Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Поглощение сульфат-иона лесными почвами подзолистой зоны разной степени гидроморфизма
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение
Автореферат диссертации по теме "Поглощение сульфат-иона лесными почвами подзолистой зоны разной степени гидроморфизма"
На правах рукописи
Алексеева Светлана Александровна
Поглощение сульфат-иона лесными почвамн подзолистой зоны разной степени гидроморфизма (на примере почв Центрально-лесного государственного природного биосферного заповедника)
Специальность 03.00.27 - почвоведение
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Москва-2006
Работа выполнена на кафедре химии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им.М.ВЛомоносова
Научный руководитель:
доктор биологических наук, профессор Т.А.Соколова
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Д.Л.Пинский доктор биологических наук М.И.Макаров
Ведущая организация
Почвенный институт им. В.В.Докучаева РАСХН
Защита состоится « »г. в 15 часов 30 мин в ауд. М-2 факультета почвоведения МГУ на заседании /Диссертационного совета К 501.001.04 при МГУ им.М.В.Ломоносова
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просьба присылать по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им.М.В.Ломоносова, ф-т почвоведения, ученому секретарю диссертационного совета.
Автореферат разослан « »_2006 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Л.Г.Богатырев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Общие закономерности поглощения анионов почвами и отдельными почвенными компонентами исследованы значительно менее полно, чем механизмы поглощения катионов. Известно, что реакции поглощения сульфатов почвами оказывают большое влияние на сорбционные и электрохимические свойства почв, на кислотно-основную буферность почв и на процессы взаимодействия почв с кислыми осадками. Опубликованный к настоящему времени в отечественной и зарубежной литературе экспериментальный материал по проблеме поглощения почвами сульфатов относится преимущественно к иллювиально-железистым подзолам на легких породах. Почвы подзолистой зоны на суглинках и на двучленных отложениях в этом отношении исследованы недостаточно.
Цель работы - исследование возможных механизмов и количественная характеристика способности основных генетических горизонтов лесных подзолистых почв разной степени гидроморфизма к поглощению сульфатов и выявление основных факторов, определяющих количество сульфатов, поглощенных органогенными и минеральными горизонтами.
Задачи работы:
1) количественно охарактеризовать способность основных генетических горизонтов палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв к поглощению сульфат-иона;
2) оценить роль отдельных гранулометрических фракций и минералогического состава тонкодисперсных фракций в поглощении сульфатов минеральными горизонтами палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв;
3) выявить роль несиликатных соединений Ре и А1 в поглощении сульфатов почвами и фракциями;
4) оценить влияние степени разложенности органического вещества на способность органогенных горизонтов палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв к поглощению сульфатов;
5) оценить влияние начальных стадий гидроморфизма на поглощение сульфатов почвами;
6) изучить влияние сульфатов на буферность почв по отношению к кислоте.
Научная новизна. Впервые исследована и количественно охарактеризована
способность к поглощению сульфатов основных генетических горизонтов
палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв и выделенных из них гранулометрических фракций. Установлено, что в минеральных горизонтах суммарное содержание оксалатнорастворимых Fe и AI является основным фактором, определяющим количество сульфатов, поглощенных почвой и отдельными гранулометрическими фракциями. Показано, что поглощение сульфатов увеличивает буферность минеральных горизонтов почв к кислотам.
Практическая значимость работы. Полученные материалы можно использовать для прогноза изменения буферности к кислотам подзолистых и болотно-подзолистых почв под влиянием кислых осадков в районах их выпадения.
Апробация. Основные положения диссертации доложены на международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2006», МГУ им.М.В.Ломоносова, на заседаниях кафедры химии почв факультета почвоведения МГУ им. М.ВЛомоносова.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 2 статьи, 1 статья принята к печати, тезисы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, основных выводов, списка литературы и приложения. Она изложена на 130 страницах. Список литературы содержит 129 источников, в том числе 58 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Литературный обзор
На основании анализа отечественной и зарубежной литературы (Пинский, 1997; Кислотные осадки..., 1999; Singh, 1984; Reuss et al„ 1986; Strickland et al., 1986; Turner, Kramer, 1991; Edwards, 1998; Rose, 1998; Sparks, 2003 и др.) в главе рассмотрены следующие вопросы, касающиеся взаимодействия почв с сульфат-ионами: общие сведения о соединениях серы в незагрязненных почвах гумидных ландшафтов на фоновых территориях; трансформация соединений серы в почвах с участием биоты; биогеохимические особенности поведения серы в почвах гумидных ландшафтов, подверженных влиянию кислых осадков; основные механизмы поглощения сульфат-ионов почвами; факторы, влияющие на адсорбцию сульфатов почвами; уравнения, применяемые. для описания адсорбции сульфатов почвами и некоторые аспекты математического моделирования поведения сульфат-иона в системе твердая фаза почвы ? раствор.
Из литературного обзора следует, что основными механизмами поглощения сульфатов почвами в минеральных горизонтах является образование внешне- и внутрисферных комплексов на поверхности частиц гидроксидов Fe и AI и глинистых
минералов, а основными факторами, способствующими поглощению сульфатов -кислая реакция среды и содержание несиликатных соединений Ие и А1. Экспериментальные данные по поглощению сульфатов почвами чаще всего удовлетворительно описываются уравнениями Ленгмюра или прямолинейной зависимостью количества поглощенных сульфатов от равновесной концентрации.
Глава 2. Природные условия и почвы района исследований Исследования выполняли на почвах Центрально-лесного государственного природного биосферного заповедника (ЦЛГПБЗ), расположенного в Нелидовском районе Тверской области. Заповедник находится на стыке западно-европейского и восточноевропейского районов континентальной области умеренного климата.
По литературным данным (Строганова и др., 1979; Регуляторная роль..., 2002 и др.) охарактеризованы факторы почвообразования и почвы ЦЛГПБЗ, отмечена приуроченность подзолистых (палевоподзолистых по М.Н.Строгановой, 1979) и торфянисто-подзолисто-глееватых почв соответственно к хорошо дренированным участкам склонов, занятым ельниками-кисличниками и смешанными лесами с участием неморальных видов и к плоским водораздельным участкам с затрудненным дренажом, занятым ельниками сфагново-черничными и чернично-сфагновыми.
Глава 3. Объекты и методы исследования Объектами исследования служили образцы из основных генетических горизонтов разрезов палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв ЦЛГПБЗ. Оба профиля развиты на двучленных породах. В палевоподзолистой почве горизонты АЕ и Е развиты в пределах опесчаненного легкого суглинка, а горизонт ПВО - в пределах плохо сортированной морены более тяжелого гранулометрического состава. В профиле торфянисто-подзолисто-глееватой почвы в пределах легкого покровного суглинка находятся горизонты Еа, и Е, нижележащие горизонты Есп и ПВ08 развиваются в пределах более тяжелых моренных отложений.
Из минеральных горизонтов методом отмучивания по Айдиняну (1960) были выделены фракции: илистая (< 0,001 мм), тонкопылеватая (0,001-0,005 мм) и более крупные (> 0,005 мм).
Химические анализы определяли общепринятыми методами (Воробьева, 1998). Минералогический состав илистой и тонкопылеватой фракций определяли методом рентген-дифрактометрии, процентное содержание отдельных групп глинистых минералов определяли по модифицированной методике Корнблюма (Соколова и др., 2005).
При определении адсорбции сульфат-иона брали навеску почвы, равную 8 г в органогенных горизонтах и 40 г - в минеральных горизонтах, почву заливали раствором №2804 в концентрациях 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,25; 1,50; 1,75 ммоль экв/л при отношении
почва: раствор, равном 1:5; в растворе поддерживалась постоянная ионная сила с помощью 0,006 М раствора NaCl. Суспензию перемешивали в течение 1 часа, а затем оставляли на сутки с периодическим помешиванием. Через сутки суспензию центрифугировали в течение 10 минут со скоростью 3000 об/мин. Измеряли значение рН полученного равновесного раствора, и в растворе определяли сульфат-ион гравиметрическим методом (Аринушкина, 1970; Воробьева, 1998).
По разности между исходной и равновесной концентрациями определяли количество поглощенных или выделившихся в раствор сульфатов. Метрологическая оценка результатов определения сульфат-ионов гравиметрическим методом показала их хорошую воспроизводимость — коэффициент вариации при п = 5-6 и Р = 0,95 оказался равным 1,1-4,2 %, для фотометрического - 1,2-5,6 % (Лопухина, Власова, 1995).
Буферность к кислоте оценивали методом непрерывного потенциометрического титрования (НПТ) водных суспензий от начальной точки титрования (НТТ) до значения рН 3 при исходном соотношении твердой и жидкой фаз 1:25 и 1:2,5 для органогенных и минеральных горизонтов соответственно, с регистрацией величины рН через 2 минуты после добавления очередной порции титранта. В качестве титранта использовали 0,02 М раствор HNO3 и 0,01 М раствор H2SO4. Титрование образцов из каждого горизонта проводили в трехкратной повторности.
При статистической обработке данных проверку на нормальность распределения проводили по критерию Уилко-Шапиро, расчеты доверительных интервалов выполнены по руководству Дмитриева (1995) с использованием программ EXCEL и STATISTICA.
Глава 4. Результаты и обсуждение 4.1. Химико-минералогическая характеристика исследованных почв
В главе приводятся результаты изучения некоторых химических свойств исследованных почв и минералогического состава тонкодисперсных фракций. Основное внимание уделено тем характеристикам, которые играют наибольшую роль в поглощении сульфатов почвами.
4.1.1. Кислотность почв, содержание органического вещества и состав обменных
катионов
Палевоподзолистая почва характеризуется кислой реакцией, а торфянисто-подзолисто-глееватая почва - сильнокислой реакцией среды, особенно в верхних горизонтах, что согласуется с имеющимися литературными данными (Регуляторная роль..., 2002; Воробьева, Авдонькин, 2003). Указанные различия проявляются в значениях рН водной и солевой суспензии, в величинах обменной кислотности и в соотношении обменных оснований и обменной кислотности (табл.1).
Таблица 1. Некоторые химические свойства исследованных почв (средние значения из трех повторностей ± доверительный интервал при Р = 0,95)
Горизонт pH С орг.,% Обменные основания, ммоль экв/кг Обменная кислотность по Соколову, ммоль экв/кг
н,о KCl Ca Mg Н AI ..
Палевоподзолистая почва
L 5,77±0,08 5,10±0,12 - 774,8±279,2 252,1±195,4 34,6±3,6 10,0±0,0
F 5,18±0,05 4,23±0,04 - 484,0*155,6 192,0± 104,1 41,9±3,4 3,8±3,3
Н 5,59±0,08 4,38±0,02 - 251,6±15,6 59,7±49,9 5,0±3,1 10,8±4,7
АЕ 4,94±0,07 3,89±0,05 6,40±0,94 75,3±4,2 6,8±5,8 7,9±1,9 4,6±2,б
Е 5,20±0,09 4,25±0,07 0,30±0,16 13,9±6,2 6,3±5,7 0,0±0,0 11,1±1,3
JIBD 5,22±0,03 3,77±0,02 0,09±0,03 27,2±6,0 11,9±4,8 0,9±0,6 15,7±0,4
Торфянисто-подзолисто-глееватая почва
О 4,61 ±0,06 3,37±0.02 - 204,3±43,6 95,0±63,9 53,8±10,8 15,8±7,2
Т, 3,86±0,13 2,71±0,02 - 169,6±45,8 62,1±36,5 55,4±3,6 23,3±9,5
Ti 3,65±0,05 2,50±0,02 - 156,3±2б,6 115,6±35,3 41,3±6,2 72,5±0,0
н 4,37±0,25 2,79±0,04 - 184,1 ±99,5 131,9±98,0 33,7±2,9 109,3±40,4
Eib 3,83±0,02 2,99±0.04 3,28±0,14 19,4±0,5 5,7±3,7 1,8±0,4 53,2±1,9
Е 4,40±0,03 3,61±0,06 0,29±0,11 13,9±6,1 5.7±4,4 0,6±0,3 25,6±1,4
Есп 5,19±0,05 3,69±0,06 0,15±0,04 40,2± 14,2 8,2±3,5 0,3±0,0 16,0±2,2
IIBDg 6,42±0,27 4,76±0,07 0,08±0,04 64,8±0,4 17,5±6,1 0,3±0,3 0,7±0,3
Известно, что почвы начальных стадий гидроморфизма подзолистой зоны по
сравнению с автоморфными подзолистыми почвами характеризуются более низкими значениями pH за счет формирования более сильных неспецифических органических кислот (Роде, 1941; Кауричев и др., 1963, 1964) и вследствие образования протона при гидролизе иона Fe3+ в условиях сменяющих друг друга окислительных и восстановительных процессов (Espiau, Pedro, 1986). Более высокие значения pH в горизонте IIBDg торфянисто-подзолисто-глееватой почвы по сравнению с горизонтом IIBD палевоподзолистой почвы объясняются неглубоким залеганием карбонатов.
Горизонты АЕ палевоподзолистой и Е® торфянисто-подзолисто-глееватой почв содержат большое количество С орг., что связано с широким развитием ветровальных комплексов на территории заповедника (Васенев, Таргульян, 1995). Горизонт Ел, торфянисто-подзолисто-глееватой почвы обогащен также гумусом, иллювиированным из вышележащих органогенных горизонтов.
В обеих исследуемых почвах максимальное содержание обменных оснований наблюдается в органогенных горизонтах, и с увеличением степени разложенности органического вещества, количество обменных оснований уменьшается. Горизонтам Е палевоподзолистой почвы и Е;ь и Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы свойственно минимальное содержание обменных оснований; вниз по профилю оно вновь возрастает в связи с утяжелением гранулометрического состава и обогащенностью моренных отложений выветривающимися минералами. Органогенные горизонты палевоподзолистой почвы содержат бблыпее количество обменных оснований, чем органогенные горизонты торфянисто-подзолисто-глееватой почвы в связи с разным составом растительных остатков (Родин, Базилевич, 1965).
4.1.2. Содержание и минералогический состав илистой и тонкопылеватой фракций
исследованных почв
Из таблицы 2 видно, что исследованным почвам свойственно низкое содержание илистой и тонкопылеватой фракций в элювиальных горизонтах.
Таблица 2. Содержание гранулометрических фракций в исследованных почвах
Почва Горизонт Содержание фракций, %
< 1 мкм 1-5 мкм > 5 мкм
АЕ 3 7 90
Палевоподзолистая Е 4 6 90
ПВО 10 3 87
Торфянисто- Еа, 7 10 83
подзолисто- Е 7 7 86
Е„ 15 8 77
ПВО, 14 8 78
При переходе к горизонтам ПВО содержание илистой фракции возрастает, что
объясняется литологической неоднородностью породы и влиянием процессов почвообразования. На долю крупных фракций (> 5 мкм) во всех горизонтах приходится 77-92 %.
Данные по минералогическому составу тонкодисперсных фракций представлены в таблице 3.
Значительное увеличение количества иллитов в составе ила в горизонтах Есп и ПГШ8 торфянисто-подзолисто-глееватой почвы по сравнению с вышележащими горизонтами, можно объяснить, прежде всего, литологической неоднородностью породы.
Таблица 3. Минералогический состав илистой и тонкопылеватой фракций в исследованных почвах_
Почва Гори зонт Фракция, размер частиц, мкм Минералы
% от суммы Полуколичественная оценка*)
Иллит Каол. + хлорит Лабильн ые минерал ы Хлорит Почвенн ый хлорит Упоряд. см.сл. иллит-врмк. Кварц Полев ые шпат ы
Палево подзолист ая АЕ < 1 12 44 44 + + + -
Е < 1 28 56 16 ++ +++ - ++ -
ПВО < 1 37 38 25 + - ++ 7 -
АЕ 1-5 39 44 17 +? + -Н-+ +
Б 1-5 39 53 8 ++ +-Н- - +++ +
ПВО 1-5 31 56 13 + ? +7 + +
Торфяиис то-подзолист о- глееватая Е», < 1 37 46 17 - ? + + 7
Е < 1 32 59 9 - +++ + + 7
Е» < 1 48 36 16 - + ? ? .
< 1 43 39 18 - ? +? 7 -
Е,„ 1-5 40 40 20 ? - + -н-
Е 1-5 39 47 14 + ? + ++ +
Ее, 1-5 36 54 10 + + ? ++ +
ПВО, 1-5 26 55 19 + 7 ? -ы- +
---а—---------
' + — мало, ++ - средне, +++ — много, —минерал отсутствует, ? -минерал однозначно не диагностируется
В пределах верхней толщи в торфянисто-подзолисто-глееватой почве наблюдается отчетливая дифференциация состава глинистых минералов, вызванная процессами почвообразования. В горизонте Е в значительном количестве присутствует почвенный хлорит - после прокаливания при 350 °С он дает диффузное рассеивание в области 0,981,26 нм, что свидетельствует о средней степени хлоритизации (Соколова и др., 2005). В илистой фракции горизонта Есп почвенные хлориты соответствуют начальной стадии хлоритизации, что подтверждается асимметричным отражением в области 1,0 нм с пологим спадом в сторону малых углов на рентгенограммах препаратов, прокаленных при 350 °С.
Более высокое содержание вермикулита в горизонте Ей, по сравнению с нижележащим горизонтом Е связано, вероятно, с более слабым развитием процесса хлоритизации, а также с трансформацией части иллитов в лабильные структуры с одновременным пополнением запасов иллитов вследствие физического дробления иллитов более крупных фракций до размера илистых частиц. Отмечается тенденция к повышению степени окристаллизованности иллитов вниз по профилю, вероятно, из-за более интенсивного потребления калия иллитов корнями растений в верхних горизонтах.
Отсутствие почвенных хлоритов в горизонте Em объясняется кислой реакцией среды и высоким содержанием фульвокислотного гумуса.
Аналогичная закономерность, хотя и слабее выраженная, наблюдается в палевоподзолистой почве - в ней тоже в горизонте АЕ присутствует меньше почвенных хлоритов, чем в горизонте Б, и они представлены структурами с меньшим заполнением межпакетных промежутков прослойками гидроксида AI.
Тонкопылеватая фракция по набору глинистых минералов и по их дифракционным спектрам имеет много общего с илистой фракцией (табл. 3). Уменьшение количества иллитов в илистой и тонкопылеватой фракциях и увеличение содержание вермикулита в горизонте АЕ по сравнению с горизонтом Е палевоподзолистой почвы объясняется процессами трансформационных изменений иллитов в лабильные структуры. Этому процессу способствует поглощение калия корнями растений, которых в горизонте АЕ значительно больше, чем в горизонте Е.
4.1.3. Содержание оксалатнорастворимого Fe в почвах и в гранулометрических фракциях
В соответствии с существующими представлениями, в оксалатной вытяжке растворяются преимущественно аморфные и слабо окристаллизованные соединения Fe (Зонн, 1982; Воробьева, 1998 и др.). Вместе с тем, рядом авторов было показано, что в вытяжку Тамма может частично переходить Fe кристаллических решеток, неустойчивых к выветриванию силикатов, например биотита (Горбунов, Цюрупа, 1947; и др.), а также тонкокристаллический гетит, гематит (Водяницкий, 2001) и ферригидрит (Schwertmann,
1988Ь). Очевидно, что в оксалатной вытяжке должны растворяться комплексные соединения Ре с органическими лигандами, которые характеризуются меньшей устойчивостью, чем оксалаты Ре.
Таблица 4.Содержание оксалатнорастворимых Ге и А1 в почвах и в отдельных гранулометрических фракциях (в скобках — содержание Бе и А1 во фракциях в пересчете на почву в целом; жирным курсивом обозначено содержание Ре и А1 в почве, рассчитанное как сумма их количества во фракциях; данные по Ре в почве — средние значения из трех повторностей ± доверительный интервал при Р = 0,95)
Гориэо нт Оксалатнорастворимое Ре, моль/кг Оксалатнорастворимый А1, моль/кг
Почва в целом Фракция Фракция < 1 мкм | 1-5 мкм Фракция> 5 мкм Почва в целом») Фракция < 1 мкм Фракция Фракция 1-5 мкм 1 >5 мкм
Палевоподзолистая почва
Ь 0,004±0,000 Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр.
Р 0,0] 8±0,004 Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр.
Н 0,080±0,005 Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр.
АЕ 0,095±0,001 (0,057) 0,124 (0,004) 0,145 (0.009) 0,048 (0.044) 0,026 (0,050) 0,131 (0,004) 0,113 (0,007) 0,043 (0.039)
Е 0,057±0,008 (0,044) 0,200 (0.006) 0,145 (0.007) 0,034 (0.031) 0,026 (0,045) 0,328 (0.010) 0,154 (ом) 0,029 (0,027)
ПВО 0,032±0,002 (0,025) 0,129 (0.012) 0,118 (0.004) 0,010 (0.009) 0,022 (0,024) 0,113 (0.010) 0,054 (0.002) 0,014 (0.012)
Торфянисто-подзолисто-глееватая почва
О 0,007±0,007 Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр.
Т, 0,009±0,008 Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр.
Т2 0,007±0,002 Не опр. Не опр.- Не опр. 0,007 Не опр. Не опр. Не опр.
н 0,145*0,014 Не опр. Не опр. Не опр. 0,044 Не опр. Не опр. Не опр.
Е» 0,018±0,002 (0,010) 0,021 (0.001) 0,029 (0,003) 0,007 (0.006) 0,028 (0,044) 0,096 (0.007) 0,162 (0,016) 0,025 (0,021)
Е 0,021 ±0,005 (0,014) 0,080 (0.006) 0,037 (0,003) 0,006 (0,005) 0,017 (0,021) 0,146 (0.010) 0,040 (0,003) 0,010 (0.008)
Е„ 0,061 ±0,003 (0,026) 0,087 (0,012) 0,062 (0,005) 0,012 (0,009) 0,021 (0,024) 0,090 (0,014) 0,030 (0,002) 0,010 (0.008)
ПВО, 0,036±0,006 (0,045) 0,108 (0,015) 0,093 (0,007) 0,029 (0.023) 0,015 (0,029) 0,096 (0,013) 0,038 (0,003) 0,017 (0.013)
*) данные по оксалатнорастворимому А! в почве в целом взяты у Толпешта И.И.
В палевоподзолистой почве в органогенной толще содержание оксалатнорастворимого Ре возрастает с увеличением степени разложенности органического вещества (табл. 4), поскольку в процессе гумификации возрастает количество функциональных групп, на которых закрепляется Ре.
Максимальное содержание Ие в вытяжке Тамма свойственно горизонту АЕ, очевидно, за счет накопления комплексных Ре-органических соединений, образующихся в этом горизонте и (или) вмытых из вышележащих горизонтов. В нижележащих горизонтах значительное количество оксалатнорастворимого Ре содержится в палевом подзолистом горизонте, заметно уменьшаясь в горизонте подстилающей породы.
Из таблицы 4 видно, что илистая (< 1 мкм) и тонкопылеватая (1-5 мкм) фракции содержат в 3-4 раза больше Ре в вытяжке Тамма, чем крупная фракция (> 5 мкм). Несмотря на это, в элювиальных горизонтах основной вклад в общее содержание оксалатнорастворимого Ре
в почве принадлежит крупным фракциям за счет их высокого содержания. В подстилающей породе около половины общего содержания Бе в вытяжке Тамма обеспечивается фракцией ила.
Во фракции ила максимум содержания оксалатнорастворимого Ре приходится на горизонт Е палевый, во фракции тонкой пыли оно распределено относительно равномерно, а в крупных фракциях, которые и определяют распределение Ре в почве в целом, наблюдается постепенное снижение этой величины с глубиной. Можно предполагать, что в крупных фракциях оксалатнорастворимое Бе присутствует в составе сильно выветрелых Ре-содержащих минералов (биотита, хлорита и др.) и (или) в составе наиболее прочных агрегатов, не разрушающихся при подготовке почвы к выделению илистой фракции. Сравнение экспериментально определенного содержания Ре в вытяжке Тамма в образцах почвы в целом с суммарным количеством Ре во фракциях, рассчитанного на почву с учетом содержания каждой фракции, показывает, что во всех минеральных горизонтах суммарное количество оксалатнорастворимого Ре меньше определенного в почве в целом. Это связано, вероятно, с длительностью процедуры выделения тонкодисперсных фракций, которая способствует развитию восстановительных процессов и мобилизации наиболее подвижных соединений Ре.
В торфянисто-подзолисто-глееватой почве в органогенной толще наблюдается еще более резкая дифференциация по содержанию оксалатнорастворимого Ре, чем в палевоподзолистой почве. В горизонте Е^ торфянисто-подзолисто-глееватой почвы содержится в б раз меньше оксалатнорастворимого Ре, чем в горизонте АЕ палевоподзолистой почвы. Эту особенность можно объяснить сильно кислой реакцией среды, при которой значительная часть Ре-органических комплексов являются неустойчивыми, и развитием процессов оглеения, способствующих мобилизации и выносу Ре. Кроме того, сфагновые мхи, из продуктов разложения которых преимущественно состоят органогенные горизонты в торфянисто-подзолисто-глееватой почве, характеризуются меньшей зольностью и содержат меньше Ре в составе золы, чем растительные виды, преобладающие на палевоподзолистых почвах (Родин, Базилевич, 1965).
Подзолистый горизонт Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы существенно обеднен, а нижележащий горизонт Есп, где содержание конкреций > 90 % по весу, -отчетливо обогащен оксалатнорастворимым Ре.
Содержание оксалатнорастворимого Ре выше в тонких фракциях по сравнению с крупными фракциями. Вместе с тем, за счет более тяжелого гранулометрического состава в торфянисто-подзолисто-глееватой почве вклад крупных и тонких фракций в общее
содержание оксалатнорастворимого Fe в почве и в его дифференциацию по профилю измеряется сопоставимыми величинами.
Во всех минеральных горизонтах торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, так же как и в палевоподзолистой почве, суммарное количество оксалатнорастворимого Fe меньше определенного в почве в целом (за исключением горизонта подстилающей породы) по указанным выше причинам, поэтому вопрос об аддитивности признака в условиях эксперимента остался нерешенным.
4.1.4. Содержание оксалатнорастворимого А1 в почвах и в гранулометрических фракциях Анализ существующей литературы показывает, что реактив Тамма может извлекать из почвы разнообразные соединения А1, хотя считается, что в эту вытяжку переходят наиболее подвижные, преимущественно аморфные соединения (Зонн, Травлеев, 1992; Воробьева, 1998 и др.), в частности - аллофаны (Parfitt, Henmi, 1982; Farmer, 1986, цит. по: Вызова, 1988). Несомненно, что в вытяжке Тамма растворяются комплексные А1-органические соединения, которые характеризуются меньшей устойчивостью, чем оксалаты А1. Экспериментально показано, что в эту вытяжку частично переходит А1 из прослоек гидроксида А1 в минералах группы почвенных хлоритов и из кристаллических решеток мусковита, микроклина, каолинита и монтмориллонита (Григорьева, 1984; Толпешта и др., 2005, 2006).
В палевоподзолистой почве А1 в вытяжке Тамма определяли только в минеральных ' горизонтах (табл. 4). Содержание оксалатнорастворимого А1 в почве в целом по профилю дифференцировано слабо. В тонкодисперсных фракциях Ила и тонкой пыли этот показатель возрастает в 5-10 раз по сравнению с почвой и с крупными фракциями, причем наблюдается отчетливый максимум в горизонте Е палевом по сравнению с вышележащим горизонтом АЕ и подстилающей породой. Эту закономерность можно объяснить растворением в вытяжке Тамма прослоек гидроксида А1 в минералах группы почвенных хлоритов. Вследствие легкого гранулометрического состава в горизонтах АЕ и Е основной вклад в общее содержание оксалатнорастворимого А1 в почве принадлежит крупным фракциям, в то время как в более тяжелом горизонте подстилающей породы вклад крупных и тонких фракций одинаков.
Сравнение экспериментально определенного содержания А1 в вытяжке Тамма в образцах почвы в целом с суммарным количеством А1 во фракциях, рассчитанного на почву с учетом содержания каждой фракции, показывает, что во всех минеральных горизонтах суммарное количество оксалатнорастворимого А1 значительно больше определенного в почве в целом. Это можно объяснить процедурой выделения тонкодисперсных фракций, которая способствует дезагрегации материала, растворению пленок гидроксидов А1, увеличению поверхности взаимодействия почвенных частиц с
раствором и переходу А1 в раствор из кристаллических решеток А1-содержащих минералов.
В торфянисто-подзолисто-глееватой почве в органогенных горизонтах А1 в вытяжке Тамма определяли только в горизонтах Тг и Н (табл. 4). С увеличением степени разложенности органического вещества содержание оксалатнорастворимого А1 возрастает. В минеральных горизонтах наблюдается снижение этого показателя в горизонте Е и некоторое его увеличение в горизонте Есп в связи с утяжелением гранулометрического состава.
Во фракции ила отчетливый максимум содержания А1 в вытяжке Тамма регистрируется в горизонте Е, вследствие растворения прослоек гидроксида А1 в минералах группы почвенных хлоритов. В более крупных фракциях содержание оксалатнорастворимого А1 снижается с глубиной, что можно объяснить уменьшением количества А1-органических комплексов и степени выветрелости минералов. В горизонте Е;ь основной вклад в содержание А1 в вьгтяжке Тамма приходится на долю тонкопылеватой и более крупных фракций, в нижележащих горизонтах в связи с утяжелением гранулометрического состава возрастает роль оксалатнорастворимого А1, находящегося во фракции ила.
Суммарное по всем фракциям количество оксалатнорастворимого А1, рассчитанное с учетом содержания фракций, оказалось больше, чем непосредственно определенное в почве, что может быть связано с изменениями поверхностных свойств почвы и фракций при их выделении.
4.2. Поглощение сульфатов исследованными почвами 4.2.1. Поглощение сульфатов органогенными горизонтами исследованных почв
Рис. 1а.
о I
г= -
3 т
о о й
Е н *
я о
Поглощение сульфатов органогенными горизонтами палевоподзолистой почвы
20 15 -10 5 0 -5 -10 -15 • -20 ■
*
Д
о
Д А
0,25
0,5
0,75
1,25
1,5
1,75
Концентрация сульфатов, ммоль экв/л
<►1.
ДН
Рис. 16.
Поглощение сульфатов органогенными горизонтами торфянисто-подзолисто-глее ватой почвы
ш
30 Д Д
г, о й °
20 ■ □ ¥ ♦ * Ж
МЛ
0,25 0,5
0,75
1,25 1,5 1,75
Концентрация сульфатов, ммоль экв/л
♦ О
а Т1
ДТ2
ЖН
Поглощение сульфатов органогенными горизонтами начинается с равновесных концентраций 0,25-0,5 ммоль экв/л (рис. 1а,б). При более низких и нулевой концентрациях наблюдается десорбция сульфатов в количестве до 20 ммоль экв/кг. В обеих почвах во всех подгоризонтах подстилки кривые поглощения имеют близкую к Ь-форму, т.е. после первого участка с большим углом наклона начинается второй участок со значительно меньшим углом наклона, а в некоторых случаях - практически горизонтальный. Количество поглощенных сульфатов, соответствующее этому участку, можно условно рассматривать как «максимальную адсорбцию». Ее величина по отдельным подгоризонтам подстилки варьирует в пределах 5-15 и 15-25 ммоль экв/кг соответственно в палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почвах. Выявленные различия между органогенными горизонтами двух почв отчасти могут быть связаны с более низкими значениями рН в торфянисто-подзолисто-глееватой почве, а отчасти — с разным составом и строением растительных остатков,и продуктов их разложения в органогенных
е.-
горизонтах двух почв. Кривые поглощения сульфатов органогенными горизонтами удовлетворительно аппроксимируются уравнением Ленгмюра.
Между отдельными подгоризонтами лесной подстилки, особенно в палевоподзолистой почве, имеется дифференциация по величине максимальной адсорбции - наименьшие ее значения наблюдаются в горизонте Н обеих почв. Эта особенность может быть связана с образованием и поглощением ионной пары Са8О40 и, возможно, с осаждением гипса в вышележащих органогенных горизонтах, а также с конкуренцией между сульфатами и анионами органических кислот в горизонтах Н.
4.2.2. Поглощение сульфатов минеральными горизонтами исследованных почв Из рисунка 2 (а,б) видно, что при нулевой и низких концентрациях №2304 в исходном и равновесном растворах осуществляется десорбция сульфатов в количестве 0-1 ммоль
экв/кг из образцов верхних минеральных горизонтов и 1-3 ммоль экв/кг - из образцов горизонтов ПВО палевоподзолистой и ПВО£ торфянисто-подзолисто-глееватой почв. Рис. 2а.
Поглощение сульфатов минеральными горизонтами палевоподзолистой почвы
3 -
£
2 1
О [¡г -1 -2 -3 -4
♦ ^
п а
? .......
л □
♦д
♦ а а
$ $
0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75
Концентрация сульфатов, ммоль экв/л
♦ АЕ
□ Е
ДМВО
Рис. 26.
Поглощение сульфатов минеральными горизонтами торфянисто-подзолисто-глаеватой почвы
! 'а
2 1,5 1
0,5
И о « 2
| I -0,5
I "1
С -1,5
♦ ♦ * & Ж й 1 Ж ж й □ а
□ п
0,5 0,75 1 1,25 1.5 1,75
Концентрация сульфатов, ммоль экв/л
ОЕ
Д Есп
ж ПВО
Минеральные горизонты поглощают сульфат-ион, начиная с концентрации 0,25 ммоль экв/л в палевоподзолистой почве и 0,25-0,5 ммоль экв/л - в торфянисто-подзолисто-глееватой почве. До области наиболее высоких равновесных концентраций кривые поглощения имеют близкую к Ь-форму и соответственно - условно могут быть описаны уравнением Ленгмюра. В области более высоких равновесных концентраций на кривых поглощения появляется еще один участок с ббльшим углом наклона
В той части изотермы адсорбции, которая имеет близкую к Ь форму, во всем диапазоне равновесных концентраций горизонты АЕ и Е палевоподзолистой почвы поглощают больше сульфатов, чем горизонты Ел, и Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, несмотря на то, что последняя имеет более кислую реакцию и более тяжелый гранулометрический состав, и оба указанных фактора при прочих равных условиях должны способствовать поглощению сульфатов. Выявленные различия связаны, прежде всего, с более высоким содержанием оксалатнорастворимых Ре и А1 в палевоподзолистой
почве по сравнению с соответствующими горизонтами торфянисто-подзолисто-глееватой почвы.
Во всех минеральных горизонтах обеих почв наиболее пологая, почти горизонтальная часть кривых поглощения приходится на диапазон равновесных концентраций 0,7-1,0 ммоль экв/л. Поэтому при сравнительном анализе количества сульфатов, поглощенных разными горизонтами, были выбраны величины, соответствующие именно этому интервалу концентраций. Из рисунка 2 (а,б) видно, что в обеих почвах минимальной способностью к поглощению сульфатов обладают подзолистые горизонты Е - 0,6-0,9 и 0,1 ммоль экв/кг в палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почвах соответственно. Эта величина возрастает в горизонте АЕ палевоподзолистой почвы до 1,0-1,3 ммоль экв /кг - параллельно с увеличением содержания оксалатнорастворимого Ре и до 0,8 ммоль экв /кг в горизонте Ец, торфянисто-подзолисто-глееватой почвы - параллельно увеличению содержания оксалатнорастворимого А1.
В обеих почвах горизонт подстилающей породы также поглощает больше сульфатов, чем подзолистый горизонт за счет более тяжелого гранулометрического состава. В торфянисто-подзолисто-глееватой почве повышенной способностью к поглощению сульфатов обладает конкреционный горизонт (0,8 ммоль экв/кг), который отличается относительно высоким содержанием оксалатнорастворимого Ре.
Таким образом, основным фактором, способствующим поглощению сульфатов, является содержание в исследованных почвах оксалатнорастворимых соединений Ре и А1. Оксалатнорастворимое Ре в почвах на рыхлых четвертичных отложениях представлено преимущественно тонкодисперсным гетитом и ферригидритом в виде самостоятельных фаз, и на поверхности частиц этих минералов происходит поглощение сульфат-иона с образованием внешне- и внутрисферных комплексов (Бров^о, 1989, Ез5Ш£Яоп, 2004).
Вопрос о составе соединений оксалатнорастворимого А1 менее ясен, но как отмечалось выше, в вытяжке Тамма частично растворяются прослойки гидроксида А1 почвенных хлоритов и алюмоорганические комплексы, некоторая часть А1 может переходить также из кристаллических решеток других глинистых минералов и алюмосиликатов других подклассов.
На основании данных по минералогическому составу тонких фракций и по содержанию оксалатнорастворимого А1 можно заключить, что поглощение сульфат-иона осуществляется преимущественно на боковых сколах почвенных хлоритов, каолинита и диоктаэдрических иллитов. Не исключена также возможность частичного замещения сульфат-ионом органических лигандов в нерастворимых алюмоорганических комплексах, особенно в гумусово-аккумулятивных горизонтах. В торфянисто-подзолисто-глееватых
почвах, имеющих более кислую реакцию среды, возможно также образование гидроксосульфатов А1 типа джурбанита.
Из рассмотренных материалов следует, что развитие пироморфизма вызывает снижение способности к поглощению сульфатов в горизонтах Е,(, и Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы по сравнению с горизонтами АЕ и Е палевоподзолистой почвы за счет развития процессов оглеения и выноса Ре. Вместе с тем, в условиях гидроморфизма формируются торфянистый органогенный горизонт и элювиальный по илу конкреционный горизонт, которые имеют повышенную способность к поглощению сульфатов.
4.2.3. Поглощение сульфатов различными гранулометрическими фракциями
Поглощение сульфатов из растворов №2504 семи-восьми разных концентраций оценивали на образцах фракций > 5 мкм и выборочно - на образцах илистой и тонкопылеватой фракций, выделенных из минеральных горизонтов исследованных почв (рис. 3 а,б,в).
При нулевой концентрации из всех фракций осуществляется десорбция сульфатов. При этом максимальное количество сульфатов десорбируется из илистой фракции горизонтов Е и Еш торфянисто-подзолисто-глееватой почвы. Обогащению тонких фракций из этих горизонтов сульфат-ионом в природных условиях способствует, прежде всего, сильно кислая реакция среды и высокое содержание оксалатнорастворимого А1 в составе тонкодисперсных фракций (табл. 4). Вероятно, десорбируемые сульфаты представлены преимущественно наименее прочными внешнесферными комплексами на боковых сколах частиц почвенных хлоритов и каолинита.
Кривые поглощения сульфат-иона разными гранулометрическими фракциями имеют разную форму (рис.3 а,б,в).
Рис. За
о о 'В
Поглощение сульфатов крупной фракцией (> 5 мкм) из минеральных горизонтов торфянисто-подэолисто-глееватой и палевоподзолистой почв
........ ............. ...... б.........."'
I*
I -I ■
§ в * I
□ Д
0.5
1,5
Концентрация сульфатов, ммоль эка/л
♦ еш
□ Е
д Есп
ХИВЭд
ЖАЕ
ОЕ
+ НВО
Кривые поглощения частицами > 5 мкм напоминает таковую для почвы в целом и характеризуется близкой к Ь-формой до области наиболее высоких концентраций. Эта
часть кривой может быть формально описана уравнением Ленгмюра; величины «максимальной адсорбции», т.е. наиболее вылоложенный участок кривой, приходится на область равновесных концентраций около 1,0 ммоль экв /л, так же, как и в почве в целом. В области максимальных концентраций, где начинается часть кривой с бблыпим углом наклона, очевидно, происходит поглощение сульфатов или на других типах сорбционных центров, или с помощью другого механизма.
Рис. 36.
О S ё s l.
о о м
с; н *
Рис. Зв.
Поглощение сульфатов пылеватой фракцией (1-5 мкм) из минеральных горизонтов торфянисто-лодзолисто-глееватой и лалевоподзолистой почв
0,25 0,5
0,75
1,25 1,5
Концентрация сульфатов, ммоль экв/л
♦ Eih DE Д Ecn XIIBDg ХАЕ ОЕ +IIBD
Поглощение сульфатов илистой фракцией (< 1 мкм) из минеральных горизонтов торфянисто-лодзолистсыпееватой и лалевоподзолистой почв
10 ■
-5
-10 -|
-15 J
* ¥
0,25
0,5
0,75
1,25
1,5
1/5
Концентрация сульфатов, ммоль экв/л
♦ Eih
ГЛЕ
АЕсп
XIIBDg
ЖАЕ
• Е
+ IIBD
Кривые поглощения сульфатов илистой и тонкопылеватой фракциями имеет. форму, близкую к прямолинейной. Возможно, что для исследованных почв прямолинейная форма изотермы соответствует первому участку L-изотермы, но для подтверждения этого предположения и получения более полной картины было необходимо получать изотермы адсорбции для более широкого диапазона равновесных концентраций. Аналогичную закономерность при низких равновесных концентрациях сульфатов для почв в целом, но тяжелого гранулометрического состава и с высоким содержанием несиликатного Fe, наблюдал Rose (1998).
Из представленного материала можно сделать вывод, что закономерности поглощения сульфатов минеральными горизонтами исследованных почв в зависимости от
равновесных концентраций определяются преимущественно поглощением сульфатов преобладающей в гранулометрическом составе почв фракцией > 5 мкм. Об этом свидетельствует сходство формы кривых поглощения и приуроченность «максимальной адсорбции» к одному и тому же диапазону равновесных концентраций в почве и во фракции > 5 мкм. ' 1
Количественно оценить в процентах вклад крупных и тонких фракций в поглощении сульфатов почвой в целом не представляется возможным, поскольку в большинстве минеральных горизонтов обеих почв суммарное количество поглощенных сульфатов во фракциях с учетом их содержания превысило количество сульфатов, поглощенных почвой целом. Это обстоятельство можно объяснить изменением поверхностных свойств фракций в ходе их выделения.
4.2.5. Факторы, определяющие количество сульфатов, поглощенных почвами и
фракциями
Из материала, рассмотренного в разделах 4.2.1-4.2.4, можно заключить, что основным фактором, определяющим количество сульфатов, поглощенных минеральными горизонтами почв и отдельными гранулометрическими фракциями, является содержание оксалатнорастворимых Ре и А1. Для подтверждения этого вывода был проведен корреляционный анализ между указанными показателями. Корреляцию оценивали раздельно для количества сульфатов, поглощенных при равновесных концентрациях около 0,25 ммоль экв/л (начальная часть изотермы), около 1,0 ммоль экв/л (наиболее выположенный участок изотермы, условно - «максимальная адсорбция») и около 1,5 ммоль экв/л (второй подъем на кривых поглощения). В результате проведенного анализа выявлена достоверная высокая прямая линейная корреляция между количеством поглощенных сульфатов и суммарным содержанием оксалатнорастворимых Ре и А1 только для значений равновесных концентраций около 1,0 ммоль экв /л (рис. 4 а,б).
Рис. 4а.
Зависимость количества поглощенных сульфатов от суммарного содержания оксалатнорастворимых Ре и А1 в почве и во фракциях в папевоподзолистой почве при равновесной концентрации 1 ммоль экв/л
0 -,-1-,-1---1—--
0 0,05 0,1 0.15 0,2 0.25 0,3
Ре +А1 в вытяжке Тамма,моль/кг
Рис. 46.
0,25
Коэффициенты корреляции в этом случае оказались значимыми при Р = 0,999 и равными 0,89 и 0,97 в палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почвах соответственно. При низких и самых высоких равновесных концентрациях сульфатов в растворе никаких достоверных зависимостей обнаружено не было. Этот факт косвенно подтверждает высказанное предположение, что при равновесных концентрациях выше 1,5 - 1,75 ммоль экв/л начинается поглощение сульфатов по механизму, отличному от адсорбции на поверхностях частиц гидроксидов Ре и А1.
4.3. Буферность исследованных почв к азотной и серной кислотам Анализ данных непрырывного потенциометрического титрования (НПТ) для обоих исследованных профилей (таблицы 5,6,7,8) как азотной, так и серной кислотами подтверждает две известные закономерности: значительное снижение буферное™ к кислоте при переходе от органогенных горизонтов к минеральным и увеличение буферное™ по интервалам значений рН по мере его снижения. Последняя закономерность объясняется двумя причинами: а) в процессе НПТ равновесие в определенном интервале значений рН по ряду буферных компонентов не успевает установиться, и поэтому многие буферные реакции продолжаются при более низких значениях рН; б) растворимость минеральных соединений и диссоциация большинства органо-минеральных комплексов возрастают по мере снижения рН. Обе эти реакции осуществляются с участием протона и являются буферными.
Результаты НПТ азотной кислотой (табл. 5. 6). Обращает на себя внимание значительно более высокие значения буферности к кислоте, как общей, так и по отдельным интервалам значений рН, в органогенных горизонтах и горизонте АЕ палевоподзолистой почвы по сравнению с органогенными горизонтами и горизонтом Еп, торфянисто-подзолисто-глееватой почвы.
Зависимость количества поглощенных сульфатов от суммарного содержания оксалатнорастворимых Ре и А1 в почве и во фракциях в тор фян и сто-под зол исто-гл девятой почве при равновесной концентрации 1 ммоль экв/л
0 0,05 0,1 0,15 0,2
Ре+А! в вытяжке Тамма, моль/кг
Таблица 5. Значения рН начальной точки титрования (НТТ) и буферность к азотной кислоте водной суспензии палевоподзолистой почвы, ммоль экв/кг (средние значения из трех повторностей ± доверительный интервал при Р = 0,95; в скобках указан процент
Гори зонт рН НТТ £ Интервалы значений рН
3,0-3,5 3,540 4,0-4,5 4,5-5,0 5,0-5,5 5,5-6,0
Ь 5,8 473±0,9 163,0±0,3 (34) 116,3±0,3 (25) 86,0*13(18) 50,7*0,8(11) 38,0*0,9 (8) 19,0*0,9 (4)
Р 5,04 232*0,3 98,3*0,9 (42) 57,0±0,8 (25) 49,4*0,3 (21) 273*0,2 (12)
Н 5,37 П8,3±0,6 54,6*0,2 (46) 31,5±0,1 (27) 20,3*0,4 (17) 7,5*0,3 (6) 4,3*0,0 (4)
АЕ 4,90 57,3*0,3 29,2±0,3 (51) 14,8*0.2 (26) 9,3*0,2(16) 4,0*0,1 (7)
Е 4,89 9,3±0,1 4,4*0,1 (47) 2,6±0,0 (28) 1,6*0,0(17) 0,9») (8)
пвб 4,91 8,7±0,1 4,6*0,0 (53) 1,7*0,0 (20) 1,3*0,0(15) 1,1*0,0(13)
*) определение проводили в двух повторностях
Таблица 6. Значения рН НТТ и буферность к азотной кислоте водной суспензии торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, ммоль экв/кг
Гор из онт рН НТТ £ Интервалы значений рН
3,0-3,5 3,5-4,0 4,0-4,5 4,5-5,0 5.0-5,5 5,5-6,0
о 4,67 250,0 120,0*0,4 (48) 78,3*0,5(31) 51,0*0,1 (21)
т1 3,91 160,7*1,2 109,9*0,7(68) 50,8*1,0(32)
т2 3,89 136,3*0,7 96,0*0,1 (70) 40,3*0,6 (30)
Н 4,05 106,0*0,3 76,7*0,2 (72) 29,3*0,1 (28)
е;ь 3,78 7,4*0,1 6,3*0,1(85) 1,1*0,0(15)
е 4,30 8,2*0,0 5,1*0,0(62) 2,4*0,0 (29) 0,7*0,0 (9)
Есп 5,06 14,1*0,1 6,6*0,1 (47) 3,7*0,0 (26) 2,4*0,0(17) 1,5*0,0(10)
imdg 6,04 19,0*0,3 8,5*0,1(45) 4,9*0,1 (26) 2.4*0,0(13) 1,3*0,0(7) 1,0*0,0(5) 0,8*0,0 (4)
Ранее было показано, что основными буферными реакциями, протекающими при НПТ кислотой органогенных горизонтов лесных подзолистых и болотно-подзолистых почв, являются реакции вытеснения протоном обменных оснований при более высоких значениях рН и растворения солей сильных оснований с органическими анионами, в частности - оксалатов Са при более низких значениях рН (Иванова и др., 1998; Шамрикова, 2001).
Органогенные горизонты палевоподзолистой почвы характеризуются значительно более высокой зольностью и более высоким содержанием обменных К, Са и Мя по сравнению с соответствующими горизонтами торфянисто-подзолисто-глееватой почвы (Регуляторная роль..., 2002). Поэтому в органогенных горизонтах палевоподзолистых почв наблюдаются более высокие значения рН НТТ и ббльшие значения буферности к кислоте, чем в органогенных горизонтах торфянисто-подзолисто-глееватой почвы.
Буферность к кислоте водных суспензий горизонтов Е в обеих исследованных почвах измеряется близкими величинами, несмотря на несколько более высокие значения рН НТТ в палевоподзолистой почве по сравнению с торфянисто-подзолисто-глееватой. Предыдущими исследованиями показано, что в процессе НПТ подзолистых горизонтов в раствор переходит некоторое количество А1, что может быть связано с частичным растворением наиболее тонкодисперсных аморфных соединений А1 и прослоек
гидроксида А1 в минералах группы почвенных хлоритов. Кроме того, значительная доля протонов при НПТ расходуется на реакции протонирования зависимых от рН сорбционных центров и некоторое количество - на вытеснение обменных оснований (Иванова и др., 1998; Шамрикова, 2001).
Рассматривая с этой точки зрения полученные результаты, можно заключить, что в горизонте Е палевоподзолистой почвы несколько бблыпую роль играют буферные реакции вытеснения обменных оснований и протонирование гидроксильных групп на минералах гидроксидов Ре за счет более высокого содержания этих компонентов. В торфянисто-подзолисто-глееватой почве относительно ббльшее значение в формировании буферности к кислоте могут играть реакции протонирования гидроксильных групп на боковых сколах глинистых кристаллитов, прежде всего, каолинита. Заметное увеличение буферности также по всем интервалам значений рН в горизонте 11ЕШе этой почвы происходит благодаря повышению роли реакции вытеснения обменных оснований.
Результаты НПТ серной кислотой (табл. 7. 8). При анализе результатов НПТ водных суспензий почв серной кислотой выявляются те же общие закономерности, что и при титровании азотной кислотой - резкое снижение буферности в минеральных горизонтах по сравнению с органогенными и повышение буферности по мере снижения рН и более низкие значения буферности в органогенных горизонтах торфянисто-подзолисто-глееватой почвы по сравнению с органогенными горизонтами палевоподзолистой почвы.
Таблица 7. Значения рН НТТ и буферность к серной кислоте водной суспензии палевоподзолистой почвы, ммоль экв/кг_
Горизо нт рННТТ £ Интервалы значений рН
3,0-3,5 3,5-4,0 4,0-4,5 4,5-5,0 5,0-5,5 5,5-6,0
1 5,97 624,3±6,3 211,3±2,0 (34) 149,3±1,2(24) 104,7±0,9 (17) 65,0±0,3 (10) 65,0±3,0 (10) 29,0±1,0 (5)
г 4,89 247,0±1.4 109,7±1,0 (45) 75,3±0,3 (31) 45,0*0,4(18) 17,0±0,2 (6)
н 5,68 294,7±1.8 150,7±0,7(51) 77,3±1,3 (26) 40,7±0,8 (14) 21,3±0,3(7) 4,7±0,0 (2)
Е 4,97 14,1±0,0 6,5±0,0(46) 3,Ш,0 (26) 2,0±0,0(14) 2,0±0,0 (14)
ПЕШ 4,91 12,6±0,1 5,5±0,0 (44) 3,6±0,1 (28) 2,1±0,0(17) 1,4±0,1 (11)
Таблица 8. Значения рН НТТ и буферность к серной кислоте водной суспензии торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, ммоль экв/кг_
Гориз онт рН НТТ X Интервалы значений рН
3,0-3,5 3,5-4,0 4,0-4,5 4,5-5,0 5,0-5,5 5,5-6,0
О 4,63 201,3±1, 84,6±0,3 (42) 55,7±0,5 (28) 61,0=0,7 (30)
Т1 3,98 81,3±и 56,0±0,9 (69) 25,3±0,2(31)
Т2 3,56 36,5±0,4 36,5±0,4 (100)
Н 3,76 67,8±0,1 53,3±0,4 (79) 14,5±0,31 (21)
Е» 3,78 18,2±0,1 15,2±0,2 (84) 3,0±0,0(16)
Е 3,65 8,9±0,0 8,9±0,0(100)
Есп 5,08 18,6±0,0 9,7±0,0 (52) 4,7±0,0 (25) 2,2±0,0(12) 2,0±0,0 (11) _
нво8 6,04 27,0±0,1 12,4±0,0 (46) 6,9±0,0 (26) 3,9±0,1 (14) 1,8±0,0 (7) 1,5±0,0 (5) 0,5±0,0 (2)
Вместе с тем, в обоих профилях наблюдаются отчетливые различия в буферных характеристиках при титровании разными кислотами.
В органогенных горизонтах палевоподзолистой почвы буферность к серной кислоте оказалась достоверно выше, чем к азотной, в торфянисто-подзолисто-глееватой почве наблюдалась обратная картина — во всех органогенных горизонтах буферность к азотной кислоте оказалась в 1,5-2 раза выше, чем к серной. Причины этих различий, вероятно, связаны со спецификой взаимодействия серной и азотной кислот с органическим веществом, образованным из растительного материала разного состава.
Во всех минеральных горизонтах обоих исследованных почвенных профилей буферность к серной кислоте оказалась достоверно выше, чем буферность к азотной кислоте, что объясняется процессом поглощения сульфатов по типу лигандного обмена с освобождением в раствор гидроксильных групп с поверхностей частиц гидроксидов Ре и А1 и с боковых сколов глинистых кристаллитов.
ВЫВОДЫ
1. Поглощение сульфатов органогенными горизонтами начинается с равновесных концентраций 0,25-0,5 ммоль экв/л. В обеих почвах для всех подгоризонтов подстилки кривые поглощения имеют близкую к Ь-форму и формально могут быть описаны уравнением Ленгмюра. Величина максимальной адсорбции по отдельным подгоризонтам подстилки варьирует в пределах 5-15 и 15-25 ммоль экв/кг соответственно в палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почвах. Выявленные различия между органогенными горизонтами двух почв отчасти связаны с более низкими значениями рН в торфянисто-подзолисто-глееватой почве, а отчасти - с разным составом и строением растительных остатков и продуктов их разложения в органогенных горизонтах двух почв.
2. Минеральные горизонты поглощают сульфат-ион, начиная с концентрации 0,25 ммоль экв/л в палевоподзолистой почве и 0,25-0,5 ммоль экв/л - в торфянисто-подзолисто-глееватой почве. До области наиболее высоких равновесных концентраций кривые поглощения в большинстве образцов имеют близкую к Ь-форму. В области более высоких равновесных концентраций на кривых поглощения появляется еще один участок с бблыпим углом наклона.
3. В органогенной толще палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв содержание оксалатнорастворимого Ре возрастает по мере увеличения степени разложенности органического вещества. В гумусово-аккумулятивных горизонтах содержание оксалатнорастворимого Ре в палевоподзолистых почвах в 6 раз выше, а в подзолистых горизонтах — почти в 3 раза выше, чем в соответствующих горизонтах торфянисто-подзолисто-глееватой почвы. В торфянисто-подзолисто-глееватой почве
увеличение содержания оксалатнорастворимого Бе наблюдается в конкреционном горизонте. В обеих почвах этот показатель во фракциях ила и тонкой пыли в 3-4 раза выше, чем в крупных фракциях. В палевоподзолистых почвах основная часть оксалатнорастворимого Ре приходится на крупные фракции за счет их высокого содержания, в торфянисто-подзолисто-глееватой почве этот показатель более равномерно распределен по гранулометрическим фракциям.
4. Содержание оксалатнорастворимого А1 в почве в целом в минеральных горизонтах слабо дифференцировано по профилю и измеряется близкими величинами в обеих почвах. В илистой фракции этот показатель возрастает в 3-10 раз по сравнению с почвой и с крупными фракциями, причем наблюдается отчетливый максимум в горизонтах Е, что можно объяснить растворением в этих горизонтах прослоек гидроксида А1 в почвенных хлоритах. За счет легкого гранулометрического состава в гумусово-аккумулятивном и подзолистом горизонтах основной вклад в общее содержание оксалатнорастворимого А1 в почве принадлежит крупных фракциям, в то время как в более тяжелых нижележащих горизонтах возрастает вклад тонких фракций.
5. Развитие гидроморфизма вызывает снижение способности к поглощению сульфатов в горизонтах Еа и Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы по сравнению с горизонтами АЕ и Е палевоподзолистой почвы за счет развития процессов оглеения. Вместе с тем, в условиях гидроморфизма торфянистый органогенный горизонт и элювиальный по илу конкреционный горизонт характеризуются повышенной способностью к поглощению сульфатов.
6. Выявлена высокая прямая линейная корреляция между количеством сульфатов, поглощенных минеральными горизонтами и отдельными гранулометрическими фракциями, и суммарным содержанием оксалатнорастворимых Ре и А1 для значений равновесных концентраций сульфатов около 1,0 ммоль экв/л. При низких и самых высоких равновесных концентрациях сульфатов в растворе достоверных зависимостей обнаружено не было. Этот факт можно объяснить тем, что при равновесных концентрациях выше 1,5-1,75 ммоль-экв/л начинается поглощение сульфатов по механизму, отличному от адсорбции на поверхностях частиц гидроксидов Ре и А1.
7. В минеральных горизонтах обеих почв буферность к серной кислоте достоверно выше, чем к азотной, что объясняется процессом поглощения сульфатов по типу лигандного обмена с освобождением в раствор гидроксильных групп с поверхностей частиц гидроксидов Ре и А1 и с боковых сколов глинистых кристаллитов.
ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ
1. Алексеева С.А. Буферность к кислоте элювиальных горизонтов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы и выделенных из нее гранулометрических фракций. // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2003», МГУ им. М.В.Ломоносова. Сборник тезисов.
2. Алексеева С.А., Дронова Т.Я., Ладонин Д.В., Соколова Т.А. Буферность к кислоте элювиальных горизонтов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы и выделенных из нее гранулометрических фракций. // Вестник МГУ, серия 17. Почвоведение. 2003. № 2. С. 20-25.
3. Алексеева С.А., Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Роль гранулометрических фракций в создание буферности к кислоте элювиальных горизонтов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы. // Современные проблемы загрязнения почв. Международная конференция. Сборник тезисов. Москва, 24-28 мая 2004 г.
4. Алексеева С.А., Дронова Т.Я., Соколова Т.А. Роль отдельных гранулометрических фракций в формировании буферности к кислоте элювиальных горизонтов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы. // Почвоведение. 2005. № ц. С. 1323-1332.
5. Алексеева С.А. Сорбция сульфат-иона подзолистыми почвами разной степени гидроморфизма. // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006», МГУ им. М.В.Ломоносова. Сборник тезисов.
Отпечатано в учебной типографии философского факультета Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, 1-й корпус гуманитарных факультетов Тираж 100 экз. Подписано в печать 08.11. 2006
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Алексеева, Светлана Александровна
ВВЕДЕНИЕ.4
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Общие сведения о соединениях серы в незагрязненных почвах гумидных ландшафтов.6
1.2. Трансформация соединений серы в почвах с участием биоты.9
1.3. Биогеохимические особенности поведения серы в почвах гумидных ландшафтов, подверженных влиянию кислых осадков.16
1.4. Основные механизмы поглощения сульфат-ионов почвами.19
1.4.1. Факторы, влияющие на адсорбцию сульфатов почвами.24
1.4.2. Уравнения, применяемые для описания адсорбции сульфатов почвами и некоторые аспекты математического моделирования поведения сульфат-иона в системе твердая фаза почвы : раствор.32
Глава 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ПОЧВЫ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
Глава 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.54
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Свойства исследованных почв, влияющие на поглощение сульфатов.
4.1.1. Кислотность почв, содержание органического вещества и обменных катионов.58
4.1.2. Содержание и минералогический состав тонких фракций.61
4.1.3. Содержание оксалатнорастворимого Fe в почвах и в гранулометрических фракциях.65
4.1.4. Содержание оксалатнорастворимого А1 в почвах и в гранулометрических фракциях.73
4.2. Поглощение сульфатов исследованными почвами
4.2.1. Поглощение сульфатов органогенными горизонтами исследованных почв .77
4.2.2. Поглощение сульфатов минеральными горизонтами исследованных почв
4.2.3. Поглощение сульфатов различными гранулометрическими фракциями .88
4.2.4. Факторы, определяющие поглощение сульфатов почвами и гранулометрическими фракциями.94
4.3. Буферность исследованных почв к азотной и серной кислотам.
4.3.1. Буферность исследованных почв к азотной кислоте.96
4.3.2. Буферность исследованных почв к серной кислоте.100
Введение Диссертация по биологии, на тему "Поглощение сульфат-иона лесными почвами подзолистой зоны разной степени гидроморфизма"
Актуальность темы. Общие закономерности поглощения анионов почвами и отдельными почвенными компонентами исследованы значительно менее полно, чем механизмы поглощения катионов. Известно, что реакции поглощения сульфатов почвами оказывают большое влияние на сорбционные и электрохимические свойства почв, на кислотно-основную буферность почв и на процессы взаимодействия почв с кислыми осадками. Опубликованный к настоящему времени в отечественной и зарубежной литературе экспериментальный материал по проблеме поглощения почвами сульфатов относится преимущественно к иллювиалыю-железистым подзолам на легких породах. Почвы подзолистой зоны на суглинках и на двучленных отложениях в этом отношении исследованы недостаточно.
Цель работы - исследование возможных механизмов и количественная характеристика способности основных генетических горизонтов лесных подзолистых почв разной степени гидроморфизма к поглощению сульфатов и выявление основных факторов, определяющих количество сульфатов, поглощенных органогенными и минеральными горизонтами.
Задачи работы.
1. количественно охарактеризовать способность основных генетических горизонтов палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв к поглощению сульфат-иона;
2. оценить роль отдельных гранулометрических фракций и минералогического состава тонкодисперсных фракций в поглощении сульфатов минеральными горизонтами подзолистых и торфянисто-подзолисто-глееватых почв;
3. выявить роль несиликатных соединений Fe и AI в поглощении сульфатов почвами и фракциями;
4. оценить влияние степени разложения органического вещества на способность органогенных горизонтов палевоподзолистых и торфянисто-подзолисто-глееватых почв к поглощению сульфатов;
5. оценить влияние начальных стадий гидроморфизма на поглощение сульфатов почвами;
6. изучить влияние сульфатов на буферность почв по отношению к кислоте.
Научная новизна. Впервые исследована и количественно охарактеризована способность к поглощению сульфатов основных генетических горизонтов почв подзолистой зоны разной степени гидроморфизма и выделенных из них гранулометрических фракций. Установлено, что в минеральных горизонтах суммарное содержание оксалатнорастворимых Fe и А1 является основным фактором, определяющим количество сульфатов, поглощенных почвой и отдельными гранулометрическими фракциями. Показано, что поглощение сульфатов увеличивает буферность минеральных горизонтов почв к кислотам.
Практическая значимость работы. Полученные материалы можно использовать для прогноза изменения буферности к кислотам подзолистых и болотно-подзолистых почв под влиянием кислых осадков в районах их выпадения.
Полевой материал для проведения настоящего исследования был собран в 2003 году на территории Центрально-лесного государственного природного биосферного заповедника (ЦЛГПБЗ) в Тверской области. Автор признателен руководству ЦЛГПБЗ за предоставленную возможность сбора материала на территории заповедника.
Автор выражает сердечную благодарность своему научному руководителю - профессору, доктору биологических наук, Т.А.Соколовой за ценные советы, необходимые для написания диссертации, а также с.н.с. Т.Я.Дроновой, м.н.с. И.И.Толпешта и студентам Г.В.Шашковой, Н.Б.Кузнецову за помощь в получении фактического материала.
Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Алексеева, Светлана Александровна
выводы
1. Поглощение сульфатов органогенными горизонтами начинается с равновесных концентраций 0,25-0,5 ммоль экв/л. В обеих почвах для всех подгоризонтов подстилки кривые поглощения имеют близкую к L-форму и формально могут быть описаны уравнением Ленгмюра. Величина максимальной адсорбции по отдельным подгоризонтам подстилки варьирует в пределах 5-15 и 15-25 ммоль экв/кг соответственно в палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почвах. Выявленные различия между органогенными горизонтами двух почв отчасти связаны с более низкими значениями рН в торфянисто-подзолисто-глееватой почве, а отчасти - с разным составом и строением растительных остатков и продуктов их разложения в органогенных горизонтах двух почв.
2. Минеральные горизонты поглощают сульфат-ион, начиная с концентрации 0,25 ммоль экв/л в палевоподзолистой почве и 0,25-0,5 ммоль экв/л - в торфянисто-подзолисто-глееватой почве. До области наиболее высоких в условиях эксперимента равновесных концентраций кривые поглощения в большинстве образцов имеют близкую к L-форму. В области более высоких равновесных концентраций на кривых поглощения появляется еще один участок с большим углом наклона.
3. В органогенной толще палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв содержание оксалатнорастворимого Fe возрастает по мере увеличения степени разложенности органического вещества. В гумусово-аккумулятивных горизонтах содержание оксалатнорастворимого Fe в палевоподзолистых почвах в 6 раз выше, а в подзолистых горизонтах - почти в 3 раза выше, чем в соответствующих горизонтах торфянисто-подзолисто-глееватой почвы. В торфянисто-подзолисто-глееватой почве увеличение содержания оксалатнорастворимого Fe наблюдается в конкреционном горизонте. В обеих почвах этот показатель во фракциях ила и тонкой пыли в 34 раза выше, чем в крупных фракциях. В палевоподзолистых почвах основная
часть оксалатнорастворимого Fe приходится на крупные фракции за счет их высокого содержания, в торфянисто-подзолисто-глееватой почве этот показатель более равномерно распределен по гранулометрическим фракциям.
4. Содержание оксалатнорастворимого А1 в почве в целом в минеральных горизонтах слабо дифференцировано по профилю и измеряется близкими величинами в обеих почвах. В илистой фракции этот показатель возрастает в 310 раз по сравнению с почвой и с крупными фракциями, причем наблюдается отчетливый максимум в горизонтах Е, что можно объяснить растворением в этих горизонтах прослоек гидроксида А1 в почвенных хлоритах. За счет легкого гранулометрического состава в гумусово-аккумулятивном и подзолистом горизонтах основной вклад в общее содержание оксалатнорастворимого А1 в почве принадлежит крупных фракциям, в то время как в более тяжелых нижележащих горизонтах возрастает вклад тонких фракций.
5. Развитие гидроморфизма вызывает снижение способности к поглощению сульфатов в горизонтах Е,ь и Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы по сравнению с горизонтами АЕ и Е палевоподзолистой почвы за счет развития процессов оглеения. Вместе с тем, в условиях гидроморфизма торфянистый органогенный горизонт и элювиальный по илу конкреционный горизонт характеризуются повышенной способностью к поглощению сульфатов.
6. Выявлена высокая прямая линейная корреляция между количеством сульфатов, поглощенных минеральными горизонтами и отдельными гранулометрическими фракциями, и суммарным содержанием оксалатнорастворимых Fe и А1 для значений равновесных концентраций сульфатов около 1,0 ммоль экв/л. При низких и самых высоких в условиях эксперимента равновесных концентрациях сульфатов в растворе достоверных зависимостей обнаружено не было. Этот факт можно объяснить тем, что при равновесных концентрациях выше 1,5-1,75 ммоль экв/л начинается поглощение сульфатов по механизму, отличному от адсорбции на поверхностях частиц гидроксидов Fe и А1.
7. В минеральных горизонтах обеих почв буферность к серной кислоте достоверно выше, чем к азотной, что объясняется процессом поглощения сульфатов по типу лигандного обмена с освобождением в раствор гидроксильных групп с поверхностей частиц гидроксидов Fe и А1 и с боковых сколов глинистых кристаллитов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для основных генетических горизонтов палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почв изучены свойства, которые, по литературным данным, оказывают наибольшее влияние на поглощение сульфатов, и получены количественные характеристики способности этих горизонтов поглощать сульфат-ион. На основе анализа литературы высказано мнение о возможных реакциях и механизмах поглощения сульфатов различными генетическими горизонтами исследованных почв.
Палевоподзолистая и торфянисто-подзолисто-глееватая почва характеризуются соответственно кислой и сильно кислой реакцией среды; содержание гумуса повышено в гумусово-аккумулятивном горизонте АЕ палевоподзолистой почвы и в гумусово-элювиальном горизонте Eih торфянисто-подзолисто-глееватой почвы.
Содержание оксалатнорастворимого Fe в органогенной толще в обеих почвах возрастает по мере увеличения степени разложенности органического вещества. В гумусово-аккумулятивных горизонтах этот показатель в палевоподзолистых почвах в 6 раз выше, а в подзолистых горизонтах - почти в 3 раза выше, чем в торфянисто-подзолисто-глееватой вследствие менее кислой реакции среды и лучшего дренажа; в торфянисто-подзолисто-глееватой почве существенное повышение содержания оксалатнорастворимого Fe наблюдается в конкреционном горизонте. В обеих почвах этот показатель во фракциях ила и тонкой пыли в 3-4 раза выше, чем в крупных фракциях. В пересчете на почву в целом в палевоподзолистых почвах основная часть оксалатнорастворимого Fe приходится на крупные фракции за счет их высокого содержания; в торфянисто-подзолисто-глееватой почве оксалатнорастворимое Fe более равномерно распределено по гранулометрическим фракциям.
Содержание оксалатнорастворимого А1 в почве в целом в минеральных горизонтах примерно одинаково в обеих почвах и слабо дифференцировано по профилю. В илистой фракции этот показатель возрастает в 3-10 раз по сравнению с почвой и с крупными фракциями, причем наблюдается отчетливый максимум в горизонтах Е, что можно объяснить присутствием в этих горизонтах в составе тонких фракций почвенных хлоритов наиболее продвинутой стадии хлоритизации. За счет легкого гранулометрического состава в гумусово-аккумулятивном и подзолистом горизонтах основной вклад в общее содержание оксалатнорастворимого А1 в почве принадлежит крупным фракциям, в то время как в более тяжелых нижележащих горизонтах возрастает вклад тонких фракций.
Поглощение сульфатов органогенными горизонтами начинается с равновесных концентраций 0,25-0,5 ммоль экв/л. В обеих почвах для всех подгоризонтов подстилки кривые поглощения имеют близкую к L-форму и могут быть условно описаны уравнением Ленгмюра. Величина максимальной адсорбции по отдельным подгоризонтам подстилки варьирует в пределах 5-15 и 15-25 ммоль экв/кг соответственно в палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почвах. Выявленные различия между органогенными горизонтами двух почв отчасти могут быть связаны с более низкими значениями рН в торфянисто-подзолисто-глееватой почве, а отчасти - с разным составом и строением растительных остатков и продуктов их разложения в органогенных горизонтах двух почв. Между отдельными подгоризонтами лесной подстилки наблюдается определенная дифференциация по величине максимальной адсорбции - наименьшие ее значения наблюдаются в горизонте Н обеих почв. Эту особенность можно объяснить конкуренцией между сульфатами и анионами органических кислот в горизонтах Н и (в палевоподзолистой почве) возможностью поглощения сульфатов в виде ионной пары CaS04° и образованием гипса в вышележащих горизонтах, обогащенных Са.
Минеральные горизонты поглощают сульфат-ион, начиная с концентрации 0,25 ммоль экв/л в палевоподзолистой почве и 0,25-0,5 ммоль экв/л - в торфянисто-подзолисто-глееватой почве. До области наиболее высоких равновесных концентраций кривые поглощения имеют близкую к Lформу и соответственно - условно могут быть описаны уравнением Ленгмюра. В области более высоких равновесных концентраций на кривых поглощения появляется еще один участок с большим углом наклона.
В той части изотермы адсорбции, которая описывается уравнением Ленгмюра, во всем диапазоне равновесных концентраций гумусово-аккумулятивный и подзолистый горизонты палевоподзолистой почвы поглощают больше сульфатов, чем горизонты торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, несмотря на то, что последняя имеет более кислую реакцию среды и более тяжелый гранулометрический состав, и оба указанных фактора при прочих равных условиях должны способствовать поглощению сульфатов. Выявленные различия связаны, прежде всего, с более высоким содержанием оксалатнорастворимого Fe и А1 в палевоподзолистой почве по сравнению с соответствующими горизонтами торфянисто-подзолисто-глееватой почвы. Предполагается, что поглощение сульфат-иона осуществляется с образованием внешне- и внутрисферных комплексов на поверхностях частиц гидроксидов Fe, на боковых сколах почвенных хлоритов, каолинита и диоктаэдрических иллитов. Не исключена также возможность частичного замещения сульфат-ионом органических лигандов в нерастворимых алюмоорганических комплексах, особенно в гумусово-аккумулятивных горизонтах. В торфянисто-подзолисто-глееватых почвах, имеющих более кислую реакцию среды, возможно также образование гидроксосульфатов А1, типа джурбанита.
Развитие гидроморфизма в почвах подзолистой зоны вызывает в целом снижение способности к поглощению сульфатов в гумусово-элювиальном и подзолистом горизонтах. Вместе с тем, развитие гидроморфизма сопровождается формированием в почвенном профиле хорошо выраженного элювиального по илу конкреционного горизонта, который характеризуется повышенной способностью к поглощению сульфатов.
Были рассчитаны парные корреляции между количеством сульфатов, поглощенных образцами минеральными горизонтами почв и отдельными гранулометрическими фракциями при равновесных концентрациях около 0,25 ммоль экв/л (начальная часть изотермы), около 1,0 ммоль экв/л (наиболее выположенный участок изотермы, условно - «максимальная адсорбция») и около 1,5 ммоль экв/л (второй подъем на кривой поглощения). В результате проведенного анализа выявлена высокая прямая линейная корреляция между количеством поглощенных сульфатов минеральными горизонтами и суммарным содержанием оксалатнорастворимых Fe и А1 только для значений равновесных концентраций около 1,0 ммоль экв/л. Коэффициенты корреляции в этом случае оказались значимыми при Р = 0,999 и равными 0,89 и 0,97 в палевоподзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почвах соответственно. При низких и самых высоких равновесных концентрациях сульфатов в растворе достоверных зависимостей обнаружено не было. Этот факт косвенно подтверждает предположение, что при равновесных концентрациях выше 1,51,75 ммоль экв/л начинается поглощение сульфатов по механизму, отличному от адсорбции на поверхностях частиц гидроксидов Fe и А1.
Установлено, что в минеральных горизонтах обеих почв буферность к серной кислоте достоверно выше, чем к азотной, что объясняется процессом поглощения сульфатов по типу лигандного обмена с освобождением в раствор гидроксильных групп с поверхностей частиц гидроксидов Fe и А1 и с боковых сколов глинистых кристаллитов. Буферность органогенных горизонтов к серной кислоте в палевоподзолистой почве оказалась выше, а в торфянисто-подзолисто-глееватой почве - ниже, чем к азотной по невыясненным пока причинам.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Алексеева, Светлана Александровна, Москва
1. Абрамова Л.И., Уланова Н.Г. Парцеллярное сложение основных типов ельников в условиях Центрально-лесного государственного заповедника // Генезис и экология почв Центрально-лесного государственного заповедника. М.: Наука, 1979. С. 149-171.
2. Агроклиматический справочник по Калининской области. Калинин,1958.
3. Айдинян Р.Х. Извлечение ила из почв: Краткая инструкция. М.: Гипроводхоз, 1960. Юс.
4. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: МГУ, 1970. 487 с.
5. Афанасьев Я.Н. Из области анаэробных и болотистых процессов // Почвоведение. 1930. № 6. С. 5-54.
6. Базовые шкалы свойств морфологических элементов почв. М.: ВАСХНИЛ, 1982. 56 с.
7. Вызова Е.В. Сравнительное химико-минералогическое изучение подзолистых почв, подбуров и буроземов (на примере почв Сихотэ-Алинского заповедника). Дис. канд. биол. н. М.: МГУ, 1988. 159 с.
8. Васенев И.И., Таргульян В.О. Ветровал и таежное почвообразование. М.: Наука, 1995.247 с.
9. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М.: Почвенный институт им. В.В.Докучаева РАСХН, 1998.216 с.
10. Водяницкий Ю.Н. О растворимости реактивом Тамма железистых минералов//Почвоведение. 2001. № 10. С. 1217-1229.
11. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. МГУ, 1998. 271 с.
12. Воробьева Л.А., Авдонькин А.А. Зависимость потенциальной кислотности от рН // Вестник МГУ, серия Почвоведение. 2003. № 1. С. 3-7.
13. Воскресенский С.С. Геоморфология СССР. М.: Высшая школа, 1968.
14. Герасимов И.П. Геоморфологические наблюдения в Центрально-лесном заповеднике. Рукопись. Архив ЦЛГБЗ, 1939.
15. Гончарук Н.Ю. Почвенный покров Центрально-лесного государственного биосферного заповедника. Дис. канд. биол. н. М.: МГУ, 1995. 203 с.
16. Горбунов Н.И., Цюрупа И.Г. К вопросу о неравномерной концентрации растворов // Почвоведение. 1947. № 3.
17. Градусов Б.П. Минералы со смешаннослойной структурой в почвах. М.:Наука, 1976. 128 с.
18. Григорьева Е.Е. Минералы группы почвенных хлоритов в почвах нечерноземной зоны и их влияние на почвенные свойства. Дис. канд. биол. н. М.: МГУ, 1984. 154 с.
19. Дараган АЛО. О микробиологии глеевого процесса // Почвоведение. 1967. №2. С. 90-99.
20. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-воМГУ, 1995.320 с.
21. Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло. Кислотные дожди и окружающая среда. М.: Химия, 1991. 144 с.
22. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация заболоченных почв Нечернозёмной зоны РСФСР. М.: Колос, 1981, 168 с.
23. Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. М.: МГУ, 1998.316 с.
24. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 445 с.
25. Зонн С.В. Железо в почвах. М: Наука, 1982. 208 с.
26. Зонн С.В., Травлеев А.П. Алюминий. Роль в почвообразовании и влияние на растения. Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1992. 224 с.
27. Иванов А.Ф. Рост древесных растений и кислотность почв. Минск, 1970.216 с.
28. Иванова С.Е., Соколова Т.А. О способах представления данных, воспроизводимости и информативности результатов непрерывного потенциометрического титрования // Вестник МГУ. Серия Почвоведение. 1998. №4. С. 16-22.
29. Карпачевский Л.О., Строганова М.Н. Почвы Центрально-лесного заповедника и их экологическая оценка // Динамика, структура почв и современные почвенные процессы. М., 1987. С. 10-30.
30. Кауричев И.С., Иванова Т.Н., Ноздрунова Е.М. О содержании низкомолекулярных органических кислот в хвое и листьях некоторых древесных пород // Докл. ТСХА. 1963 а. Вып. 94. С. 311-316.
31. Кауричев И.С., Иванова Т.Н., Ноздрунова Е.М. О содержании низкомолекулярных органических кислот в составе водорастворимого органического вещества почв // Почвоведение. 1963 б. № 3. С. 27-35.
32. Кауричев И.С., Ноздрунова Е.М. Общие черты генезиса почв временного избыточного увлажнения // Новое в теории оподзоливания и осолодения почв. М.: Наука, 1964. С. 45-61.
33. Кирюшин А.В., Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Минералогический состав тонкодисперсных фракций подзолистых и торфянисто-подзолисто-глееватых почв на двучленных отложениях Центрального Лесного заповедника //Почвоведение. 2002. № 11. С. 1359-1370.
34. Кислотные осадки и лесные почвы / Под ред. Никонова В.В., Копцик Г.Н. Апатиты, 1999. 320 с.
35. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бирина А.Г. Изменение глинистого материала при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца // Почвоведение. 1972. № 1. С. 107-114.
36. Лопухина О.В., Власова А.А. Сравнительная оценка некоторых методов определения сульфат-ионов в водных вытяжках из почв // Агрохимия. 1995. №9. С. 120-122.
37. Макаров М.И., Недбаев Н.П., Окунева P.M. Адсорбция сульфатов лесными почвами при антропогенном подкислении. // Вестник МГУ. Серия Почвоведение. 1995. № 1. С. 30-37.
38. Малишевская В.А. Динамика опада и скорость его минерализации // Структура и продуктивность еловых лесов южной тайги. Л.: Наука, 1973.
39. Миняев Н.А., Конечная Г.Ю. Флора Центрально-лесного государственного заповедника. JL: Наука, 1976.
40. Оглезнёв А.К. Диагностика степени оглеения тяжёлых дерново-подзолистых почв (в связи с их мелиорацией и сельскохозяйственным использованием). Дис. канд. биол. н. М., 1971. 172 с.
41. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.
42. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1992. 400 с.
43. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. Учебник для студентов высших учебных заведений. Ростов н/Д: «Феникс», 2000.
44. Пинский Д.Л. Ионообменные процессы в почвах. Пущино, 1997. 166с.
45. Пономарёва В.В. Теория подзолообразовательного процесса. М.: Наука, 1964.380 с.
46. Понизовский А.А., Пампура Т.В. Применение метода потенциометрического титрования для характеристики буферной способности почв//Почвоведение. 1993. № 3. С. 106-115.
47. Порай-Кошиц МЛ. Практический курс рентгеноструктурного анализа, М.: Изд-во МГУ, 1960. Т 2. 625 с.
48. Пошон Ж., Jle Баржак Г. Почвенная микробиология. М.: ИЛ, 1960. 560с.
49. Регуляторная роль почвы в функционировании таежных экосистем. М.: Наука, 2002. 364 с.
50. Ремезов Н.П., Быкова JI.H., Смирнова К.Н. Потребление и круговорот азота и зольных элементов в лесах европейской части СССР. М.: Изд-во МГУ, 1959.
51. Роде А.А. Некоторые данные о физико-химических свойствах водорастворимых веществ в лесных подстилках // Почвоведение. 1941. № 3. С. 103-128.
52. Роде А.А. Режим почвенно-грунтовых вод, подзолистых, подзолисто-болотных и болотных почв // Труды Почв, ин-та им. В.В.Докучаева. 1950. Т 32.
53. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органичесого вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М.-Л.: Наука, 1965. 252 с.
54. Скрынникова М.Н. Опыт изучения динамики химического состава почвенно-грунтовых вод подзолистой зоны // Труды Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1950. Т. 31.
55. Соколов Н.Н. Рельеф и четвертичные отложения Центрально-лесного заповедника // Ученые записки ЛГУ. Сер. геогр. наук, 1949. № 6.
56. Соколова Т.А., Трофимов С.Я., Толпешта И.И., Дронова Т.Я., Строганова М.Н., Шоба С.А. Глинистый материал в почвах Центрально-Лесного заповедника в связи с вопросами генезиса и классификации // Вестник МГУ. Серия Почвоведение. 1994. № 4. С. 14-23.
57. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И., Иванова С.Е. Взаимодействие лесных суглинистых подзолистых почв с модельными кислотными осадками и кислотно-основная буферность подзолистых почв. М.: Изд-во МГУ, 2001.208 с.
58. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. М., 2005. 336 с.
59. Структура и продуктивность еловых лесов южной тайги. JL: Наука, 1973.311 с.
60. Толпешта И.И., Соколова Т.А. Изучение алюминия в системе твердая фаза раствор в горизонте Е подзолистой почвы в условиях статических экспериментов // Вестник МГУ. Серия Почвоведение. 2005. № 1.
61. Толпешта И.И., Соколова Т.А. Алюмосиликаты в минеральных горизонтах подзолистой почвы как источник алюминия в растворе. Тезисы докладов. Международная конференция «Глины и глинистые минералы». Пущино, Россия, 2006.
62. Томпсон JL, Троу Ф. Почвы и их плодородие. Пер. с англ. Шконде Э.И. М.: Колос, 1982. С. 294-295.
63. Трофимов С.Я. Функционирование почв ненарушенных биогеоценозов южной тайги. Дисс. докт. М.: МГУ, 1998.
64. Фридланд Е.В. Формы серы в почве и их роль в круговороте этого элемента // Биологические науки. Москва: «Высшая школа», 1986. № 1. С. 92101.
65. Чернов В.А. О природе почвенной кислотности. M-JL: Изд-во АН СССР, 1947. 185 с.
66. Чуенкова В.В. Трансформация форм соединений алюминия и железа в почвах модельных опытов под воздействием кислых осадков // Вестник МГУ. Серия Почвоведение. 1991. № 2. С. 68-70.
67. Шамрикова Е.В. Кислотно-основная буферность подзолистых почв Северо-востока Европейской части России. Автореферат дис. канд биол. наук, М., 2001.
68. Шапошников Е.С. Ассоциации еловых лесов Центрально-лесного государственного заповедника. Автореферат дис. канд. биол. наук. Л., 1988.
69. Шипунов Ф.Я. Организованность биосферы. М.: Наука, 1980. 291 с.
70. Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
71. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: Высшая школа, 1992. 414 с.
72. Acidification today and tomorrow // A Swedish study prepared for the 1982 Stockholm conference on the acidification of the environment. 1982. 231 p.
73. Alewell C. Predicting reversibility of acidification: the European sulfur story// Water, Air and Soil Pollut. 2002, v. 130, p. 1271-1276.
74. Alewell C., Manderscheid В., Liikewille A., Koeppe P., Prenzel J. Describing Soil S042" Dynamics in the Soiling Roof Project with Two Different Modelling Approaches //Water, Air and Soil Pollut. 1995, v. 85, p. 1801-1806.
75. Bowden J.W., Barrow N.J., Posner A.M., Quirk J.P. An objective method for fitting models of adsorption on variable charge surfaces // Austral. J. Soil Res. 1980, v. 18, № 1, p. 37-47.
76. Camps Aberstain M, Barreal M.E., Macias F. Sulfate sorption in nonvolcanic Andisols and Andic soils in Galicia, NW Spain // Geoderma. 2001, v. 104, p. 75-93.
77. Chang M.L., Tomas J.W. A suggested mechanism for sulfate adsorption by soils// Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1963, v. 27, p. 281-283.
78. Chapman S.J. Sulphur forms in open and afforested areas of two Scottish peatland // Water, Air, and Soil Pollut. 2001, v. 128, p. 23-29.
79. Courchesne F., Hendershot W.H. The Role of Basic Aluminum Sulfate Minerals in Controllig Sulfate Retentionin the mineral Horizons of Two Spodosols // Soil Sci. 1990, v. 150, № 3, p. 571-578.
80. Courchesne F., Gobran G.R., Dufresne A. The role of humic acid on sulfate retention and release in podzol // Water, Air and Soil Pollut. 1995, v. 85, p. 18131818.
81. Cromack K. Calcium Oxalate Accumulation and Soil Weathering in Mats of the Hypogeus Fungus Histerangium Corassium // Soil Biol. Biochem. 1979, v. 11, № 5, p. 463-468.
82. Dethier D.P., Jones S.B., Feist T.P., Ricker J.E. Relations Among Sulfate, Aluminum, Iron Dissolved Organic Carbon and pH in Upland Forest Soils Of Northwestern Massachusetts // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1988, v. 52, p. 506-512.
83. Edwards P.J. Sulfur Cycling, Retention and Mobility in Soils: a Review. USDA, Forest Service. Northeastern Research Station General Technical Report NE-250,1998,p 1-18.
84. Espiau P., Pedro G. Experimental studies of the ferrolysis process production of exchangeable acidity and demonstration of the catalytic role of clay minerals // Science du Sol. 1986, № 1, p. 43-44.
85. Essington M.E. Soil and Water Chemistry. CRC Press Boca Raton London New York Washington D.C. 2004. 134 p.
86. Evans A.J., Anderson T.J. Influence of Aliphatic Acids on Sulfate Mobility in a Forest Soil // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1990, v. 54, № 4, p 1136-1139.
87. Fernandez I.J., Rustad L.E. Soil response to S and N treatments in a northern New England low elevation coniferous forest // Water, Air and Soil Pollut. 1990, v. 52, № 1-2, p. 23-39
88. Gobran G.R., Selim H.M., Hultberg H., Anderson I. Sulfate adsorption-desorption in a Swedish forest soil // Water, Air and Soil Pollut 1998, v. 108, p 411424.
89. Gustaffsson J.P. Modeling pH-Dependent Sulfate Adsorption in the Bs horizons of Podzolized Soils // J. Environ. Quality. 1995, v. 24, p 882-888.
90. Gustaffson J.P. Modelling competitive anion adsorption on oxide minerals and an allophane-containing soil // Europ. J. of Soil Sci. 2001, v. 52, p 639-653.
91. Inskeep W.P. Adsorption of sulfate by kaolinite and amorphouse iron oxide in the presence of organic ligands // J. Envir. Quality. 1989, v. 18, № 3.
92. Jamanaka K., Motomura S. Studies of the gley formation in soils // Soil and Plant Food. 1959, v. 5,№3.
93. Jarosz-Wilkolazka A., Gadd G.M. Oxalate production by wood-rotting fungi growing in toxic metall-amended medium // Chemosphere. 2003, v. 52, p. 541547.
94. Johnson D.W., Todd D.E. Relationships Among Iron, Aluminum, Carbon and Sulfate in a Variety of Forest Soils // Soil Sci. Soc. of Amer. J. 1984, v. 47, № 4, p. 792-799.
95. Johnson D.W., Susfalk R.B., Brewer P.F., Swank W.T. Simulated Effects of Reduced Sulfur, Nitrogen and Base Cation Deposition on Soils and Solutions in Southern Appalachian Forests //J. Envir. Quality. 1999, v. 28, p 1336-1346.
96. Kaiser K. and Kaupenjohann M. Influence of the soil solution composition on retention and release of sulfate in acid forest soils // Water, Air and Soil Pollut. 1998, v. 101, p 363-376.
97. Kaiser K. Dissolved organic phosphorous and sulphur as influenced by sorptive interactions with mineral subsoil horizons // Europ. J. Soil Sci. 2001, v. 52, p 489-493.
98. Kamewada K., Takahashi Y. Increase in Cation Adsorption Induced by Surface Complexation of Sulfate on Andisols and Prediction by "Four-Plane Model" // Soil Sci. Plant Nutr. 1996, v. 42, № 4, p 785-799.л
99. Karltun E. Modelling SO4" surface complexation on variable charge• • 2minerals. II. Competition between SO4oxalate and fulvate // Europ. J. Soil Sci. 1990, v. 49, pi 13-120.
100. Klein R.M. Ecosystem approach to the acid rain problem // Direct and indirect effects of acidic deposition on vegetation. Boston, ect., 1984, p. 1-11.
101. Ludvig В., Khanna P., Prenzel J. Some Equilibrium Approaches to Study the Retention and Release of Sulfate in Some Highly Acid German Subsoils // J. Envir. Quality. 1999, v. 28, p 1327-1335.
102. Malkolm R.L., Nettleton W.D., McCracken R.J. Pedogenic formation of montmorillonite from a 2:1-2:2 integrade clay mineral // Clay and clay minerals. 1969, v. 16, №6.
103. Maneepong S., Wada S.I. Stability of CI", N03\ C104' and S042" Surface Complexes at Synthetic Goethite Aqueous Electrolyte Interfaces // Soil Sci. Plant Nutr. 1991, v. 37, № l,p 141-150.
104. Matzner E., Murach D., Fortmann H. Soil acidity and its relationship to root growth in declining forest standsin Germany // Water, Air, Soil Pollut., 1986, v. 31, p. 273-282.
105. Munsell soil color charts. Munsell color company Inc. Baltimore 2, Maryland, USA. 1954. 23 p., 8 charts.
106. Neary A.J., Mistry E., Vanderstar L. Sulfate relationships in some central Ontario forest Soils // Can. J. Soil Sci. 1987, v. 67, № 2, p 341-452.
107. Nodvin S.C., Driscoll C.T., Likens G.E. The effect of pH on sulfate adsorption by a forest soil // Soil Sci. 1986, v. 142, № 2. p 69-75.
108. Rechcigl J.E., Sparks D.L. Effect of acid rain on the soil environment: a review // Commun. Soil Sci. Plant Anal., 1985, v. 16, p. 653-680.
109. Reichenbach H., Rich C.I. Potassium release from muscovite as influenced by particle size // Clays and clay minerals. 1969, v. 17, № 1, p. 23-29.
110. Reuss J.O., Johnson D.W. Acid deposition and Acidifications of Soils and Waters. Ecological Studies. V. 59, 1986, Springer Verlag, New York, 114 p.
111. Rose S. Anion adsorption and desorption characteristics of a Piedmont Ultisol: some implications for the fate of sulfate deposition // Water, Air and Soil Pollut. 1998, v. 101, p 333-347.
112. Schertmann U. Occurrence and formation of iron oxides in various pedoenviroment // Iron in Soil and Clay Minerals. Dordrecht: Reidel, 1988b, p. 267308.
113. Shaffer P.W., Stevens D.L. Evaluation of Procedures for Aggregating Nonlinear Sulfate Adsorption Isotherm Data // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1991, v. 55, № 3, p 684-692.
114. Singh B.R. 1984b. Sulfate Sorption by acid forest soils. 2. Sulfate adsorption isotherms with and without organic matter and oxides of aluminum and iron // Soil Sci. 1984, v. 138, № 4, p 294-297.
115. Singh B.R. 1984c. Sulfate Sorption by acid forest soils. 4. Kinetics and effects of temperature and moisture // Soil Sci. 1984, v. 138, № 4, p 440-447.
116. Singh S.S., Brydon J.E. Activity of Aluminum Hydroxy Sulphate and the Stability of Hydroxy Aluminum Interlaeyrs in Montmorillonite // Can. J. Soil Sci. 1970, v. 50, №6, p. 137-140.
117. Sparks D.L. Environmental Soil Chemistry. Second Edition. Academic Press. California. USA. 2003. 352 p.
118. Sposito G. The surface chemistry of soils. N.Y. Oxsford Univ. Press. 1984. 234 p.
119. Sposito G. The Enviromental Chemistry of Aluminum. Second Edition. Department of Enviromental Science, Policy, and Managament University of California Berkeley, California. 1996. 464 p.
120. Strickland T.C., Fitzgerald J.W., Swank W.T. In situ measurements of sulfate incorporation into forest floor and soil organic matter // Can J. of Forest Res. 1986, v. 16, №3,p 549-553.
121. Stumm W. Chemistry of the Soil-Water Interface. John Wiley & Sons, Inc. New York, Chichester, Brisbain, Toronto, Singapore. 1992. 428 p.
122. Tait K., Sayer J.A., Gharieb M.M., Gadd G.M. Fungal production of calcim oxalate in leaf litter microcosm // Soil Biol, and Biochem. 1999, v. 31, p. 1189-1192.
123. Turner L.J., Kramer J.R. Sulfate ion binding on goethite and hematite // Soil Sci. 1991, v. 152, № 3, p. 226-230.
124. Ulrich В., Mayer R., Khanna P.K. Chemical changes due to acid precipitation in a loess-derived soil in Central Europe // Soil Sci. 1980, v. 130, № 4, p. 193-199.
125. Ulrich B. Soil acidity and its relation to acid deposition // Effect of accumulation of air pollutin in forest ecosystems. Dordrecht ect. 1983, p. 127-146.
126. Van Breemen N., Wielemaker W.G. Buffer Intensities and Equilibrium pH of Minerals and Soils // Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1974, v. 38, № 1, p. 55-65.
127. Vance G.F., David M.B. Spodosol cation release and buffering of acidic inputs // Soil. Sci. 1991, v. 151, № 5, p. 362-368.
128. Wityn I.I. Der Bildungsprozess der Gleiboden // IX Agronomen kongress in Latwija. Riga. 1934.
129. Ziegler F., Kogel I., Zech W. Alteration of gymnosperm and angiosperm lignin during decomposition in forest humus litter. Zeit. Pflanzenaer. Bodenkunde 1986 b. 149 s. 323-331.
-
Алексеева, Светлана Александровна
-
кандидата биологических наук
-
Москва, 2006
-
ВАК 03.00.27
- Эколого-гидрологические особенности и диагностика серных лесных неоглеенных и оглеенных почв на покровных лессовидных тяжелых суглинках
- Почвы замкнутых западин севера Тамбовской равнины в условиях поверхностного и грунтового переувлажнения
- Кислотно-основная буферность подзолистых почв разной степени гидроморфизма северо-востока Европейской части России
- Морфогенетические особенности и солевой состав почв Каменной степи в условиях развития гидроморфизма
- Изменение свойств подзолистых почв на двучленных отложениях северо-востока Европейской части СССР при освоении и сельскохозяйственном использовании
