Д.С. Орлов - Химия почв (1114534), страница 72
Текст из файла (страница 72)
У с т а н о в л е н о присутствие п р о и з в о д н ы хпиридинаОпиримидинаННС-пиррола-СНVе"н-NпуринаНС.СNCHNНи некоторых других. В наибольшем количестве гетероциклические формы азота находятся в составе гуминовых кислот и «гумипа».Перечисленные формы органических соединений азота входят какв состав неспецифических соединений, так и в состав гумусовых кислот. В последних азот представлен сложным набором различных групп.Все методы определения группового состава соединений азота основаны на предварительном гидролизе навески почвы или отдельныхее фракций. Гидролиз проводят кипячением с 6 п.
НС1 на глицериновой бане; возможны и другие приемы гидролиза. В гидролизатах определяют общее содержание азота и содержание различных групп егосоединений.283Общее содержание азота аминогрупп аминокислот можно определять медным способом. Метод основан на способности аминокислотсвязывать ион Си2+ в растворимые комплексы. Для выполнения анализа к слабощелочному раствору (рН 10—11), содержащему аминокислоты, добавляют суспензию фосфорно-кислой меди; при этом в раствор переходят медные соли аминокислот:Н12R--С—NH2 + 2Си8(Р04)21СООННН6R —С—NH21СООH2N—С—R\ /Си1 "!- 4Н3Р04.ООСРастворимые медные соли аминокислот отфильтровывают, вытесняют из них медь добавлением ледяной СН3СООН; количество мединаходят иодометрическим методом.
Этот способ дает хорошие результаты, подтверждаемые определением аминокислот на аминокислотноманализаторе. Последний используют в тех случаях, когда надо количественно определить индивидуальные аминокислоты, находящиеся вгидролизате.Аммонийный азот в гидролизате определяют путем его отгонки изщелочного раствора.
В щелочной среде амиды разрушаются с выделением NH3:R--cf\ООН'ОгГNH,R—СОН+ NH 3 f.По Дж. Бремнеру, содержащиеся в почвах амиды разрушаются с выделением NH3 еще при кислотном гидролизе. В эту же группу аммонийного азота может попадать азот летучих аминов, аминоспиртов,аминосахаров, мочевины, пуриновых и пиримидиновых оснований. После отгонки NH3 количество егоТ а б л и ц а 70находят по методу Кьельдаля.Содержание различных групп соединенийКоличество аминосахаров опреазота в некоторых почвах, кг/гаделяют колориметрическим мев слое 0—20 смтодом.ДерновоЧасть азота при таком ходеподзолиТипичныйГруппаСероземстаячерноземанализаостается неидентифиципочнарованной; этот азот может входить в состав аминокислот, раз356098903420Весь азотрушающихся при кислотном гид1010Азот амино425400ролизе (триптофан); кроме того,группнеопределяется азот, который5001040650Аммонийне входит в состав а-аминоный азот400670220Азот аминогрупи.сахаровГрупповой состав органиче108043401400Негидролискихсоединений азота для трехзуемыиглавнейшихтипов почв привеазотден в табл.
70.284166385со441ООСО00см120уинуиноуше1ЛСПООО X =OJODHО з=1821824 неопр. 4743093152273смосоСП1ИЧННШМВ104олээа341«циаоникЛл»157237 1720 404СПсошчщшноккесоООООЮЬОИМШЧН11И1КЖКВ104JLOITDHM-ОНИКЗ J.OEBИИМЭЭЬИтШГ!юi^сосо326 104со268хГОО864 273HOdBXBDOHHWBСПо348-отше юсеНИИЭЭЬИШШПпокЛхио, ю е уCDПочопвюев ojoogОО3420озээаСероземСП9890ЦПИНИКВо.са.сооТипичныйчернозем1о213•еaodb'XBDOiuiKB620о.Азот гуминовых кислот«шчноникЛ.1»142олээа336I5158ЦИННИИ! Б9501125унниинокне1627нойвхвэониив530168«уннонииЛл»499OJ90U234СП213ОООО806угснииноимвСП122Iюь*эимоач1гЛф3560ДерновосреднеподзолистаяАзот декальцннатаСО1074 355 239£"§Азот фульвокислотСоотношениеразличных групп соединений азота даже в контрастных посвойствам и генезису почвах довольно устойчиво.
Вовсех случаях преобладаютнегидролизуемые при кипячении с 6 н. НС! соединения азота. В черноземе онисоставляют около 40—45%всего запаса азота, в сероземе немного меньше, около 40%, в дерновоподзолистой почве около 30%. Такое соотношение обусловлено повышенной биологической активностью чернозема и серозема, в которыхболее быстро разлагаютсялабильные соединения азота и относительно накапливаются более устойчивыенегидролизуемые формы.Доля азота аминосахаров относительно понижена,а аммонийный и аминныйазот находятся примерно вравном соотношении.Сходно распределяютсяформы соединений азота ипо отдельным группам гумусовых веществ (табл.71).Неспеиифические соединения, декальцинат, битумывносят очень небольшойвклад в общий баланс азота, но зато соединенияименно этих групп легчедругих подвергаются мобилизации.
Главными источниками и резервами азотаслужат гумусовые кислотыи «гумин». Роль гуминовыхкислот и фульвокислот вразличных почвах неодинакова. В дерново-подзолистой почве в составе фульвокислот содержится почтивдвое больше азота, чем всоставе гуминовых кислот.В сероземе эти показателиблизки, но в черноземе гуминовые кислоты запасаютв два раза больше азота,чем фульвокислоты. Общиезапасы азота несравненно выше з черноземе, по сравнению с другимипочвами, но вследствие специфики распределения азота по группампочвенного гумуса более легко могут быть мобилизованы (при прочихравных условиях) органические соединения азота дерново-подзолистыхи сероземных почв.Трансформация соединений азота в почвах включает следующиепроцессы:фиксацию атмосферного азота свободноживущими и клубеньковыми бактериями;превращение азотсодержащих соединений органических остатков вгумусовые кислоты;аммонификацию органических азотсодержащих соединений;процессы нитрификации;денитрификацию и потерю азота в атмосферу;фиксацию иона NH 4 + глинистыми минералами;вымывание различных соединений азота с внутрипочвенным и поверхностным стоком.Цепь этих превращений, составляющих этапы круговорота азота вландшафте, схематично показана на рис.
59.Рассмотрим важнейшие процессы, влияющие на баланс и доступность азота растениям. Ион аммония попадает в почву с удобрениями(аммонийная селитра) или образуется в результате процесса аммонификации. Аммонификация — это процесс разложения содержащих азоторганических веществ, протекающий с участием специфических аммонифицирующих микроорганизмов и ведущий к образованию NH3 илиNH4+.Ион аммония почвенного раствора может быть потерян в результате вымывания, или он входит в почвенный поглощающий комплекс итаким способом закрепляется в почве. Реакция NH4+, как и К+, с ППКпроисходит по типу либо обменного, либо необменного поглощения.Необменные поглощения называют также фиксацией катионов.Фиксация ионов К+ и NH 4 + обусловлена присутствием в почветрехслойных глинистых минералов.
В минералах с расширяющейся решеткой, как в монтмориллоните, связь между заряженным слоем имежпакетными катионами сравнительно слабая; в межпакетные промежутки легко проникают молекулы воды и некоторые органические вещества, вызывающие расширение решетки. Катионы, компенсирующиеизбыток отрицательного заряда решетки и связывающие пакеты, вступают в обменные реакции.В минералах с высоким отрицательным зарядом решетки межплоскостные катионы образуют прочные связи между пакетами. Например, в слюдах ион К + расположен между пакетами так, что он заполняет гексагональные пустоты расположенных выше и ниже его гексагональных сеток. Силы взаимодействия между положительно заряженным ионом К + и отрицательно заряженными пакетами настольковелики, что ни вода, ни органические молекулы в межпакетные промежутки уже проникать не могут.
Решетки не способны расширяться,слюды не набухают, а ион К + не вступает в обменные реакции.Промежуточное положение занимают такие минералы, как иллиты (гидрослюды) и вермикулит. Заряд решетки у них ниже, чем вслюдах, но выше, чем в монтмориллоните. Поэтому они способны частично набухать. Если при насыщении глицерином межплоскостныерасстояния в монтмориллоните увеличиваются до 17—18 А, в вермикулите они изменяются только до 14—15А.
Различные состояния вермикулита показаны на рис. 60; если между пакетами находятся гидрати286рованные катионы Mg 2+ , то межплоскостные расстояния увеличены, акатионы Mg2+ способны к обмену. Если же в межпакетных промежутках находятся катионы К + или NII4+, то решетка сжата (коллапсирована), межпакетные промежутки лишены адсорбированной воды, а катионы находятся в фиксированном, или необменном, состоянии.y?Jy?^75Свободно жидущиеазотофиксаторы,5-15 кг/'гаГуминовые кислоты, ФульВокислоты,350-1800 кг/га300-900 кг1гаГ и м и н1500-5000 кг 1гаФиксацияглинистымиминералами100-ЗООкг/гаVРис.
59. Круговорот азотаФиксация катионов зависит не только от свойств кристаллическойрешетки, но и от свойств катионов. В трехслойных минералах типа2: 1 на поверхности пакетов расположены сетки кремнекислородныхтетраэдров, образующие закономерно повторяющиеся гексагональныеполости (см.
гл. 7). Диаметр этих пустот (или полостей) около 2.8 А.Почти такой же диаметр имеет ион NII 4 + ; ион К + имеет диаметр2,66А, что немногим меньше размеров гексагональной полости. Другие•обычно встречающиеся в почвах катионы имеют значительно меньшие.диаметры: Са2+ —2,08 A, Mg 2 +—1,48 A, Na+—1,96 А. Катионы К+ иNH 4 + , размеры которых почти совпадают с размером гексагональныхпустот, плотно в эти пустоты входят и расстояния между положительным зарядом катиона и отрицательными зарядами связываемых имРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
