Влияние известкования на содержание гумуса в почве (часть 3)
Результаты пересчитаны на 0.001% концентрацию Г.К. при толщине слоя 1 см и обработаны методами вариационной статистики (табл. 43). Коэффициенты экстинции Г.К, извлеченных из почв после декальцирования, равны 0.045-0.055 и весьма близки к средним значениям для дерново-подзолистых почв (Е0.001 465 гуминовых кислот), которые по Д.С. Орлову составляют 0.049, причем интервал колебаний значений также типичен.
Если сравнить коэффициенты экстинции относительно рыхлосвязанных гуминовых кислот (вытяжка 0.1 NaOH после декальцирования т.е. суммарно 1 и 2 фракции) и прочносвязанных (фракция 3), то они различаются весьма резко (более чем в 2 раза). Однако это не дает права утверждать, что в фракцию 3 входят качественно иные Г.К. При форменной обработке кислотой и щелочью в фракцию 3 попадает масса слабо-окрашенных углеродсодержащих веществ негуминовой природы (Д.С. Орлов, 1974), поэтому судить об отличиях только по величине коэффициентов экстинции нельзя. Наоборот, практически равные (различия не доказаны) отношения коэффициентов экстинции при 465 и 650 нм свидетельствуют скорее о том, что эта фракция представлена такими же гуминовыми кислотами, но более прочно связанными с минеральной частью почвы.
Различия в свойствах 1 и 2 фракции Г.К. более значительны. В неизвесткованной почве коэффициенты экстинции фракции 1 (свободных) гуминовых кислот являются характерными для дерново-подзолистых почв, тогда как фракции 2 (связанные с кальцием, по терминологии Тюрина), обладают цветностью в 3 раза большей (0.038±0.0006 и 0.121±0.031). Достоверно отличаются и отношения экстинций Е0.001 465/Е0.001 465 (3.49±0.04 и 4.01±0.12). По своей оптической характеристике фракция 2 неизвесткованной почвы очень близка к черным гуминовым кислотам черноземов (Е0.001 465 = 0.108-0.131).
Интересные закономерности выявляются при сопоставлении оптических параметров фракции 1 Г.К. известкованной и неизвесткованной почв. Коэффициенты экстинции при 465 и 650 нм фракции 1 гуминовых кислот достоверно ниже в почвах, известкованных как CaO, MgO, так и смесью CaO+MgO. При этом отмечается снижение их величин и во фракции 2 Г.К.
Аналогичные изменения оптических свойств гуминовых кислот отмечены и в другом вегетационном опыте (табл. 44). Особенностью этого опыта является то, что в песчаную малогумусную почву был внесен торф. Таким образом, моделировались условия ускоренного окультуривания почв с помощью высоких доз органических удобрений на торфяной основе и известкования. Содержание гумуса в почве 0.93±0.02%.
Под влиянием извести, внесенной в высоких дозах, в почве уменьшалось содержание «свободных» гуминовых кислот (фракция 1) и фульвокислот.
Оптические свойства Г.К. кислот этой почвы несколько отличаются от приводимых ранее. Это обусловлено большим участием гуминовых кислот торфа, да и несколько иными свойствами «грубого» гумуса песчаной почвы. В целом коэффициент экстинции Г.К. неизвесткованной почвы.
Е0.001% 465 = 0.064±0.002 занимает промежуточное положение между ветчиной, типичной для подзолистых почв (0.049) и для болотных (0.071).
Несмотря на указанные различия, общая направленность изменений свойств гуминовых кислот остается такой же, как и в опытах с типичными дерново-подзолистыми почвами. В опыте отмечается существенное снижение под влиянием известкования оптической плотности Г.К. фракции 1, а также изменение отношения, Е465/Е650 при известковании высокими дозами.
Для трактовки полученных данных воспользуемся следующими теоритическими положениями:
Коэффициенты светопоглощения органических веществ увеличиваются с уменьшением молекулярной массы, исходя из формулы
Е = ε/м.м. 100,
где ε - молярный коэффициент погашения, а м.м. - молекулярная масса вещества. 1. Коэффициенты светопоглощения могут возрастать за счет увеличения молярного коэффициента поглощения. В данном случае - если входящие при известковании в состав Г.К. катионы кальция и магния увеличивают его.
2. Если происходит уменьшение молекулярной массы гуминовых кислот за счет разрыва их молекул, под воздействием оснований.
3. За счет эффекта фракционирования, то есть в том случае, если кальций и магний осаждают в нерастворимой форме (при прямой экстракции 0.1 н NaOH) часть гуминовых кислот, обладающих относительно меньшей молекулярной массой.
В принципе все 3 причины при известковании могут иметь место, однако, наиболее вероятна последняя из них. Косвенным подтверждением этого являются литературные данные о фракционировании (Д. Кук, 1970), которые показывают закономерный рост коэффициентов окстинции по мере уменьшения молекулярной массы.
По современным представлениям гуминовые кислоты представлены гаммой высокомолекулярных органических соединений, обладающих, как общими, так и различными свойствами. Высокая цветность и низкое значение Е465/Е650, входящего в состав кислой дерново-подзолистой почвы небольшого количества фракций 2 Г.К. свидетельствуют о том, что это наиболее стойкие, малорастворимые, «черноземоподобные» гуминовые кислоты, связанные с кальцием и магнием, обладающие относительно низкой молекулярной массой. При известковании и создании в почвенном растворе высоких концентраций кальция и магния (до 2000 мг-экв на 100 г рыхлосвязанных Г.К.) происходит осаждение части, а именно, обладающих относительно меньшей молекулярной массой гуминовых кислот.
Эти гуминовые кислоты имеют, как бы промежуточные свойства между черными и бурыми Г.К. - более низкую оптическую плотность по сравнению с первыми, меньшую стойкость к растворяющему действию воды и т.п., однако способны в реальных почвенных условиях удержать кальций в своем составе в течение ограниченного времени.
