Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОРМЫ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ ПОЧВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ФОРМЫ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ ПОЧВ"

А-ичгч

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

Факультет Почвоведения

На правах рукописи БАБАНИН Вячеслав Федорович

УДК 631.48

ФОРМЫ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ ПОЧВ

* ^ V

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 1986

. Работа выполнена в зональной межвузовской лаборатории фи-*знки твердого тела Ярославского политехнического института н м' кафедре физики н мелиорация почв факультета почвоведения Московского государственного университета имени. М. В. Ломоносова.

доктор биологических наук профессор Б. Г. Розанов;

доктор географических наук профессор В. В. Добровольский;

доктор физико-математических наук профессор Г. Н. Белозерский.

Ведущее учреждение: Почвенный институт им. В, В. Докучаева.

яа заседании специализированного совета Д0.53.05.31 при МГУ ям. М. В. Ломоносова в малой аудитории зоны «Д» факультета почвоведения (И 9899, ГСП, Москва, МГУ, факультет почвоведения).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета*

Официальные оппоненты:

Защита состоится

»

198"? г. в

Автореферат разослан <

>

Ученый секретарь специализированного совета

Л. А. Лебедев«.

. ОВДАЯ ХШКТЕШСТШ.' РАБОТЫ

Актуальность темн. Железо'способно менять валентность » его минералы обладают многообразием форм, оно входит в состав алюмосиликатов я органических веществ, является микроэлементом в пита нки растений, участвует в процессах метаболизма микроорганизмов. Благодаря широкой распространенности оно играет йолыпута роль в почвообразовании. Тем не менее, достоверно не установлены формы его соединений в различных почвах, не о проделало их кеишчео-тво; ве' в достаточной мера выяснено участие совдкненкй железа в алеыентарных почвенных процессах й создании геаатечвсяих показателей. ; Ограниченный объем подобной инфорыадия в гшгатеяьпой стеоею! обусловлен тем, что диагностика соедшзнвй в юлвчвст-венные определения в настоящее время ведутся аа основании дейст-' вия различных вытязэк, asyggnnanmiz химическое состояние почвенных ■ образцов».Это не позволяет выделить одну конкретную фодау соеди-: нений, вв затрагивая другие. ■■.;

: .В связв о изложенным возникает необходимость в таких мето— ;,даз J диагностики, - юторш дают возможность получать достаточно , полную ва^ршпию о железе -независимо ;от егооостояггия в'почве, количества минеральных в органических форм соединений и их . содержания. R такам сведениям относятся: - состав * дисперсность же; лезисгшс минералов почв пконкрецай, связь ассоциаций минералов о генетическими особенностями почв, ! .о элементарными почвенными процессами! ; роль ' шкрооргаяизмов в кристаллизации и, разрушении -. железистых минералов : причины-высокой ' дисперсности оксидов д: ■ гидроксвдов жалеза, профильной дифференциации, «агнктннх свойстг характер взаимодействия катионов и кристаллитов" окислов железа- с' адшосиликатнойчастьюпочв.; ' " : '.V

• : ' ' h-2%чгч

rtfKrj.-îii 1 cî-c3i'ienr»s î Cîi. К. Л.

Падь работы. Сястеттическив исследоваши состояния железа в почв» комплексом современных физических методов (основные та ею. ыессСоуэровская спектроскопия, магнитные измерения); Исходя из 8 той цели были доставлены следующие задачи: -I. Разработка основ и методик применения мессг* тузровокой спектроскопии и магнитных измерений для изучения почвеяного железа.

2.. Разработка схемы состояний аюлеза в почве и представление о структурных уровнях его организащи,

' 3. Определение; состояния железа' в основных генетических типах почв СССР; причин нахождения железистых минералов почв в высокодасперсвом состоянии'! источника повышенного магветизиа оргавоаюфт^глятявшсс горизонтов автоморфяых почв,

4. Вывод следствий о направлении и интенсивности:изменения состояния аелеза, превращениях минеральных форм в почве и отдельных почвенных горизонтах. . ' '

^атояы и объекты ядрдедещавид. 5"работе использован комплекс современных физических методов в комбинации -о традиционно используемыми1 мессбаузроЕская спектроскошш (Ш) или ядерный газода-резонано (ЯГР), магнитное измерения (Ш) , электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), рентгеновская дайвктометрия: (РД), дифференциальный термический анализ (ДТА), световая и растровая ; микроскопия (СШиРЭМ), Основные исследования выполнены с'1969. по 1985 г. в зональной мелвузовской лаборатории физики твердого тала Ярославского политехнического института: ва кафедрах физики ' в медпорапия почв факультета почвоведения, физики твердого тела и физики Зешш физического фаз<ультета МГУ. В лаборатории ФТТ ЯПИ были сконструированы и изготовлены установка № и ЯП*.

: Метод Ш впервые применен в почвенных исследованиях на ка федрэ физика и- мелиорации почв факультета почвоведения всего лишь через десять лет после его открытия. За этот период от пробных исследований различных почвенных объектов' мессбауэровс-кая спектроскопия пришла к систематическому изучению фундаментальных вопросов почвоведения. В настоящее время, когда идет ин-, тонсиввое накопление фактического материала, важны корректный постановка исследований я иг интерпретация, получение статасти- : чески достовераых. данных; . '*

Объектами исследования служили почвы всех, вочввнно-геогра-фических поясов, развивающиеся сод воздействием различных типов г .' почвообразования, выделенные из них новообразования;шчвн, под- ', вергнутые химическим и термическим обработкам; саяьвошгнятаая ■ -V фракция. Б основу" отбора образцов на всех этапах исследования . " положен генетический принцип.. . - .;.' Г '

Стелет дгоптоввтттпга и обойкарагогасти результатов.- Зада-,чи; поставленные в работа, потребовали яспользования созокупнос-. ; : ' принципиально новых для почвоведения методов, разработки мето- ч . дан их. применения. Вывода работы обоснованы путем сопоставления результатов, полученных двумя и большим числом независимых мето- ч . . дев. Проведение экспериментов, интерпретадая первичных реэудьта- • тов оеновнва»тся,ва базе современных' физических представлений о -* строении вещества а характере его ваадаодейотвия о электромагнитным изучением и постоянными электрическим и ызгнитным; поля^ ;:

.аи.;• ; . .';■."''.'■ ;'.-.. • .V,-:'.' ' ■

■>■*■; . ^^^„ддлфжени^. 'ятаястезлйвпю и защите. . /Г '.^..л ; . I. Новое направление в диагностика форы соединений железа'- ^ ;почв сиотамоЛ нераадгшавдизс ийтодов, вкгочаадее в себя: < ; ■:.■■. а). Теоретическое и экспериментальное обоснование совыеот-

ного применения современных физических и традиционных методов исследования почвенного-железа. .'-.■■-.

б) Понятие состояния а схецу состояний далеэа в почве, диагностируемых физическими методами,' *'

в) Представления о структурных уровнях сргсздэоции железа шчв; результаты изучения состава и свойств, влемевтов, присущих . каждому уровню. ^

: 2. Общие закономерности изменения состояния иелеза а почвах СОСР.и модельных системах, -; ' 3. Эксисрамезталыюе и теоретическое выявление причин шоо-' кой дисперсности вторичных соединений железа но»в. ...

■ . . - 4. Открытие перехода при действии олабых давлений на монтмориллонит о Ре^ в обменном состоявши.

ГТзтчяая новизна работы. На основании исследований автора введены концепция иерархии уровней структурной организации и но- : йятие состояние железа в почве, Сазнуущиеся на физических свойствах соединений железа, находящихся » неразрушенных почвенных • объектах. Составлена схема состояний и форм соединений железа в почвах я минералах.'.'..■

Разработаны методические основы применения эффекта Иессбау-

■ ера для диагностика.состояний потаенного железа. : ■

Определены возможности системы физических методов при идентификации железа, находящегося на"лсбом из четырех уровней его структурной 'организации, '.",.'.;.

Установлено состояние железа в почвах основных почвенных провинций и а зонально« ряду почв СССР.

Открыто явленно изменения валентности атомов железа, находящихся в обменном состоянии на поверхности монтмориллонита, при действии слабых давлений, _ " '■ '

Экспериментально я теоретически обоснованы причшш высокой дисперсности вторичных железистых минералов (размер частиц менее ■5*15 им). '' • ' ' >

; Обнаружено, что сильный магнетизм органогенных горизонтов многих почв обусловлен.в основном, частицами сферической форш; изучен минералогический состав этих частиц и их микроморфология.

Впадтическая значимость райоттг состоит в той, что в оо-новных. тшшх почв СССР охарактерлэ овано состояние железа на различных уровнях его структурной организации. что важно дня гене--тичесвого почвоведения. Предложена схема состояний хелеза в ' почве, которая является методической основой диагностики форм соединения железа в почвенном веществе. Разработаны основы л методики применения ЯГ?, магнитных измерений в совокупности о ЕД, ДТД, Ш^РЭи для почвекных асследованай.

' Цатериалы диссертации используются в лабораторной нрахти- ' куые икурсах лекций для студентов и слушателей факультета повышения квалификации факультета почвоведения ШУ и Харьковской' . салъскохозяйственноы шотдтуте, в научных исследованиях факуль-' тета почвоведения ^ и физическом факультете (ЯТ, в Яроалавском политехническом институте ».в Ярославском государственном университете; в вгучно-иесладоваталыжих институтах фотосинтез а и поч-вовадения АН СССР, мономеров синтетического каучука' (Ярославль), зедаеделЕя и ыадиорашш почв Эотоник,; Они нашла отражение в , опубликованном методическом пособии 'дом вузов.; ;"" ■

Результаты' исследований окислов и гидроетшслов ьелеза цри-меняятся в очистке сточных вод > электрохимических производств и утилизации ИХ ОТХОДОВ. ■

' Ыатериал диссертации может быть использован как; справочный при изучении, почв.' -* ,

Дгфобапия раДотн. Основные положения диссертации доложены на X Международном конгрессе почвоведов {Москва, 1972), на двух Международных конференциях по применению эффекта Мессйауэра (Алма-Ата, 1983; Бельгия, 1985), ва Всесоюзных конференциях: по применению математических методов и ЭВМ в почвоведении (Цущияо, 1983), "Шкроморфология генетическому и прикладному почвоведению" (Тарту, 1983), "Современные методы исследования почв" (Москва, 1933); Всесоюзных, межведомственных совещаниях: "Исследование стщктури и свойств связанной воды" (Москва, 1976), "Совещание по физико-химии торфа** (Минск, 1977), Толь подстилки в лесных биогеоценозах" '(Красноярск, 1903)1 на Межвузовских конференциях в !ЛУ, Ярославских Вузах - университете и политехнической инотитуте (12 сообщений), на кафедре ц^ззкй Земли физического факультета ЮУ.

• ■ Доклады о диссертационной работе » делом сделаны на научном семинаре Межвузовской лаборатории ФЕС Ярославского политехнического института (ЯПИ),. на расширенной в&оеданпи совета машиностроительного факультета ЯШ, ва совместном" заседании кафедры химии почв в кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения

щт, . .',"/.. '■

д- Ртруктура, р рб^м гадрертапии. Диссертация состоит из введения, пяти глаз и выводов. Она включает $50 страниц текста, 5Ъ рисунка. таблиц- Список литературы насчитывает работ ва русском и <?/? на иностралшом языках. ■

Автору принадлежит сбор значительной части полевого материала, выполнение экспериментальных работ, обобщение информации; разработка программы исследований и положений, представленных к защите,■ внзадц работы. -

В диссертации использованы результата личных исследований

автора, а такая работ, вшимвенша ирг его участки,

'СО ДЕ Р 21 НИ Е 'РАБОТЫ . Глава I. ДИАГНОСТИК! ФОНИ СОЕДИНЕНИЙ И СОСТОЯНИЯ

■ . ЖЕЛЕЗ/1 В ПОЧВЕ Трудности (в большинства случаев и невозможность) идентификации соединений железа с помощью таких физических методов, как одтлчеокий, рентгеящифрактоматряческий, .тершческий, а также при нзучеваи спектров отражения в света почв обусловлены слоаной зависимостью параметров от количества определяемого соединения, . его дисперсности, 'влажности почвы, содержания гуьцуса и других факторов. Химические вытяжка позволяет судить только о раствори-. 'мости железа той шш иной почвы; так как результаты действия реагентов на различные соединения железа почвы будут зависеть от ее ; химического состояния. , ■:■ -' ■ V Y.

L: В;основу- работа положены уникальные свойства атомов железа, ■ позволяющие диагностировать состояние железа в неразрушенном . почвенном образце ^ где железо может быть .главным шш второстепенным элементом: I) наличие вполне определенной ^ связи 'магнитных 'свойств жмезооодержшкх соединений с их строением, составом, . дисперсность» (Воасовский, I97I); 2) принадлежность;ядер железа -, к чиолу мессбауэровсзшх,.что дает воэшаность использовать кс-ключитздьнв васоку» чувствительность ядерного гамма-резонанса к 'железу и характер. era состояния в веществе (Шпинельj 196Э; Голь-данский, 1970)." Л'■■';■■'.':''■ .'V "■"-'■; ■''//■.'■

Магнате» свойства и - Дормы соедтнатжй ■ ''

- Помещенная в магнитное поле, почва' намагничивается, уровень намагниченности можно охарактеризовать удельной магнитной воспрп-

с

вмчивосты). Удальная магнитная восприимчивость ) определя-. ется как отношение намагниченности единицы массы почвы к напряженности намагничивающего веля Н I' она состоит из трех слагаемых: , ,

: а.

Диамагнитная. и парамагнитная %р составляющие не зависят от Н ; ферромагнитная - "Ну зависит от К » свойственна только крупно кристаллическим магнптоупорядо чещым минералам типа магнетита, гетита. Диамагнитная компонента, как правило, пренебреги« мала по сравнению о и ; ее значением в дальнейшем'будем.пренебрегать. Диамагнетизм почв обусловлен диамагнитными соединениями типа кварца, кальцита, ортоклаза, которых ш превьягаот КГ^а^/г. ' ' 1 ; . ■ У ноед "/Ср и могут возникать за счет железа, а также никеля, кобальта, Хрома и некоторых других алементов. По А.А.Бе-'усу В А.П,Виноградову содержание железа в земной коре На трз-Че-тырэ и более ЕОрадков превышает солер'яание остальных алиментов -

<ро ? ... ■

Магнитолой (В.В.Добровольский, 1984).'В связи й.п» вара- и ; ф4рраштвтмы почв будем считать вызвадаш*тслька железом.

Основной вклад в парамагнетизм шчв дагт атомы железа, находящиеся в диамагнитной матрице. Это силикатное железо в минералах типа монтмориллонита, вермикулита или железо в составе гу-цусоьыХ веществ. Парамагнитными свойствами при комнатной температуре обладай? и железистые минералы, находящиеся в предкрио- . талдаэшюьаом состоянии или в. виде суперпараыагкитшх кристаллов с размером меиее 5+15 ш1. .

Ферромагнетизм почв, обусловленный крупнок^сталлическтвГ магнетитом; гематитом, иаггемитои, гетитом и их вамещенндаи раз- ^ нсвидностями, устанавливает по величине % , зависимости %

' от Н , калии® различных видов удельных остаточной намагниченности я намагниченности насыщения ^s , коэрцзтивной си -- га Не • Идентификацию ферромагнитных минералов проводят по температуре разрушения магнитного порядка - Ту ', или в е-

личине На О.И.Тдемм, 1983). Т^ - температура Нееля, при ко- ■ торой происходит переход антаферро^йагнеютов в парамагнитное состояние. - температура Кюри, ври которой ферромагнетика превращаются. в парамагнетики и 'Ь уменьшается да аесколько порядков, так Т^' магнетита 575 Значеши «Не

не зависят от концентрация мапштоутофвд>ченнда шяерадазв, Коли-' чествевныа я подуколичеотвенныо определения фе;>£шагавтеых и па-рашгнитных соединений можно проводить - по ведапвэдй

Сильномагнитнне почвенные минералы тина магнетита. имеют % . вше % большинства нота на * 2-4 порядка, поэтому кезначиталь-''. -ная примесь'сильных магнетиков (десятые-сотые-доли процента от :,ч' валового железа) может создать , превосходящую %f в не-

сколько раз. Значение . пропорционально валовому содержаний, .железа и может, служить его количественной мерой и использоваться -" Л ойределейач относительных изменений содержания железа во поч~ -венному профилю., . х,

- : Ядепннй гамма-резонанс (ЯП>) на железе " ■ .

У;-' иссяеяаваяиях почв ..-V: V-'/', ' ""

- Наиболее важный обстоятельстве-*? в исследовании почвенного . ■ ■1 железа этим методом является тот факт," что о помощью ШТ. на же-. ; леэе-57 можно исследовать только состояние железа всоставепоч- -' вн, другое елементы .для атого метода "невидимы"» 3 .спектрах ЯГР ;'.'..,

силикатное, органическое,железо, (магннторазбавдеяное железо), я .": [■ суверадрамагюггвыежелезистые минералы дают дублет или их супер- < поэшвш в зависимости от гида: соединений, в состав которых ъхо- - ■

дат атомы железа. Параметрами таких спектров являются изомерный сдвиг { ИС, £ ) и квадрупольное расиеплениа < КР.Л ). Величина ИС зависит от валентности атомов, координационного числа. КР определяется валентностью, симметрией окружения железа в веществе. Спектры магнитоупорядочепных минералов представляет собойсекс-тет или их суперпозицию; параметры оекстетов связаны с эффективным магнитным полем на ядрах атомов железа ' Н^ф. Величина

один из важнейших диагностических параметров минералов, зависит от многих причин и в первую очередь от наличия изоморф- . ных примесей, их типа. Площадь под спектрами пропорциональна" ,'■ количеству железа в той или том состоянии или содержанию ыаг-натоутюрядочешюго минерала. ' ■ ' '

Бели магнитоупорядочешше щщералы имевт размер частиц меньше некоторой величины, определенной при данной температуре,'то она начинает себя вест» как парамагнетик, состоящий из гигант- ■'" ; ских. молекул. Это явленно называется суперпарамагнетизмом, В 8ксперяменте ;8то проявляете« в'том, чтЬ параметры , , "■

, Н* :. обращаются в ноль, а'в спектрах ЯГР секстет выродка- . ется в дублет.. Поведение % таких частиц в зависимости от H описывается функцией Лакхевепа, которая позве дяет оценить размер -и (или) концентрацию суперсарамагнштных частиц в почве. Размер ■ * частиц и температура суперпарамагнитвого перехода между собой связаны. Этот факт используется для определения размеров суперпарамагнитных частиц^при проведении .температурных измерений марки гных параметров или съемке спектров ЯГР.

Спектроскопия елекдонно^>ашмагт1тного ■;.'

У ' " ." . "езопрчоа (3TTPÏ гочв Высокая чувствительность спектроокопии ЭПР к парамагнитным центрам позволяет использовать этот метод в случаях, когда

то есть при очень малых концентрация* железа. - По значению фактора спектроскопического расщепления (4) можно идентифицировать железо

ч* .

в структуре диамагнитного вещества и в виде- желеэоконцентрировав-ноЯ фазы. По величине площади под линиями поглощения шш определять концентраций авлёза в том или иной состоянии. " Понятия состояния я уровней стотугуриоД оигашгааттаи железа в тветагоЗ fcaa^ " Многообразие параметров, которые шгут бит* получэны о помощью ЩТ, магнитных измерений, ЭПР при изучении явдеза в почве, потребовало'введения и определения понятия "состояние «лаза в почве", а,также систематизации.наблвдаемых электрических к штнитных свойств атомов (иди их совокупности) в сочвенно« всаоствс. На основании этого понятия и результатов изучения почв перечисленными ' • методами и с использованием химических, вытяяек вшдагааута концепция иерархии уровней структурной организации почвенного аелеза.

желдза в цтдчвд-" Под состоянием железа в твердой фа~ " .за' почвы.будем понимать совокупность физако-химичесяих свойств, -поэвмяпдах. производить идентификацию я определенна: содержания железа/, находящегося в почве на четырех уровнях структурной органи- , аащт; магаиторазбавленнсм, молекудярно-кдастериом, супервараыаг-нитнои и магнитоупорядоченяои' (кристаллическом), ' '

Структурную иерархии организации железа почв опишем, начиная с низшего уровня: I. МардятфраэбаЕлевное железо - атогщ находят- ' ..ся б диамагнитном веществе на расстояниях,' при которых магнитные -п электрические взаимодействия мааду шдид пренебреззшо малы, ве- ; .. щество парамагнитно. Магнитная 'восприимчивость ■ содержит диа- я ' у . шрамагнитвух комдонента. В отектрах ЩР в этом случаа набдвдает-ся относительна* узкая лания с <{. -фактором, близким к 4,5, Спектр ■. ЯПР представляет собой суперпозицию'дублетовдвух- и '^рехвадеытно-

. 12 ... ГО железа. 2. Mo*акгатшп-югастетанЦ. УГУЖГО - атоин образуют да-

мера, полимерные сетка ига кластеры. 5 кластерном. состояния маг -нитный порядок не устанавливается. атош входятв состав образований, имея симметричное окружение. Восприимчивость не содержит ферромагнитную компоненту. В SD? такое состояние проявляется в виде широкой ливни с д.» 2,1* Спектры ЯГР имеют дублетный характер. В . чисто железистых соединениях на рентгенограммах второй уровень дает фон. На кряк кг ДТА соединения уровня проявляются в виде эффекта при температуре 250-350 °С. 3. Супетмарамагдитцод яе^езд - ' атомы. упакованы в мелкие кристаллы с размером частиц 5+15 нм, которые про комнаткой'температуре парамагнитны. В сдектрах Я1Р на- ;. блюдается дублет. При температуре жидкого азота дублет превраща- ." ется в суперйоаищш секстетов от магнитоуиорядочешшх минералов, которые йоту? быть вдентифицировакы. Спектрц ЭЯР содержат' широ!^ю линию о 2,1* На реитгенограмиах кристаллы дают рефлексы о йолшоЗ шириной вблизи положения линий соответствующих минералов, Прокаливание £очв С аилегом;. находящимся йа втором « третьем уров- ■ няХдПркводВТ нри достаточном количестве' валового железа к появле-шш компоненты и. секстета или суперпозиции секстетов в спектрах ЯГР. 4. KpgCTajjnitg^ftoe состояние железистых минералов, при котором у них наблюдается магнитное упорядочение. Магнитная восприимчивость про этом состоит из трех слагаемых, в спектрах ЭПР оодертатся лишь одна широкая полоса поглояэкия. Спектры ЯГР представляют собой суперпозицию секстетов. При магнитном обогащении почв возможна съемка рентгенограмм и кривых ДТД, Отжиг образцов в восстановительной атмосфере водет х росту % , в окислительной -ж'ее снижению, • .— ,

В почвах обычно Присутствуют соединения, принадлежащие ко. всем четырем уровням структурной организации железа; изменяются только соотношения ыеаду ниш.

: ржет сд^ТРД^Д И Аоти'«удалений яадег^ ' в таеттой гЬазе почв Используя принятое в почвоведении деление железа почв на си-

силикатное Рв^ Ра5*"

железо в силикатах в окружении О2", , " ОН", Р", СГ . К? - 4, 6, 8, 12.

Х.кахезо в карашютт-ннь минералах (скяе-„ рит, вивиэднт и др.) 2.Ре-органические комплексы. ''.v.. Э.Обменное'железа '

Г

несшшкатвое

оксиды и.гидроксида .ильменит-

шлекулв, полимерные сейш, -кластеры ' (частица <5 г.)

шшерадн

-'.-' о ■

размером частиц

Б* 15 ни

крупно-. кристаллическое _ железо ■ (частица >15 ш)

Рис. I. Схемасостояпий и фор*; соединений ведеза а почвах; опре-. : деляемых 6 помощью фвэических методов. Цифрами

1 0. 0 обозначены уровни структурной организации ■

■■■,-■ ^".ч железам ■". -

ликатное и несиликатное (свободное), ва основании рассмотренного в этой главе можно составить схему, состояний (Рис. I). Понятие состояния аелоза в соответствии с определением вклочает в себй: валентность, координацию, характер расположения лигаядов, размер частиц, вид магнитного упорядочения, магнитные параметры - магнит-цуг» восприимчивость, намагниченность насыщения, температуру Кюри , и Нееля и другие- Железо первого уровня (штриховая рамка слева: схемы), идентифицируемое о помощью ЯПС в ЭПР, включает в себя . - ионы в обменном состоянии, в составе слоистых в других силикатов; келеэо. органических соединения и парамагнитных минералов типа сидерита. Состояния ооташтх уровней перечислены ь рамках оправа. схемы и представляют собой весшшкатное, свободное железо, В работе подробно описан ооотаз уровней, свойства элементов уровней в методы их диагностики. \

Состояния железа почв, представленные на схеме, идентифицируемы в вксперимекте. По магнитным свойствам пота, параметрам спектров ЯП1 и 2ПР можно проводить количественные определения.

Глава 2. ШГЕИТШЕ ХАРАКГШКГШКИ ПШВШХ ПШШ ПОЧВ '

соср и их связь с состошивд яшза.

Основные результаты неследований во магнитным свойствам почв; выполненных к началу семидесятых годов, {Le Bonjne. X954-I963; Васильев, Сешнов, I960; Дуккин, руыянцева, 1964) шд8о сфорчуларо-вать в вше следующих выводов: " ",■:.■-'.

■; ■ I.: В большинстве почв магнитная восприимчивость верхних гори- . зонтов превышает восприимчивость подстилающей порош* Возрастание магнитной восприимчивости связано оприсутствием в нюс стабилизированного маггемита или магнетита & виде микроскопических частиц.

'■< 2. Величина магнитной восприимчивости может быть использовала как допшшителышй параметр вря изучении почв. Магнитные нзые-

..... 15

реши могут дать представление об условиях аволвдии почвенных ми- '

нералов. ■ .

Магнитные свойства почв и их распределение со почвенным гора-зонтам . (мапштный профиль) в' значительной степени обусловлены магнитной воспршагшвсстьй почвообразукцих пород. Исследование более 500 образцов точво-грунтов, отобранных в разнит регионах СССР, показали: I) большая часть материнских пород (более 40 JE) обладает ff порядка 10+20-ХО"6 сь^/г; наименьшие значения (около 2'Ю-6) принадлежат песчаным породам Ростовской s Томской областей; нав- ' большие - материнской породе под солончаками Азербайджана (280 '+ 1000» КГ6), пепловым отложениям Камчатки - до 3000*10"®, выветре-лнм галечнику и андезито-базальтовоьу порфириту на Кавказе -'.

боо.го-6 сир/г. ■

При определении удельной магнитной восприимчивости в поле по-; рядка напряженности штатского поля Земли, когда ' не зависит от H , вклад ъ % дают соединения железа всех уровней структурной организации, (формула !). С ростом К .значение,' ^снижается, а внразюше ддяХ в'случаеьшюй концентрации ферромагнетика (что мы имеем'в почво),. приобретает вид:

+ ^ ■ . :<2>: Из этой формулы следует, что соответствует точке пересечения . прямой ^ I Mi) 0 ^ь® ^ • а ^ равно тангенсу ее наклона.

- V В таблица ! приведена , а укжа полученные по

■ фо1»уле (2)У для части исследованных, почв различных почвенно-гоо-'грефических поясов^ развитых на резтсс штвринских породах.: Из нее следует, что/вшшчгша ^ пота опредадяется в основном вкладом * : магнитоупорядоченных : (хорош ещаюталдизованких - по, принятой терминология) минералов жалпаа. ïtuc, в А(,щ{ ,чернозема составляет 16 < от У . в Яте^о-каштановой.шчвы-Хг î, а в-красноземах.

- Таблица ! ■ ; '■ . 1_Магнитные свойства различных почв "."''. .

■ ■ ' ■ " . Горизонт. J6-I0öi .I0b tt-IO1

Почва, место отбора глубина AM3 см3.IV?

-_______;__в ^ " V- У_ Г '

. I.Дерново-подэолиотая наморено-ва- Ад, 0-3 35 '2,9 ■ 30,4

лунном суглинке (Московская-обл.) AJA2,10-20 5 2,6 2,7

В; 85-95 12 4,4 3,9

2.Серая лесная тяжело суглинистая AIA2,10-20 27 4,5 22,7 '■(Московская обл.) , Б2, 70-110 15 5,2 14,0

3.Бурая лесная типичная (Молдавия) AI, 0-24 II 2,4 II,в

ВС, 57-104 13 3,4 12,5

4 .Чернозем обыкновенный на лессо- Адах* 0-20 7,4 31,9 ввдшг суглинках'(Ставропольский

Край) • С.200-250 17 6,3 14,9

5.Темно-каштановая на карбонатной А,г, 0-1 48 '5,7 -40,0 ■ глине .(А.Нова) В, 50-60 26 6,8 24,0

6. Солодь дуговая оглеенная (там AI, 6-12 4. 3 2,9 . *о) «. 75-81 8 8 О

7.Красвозем на зебровидной глине А1. 0-20 390 7,6 183,6 (Аяасеулп) . / В2, 60-70 32 7,5 21,0

в. Краснозем на вкветрелом андезлте Alt О-IS 370 10,9 400,7

(Анасеули) С,150-160 480 10,6 597,1

9.Темно-коричневая на отложениях Аряу. 0-8 173" 8,6 158,2 ,

р.Аяазань В*, 9CKt30 154* 7,1 140,4

10.Красная ферралигная типичная . 1, 0-10 790*18,1 816,5 ',

. (Куба) . . •• П. 40-50 900* 20,4.936,7

П.Конкреции дерново-подзолистой ' палевый , 18* 8,9 2,8

почвы (Калининская обл.), , 'белый "■''•' 31* 13,3 9,6

12,Кошфецаи солода из А.Бова AI, 6-12 43 23,1 19,9

- -.■."*.. «, 75-81 25 19.7 0,7

13,Латерит (оэ,Викт»рия, Африка), верхний ■ 37*27,0 13,5 ; слои . ' : средний 22' 18,7 3,9

"-'>.'■.' '■■. ■:< нижний 22* 18,8 2,5

. $ - начальная шхштаая восприиммюоть, измеренная в полях ; л/X Tbl, «веком * отмечены аначения, полученные в нолях «► 500 Го. "v.

темно-коричневой, красной ферралитной почвах вклад в X верх- -них горизонтов, например, изменяется от 2 до 5 ft. Наиболее четко

* ' "г ' L

дифференциация со почвам, фракциям ВДЧ и почвенным горизонтам, окристаллизовашщх магнетиков прослеживается по величине удельной тттштшкй намагничеиностиХ' Так, при перегоде из горизонта Ад в горизонт ALA2 дерново-подзолистой потаи, tf* убывает в II раз; в •черноземе обыкновенном при переходе от А^у к материнской породе

снижается в 2 раза; в красноземе на зебро видной глине это изменение равно девяти и т.д.

В почвах с избыточным увлажнением, когда не превышает I+2-I0""3 1Ъ»сн5/г, и оказываются соизмеримыми. В таких условиях вследствие интенсивной лимокгтиаашш происходит разрушение ; ..' сильных магнетиков и образование выс окоднсперсных гидроксидав (переход железа о четвертого уровня на Солее низкие). .

Таким образом, вследствие,того, что за. ответственны сое- v г динения первых трех^уровней структурной организации, составляющие -; основную массу, валового железа (95-99 % и более), и изменена» . по профиДю почв симбатноизменению валового ', то магнитный профиль ОС отрезает характер распределения ш -генетическим гори-' ': зонтам вруднокристаллическихсшгьннхмагнетивов. .■'.■/;-;■

Шлшша_Е2аа . - ; '■ ^

■ - Магнитная восприимчивость арктических s туйдровнх почв Суб; арктики лезит в пределах 2+40*10"? jifVr; JÍ многолетне мерзлых -грунтов достигает 45+60* Ш"6, коренных пород - 200+300. Ю-6. В V примитивных щебнидгих почвах % менее 160» 10"®.* Вследствие криогенного перемешивания дифференциация на генетические горизонты отсутствует. В дервово-гяеевых почвах-на повшенных участках рельефа £ горизонта^ превыцает ^- нижалежащаго горизонта (31*10"® и 22*10"® см^/г соответственно):; '• . - :

Подзолистое почвы средней тайга имеют % не выше 40-по характеру профильной кривой % хорошо различаются подзолистая; с' . цаломоцннм дерновш горизонтом, скрыто-подзолистая, подзол.

Дерново-подзолистые почвы имеют четко выражвш^ю дифференциацию £ . В дзраовыг горизонтах изменяемся % от £5» КГ® до 60-10"^ в подзолистых от 3.1СГ°до 20-Ю"6; в элювиальных горизонтах % ниже, чем в иллювиальных в 2-3 роза, прячем изменения % в них происходят в основном за счет железа первых трех уровней. Хорошо раз-*личаятся дерново-слабо-, средне-; и сильно-подзолистые разновидности. ." * ,

Дерново-карбонатные почвы, распространенные, в различных провинциях южной тайга имеет # от 6*10~6 до 130« КГ6, & 1уцусовых горизонтов выше % материнской породы в некоторых случаях в ■ 2-3 раза.

Почвы Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной и Колшской про- ; вияций обладают % з прадедах 15+170*10"^ см^г. На водораздельных участках % гумусовых горизонтов превышает% материнской породы в 5-6 раз. В торфянистых, потачяо-гунусовых, лугово-лесных почвах вто превышение изменяется от 1,2.до 2,5. Почвн Камчатской провинции содержат до 5 погребенных Павловых слоев, отличающихся . по % в пределах 1000+3000* Ю"6 сь^/г. Оглеение снижает уровень^ в яесхояьхо раз, ■ .-.'■. .

. Горно-луговые среднесуглЕнистые почвы Западной бурозешо-лес-кой области на известняках о % монее Ю-Юимеют% в гумусовом горизонте

20* ИГ*

я более плавно убыващую вниз со профилю. Прими- . тивные почвы па склонах гор обладают # , превшалдей % известняков я сланцев в десятка раз.

Центральная лесостепная в степная область отличается разнообразней магнитных, профилей. Изменение % по горизонта*/ почв удо-. бно характеризовать отношением К. р=>дннм % горизонта А, деленному ш % материнской породы.

Серые лесные почвы Ояско-Донской и ЕиэкнекшгскоЙ провинций в отличие от дерново-подзолистых почв имеют более высокие значения К я образуют ряд: темно-серые, серне, светло-серые (К*2,5+1,5). По характеру изменения % по генетическим горизонтам эти почвы на • холятся ближе к дерново-подзодистш, незоли к черноземам. Максимумы % наблюдаются в А1 и А2В (или в Б1). Снижение % свойственно для оподзоленных горизонтов почв всех провинций. .

Черноземы лесостепной и степной провинций характеризуются^ • гумусовых горизонтов, превышающими ^ материнских пород в 5 и более раз. По виду магнитного профиля различаются выщелоченные, обыкновенные, типичные, мощные черноземы. По глубина магнитного профиля черноземы можно расположить в ряд: маломощные, среднемощ-: нае,. мощные. В них # снижается от 40*60*в, горизонте Д ло : -! 10+20*КГ® в материнской породе, В слитых горизонтах.черноземы: /*■ ,имеют одинаковую % по'всей глубине. : ' ■" ^ '

■ Каштановые почвы и ихгоразонтн дифференцированы по % , от-' личаютсяпо глубина профиля; их восприимчивость Изменяется от . 55+04-Т0**6 в гумусовых горизонтах до в горизонте С.

- / В солонцах, солонцеватых почвах, солончаках^ близка •&% . зональных почв, но дифференциация % ро генетическим горизонтам -,; более выражена.; Начинается резкое возрастание в солонцовом го-■ раэонте по сравнению о % вышележащего АХ.¡Кривая % солодей по добна кривой % подзолистых н дерново-подзолистых почв. :

Серо-бурые почвы Арило-Балхашской провинции слабо дифференцированы по % . Восприимчивость в нях изменяется в пределах' -

' 20 ". : 15+20. Ю"6 см^/г, имея небольшое превышение (^»б'ХО"6) в сдое ,

0-Ю си на целинных участках.

Субуропичвр'та^.дзяд Красноземы на разных, материнских породах сильно различаются как по величине # , так й по степени дифферевциацг* мапштоупоря-доченных минералов но горизонтам. На аебровидной глине наблюдается регрессввно-акчгмулятввшй профиль, где нарастает о* 17* 10"^ в горизонте С до ЗЭ0*Ю~® ^/г в пахотном 'слое. В почвах на вы-, ветреишх галечнике и андеэито-базальтах на глубина 30-60 см наблюдается снижение % о 370+430-Ю"6 до 180+350-КГ6,

Еелтоэемы характеризуются меньшими значения^ $ , чем крас-.ноземы; в горизонтах С и АХ она равна соответственно 6+10-10~6 и 40+50*10"®. В субтропических подзолах и оподзоленнцх почвах по Ц/ хорошо выделяется подзолистый и аллювиальный горизонты, в ешх почвах $ лежит в пределах 15+150*10"®, ■

У коричневых почв, солонцов Закавказской.провинция % изме- . Еяется ко горизонтам ог'60*10"® до 200»1о~6 и более,.распределение не закономерно. . .. ■ ' . ■

' В черноземах, в серых лесных,каштановых и.пвпловшс почвах, красноземах проведена идентификация спльномаггчгтгх минералов в '■.. почве в целом по точке Кюри и после многократной магнитной сепарации методом РД. Обнаружены магнетит, маггемит, гематит в высокодисперсный гетит. .. ...

• Тропический сояо 0 Этот пояс отличается наибольшей пестротой почв по величине % , у(й. В ких % изменяется на 2-3 порядка, близкий диапазон изменения и у ^* . Какспнальное значение' тлеют ферраДитные почвы о.Таити - до 2000*10"®,' высокие значения % у терра-росса Франции -до 600+1000-10*^. Лугово-аллювиальиые почвы дельты р.Нил слабо дифференцированы по величине % , которая составляет' .

. 21 • 400+500* IGT® см3/г. Почвы республики 1£ади при высоком содержании жадеэа (до 35 %) обладают не выше 20* КГ** в светло- и красно-бурых разновидностях, % темко-бурых почв на древнем латерите достигает ХОО'Ю"6 и более. Восприжчгвость желтых пятнистых почв ' под рисом и их. автшорфныг аналогов достигает 70.10-е в верхних горизонтах, в нижних - 10+20-Ю"6. %, красных ферраситных почв Г^убы превышает 1000*10 ; в гидратированкых и лессивированных почвах $t снижается до 200+50»I0-6. Гидроморфизм в слегой оглеенной, глее гумуслровалном снижает %ло 10+50-1СГ6, Близкие в указанным * значениям % шеют рясовнэ почвы Вьетнама в долине река Красной.

;Состояния жалеая я со^авэ ртгаерртрэ ; и гумусовых ветеств тто данлкм-ЗПР-.'_/ Этот, метод был применен для проверки действия вытяжки Мера-Джексона на железо, входящее в структур алгкосиликатов. Уставов- • лево, .что в вытяжке растворяются поверхностно^ и структурное железо, високодЕСперсные алшосилижатныв частицы. . "...; Спектры гуминовых кислот представляют собой систему трех ли- . ний с -факторами 2,0; 2Д; 4,4^ Основной вклад.в линию о £»2,1 ,'даот. парамагеютнае центры (ШЦ) минеральных: соединений типа высо-,кодисперсного-гетита или глинистых^шнералов.' Сигнал д-2,0 при- ' надлеяиторганичеоким свободным радикалам (СР).; Очистка IK на ка; тисните сульфатом натрия, пиролиз; ■ обработка перекисью водорода/ ' ' смесью плавиковой и .соляной кислот уменьшат; содержание железа и ; СР. 7 высокоочишенннх'препаратов дагамагветиэа» переигрывает яарамаг-

' нетпэм, обнаруживаемый только о помощью 2ИР. ПС катализирует окио-

' '.ч ■'■'■'»." 4+-.*' о .'■■'-. -t ■.'■!■'I'-' .'■■'■.-'.'■>. ' ':' -.■'-'■ ■'■'■■ '.■■;"'.■

лениа Те до Fe . При поглощении атомов , железа у. IK уменьшает- ;

■ ся койцезтрахшя СР- за очет спаривания спинов железа. и СР. Пара- д; 'магнитная компонента восприимчивости практически полностью определяется катионами железа.. 4 '. ; ■.■. •""' ''' •="■■"■■

22 .....'

Магнитит свойства ЗГП я состояние железа в почвах При измерении фракций ЭДЧ установлено, что илистой фракции всех почв, сформированных на слабомагнитных: материнских породах, превшает более крупных фракций и почвы в целом: в гумусовых горизонтах в 2-4 раза, а в материнской породе - на несколько процентов. Га::, а серой лесной % почвы з горизонтах А^ п ВС

равны 18*10~® н 8'10"5 соответственно, а в илистой фракция Б6.1СГ6 —б

и 15-10 . В темно-каштановой соответствующие значения равны 25-КГ6, 13* КГ6 и 57. КГ6, 10*10"®.- Превышение для верхних горизонтов обусловлено накоплением железа четвертого уровня структурной организации, в'нижних - в основном железа второго и третьего уровней. Аналогичные закономерности наблюдаются н а черноземах, дерновшс, дерново-подзолистых, мерзлотных и других почвах,

. Зависимость % , фракций ЭИЧ сальномагнитных почв о восприимчивостью более 50*100"® и значением выше 60+80-Ю"3 носит иной характер. Так, например, в красноземах и коричневых почвах, несмотря на обогащение илистой и предшшстой фракций железом,зна-чоние \ в них снижается в 5-20 роз. Таким образом, процесс почвообразования на сильномагнитшх породах приводит к разрушению магнитоупорядоченных минералов четвертого структурного уровня л . накоплению железа второго и третьего уровней.

Отмеченные тенденция, во-впдимоцу, можно объяснить особенностями термодинамических условий, материнских пород Сореального, суббореалыюго и субтропического, тропического поясов, В почве на-бдвдается два процесса: I - накопление сильных магнетиков; 2 - их разрушение. В различных почвах эти тенденции конкурируют и проявляются по-разному. В почвах первой группы, развитых на слабомагнитных породах, в сиду низких значений % накопление малых: количеств магнетита, каггемита приводит к эаметноцу относительному

росту % я í». В почвах второй груша - на свльномагнитной мате -ринской породе, процессы разрушения магнетита и иаггеыата мохут . идти интенсивнее, чем их накопление. Этот процесо маскирует прирост % , ^з • Тем не менее. детальное исследование изменений % ,

во фракциях Sin, почве и породе дает сведения о скорости трансформации жалезистчх минералов. Таким образом, магнитные иэмере-

■ ния, выполненные при комнатной температуре, терлоразмагничивание

. позволяют оценивать содержание сильномагнитных минералов железа в ; почвах и ЭПЧ, не подвергнутых химическим воздействиям. Суммарное . количество первых трех уровней организации пропорционально , которая является интегральной характеристикой. Значения К»**/^ , ^ , \ft . Тк, дают*, сведения о малой частя общего железа, находящегося на четвертом структурном уровне: об относительном изменении количества, о качественном составе. Высокотемпературный отжиг образ-

■ дав {до 1000 °С)•сопровождается сегрегацией железа второго и третьего уровней и переходом его в гематит (четвертый уровень). Магнитные измерения исходных и отожженных образцов позволяют иденти-, фкцггроаать и оценить содержание железа на первом и четвертом уровне отдельно, а также суммарно на втором я третьем уровнях, С одер- -жание железа четвертого уровня организации в процессе почвообразования увеличивается в гумусовоаккууулятившлс горизонтах по сравнению с материнской породой автоиорфншс почв и закономерно изменяется по генетическим горизонтам; о отепеня дифференциации можно судить no Jfr , tfs .

'характер ЭШ влияет на распределение железа во всех состояниях, что отражается на значениях магнитных параметров. Гумусонакоп-ленае, дерновый процесо в условиях аэрашш приводят к возрастании

■ % t по отношению % матершокой породы. Подотилкообразование сопровождается интенсивным ростом , под хвойными лесами и на

примитивных почвах. Под лиственным» лесами, в особенности в южных : районах, % растет медленнее. «Ьишвиально-аккумулятивкыэ процессы ведут к росту магнитных параметров. Элшиировавие снижает %, по всеи^т профили (кал, например, в шцелочешщх разновидностях дер. ново-карбонатных почв; черноземов) или только, в элювиальных гори- -зонтах (в подзолистых, дерново-подзолвстих, серых лесных почвах п . солодях). Оглеение сопровождается разрушением сильных магнетиков и падением % , Засоление тормозит их распад. Окарбоначавание способствует криоталлизавди магиитоупородоЧеавнх минералов — гети-. та, гематита. Процесс слитизации выравнивает, магнитные свойства в горизонтах о тумбовидной структурой.

Из 12 типов распределения вещества в профиле почв (Б. Г. Розанов, 1083) для сильных магнетиков можно выделить следуксдав: рег- -/рессивно-аккуцулятившй у дерновых прчв; ярогрессивно-аючгмулятив- ' вый у тешо-каштановых почв в черноземов Ставрополья; элювиально- ' - кшшиальннй тип характерен для подзолов, солонцов, солодей, крас: ноэемов, жзлтозешв; аюумулятивно-алювиааьщ^кдтвяальивй для некоторых дерново-подзолистых почв, осолоделых солонцов) вадафферев-. дарованный - для мерзлотно-таежных, тиксотропяых оочв. По мощное- ' • я магнитного профиля, .уровню повшепия «¿зонта А над Ямате- ; /риаской породы отличаются подтипы черноземов, каштановых'оочв. От- -."'ношение К связано с качеством гумуса, г ■.■."'".'. "'■■■'-':",:■"■■ ■ " ■

: , 3. ДОАГШЛИКА СОСТОЯНИЯ ЖЕШШ:В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ ПОФ С;;.;--'

' Ч; л'.---.'М2Г0ДАЫИ ЯГР И МАШИНЫ! И2ИШРШ5Й ^^* ""■'".' '.".'■ Б этой главе описаны методы вдевтифяяащи и результаты иссле-., ' .кования о помощь» ШТ. и Ш состояний железа в почвах всех почвен-л " : - но-географических поясов. В отличие от химического метода опреде- ^ : ления валового железа и измерения , даадах представления о сум- ■ марном содераашш желеаа на первых трех, уровнях с тру кау рной орга- V

...... . 25

яиэадии; ЯГР в Ш позволяют идентифицировать и определить отдельно количество железа на каждой уровне - магниторазбавленвом, ио-левулярао-кластерном, суперпарамагнитном. Этим методам доступны объекты, размеры которых много меньше размеров минералов, доступ-* нкх микроскопия в световой области.

В качестве и; люстрации на рис. 2 приведены спектры ЯГР образцов, содержащих железо в различных состояниях на всех уровнях структурной организации. Отнесение железа к тому или иному состоянию осуществлено по параметрам спектров, количество определялось по площади под соответствующей кривой. Обсчет спектров проведен по специальной программе на ЗШ. Из спектра I, широко распростра-. венного в болотных почвах и оглеенных горизонтах вивианита, следует, что его железо принадлежит первоцу. уровню структурной организации. По величине КС (1,55 мм/с; 1,31 мц/о) и KP (2,81 мч/с;' 2,70 мм/о) можпо< судить,что жблезо вивианита находится в двухвалентном состоянии н занимает две, отличавдихся по характеру диган-дов, позиции. Первой (дублет с большим KP) принадлежит 73 % железа, второй - 27 %. Спектры монтмориллонита (2, 3) с железом в адсорбированном состоянии, снятые при комнатной темаературе н Т-100 К:свидетельствую1®, что трехвалентное железо находится в ок-таэдркческоы окружении и входит в состав кластеров (внутренний - . дублет), прочно связанных о поверхностью (размер менее 5 нм^ в ди-мэров (внешний дублет), осуществляющих'диффузионное движение в незамороженной пленке. При достижении температуры 250 К и ниже дпме-

■ # ■. '_ ■■

ры вмораживаются' в пленку и в спектрах ЯГР наблюдается поглощение

(спектр 3). -Параметры спектра горной лесной почвы на вендовых отложениях Камчатки (кривая 4), святого при комнатной температуре, " свидетельствуют о том, что около 90 % железа в двухвалентном состоянии входит в состав силикатов, около процента находится в вн-

4 т-уч. /

лГ ^

ы »

и <и э о и (и о

- хЧ> «—-1--1—1-г . - ,

в. Ч /О " А 1 • * * • 1« ' ? * *<¥*. У V*

«(-ГвлО,

—

вооа

>

V')

с < «

г.

• > :

*

я

но -Г

ю

Рво. 2. 2ГР спектры почв и минералов, содержащих железо на раз-ч личных уровнях структурной организации. I'-вивианит;..2*- монтмориллонит, насыщенный 57Рв; 3 - обр.2 при 100 К; 4 - горная лесная на вулканических пешювих отложениях, гор. А1; 5 - серая лесная на пермских красиоцветах; гор.ВС; 6 - прокаленный красно аем на галечнике, гор.С; 7 - краснозем при 100 К; 8 - темно-бу-• рая на древнем латерите (Кали); 9 - обр.8 при 100 К; 10 - обр-4 при 100 Б; II - сбр.б.пра 100 К.

;де магаетита в маггемита, не более 5*8-процентов составляют

трехвалентные атомы.второго и третьего уровней. Съемка образца

при температуре жидкого азота (спектр 10) позволяет отделять железо третьего уровня; из спектра следует,, что около 5 % железа представлено оуперпарамаггашшм гетиточ. В карбонатном горизонте ВС серой лесной почвы наперлских красноцветах присутствует железо всех уровней. Детальный анализ центральной части спектра с помощью ЭВМ дает возмс юность выделить четыре дублета трехвалентного железа (кривая б), находящегося в шестерной координации: Д2, Д4 -октаэдр! слоистых силикатов с железом в цио- я транспозициях; Д1, ДЗ - оксида и. гидроксиды в суперпараыагнитном г молекулярно-клас-терном состояниях соответственно. Пятый дублет - двухвалентное силикатное железо. Низкотемпературный спектр этой почвы (кривая II) содержит, кроне перечисленных дублетов, двойной секстет, за который ответственны крупнокристаллический гематит, унаследованный от материнской породы и вторичный гетпт в суперпарамагнитном состоянии. Красноземы Кавказа на зебровидной глине, выветралых галечнике я андезитойаэалые содержат в основном железо первых трэх уровней и доли процента четвертого. Их спектры, снятые при комнатной температуре , ^подобны спектр 2, обусловлю ш трехвалентными атомами.Съемка прокаленных препаратов (кривая 6) и почв при температуре жидко. го азота (кривая 7) показывает,что несколько процентов валового железа представлено суперпараыагнитным гематитом (спектр 7), не менее 90 % соединениями о размером частиц 5+15' ш и около 5 % силикатными формами. При прокаливании (спектр 6) железо второго в третьего уровней кристаллизуется,в результате чего "провал" и интенсивный дублет, наблюдавшиеся в спектре 7.исчезают и остается слабый дублет силикатного железа (спектр б). Темно-бурая почва на древнем латерите (республика Кали) содержит в основном свободное железо (спектры 8, Э). Кз спектра, снятого при комнатной температуре 0, следует, что около 90 ¡С железа входит в состав магнито- -

упорядоченных гематита и гетита, дашшх уширенный оекстет; около ■ 10 % - лает вклад в дублет а находзтоя на остальных более низких структурных уровнях (или одном из них). Решение »того вопроса дает низкотемпературная съемка-(спектр 9); про охлаждении дублет исчезает, а площадь секстета возрастает, что соответствует переходу супероарамагнитных минералов в ыагнитоупорядоченное,

Таким образом, проведенные анализ соединений железа почв, развитых на разнообразных материнских породах,показывает, что с помощь» ЯП? г магнитных методов могут быть проведены достоверные идентификация и количественные определения железа в различных состояниях. При определении крупнокристаллических магнитоупорядоченных минералов используйгоя параметры секстетов,: а при отнесении сили- .. ватного, молекулярно-кластервого железа используются ИС и КР, полученные усреднением параметров ЯГР индивидуальных силикатов и ио-декулярно-клаотерних железистых соединений (Табл. 2). - -

'.. ' . Таблица 2 '. ■ '

Начальные параметры минимизации при расчете дублетов '■ ■_ в спектрах ЯГР:' почв на ЭШ ' ' '.-"• '-, ■ "

■ Позиция, , „„ " Ширина, ',

Кагаон состояние. КС, ъч/о КГуш/с ^ .

",'.■'■ Силикатное жазеэо

Ре2* октаэдр . 1,4 2,6 0,4

Ре3* тетраэдр 0,4 0,5 0,4

• Рэ®!" трансоктаэдр '' 0,6 0,3 0,5

Fe3*" щсоктаадр 0,6 0,5 , 0,4

Железистые соединения

fe3* . 4суперпарамагиятное .0,6 0,4 0,4

Ра3^ кластеры . 0,5 . . 0.7 0.4

- При изучешш.болшого колкчества почв совокупностью ЯГР, НИ и других методов установлены основные закономерности в состоянии;; :

железа. Перечислим главные из них. В подавлящем большинстве почв основная масса железа (не менее 95-99 %) представлена-первыми тремя уровнями структурной организация, спектр! ЯГР состоят в основном из суперпозиции дублетов. Исключение составляют почвы на пермских отложениях, ферралитные и некоторые почвы на древних корах выветривания (Кус-аяайская обл.); в них от 10+20 % до 60+90 ^железа входит в состав крупнокристаллических гетита н^гематита, а большая часть площади под спектром обусловлена секстетами. Содержание силикатного и свободного железа варьируе* в широких пределах. Кодетоство двухвалентного железа достигает 20+35^ от валового содержания. Пря зтом в гучусо-аккуцулятивных горизонтах автоморф-ных почв ш сравнению с материнской породой его содержание убывает, в гидромор$ных почвах ета закономерность нарушается; в ферра- • литных почвах в красноземах Ге*^ практически отсутствует, ¿о фрак-' циях ШЧ содержание силикатного убывает с уменьшением размера частиц, наиболее интенсивное снижение в гумусовых горизонтах . (2-15 раз в более); в новообразованных минералах силикатного трехвалентного железа больше, чем в пер-ичных. В результате почвоббра-

»А

зованпя разрушаются крупные кристаллы железистых минералов и образуются соединения второго и третьего структурных уровней, поэтому основная масса весилшсатвого железа почв предотавлена частицами менее 5+15 ны, некоторое количество которого в виде адпяший-за-мещенного готита, гематита. Оценка размеров частиц третьего уровня структурной организации (суперпарамагнитного} возможна- благодаря зависимости характера спектров ЯГР от температуры.

' . Проверка яейотвия вытяжек ра железо почв

В РАТШТТДД с?рт<1яншрс Контроль действия вытяжек Цера-Джексона, Тамма, сернокислотной; осуществленный методами 2ПР, магнитных измерений я ЯП*, пока-

зах несоответствие выводов, подученшвс с использованием вытяжек, действительному, состоянию железа в почвах. Практически во всех исследованиях почв о применением вытяжек, опубликованных в литературе, обнаружены хорошо окристаялиэованные соединения, представля-' вдзе от единиц до десятков процентов от валового железа. Измерения с помощью ЯГР, 131 отмечают лишь доли процента магпитоупорядоченных минералов. Проверка действия вытяжек на самые разнообразные почвы показала; что после обработки вытяжками количество магнетита или гематита в препаратах может даже возрастать. Это свидетельствует о слабой растворимооги етих магнетиков, в результате чего происходит обогащение имя препаратов и рост удальных % , . На многочисленных примерах показал, что можно говорить лишь о характере раство- ■ римости железа почв в той или иной вытяжке, а не о степени.его ок-ристадлизовашюсти. Подмена понятия растворимость , понятием степень окристаллиэованности приводит « иокажению сзтаествутей почвенной обстановки, заблуждению исследователей, которые не всегда знают на чем основаны выводы. Показано, что действие вытяжек на формы сое- , динешй железа зависит от совершенства их структуры, дисперсности, типа почв и других факторов. ;

\ - Пава 4. СОСТОЯНИЕ ЖЕПЕ34 В ШВООЕРДЗСШЙИЯХ ПОЧВ Исследованию подвергнуты конкреция, почв, залегапцих во всех ,почвенно-географических поясах от полярного'до тропического. Для . »той целя отобраны образпн из: карликового подзола и подзолисто- .. глеевой почвы, дерново-подзолистых с палевым в белым горизонтам], дерново-подзолистой еа пермских красноцввтныг, дерново-кодэолвстоЯ:" : поверхностно оглеенной.'почв сопряженното ландшафта; серых лес- -иыхГ оолодеВ, желтоземов, четырех пойменнихвочв, образующих ка- ; телу* Исследованы также болотная руда ^. охриотые отложения Мостов-ской обл. и Эстонской ССР. латерита разного возраста к различно- у го гидрологического режима Кении; Таязании, Угашен.;;

' Установлено, что железо конкреция находится на первых трех уровнях структурной органияадаи, Первый.нредотавлен железом адкмо-оияикатов, захваченных из минеральной - части соответствующего горизонта. Силикатное железо в северных конкрециях находится в основном в двухвалентном состоянии в составе первичных минералов; на иге - трехвалентно •> железа во вторичных алюмосиликатах. В новообразованиях субтропиков, тропиков силикатное железо практически отсутствует. На третьем уровне основными минеральными формами являются гетит и гематит с размером частиц 7*30 ни. В конкрециях крас-ноцветных отложений и латеритах Африки присутствует железо четвертого уровня -Пфушюкрйталшч^киаТгештит ; унаследованный от мате-"ранской породы в .новообразованиях почв на пермских отложениях и реликтовый в латеритах, Гетит и гематит имеют в структуре замещения алюминием. Размер частиц о1-Г®00Н увеличивается от полярного пояса к тропическому о 7 им и менее до 35 ям и более. При усилении гидрошрфазыа в каждом пояса количество железа и размер частиц ге-тита. возрастают. В пойменных почвах при усилении оглеення увеличивается средний размер частиц от Т о. в дерновых до 12+15 в» в. болотных. В латеритах Африка при переходе от гидроморфыых позиций к автоморфным увеличивается доля гематита. :. ' :^

. : ; 11юва 6. мсда[ьш1в эюпт$ят m вынвжшио nnim

... ВЫЗОКОЙ даШЕГСНОСТИ ЯШЗИСИХ МИНЕРАЛОВ почв ' Спектры ЯГР всех свежеосажденных образцов представляют собой дублоты. Значения ИС, КР я ширина линия указывают на одинаковую природу полученных соединений железа. Дисперсная фаза, органичео-кое вещество почв замедляют образование крупнодасперсных оксидов и гидроксидов железа. Результаты опытов хорошо согласуются о фек-

- том нахождения в почвах соединений о размером частиц * 15 ни. Пре-

- параты, полученные из смесв хлоридов железа к аядаиния, также мал-

кодисперсны. Осавдевныа оксиды я гидроксиды железа имеют в структуре алшивий, что объясняет широкое распространение в природе алпдашй-замещешшх гетита и гематита;

Ори изучения взаимодействия катионов и кластеров с каолинитом, монтмориллонитом, вершндглитсм установлено, что их поведение определяется свойствами тонких пленок воды, валентностью катионов, температурой. При сдавливании монтмориллонита с железом в обменном комплексе о помощью ЯГР обнаружено ранее неизвестное явление восстановления Рз3*" до Рз2+. Предложен механизм, описывапций обра-вование крупных частиц гетита в торфяных почвах. -

Описаны лабораторные опыты о типично почвенными бактериальны-, ми культурами, накагяиващими высокодисперсные магнитоупорядочеа-ные гидроксиды. ■" .... ; ■

Глава в- Ш1НШЛЮРЯК0ЧШНЫЕ ИИНЕРАШ1 ОРГАНОГЕННЫХ ■ :■'.'-"' ГОРИЗОНТОВ ПОЧВ :■■

Магнитная фракция (№), полученная многократной сепарацией ■ почв, грунтов я других объектов состоит из частиц различной форш, в том числе я сферических, с размером от долей до сотен микрометров; чаще всего встречаются частицы с размером 2-10 шеи. По дан-ннм ЯП*, ЕЯ, ДТАмагнятная фракция из верхних горизонтов различ-; тгит почв содержит гематит, высокодисперспые скислы и гидроокислы, . яагветит, маггеюат, вюстит, в некоторых образцах встречаютсяct-железо. Сферические частицы ЫФ приурочены к почвам о высокой % в органогенных горизонтах; Ыожно предположить, что их присутствием обусяовл^нц высокие значевгв'% в почвах Монголии, Германии, Китед Франции, Америки, Англии, Свяыгомагнитнне сферулн обнаружены в ио-следововннх нами осадках Индийского океава с глубины 2 ы от поверхности дна, на глубине до 600 м в Донецкой области. По литературным данным они обнаружены в осадках Атлантического я Тихого океа-

нов. во льдах Кавказа. Антарктида, Гренландии. Анализ проб воздуха показывает! что в слое 0+3 м над поверхности» почвы количество частиц достигает нескольких сотен в I ъР. Отсода следует, что свльномагнитнне сферулы распространены повсеместно. В работе обсушены биогенная, космическая, антропогенная гипотезы происхождения сильно.в слгбомагяитных сферул. Высказаны предположения о наиболее вероятных источниках частиц, намечены пути дальнейших исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДИ

1> Теоретически и экспериментально обосновано применение совокупности неразрушащих физических методов (ЯПС, магнитные измерения, . ШР, рентгеновская дифражтометрая) для исследования почвеи-. ноге железа. Разработаны методики проведения эксперимента и способы интерпретация результатов, полученных одним из методов или их совокупностью. .»

2. Введены; понятие состояния железа в почве и представление о четырехуровневой иерархии его структурной организации, которые включают в себя: а) валентность ато^в, входящих в различные структурные позиции алюмосиликатов я органических веществ; б) координационное число железа, симметрию его окруженмя; в) характер маг' ' -L — ч

китного состояния - napa-, ферро-, ферри-, аятиферромагвитпое; г) пщ минерала оксидов и гидроксидов железа, его дисперсность, .раопределениэ по размерам.

Предложена схема, основанная на введенной понятия "состояние железа" в почвах я используотая результаты измерений магнитных свойств , параметров спектров ЯГР, ШР,^ данных РД, ДТП. Схема состояний является развитием представлений о фордах соединений желе-ёа в почве а их превращениях.

3. Вскрыты основные закономерности распределения минералов

железа в мапштоупорядоченном состояния со профилю почв и почвен-ао-географическам гонам СССР. Содержание магнетита, маггемита дифференцировано оо генетическим горизонтам. Количество этих минералов» верхних гумусовых горизонтах автоморфяых почв, развитых на . сдабомзгкитной материнской породе, уменьшается на север, юг и юго-восток от зоны черноземов.

Носителями ыагнвтоупорядоченнюс минералов являются сильномаг-штше сферические частицы диаметром 1-100 мял. Максимум числа частиц находится в горизонтах А0, йд, АХ. Верхние горизонты почв южных районов с сдержат гораздо меньше магне титовых сфедгл, чем почвы центральных и северных.' В почвах вещество сферул превращается в высокодисперсные ¿пабомагнитные гематит и гетит.

4. Бнутршючвеннив превращения состояния железа приводят к -трапсформавдк крупнокристаллических минералов, в .том числе и силь-

■ номагнитшх, в высокодЕсперсные. Вторичные несиликатные минералы почв и новообразований представлены, главным образом,.гетитом о -размером металлов не более 35 ш. Частицы больших размеров-в виде гематита содержатся только в почвах ка древних корох выветривания, краезоцветных пермских и пепловых отложениях, в значительных количествах находятся в составе первичных минералов других почв.

Размер частиц в новообразованиях увеличивается от почв поляр; юго пояса (<¿7 ни) до почв тропиков .(>35 ям) при одинаковых гпд-рсморфаых условиях. При усилении' пироморфизма почвы количество железа и окристаллизованность гетлта в конкрециях возрастает.. В латеритах при перехода от.пцфоморфных к автоморфным поэицоям увеличивается доля гематита. ' • ■ •

5, Теоретически и экспериментально объяснен факт отсутствия в почвах крухшо!фиоталлических-сБО<Зодннх.форл сощш1ений железа. .. Росту ! кристаллов оксидов и гидроксидов железа препятствуют находя-

щкеся в почвенной растворе высокомолекулярные органические соединения, гумусовые кислоты, высоко дисперсные заряженные частица каолинита, монтмориллонита, ионы алюминия. При взаимодействии с гуми-новыыи кислотами ионы железа образуют химическую связь, что приводит к гашению свободных радикалов. . .

6. Обнадежено, что внутриклеточное железо и железо, откладываемо е на поверхности клеток железобактерий к некоторых, других микроорганизмов почв,представляет собой суперпарамагнитную гидроокись и частично - магнитоупорядоченное соединенна, которые в последот* вии переходят 9 состав свободных форы соединений железа.

7. Процесс почвообразования изменяет содержание Ре2+ в структуре силикатов. При этом отношение содержания силикатного двухвалентного железа в валовому зависят от пгаа почв г может бучь использовано в диагностических целях. В черноземах, темно-каштановых

; и других автоморфных почвах величина этого отношения для гумусовых горизонтов в 2-$ и более раз ниже; чем для материнской породы. В солодях, дерново-подэолистых в других избыточно увлажненных почвах, наоборот, количество двухвалентного железа возрастает в верхней части профиля,1

Во фракциях элементарных почвенных частиц содержание двухвалентного оиликатного железа снижается в уменьшением размера частиц. Это снижение протекает наиболее интенсивно в автоморфных почвах я горизонтах./

Двух-'и трехвалентное железо заселяет цис- в транс-октаэдры алюмосиликатов. Заселенность цио-позиций трехвалентным железом в два раза выше заселенности трано-позшгай,

'0. Веразрушалдиыи методами осуществлен контроль действия вытяжек Мера-Джексона, Таша, серной кислоты па разные почвы в фракция ЭДЧ. Доказана недопустимость деления соединений железа по ста-

. зе .

пена окристаллиэованности на основании действия вытяжек. Вытлжга позволяют судить лишь о растворимости железа почв.

9, Открыто ранее неизвестное явление перехода адсорбированного на монтмориллоните трехвалентного железа в двухвалентное со. стояние при действии давлений до SO бар.

Список работ, опубликованных ро теме лисс^рдагдщ;

1. Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых типов • почв европейской части СССР.Вестн.Моск.Уй-та, сер.Биология, почвоведение, Й 4, 1971, C.I2X-I24.

2. Бабанин В.Ф., Иаланыта А.Н. Магнитная восприимчивость некоторых почв в связи с их химическим составом. - Научи, докл. высш. школы, оер.Биод.нау!д, Д 1,1972, O.XXI-IX6.

3. Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость почв временного избыточного уилажаеяжа. - Вести.Моск.ун-та, Я 4, 1972, с.72-77.

4. БаОатаа В.Э.. Зудяков О.И. Магнитная восприимчивость шр-. злотно-таегашх. вочз Магаданской области. - Вестя. Моск. ун-та, вер.

Биология, почвоведение* JS 5, ТЭ72, с.8&-91.

5. Вадшкжа А.Ф. .Бабакин В.Ф. Магнитная восприимчивость неко , тора почв СССР. - Почвоведение, А 10, 1972, C.5S-S6.

6. Карпачевский Л.О., Бабанин В.Ф., Гендлер Т.С,, Опален-ко Д. А. . Кузьмин Р. Н. Диагностика железистых минералов почв при.

:помощи мессбауэровсвой спектроскопии. - Почвоведение, В 10, 1972, • о.110-120. . '■';■•■.

• 7. Бабанин В.Ф.. О применении измерений магнитной восприимчивости в диагностике форм железа в почвах* - Почвоведение, Я 7, : ■ 1973, С.154-160. - ; '■-"■■ .''...у' ;; ■ ' '

- 8,'Ваданина A.B.', Еабашга В*ф.,. &>взун В.Я. Магнитная восяри шчивость фраяций-механическЕХ.элементов. некоторых почв. - Почэо-ведение, Ä I, 1974; C.II6-I2Ö.' •"' : • - ":.••'.•'.' '•

9. Бабанин В.Ф. Зависимость магнитной восприимчивости почв от условий прокаливания. - Научв.докл.высш.школы, сер.Виол.науки, А 7 1974, с.П8-122.

10. Карпачевский Л.О., БабанинВ.Ф. Форш соединений железа в почве и методы их изучения, - Веста. ЬЗоск.ун-та, сер.Биология, почвоведение, A3, 1974, с.54-66.

И. Вадшина А.Ф., Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость во ночв. - Труда X Цзжпународного конгресса почвоведов. - U.: Наука, 1974, T.I, «,357-362.

12. Карпачевскнй Л.О., Бабанин В.Ф. О формах Fe-cоединений в почвах. Труды X Международного конгресса почвоведов. - II.: Наука, 1974, т. 10, C.I39-I45,

: 13. Бабанин В.Ф. О возможности применения магнитных п"рамет-■ ров почв для определения степени оглеения. - Основные проблемы охраны ночв. - М.:*Изд, МГУ, 1975, O.IX4.

14. Бабанив В.Ф.Боронил А.Д., Карпачевский Л.О., Мануча-ров A.C., Опаленко A.A., Ночаткова Т.Н. О некоторых путях превращения соединений Ре в почвах. - Вочьоведение, Ii 2, 1975, с.35-40.

15. Бабанин В.Ф., Каркачевский Л.О., Опаленко A.A. Применение ядерного гамма-реэованса для исследования почв, - физические и математические методы в теория, химических процессов. Сб.научн.тр., Ярославль, 1975, с.ХОЭ-114. ..

16. Воронин А.Д.,-Бабанин В.Ф., Малиновский В.И., Шапиро D.E. Изучение состояния воды, связанной поверхностью каолинита, насыщен НОГО методом ШР, - Почвоведение, Л 4, Х976, 0.156160. "v • ;

17. Бабанин В.Ф., Карпачевский Л.О., Шоба С.А, 0 формах £е-соединений в конкрециях из разных почв. - Почвоведение, * 5, 1976, C.I32-X38.

SS ■■■ v.: -

- ГВ.Бабашн В.®., Воронин А.Д., Зевова Г.М., КарпачавскийЛ.О, . Манучаров A.C., Опалэнко A.A., Дочаткова Т.Н. Исследование Ре-ор-. гаяических соединений почв методов ЯГР. - Почвоведение ,Л7, 1Э76, - . 0.128-134,

19. Бабанин В.&., Ворован А,Д., Малиновский В.И., Шапиро D.E. Изучение состояния веды в дисперсиях Ef, Fe5*" дантмориллони-

■ та методом ШР высокого разрешения."- Вестн.Ыоск.ун-та, сер.Биология, почвоведение, Л 4, 1976, с.94-93. .

' 20. Бабанин В. Ф., Воронив А. Д., Каршчевский JLÖ,, Малиновский В.И., Оналенко ¿.А. Исследование температурных Превращений минералов при помощи мессбаувровской спектроскопии. — Весгн.Моек, ун-та, сер.Биологи", почвоведение, А 5, 1976, с.71-79. ■•■;'." .V

21. Бабанин B.C., Верховцэва Н.В,, Орлов Д.С., Щульман Ю.А. • ; Электронный парамагнитный резонанс гуминовых, кислот торфовТез.

докл. R совещанию по физико-химии торфа; -1<£инск, 1976; о.20. ■',."'.'

22. Бабанин В.Ф., Ильин Н.П., Орлов Д.С., Федотова Т.В., Яб-- лонскяй О.П. О параде линий в спектрах ШР гумусовых кислот. -

- Почвоведение, * I, 1977, о,65-72. . ■ • . ."'.'.; ;■.■■:■

23. Бабанин В.Ф.» Воронин А.Д.. Малиновский В,И.,'Опалев- :

, ко A.A. Изучение состояния обменных катионов железа в монтыюрилло-4 ■ не те методом ядерного гамиа-резонанса. - Еаучв.докл.высщ.тколи,

■ оер.Ввел.науки, Я 5, 1977, с.119-122. ; V - :

24. Torottln A.D., rBbb«iu V.F., Ualtnovckj T.J. Properties ' of Solid-liquid Interlace In Soils. -- Sot. P»d. to the XI Int.-'. . Congress of Soll Sei., H&uka» H., 1977,' p.p. 44-54 '

• 25. Бабанин В.Ф., Верховцева H.B;,Воронин А'.Д,,Шшшювсдай _ . В.И.,-Фальков И.Г,; Яблонский О.П.',' Изучение методом ШР процес- J сов извлечения железа из гливиотых минералов реагентом Мера-Джек- г conai - Почвоведение, * 2, 1978, с. 102-106. ...

■ ■ 39

26. Бабанин В.Ф,, Воронин А.Д., Малиновский В.И. Изучение состояния воды, связанной поверхностью монтмориллонита и каолшпта, насыщенных различными катионами, методом ШР высокого разрешения.-Связанная вода в дисперсных системах. Сб., вып.5, U.: Изд-во ШУ, 1980, с.105-109.

27. Бабанин Р.Ф., Бадабко, Верховцева Н.В., Палечек Л.А.' Магнитная восприимчивость почв и аллювиальных отложений поймы р.Оби,-Почвоведение, Й 5, 1982, о, /33-/36.

28. Бобров П. А,, Воронив А.Д., Иванов A.B., Малиновский В.И., Бабанин В.Ф. Использование метода ядерного гамма-резонанса (ЯГР) для изучения поверхностных явлений в почвах. - Почвоведение, К II, 1982, с.86-91.

. 29. Иванов A.B., Бабанин В.Ф,»Воронин А.Д. Изучение кинетики соосаядения гидроокислов железа и каолинита о помощью ЯГРС и других методов. *• Кинетические и магнитные свойства твердых тел.. Медвуз.сб., Ярославль, 1982, с.115-120,

30, Васильев С.В., Бабанин В.Ф., Бобров H.A., Иванов A.B., Морозова,В. Диашоотнка важнейших * .сислов железа с помощью физических методов. - Кинетические и магнитные свойства тведцых тел., Межвуз.сб., Ярославль, 1982, с.120-131.

31. Бабанин В.Ф., Ермилов С.С., Морозов В.В., Орлов Д.С,, Фальков И. Г. Исследование взаимодействия гумнноэой кислоты о катионами металлов методами электронного парамагнитного резонанса и магнитных измерений. - Почвоведение, Я 7, 1983, с.115-119,

'32. Бобров Н,А,, Черенков В.П., Бабанин В.Ф. Установка дня ядерного гамма-резонанса на базе анализатора ii11-1024. - Приборы и техника эксперимента, * 2, 1983, о.37-39.

. 33. Бабаьив В.Ф., Глебова И.Н., Вуткин И.А. Ыорфологая новообразованных частиц магнетита органогенных горизонтов. - Цикромор-

фология генетичесввду, и прикладному почвоведению., Тез.докл. П Всесоюзн.копф.по микроморфологиИ почв., Тарту, 1983. - 60 с.

34. Solov'er А.1., Babanln V.F., КаграсЬвгвкИ L.O., Мого-вот T.V. НояяЪвивгSpectroeoopy Study of Iron Stat* in Soils. - . Иеждунар. когф. no применению аффекта Иессбауера, Програша и тезиса. Алма-Ата, Наука, 1983. - 447 с,

. 35« Babenin V.F., Veall'ev S.Т., 01еЬота I.B., Sed'moY N.A. . Iav«*tlg»tloii of Biogenis Iron Compound a of Soils by lloeebouer II«thod. - o. 418 (источник n.: 34).

36. Sobrov И.A., B&bejaia V.F., Torcmin A.D., Ivaiiov A.V., Kwe mto E.H. Dlnamloe of Internatloua of Irott Hiiroilde with Kaoliait« Surface. - 0. 447 (источник П. 34)

37. Бабанин В.®., Верховцева H.B., Гпебова И.Н., Карпачевс-, кий Л.О., Морозов В.В. Применение ядерной гамма-резонансной спектроскопии для исследования микроорганизмов., - Докл. высш. школы., -

. Биол.паука, S II, 1983, с.101-108.

33. Бабанин В.Ф., Гпебова H.H. , Васильев C.B.', Иванов A.B. . -■* Новообразованный магнетит лесной подстилки. Роль подстилки в лес- .

них биогеоценозах. Тез .докл.воесоюзн.конференция., Ы.î Наука, 1983, . с.11-12. . * '; ; ..'\ .'. ;

'". , 39. Бабанин Ç.6. Возможности ядерного гамма-резонанса при ис- ' лледованин почв. - Почвоведение, .» 10, IS83, с.107-119. ■

40. Соловьев A.A...Иванов A.B., Васильев'C.B., Седьмой H.A.,' , Бабанин В.Ф. Иатематическая обработка'спектров даерного гаыма-ре^ зованса почвенных образцов,. Вторая Всесовзв.вонференция по приме- , нению математических методов и ЗБМ в почвоведении. Тез .доклад.,

: Пуюто, 1983, с. 102-103. ' '

41. Бабанин В.Ф., Бобров H.A., Васильев C.B., Воронин А.Д.,

" Иванов A.B., Карпачевский Л.О., Соловьев A.A. Ядерная гамма-резо-.

нансная спектроскопия в исследовании состояния железа в почвах. Всеооюзн.научн.ковф. Современные методы исследовавия почв, Ы. : Изд-во ШУ, 1983, O.I9. . <

42. Бабанин В.Ф., Вадюгоша А.Ф., Порозов Б.В., Седьшв H.A. Статические и динамические магнитные измерения в исследовании* почв. Всесоюзн.нау ш.ковф.' Современные метода исследования почв. М.: Изд-во MIT, 1983, о.25-26.

43. Макаров В.И., Индейкин Е.А., Юсова A.B., Савицкая И.В., Бабанин В.®., Васильев C.B., Дербенева Л.Г, Практическое использование осадков, содержащих окислы. тяжелых металлов. - Химия и технология води, 1984, 6, В I,'С.35-37.

44. Uop030S B.B.t БабавинВ.Ф., Иванов A.B., Самойлова Е.Ы., Соловьев A.A. Определение форм и валентного состояния железа в некоторых почвах АлазанекоЙ долины методом мессбауэровской спектроскопии. - Почвоведение, Й 3, 1934, с.135-141.

45. Елебова И.Я., Бабанин В.Ф. Образование выоокодисперсных окрлсталлазованных форы железа бактериями торфяной почвы. - £ио-лог.науки., Jt 3, I9C4, о.98-102.

46. Савицкая И.В., Макаров В.Ы., Васильев C.B.,(ИндеЙкипЕ.Л., Иванов A.B.,'Юсова A.D.¿ Бабанин В.Ф. Исследование структуры осадков, образующихся при вдвктровоагуляциошой очиотке сточных вод., ШХ, В 3, 1964, 0.534-539.

■ 47. Глебова И.В., Бабанин В.Ф., КарпачевокаЙ Л.О. .Кутяин И.А. Ооба С.А. О природе, повышенного магнетизма органоаккумулятцвпых горизонтов почв. - Вести.Моск.ун-та., сер.17., Почвоведепае, И 3, 1984, с.37-43. '

43. Морозов В.В., Бабанин В.Ф., Шойа O.A. Ыикроморфология и формы соединений железа конкреций пойменных почв по данным ядерного гамма-реэонаноа и растровой влектронной микроскопия. Биоло-

■ ..........42 ' ■ .

ют.науки., JS 7, 1984, с.91-97.

49. Бодров H.A., Бабанин В.Ф., Кузьмин Р.Н. Изучение взаимодействия частиц гидроокиси железа с поверхность» каолинита методой ЯГРС. Нежвуз. тематич.сб. "Электронные свойства упорядоченных и веупорядоч.систем", Ярославль, 1904, с.32-35.

50. Касаткин А.Е., Бабанин В.Ф., Иванов A.B.. Иодель для расчета распределения атомов железа по неэквивалентным позициям в структуре алюмосиликатоз по данным ЯГРС. (сб.в,49), 0.35-42.

51. Бобров H.A., Бабанин В.Ф., Кузьмин Р.Н. Динамические свойства атомов железа в тонких слоях воды в& поверхности алюмосиликата по данным ЯГРС. Рукопись депон. в ВИНИТИ 29 января 1985 г., Я 823-85, 9с.

52. Кя^дптта В,ф., Иванов A.B., ï^nani И.А., Седьмов U.A. Состав к свойства скдьномагнэтннх фракЕЮй из почв и осадков Яро ела»- : свой области. Гукоплсь деп. в ВИКИНГ 22 марта 1985 Г., X 2048-85, 10 с. "

53. Бабанин В.Ф., КуткинИ.А., Иванов A.B., Глебова И.Б,, Седьмов H.A. , Шоба С.А. Некоторые свойства и распространенность .. сильномзгнптных сферических частиц на территории СССР. Рукопись деп. в 'ВИНИТИ 22 марта 1985 г., № 2049-85, 18 с. ■ „

54. Бабанин B.S., Морозов В.В., Касаткин А.Е.. Васильев C.B., lvзьмин Р.Н. Феноменологический анализ релаксационных мессбауэров-, ских спектров природных гегитов. Рукопись деп. в ВИШШ I августа: ' 1985 г., Ä 5730-85, 9 с. ' ■■ ;.-.' ■ . .

. 55. Бабанин В.Ф., Бобров H.A., Васильев C.B., Залуцкий A.A., Изучение несиликатного железа в некоторых почвах методами ЯГРС, ЗПР в магнитных измерений. Рукопись деп, в ВИНИВ! I августа Х985п, № 5731-85, 12 с. ■'.'. '.'■'■'.:"'.,'"';■''* *■'■„-, " ■

56. Бобров H.A., Бебанин'В.Ф., Залуцкий A.A., КариачевскийЛ.О. Кузьмин P.HÎ Изменение валентного состояния-атомов железа на по- '

ввршоста монтиориллокита после воздействия слзйнх давлений. Рукопись дал, в ВИНИЗИ 1 августа 1985 г., X 5732-65, 6 с.

Иототот Y.Yi, B&baalb 7.Г., Solor'evA..A. ttöaafeauav epec-' tro»oopy of eoil» ou red со loured rook». -, Intern. Conference on Va.* Applications oí the Hosab&uer Elî«o\, 16-20 3«pt«cber, 1литвп (B»leiwe>, 1983, 6,34.

Соискатель %%ШМ4(Ш^ Бабанин В.».

. Поддвсево в печать 5.02.86. АК 00038. . • ФОрмаг êOx&ltylS.. Бумага газе гвая.Офсв тная печать »,

Печ.л. 1.0. Тираж 100. . Зава» 291. Бесплатно, <\f , - ■ ТмографияЦрсславсвого политехнического ивотитута. í -■ Ярославль, ул.Советская, 14а. / 7"