Молекулярно-массовое распределение гуминовых и фульвокислот таёжных почв

Аннотация

Цель исследования: выявить влияние гидроморфизма и сельскохозяйственного использования на молекулярно-массовое распределение (ММР) препаратов гуминовых кислот (ГК) и фульвокислот (ФК), выделенных из почв Европейского северо-востока России. Оценить влияния кислотности среды на ММР ФК.

Место и время проведения. Исследования проведены на территории средней тайги (Максимовский стационар Института биологии ФИЦ КНЦ УрО РАН, расположенный в 8 км к западу от г. Сыктывкар и поле Сыктывкарского совхоза, в 5 км к юго-западу от г. Сыктывкар, на водоразделе рр. Сысола и Важел-ю) и северной тайги (в 3 км к западу от пст. Троицко-Печорск). Объектами исследования послужили гумусовые вещества, выделенные из типичной подзолистой (Eutric Albic Retisol (Loamic)), глееподзолистой (Eutric Albic Stagnic Retisol (Loamic)), торфянисто-подзолистой поверхностно-оглеенной (Eutric Albic Stagnic Histic Retisol (Loamic)) пахотной подзолистой (arable Eutric Albic Retisol (Loamic)) почв. Период отбора почв – с 1 по 30 августа 2014 года.

Методы. Количественный анализ ММР препаратов ГК и ФК выполнен с помощью жидкостной эксклюзионной хроматографии (гель-хроматографии) на гелях сефадекс G-25 и G-100 с непрерывной автоматической регистрацией оптической плотности элюата (λ = 280 нм) в проточной кварцевой кювете, колонка К 9Ч60 см (Pharmacia, Швеция). В качестве элюента использовали дистиллированную воду, 0,05 М раствор NaOH и Tris-HCl-буфер c рН = 8,2.

Основные результаты. Проведены исследования ММР препаратов ГВ. Установлено, что ГК содержат три фракции с разной молекулярной массой: ≥ 150 kDa, 73–80 kDa и 13–23 kDa; ФК – две фракции: ≥ 5 kDa, 1–2 kDa. Невысокая молекулярная масса ФК, в совокупности с более высоким количеством кислородсодержащих функциональных групп, способствует их лучшей растворимости и миграционной способности в почвах. ГК автоморфных почв характеризуются высоким содержанием низкомолекулярных фракций, а доля высокомолекулярной фракции в ГК подстилки в 1,5–2,0 раза выше, чем в ГК подзолистого горизонта, что, возможно, обусловлено миграцией низкомолекулярной фракции вниз по профилю. Высокая доля кислой низкомолекулярной фракции в подзолистом горизонте способствует разложению почвенных минералов и их вымыванию в иллювиальный горизонт. Оценено влияние сельскохозяйственного использования почв на фракционный состав гумусовых соединений. Отмечено резкое увеличение доли высокомолекулярной фракции в препаратах ГК пахотной подзолистой почвы – в 2–4 раза по сравнению с ГК целинных подзолистых почв, что обусловлено окультуренностью пахотного горизонта, природой поступающих растительных остатков и повышенной микробиологической активностью освоенных почв. Изучено влияние кислотности среды на характер хроматограмм препаратов ФК, выделенных из основных типов почв Республики Коми. Показано, что в области высоких значений рН элюента (9–13) отсутствие фракционирования связано с ассоциацией ФК, изменением их конформации и эффектом “сверх-эксклюзии”. Элюирование дистиллированной водой (рН=6,5) позволяет проводить разделение ФК на две фракции с молекулярными массами ≥ 5 kDa и 1–2 kDa.