Применение метода Бамбалова для определения группового состава органического вещества торфа месторождения Баланак. Дипломная (ВКР). Химия.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Применение метода Бамбалова для определения группового состава органического вещества торфа месторождения Баланак
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Применение метода Бамбалова для определения группового состава
органического вещества торфа месторождения Баланак
Актуальность: Большой интерес к гуминовым веществам определяется их повсеместной
распространенностью в природе и важнейшими биосферными функциями. На их основе
создаются разнообразные гуминовые препараты для сельского хозяйства, медицины и
ветеринарии. Физико-химические свойства и молекулярная структура гуминовых
кислот (ГК) зависят от способов их выделения, в котором определенную роль
играют температура и природа реагента.
Для исследования особенностей
сложных высокомолекулярных биополимеров, которыми и являются гуминовые кислоты,
разные авторы использовали комплекс способов выделения гуминовых кислот, включающий
обработку щелочью и кислотами (метод Инсторфа). Гуминовые кислоты, выделенные
гидроксидом натрия, содержат наиболее полный набор макромолекул,
соответствующий разным стадиям химической зрелости. Вместе с тем гуминовые
вещества подвергаются частичному гидролизу, который сопровождается
искусственной гумификацией растительных остатков торфа.
Используемый метод Бамбалова
позволяет получить препараты гуминовых кислот из торфа со структурой, близкой к
естественной. Указанное необходимо для проведения дальнейших исследований
состава и особенностей строения, а также физико-химических и биологических
свойств гуминовых кислот.
Объект исследования: Торфяное месторождение Баланак Турочакского района Республики
Алтай.
Цель работы: Исследование фракционно-группового состава органического вещества
торфа торфяного месторождения Баланак.
1. Провести литературный обзор
по фракционно-групповому составу органического вещества торфа Западной Сибири и
Европейской части России.
2. Исследовать особенности
химического состава торфа месторождения Баланак Турочакского района Республики
Алтай.
. Определить количественное
содержание битумов, водорастворимых, легкогидролизуемых, трудногидролизуемых,
гуминовых веществ и негидролизуемого остатка.
. Дать сравнительную
характеристику исследуемого горного торфа месторождения Баланак с торфами
Западной Сибири и Европейской части России.
Научная новизна: Впервые количественно охарактеризован групповой состав
органического вещества торфа торфяного месторождения Баланак Турочакского
района.
Проведено исследование группового
состава органического вещества торфа указанного месторождения (точка 14) по
профилю залегания.
В исследуемом горном торфе выявлено
пониженное содержание битумов, трудногидролизуемых веществ и достаточно высокое
содержание гуминовых кислот.
Практическая и
теоретическая значимость: Исследование
группового состава органического вещества торфа позволяет получить его
качественную характеристику, как природного источника биологически активных
веществ. Количественные содержания группового состава органических веществ
необходимы для дальнейших исследований биологических свойств торфа, для
изучения его технических характеристик с целью выявления перспективных
направлений его практического использования.
Для нашего региона таковыми
направлениями могут быть ветеринария, бальнеология и сельское хозяйство.
Результаты дипломной работы были
представлены в докладе на секции научно-практической конференции студентов и
преподавателей ГАГУ (17.04.2009). Также доклад по результатам дипломной работы
представлен для публикации в сборнике «Материалы XLIV студенческой
научно-практической конференции» за 2009 год.
Единственное место на Земле, где
происходит накопление торфа, - это болота. В наше время наиболее оптимальная
среда для накопления торфа существует в умеренном, достаточно влажном климате.
Болота здесь достигают наибольшего развития и распространения. В целом
климатические границы для торфяников уже, чем для болот. В тундре болот тоже
немало, но торфообразование идет очень медленно: слишком низке температуры и
незначителен прирост органического вещества. По имеющимся данным, 99% торфа от
общих его запасов все-таки приходится на страны умеренного и субарктического
поясов [1].
По данным X Международного конгресса по торфу,
состоявшегося в 1996 году, торфяные болота покрывают 4 млн. км 2 всей
поверхности суши. Из них 14% или 570 000 км 2 находятся на территории
России. Торф представляет собой смесь продуктов неполного превращения остатков
наземных и болотных растений, видимых невооружённым глазом, с продуктами более
глубокого превращения исходных растений, имеющих вид однородной аморфной массы.
Рост торфяных залежей зависит от соотношения двух диаметрально противоположных
процессов: образования органического вещества в процессе фотосинтеза и его
распада. Чем быстрее увеличивается масса болотных растений, тем больше
возможностей для сохранения их отмирающих частей. Но чем интенсивнее идет
процесс разложения, тем меньше их оседает на дне водоема. В итоге скорость
формирования залежи находится в прямой зависимости от преобладания первого
процесса над вторым. Разрушение органического вещества растений характеризуется
степенью разложения, т.е. отношением количества бесструктурной части к общему
количеству торфа. Она является важнейшим показателем качественной
характеристики торфа и колеблется в пределах 5-70% [2].
Известна химическая классификация
торфа , которая должна систематизировать знания о свойствах материала и
давать направления возможных вариантов использования торфа в химической
технологии. В.Е. Раковский [3] предложил промышленно-химическую классификацию
торфа, разделив все его виды на группы с учетом степени разложения (R): верховой торф R=10-18%; верховой торф R=25-35%; верховой торф R=40-60%; низинный торф R=25-35%; низинный торф R=50-60%.
Основа предложенной классификации
ботаническая, а главной измеряемой таксономической единицей является степень
разложения.
Первая группа характеризуется
высоким содержанием углеводов - до 45%, гуминовых кислот - на уровне 10-15%,
бензольных битумов - до 6%. Торф - гидролизное сырье.
Вторая группа характеризуется
содержанием бензольных битумов - 6-8%, гуминовых кислот - до 25%, зольность
этих торфов - 3-5%, содержание азота - 1-2%. Торф пригоден для газификации,
коксования и полукоксования.
Третья группа отличается высокой
битуминозностью. Содержание гуминовых кислот находится на уровне второй группы
или незначительно выше. Основное назначение этой группы торфов - производство
восков.
Четвертая группа - низинные торфа
средней степени разложения. Содержание лигнина в них доходит до 20%, а
гуминовых кислот - 30-35%. Средняя зольность торфов - 5-8%. Рекомендуется
использовать их в целях газификации.
Пятая группа - низинные
высокозольные и сильно разложившиеся виды торфа (преимущественно лесные), в них
содержится много гуминовых кислот и азота. Эти виды торфа представляют интерес
для получения органических удобрений, ростовых и физиологически активных
веществ [4].
Тюремновым С.Н [5], разработана генетическая
классификация торфа (схемы 1,2,3), которая связывает виды торфа с видами
растений (комплексами растительных ассоциаций), органическое вещество которых
образовало данный торф.
По этой классификации выделено 40
видов торфа, разделенных на три типа: низинный, переходный и верховой. Название
типов торфа как бы соответствует их положению в рельефе. Низинный тип
образуется в залежи, расположенной ниже окружающей местности (поймы, долины рек
и др.). Верховой тип - в повышенных местах (водоразделах, склонах и.т.д.).
Переходный тип - в промежуточных формах рельефа (терраса). В пределах каждого
типа по характеру торфообразователей выделяются три подтипа: лесной,
лесотопяной, топяной. Подтипы в свою очередь расчленяются на виды, которые
устанавливаются в соответствии с преобладанием в торфе древесных, травяных и
моховых остатков [6].
Растения-торфобразователи имеют в
своем составе протеин (1-30%), жиры, воска, масла (до 30%) целлюлозу и
инкрустирующие вещества (10-50%), лигнин (10-30%).
Торф состоит из тех же групп
веществ, что и растения-торфообразователи, но к ним добавляется новый класс
соединений - гуминовые вещества. Процесс накопления последних в торфе является
наиболее характерным для торфообразования, и переход в торф растений называют
гумификацией. Исходные компоненты растений-торфообразователей претерпевают тем
большие изменения, чем выше геологический и химический возраст торфа, хотя эти
понятия и не идентичны.
Группа соединений, извлекаемых
органическими растворителями, получила термин «битумы торфа». Они состоят из
восков, парафинов, смол и содержат парафиновые, терпеновые и ароматические
углеводороды, а также такие кислородсодержащие соединения, как спирты, кислоты,
эфиры. Их количество колеблется в пределах от 1,2 до 17,7%.
Углеводный комплекс торфа содержит
водорастворимые и легкогидролизуемые вещества в количестве от 6,9 до 63%. В них
входят различные классы органических соединений (пентозы, гексозы, уроновые
кислоты). Целлюлоза торфа относится к трудногидролизуемым веществам, ее содержание
изменяется от 0,2 до 20%.
Негидролизуемые вещества торфа
состоят из сложной смеси веществ: лигнина растений-торфообразователей и веществ
кутино-субериновой группы. Количество негидролизуемого остатка может доходить
до 26% [7].
Гуминовые вещества представляют
собой смесь высокомолекулярных полимеров с разным молекулярным весом.
Макромолекулы гуминовых веществ включают упорядоченные конденсированные ядра и
неупорядоченную периферийную часть. При ядре и боковых участках макромолекул
гуминовых веществ находятся способные к диссоциации кислотные и основные
группы, придающие этим соединениям свойства полиэлектролитов. Гуминовые
соединения имеют аморфную структуру, ассоциаты макромолекул которых образуются
в результате непосредственного взаимодействия функциональных групп, а также
через молекулы воды и многовалентные ионы. На долю гуминовых веществ приходится
до 70% органической части торфа.
Торф по химическому составу занимает
промежуточное положение между растительным сырьём и твёрдыми горючими
ископаемыми, и чем меньше его степень разложения, тем он ближе по свойствам к
растениям-торфообразователям [2].
1.2 Химический состав
растений-торфообразователей
Основным источником накопления торфа
являются болотные растения. Торф образуется в результате биохимического
превращения растительных остатков в переувлажнённых условиях при ограниченном
доступе воздуха. Скопление торфа на определённой площади в виде пластов
называют торфяными залежами. Болотные растения развиваются в условиях
атмосферного или грунтового питания. При атмосферном питании развиваются
олиготрофные, а при обильном грунтовом минеральном - евтрофные группировки
растительности, при отмирании которых образуются торфяные месторождения
верхового и низинного типов. Растительный покров торфяных месторождений
верхового типа отличаются бедностью видов вследствие скудного минерального
питания. На месторождениях низинного типа с более богатым минеральным питанием
растительность многообразнее. Состав и свойства торфа определяются химическими
особенностями исходного растительного материала. Растения-торфообразователи
разных видов существенно отличаются по химическому составу (табл. 1) и
свойствам.
Групповой химический состав растений - торфообразователей (в %
на органическую массу)
Легкогидролизируемые вещества (ЛГВ)
Болотные растения весьма существенно
различаются по накоплению такой группы полисахаридов, как целлюлоза. В
древесных породах на ее долю приходится свыше 50%. Травянистые растения-торфообразователи
(осоки и др.) по сравнению с древесными растениями-торфообразователями содержат
меньше целлюлозы. Древесные растения-торфообразователи характеризуются
наибольшим количеством одревесневшей ткани. Они существенно отличаются высоким содержанием
целлюлозы (более 50%), истинного лигнина (негидролизуемого остатка) и
пониженным содержанием азота и кислых фракций, извлекаемых слабой щёлочью. Все
лиственные породы содержат в несколько раз больше пентозанов, чем хвойные.
Химический состав углеводов торфообразователей играет существенную роль в
процессе гумификации, обусловливая выход и структуру гуминовых кислот.
Кроме полимерных соединений,
составляющих главную массу органического вещества растений-торфообразователей и
битумообразователей, органическое вещество содержит в небольшом количестве
низкомолекулярные соединения. Элементный состав растений-торфообразователей
колеблется менее существенно и состоит из углерода (50-53%), водорода
(5,5-6,5%) и азота (0,8-1,9%).
Большинство растений-торфообразователей
содержит определённое количество биологически активных веществ, переходящих в
торф и концентрирующихся в гуминовых кислотах. Образование гуминовых кислот
начинается в растении [3]. Только ферменты растений обеспечивают циклизацию
углеводов и синтезируют протогумины. В растениях-торфообразователях уже в
первый год отмирания за счёт ряда факторов уменьшается содержание битумов и
легкогидролизуемых соединений. Обнаружено наличие гуминовых кислот в опавшем
растении и протогуминов в отмершем осенью растении. Это свидетельствует о том,
что зелёное растение ещё до опадения содержит кислоты, аналогичные гуминовым по
структуре и свойствам.
Вещества, извлекаемые органическими
растворителями, принято называть битумами. В качестве растворителей применяют
эфир, спирт, бензол, бензин, хлороформ или их смеси. В состав торфяных битумов
входят: воска, углеводороды, смоляные кислоты, смолы или асфальтены, масла.
Битумы наиболее богаты водородом в
сравнении с другими компонентами, входящими в состав торфа. Элементный состав
битумов, экстрагированных из торфа, следующий: углерод - 70,4 (65-75)%,
водород-10 (9-12)% и азот - 0,53 (0,36-0,67)%. Верховые торфообразователи
содержат наиболее стойкие битумные соединения (воск, предельные углеводороды и
их производные) и продуцируют высокобитумные виды торфа. Не менее богатые
битумами растения низинных болот образуют малобитуминозные виды торфа, частично
вследствие наличия биохимических компонентов (хлорофилла, кислородсодержащих и
ненасыщенных соединений). В состав битумообразователей растений входят жиры и
растительные масла, представляющие собой смесь сложных эфиров глицерина и
высокомолекулярных жирных кислот.
Со временем количество битумов в
залежи почти не меняется. Однако наблюдается увеличение содержания восковой
части и уменьшение смолистой. Зольность битумов не высока и обычно находится в
пределах 0,12-0,94%. Воск представлен высокомолекулярными спиртами, кислотами и
их эфирами. В восках установлено также наличие предельных углеводородов (тритриаконтан,
пентантриаконтан) и оксикислот.
Битумы составляют гидрофобную часть
торфа и могут в нём присутствовать как в свободном, так и в связанном
состоянии. По современным представлениям битумы - олеофильная дисперсная
система. Элементарной структурной единицей битумов является мицелла состоящая
из конденсированного асфальтенового ядра со стабилизирующей плёнкой смол.
Дисперсионной средой в битумах являются масла. Смолы придают битуму вязкость и
пластичность. Торфяные битумы следует рассматривать как кристаллизационные
структуры, проявляющие пластические свойства в силу высокой пластичности
слагающих кристаллов. В малобитуминозном торфе находится мало кристаллических
веществ, и они не образуют сплошной кристаллической структуры, а срастаются
отдельными игольчатыми кристаллами. Высокобитуминозный торф содержит
значительное количество восков, которые образуют типичную кристаллическую
структуру. К кристаллическим составляющим битумов относятся парафины, воска и
большая часть индивидуальных составляющих восков, а к аморфным - масла и
асфальтены. В состав торфяных битумов входят и минеральные вещества.
Количество выделяемых битумов
зависит от вида растворителя и природы торфа. Содержание бензольных битумов
колеблется в пределах от 1,2 до 17,7%. Из растений-торфообразователей
наибольшее количество битумов содержат вересковые кустарники, а наименьшее -
мхи. Содержание битумов в торфе верхового торфа увеличивается от моховых видов
к древесным.
Различная битуминозность объясняется
разным начальным содержанием битумов в растениях и вторичными процессами,
протекающими в торфе. Более высокая битуминозность верхового торфа объясняется
синтезом смолистой части за счёт конденсации гуминовых кислот с сахарами и
альдегидами. Происходит не только накопление гуминовых кислот в результате
распада, но и превращение их в битумные вещества при взаимодействии кислот с
продуктами неполного разложения (клетчатка, пектиновые вещества, белки, жиры).
В низинном торфе эти процессы искажаются влиянием водно-минерального режима,
при котором происходит образование торфа. Содержание битумов тесно связано с
составом золы, в первую очередь с содержанием кальция и значением pH. Увеличение в торфе
кальция влечёт уменьшение содержания битумов.
Выявлено кардинальное значение
битумов как активных компонентов биологических мембран. Внимание привлекают
антиоксидантные свойства битумов, их способность тормозить радикальные, в том
числе окислительные процессы. Воска благодаря специфическим
физико-механическим, химическим и диэлектрическим свойствам широко используются
при литье, для полировки хромированных и никелированных изделий. Для получения
различных полировочных мастик, для пропитки бумаги, кожи, дерева, в
производстве карандашей, косметики, обувных кремов, эмульсий. Торфяной воск
обладает хорошей пластичностью, твёрдостью, блеском, устойчив к атмосферным и
бактериальным воздействиям. На основе биологически активных соединений
торфяного воска - стеринов разработаны фармакологические и косметические
препараты.
Углеводы составляют основу веществ
выделяемых из торфа горячей водой или растворяющихся в ней после гидролиза в
присутствии минеральных кислот. Углеводный комплекс торфа представлен тремя
группами: водорастворимые, легкогидролизуемые и трудногидролизуемые соединения.
Среди водорастворимых (ВРВ) углеводов, сосредоточенных преимущественно в
растительных остатках торфа, различают моносахариды, дисахариды и полисахариды.
К важнейшим моносахаридам торфа относятся гексозы (фруктоза, глюкоза, манноза,
галактоза) и пентозы (ксилоза, арабиноза, метилпентоза).
d - фруктоза d-глюкоза d-манноза d-галактоза
Рис. 1. Структурные формулы
углеводов
Кроме моносахаридов в торфе
находятся растворимые в холодной воде дисахариды, построенные из гексоз: сахароза,
лактоза, мальтоза, целлобиоза. Кипячение торфа в воде сопровождается переходом
в раствор полисахаридов типа крахмала и пектиновых веществ. Полисахариды торфа
представляют собой высокомолекулярные соединения, образующиеся при
поликонденсации моносахаридов. Нередко полисахариды имеют заместители
неуглеводной природы (остатки органических кислот и др.). Пектиновыми
веществами называется комплекс углеводов кислотного характера, они весьма
распространены в растениях и основная их роль сводится к склеиванию оболочек,
которым они придают прочность и эластичность в период роста. Пектиновые
вещества представляют собой сложный химический комплекс пентоз, гексоз и
уроновых кислот. Молекулярная масса пектиновых веществ колеблется от 3000 до
28000. Отличительной особенностью их является высокая гидрофильность и клеящая
способность.
Вещества торфа, растворяющиеся в
воде после гидролиза в слабом растворе минеральной кислоты или щёлочи,
называются легкогидролизуемыми (ЛГВ), их обычно называют термином
гемицеллюлозы. Эту группу веществ образуют пентозаны (ксилан, арабан),
гексозаны (маннан, глюкан, галактан) и уроновые кислоты (глюкуроновая кислота,
галактуроновая кислота). Гемицеллюлозы входят в состав клеточных
неразложившихся остатков растений и могут сохраняться в залежах десятками
тысячелетий, придавая прочность растительным остаткам. Из пентозанов наиболее
значение имеет ксилан - полисахарид, дающий при гидролизе α-глюкозу.
Содержание гемицеллюлоз в
растениях-торфообразователях колеблется в пределах 11-43%, степень полимеризации
гемицеллюлозы изменяется от 100 до 30000. Низкомолекулярные гемицеллюлозы
обладают малой клеющей способностью. Удаление низкомолекулярных составляющих
увеличивает прочность при высушивании торфа.
Гидролизуемая в присутствии серной
кислоты (трудногидролизуемые вещества) часть органического вещества торфа
представлена высокомолекулярными производными углеводов и отождествляется с
целлюлозой.
Целлюлоза - наиболее
распространённый природный полимер с молекулярной массой 30 000-600 000,
состоящий из цепи молекул глюкозы (Рис. 2).
Рис. 2. Структурная формула молекулы
целлюлозы
Наибольшее количество целлюлозы
находится в древесине (40-50%) и сфагновых мхах (17-32%). Она составляет
основную массу клеточных стенок, а также является запасным питательным
веществом растений. Молекулярные взаимодействия в целлюлозе осуществляются в
основном водородными связями и в отдельных случаях силами химической природы.
Целлюлоза торфа, как и другие природные целлюлозы, имеет фибриллярную
структуру. Макромолекулы в фибриллах расположены параллельно друг другу и вдоль
фибрилл. В торфяных системах через неупорядоченные образования происходит,
прежде всего, взаимодействие целлюлозы с другими органическими соединениями и
продуктами их распада. В процессе распада растений-торфообразователей
содержание целлюлозы существенно уменьшается. Причём особенно быстро и наиболее
полно протекает этот процесс в низинных торфах. Различные виды и типы торфа
значительно отличаются по содержанию целлюлозы. Чем больше степень разложения
торфа, тем меньше в нём целлюлозы.
Состав углеводного комплекса
различен, что, прежде всего, определяется типом болотной растительности. Общее
количество сахаров в продуктах гидролиза принято характеризовать показателем
«редуцирующие вещества» (РВ). В первом приближении можно считать, что РВ
составляют примерно 50% от ВРВ+ЛГВ и более 90% от ТГВ. Выход РВ зависит от
условий проведения гидролиза. Целлюлоза химически непрочна, поэтому в процессе
торфообразования количество её закономерно снижается с увеличением степени
разложения.
Углеводы торфа могут служить сырьём
для химической и биохимической переработки. Торфяные гидролизаты используются
для получения этилового спирта, фурфурола, многоатомных спиртов, α-аминокислот, белковых
дрожжей и других ценных продуктов. Развитие современного сельскохозяйственного
производства ориентируется на расширение использования регуляторов роста
растений, которые повышают всхожесть семян; способствуют формированию здоровых,
крепких всходов и сокращают время их появления, что ведёт к повышению
урожайности сельскохозяйственных культур. Продукты гидролиза пентозанов
используются в медицинской и фармацевтической промышленности. Соответствующим
подбором микроорганизмов можно получать белковые препараты, жиры, витамины [8,
9].
Гуминовые вещества торфа
представляют собой высокомолекулярные органические кислоты нерегулярного
строения и отличаются большой сложностью состава (рис. 3,4). Источником их
образования являются органические соединения растений.
Роль гуминовых веществ в природе
многогранна и велика, что привлекает внимание биологов, химиков, геологов,
почвоведов, агрохимиков, медиков и т.д. Столь широкое внимание к этим веществам
понятно хотя бы из их количественного соотношения к биомассе всего живого на
Земле. Так, по оценкам почвоведов, в биосфере в целом содержится углерода
только в гуминовых кислотах порядка 6·10 11 т, тогда как «живого»
углерода - 7·10 11 т.
Образование гуминовых веществ по В.Е
Раковскому [3] происходит в две стадии. На первой стадии растительное вещество
механически разрушается, деполимеризуется с помощью микроорганизмов, разлагаясь
на ароматические, фенольные и карбоксилсодержащие фрагменты. На второй стадии
происходит нерегулярная полимеризация и поликонденсация молекулярных
фрагментов, в результате чего образуются гетерополиконденсаты гуминовых кислот.
По современным взглядам гуминовые
вещества составляют группу соединений торфа, угля, почв и некоторых других
горных пород, обладающих способностью растворяться в щёлочи и осаждаться
кислотами в виде аморфных веществ. К гуминовым веществам относятся: гуминовые
кислоты, фульвокислоты и гумин. Относительно детально изучены гуминовые
кислоты, а наименее - гумин (нерастворимый осадок).
По современным взглядам гуминовые
вещества составляют группу соединений торфа, угля, почв и некоторых других
горных пород, обладающих способностью растворяться в щёлочи и осаждаться
кислотами в виде аморфных веществ. К гуминовым веществам относятся: гуминовые
кислоты, фульвокислоты и гумин. Относительно детально изучены гуминовые
кислоты, а наименее - гумин (нерастворимый осадок) [10].
Активное изучение гуминовых веществ
идёт уже более 50 лет. Выявлены основные механизмы влияния гуминовых веществ на
растения. В последние годы ряд исследователей пришли к выводу, что уникальные
биоактивные свойства гуминовых веществ связаны со всеми компонентами, входящими
в их состав. Гуминовые вещества выполняют очень важные биогеохимические и
физиологические функции, определяемые их составом и свойствами. Важная роль
гуминовых веществ заключается в фиксации азота в почве. Установлено, что формы
азота в гуминовых веществах отличаются большим разнообразием. Среди них -
аммонийный, гетероциклический, аминокислотный. В составе гуминовых веществ в торфах
накапливается до 90-99% всего азота почвы. В этой же форме аккумулируются,
сохраняются длительное время фосфор, сера, калий, кальций, магний, железо и
практически все необходимые микроорганизмам микроэлементы.
Гуминовые вещества - известные
стимуляторы роста растений и активные сорбенты гербицидов различных химических
классов. Гуминовые вещества принимают участие в регулировании практически всех
важнейших почвенных свойств. Известно, что гуминовые вещества есть продукт
биохимических превращений растительных остатков. Таким образом, в упрощённом
виде, гуминовые вещества - это смесь компонентов растительного и
микробиологического происхождения. Это было известно и ранее. Но в большинстве
случаев рассматривалось образование гуминовых кислот из основных компонентов
растений - целлюлозы и лигнина. Однако необходимо признать, что лигнин и
целлюлоза - это уже конечный продукт синтеза в растениях. В составе древесины
помимо целлюлозы и лигнина всегда должны присутствовать все компоненты и
промежуточные продукты. Глюкоза, седогептулоза, хинная кислота, шикимовая
кислота, префеновая кислота, фенилпировиноградная кислота, фенилаланин,
ванилин, n-оксифенилпировиноградная кислота, тирозин, ароматические
метоксилированые кислоты, конифериловый синапионовый, n-оксикоричный спирты, аминокислоты,
сирингиловая кислота, n-оксибензальдегид, сиреневый альдегид, оксиматаиренизол, лиовил
(относится к группе бета, гамма-бензилбутиролактона), гваяколовая смола,
Р-гидроксифенил, гемицеллюлоза, целлобиоза (дисахарид), пентозаны, гексозаны,
уроновые кислоты, салициловая кислота и жасмоновая кислота являются
биоактивными химическими веществами [11].
Важным компонентом стимулирующего
комплекса гуминовых веществ являются микроэлементы. Все эти микроэлементы
распространены в земной коре и почве, а также накапливаются растениями. Так как
источники гуминовых веществ изначально имеют растительное происхождение, то и
микроэлементы в них содержатся в тех же пропорциях, которые были и в растениях.
В биохимической переработке
растительных остатков принимают участие микроорганизмы. Процесс гумификации -
это длительный процесс. Поэтому в гуминовых веществах находятся фрагменты не
только оболочек микроорганизмов, содержащих хитин, но и продуктов их
жизнедеятельности, которые также являются биологически активными веществами
(аминокислоты, витамины, стимуляторы и др.) Хитин, как и целлюлоза, является
полисахаридом, но в отличие от целлюлозы содержит в своём составе первичные
аминогруппы. Хитин микроорганизмов при гумификации может биохимически преобразовываться,
например, в хитозан, особенно в длительных геологических процессах. В настоящее
время хитозан и его производные относят к элисторам - веществам, которые,
имитируя контакт растения с фитопатогеном, провоцирует запуск защитных
механизмов. Основные компоненты гуминовых веществ и их функции представлены в
таблице 2 [11].
Таблица 2. Органические компоненты
гуминовых веществ и их функции
Остатки полисахаридов (олигосахаридов)
растительные - гормоноподобные соединения; микроорганизмов
(хитин, хитозан) - элисторы
Лигнин и его производные (полифенольные)
мягкие стрессоры, антисептики, гидрохиноны - регуляторы
окислительно-восстановительных процессов.
Органические кислоты (неароматические и ароматические)
неароматические (янтарная и т.п.) - стимуляторы роста и
развития; ароматические - антисептики, элисторы (салициловая кислота)
Соединения с сопряжёнными связями (изопреноиды, каротиноиды,
флаваноиды, антоцианы и т.д.)
влияние на энергетические функции растений и повышение
коэффициента использования солнечной энергии.
Остальные органические соединения (аминокислоты, альдегиды)
В терминологии гуминовых веществ
пока нет единого толкования. Почвоведы, употребляя термин «гумусовые кислоты»
считают его общим, объединяющим различные классы гумусовых веществ. В углехимии
и химии торфа общим термином считаются гумусовые кислоты. Термин «гуминовые
вещества» является более общим [12].
Гуминовые кислоты представляют группу высокомолекулярных азотсодержащих
органических кислот, молекула которых содержит ароматические группировки.
Высокомолекулярная природа их подтверждается многочисленными определениями
молекулярной массы, кислотная природа - наличием ряда кислородсодержащих
функциональных групп, водород которых способен к обменным реакциям с катионами
оснований; обязательный выход бензолкарбоновых кислот при частичном окислении
их свидетельствует о наличии ароматических группировок.
Элементный состав гуминовых кислот
хорошо изучен, достаточно специфичен и заметно отличается от других природных
органических соединений. В зависимости от вида торфа, степени разл
Похожие работы на - Применение метода Бамбалова для определения группового состава органического вещества торфа месторождения Баланак Дипломная (ВКР). Химия.
Курсовая работа по теме Разработка ценовой стратегии предприятия
Курсовая работа по теме Исследование конфликтогенов в коллективе. Способы снижения уровня конфликтности
Сочинение По Дубровскому Мне Жаль Машу
Международные Перевозки Курсовая Работа
Курсовая работа по теме Проектирование стальных конструкций балочных перекрытий
Контрольная работа: Коллективные трудовые споры
Реферат: Конкурентная борьба
Реферат: Класифікація об єктів по ступенях безпеки
Курсовая работа по теме Инвестиционные ресурсы и воспроизводство основных фондов
Курсовая работа по теме Разработка проекта для строительства индивидуального жилого дома
Курсовая работа по теме Церковь в государственно-политической системе России
Курсовая работа: Моделирование схемы усилителя НЧ на МДП-транзисторах
Реферат Гост 7.9
Реферат Россия Родина Моя
Реферат: Отчет о преддипломной практики в следственном управлении при УВД по городу Петропавловск Кам
Курсовая работа по теме Физическая реабилитация при остеохондрозе поясничного отдела позвоночника
Реферат: Что такое чрезвычайные ситуации
Сочинение: Пророчество Платонова в повести «Котлован»
Контрольная работа по теме Гипоксия плода
Реферат по теме Побочные реакции на противотуберкулезные препараты второго ряда
Контрольная работа: Физиологические основы поведения человека
Контрольная работа: Планирование и прогнозирование экономики 2
Похожие работы на - Воспитательная система в начальной школе