что такое гуминовые кислоты для человека польза
Что такое гуминовые кислоты для человека польза
Гуминовые соединения природного происхождения относятся к высокоэффективным веществам, обладающим полисистемным фармакологическим действием, обусловленным иммуно-стимулирующими, регенераторными, противовоспалительными свойствами [1]. В растворах они в основном присутствуют в диссоциированном состоянии (кислоты). Данные кислоты характеризуются подобием структурного ароматического углеродного скелета с функциональными группами (карбоксильные, гидроксильные, метоксильные и алкильные группы) и периферической группой соединений, обогащенных полисахаридными и полипептидными фрагментами. При гидролизе кислоты в раствор переходят в основном ее низкомолекулярные фрагменты, амино- и моносахариды. Гуминовые соединения по составу подобны аминокислотам, находящимся в растениях и бактериальной плазме в тех же соотношениях, что и в природной среде [2].
Биологическая эффективность препаратов на основе гуминовых кислот четко определяется местом их добычи, идентичностью по составу, природным композициям и их содержанием в водной среде, в основном в малых и относительно больших диапазонах концентраций. Их абсолютная активность определяется уровнем концентрации образующихся перекисных анионных радикалов в диапазоне от 10 до 20 мкг/л, что обеспечивает поддержание электрического равновесия клеточных мембран и органелл и сопровождается активацией энергетической системы клетки (окислительной фосфорилирующей системы и АТФ-продуцирующей способности АТФ-синтазы митохондрий клеток), а также усиливает каталитическое действие клеточных ферментов и коферментов, восстанавливает активность электронно-транспортных цепей клеточного гомеостаза, усиливает антиоксидантную активность и резервы адаптации клеточного иммунитета [3].
Механизм фармакологического действия данных препаратов связывают, как правило, с адсорбционной способностью кислот, ионообменом и комплексообразованием [2]. Однако не представляется возможным выделить из смеси гуминовых веществ действующее начало, так как разделение смеси кислот приводит к потере их фармакологических свойств. До настоящего времени ни одному из исследователей не удалось выделить в структуре макромолекул гуминовых кислот участок или функциональные группы, определяющие конкретный вид биологической активности [4]. Очевидно, что подобные особенности данных препаратов не связаны с единым механизмом действия, предполагающим исключительно контактные физико-химические процессы превращения веществ и их связывание.
В последние годы обращается внимание на принципиально иные механизмы действия природных соединений и воды, основанные на квантовых обменных процессах между квантово-сопряженными системами. В подобных сопряженных системах участником взаимодействия, с одной стороны, является водный раствор гуминовых кислот, а с другой – природный резервуар энергии делокализованных электронов (грунты) [5].
В квантовой физике под сопряженными объектами понимаются идентичные по физическим свойствам объекты, квантовое взаимодействие между которыми определяется делокализованными электронами в структурах аморфного вещества (фазы ассоциированной воды), что предполагает идентичность их строения, а также, возможно, подобие других особенностей макроскопического квантового объекта (формы, пространственной структуры, микроскопической организации, квантового состояния) [6, 7]. Как правило, такие условия возникают при разделении изотропного по составу макроскопического объекта. Например, воду из одного сосуда разливают в две емкости, между которыми устанавливается квантовое сопряжение, которое поддерживается до тех пор, пока химический состав образцов и структурная организация фазы ассоциированной воды существенно не изменились под влиянием внешней среды. Данное физическое явление известно в квантовой физике как квантовая нелокальность, которая может наблюдаться не только для элементарных частиц, но и для макроскопических объектов, находящихся в квантово-коррелированном состоянии [7, 8].
Однако само по себе квантовое сопряжение между взаимодействующими объектами недостаточно для реализации эффективного переноса электронов. Интенсификация обменных электронных процессов между сопряженными объектами требует дополнительных условий, которыми является возбуждение квантовой системы, реализуемое при возникновении фазовых неустойчивостей в ассоциированной воде, являющейся носителем делокализованных электронов [9].
В квантово-сопряженной системе растворов гуминовых соединений исходным донором электронов являются грунты залегания пелоидов. Гуминовые кислоты в пелоидах характеризуются высокими отрицательными значениями окислительно-восстановительного потенциала, которые достигают в анаэробных условиях грунтов максимальных величин в летнее время (Еh = –810мВ), а минимальных – в весенний период (Еh = –390 мВ). Продукты анаэробного микробиологического превращения пелоидов и образуемые из них надкислоты (при увлажнении грунтов и частичной аэрации) обеспечивают высокие электрон-донорные свойства полугидроморфных почв болот. Их абсолютная активность определяется уровнем концентрации образующихся перекисных анионных радикалов в диапазоне от 10 до 20 мкг/л, что обеспечивает поддержание электрического равновесия клеточных мембран и органелл и сопровождается активацией энергетической системы клетки (окислительной фосфорилирующей системы и АТФ-продуцирующей способности АТФ-синтазы митохондрий клеток), а также усиливает каталитическое действие клеточных ферментов и коферментов, восстанавливает активность электронно-транспортных цепей клеточного гомеостаза, усиливает антиоксидантную активность и резервы адаптации клеточного иммунитета.
где (Н 2 О)асс. – структуры фазы ассоциированной воды [9].
Следовательно физический механизм усиления электрон-донорной способности водных растворов гуминовых препаратов, связанный с растворением препаратов, заключается в инициировании квантовой конденсации электронов (стимулированном запуске процесса квантовой конденсации) из пространственно сопряженных структур грунтов с низкими значениями окислительно-восстановительного потенциала с последующим накоплением нестабильных анион-радикалов в фазе ассоциированной воды, которая при попадании в организм распадается с переносом электронов на водные структуры мембран (акцепторы электронов).
Цель исследования: изучение электрон-донорной активирующей способности растворов гуминовых кислот (концентрата биодоступных органических кислот, полученного из реликтовых природных органических месторождений, производитель – ООО «Вио-Фарм» (далее «гуминовый концентрат»)) за счет нелокального взаимодействия их с электрон-донорными грунтами, согласующимися по составу и структуре с гуминовыми веществами, используемыми для приготовления препарата.
Материалы и методы исследования
Исследования процессов нелокального переноса электронов на водную среду проводились при постоянной температуре (35 °С) на свежеприготовленных растворах препарата («гуминовый концентрат») различной концентрации в термостатируемых условиях (термостат «Biosan»). Регистрация переноса электронов на водную среду осуществлялась по изменению значений окислительно-восстановительного потенциала (прибор рН-013 – высокоточный прибор для измерения рН, ОВП и температуры воды) и концентрации пероксидных анион-радикалов (кинетический хемилюминесцентный анализатор ЛИК [9]). Растворы препарата готовились на предварительно термостабилизированной воде в различных концентрациях в полимерных емкостях (0,5 л) и снова помещались в термостат. Определение значений окислительно-восстановительного потенциала растворов проводилось периодически с интервалом в несколько минут между измерениями.
Нелокальная активирующая способность растворов оценивалась по изменению концентрации пероксидных анион-радикалов (НО2-(*)) в дистиллированной воде, находящейся в непосредственном контакте с исследуемым раствором препарата при комнатной температуре из-за окрашивания растворов препарата, что затрудняет фиксацию анион-радикалов при использовании хемилюминесценции.
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ зависимости, приведенной на рис. 1, показывает, что абсолютные величины потенциала (Eh), устанавливающего процесс накопления электронов в форме анион-радикалов в воде, зависят от количества вносимого в воду препарата. Чем выше концентрация препарата, тем ниже значения окислительно–восстановительного потенциала. Снижение потенциала (активация раствора) протекает во времени в течение первых 20 мин.
Кроме того, полученные кинетические зависимости изменений Еh-потенциала указывают на периодическую осцилляцию его значений, что отражает наличие в растворах конкурирующих процессов активации и дезактивации (обменное взаимодействие с нелокальным источником электронов [9]) во времени. Синхронные изменения Eh в контрольном и опытных образцах свидетельствуют о вовлечении в обменные электронные процессы не только нелокальных источников электронов, но и о наличии вневременных изменений в собственных состояниях растворов (нелокальность 2 рода [10, 11]). При этом временные осцилляции потенциалов синхронизированы во времени, что позволяет утверждать, что процесс квантового взаимодействия образцов носит периодический макроскопический характер.
Параллельно осуществлялись измерения динамики концентрации пероксидных анион-радикалов в дистиллированной воде, находившейся в контакте со свежеприготовленным раствором препарата. Как следует из данных, представленных на рис. 2, в динамике концентрации пероксидных анион-радикалов (аппроксимирующая линия) отмечаются временные неравномерные колебания. Так, в интервале 0–50 мин происходит рост активности, а затем последующее ее падение. Повторный «всплеск» активности отмечается в интервале экспозиции 180–220 мин (в условиях настоящего эксперимента).
Подобное изменение каталитической активности раствора отражает, так же как и на предыдущем графике, эффекты не только пространственной, но и временной нелокальности процессов активации, проявляющихся в знакопеременных направлениях потоков электронов между двумя квантовыми объектами.
Активные состояния растворов сохраняются в течение 20–80 мин от начала экспозиции. В последующие интервалы времени растворы теряют свою активность и по истечении времени порядка 170 мин они приобретают электрон-акцепторные свойства, что может оказывать отрицательное влияние на организм человека.
Рис. 1. Динамика изменений значений окислительно-восстановительного потенциала растворов гуминовых кислот (препарат «гуминовый концентрат»). Разведения в отстоянной водопроводной воде: № 1 – контроль; № 2 – 15 мл/л; № 3 – 30 мл/л; № 3 – 60 мл/л; № 4 – 90 мл/л; № 5 – 120 мл/л концентрата раствора кислот (концентрация – 1 г/л)
Рис. 2. Динамика изменений средних значений концентрации (сплошная кривая) и временные осцилляции концентрации (кривая с маркерами) пероксидных анион-радикалов в дистиллированной воде при неконтактном действии смесевого раствора гуминовых кислот (объем активирующего раствора с концентрацией препарата «гуминовый концентрат» 90 мл/л – 1 л, объем воды в полипропиленовой емкости, размещенной в емкости с активирующим раствором – 250 мл). Стрелка указывает на момент разведения препарата
Рис. 3. Схема основных транспортных путей переноса электронов в квантово–сопряженной системе «грунт – раствор препарата – организм» в процессе взаимодействия организма человека с активированным раствором препарата «гуминовый концентрат»
Из этого следует, что эффекты квантовой нелокальности электрически активных структур пелоидов (препаратов) и технологии, реализующие эти процессы, являются определяющими, обеспечивающими перенос электронов из квантово-сопряженных структур грунтов на водные растворы препарата. Это формирует высокую биологическую эффективность свежеприготовленных растворов гуминовых кислот.
Полученные экспериментальные результаты показывают, что инициация процесса активации препарата на основе гуминовых кислот при его растворении в воде отрывает дополнительный канал поступления электронов из квантово-сопряженных грунтов на водную квантово-коррелированную структуру (рис. 3).
Электроны, накопленные в фазе ассоциированной воды, поступают на водный матрикс митохондрий, что обеспечивает увеличение их энергетической функции (нелокальная активация синтеза АТФ АТФ-синтазой [5]). При этом дополнительно в водной фазе клеток происходит наработка пероксидных ассоциатов, выполняющих регуляторные, транспортные и контрольные функции в клеточных структурах [5, 9].
Поступление электронов в организм восстанавливает нарушения в структурно-физическом состоянии внутриклеточной фазы ассоциированной воды, ответственной за системный гомеостаз клетки, включая колебательную активность ферментов, мембран, органелл клеток и систем организма. При этом интенсифицируется внутриклеточный везикулярный транспорт метаболитов и гормональных регуляторов, нормализуется баланс экспрессии гормональных регуляторов, восстанавливается клеточный цикл и нормальный уровень апоптоза клеток [9].
Растворы препарата «гуминовый концентрат» являются высокоактивными электрон-донорными средами, обеспечивающими эффективный перенос электронной активности в организм человека. Их абсолютная активность определяется уровнем концентрации нарабатываемых пероксидных анион-радикалов в диапазоне от 10 до 20 мкг/л, что обеспечивает поддержание электрической неравновесности мембран и органелл клеток и сопровождается активизацией энергетической системы клетки (системы окислительного фосфорилирования и АТФ-продуцирующую способность АТФ-синтазы митохондрий клеток), а также увеличивает каталитическое действие клеточных ферментов и ко-ферментов, восстанавливает активность электрон-транспортных цепей гомеостаза клеток, усиливает антиоксидантную активность и резервы адаптации клеточного иммунитета [11].
Исходя из предложенного механизма действия препарата «гуминовый концентрат», данное средство относится к препаратам системного гомеостатического действия, оказывающим регуляторное и энергетическое действие на клеточные структуры организма. Эта способность препарата определяется его нелокальным сопряжением с электрон-донорными иловыми отложениями, обеспечивающими поставку электронов в фазу ассоциированной воды в процессе разведения препарата водой, с последующим переносом заряда на мембраны клеточных структур организма при принятии водного раствора «гуминовый концентрат» in vivo.
Установлено, что перенос электронов от донора к акцептору в системе «грунт – фаза ассоциированной воды – мембраны» происходит во времени в знакопеременных направлениях, что необходимо учитывать при лечебном, бальнеологическом и профилактическом использовании препарата.
В целом препарат «гуминовый концентрат» представляет собой высокоактивную электрон-донорную среду, обеспечивающую поддержание электронной неравновесности мембран и органелл клеток, а также осуществляющую активизацию энергетической системы клеток, регуляцию их метаболической активности (включая регуляторные опероны ДНК) и транспортные функции в системах лиганд-рецепторного взаимодействия и эндосомальных циклов.
Выпадение волос и микроэлементы
Стержень волоса на 80% состоит из белка, поэтому наш рацион должен содержать достаточное его количество для обеспечения фолликула волоса этим строительным материалом.
Предпочтительными являются белки животного происхождения – они содержат незаменимые аминокислоты, не синтезируемые в организме. Мясо и рыба должны быть обязательно включены в каждодневное питание. Фрукты и овощи будут способствовать профилактике гиповитаминозов, а орехи, сухофрукты и крупы – микроэлементных нарушений. Полезны волосам и коже головы и полиненасыщенные жирные кислоты: в большом количестве они содержатся в рыбьем жире (жирные сорта рыбы – семга, палтус). Дефицит эссенциальных жирных кислот играет важную роль в развитии дерматита волосистой части головы и выпадения волос. Выпадение волос вследствие дефицитных состояний происходит со всей поверхности кожи головы (диффузное выпадение), стержень волоса может стать сухим и тонким, в некоторых случаях меняется и цвет волос, поскольку меланоциты также страдают от нехватки незаменимых жирных кислот. Дисбаланс этих нутриентов чаще всего имеет алиментарную природу и наиболее распространен среди тех, кто потребляет недостаточное количество рыбьего жира и красного мяса. Наиболее важными среди всех эссенциальных жирных кислот считаются омега-3 жирные кислоты (производные линолевой кислоты, присутствуют в красном мясе и овощах) и омега-6 жирные кислоты (производные альфа-линоленовой кислоты, присутствуют в жирной рыбе и морепродуктах). Прием омега-3 и 6 жирных кислот оказывает выраженный эффект при выпадении волос и шелушении кожи головы, возникших вследствие дефицита этих жирных кислот. С пищей необходимо потреблять также минимальное количество холестерина, который входит в состав клеточных мембран и способствует делению клеток.
Для здоровья волос также важны и основные микроэлементы – железо, селен, цинк, кальций, хром, медь, йод, марганец и кремний
Другой микроэлемент, влияющий на здоровье волос, – медь. Медь необходима для усвоения железа. Недостаток меди может косвенно способствовать диффузному выпадению волос за счет снижения всасывания железа. Недостаток этого микроэлемента в рационе питания может также непосредственно влиять и на качество волос. Волосяное волокно становится более тонким и ломким, укорачивается и стадия роста волоса
Еще один важный микроэлемент – цинк. Цинк необходим в производстве волосяного волокна, а дефицит цинка приводит к диффузному выпадению волос на голове и на теле. Вегетарианцы особенно часто имеют дефицит цинка, поскольку основной источник – мясо и рыба. Недостаток этого микроэлемента может наблюдаться и у людей, имеющих хронические заболевания желудочно-кишечного тракта. Следует обратить внимание, что хелатные соединения цинка усваиваются гораздо легче и лучше переносятся по сравнению с неорганическими его соединениями, например. сульфатом цинка.
Трихологи рекомендуют внимательно отнестись к приему витаминных комплексов
Рекомендуется профилактически принимать поливитаминные комплексы, содержащие большие дозы витаминов группы В, биотин, аминокислоты. Это поможет во многих случаях предотвратить выпадение волос или снизить его интенсивность.
К витаминам группы В относятся несколько витаминов, которые похожи по своей молекулярной структуре и деятельности. Эта группа включает в себя B1 (тиамин), В2 (рибофлавин), ниацин (никотиновая кислота), B6 (пиридоксин), В12 (цианокобаламин), фолиевую кислоту, пантотеновую кислоту, и биотин. Из них биотин, вероятно, является наиболее важным для функционирования волосяных фолликулов.
Дефицит биотина способен вызывать воспаление кожи головы, дерматит, который, в свою очередь, может вызывать хроническое выпадение волос. Было отмечено, что прием биотина в течение 2-3 месяцев способствует устранению воспаления кожи головы, устойчивого к другим методам лечения.
Тиамин и другие витамины группы В – это, прежде всего, коферменты важнейших ферментов, обеспечивающих функционирование клетки, особенно митохондрий. Митохондрии – главные внутриклеточные органеллы, производящие молекулы энергии, АТФ. Клетки волосяного фолликула имеют очень высокую степень метаболической активности. Они являются одними из наиболее активных клеток в организме. Этот исключительный уровень активности приводит к тому, что волосяные фолликулы становятся особенно чувствительны к дефициту энергии Включаются в состав комплексов и различные аминокислоты. L – цистеин – природная серо-содержащая аминокислота, структурная основа кератина, содержится в большом количестве в стержне волоса – 15,9%. Известны патологии стержня волос и виды алопеций, связанные с дефицитом L-цистеина (трихотиодистрофия, ВИЧ-ассоциированная алопеция). Еще одна очень важная аминокислота – Л-лизин, ее человек получает в основном из мясной пищи; в связи с этим у людей, не получающих достаточное количество животного белка, может наблюдаться дисбаланс этой аминокислоты. Учеными было установлено, что Л-лизин играет крайне важную роль в абсорбции железа и цинка. 1.5-2.0 г этой аминокислоты способствует более быстрому прекращению выпадения волос у лиц с железодефицитом. Следует отметить, что для достижения большего эффекта Л-лизин рекомендуется принимать вместе препаратами цинка и железа.
Однако не следует полагать, что биодобавки и поливитамины — панацея. Трихологи предпочитают не назначать полимикроэлементные препараты, так как существует определенный антагонизм между составляющими комплекс элементами. Микроэлементы предпочтительно принимать при выявлении их дефицита в организме, учитывая принципы взаимодействия микроэлементов между собой. Например, по анализам выявлен недостаток в организме цинка и переизбыток меди. Прием поливитаминов, содержащих одновременно медь и цинк, усугубит состояние: меди станет еще больше, а цинка — меньше. Если прием микроэлементных комплексов носит профилактический характер, то следует останавливать свой выбор на тех, где учтены принципы синергизма и антагонизма входящих в состав микроэлементов.
Выпадение волос может быть связано и с диетами, к которым часто прибегают женщины. Жировая ткань у женщины — не просто неэстетичная и ненужная, по мнению многих, ткань, а орган, который выполняет гормональную функцию. Если женщина теряет 10% массы тела, не страдая ожирением, а стремясь к навязанным сейчас идеалам, то это, как правило, приводит к белковому дефициту и дисбалансу минералов. Длительный алиментарный дисбаланс может способствовать возникновению острого и хронического диффузного выпадения волос: клетки волосяного фолликула имеют очень высокую скорость деления, что требует адекватного поступления к ним белка, микроэлементов, витаминов, кроме того, чувствительны фолликулы и к дефициту энергии. Выпадение волос, как правило, начинается через несколько месяцев после начала диеты и может сохраняться в течение нескольких месяцев после ее завершения.
Для того чтобы волосы получали достаточное питание, во время каждого приема пищи следует употреблять продукты, богатые витаминами, пищевыми волокнами и протеинами, минеральными веществами, углеводами и микроэлементами. Необходимо помнить, что при длительных сбоях в правильном питании волосы могут потерять свою красоту, начать выпадать, станут безжизненными и тусклыми, с секущимися концами.
Что такое гуминовые кислоты для человека польза
Гуминовые кислоты (ГК) – сложная смесь высокомолекулярных природных органических соединений, которые образуются в результате гумификации растительных остатков. Гуминовые кислоты имеют разветвленную молекулярную структуру, включающую большое количество функциональных групп и активных центров, в них содержатся: азот, калий, фосфор, а также такие микроэлементы, как молибден, медь, цинк, железо и т.д. Все это обусловливает физико-химические и биологические свойства гуминовых кислот и их влияние на растения и почву.
ГК являются основным агрономически ценным компонентом гумуса. Они определяют специфику гидротермических и физико-химических свойств почвы. В связи с этим возникает необходимость изучения ГК, от природы и присутствия которых зависят потенциальное плодородие почвы и ее устойчивое функционирование. Одна из важнейших и устойчивых идентификационных характеристик ГК – элементный состав [1], который позволяет получить информацию об общих принципах строения молекул, уровне их конденсированности и степени гумификации. Гумификация является универсальным звеном трансформации любых скоплений органических остатков в почве. Процесс гумификации происходит при помощи разнообразных химических и биохимических реакций и обусловлен отбором устойчивых органических соединений. Элементный состав определяется уровнем интенсивности биохимических процессов в почве, которые зависят от многих факторов (влажности, температуры, реакции среды, ОВП и т.д.). Гуминовые кислоты отчетливо реагируют на изменение биотермодинамических условий их формирования, гранулометрического состава, степени гидроморфизма, оглеения, карбонатности, подстилающей породы, сохраняя при этом сравнительную устойчивость элементного состава. Этот показатель меняется в очень широких пределах.
Элементный состав различных типов почв тайги и тундры изучен Е.Д. Лодыгиным с соавт. [2, 3], молекулярная структура гумусовых веществ мерзлотных бугристых торфяников лесотундры исследована Р.С. Василевичем с соавт. [4], Молекулярный и элементный состав гуминовых кислот избранных почв Российской Арктики изучен В.И. Поляковым с соавт. [5], элементный состав и содержание функциональных групп гуминовых веществ почв и торфов различного происхождения изучены Г.Н. Шигабаевой [6]. Элементный состав гуминовых кислот почв Республики Тувы изучен Н.Л. Бажиной с соавт. [7].
Поскольку элементный состав ГК является отражением условий почвообразования и зависит в первую очередь от химического состава разлагающихся органических остатков и условий гумификации, нами ставилась задача получить информацию об уровне «зрелости» этих молекул, формирующихся в условиях замораживания и оттаивания.
Цель работы – выявить особенности элементного состава ГК почв бугров пучения (БП) и термокарстовых понижений (ТП) в сравнении с фоновыми квазиглеевыми черноземами (ФП).
Материалы и методы исследования
Объектами исследования послужили препараты ГК почв бугров пучения (черноземы глееватые криотурбированные) и термокарстовых понижений (гумусово-квазиглеевые окарбоначенные почвы), а также фоновых почв (криоморфных квазиглеевых черноземов) юга Витимского плоскогорья.
Фоновые черноземы квазиглеевые сформированы в условиях горной мерзлотной лесостепи Еравнинской котловины под лугово-степной растительностью на промороженных аллювиально-лимнических фациальных комплексах. Для них характерны небольшая мощность гумусово-аккумулятивного горизонта (0–24 см), тяжелосуглинистый гранулометрический состав. Содержание Сорг в верхнем горизонте среднее – 4,0 % (n = 5), с глубиной резко уменьшается до 0,9 %. Реакция среды в верхней части профиля близка к нейтральной (рН 7,3), в нижней – слабощелочная. Содержание общего азота – высокое (0,81–0,99 %).
Исследуемые черноземы глееватые криотурбированные и гумусово-квазиглеевые окарбоначенные почвы по морфологии отличаются от фоновых черноземов квазиглеевых. Реакция среды почв из термокарстовых понижений близка к нейтральной, бугров пучения – к щелочной. По гранулометрическому составу исследуемые почвы бугров пучения относятся к пылеватым тяжелосуглинистым, термокарстовых понижений – среднесуглинистым крупнопылевато-песчаным. Содержание органического углерода (Сорг) в слое 0–20 см почв бугров пучения составило 7,6 % (n = 5). Почвы термокарстовых понижений отличаются высоким содержанием Сорг в слое 0–20 см 12,2 % (n = 5). Содержание общего азота – низкое (0,11–0,27 %) [8].
Выделение препаратов ГК производили исчерпывающим экстрагированием по методике [9]. Зольность препаратов была различной и варьировала от 6 % до 11 %, что считается допустимым.
Элементный состав препаратов ГК определен на элементном анализаторе CHNS/O Series II фирмы «Perkin Elmer» в Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН (г. Улан-Удэ).
Результаты исследования и их обсуждение
Растительность мерзлотных почв адаптировалась к суровым условиям Забайкалья, что отразилось в ее химическом составе и морфологии. Так, биохимический состав источников гумуса обеднен углеводами, белками и обогащен целлюлозо-лигнинным комплексом. Высокое количество лигнина в растительности предопределяет достаточно высокое содержание ароматических дериватов лигнина в препаратах ГК [10].
Природно-климатические условия региона обусловливают нестабильную биологическую активность с повышениями и спадами в течение вегетационного периода, которые определяют специфику всех биологических процессов, накладывая отпечаток в том числе и на элементный состав ГК.
Полное представление об элементном составе ГК можно получить, используя атомные проценты, которые показывают число атомов данного элемента в процентах к общему числу атомов в молекуле вещества, в статье далее мы будем использовать ат. %.
Углерод является ключевым элементом, определяющим состав и структуру ГК. Максимальное содержание углерода отмечено в ГК почв термокарстовых понижений – 39,0, это обусловлено чередованием периода избыточного увлажнения с недостаточным, что способствует гумусонакоплению. Следует отметить, что формирование ГК тесно связано с определенными гидротермическими условиями. Высокая влажность почв предопределяет формирование ГК с «рыхлой» структурой по сравнению ГК, сформированными в условиях хорошего воздухообмена. Можно предположить, что ГК почв ТП имеют более «рыхлую» структуру по сравнению с почвами БП и фоном.
Самые низкие показатели углерода обнаружены в почвах бугров пучения – 36,9 %, тогда как в фоновых почвах содержание углерода составляет 37,8 %. Низкую обуглероженность макромолекулы ГК почв бугров пучения можно объяснить уменьшением конденсации исходных веществ и повышением распада образовавшихся ГК. Из-за низкой биохимической активности почв бугров пучения образующиеся в результате гумификации гуминовые вещества являются поверхностно-активными. Они сорбируются на разлагающихся растительных остатках и образуют комплекс, который состоит из ГВ и исходного органического материала. Гуминовые вещества, пропитывая неразложившиеся органические остатки, замедляют его последующую трансформацию. Этим объясняются высокий процент детрита и достаточно низкая убуглероженность препаратов ГК. Все это приводит к увеличению доли периферических углеродных цепей и снижению в его составе содержания углерода.
В целом, исследованные ГК черноземов глееватых криотурбированных и гумусово-квазиглеевых окарбоначенных почв содержат меньше углерода в сравнении с европейскими аналогами. Так, по данным разных авторов [1, 11], эта величина в черноземах Казахстана, европейской части России (ЕЧР) и Западной Сибири (ЗС) составляет 42,5–58,6 ат. %, а среднее содержание углерода в ГК изученных почв – 36,9–39,0 ат. % (таблица). Это указывает на то, что в ГК исследуемых почв развиты алифатические углеродные цепи, поскольку почвы формируются при постоянном присутствии мерзлотного экрана. В региональных немерзлотных аналогах активнее происходят реакция конденсации и отщепление боковых углеродных цепей. При повышении температуры и уменьшении влажности происходит возрастание ароматичности макромолекулы гуминовой кислоты.
Элементный состав гуминовых кислот почв бугров пучения и термокарстовых понижений