Результаты исследований в условиях модельного эксперимента

В 1900 г. в первом издании учебника «Почвоведение» Н.М. Сибирцев высказал предположение о том, что побеление чернозема, приуроченного к мелким котловинам, по-видимому, объясняется трансформацией гумино- вых соединений при продолжительном переувлажнении в креновые и апок- реновые кислоты (т.е.

в фульвокислоты), резко усиливающие выщелачива­ние. Эта гипотеза в дальнейшем получила экспериментальное подтверждение. А.С. Кащенко (1958), а затем И.С. Кауричев, Е.М. Ноздрунова (1964) в усло­виях лабораторного эксперимента показали, что при длительном избыточ­ном увлажнении возможно превращение гуминовых относительно стабиль­ных соединений в более подвижные и агрессивные фульвокислоты. Механизм такой трансформации, по-видимому, обусловлен пептизацией гидратирован­ных железогуминовых гелей после насыщения свободных функциональных групп этих соединений алюминием [Александрова, 1954].

В результате избыточного увлажнения в составе органического вещества почв значительно увеличивается содержание фракции легкоподвижных и хи­мически активных веществ — полифіенолов, глюкуроновой кислоты, амино­кислот. В составе водорастворимых веществ оглеенных почв накапливается до 5-7% низкомолекулярных одно-, двух и трехосновных органических кислот — щавелевой, фумаровой, лимонной, яблочной [Кауричев, Ноздрунова, 1961,1964].

Накопление фульвокислот и иных органических соединений, способ­ных к образованию металлорганических комплексов в оглеенных почвах, обусловливает резкое увеличение миграции не только железа, но и алюми­ния, не меняющего валентность в анаэробных условиях. Это подтверждают данные В.В. Пономаревой (1949), которая показала высокую прочность и растворимость соединений фульвокислот с гидроокисями различных метал­лов. К. Кавагучи и К. Киума [Kawaguchi, Кушпа, 1959] установили, что фуль- вокислоты обладают наибольшей способностью образования внутрикомп- лексных соединений с железом и алюминием.

Увеличение концентрации низкомолекулярных органических соединений и фульвокислот способствует не только резкому повышению растворимости гидроокиси железа, но и увеличению редуцирующей способности среды. Вос­становителями железа и других элементов оказываются не только водород, метан, сероводород, накапливающиеся при анаэробном разложении расти­тельного материала, но и простые органические соединения, а также фульво- кислоты [Beres, Kiraly, 1959]. В этой связи следует напомнить наблюдения И.В. Тюрина (1944), который обнаружил, что до 15% (по углероду) водора­створимой органики из горизонтов АО и А1 подзолистой почвы способно ре­дуцировать флемингову жидкость. Агрессивное выщелачивающее действие фульвокислот на минеральный субстрат было показано А.С. Фатьяновым (1958).

Вместе с тем, придавая большое значение миграции железа в гидроморф­ных почвах в составе органоминеральных соединений, нельзя не согласить­ся с мнением В.А. Ковды (1946), Н.Г. Зырина и Е.И. Богословской (1962) о возможном передвижении значительных масс железа на большие расстоя­ния в виде закисной соли угольной и других минеральных кислот. Лабора­торные исследования подтвердили большое значение как первой, так и вто­рой форм миграции. Так, И.С. Кауричев с сотрудниками (1960, 1964) обнаружили, что в почвах, компостированных в анаэробных условиях (табл. 2.2) с различными растительными остатками (хвоя ели, листья березы, дуба), количество железа, связанного в органоминеральные комплексы, со­ставляет не менее 10—40% от общего содержания железа в растворе.

Следовательно, миграция железа может осуществляться в форме металл- органических соединений и в виде закисных солей минеральных кислот. Это и определяет четкую реакцию железа на степень оглеения почв.

Иным оказывается поведение алюминия. Р.П. Евсеевой (1969) показа­но, что в условиях глубокого анаэробиоза весь алюминий находится в ра­створе в составе органоминеральных комплексов, тогда как органоминераль­ное железо не превышает 60—70% от общего (табл. 2.3). Таким образом, Таблица 2.2

Влияние условий разложения растительных остатков на содержание низкомолекулярных органических кислот

[Кауричев, Ноздрунова, 1964]

Растительный ма­териал Увлажнение при разложении Органические кислоты, мг/л Танниды (полифенолы), мг/л
Хвоя ели оптимальное

избыточное

15

155

149

193

Листья березы оптимальное

избыточное

35

49

123

394

Листья дуба оптимальное

избыточное

39

149

3 -9973

Таблица 2.3

Растворимые формы алюминия и железа в водных экстрактах из покровного и моренного суглинков в условиях избыточного увлажнения, продолжительность 45 дней

[Евсеева, 1968]

Условия опыта Алюминий Железо
общий,

мг/л

органиче­ский, мл/л % общее,

мл/л

органиче­ское, мл/л %
Покровный суглинок.
Увлажнение 120% от ПВ, с растительным мате­риалом
7,6 7,6 100 3,96 2,96 74,7
Моренный суглинок. Увлажнение 120% от ПВ, без растительного ма­териала 0,07 следы 0 4,4 1,9 43,3
То же с растительным материалом 5,8 5,8 100 24,6 14,5 58,9

алюминий мигрирует в виде металлорганических комплексов, причем с по­вышением кислотности увеличивается способность алюминия образовывать устойчивые соединения с фульвокислотами [Duchaufour, 1964].

Следует отметить, что эти особенности миграции железа и алюминия в условиях избыточного увлажнения, получившие в настоящее время подтвер­ждение в работах ряда авторов, были весьма определенно предсказаны П.К.. Коссовичем еще в 1916 г. Он подчеркивал, что вынос железа из подзоли­стых почв «связан с его восстановлением из окиси,... а глинозем, скорее все­го, вымывается в виде органических кислот типа креновой кислоты» (с. 443).

Изложенное, в частности, объясняет различное содержание алюминия и железа в природных водах и новообразованиях. По данным Е.М. Ноздруно- вой (1965), миграция алюминия в верховодке происходит исключительно в виде металлорганических соединений.

Эти данные объясняют причины интенсивного выноса железа и алюми­ния в опытах Я. Сюты. В начале раствор сахарозы в анаэробной среде под­вергается интенсивной ферментации. Следствием этого является накопле­ние в растворе низкомолекулярных органических кислот — уксусной, щавелевой, яблочной и ряда других. Они оказывают триединое воздействие на минеральный субстрат — кислотное, восстановительное и комплекснооб­разовательное. Поэтому, в частности, их действие более агрессивно, чем минеральной соляной кислоты.

Переувлажнение почв в анаэробной среде вызывает, однако, не только увеличение содержания низкомолекулярных органических кислот, но и су­щественное увеличение в почвенном растворе наиболее агрессивных гуму­совых соединений — фракции свободных фульвокислот (1а). Такие данные были получены И.С. Кауричевым и Е.М. Ноздруновой (1964) при компости­ровании гор. А1 дерново-подзолистой почвы в условиях длительного пере­увлажнения (табл. 2.4).

Переувлажнение в анаэробных условиях явилось причиной увеличения содержания наиболее агрессивной фракции почвенного гумуса — свободной фракции фульвокислот — по сравнению с контролем в 33 раза.

Таблица 2,4

Изменение состава органического вещества гор. дерново-подзолистой суглинистой почвы под влиянием длительного переувлажнения

[Кауричев, Ноздрунова, 1964]

Собш’

%

С гуминовых кислот, % от Собщ С фульвокислот, % Собш С в ос­татке почвы, % от Собш
подвиж­ные, группа 1 связан­ные, группа 2 сумма свободные, группа 1а связанные с гуми- новыми кислотами сумма
1 2
Исходный образец горизонта Апах (контроль)
3,1 56,6 2,6 59,2 0,3 9,7 1,6 11,3 29,2
После длительного компостирования в условиях переувлажнения
3,1 43,0 3,3 46,3 9,9 10,5 2,4 22,8 30,9

2.1.2.2.

<< | >>
Источник: Зайдельман Ф.Р.. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов: учебник. — М.: КДУ,2009. — 720 с.. 2009

Еще по теме Результаты исследований в условиях модельного эксперимента:

  1. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ. ФОРМИРУЮЩИЙ(ОБУЧАЮЩИЙ) И КОНСТАТИРУЮЩИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ. ОСОБЕНОСТИ ПАТОПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.
  2. Реальный эксперимент. Виды экспериментов по цели, уровню исследования, типа экспериментальной ситуации и др.
  3. 4.2. Анализ экспериментальных результатов лабораторно-полевых исследований микроклиматических условий.
  4. Особенности почвенной биоты при глееобразовании в модельных условиях
  5. 3.4 Аналитическое исследование эффективности алгоритма на модельной задаче
  6. 3.2. Исследование смазочной способности СОЖ на модельных установках
  7. N 3. Фиксация хода и результатов следственного эксперимента
  8. Оценка результатов следственного эксперимента.
  9. Фиксация хода и результатов следственного эксперимента.
  10. 3.3.3. Описание, обработка и анализ результатов Результаты и выводы по пилотажному исследованию  
  11. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД ПОД ВЛИЯНИЕМ ГЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ ПРИ РАЗНЫХ ТИПАХ ВОДНОГО РЕЖИМА (МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)
  12. Результаты экспериментов
  13. Приложение 2 Результаты измерения производительности СВУ Эксперимент 02.08.05
  14. Глава II ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
  15. Интерпретация результатов исследования, требования к интерпретации и представлению результатов исследования.
  16. ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ АНАЛИЗ
  17. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Исходные данные, результаты расчетов и вычислительных экспериментов
  18. 7. метод эксперимента. Принципы построения конкретного псих исследования.
  19. Оценка необходимости эксперимента в условиях неопределенности
  20. В данной главе представлены результаты исследования среди сайтов органов власти СЗФО, проведенного согласно методике, изложенной в третьей главе, и с помощью описанных в четвёртой главе ИМК. Полученные результаты позволили произвести анализ эффективности СЗИ сайтов органов власти СЗФО на момент исследования.