СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ И МОЛЕКУЛЯРНОГО СТРОЕНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ТОРФОВ ХМАО-ЮГРЫ

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
2 Объекты исследований 22
2.1 Общая характеристика природных условий территории 22
2.2 Почвы и органогенные отложения 27
3 Методы исследований 31
3.1 Методика извлечения и очистки гуминовых кислот 31
3.2 Методы изучения химического состава 32
4 Результаты исследований 35
4.1 Элементарный состав 35
4.2 Электронные спектры поглощения 44
4.3 Инфракрасные спектры поглощения 49
ВЫВОДЫ 55
Список литературы 56

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Гумификация отмерших растительных организмов и их 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.
Изучение процессов гумификации и гумусонакопления играет стержневую роль в понимании генезиса почв в различных зональных и азональных условиях.
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 зольного питания растений. Гуминовые кислоты, входящие в состав гумуса, обладают сильно выраженной поглотительной особенностью, что обусловливает буферные свойства почвы и обеспечивает снижение токсического действия химических "загрязнителей" техногенного происхождения.
Водорастворимые формы гуминовых кислот осуществляют аккумулятивную функцию, заключающуюся в накоплении в почвах важнейших элементов питания для микробных организмов и растений, принимая участие в геохимической миграции минеральных неорганических соединений.
Известное разнообразие гуминовых веществ обусловлено неоднородностью условий их образования и особенностями взаимодействия с минеральной составляющей почв. Именно поэтому в генетическом почвоведении и в оценке плодородия почв существовала и существует большая потребность в объективной характеристике состава гумуса и его отдельных компонентов, которая осуществляется различными методами. Наибольшую известность и достаточную объективность имеют методы: И.В. Тюрина, 1966; М.М. Кононовой, 1966; Н.П. Бельчиковой, В.В. Пономаревой, 1961; Т.А. Плотниковой, 1975. Они дают полезную информацию о подвижности отдельных групп и фракций гуминовых веществ и их связи с неорганическими компонентами почв, в том числе и с глинистыми минералами.
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 гумификационного процесса, отражающая особенности исходного органического материала и условия, в которых протекает процесс. Поэтому все больше возрастает интерес к исследованию "тонкой" структуры гуминовых веществ с применением современной инструментальной техники. Несмотря на то, что прикладное значение этих исследований в полной мере еще не используется почвоведами и агрохимиками, перспективность таких работ у большинства специалистов не вызывает сомнений.
Это подтверждают материалы исследований Д.С. Орлова, 1977; В.А. Черникова, 1984; И.Д. Комиссарова, 1971; В. Фляйга, 1952; М. Шнитцера, 1962; , В. Цихмана, 1958; и др.
Наши исследования на основе использования современной инструментальной техники были выполнены с целью характеристики гуминовых кислот пойменных почв и субстратов Обь-Иртышского междуречья, которое является перспективной территорией для сельскохозяйственного освоения под кормовые угодья.
Цель и задачи исследований. Цель – получение новой информации на уровне современных знаний о молекулярной структуре и химической природе гуминовых кислот, характеризующей условия и механизм гумификации в почвах, торфах и сапропелях Обь - Иртышской поймы.
Задачи исследований:
- выделение и очистка препаратов гуминовых кислот;
- определение и интерпретация элементного состава;
- характеристика молекулярных параметров гуминовых кислот различного происхождения по данным спектральных исследований и ренгенодифрактометрии;
- определение уровня электронного парамагнетизма гуминовых кислот почв, торфов и сапропелей Обь - Иртышской поймы;
- оценка термической устойчивости гуминовых кислот различного происхождения;
- выявление связей между составом, молекулярной структурой гуминовых кислот и условиями гумификации в пойменных почвах с различным режимом увлажнения.
Научная новизна. Впервые получены данные характеризующие состав и молекулярную структуру гуминовых кислот почв, торфов и сапропелей Обь – Иртышской поймы. Выявлены отличительные особенности гуминовых кислот, обусловленные спецификой гумификации в условиях различной обводненности.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Гуминовые кислоты широко распространены в природе. Они входят в состав органического вещества почв, торфов, сапропелей, сланцев и бурых углей.[44]
Вопрос об источниках гумусовых веществ – соединениях, участвующих в гумификации, и их происхождения исключительно важен. Поскольку с правильным его решением связаны обоснованные представления не только о путях формирования гумусовых кислот, их генезисе, но и об их строении [18]. Почти все современные исследователи считают, что структурные единицы (или структурные фрагменты) природных биополимеров входят как основные блоки в молекулы гуминовых кислот и фульвокислот. Были высказаны, видимо только две, отличающиеся от этой концепции, крайние точки зрения [21]. Так, В.Р. Вильямс, 1950 рассматривал гумусовые кислоты как экзоэнзимы микроорганизмов; по его мнению, бактерии выделяют в окружающую среду гуминовые кислоты, а грибы – креновые кислоты (фульвокислоты). Альтернативы представления Е.П. Троицкого, 1940, допускавшего полный распад органических веществ растительных и животных остатков вплоть до формальдегида НСНО, который затем полимеризуется с включением в продукты полимеризации на отдельных этапах молекул аммиака, что ведет в конечном итоге к образованию гуминовых кислот. Эти точки зрения имеют теперь историческое значение, но изучение источников (предшественников) гумусовых кислот составляет важнейший раздел общей теории гумификации и химии гуминовых соединений [78,94].
В последнее десятилетие интерес к гуминовым кислотам значительно расширился. Накопление гумусовых веществ играет исключительно важную роль в процессе почвообразования в связи с созданием своеобразных экологических условий [33,44,78,79].

Весь текст будет доступен после покупки

1.Александрова Л.Н. // Химия, генезис и картография почв. М.; Наука, 1968. С. 5-10.
2.Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.; Наука, 1980, 287с.
3.Александрова Л.Н. Состав гумуса.Л.; Наука, 1980, 250с.
4.Александрова Л.Н. Румянцева Э.А. Изменение новообразованных гуминовых кислот в процессе их дальнейшей гумификации. Зап. ЛСХИ 1970,т,137.
5.Александрова И.В. Взаимодействие структурных единиц и прочность их за- крепления в молекулах гуминоподобных веществ. // Почвоведение. 1993. №12. С.47-51
6.Александрова Е.М. Лидина Н.Г. Оптические свойства растворов гуматов и зо- лей гуминовых кислот, // Химия и технология топлива. 1956. №8. С.36-46.
7.Алиев С;А. Шихов М.А. Инфракрасные спектры поглощения гуминовых ки- слот основных типов почв Азербайджанской ССР. // Почвоведение и агрохимия. 1.57.230. 1980.
8. Алиев С.А. Касимов Р.М. Парамагнитные свойства гуминовых кислот Азер- байджанской ССР. // Почвоведение,1971. №1. С. 5-8.
9.Аммосова В.М. Балаганская Е.Д. Свойства гуминовых кислот окультуренных подзолистых почв Мурманской области. // Почвоведение,1991. №7. С.29-39.
10.Афанасьева Г.В. Терешина Т.В. Групповой и фракционный состав гумино- вых кислот избыточно увлажненных почв поймы реки Оби.// Вестн. МГУ.сер.17.Почвоведение.1979. № 1. С.55-70.
11.Базарова О.В. Дударчик В.М. Исследование гуминовых кислот модифециро- ванных азотсодержащими соединениями методом линейной ЭПР- спектроскопии.// Почвоведение.1992. №1. С. 21-25.
12.Бирюкова О.Н. ОрловД.С. Запасы органического вещества и типы гумуса в почвах и торфах севера европейской части России. // Почвоведение. 1993. №10. С.39-51.
13.Бамбалов Н.Н. Изменение физико-химических свойств гуминовых кислот в процессе гумификации торфов: Дис. … кан.биол.наук. Минск, 1968.
14.Болдырев А.И. О природе взаимодействия органической и минеральной частей почвенного поглощающего комплекса. Дис. … кан. хим. наук. М.; 1964 С.19.
15.Болдырев А.И. Рисовым полям — высокое плодородие. Симферополь. «Крым», 1969. 207с.
16.Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов. М.; Недра, 1976. С.73-84.
17.Бремнер И. Новые данные о химическом составе органическрго вещества вещества почв Ротамстедской опытной станции РФЖ.// Биология. №11. 1956.
18.ВаксманА. Сельман. Гумус. М.1937.
19.Васильев С.В. Седых В.Н. Пойма Оби на аэрокосмических снимках. Красно- ярск. 1984.
20.Винокурова Н.А. Колоскова А.В. Спиранская Г.И. Шакирова К.Ш. Гумус почв Волжско-Камской лесостепи и его роль в плодородии. Казань.; изд. Казанского университета. 1972. 133с.
21.Вильямс В.Р. Почвоведение. Собрание сочинений: М.; 1950. т.5.
22.Горелова Т.А. Особенности органического вещества торфяных, торфяно- глеевых и торфянисто-подзолисто-глеевых почв. Автореферат дис. канд. биол. наук. М.; 1982. 24с.
23.Гришина А.А. Моргун Л.В. Элементный состав гуминовых кислот окульту- ренных дерновоподзолистых почв. // Почвоведение. №10. С.20-25.
24.Дергачева М.И. Изменение некоторых элементов структуры гуминовых ки- слот при промерзании-оттаивании тундровых почв. «Биологические проблемы Севера» 9-й симпозиум. Тез. докл. Сыктывкар. 1981. С.284.
25.Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра русской равнины. М.; Изд. МГУ 1968. 296с.
26.Дубин В.Н. Термовесовая характеристика и кинетические параметры самодеструкции гуминовых кислот основных почв Молдавии. // Почвоведение. 1970. №9. С. 70-85.
27.Екатеринина Л.Н. // Химия твердого топлива. 1974.№1. С.36-44.
28.Ефремова Т.Т. Почвоведение и диагностика торфянистых почв болотных экосистем. // Почвоведение. 1992. № 12. С.25-34.
29.3бинден Р. Инфракрасная спектроскопия высокополимеров. Пер. с англ., под ред. Блюменфельда Л.А. М.; Мир. 1966. 355с.
30.3ырин Н.Г. Орлов Д.С. Физико-химические методы исследования почв. Изд. Московского университета. 1964. 345с.
31.Ионенко В.И. Бацула А.В. Головачев Е.А. О кинетике процесса гумификации. // Почвоведение. 1986. № 2. С.21-24.
32. Ильина И.С. Ресурсный потенциал растительности речных пойм. Теоретические и методические аспекты. Автореф. док. биол. наук. Новосибирск 1992.
33.Ильина Л.П. О гуминовых кислотах почв восточного Донбаса. // Почвоведение. 1992. № 1. С.84-88.
34.Исмаилова Н.Х. Элементный состав подвижных гуминовых:кислот почв различной степени окультуренности и удобренности. // Почвоведение. 1992. №1. С.88-90.
35.Казаков Е.И. Генезис и химическая природа пресноводных сапропелей. Труды инст. гор. ископ. АНСССР 1950. т.11.
36.Касаточкин В.И. Ларина Н.К. Исследование гуминовых кислот ископаемых углей. Докл. АНСССР. 1957. №2. т.114.
37.Касаточкин В.И. КухаренкоГ.А. Золотарева Э.Ю. Разумова Л.П. Рентгенографическое исследование гуминовой кислоты. Докл. АНСССР 1950 т. 74.
38.Касаточкин В.И. Кононова М.М. ЛаринаН.К. Егорова О.И. Спектральное и рентгеновское исследование химического строения гумусовых веществ почвы. Доклады к 8-му Международному конгрессу почвоведов. М.; 1964.
39.Касаточкин В.И. Зильбербранд О.И. Рентгенография и инфракрасная спек- троскопия в применении к исследованию строения гуминовых веществ. // Почвоведение. 1956. № 5. С.80-85.
40.Кленов Б.М. Гумус почв Западной Сибири. М.; Наука. 1981. 142с.
41. Кленов Б.М. Гумус почв Северного Прибайкалья. // Почвоведение. 1985. №4. С.33-43.
42.Когут Б.М. Элементный состав лабильных гуминовых кислот. // Почвоведение. 1992. №1. С.91-93.
43.КомиссаровИ.Д. Логинов Л.Ф. Рентгеноструктурная характеристика гумино- вых препаратов, полученных из окисленного угля и торфа щелочной экстракцией. Труды Тюм. СХИ т. 14, 1970, С.91-99.
44.Комиссаров И.Д. Химическая природа и биологическое значение гуминовых кислот. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биол. наук.
45.Комиссаров И.Д. Виленский И.И. Федченко О.И. Извлечение гуминовых ве- ществ из органогенных пород. Научн. тр. Тюменского СХИ т. 14 С.10-34.
46.Комиссаров И.Д. Электронный парамагнитный резонанс в гуминовых кисло- тах. Труды ТюменскогоСХИ т.14 С.99-116.
47.Комиссаров И.Д. Логинов Л.Ф. Электронный парамагнетизм гуминовых ки- слот, получаемых из торфа и окисленных углей. Доклады сибирских почвоведов к 9-му международному конгрессу почвоведов. Новосибирск 1968.
48.Комиссаров И.Д. Логинов Л.Ф. Стрельцова И.Н. Спектры поглощения гуми- новых кислот. Труды ТюменскогоСХИ, Тюмень 1971 т. 14 С.75-91.
49.Комиссаров И.Д. Стрельцова И.Н. Влияние способа извлечения гуминовых кислот из сырья на химический состав получаемых препаратов. Научн. тр. Тю- менскогоСХИ, Тюмень 1971, т.14 С.34-48.
50.Комиссаров И.Д. Стрельцова И.Н. Изменение химического состава гумино- вых препаратов в процессе очистки. Научн. тр. ТюменскогоСХИ. Тюмень 1970,т.14 С48-63.
51.Комиссаров И.Д. К вопросу о молекулярной массе гуминовых кислот. Научн. тр. ТюменскогоСХИ Тюмень 1971, т.14. С.116-125.
52.Комиссаров И.Д. Логинов Л.Ф. Структурная схема и моделирование макро- молекул гуминовых кислот. Научн. труды ТюменскогоСХИ, Тюмень1971,т.14 С.125-131.
53.Комиссаров И.Д. Логинов Л.Ф. Гуминовые вещества в биосфере. М.; Наука. 1993. С. 36-45.
54.Комиссаров И.Д. Проворотова В.Г. Логинов Л.Ф. Изучение свободно- радикальных состояний органического вещества сапропелей методом электрон- ного парамагнитного резонанса. Труды СвердловскогоСХИ, т.17, 1968.
55. Кононова М.А. Бельчикова Н.П. Ускоренные методы определения состава гумуса. // Почвоведение. 1961. №10. С.15-19.
56.Кордунян Б.А. Пойменно- аллювиальные почвы. Почвы Горьковской области. Горький.; Волго-Вятское кн. изд. 1978. С.117-132.
57.Кормилицин В.Ф. Сбалансированность процессов минерализации и гумификации, как экологический показатель устойчивости почвенного блока орошаемой агроэкосистемы. // Почвоведение. 1995. №11. С.1319-1373.
58.Кречетова Е.В. Сравнительная характеристика состава и свойств гуминовых кислот горючих сланцев и почв.// Почвоведение. 1994. №2. С.57-66.
59.Кухаренко Т.А. Екатеринина Л.Н. Определение хиноидных групп во фракциях гуминовых кислот в связи с их биологической активностью. ДАН. 1966. т. 170. №1.
60.Кухаренко Т.А. Гуминовые вещества в биосфере. М.; Наука 1993. С.25-27.
61.Ларина Н.К. Касаточкин В.И. Спектральные методы исследования гуминовых веществ почв. М.; 1966. 171с.
62.Логинов Л.Ф. Роль гуминовых кислот в формировании окислительно- востановительных условий в природных процессах. // Почвоведение. 1992. №1. С.16-21.
63.Мастерски В. Логинов В. Исследование некоторых физико-химических свойств гуминовых кислот. // Почвоведение. 1959. №2. С.134.
64.Назарова А.В. Сравнительная характеристика гуминовых кислот различного происхождения. Автореферат диссертации канд. с/х наук. 1977.
65.Назарова А.В. Гетерогенность гуминовых кислот различного происхождения. Научн. тр. ЛСХИ 1976 т.296. С.63-69.
66.Нгуен Ты Сием, Фридландв М. Орлов Д.С. Состав и свойства гуминовых веществ почв Северного Вьетнама. // Почвоведение. 1977. №8. С.39-54.
67.Орлов Д.С. Кинетическая теория гумификации и схема вероятностного строения гумусовых кислот. // Биологические науки. 1977. №9. С.5.
68.Орлов Д.С. Михайлова Н.А. Оптические свойства почв и почвенных компонентов. М.; Наука. 1986.160с.
69.Орлов Д.С. Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М.; 1981. 270с.
70.Орлов Д.С. Поглощение света гумусовыми веществами в видимой части спектра. // Биологические науки. 1959. №4. С.192.
71.Орлов Д.С. К методике изучения оптических свойств гумусовых веществ. // Биологические науки. 1960. №1. С.204.
72.Орлов Д.С. Спектрофотометрический анализ гумусовых веществ. // Почвоведение. 1965. №11. С.84.
73.Орлов Д.С. Бирюкова О.Н. Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.; Наука. 1996.250с.
74.Орлов Д.С. Особенности спектров поглощения и распространение гуминовых кислот в почвах СССР. // Почвоведение. 1968. №10. С.84.
75.Орлов Д.С. Розанова О.Н. Матюхина С.Г. Инфракрасные спектры поглоще- ния гуминовых кислот. // Почвоведение. 1962. №l. С.11-18.

Весь текст будет доступен после покупки