Флуоресцентные свойства гуминовых кислот почв разных условий формирования

Наталья Леонидовна  Бажина; Мария Ивановна Дергачева

doi:10.31251/pos.v4i4.167

Авторы

Наталья Леонидовна Бажина ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия
Мария Ивановна Дергачева ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия

DOI:

https://doi.org/10.31251/pos.v4i4.167

Ключевые слова:

гуминовые кислоты; флуоресценция; максимум флуоресценции; первый момент; природная среда

Аннотация

Цель исследования: выявить особенности гуминовых кислот почв разных условий формирования с помощью количественных показателей спектров флуоресценции.

Место и время проведения. Исследования проводились на территории Сибири, где в течение 2000–2021 гг. в разных регионах были выделены ключевые участки с различающимися природными условиями.

Методология. Гуминовые кислоты (ГК) рассматриваются как самостоятельный компонент системы гумусовых веществ (СГВ) почв, свойства которого зависят от экологических условий формирования. Почвенные образцы отбирались в период наиболее стабильного состояния системы гумусовых веществ сплошной колонкой каждые 5–10 см и(или) менее в пределах видимых границ генетических горизонтов. Препараты ГК выделялись 0,1 н NaOH после предварительного декальцирования почв с последующим осаждением 2 н HCl. Дополнительная очистка от зольных элементов не проводилась. Спектры флуоресценции растворов гуминовых кислот с одинаковой концентрацией вещества (0,01 % ГК) и при рН=13 снимались в диапазоне длин волн 300–650 нм на сканирующем спектрофлуориметре Agilen Cary Eclipse Fluorescence Spectrophotometer при длине волны возбуждения равной 330 нм.

Основные результаты. Рассчитаны среднестатистические количественные показатели спектров флуоресценции гуминовых кислот почв, сформированных в разных природных условиях: положение максимума флуоресценции (λ_max), величина первого момента (М₁) и соотношение интегральных интенсивностей флуоресценции в областях максимального ее проявления в длинноволновой и коротковолновой частях спектра (коэффициент α). Результаты показали, что почвы, сформированные в разных природных условиях, имеют разные диапазоны величин всех количественных показателей флуоресцентных свойств гуминовых кислот. Они существенно различаются в тундровых почвах равнинных и горных условий, в пределах одной горной страны в связи с вертикальной поясностью, в пределах одной территории с кольцевой поясностью в связи со сменой зон увлажнения, и при других качественных отличиях формирующей их природной среды. Показано, что М₁ отражает особенности конфигурации гуминовых кислот, обусловленные условиями формирования почв, тогда как коэффициент α – состояние этого почвенного компонента в период отбора почвенных проб, зависящий от локальных условий их функционирования.

Заключение. Анализ количественных параметров спектров флуоресценции гуминовых кислот почв, распространенных в разных природных условиях, позволил выявить диапазоны их колебаний в связи с изменением состояния почв и условий их формирования на региональном и локальном уровнях. Такие количественные показатели, как положение максимумов флуоресценции в спектрах испускания при постоянной длине волны возбуждения и величина первого момента, дающие общее представление о конфигурации гуминовых кислот, а также показатель, характеризующий соотношение периферической алифатической и центральной ароматической частей в структуре этих веществ (коэффициент α) могут использоваться для выявления особенностей гуминовых кислот почв разных условий формирования и для оценки состояния почв и формирующей их природной среды.