Сад и огород



Применение метода распределительной хроматографии на бумаге при изучении форм азота гумусовых веществ

Изучение форм азота почвенного тумуса представляет большой интерес для целей выяснения его химической природы, биохимии процесса гумусообразования, равно как и для суждения о скорости мобилизации азота гумусовых веществ микроорганизмами и превращения его в усвояемые растением формы. Однако в этом важном вопросе имеется много неясных положений, требующих дальнейших исследований.
Еще прежними работами (Дояренко, 1901; Сузуки, 1906—1908; Робинсон, 1911; Келли, 1914; Шмук, 1924, 1930 и др.— см. монографию М. М. Кононовой, 1951) было показано, что азот почвенных гуминовых кислот частично представлен формами, близкими к белковым веществам. Так, при гидролизе гуминовых кислот с помощью 25% Нг504 приблизительно 60% всего азота переходит в гидролизат; в составе последнего обнаружен ряд аминокислот (аспарагиновая, глутаминовая, амино^вале-риановая кислоты, тирозин, аланин, лейцин, пролин, гистидин и другие).
Учитывая, что вещества белковой природы исходных органических остатков в процессе гумификации быстро разлагаются микроорганизмами, есть все основания считать, что присутствующий в гуминовых кислотах азот имеет микробное происхождение. Трансформация азота растительных остатков в микробную плазму впервые была экспериментально доказана Костычевым (6). Концепция о микро-биальном происхождении азота гумусовых веществ почвы развивалась далее Гобсоном и Пейджем и, особенно, Ваксманом.
Однако эта точка зрения находит возражение со стороны некоторых исследователей; так, Маттсон и Кутлер-Андерсон считают, что азот гумуса входит в состав комплексов, образующихся при взаимодействии окисленного лигнина с аммиаком.
С серией интересных работ в области изучения форм азота гумусовых веществ в последние годы выступил Бремнер.
Подвергая гидролизу при помощи 6-п НС), при Т° 105° гуминовые кислоты, выделенные из различных почв и торфов, он обнаружил, что от 40 до 80% общего количества азота препаратов переходит в раствор, причем 31—48% перешедшего в гидролизат азота представлено протеинами.
В своих исследованиях Бремнер использовал метод распределительной хроматографии на бумаге, который, благодаря ряду преимуществ по сравнению с обычными химическими методами, в последние годы находит все более широкое применение. При помощи этого метода в кислых гидролизатах гуминовых кислот Бремнером были обнаружены следующие аминокислоты: фенил-аланин, лейцин, изолейцин, валин, аланин, глицин, треонин, серин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, лизин, аргинин, гистидин, пролин, гидроксипролин, а-амино-п-масляная кислота, Р -аланин, аминомасляная кислота, тирозин, цистеиновая кислота и некоторые другие, три из которых остались неидентифицированными.
Было констатировано также присутствие среди продуктов гидролиза аминосахаров и веществ со свойствами пептидов.
Следует указать, что при изучении форм азота гуминовых кислот различных почв и торфов Бремнер не обнаружил резких различий в составе аминокислот полученных гидролизатов. Наиболее четко проявились на хроматограммах лейцины, валин, аланин, глицин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты.
Подобное явление отмечено и в работах чехословацких исследователей (Рауе), Ко1оизек, ЗшаНак, 15), изучавших при помощи двумерной бумажной хроматографии аминокислотный состав гидролизатов гуминовых кислот, выделенных из чернозема, бурозема и подзола. Все эти работы подтверждают положение о протеиновой природе части азота гуминовых кислот. Вместе с тем в свете современных работ едва ли может считаться правильным положение Ваксмана о том, что весь азот гумусовых веществ представлен протеинами. Так, Драгунов и сотрудники (2, 3) на примере гуминовых кислот из торфа,'чернозема и подзола показали, что 40—60% всего азота освобождается в форме моно-аминокислот уже при слабом гидролизе при помощи 5% НС1 в течение 2/г час.
Аналогичные результаты были получены Бремнером. Он обнаружил, что при гидролизе препаратов гумусовых веществ при помощи 2% НС1 в течение четырех часов в раствор переходило от 22 до 40% общего количества азота гуминовых кислот.
Из этих данных следует, что часть гидролизуемого азота гумусовых веществ представлена более простыми формами, легко переходящими в раствор при относительно слабом кислотном гидролизе.
Наряду с указанным явлением быстрого перехода некоторой части азота гумусовых веществ в гидролизат довольно значительная часть его, напротив, очень устойчива и не гидролизуется даже при таком сильном воздействии, как продолжительный гидролиз с 6-га НС1 при 105°. Эта часть азота, по мнению исследователей, представлена сложными циклическими формами, прочно связанными в частицах гумусовых веществ.
В настоящей работе приводятся материалы сравнительного изучения при помощи метода хроматографии природы азота гуминовых кислот и фульвокислот различных почв, а также новообразованных гумусовых веществ, выделяемых из культуральной жидкости плесневого гриба.