ИК-спектры поглощения фракций гранулометрических элементов чернозема типичного целинного Курской области

С помощью метода инфракрасной спектроскопии изучены фракции гранулометрических элементов, выделенных методом отмучивания из гумусово-аккумулятивного горизонта А целинного чернозема типичного мощного Курской области. Согласно полученным данным фракции гранулометрических элементов существенно различаются вещественным составом. Фракция крупной пыли преимущественно состоит из кварца, полевых шпатов, полисахаридов и небольшого количества специфических гумусовых веществ. Фракции мелкой пыли, и особенно илистая, существенно отличаются по вещественному составу от фракции крупной пыли. В основном они состоят не только из полисахаридов, но и из глинистых минералов, в том числе и смешанослойных образований слюдисто-монтмориллонитового типа, гораздо более высокого количества специфических гумусовых веществ, меньшего количества кварца и полевых шпатов. Фракция средней пыли по вещественному составу занимает промежуточное положение и в большей мере приближена к тонкодисперсным фракциям, нежели к фракции крупной пыли. Метод инфракрасной спектроскопии позволяет выявить принципиальные различия в вещественном составе между отдельными гранулометрическими фракциями. Однако ряд специфических особенностей, присущих индивидуальным компонентам твердой фазы почвы, не проявляется на инфракрасных спектрах гранулометрических фракций. Это обусловлено активным взаимодействием органических и минеральных компонентов почвы. В результате таких взаимодействий многие активные центры и функциональные группы блокируются и не проявляются на инфракрасных спектрах.

1. Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Недра, 1976. – 199 с.

2. Борисочкина Т.И., Кайданова О.В. Тяжелые металлы во фракциях разной дисперсности почв природных и антропогенных ландшафтов (на примере Курского региона) // Проблемы региональной экологии. – 2021. – № 4. – С. 35-42. DOI:10.24412/1728-323X-2021-4-35-42. EDN: LQOASS.

3. Варламов Е.Б., Лебедева М.П., Чурилин Н.А., Чурилина А.Е. Особенности профильного распределения минералов во фракциях разной размерности в солонце светлом корковом сухостепной зоны юга России // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. – 2018. – № 93. – С. 144-168. DOI:10.19047/0136-1694-2018-93-144-168. EDN: XWPLTV.

4. Воробьева А.А., Доржиева О.В., Толпешта И.И. Применение ИК-спектроскопии для изучения трансформации биотита в почве // Глины и глинистые материалы. Материалы докладов. М.: ИГЕМ РАН, 2019. – С. 239-241. EDN: VMWOXY.

5. Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: МГУ, 1986. – 224 с.

6. Заварзина А.Г., Кравченко Е.Г., Константинов А.И., Перминова И.В., Чуков С.Н., Демин В.В. Сравнение свойств препаратов гуминовых кислот, выделенных из почв щелочной экстракцией в присутствии и отсутствии кислорода // Почвоведение. – 2019. – № 8. – С. 910–922. DOI: 10.1134/S0032180X19080161. EDN: FKNZFM.

7. Игнатьева С.Л., Черников В.А., Кончиц В.А. Изучение влияния систем удобрения и обработки почвы на гумусовые кислоты дерново-подзолистой почвы с использованием ИК-спектроскопии // Известия ТСХА. – 2008. – Вып. 2. – С. 32-41. DOI: 10.31857/S0032180X22601153. EDN: HOCIIS.

8. Когут Б.М. Трансформация гумусового состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. – 1998. – № 7. – С. 794–802. EDN: SJVDRB.

9. Крылов В.А., Мамонтов В.Г., Лазарев В.И., Рыжков О.В. Влияние различного землепользования на элементный состав лабильных гумусовых веществ чернозема типичного Курской области // Почвоведение. – 2022. – № 8. – С. 981–989. DOI:10.31857/S0032180X22080081. EDN: LYNCAM.

10. Латышева Л.А. Органическое вещество гранулометрических фракций и его роль в формировании морфогенетического своеобразия буроземов острова Русский // Известия Высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. – 2022. – № 4-2 (216-2). – С. 28-37. DOI:10.18522/1026-2237-2022-4-2-28-37. EDN: PYXHWX.

11. Мамонтов В.Г. Общее почвоведение: учебник, 2-е изд. М.: КНОРУС, 2023. – 554 с.

12. Мамонтов В.Г., Чинилин А.В., Рогова О.Б., Варламов Е.Б., Рыжков О.В. Особенности вещественного состава гранулометрических фракций чернозема типичного Курской области. // Современное состояние черноземов: материалы II Международной конференции. Ростов-на-Дону; Таганрог. – 2018. – С. 167-175. EDN: XZQCXB.

13. Мамонтов В.Г., Артемьева З.С., Лазарев В.И., Родионова Л.П., Крылов В.А., Ахмедзянова Р.Р. Сравнительная характеристика свойств целинного, пахотного и залежного чернозема типичного Курской области // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. – 2020 (101). – С. 182-201. DOI: 10.19047/0136-1694-2020-101-182-201. EDN: ADTVWD.

14. Овчиникова М.Ф. Изменение содержания, состава и свойств гумусовых веществ в гранулометрических фракциях дерново-подзолистых почв при длительном осушении // Почвоведение. – 2018. – № 6. – С. 693-703. DOI:10.7868/S0032180X18060059. EDN: XQNGUH.

15. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1974. – 335 с.

16. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. – 324 с.

17. Орлов Д.С., Осипова Н.Н. Инфракрасные спектры почв и почвенных компонентов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. – 89 с.

18. Путеводитель почвенной экскурсии «Восточно-Европейская равнина. Лесостепная и степная зоны». М.: Наука, 1974. – 95 с.

19. Роде А.А. Избранные труды. Т.1. Теоретические проблемы почвоведения и вопросы генезиса почв. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2008. – 600 с.

20. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проект, 2004. – 432 с.

21. Самонова О.А., Асеева Е.Н., Касимов Н.С. Распределение металлов по гранулометрическим фракциям в балочной почвенно-геохимической системе (Юго-Восточная часть Смоленско-Московской возвышенности) // Вестник Московского университета. Серия 5. География. – 2018. – № 6. – С. 34-46. EDN: VTBOVL.

22. Сильверстейн Р., Вебстер Ф., Кимл Д. Спектрофотометрическая идентификация органических соединений. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2014. – 557 с.

23. Симонов Г.А. Содержание и минералогический состав коллоидных и предколлоидных фракций в зональном ряду почв Европейской России // Почвоведение, 2003. – № 6. – С. 722–732. EDN: OOITLX.

24. Соколова Т.А., Толпешта И.И., Изосимова Ю.Г. Подвижные соединения Al и Si в палево-подзолистых почвах Центрального лесного заповедника: содержание, распределение по профилю и гранулометрическим фракциям // Почвоведение. – 2017. – № 6. – С. 672-679. DOI:10.7868/80032180X17040116. EDN: YTMAVN.

25. Степанов И.С. Применение метода инфракрасной спектроскопии в почвоведении. М: ВАСХНИЛ, Почвенный институт им. В.В. Докучаева. 1976. – 71 с.

26. Фокин А.Д. Почва, биосфера и жизнь на Земле. М.: Наука, 1986. – 176 с.

27. Холодов В.А., Фарходов Ю.Р., Ярославцева Н.В., Айдиев А.Ю., Лазарев В.И., Ильин Б.С., Иванов А.Л., Куликова Н.А. Термолабильное и термостабильное органическое вещество черноземов различного землепользования // Почвоведение. – 2020. – № 8. – С. 970–982. DOI: 10.31857/S0032180X20080080. EDN: ULXCEQ.

28. Черников В.А. Методы структурной диагностики органического вещества почв // Методы исследований органического вещества почв. М.: Россельхозакадемия, ВНИПТИОУ, 2005. – С. 135-147.

29. Черников В.А., Старых С.Э., Кончиц В.А. Изменение состава гумусовых кислот дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при длительном применении органических и минеральных удобрений // Известия ТСХА. – 1993. – Вып. 2. – С. 99-106.

30. Черноземы СССР. М.: Колос. Т. 1. 1974. – 560 с.

31. Шаймухаметов М.Ш., Титова Н.А., Травникова Л.С., Лабинец Е.М. Применение физических методов фракционирования для характеристики органического вещества почв // Почвоведение, 1984. – № 8. – С. 131-141. EDN: YVHKJV.

32. Шумилова М.А., Петров В.Г. ИК-спектроскопические исследования поглотительной способности почв Удмуртской Республики // Химическая физика и мезоскопия. – 2015. – Том 17. – № 1. – С. 132-137. EDN: TPCYZJ.

33. Dick D.P.,Santos J.H.Z., Ferranti E.M. Chemical characterization and infrared spectroscopy of soil organic matter from two southern brazilian soils. // Revista Brasileira de Ciência do Solo. – 27 (1). – P. 29-39. DOI: 610.1590/s0100-06832003000100004

34. Janik, L.J., Merry, R.H., Forester, S.T., Layon, D.M., Rawson, A., (2007) Rapid prediction of soil water retention using mid infrared spectroscopy. // Soil Science Society of America Journal. – 2007. – Volume 71. – № 2. – P. 507–514. DOI: 10.2136/sssaj2005.0391.

35. Kelly S.D., Hesterberg D., Ravel B. Analysis of soils and minerals using X-rey absorption spectroscopy // Method of soil analysis. Part 5. Soil Science Society of America. Madison. Wisconsin. – 2008. – P. 387-464.

36. Nuzzo A., Buurman P., Cozzolino V., Spaccini R., Piccolo A. Infrared spectra of soil organic matter under a primary vegetation sequence // Chemical and Biological Technologies in Agriculture 2020. 7:6 DOI:10.1186/s40538-019-0172-1.

37. Tinti A., Tugnoli V., Bonora S., Fransioso O. Recent applications of vibrational mid-Infrared (IR) spectroscopy for studying soil components: a review //Journal of Central European Agriculture, 2015. – Volume 16. – Issue 1. – P.1-22. DOI:10.5513/JCEA01/16.1.1535.