Якість гумусових речовин дерново-підзолистого ґрунту за різних систем удобрення
DOI:
https://doi.org/10.31073/acss97-06Ключові слова:
гумусові речовини; дерново-підзолистий ґрунт; системи удобрення; гель-хроматографія; УФ-спектроскопія; ароматичні структуриАнотація
У статті представлено результати аналітичних досліджень якості гумусових речовин у дерново-підзолистому ґрунті залежно від системи удобрення. Актуальність роботи зумовлена необхідністю розробки ефективних підходів до підвищення родючості ґрунту шляхом управління трансформаціями якості складників його органічної речовини (гумусу). Проби ґрунту, відібрано у польовому досліді, закладеному у 1990 році на території Волинської державної сільськогосподарської дослідної станції у Волинській області в зоні Полісся. Ґрунт дослідної ділянки — дерново-слабопідзолистий глинисто-піщаний (Albic Arenosols). Варіанти досліду, обрані для досліджень: контроль (без добрив); гній 10 т/га; гній у поєднанні з мінеральними добривами або сидератами; сидерати. Методи дослідження гумусових речовин: (1) електронна спектроскопія в ультра-фіолетовому і видимому діапазонах (200–600 нм) для оцінки трансформацій ароматичних структур гумінових кислот; (2) проникаюча гель-хроматографія для вивчення молекулярної дисперсності та структурної організації гумусових речовин. Результати спектроскопічного аналізу показали, що гумінові кислоти у ґрунті з різних варіантів удобрення графічно характеризуються однотипною похилою лінією поглинання, що свідчить про подібність структурної організації гумусових речовин. Найвища інтенсивність поглинання спостерігається в УФ-діапазоні, що пов’язано з ароматичними структурами. Органічна та органо-мінеральна системи удобрення сприяли підвищенню концентрації стійких ароматичних сполук у гумінових кислотах. Хроматографічний аналіз виявив бімодальний розподіл молекулярних фракцій гумінових речовин. Системи удобрення сидерат та сидерат+гній знижували вміст низькомолекулярних ароматичних структур у гумусових речовинах, що вказує на їхню значущість для підвищення стабільності органічної речовини. Встановлено, що системи удобрення значно впливають на якість гумусових речовин змінюючи співвідношення ароматичних і гідрофільних структур. Особливості молекулярної гетерогенності гумусових речовин визначають їхню стабільність у ґрунті. Для поліпшення якості органічної речовини (гумусу) необхідно враховувати трансформації низькомолекулярних ароматичних сполук і впроваджувати підходи, які сприятимуть акумуляції органічного вуглецю.
Посилання
Angelico, R., Colombo, C., Di Iorio, E., Brtnický, M., Fojt, J., & Conte, P. (2023). Humic substances: from supramolecular aggregation to fractal conformation — is there time for a new paradigm? Applied Sciences, 13(4), 2236. https://doi.org/10.3390/app13042236
Baveye, P. C., & Wander, M. (2019). The (bio)chemistry of soil humus and humic substances: why is the “new view” still considered novel after more than 80 years? Frontiers in Environmental Science, 7, 27. https://doi.org/10.3389/fenvs.2019.00027
Piccolo, A., & Drosos, M. (2024). Chapter Seven – The supramolecular structure of the soil humeome and the significance of humification. Advances in Agronomy, 188, 405–455. https://doi.org/10.1016/bs.agron.2024.06.006
Escalona, Y. Petrov, D. Galicia-Andrés, E. & Oostenbrink, C. (2023). Exploring the macroscopic properties of humic substances using modeling and molecular simulations. Agronomy, 13(4), 1044. https://doi.org/10.3390/agronomy13041044 .
Sutton, R., & Sposito, G. (2005). Molecular structure in soil humic substances: the new view. Environmental science & technology, 39(23), 9009-9015. https://doi.org/10.1021/ES050778Q
Janoš, P., & Tokarová, V. (2002). Characterization of coal-derived humic substances with the aid of low-pressure gel permeation chromatography. Fuel, 81(8), 1025-1031. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00010-8
Esfahani, M. R., Stretz, H. A., & Wells, M. J. M. (2015). Abiotic reversible self-assembly of fulvic and humic acid aggregates in low electrolytic conductivity solutions by dynamic light scattering and zeta potential investigation. Sci. Total Environ, 537, 81–92. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.08.001
Jovanovic, U. D., & Marcovic, M. M., Čokeša, Đ. M., Živković, N. V., & Radmanović, S. B. (2022). Self-aggregation of soil humic acids with respect to their structural characteristics. J. Serb. Chem. Soc., 87(6), 761–773. https://doi.org/10.2298/JSC211125010J
Mignone, R., Martin, M., Vieyra, F., Palazzi, V., De Mishima, B., Mártire, D., & Borsarelli, C. (2012). Modulation of Optical Properties of Dissolved Humic Substances by their Molecular Complexity †. Photochemistry and Photobiology, 88(4), 792-800. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.2012.01135.x.
Piccolo, A. (1988). Characteristics of soil humic extracts obtained by some organic and inorganic solvents and purified by HCl-HF treatment. Soil Science, 146(6), 418–426. https://doi.org/10.1097/00010694-198812000-00003
Osterman, L. A. (1985). Chromatography of proteins and nucleic acids. Nauka.
Swift, R. S., & Posner, A. M. (1971). Gel chromatography of humic acid. Journal of Soil Science, 22, 237–249. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.1971.tb01610.x
Piccolo, A., Nardi, S., & Concheri, G. (1996). Micelle-like conformation of humic substances as revealed by size-exclusion chromatography. Chemosphere, 33(4). 595–602. https://doi.org/10.1016/0045-6535(96)00210-x
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Поширення статті здійснюється на умовах ліцензії відкритого доступу Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
