IX Всероссийская конференция молодых ученых с международным участием «Почвоведение: Горизонты будущего. 2025»

Беляев Сергей Михайлович

Казанский государственный аграрный университет


Сессия

25.09
15:40
2мин
Инфракрасные спектры гуминовых кислот чернозёмов типичных остаточно-карбонатных Юго-Востока Республики Татарстан
Беляев Сергей Михайлович

Инфракрасная спектрометрия (ИКС) является мощным аналитическим методом, позволяющим охарактеризовать функциональные группы и структурные особенности гуминовых кислот. Гуминовые кислоты (ГК) являются сложными, гетерогенными органическими соединениями, широко распространенными в почве, воде и осадочных породах. Их сложные структуры определяют разнообразные функции в окружающей среде, включая влияние на плодородие почвы, транспорт загрязнителей и образование устойчивых органических соединений, а инфракрасная диагностика функционального состава гуминовых кислот необходима для понимания этих функций и свойств. Гуминовые кислоты представляют собой многокомпонентную смесь органических соединений, образующихся в процессе гумификации – биохимического разложения растительных и животных остатков. Благодаря своей высокой реакционной способности и способности образовывать комплексные органо-минеральные соединения и играют важную роль в экосистемах. Они удерживают влагу, являются источником питательных веществ для микроорганизмов и растений, а также участвуют в транслокации и трансформации загрязняющих веществ. Строение ГК до сих пор не полностью изучено из-за их сложности и отсутствия строго повторяющихся структурных единиц. Однако, известно, что они состоят из ароматических и алифатических фрагментов, соединенных различными функциональными группами, такими как карбоксильные (-COOH), гидроксильные (-OH), амино (-NH2) и метоксильные (-OCH3) группы. Характеризация функционального состава ГК необходима для понимания их свойств и функций в окружающей среде. Инфракрасная спектроскопия является практичным и удобным методом для изучения структуры ГК, поскольку она позволяет идентифицировать различные функциональные группы, присутствующие в молекуле, по характерным полосам поглощения. ИКС – это быстрый, относительно недорогой и неразрушающий метод анализа, который может предоставить ценную информацию о химическом составе и структурных особенностях ГК. Для ГК инфракрасные спектры обычно представлены в диапазоне волнового числа от 4000 до 400 см⁻¹. Положение, интенсивность и форма полос поглощения в спектре позволяют определить наличие и относительное содержание различных функциональных групп в образце ГК. Анализ относительной интенсивности этих полос позволяет получить информацию о преобладании определенных функциональных групп и, следовательно, об общей структуре ГК. В ходе работы сравнивались спектры ГК полученных методом пирофосфатно-щелочной экстракции из почв залежи и пашни с системой «No till» ООО «Август-Лениногорск» Лениногорского района РТ. Чернозем типичный остаточно-карбонатный тяжелого гранулометрического состава, мало- и среднегумусный, среднемощный. Ввиду многокомпонентного состава гуминовых кислот и, собирательно, органического вещества почвы, инфракрасные спектры представляет собой сложную картину перекрывания и наложения различных полос поглощения с искажением их формы и интенсивности. Поэтому прямая идентификация и количественное определение функциональных групп по интенсивностям поглощения в спектрах оказываются затруднительной и требует косвенных методик идентификации. Было установлено, что гуминовые кислоты в составе органического вещества залежи характеризуются более высоким относительным содержанием ароматических компонентов, чем алифатических. Однако, некоторые образцы показали равновесные значения. Спектральные характеристики гуминовых кислот пашни имели более выраженную область поликонденсированных ароматических соединений, при сравнительно высоком содержании алифатических. Так же для спектров гуминовых кислот пашни характерен «спектральный шум» и множество менее выраженных пиков. По нашим предположениям это связано с системой обработки почвы «No till», где в начальном периоде идет активное накопление и трансформация «молодого» органического вещества, в отличие от более «зрелого» на почвах залежи. В связи с тем, что система «No till» имеет малый срок применения, требуется более развернутое во времени исследование тонких процессов накопления и трансформации органического вещества данных почв.

1.4. Роль органического вещества в обеспечении биосферных функций почвы
Стенд-холл 1 (коридор 3 этажа)