Теоретико-экспериментальные исследования фракционного состава органических компонентов почв лесостепи Среднего Поволжья

• Автор: Шинкарев, Александр Александрович
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 291 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРОБЛЕМА ОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ГЛИНОМЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПОЧВЫ .

1.1. Аналитический уровень проблема химической структуры гумусовых веществ

1.1.1. Проблема в аспекте установления конституции гумусовых веществ.

1.1.2. Проблема в аспекте учета металлгумусовых и глинагумусовых взаимодействий

1.2. Синтетический уровень проблема системного подхода к изучению гумусовых веществ.

1.2.1. Гипотетические механизмы, обеспечивающие повышенную устойчивость гумусовых веществ к биохимической деструкции
1.2.2. Повышенная биохимическая устойчивость гумусовых веществ как системообразующий фактор

1.2.3. Глинометаллоорганический комплекс почв как функциональная система

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика объектов.

2.2. Методы исследования.
Глава 3. ФРАКЦИОННОЕ РАСТВОРЕНИЕ КАК МЕТОД
ИССЛЕДОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ГЛИНОМЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПОЧВ
ЛЕСОСТЕПИ
3.1. Выбор растворителя
3.2. Выбор осадителя
3.3. Фракционное растворение при использовании ступенчатого градиента концентраций
3.3.1. Оборудование.
3.3.2. Кинетические параметры элюирования.
3.3.3. Фракционирование.
3.4. Фракционное растворение при использовании
непрерывного градиента концентраций
3.4.1. Оборудование.
3.4.2. Фракционирование.
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА
ОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПИ
4.1. Исследование быстрой динамики фракционного состава органических компонентов в зоне контакта почвы с корнями растений
4.2. Исследование органических компонентов водопрочных агрегатов темносерой лесной почвы.
4.2.1. Общая характеристика водопрочных агрегатов.
4.2.2. Фракционный состав органических компонентов водопрочных агрегатов в верхней части гумусового профиля.
4.2.3. Фракционный состав органических компонентов водопрочных агрегатов в нижней части гумусового профиля
4.2.4. Минералогический состав илистой фракции водопрочных агрегатов
4.2.5. Пространственная организация твердых фаз в водопрочных агрегатах
4.2.6. Фракционный состав органических компонентов водопрочных агрегатов пахотного аналога
4.2.7. Причинноследственные связи между механизмами образования водопрочной макроструктуры в гумусовом профиле и результатами анализа фракционного состава органических компонентов в агрегатах.
4.3. Перспективы использования метода фракционного растворения для строгого решения задачи фракционирования гумусовых веществ.
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СРОДСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ К ГЛИНООРГАНИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПИ.
5.1. Особенности интерпретации результатов фракционного растворения при быстро разворачивающемся градиенте
концентраций
5.1.1. Понятийнотерминологический аппарат
5.1.2. Сравнительный графический анализ результатов
5.2. Исследование динамики фракционного растворения органических компонентов в гумусовых горизонтах черноземов лесостепи.
5.2.1. Изменение по гумусовому профилю.
9 5.2.2. Влияние гранулометрического состава
5.3. Перспективы использования метода фракционного растворения для исследования сродства органических компонентов
к почвенной матрице.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Результаты эксперимента представляют наглядную иллюстрацию того, что общепринятые подходы, положенные в основу разделения ГВ, не обеспечивают гомогенности даже собственно групп гумусовых кислот. Они также свидетельствуют о том, что последние ГК, ФК и ГМК помечают три условные по отношению к растворителям области из непрерывного многообразия поливариантных макромолекулярных комбинаций, способных к разнообразным взаимным переходам. Поэтому, возвращаясь к теме раздела, сделаем принципиальное допущение, что речь идет о выделении, очистке и установлении химического строения или тождества с веществами известного строения такого количества индивидуальных соединений, которое можно адекватно оценить только термином неопределенное множество. Никаких принципиальных запретов на решение задачи, сформулированной таким образом, нет, поскольку каким бы большим не было это неопределенное множество различимых химических индивидуальностей, объединенных понятием гумусовые вещества, оно все же конечно. Практические же возможности ее решения неопределенно сужены, поскольку трудно представить какой исследовательский потенциал, материальнотехническое обеспечение и средства для этого необходимы даже при выборе в качестве объекта исследования исчерпывающего щелочного экстракта из гумусовоаккумулятивного горизонта одной единственной почвы. В последние годы для теоретического анализа результатов исследования строения полимеров все шире применяются методы нелинейной динамики неравновесных систем, фрактальный анализ и методы расчета геометрии молекул Карманов с соавт. Существует ли возможность, используя машинный операциональный подход, описать химическое строение ГВ в обход подводных камней, лежащих на пути установления их химической структуры физическими и химическими методами Отрицать такую возможность, очевидно, не следует, тем более, что в этом направлении уже сделаны первые шаги и модель химической структуры ГВ, разработанная в рамках метода молекулярной механики, отличается от ранее предложенных, значительно более высокой степенью детализации, поскольку моделирует наличие в структуре гидратированных пустот и взаимодействие функциональных групп с минеральным матриксом почвы , i, . Однако необходима очень взвешенная оценка гипотетических перспектив такого решения вопроса. Поэтому изучаемая молекула должна принадлежать к заранее исследованному классу соединений. Какие бы развитые программные средства не использовались в методе молекулярной механики, при оптимизации возможно изменение длин связей, валентных и торсионных углов, но не порядка соединения атомов друг с другом. Следовательно, собственно конституция молекулы целиком остается на совести расчетчика. Любая процедура минимизации является итерационной оптимизацией геометрии, поэтому, если для молекулы имеется несколько потенциальных ям, найденный минимум энергии будет зависеть от начального приближения. Пока не проведено систематическое исследование всех геометрически возможных структур, найденная конформация с минимальной энергией будет зависеть от субъективного выбора исходной структуры. Для расчета конформаций с учетом органоминеральных взаимодействий требуется детальная характеристика адсорбционных поверхностей тонкодисперсного минерального матрикса почвы, конструирование которых почти наверняка окажется задачей того же порядка сложности, что и установление химической структуры ГВ. Уместно также заметить, что при анализе комплексообразования ГВ с минеральным матриксом программа молекулярной механики не может помещать мостиковый ион во всем пространстве между молекулами ГВ и поверхностью минерала, а оставляет его на том месте, куда его поместил исследователь. Исходя уже из этих ограничений приходится констатировать, что результаты моделирования химической структуры ГВ при очевидно недостаточной информации о ее конституции, попрежнему, адекватно отражают все тот же прогресс теоретических и экспериментальных средств познающего субъекта и уровня понимания им химической сущности объекта, но не саму эту сущность.