминовых кислот.

1.3 Спектральные характеристики гуминовых кислот.

1.4 Молекулярно-массовое распределения гуминовых кислот.

1.5 Термическое разрушение гуминовых кислот.

2 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Общая характеристика природных условий территории.

2.2 Почвы.

3 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4 ФРАКЦИОННО-ГРУППОВОЙ СОСТАВ ГУМУСА ПОЧВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ.

5 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МОЛЕКУЛЯРНОЕ СТРОЕНИЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ 69 ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И ИХ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ.

5.1 Элементный состав исследованных гуминовых кислот.

5.2 Молекулярно-массовое распределение гуминовых 79 кислот.

5.2.1 Разработка и использование метода молекулярно-массового разделения гуминовых кислот на основе эксклюзивной ВЭЖ хроматографии.

5.2.2 Результаты молекулярно-массового разделения гуминовых кислот.

5.3 Спектральные характеристики гуминовых кислот.

5.3.1 Электронные спектры поглощения гуминовых кислот.

5.3.2 Характеристика инфракрасных спектров поглощения гуминовых кислот.

5.3.3 Спектры электронного парамагнитного резонанса гуминовых кислот.

5.4 Окислительная деструкция исследованных гуминовых кислот.

5.5 Термическая деструкция гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Химическая природа и молекулярная структура гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири"

Одной из острых дискуссионных проблем естествознания, до сих пор, остается проблема динамики органического вещества в биосфере. Количественные и качественные преобразования органического вещества в окружающей среде с момента его биосинтеза до полной минерализации тесно связаны со специфическим процессом гумификации отмерших растительных остатков и микробной массы в наземных и аквальных экосистемах.

Гумификация отмерших растительных организмов и микробных метаболитов является глобальным природным процессом в планетарном масштабе. Гуминовые вещества входят в состав органического вещества почв, торфов, ископаемых углей, некоторых сланцев и сапропелей. Они образуются в результате сложных биохимических преобразований органической массы и являются фактором его "консервации", предохраняя в известной мере от тотальной минерализации.

Понимание процессов трансформации органического вещества в почве имеет огромное значение для оценки агропроизводственных технологий. Это вызывает необходимость углубления современных представлений о химической природе и молекулярной структуре гуминовых веществ, как основной составляющей почвенного гумуса. Вполне очевидно, что при решении задач мониторинга изменений органического вещества почв, обусловленных антропогенным воздействием, необходимо знать характеристические показатели соответствующих целинных почв.

Гумус играет важную роль в формировании агропроизводственных свойств почв, так как определяет основные показатели её плодородия. По мере разложения гумуса микроорганизмами в почвенный раствор поступают азот и многие другие элементы минерального питания растений. Гуминовые кислоты, входящие в состав гумуса, обладают сильно выраженной поглотительной способностью, что обусловливает буферные свойства почвы и обеспечивает снижение токсического действия химических "загрязнителей" техногенного происхождения.

Важной частью гумуса, с точки зрения теории гумификации веществ, являются собственно гуминовые кислоты и фульвокислоты. В их составе и особенностях молекулярных структур содержится информация о специфике гумификации, отражающей особенности исходного органического материала и условия, в которых протекает этот процесс. Поэтому проявляется интерес к исследованию "тонкой" структуры гуминовых веществ с применением современной инструментальной техники.

Прогнозирование режима органического вещества в почве и его воспроизводства, особенно в условиях интенсивного земледелия, обусловливает необходимость физико-химических исследований гумусовых соединений - разработку методов диагностики их изменения под влиянием различных факторов техногенеза (В.А. Черников, 1987).

Цель исследований: Выявить особенности химической природы и молекулярной структуры гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири, находящихся в многолетнем сельскохозяйственном использовании, в сравнении с целинными почвами. Задачи исследований:

- охарактеризовать групповой и фракционный состав гумуса изученных почв;

- изучить элементный состав и физико-химические свойства гуминовых кислот почв южной лесостепи Западной Сибири в сравнительном аспекте;

- оценить молекулярно-массовое распределение гуминовых кислот изученных почв;

- выявить различия термической устойчивости, уровня электронного парамагнитного резонанса и других параметров, характеризующих соотношение «ядерной» и периферической части макромолекул гуминовых кислот изученных почв;

- найти закономерности общего направления трансформации молекулярной структуры гуминовых кислот почв, находящихся в сельскохозяйственном использовании, в сравнении с гуминовыми препаратами, полученными из целинных почв.

Автор искренне выражает свою признательность и слова благодарности научному руководителю профессору Игорю Дисановичу Комиссарову, консультантам доценту Сергею Михайловичу Тихомирову, доценту Михаилу Петровичу Сартакову, профессору Виталию Леонидовичу Телицину за ценные советы и помощь в подготовке данной работы.

Автор также чтит память профессора Алексея Ефимовича Кочергина, который на паритетных началах предоставил уникальные образцы почвы для получения гуминовых кислот.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Миронов, Александр Александрович

выводы

1. Впервые в сочетании с фракционно-групповым составом гумуса дана характеристика молекулярной структуры гуминовых кислот целинных почв и почв многолетнего сельскохозяйственного использования южной лесостепи Западной Сибири.

2. Выявлено уменьшение содержания общего углерода и тенденция изменения типа гумуса во всех вариантах исследованных почв при разнонаправленном сельскохозяйственном использовании в сравнении с соответствующими почвами целинных вариантов. В пятидесятилетнем бессменном пару чернозем выщелоченный теряет до 30% углерода. Гумус этих почв в условиях южной лесостепи Западной Сибири становится более гуматным из-за увеличения доли гуминовых кислот в своем составе.

3. Гуминовые кислоты чернозема выщелоченного легкосуглинистого, луговой, пойменно-луговой, темно-серой лесной и серой лесной почв южной лесостепи Западной Сибири имеют химическую природу и молекулярную структуру аналогичную гуминовым кислотам других регионов, которая может быть описана исходя из теоретических представлений о двучленном строении высокосопряженных систем.

4. Характеристика особенностей молекулярной структуры гуминовых кислот целинных и используемых в сельском хозяйстве почв достаточно четко диагностируется по данным элементного состава, окислительной деструкции, молекулярно-массового распределения методом эксклюзивной гель-хроматографии, инфракрасным и электронным спектрам поглощения, спектрам электропарамагнитного резонанса и термической деструкции.

5. Основным фактором трансформации гуминовых кислот при сельскохозяйственном освоении почв является повышение содержания кислорода в пахотном слое, вследствие применения различных приемов рыхления. Это приводит к окислительной деструкции, прежде всего, периферической части макромолекул и мостиковых группировок, а также к некоторому уменьшению системы сопряжения и ароматичности, что выражается в увеличении содержания хинонных групп.

6. В обобщенном виде основные изменения структуры гуминовых кислот почв многолетнего сельскохозяйственного использования заключаются в относительном увеличении ядерной части макромолекул гуминовых кислот соответствующих почв в сравнении с их целинными аналогами.

7. Разработан новый метод определения молекулярно-массового распределения гуминовых кислот с использованием неводной подвижной фазы на основе ВЭЖ гель-хроматографии. В качестве элюента использован диметилсульфоксид и применена микроколонка, что дает возможность анализировать микроколичества гуминовых кислот.

На радиоспектрометре PS 100.Х разработан метод определения параметров электронного парамагнитного резонанса.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Миронов, Александр Александрович, Тюмень

1. Абрамов Н.В. Мини-фермеры режут землю По-живому // Сибирская околица. 2003. №37. С.2.

2. Аксенова Ю.В. Влияние орошения на гумусовое состояние черноземных почв Омского прииртышья / Автореф. дисс. . канд. биол. Наук. 0мск.2004

3. Александров И.В. Дериватографическое исследование органно-минеральных соединений бурых углей / И.В. Александров, А.И. Камнева // Химия твердого топлива: 1976. №2. С.90-93

4. Александрова Л.Н. О природе новообразования гуминовых кислот и вероятном механизме их образования / Л.Н. Александрова // София: Сельскохозяйственная академия «Георги Димитров» Первый национальный конгресс по почвознанию. 1972

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

6. Алещукин Л.В. Инфракрасные спектры гуминовых кислот чернозема и дерново подзолистой почвы / Л.В. Алещукин, В.В. Добровольский // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург: 2005.

7. Базилевич Н.И. Биологическая продуктивность экосистем Северной Евразии // М: 1993. Наука. 293 с

8. Бамбалов Н.Н. Молекулярная структура и агрономическая ценность гуминовых кислот сапропеля // Агрохимия. 1995. №1. С. 65-71.

9. Бамбалов Н.Н. Молекулярно-массовое распределение гуминовых кислот торфа / Н.Н. Бамбалов, Т.П.Смычник // Минск :Вести1983. выпуск 2.С.

10. Бамбалов Н.Н. Трансформация торфа внесенного в почву в качестве удобрения / Н.Н. Бамбалов, B.C. Брезгунов, Ф.А. Малышев //1984.С. 60-71

11. Безуглова О.С. К методике определения качественного состава гумуса / О.С. Безуглова, С.А. Тищенко// Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург: 2005

12. Белькевич П.И. О термолизе гуминовых кислот/ П.И. Белькевич, К. А. Гайдук // МТО. Комиссия 4. Рига 1971.август.

13. Бессарабова А.А. Характеристика органического вещества бурых лесных почв Уссурийского заповедника / А.А. Бессарабова, Г.И. Иванов, О.Б. Максимов // Почвоведение. 1977. №4. С.57-65

14. Богданов Ф.М., Середа Н.А. Влияние различных систем удобрения на гумусное состояние и продуктивность чернозема типичного // Агрохимия. 1998. №4. С. 18-24.

15. Бойнов А.И., Кузьмин А.И. Пойма Иртыша. Омск, 1975. - 110 с.

16. Вильк К.К. Природа гумуса горно-таежных ожелезненных почв западного Забайкалья / К.К. Вильк // Почвоведение. 1962. №12. С. 31-40

17. Волобуев В.Р. Использование данных группового и фракционного состава гумуса для диагностики почв / В.Р. Волобуев // Почвоведение. 1968. №8. С. 27-49

18. Воробьева И.Б. Изменения гумусного состояния почв под влиянием гидротермических факторов/ И.Б. Воробьева // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург: 2005.

19. Ганжара Н.Ф. Фракционирование гумусовых веществ почв методом гелевой фильтрации // Докл. ТСХА. 1969. вып. 149. С. 95-99

20. Ганжара Н.Ф. Концептуальная модель гумусообразованя // Почвоведение. 1997. №9. С. 1075-1080

21. Глазовская М.А. Роль и функции педосферы в геохимических циклах углерода / Глазовская М.А.// Почвоведение. 1996. №2. С. 174-186

22. Гордиенко С. А. Сравнительное исследование торфяных гуминовых кислот методом гель-фильтрации на сефадексе/С.А. Гордиенко, И.Н. Гавриш, Л.И. Ивахно// Почвоведение. 1973. №11.

23. Гридяева Е.Е. УФ-спектроскопирование исследование гумусовых кислот / Е.Е. Гридяева, А.В. Кочетков, Д.А. Ненахов // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 177-178

24. Демин В.В. Современные методы исследования гуминовых веществ почв проблемы и перспективы/ В.В. Демин, Ю.А. Загородняя, Н.Г. Каршкова, О.Н. Бирюкова // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург: 2005

25. Драгунов С.С. Образование гуминовых кислот в различных природных условиях / С.С. Драгунов // Генезис твердых горючих ископаемых: АН СССР

26. Дубин В.Н. Термовесовая характеристика и кинетические параметры термодеструкции гумусовых кислот основных типов почв Молдавии / В.Н. Дубин // Почвоведение, 1970. №9.

27. Дубинин В.Н. Фракционирование гуминовых кислот некоторых почв Молдавии фильтрацией через сефадексы / В.Н. Дубинин, В.А.Фильков //М.:1959. С.5-15

28. Дьяков Д.А. Временные и профильные изменения содержания гумуса в черноземах лесостепи / Д.А. Дьяков // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 156.

29. Жуков А.И., Мосалева В.В. Изменение содержания гумуса в почвах длительных опытов с удобрениями // Проблема гумуса в земледелии и использование органических удобрений. Владимир, 1987. С.26-27.

30. Займов К.К. Изменение направления гумусособразования в лесных почвах Молдавии при распашке / К.К. Займов, В.А. Фильков // Почвоведение. 1963.№4. С.87-92

31. Зайцева Т.Ф. Химические и физико-химические состав и свойства орошаемых черноземов Приобья / Зайцева Т.Ф., Морозко В.К., Кленов Б.М. // Черноземы: свойства и особенности орошения. -Новосибирск: наука, 1988. 256с.

32. Золотарева Б.Н., Петрова Л.И., Мироненко Л.М. Влияние систематического применения минеральных и органических удобрений на изменение содержания и состава гумуса дерново-подзолистой почвы // Агрохимия. 1991. №10. С.75-84.

33. Золотухин Г.Е. Отличительные особенности состава гумусовых кислот торфяных почв и черноземов Красноярского края / Г.Е. Золотухин, Н.М. Майборода, В.Е. Волков, С.Б. Евстигнеева // 1990.С. 7-12.

34. Ильин Н.П. Фотохимическая деструкция гумусовых кислот / Н.П. Ильин, Д.С. Орлов // Почвоведение. 1973 №1.

35. Карапухин А.И. Применение гелевой хроматографии для определения молекулярной массы фульвокислот / А.И. Карапухин, А.Д. Фокин // Известия

36. Каспаров С.В. Выбор элюентных систем для гель-фильтрации гумусовых кислот чернозема / С.В. Каспаров, Ф.А. Тихомиров // Вестник МГУ, сер. Почвоведение. 1978. №4. С. 33-39

37. Кашинская Т.Я. Влияние среды диспергирования на химический состав гуминовых кислот торфа / Т.Я. Кашинская, Н.В. Шевченко, В.П. Стригуцкий // Химия твердого топлива.2003. №2.

38. Кленов Б.М. К вопросу изменения экологического функционирования гумуса в орошаемых черноземах западной Сибири / Б.М. Кленов // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург. 2005. С. 13 6-137.

39. Когут Б.М. Матюсенко Н.П. Элементарный состав лабильных гуминовых кислот черноземов // Почвоведение. 1992. №1. С. 91-94.

40. Когут Б.М. Агрогенная трансформация органического вещества черноземов / Когут Б.М., Шульц Э., Титова Н.А. // Почвы: национальное достояние России: Мат. IV съезда почвоведов. Новосибирск, 2004. С.3006-3007.

41. Козеленева Л.П. Влияние орошения слабоминерализованными водами на свойства черноземов Барабы: автореф. дисс. . канд. биол. Наук / Козеленева Л.П. Новосибирск, 1988. 16с.

42. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М., 1963. 313 с.

43. Комиссаров И.Д. Физико-химические свойства гуминовых кислот торфов северного Зауралья / И.Д. Комиссаров, Г.В. Лысова// Специфика почвообразования в Сибири: Отдельный оттиск. Новосибирск: Наука Сибирское отделение, 1979. С. 114-120.

44. Комиссаров И.Д. К вопросу о молекулярной массе гуминовых кислот / И.Д. Комиссаров, Л.Ф. Логинов // Гуминовые препараты: Научные труды ТСХИ. Тюмень: 1971. том XIV. С. 125-130.

45. Комиссаров И.Д. Извлечение гуминовых веществ из органогенных пород / И.Д. Комиссаров, И.И. Виленский, О.И. Федченко // Гуминовые препараты. Научные труды ТСХИ.1971. Том XIV. С. 10-34

46. Комиссаров И.Д. Влияние способа извлечения гуминовых кислот из сырья на химический состав получаемых препаратов / И.Д. Комиссаров, И.Н. Стрельцова // Гуминовые препараты. Научные труды ТСХИ. Тюмень. 1971. Том XIV. С.48-63

47. Комиссаров И.Д. Исследование ' молекулярной структуры гуминовых препаратов методом окислительной деструкции / / И.Д. Комиссаров, И.Н. Стрельцова // Гуминовые препараты. Научные труды ТСХИ. Тюмень. 1971. Том XIV. С.63-70

48. Комиссаров И.Д. Спектры поглощения гуминовых кислот / И.Д. Комиссаров, Л.Ф. Логинов, И.Н. Стрельцова // Гуминовые препараты. Научные труды ТСХИ. Тюмень. 1971. Том XIV. С.75-91

49. Комиссаров И.Д. К вопросу о молекулярной массе гуминовыхкислот / И.Д. Комиссаров, Л.Ф. Логинов // Гуминовые препараты. Научные труды ТСХИ. Тюмень. 1971. Том XIV. С. 125-131

50. Комиссаров И.Д. Структурная схема и моделирование макромолекул гуминовых кислот И.Д. Комиссаров, Л.Ф. Логинов // Гуминовые препараты. Научные труды ТСХИ. Тюмень. 1971. Том XIV. С. 131-143

51. Комиссаров И.Д. Электронный парамагнетизм и строение макромолекул гуминовых кислот / И.Д. Комиссаров// Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург: 2005.С.65-66.

52. Кончиц В.А. Термографическая характеристика гумусовых и гуминовых кислот дерново-подзолистой почвы при применении гербицидов на фоне разных систем удобрения / В.А. Кончиц, В.Ф. Ладонин, A.M. Алиев // Агрохимия. 2005. №10. С. 64-70

53. Колесников М.П. Молекулярно-весовое распределение гуминовых кислот по данным гель-хроматографии на сефадексах / М.П. Колесников // Химия почв. Почвоведение. 1978 №4.

54. Куваева Ю.В. Применение физического фракционирования тонкодисперсной фазы почв при изучении группового состава и природы гумуса /Ю.В. Куваева // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург: 2005

55. Кузьмин В.А. О составе гумуса почв бассейна озера Байкал / В.А. Кузьмин, Л.Г. Чернегова//Почвоведение. 1975. №8. С.91-98

56. Леонтьев А.К. Роль удобрений в процессах превращения органического вещества выщелоченного чернозема / А.К. Леонтьев // Почвоведение. 1969. №8. С.45-61

57. Лиштван И.И. Применение методов ДТА и рентгеноструктурного анализа для исследования превращений минеральной части торфа при саморазогревании / И.И. Лиштван, Т.Я. Кашинская, И.Л. Фалюшин, М.В. Зарецкий // Химия твердого топлива. 1982. №2. С. 88-93

58. Лиштван И.И. Фракции гуминовых кислот торфа: структура исвойства / И.И. Лиштван, Ф.Н. Капуцкий, A.M. Абрамец, Ю.Г. Янута, Г.С. Монич // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 107- 108.

59. Лунева А.С. Связь агрегативной неустойчивости и молекулярной массы гуминовых веществ / А.С.Лунева, О.А. Кузнецова // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 179-180.

60. Макурина Г.С. Оценка потерь гумуса в главных типах почв в процессе их земледельческого освоения // Изв. Всес. геогр. общества. 1991.Т.23 С. 122-128.

61. Малышев И.Г. Проблемы производства и применения органических удобрений // Химизация сельского хозяйства. 1991. №5. С.32-35.

62. Марыганова В.В. Воздействие вида экстрагента на структуру извлекаемых из торфа гуминовых кислот /В.В. Марыганова, Н.Н. Бамбалов, С.В. Парамон // Химия твердого топлива.2003. №1. С.

63. Манахова Е.В. Гумус степных почв Зауралья и его изменение в заповедном режиме / Е.В. Манахова, В.Е. Приходько, Ю.В. Захарова // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С 139-140.

64. Манахова Е.В. Гумус степных почв Зауралья и его изменение в заповедном режиме / Е.В. Манахова, Ю.В. Захарова // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 159-160.

65. Милановский Е.Ю. Амфильные компоненты гумусовых веществ почв // Почвоведение. 2000. №6. С. 706-715

66. Миллер С.А. Изучение гумусного состояния интенсивно используемых почв Новосибирской области / С.А. Миллер, Г.Ф. Миллер // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 161-162.

67. Мищенко JI.H. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное использование: Уч. Пособие/ ОмСХИ,- Омск, 1991. -164 с.

68. Мищенко JI.H. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное использование: Учеб. Пособие / JI.H. Мищенко. -Омск, 1991.-164с.

69. Мукина JI.P. Гумусное состояние залежных земель Красноярского края / JI.P. Мукина, А.А. Шпедт // Гуминовые вещества вбиосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 140-141

70. Найденов А.С., Солдатенко А.Г. Терехова С.С. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений на плодородие почв, урожай и качество продукции сельскохозяйственных культур в севообороте // Агрохимия. 1991. №5.С.49-55.

71. Носко Б.С. Влияние длительного орошения на физико-химические свойства почв / Носко Б.С., Филон И.И. Повышение плодородия орошаемых земель.-Киев: Урожай, 1980. С. 13-19.

72. Орлов Д.С. Пиролиз и дифференциальный термоанализ гумусовых веществ почвы / Д.С. Орлов, В.И. Дубин, Д.М. Елькина // Агрохимия: 1968. №1. С. 68-78.

73. Орлов Д.С. Проблема контроля и улучшения гумусового состояния почв // Науч. докл. высшей школы. Биол. наука, 1981. №2.С.9-20.

74. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации // М.: 1990. Изд. МГУ. 324с.

75. Орлов Д.С. Молекулярные веса, размеры и конфигурация частиц гумусовых кислот / Д.С. Орлов, Я.М. Амосова, Г.И. Глебова, Е.И. Горшкова, Н.П. Ильин, М.П. Колесников // Почвоведение. 1971. №11. С. 43-57

76. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1985

77. Орлов Д.С. Органическое вещество степных почв Поволжья и процессы его трансформации при орошении / Орлов Д.С., Барановская В.А., Околелова А.А. // Почвоведение.- 1987. №10. С. 65-79

78. Паранхевич Т.М. Агроэволюция органического вещества черноземов выщелоченных / Т.М. Паранхевич, Д.В. Ненахов, С.Е. Циплаков // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С.164-165.

79. Пастернак П.С. Содержание и состав гумуса бурых лесных почв Карпат/П.С. Пастернак, В.В. Скиба // Почвоведение. 1962. №12. С. 74-79

80. Полякова Н.В., Платонычева Ю.Н. Содержание и состав органического вещества серых лесных почв при разных уровнях антропогенного воздействия // Почвы: Национальное достояние России: Мат. IV съезда почвоведов. Новосибирск, 2004. С.329.

81. Пономарева В.В. О растворимости в воде препаратов гуминовых кислот, выделенных из профилей чернозема, серой и бурой лесных почв / В.В. Пономарева, Т.А. Плотникова // Почвоведение. 1975. №9. С. 63-72

82. Пономарева В.В. О роли гумусовых веществ в образовании бурых лесных почв/В.В. Пономарева //Почвоведение. 1962. №12. С. 15-30

83. Попов А.И. Гуминовые вещества свойства, строение, образование/ А.И. Попов. С.-Петербургский университет: 2004. С. 248.

84. Ребачук Н.М. О нативности гуминовых кислот / Н.М. Ребачук, Н.И. Кулеш, О.Б. Максимов // Почвоведение. 1976. №11.

85. Ребачук Н.М. Способы выделения и молекулярно-весовой состав гуминовых кислот // Автореферат. Владивосток: 1975.

86. Редченко Е.Б. Использование метода ЭПР для изучения изменения органического вещества почв при их сельскохозяйственном использовании/ Е.Б. Редченко, И.А. Терешенкова, С.Н. Чуков// Вестник ЛГУ. Л., 1988. С.2-8.

87. Рейнгард Я.Р. Развитие дефляционных процессов в осенне-зимний период в северной лесостепи Омской области / Я.Р. Рейнгард, С.И. Пирогов, Л.М. Рейнгард // Почвы Западной Сибири и повышение их плодородия. Омск ,1984. - С. 19-25.

88. Рейнгард Я.Р. Эрозионно-дефляционное районирование и обоснование мероприятий для равнинных территорий Южно-Омской оросительной системы / Я.Р. Рейнгард // Отчет. Омск, 1991. - 192с.

89. Симаков В.Н. Изучение фракционного состава гуминовых кислот некоторых типов почв методом гельфильтрации / В.Н. Симаков, Г.А. Алябина // Почвоведение. 1972. №7.

90. Смычник Т.П. Гель-хроматография гуматов лития, натрия, калия /Т.П. Смычник, Н.Н. Бамбалов // Минск: Известия . 1980.отдельный оттиск №2. С.

91. Степаненко JI.C. Исследование гуминовых кислот методом гельхроматографии // Автореферат. Владивосток: 1975.

92. Степаненко J1.C. Исследование гуминовых кислот гель-хроматографией на сефадексах в ДМСО / JI.C.Степаненко, О.Б.Максимов // Почвоведение. 1976. №10.

93. Степаненко J1.C. Тонкослойная гельфильтрация гуминовых кислот / J1.C. Степаненко, О.Б. Максимов,

94. Степаненко Л.С. Методы фракционирования гуминовых кислот. Разделение фракцией на гелях / Л.С. Степаненко, Н.М. Ребачук, О.Б. Максимов // Химия твердого тела. 1969. №2. С. 37-43

95. Степаненко Л.С. Использование хроматографии на гелях для изучения состава и реакционной способности гуминовых кислот // Л.С. Степаненко, Н.М. Ребачук, О.Б. Максимов // Новые методы исследования гуминовых кислот. Владивосток. 1972. С. 90-105

96. Степаненко Л.С. Гельхроматография гуминовых кислот почв приморья/Л.С. Степаненко // методические работы и краткие сообщения. Почвоведение. 1977. №4.

97. Стрельцова И.Н. Синтез парамагнитных препаратов на основе реакции фенолов с ангидридами ароматических кислот в расплаве /И.Н.

98. Стрельцова, И.Д. Комиссаров, Л.Ф. Логинов // Гуминовые препараты. Научные труды ТСХИ. Тюмень. 1971. Том XIV. С. 153-162

99. Тейт Р. Органическое вещество почвы. М., 1991. 399с.

100. Телеснина В.М. Влияние сельскохозяйственного использования и вывода из использования на подзолистые почвы. / В.М. Телеснина // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург. 2005. С.172-173.

101. Тишкович А.В. Исследование физико-химических свойств и физиологической активности некоторых фракций гуминовых кислот низинного торфа / А.В. Тишкович, Н.Н. Бамбалов, Т.А. Шатихина, В.П. Стригуцкий, Ю.Ю. Навоша // Минск: Вести. 1982. выпуск З.С.

102. Тишкович А.В. Исследование физико-химических свойств и физиологической активности некоторых фракций гуминовых кислот низинного торфа / А.В. Тишкович, Н.Н. Бамбалов, Т.А. Шатихина, В.П. Стригуцкий, Ю.Ю. Навоша // Минск: Вести. 1982. выпуск З.С.

103. Трубецкой О.А. Исследование стабильных электрофоретических фракций гуминовых кислот методом пиролитической газовой хроматографии/масс-спектрометрии / О.А. Трубецкой, О.Е. Трубецкая, Ц. Сайз-Хименес // Почвоведение. 2005. №11. С. 1333-1340

104. Фильков В.А. Некоторые термические показатели гумусовых кислот почв Молдавии / В.А.Фильков, А.Д.Пилипенко // Почвоведение, 1977. №1.

105. Цыпленков В.П. Влияние гидротермических условий на трансформацию гумусовых веществ / В.П. Цыпленков, И.А. Терешенкова // Вестник Ленинградского университета: 1989. Вып.1, №3. С.84-88.

106. Чебаевский А.И. Изотермическая деструкция гуминовых кислот / А.И. Чебаевский, И.А. Туев // Почвоведение. 1976.№1.

107. Чиркова В.М. Гуминовые кислоты лесолуговых почв Забайкалья / М.В. Чиркова // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 147.

108. Черепанов М.Е. О распределении снега в южной лесостепи Омской области на примере учхоза №2 ОмСХИ / М.Е. Черепанов // Биология и агротехника полевых культур. Омск,1969. - С. 42-46.

109. Чендев Ю.Г., Аврааменко П.М., Лицуков С.Д. Изменение гумусного состояния похотных почв Белгородской области // Агрохимия. 1998. №6.С. 12-20.

110. Черников В.А. Термогравиметрическая характеристика гумусовых кислот дерново-подзолистой почвы при различных системах удобрения./ В.А. Черников, В.А. Кончиц, С.Л. Игнатьева // ТСХА. Известия. 2001.выпуск 3.

111. Черников В.А. Состав и свойства гуминовых кислот чернозема различной степени дисперсности. / В.А.Черников, В.А.Кончиц // Почвоведение. 1978. №12.

112. Черников В.А. Исследование природы гуминовых кислот почв солонцового комплекса дериватографическим методом / В.А. Черников, В.А. Касатиков // Почвоведение. 1977. №3. С. 35-40.

113. Черников В.А. Изучение трансформации гуминовых кислот торфа под воздействием Micromonospora chlcea методом масс-спектрометрии /В.А. Черников//Известия ТСХА: 1986. выпуск 3. С. 110-114.

114. Черников В.А. Состав и свойства гуминовых кислот чернозема различной степени дисперсности. / В.А.Черников, В.А.Кончиц // Почвоведение, 1978. №12.

115. Черников В.А. Исследование гумусовых кислот почв дериватографическим методом / В.А. Черников, В.А. Кончиц // Биологические науки. 1979. №2.С. 20-75

116. Чертов О.Г. К характеристике органического вещества осушенных торфяно-болотных лесных почв Ленинградской области / О.Г. Чертов//Почвоведение. 1968. №3. С.44-49

117. Чуков С.Н. Биосферные функции и структура гуминовых веществ/ С.Н. Чуков // Доклады Международного экологического форума: Сохраним планету Земля. С.-П., 2004.

118. Чуков С.Н. Гуминовые вещества: результаты и перспективы исследования/ С.Н. Чуков // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 159-160.

119. Чухарева Н.В. Исследование кинетики термически активированных изменений состава и свойств торфяных гуминовых кислот // Автореферат на соискание ученой степени кандидата химических наук. Барнаул: 2003. С. 23.

120. Чухарева Н.В. Кинетика термической деструкции гуминовых кислот / Н.В. Чухарева, Л.В. Шишмина, А.А. Новиков // Химя твердого топлива. 2003.№6. С.37-46

121. Шарков И.Н. Минерализация и баланс органического вещества в почвах агроценозов Западной Сибири. // Автореферат диссертации доктора биологических наук. Новосибирск. 1997. 37 с.

122. Шевцова Л.К., Володарская И.В., Аканова Н.И. Гумусное состояние похотных дерново-подзолистых почв при окультуривании и в условиях хозяйственного истощения // Химия в сельском хозяйстве. 1996. №5.C.33-35.

123. Шевцова Л.К. Влияние длительного применения удобрений на термографические характеристики гумусовых кислот / Л.К. Шевцова, С.И. Сидорина // Краткие сообщения и методические работы: Почвоведение. 1988. №6. С. 130-136.

124. Ширшова Л.Т. Полидисперсность гумусовых веществ почв // М.: 1991.Изд. Наука. 85 с.

125. Шишов С.А. К характеристике органического вещества аллювиальных почв среднего течения реки Оки / С.А. Шишов // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2005. С. 173-174.

126. Шурухина С.И. Энергетическая характеристика гумусовых препаратов / С.И. Шурухина, М.В. Виноградов // Почвоведение: 1974. №7.С. 56-60.

127. Шурыгина Е.А. Дифференциально-термический и термовесовой анализы, гумусовых веществ почвы / Е.А. Шурыгина, Н.К. Ларина, М.А. Чубарова, М.М. Кононова // Почвоведение, 1971. №6 С. 35-43.

128. Юхнин А.А. Физико-химическое исследование гумусовых кислот и их дериватов // Автореферат. Издательство Московского Университета. 1973.

129. Юхнин А.А. Физико-химическое исследование гумусовых кислот и их дериватов // Автореферат. Издательство Московского Университета. 1973.

130. Cameron R.S. calibration of gel permeation chromatography materialsfor use with humic acid / R.S. Cameron, R.S. Swift, B.K. Torton, A.M. Posner // J. Soil Since. 1972. v/23/р. 342-349

131. Ceccanti B. Fractionation of humusa urease complexes / B. Cecctanti, P. Nanipieri, S. Cervelli, P. Sequi // Soil Biol. Biocem. 1978. v.10, p. 39-45

132. Chen J. Information provided on humic substances by E4/E6 ratios / J. Chen, N. Senesi, M. Schnitzer // Soil Scinse Socitny of America Journal. 1977. v. 41, p. 352-358

133. Chin Y.-P. Binding of pyrene to aquatic and commercial humic substances: the role of molecular weight and aromaticity / Y.-P. Chin, G.R. Aiken, K.M. Danielsen//Environ. Sci. Technol. 1997. v. 31. p. 1630-1635

134. Chosh К. and Schnitzer M. macromolecular structures of humic substances // Soil Science. 1980. v. 129, p. 266-276

135. Hatcher P.G. and Clifford D.J. Flash pyrolysis and in situ methyiation of humic acids from soil // Organic Geochemistry. 1994. v. 21. p. 1081-1092

136. Hatcher P.G. Modern analytical studies of humic substances / P.G. Hatcher, J.K. Dria, K. Sungwan and S.W. Fraizer // Soil Science. 2001. v. 166, p. 770-794

137. Hayes M.H. B. And Clapp C.E. Humic substances: consideration of compositions, aspects of structure, and environmental influence // Soil Science. 2001. v. 166. p. 723-737

138. Kollist-Sigur K. Sorption of polycyclic aromatic compounds of humic and fulvic acid HPLC column materials // K. Kollist-Sigur, T. Neelsen, C. Gron, P.E. Hansen, C. Helweg, K.E. Jonassen, O. Jorgessen, U.J. Kirso // Environ. Qual. V.30, p. 526-537

139. Kulikova N.A. Binding of atrazine to humic substances from soil, peat and coal related to their structure / N.A. Kulikova and I.V. Perminova // Environ. Sci. Technol. 2002. v.36, p. 3720-3724

140. Kumada K. Absorbtion spectra of humic acids // Soil, Plant, Food. 1995. v. l,p. 29-37

141. O'Loughlin and Chin Y.-P. Effect of detector wavelength on the determinnnation of the molecular weight of humic substances by high-pressure size exclusion chromatography // Water Research. 2000. v. 35, p.333-338

142. Orlov D.S. Molecular parametersof Humic acids / Orlov D.S., Ammosova Ya. M., G.I. Glebova // 1975. v. 13, p. 211-229

143. Perminova I.V. Development of a predicative model for calculation of molecular weight of humic substances / I.V. Perminova , H.F. Frimmel, D.V.Kovalevskii, G. Abbt-Braun, A.V. Kudryavtsev, S. hesse // Water Research. 1998. v. 32. p. 872-881

144. Piccolo A. The supramolecular structure of humic substances // Soil Science. 2001. v.l66,p.810-832

145. Schnitzer M. Soil organic matter the next 75 years // Soil Science. 1991. v. 151, p.41-56

146. Stevenson F.J. Humus Chemistry. Wiley-Inter-science. New York. 1994. 43 8p.

147. Susie M. High-performance liquid Chromatographic determinations of humic acids in environmental samples at the nano-gram level using fluorescence detection / M. Susie, K.G. Boto // J. Chromatography. 1989. v. 482, p. 175-187

148. Varga B. Secondary Structure of humic acid. Can micelle-like conformation be proved by aqueous size exclusion chromatography / B. Varga, G. Kiss, A. Galambos, A. Gelenser, J. Hlavay, Z. Krivacsy // Environ. Sci. & Technol. V. 34, p. 3303-3306

149. Uicssing E. G. Использование «сефадекса» для суждения о молекулярном весе гумусовых веществ в природных водах / Е. G. Uicssing // iNaturre. 1965. December, 2.

150. Zhou Q. Considerations in the use of high-pressure size exclusion chromatography (HPSEC) for determining molecular weights of aquatic humic substances // Q. Zhou, S.E. Cabaniss, P. Maurice // Water Research, v.34, p.3505-3514