01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
Разделение воднорастворимых органических веществ на фракции
 28.08.2012

Для сопоставления состава воднорастворимых веществ с составом всего гумуса почвы часть каждого препарата подвергалась разделению на фракции: 1) осаждаемую серной кислотой, 2) не осаждаемую кислотой, но осаждаемую избытком алюминия при рН = 4,8-5,0, и 3) не осаждаемую ни кислотой, ни алюминием. Это разделение, применяемое и при анализе состава валового гумуса почвы, проведено для определения содержания гуминовой кислоты, фульвокислот, осаждаемых гидроокисью алюминия, и кислот, не осаждаемых последней.
Разделение производилось следующим образом. Отдельная порция каждого препарата подкислялась серной кислотой до концентрации 0,1 н.; при этом выделялся плохо оседающий очень мелкохлопьевидным темно-коричневый осадок, который отфильтровывался, промывался водой, подкисленной серной кислотой, затем чистой водой и высушивался при 80° до постоянного веса. После окончательного взвешивания он растворялся в 0,1 н. NaOH, раствор доводился до определенного объема и анализировался на содержание С и N. К кислому фильтрату после осаждения первой фракции прибавлялся 0,5 н. раствор алюмо-калиевых квасцов (в количестве 25 мл) и реакция смеси доводилась до рН = 4,8-5,0 путем прибавления 1,0 н. раствора NaOH (проба с метил-рот в капле раствора). Образующийся при этом осадок гидроокиси алюминия с частью органических веществ отфильтровывался, промывался до определенного объема и анализировался на содержание С и N, а также редуцирующих сахаров. Фильтраты после осаждения алюминием, содержавшие органические вещества, не осаждаемые ни серной кислотой, ни гидроокисью алюминия, анализировались (после сгущения) на содержание С, N и редуцирующих Сахаров.
Результаты произведенных определений приведены в табл. 6 и 8.

Разделение воднорастворимых органических веществ на фракции

Разделение воднорастворимых органических веществ на фракции

Как видно из данных табл. 6, содержание первой фракции, осаждаемой кислотой, составляет в препарате горизонта А0 довольно заметную величину - 28,8% по углероду и 18,23% по весу к общему количеству органического вещества. Но в препарате из горизонта A1 содержание этой фракции очень сильно уменьшается - до 7,1% по углероду и до 4,63% по весу от растворимых органических веществ. Значительное расхождение данных процентного содержания по углероду и по весу объясняется очень высоким содержанием в этой фракции углерода, которое оказалось одинаковым в обоих препаратах, именно 77,6% в горизонте А0 и 77,67% в горизонте А1. Такой высокий процент углерода гораздо больше соответствует веществам из группы смоляных кислот (т. е. фракции битумов), чем гуминовой кислоте. Действительно, испытание в отдельной пробе показало легкую растворимость полученного осадка в смеси спирта с бензолом.
Таким образом, в полученных нами препаратах воднорастворимых веществ гуминовая кислота отсутствовала, несмотря на довольно значительное ее содержание в валовом составе гумуса обоих горизонтов почвы (табл. 7). Из этого мы должны сделать вывод, что гуминовая кислота, видимо, не принимает непосредственного активного участия в миграции минеральных веществ при подзолообразовании. Такой же вывод можно сделать и в отношении найденной фракции битуминозных веществ, сходной с гуминовой кислотой в отношении нерастворимости в минеральных кислотах, так как содержание этой фракции очень сильно уменьшается до незначительных количеств при переходе из А0 в A1 (что может быть обязано более кислой реакции горизонта A1).
Разделение воднорастворимых органических веществ на фракции

Другое, несомненно, более важное значение в подзолообразовании мы должны приписать фракции, растворимой в минеральных кислотах и осаждаемой избытком гидроокиси алюминия при рН = 4,8-5,0. Эта фракция составляет половину всей суммы воднорастворимых органических веществ в горизонте А0 и обнаруживает наибольшую относительную устойчивость при переходе в горизонт А1, где ее содержание возрастает до 70% от суммы воднорастворимых веществ.
Последняя фракция воднорастворимых веществ, не осаждаемых ни кислотой, ни алюминием, сохраняет приблизительно одинаковое относительное содержание в обоих горизонтах, которое значительно уступает содержанию предыдущей фракции. Фракции, растворимые в серной кислоте, в общем характеризуются более низким содержанием углерода по сравнению с данными для общей суммы воднорастворимых органических веществ (см. табл. 5). Особенно это понижение заметно для горизонта А0, где содержание углерода в названных фракциях составляет 42,64%.
К характеристике фракций, растворимых в минеральных кислотах, можно отнести результаты определения редуцирующей способности их, каждой в отдельности, по отношению к фелинговой жидкости в условиях определения сахаров по методу Бертрана (табл. 8).
Разделение воднорастворимых органических веществ на фракции

Полученные результаты показывают, что преобладающая по количеству фракция, осаждаемая алюминием, содержит невысокий процент «редуцирующих сахаров» (иначе говоря, небольшое число альдегидных групп), который мало повышается под влиянием гидролиза. Фракция, неосаждаемая алюминием, при небольшом начальном содержании редуцирующих сахаров сильно отличается увеличением их содержания после гидролиза 1,0 н. серной кислотой. Иначе говоря, значительная часть этой фракции (до 40% в гор. А0 и до 50% в А1) ведет себя подобно полисахаридам.
Из этих данных можно, по-видимому, сделать вывод, что фракция, осаждаемая избытком гидроокиси алюминия, характеризуется более устойчивым, в биохимическом отношении, строением по сравнению с неосаждаемой фракцией, чем и может быть объяснено ее относительное увеличение в составе воднорастворимых веществ горизонта A1 по сравнению с горизонтом А0.
Тем не менее состав этой фракции все же подвергается заметным изменениям при переходе из А0 в А1. Эти изменения заключаются в увеличении содержания углерода и уменьшении содержания азота. Об увеличении содержания углерода можно судить по данным табл. 6, где приведено содержание углерода для суммы обеих фракций, не осаждаемых серной кислотой; так как в сумме этих фракций первая, осаждаемая избытком алюминия, преобладает, то можно с большей долей вероятности отнести полученную разницу в содержании углерода, при переходе из А0 в А1, в значительной мере па долю именно этой фракции.
Об уменьшении содержания азота свидетельствует расширение отношения С : N, которое на основании произведенных определений оказалось равным 16 : 1 в горизонте А0 и 44 :1 в А1. Это уменьшение соответствует отмеченному выше уменьшению содержания азота в общей сумме воднорастворимых веществ при переходе из А0 в A1 (см. табл. 5) и заслуживает особого внимания, так как находится в обратном отношении к изменению содержания валового азота в гумусе названных горизонтов (см. табл. 1). Можно, по-видимому, предполагать, что образование воднорастворимого гумуса в горизонте A1, независимо от того, идет ли оно за счет воднорастворимых органических веществ, поступающих из вышележащего горизонта А0, или за счет валового гумуса и разлагающихся корней горизонта A1, связано с биологическими процессами, сопровождающимися поглощением азота. Не исключена возможность, что это поглощение органического азота из воднорастворимой части гумуса, так же как и отмеченное выше поглощение фосфорной кислоты и аммиака, обязано деятельности микроорганизмов ризосферы корневой системы ели. О поверхностном расположении корней последней в горизонте A1 уже было упомянуто. При этом, как уже было показано выше, усиливается кислая реакция (понижение рН) и увеличивается общая кислотность воднорастворимых органических веществ (по сравнению с горизонтом А0), что сопровождается заметным переходом в раствор алюминия и железа (а также и кремнекислоты) из минеральной части горизонта A1 (см. табл. 4).
Таким образом, можно сделать вывод, что непосредственная роль в процессах оподзоливания горизонта A1 принадлежит воднорастворимым органическим кислотам (фульвокислотам), образующимся в этом же горизонте, а не растворам, поступающим сюда из горизонта подстилки А0, так как последние подвергаются здесь глубоким изменениям под влиянием биологических факторов.
Полученные результаты исследования позволяют наметить ряд положений, имеющих значение для уяснения процессов подзолообразования, а именно:
1. Отсутствие или во всяком случае очень незначительное содержание в воднорастворимом гумусе гуминовой кислоты заставляет полагать, что она, по-видимому, не принимает активного участия в подзолообразовании или точнее - в миграции полуторных окислов.
2. Точно так же следует отрицательно отнестись к предположению Бланка об активной роли в «гуминовокислом выветривании» серной кислоты, так как последняя нейтрализуется сильными основаниями и аммиаком. Образование ее в заметных количествах в горизонте A1 может иметь только косвенное значение, так как благодаря связыванию сильных оснований серная кислота освобождает и делает более активными растворимые гумусовые кислоты.
3. Главная активная роль в оподзоливании, очевидно, принадлежит органическим веществам, обладающим свойствами так называемых фульвокислот и в особенности их более устойчивой фракции, осаждаемой избытком гидроокиси алюминия при слабокислой реакции. Эти вещества, обладающие (в целом) свойствами органических оксикарбоновых кислот, по-видимому, образуют в горизонтах A1 и А2 с алюминием и железом, при относительно небольшом содержании последних, растворимые соединения, которые и вымываются в нижележащие горизонты почвы.
4. Является ли для процесса оподзоливания необходимым участие аммиака, как это предполагает проф. Ремезов, пока не вполне ясно ввиду того, что фульвокислоты растворимы и без участия аммиака. Принимая во внимание это обстоятельство, можно даже поставить вопрос обратного порядка - не ослабляется ли активное воздействие фульвокислот на минеральную часть почвы вследствие частичной нейтрализации их аммиаком?
5. Существующее представление о том, что процесс оподзоливания минеральных горизонтов почвы (A1 и А2) происходит под непосредственным воздействием вмываемых из горизонта подстилки (А0) растворов, находится в противоречии с характером изменения состава воднорастворимых веществ при переходе из горизонта А0 в горизонт A1. Полученные нами данные позволяют высказать предположение, что характерные особенности состава воднорастворимых органических веществ, с которыми непосредственно связаны явления оподзоливания горизонта A1, возникают в этом же горизонте в результате биологических процессов, происходящих под влиянием (или при большом участии) корневой системы древесной растительности (в исследованном случае - ели) и связанной с ней микрофлоры ризосферы.