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 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.

Влияние условий разложения растительных остатков на содержание низкомолекулярных органических кислот

[Кауричев, Ноздрунова, 1964]

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]

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]

2.1.2.2.