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

Печать E-mail
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/
 
« Пред.   След. »
 
 
Альманах Научных Открытий. Все права защищены.
Copyright (c) 2008-2020.
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