Labirint.ru - ваш проводник по лабиринту книг
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -ГлавнаяОб АльманахеРецензентыАрхив телеконференций- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Сборники АльманахаДругие сборникиНаучные труды- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Образец оформленияИнформационное письмоО проведении телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Материалы I телеконференцииМатериалы II телеконференцииМатериалы III телеконференцииМатериалы IV телеконференцииМатериалы V телеконференцииМатериалы VI телеконференцииМатериалы VII телеконференцииМатериалы VIII телеконференцииМатериалы IX телеконференцииМатериалы Х телеконференцииМатериалы XI телеконференцииМатериалы XII телеконференцииМатериалы XIII телеконференцииУчастники XIII телеконференцииМатериалы XIV телеконференцииУчастники XIV телеконференцииЮбилейная XV Телеконференция Октябрь 2014Участники Юбилейной XV Телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Конференция СМПиЧ-2015Участники СМПиЧ-2015- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -КонтактыФорум
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Поиск по сайту

Полезная информация

 
 

ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ ГОРНЫХ ПОЧВ ЮЖНОГО УРАЛА

Автор Коробова Н.Л.   
05.11.2014 г.
Магнитогорский Государственный технический университет
 

Объектами исследований служили горная серая лесная супесчаная почва  турбазы Урал-Тау, горная каштановая суглинистая почва санатория Якты-Куль.
Разрез 1-98 горной серой лесной почвы был заложен  вблизи турбазы Урал-Тау на участке под смешанным лесом  с преобладанием сосны и березы в пределах сосновой парцеллы.
Разрезы 2-98 и 3-98 горной каштановой почвы  были заложены в нижней части сопочника на территории санатория Якты-Куль в пределах  лиственничной и березовой парцелл с надпочвенным  разнотравно-ковыльным покровом.
 Верхние  органогенные горизонты исследуемых почв Южного Урала характеризуются слабокислой реакцией: 5,2-5,9 (для почв Урал-Тау) и 5,8-6,3 (для почв Якты-Куля). Верхние горизонты почв Урал-Тау отличаются от верхних органогенных горизонтов Якты-Куля наибольшими значениями актуальной, обменной и гидролитической форм почвенной кислотности, что предположительно связано с поступлением в профиль почв Урал-Тау наиболее  агрессивных  карбоновых кислот типа щавелевой в больших  количествах и  наличием промывного режима, способствующего выносу оснований из верхних горизонтов  почвы. Источником агрессивных карбоновых кислот типа щавелевой служат высшие растения, почвенная микрофлора  и грибная микробиота. 
 Вниз по профилю содержание всех форм почвенной кислотности уменьшается как в горной серой лесной почве Урал-Тау, так и в горной каштановой почве Якты-Куля. Аналогичное профильное распределение наблюдается у обменных оснований (кальция и магния). Наибольшее содержание обменных оснований  наблюдается в верхнем горизонте Аd.
В целом, горные каштановые почвы характеризуются большим содержанием обменных оснований по сравнению с горными серыми  лесными слабооподзоленными, что, очевидно, объясняется особенностями генезиса  почв  Якты-Куля – отсутствием промывного режима и, предположительно меньшим поступлением в почвенный профиль агрессивных кислот типа  щавелевой. 
 Из таблиц 1 и 2 видно, что в большинстве  случаев количество обменного магния преобладает над количеством обменного кальция, что нехарактерно для бело- и палевоподзолистых почв Центрального Лесного Государственного Биосферного заповедника (ЦЛГБЗ) (Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Коробова Н.Л., 1992). В целом,  исследуемые почвы Южного Урала характеризуются большим содержанием обменных оснований и меньшим содержанием обменной и гидролитической кислотности  и обменного алюминия по сравнению с бело – и палевоподзолистой почвами ЦЛГБЗ.
  Горизонт А2 горной серой лесной почвы беден органическим веществом, поэтому сорбционные центры в этих горизонтах приурочены прежде всего к внешним и к внутренним поверхностям глинистых минералов, содержание которых в горизонте А2 из-за развития подзолообразовательного процесса, очевидно невелико. 
На обеднённость данного горизонта илистой фракцией указывают также низкие значения ЕКО6,5, так как основными носителями  обменных позиций  в элювиальном горизонте  служат слоистые минералы. Связь низкого содержания  илистой фракции с развитием подзолообразования  объясняется природой этого процесса, которая согласно литературным данным рассматривается как возможная совокупность выноса глинистых минералов нисходящим током почвенного раствора (для данного типа почв характерен промывной тип водного режима) в нижележащие иллювиальные горизонты и процессов кислотного гидролиза минералов под  действием  органических и угольной кислот (Роде А.А., 1978). 
 В переходном гумусовом горизонте А1, наряду с обменными позициями на глинах, присутствуют сорбционные центры, представленные функциональными группами специфических органических кислот. 
 В горизонтах Аd, представляющих собой  дернину из густо переплетающихся травянистых корней, в большом количестве содержатся гумифицированные растительные остатки. Очевидно, что в этих горизонтах зависимые от рН позиции на функциональных группах  гуминовых и фульвокислот являются преобладающими.
 Учитывая обогащенность верхних органогенных горизонтов почв солями органических кислот, следует помнить, сто термины  “обменые основания “ и  “ЕКО” к ним применимы условно. Так как, очевидно, что легкорастворимые соли будут присутствовать в вытяжках, используемых для определения ЕКО или обменных  оснований.
 Максимальные значения ЕКО6,5 характерны для горизонтов Аd. Среди них наибольшая емкость наблюдается в этом горизонте  горной каштановой почвы Якты-Куля в пределах  лиственничной парцеллы, а наименьшая – в горизонте А2 горной серой лесной почвы Урал-Тау, что, очевидно, объясняется разным составом органического вещества этих двух  разновидностей почв. 
Меньшие величины  ЕКО в минеральных горизонтах горной серой лесной почвы по сравнению с величинами ЕКО в минеральных горизонтах горной каштановой почвы, очевидно, связаны с развитием подзолообразовательного процесса в профиле первой разновидности почв, в результате чего горизонт А2 горной серой лесной почвы обедняется  содержанием илистой фракции – основных носителей  обменных позиций в минеральных горизонтах. Очевидно, что подзолообразовательный процесс в исследуемых почвах ЦЛГБЗ развит в большей степени  по сравнению с исследуемой почвой Урал-Тау. Следовательно и  элювиальный горизонт исследуемых почв Урал-Тау может оказаться в меньшей степени обедненным илистой  фракцией по сравнению с горизонтами исследуемых почв ЦЛГБЗ. Рабочие термины ”белоподзолистая” и  “палевоподзолистая ” почвы соответствуют терминам ”сильноподзолистая”  и  “среднеподзолистая” в ” Классификации и диагностике почв СССР” (1977).
Вниз по профилю  значение ЕКО уменьшается, а в подзолистом горизонте А2 горной серой лесной  достигает минимальных. Уменьшение значений ЕКО в минеральных горизонтах объясняется меньшими  величинами ЕКО глинистых и других минералов по сравнению с ЕКО органического вещества, а в горизонте А2 горной серой лесной почвы Урал-Тау возможным снижением содержания илистой фракции в результате развития процесса подзолообразования. По данным Орлова Д.С. (1992) ЕКО органического вещества почвы превышает ЕКО минералов на порядок. В то же время, для исследуемых разновидностей почв характерна закономерность – горизонт Аd, отличающийся наибольшими значениями ЕКО не содержит наибольшего количества обменных катионов и водорастворимых   кальция, магния, калия и аммония. 
 Наибольшее содержание  обменных и водорастворимых катионов наблюдается в горизонте А1, что, очевидно, объясняется наибольшей степенью разложенности органического вещества  этого горизонта, и, как следствие этого, присутствием в нем водорастворимых солей  кальция, магния, алюминия, калия, и  аммония в больших количествах по сравнению с горизонтом Аd из менее разложившихся растительных остатков. 
 Высокие содержания водорастворимых солей ионов кальция и магния  наблюдаются также в горизонте А2 исследуемой почвы Урал-Тау, что, очевидно, связано с активностью процессов кислотного гидролиза минералов в результате их взаимодействия с органическими низкомолекулярными карбоновыми кислотами типа щавелевой и винной. Присутствие ионов аммония в горизонте А2 объясняется привносом этих ионов  с почвенным раствором их из выше лежащих горизонтов Аd и А1.
Для оценки  способности почв  обменивать  ионы Н+ на ионы Са2+ и Мg2+  на границе раздела  твердой и жидкой  почвенных фаз используют величину известкового потенциала (LP). Физический смысл этого параметра  показывает  какое  количество энергии необходимо затратить для  обмена ионов водорода на ионы  кальция и магния. Чем выше величина известкового потенциала, тем прочнее ион Н+  связан с твердой фазой почвы, тем труднее поступает в почвенный раствор и обменивается на ионы Са2+ и Мg2+.                                                                                              
Рассматривая  способность исследуемых почв обменивать ион Н+ на другие  катионы можно составить ряд, в котором катионы K+, NH4+ , Ca2+ и  Mg2+ располагались бы в порядке уменьшения способности вступать в обменные реакции с ионами Н+ на границе раздела твердых и жидких фаз. 
 
Согласно данным таблицы 2  и значениям, рассчитанным по выше указанным формулам потенциалов, для горизонтов исследуемых южноуральских  почв выше названные катионы составляют следующие ряды:       
               
               1-98    Аd          NH4+ <K+<Ca2+
                           A1          NH4+<K+<Mg2+<Ca2+
                          A2           NH4+<K+<Ca2+
              2-98    Ad           K+<NH4+<Ca2+<Mg2+
              3-98    Ad           K+<NH4+<Ca2+<Mg2+
                         A1           K+<NH4+<Ca2+<Mg2+
Из рядов видно, что из четырех выше указанных катионов (Са2+, Мg2+ , К+  и  NH4 +) обменными позициями почвенно-поглощающего комплекса (ППК) в наибольшей степени удерживаются катионы Mg2+, то есть обменные позиции ППК являются наиболее селективными  по отношению к Mg2+, что хорошо согласуется с данными Орлова Д.С. (1992). Объяснение этому следующее. В целом, двухзарядные ионы удерживаются обменными позициями ионитов лучше по сравнению с однозарядными (Никольский Б.Н., 1987; Орлов, Д.С., 1992), так как  их заряд больший. Из  катионов с одинаковым модулем заряда те  катионы будут лучше удерживаться  обменными позициями ионитов, радиус ионов которых меньше,  а следовательно плотность заряда выше  (Самарина В.С., 1981).  
Из выше сказанного следует, что двухзарядные ионы Са2+ и Мg2+    в большей степени удерживаются обменными позициями ППК по сравнению с  однозарядными ионами К+ и NH + . Ионы Мg2+ также удерживаются обменными позициями ППК в большей степени по сравнению с ионами Са 2+, так как радиус ионов Мg2+ меньше радиуса ионов Са2+, следовательно плотность заряда выше.
В целом, ряды катионов, наблюдаемые в горизонтах горной серой лесной почвы Урал-Тау совпадают с рядами катионов, расположенных в порядке возрастания степени их поглощения твёрдой фазой подзолистых почв (Ремезов Н.П.,1945; Орлов Д.С.,1992). Ряды катионов, наблюдаемые в горной каштановой почве, совпадают с рядами катионов, расположенными в порядке  возрастания степени их поглощения глинистыми минералами (каолинитом и монтмориллонитом)  (Орлов Д.С. (1992). Исключение может составлять ион NH4+, не указанный в литературных данных.  Очевидно, в почвах Якты-Куля основную роль в создании определенного уровня концентраций  ионов К+, Са2+ и Мg2+ играют процессы ионного обмена между катионами обменных позиций твердых фаз почв и  катионами почвенного раствора, причем можно предположить, что илистая фракция  преимущественно представлена  каолинитом и монтмориллонитом.       
 
Выводы:
1) Исследуемые почвы Южного Урала характеризуются слабокислой реакцией  рН 6.5 и низким содержанием обменного алюминия 0.15-1.6 мг-экв/100г почвы. Горные каштановые почвы отличаются от горных серых лесных почв Урал-Тау менее кислой реакцией и большими  величинами ёмкости катионного обмена и содержания обменных кальция и магния
2) Для исследуемых почв Южного Урала получены ряды катионов, располагающихся в порядке  уменьшения способности вступать в обменные реакции  с ионами водорода на границе раздела твердой и жидкой фаз. Ряды  катионов, составленные  для  горной  каштановой  почвы  Якты-Куля  совпадают  с литературными данными, а именно  с рядами катионов, расположенных в порядке возрастания степени их поглощения глинистыми минералами. Очевидно, в почвах Якты-Куля  основную роль в создании определенного уровня концентраций  ионов Са2+ , Мg2+ и  К+ играют  процессы ионного обмена между катионами обменных позиций твердых фаз почв  и катионами почвенного раствора.
3) Из  полученным рядам катионов,  располагающихся в порядке  уменьшения способности вступать в  обменные реакции с ионами  водорода  на границе раздела твердой и жидкой почвенных  фаз, обменными позициями почвенно-поглощающего комплекса (ППК) в наибольшей степени удерживается ион магния, характеризующийся большим зарядом по сравнению с однозарядными катионами калия и аммония  и меньшим радиусом по сравнению с двухзарядным  катионом  кальция, то есть с наибольшей  плотностью  заряда из исследуемых катионов.
4) Выводы 1, 2 и 3 рекомендуется учитывать  на стадии проектирования   мероприятий  водоочистки с помощью  почвенных методов и при прогнозировании динамики показателей химических  свойств   грунтовых вод и вод  внутрипочвенного стока при  взаимодействии сточных вод с фазами почв.                                                                  
 
ЛИТЕРАТУРА:
1. Классификации и диагностике почв СССР. –М.,1977
2. Орлов Д.С. Химия почв. М.: МГУ, 1992.
3. Самарина В.С.  Гидрогеохимия. – М.: Вш.шк., 1987.
4.  Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Коробова Н.Л.  О варьировании некоторых показателей кислотно-основного состояния  подзолистых почв в связи с задачами почвенно-химического мониторинга.–В сб.: Проблема экологического мониторинга и  моделирования экосистем. – Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992.
5. Физическая химия /под редакцией  Никольского Б.Н., М.:  Вш.шк., 1987/
 
 
 
Альманах Научных Открытий. Все права защищены.
Copyright (c) 2008-2024.
Копирование материалов возможно только при наличии активной ссылки на наш сайт.

Warning: require_once(/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php) [function.require-once]: failed to open stream: Нет такого файла или каталога in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99

Fatal error: require_once() [function.require]: Failed opening required '/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php' (include_path='.:/usr/local/zend-5.2/share/pear') in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99