<<
>>

З.2.1.1.1.З. макро- и микроэлементы в ортштейнах.

Ортштейны на­капливают ряд элементов (максимально железо и марганец) по сравнению с вмещающим мелкоземом. А.В. Македонов (1966) пришел к выводу, что «ко­эффициент концентрации железа в ортштейнах колеблется от 2 до 9.

Коэф­фициент концентрации марганца обычно выше и колеблется от 37 до 50. Эти величины в указанных пределах весьма устойчивы для территории лес­ной зоны.

Рассмотрим коэффициенты накопления этих элементов в ортштейнах на примере почв, образованных на рассмотренных отложениях (табл. 3.3—3.6; [Зайдельман, Никифорова, 2001]). Из таблиц следует, что коэффициенты накопления железа и марганца в ортштейнах зависят от генезиса почвообра­зующих пород, а внутри катен — от степени заболоченности почв. Накопле­ние железа наиболее значительно в ортштейнах дерново-подзолистых глее­вых почв, марганца — в дерново-подзолистых. Наибольшие абсолютные значения коэффициентов накопления для этих элементов характерны для ортштейнов дерново-подзолистых почв на двучленных отложениях. Это свя­зано с тем, что вмещающий ортштейны супесчаный субстрат сам по себе беднее железом и марганцем, чем суглинистый и глинистый мелкозем дер­ново-подзолистых почв на лессовидных суглинках и ленточных глинах.

Следует подчеркнуть, что на карбонатных породах может происходить одновременное накопление и железа, и марганца в конкрециях с нарастанием степени заболоченности почв. Такая тенденция была обнаружена для условий лесостепи Западной Сибири Н.И. Богдановым и 3.И. Воропаевой (1969), C.W. Chailds and D.M. Leslie (1977) для желто-серых почв на лессах Новой Зеландии, А.Д. Старцевым (1989) для дерново-карбонатных почв на пермском красноцветном элювии и др. Это связано с тем, что подвижность железа и марганца зависит не только от окислительно-восстановительных условий, но и от реакции среды [Краускопф, 1963; Goton, Patrick, 1974; Duchaufour, 1982; Орлов, 1985; идр.].

По-видимому, нейтральным и слабощелочным значениям pH свойственно и другое соотношение микроорганизмов, как восстанавлива­ющих, так и окисляющих железо и марганец.

Что касается фосфора, то его накопление выявлено во всех исследуемых образцах ортштейнов за исключением конкреций из глееватой почвы на лен­точных глинах. Здесь наблюдается та же тенденция, что и в накоплении Fe и Мп — чем беднее субстрат тем или иным элементом, тем больше его коэф­фициент накопления в ортштейнах. Некоторое увеличение содержания А1 и Ті в отдельных конкрециях, по-видимому, связано с минералогическим со­ставом ядра, вокруг которого образовалась та или иная конкреция. Во вся­ком случае накопление этих металлов, а также Са и Mg не находится в пря­мой связи с изменением степени оглеения почв.

Ортштейны аккумулируют не только макро-, но и микроэлементы, осо­бенно Со, Pb, Cd (табл. 3.7). Оксиды марганца обычно имеют нулевую точ­ку заряда при низких значениях pH (2,0—4,5) и являются отрицательно

Таблица 3.3

Химический состав конкреций дерново-подзолистых и дерново-подзолистых оглеенных почв на маломощных

двучленных отложениях, % на прокаленную навеску. Почвенно-гидрологический стационар «Веригино», Московская обл.

«Несйликатное»
Горизонт, глубина, валовой состав железо
см SiO2 А12О, Fe2O3 МпО FeZMn Fe2OM[5] Fe2O3o[6]
Дерново-сильноподзолистая, разрез 90
А1 5-12 68,0 9,0 12,0 5,2 2,1 11,1 8,0
А2к 40-45 66,4 9,0 15,7 4,0 3,5 13,2 6,7
Дерново-сильноподзолистая глубокооглеенная, разрез 91
А1 5-9 66,7 9,1 15,3 0,9 5,1 13,3 9,3
A2k,fs 30-36 72,6 9,1 12,2 2,7 12,0 9,6 5,0
Дерново-сильноподзолистая глееватая, разрез 92
AUg.
7-16
65,0 9,6 18,5 1,8 8,6 16,3 11,8
A2fs,g. 18-28 70,1 9,2 14,9 0,8 17,5 13,4 12,0
Дерново-сильноподзолистая глеевая, разрез 93
Alfs,g' 5-10 63,6 9,9 19,0 1,7 9,0 17,4 11,8
А2Кї. 25-30 64,5 10,2 19,4 0,8 21,1 18,9 13,1

* Железо, извлекаемое дитионитовой вытяжкой по методу Мера—Джексона. ** То же, оксалатной вытяжкой по методу Тамма.

Таблица 3.4

Коэффициенты накопления* (КН) элементов в конкрециях по сравнению с вмещающим мелкоземом дерново-подзолистых почв на маломощных двучленных отложениях. Почвенно-гидрологический стационар «Веригино», Московская обл.

Горизонт, глубина, см Si Al Fe Mn Ті Ca Mg p
Дерново-сильноподзолистая, разрез 90
А1 5-12 0,8 1,1 6,9 130,0 1,2 2,5 0,5 6,0
А2к 40-45 0,8 1,1 8,2 90,5 1,2 1,0 0,5 13,0
Дерново-сильноподзолистая глубокооглеенная, разрез 91
А1 5-9 0,8 0,8 5,9 30,0 1,0 1,1 0,7 9,0
A2ktfe 30-36 0,9 1,2 5,5 14,6 0,7 1,0 1,6 8,0
Дерново-сильноподзолистая глееватая, разрез 92
Alfs,g.
7-16
1 0,8 1,3 10,5 19,2 1,1 2,2 2,9 18,0
A2fs,g. 18-28 1 0,8 1,2 9,9 37,5 1,8 1,3 1,9 16,0
Дерново-сильноподзолистая глеевая, разрез 93
А1А28. 5-10 0,8 1,1 11,9 18,7 1,3 1,4 1,9 5,3
A2fs,g. 25-30 0,8 1,2 11,3 13,5 1,6 1,0 0,8 7,0

Таблица 3.5

Химический состав мелкозема и конкреций дерново-подзолистой и дерново-подзолистой глееватой почв на лессовидных кислых легких

глинах (гор. Апах) и накопление в конкрециях, % на прокаленную навеску. Рузский почвенно-гидрологический стационар, Московская обл.

Образец Валовой состав «Несиликат­ное» железо
SiO2 A12Oj MnO Fe2O3 CaO MgO P2OS Fe/Mn Pc2OM ^e2^3o
Дерново-подзолистая, разрез 1
Мелкозем без кон­

креций

Конкреции, средняя

79,8 10,0 0,2 3,8 1,9 0,9 0,1 16,6 0,9 0,5
проба

Накопление в кон­

65,7 9,0 7,3 9,6 1,8 0,8 0,4 1,2 6,5 6,0
крециях* 0,8 0,9 36,5 2,5 0,9 0,9 4,0 - 7,2 12,0
Дерново-подзолистая глееватая, разрез 5
Мелкозем без кон­креций

Конкреции, средняя

80,2 10,3 0,3 3,6 1,8 1,0 0,1 10,5 1,3 0,8
проба

Накопление в кон­

66,3 10,1 3,3 13,0 1,9 0,9 0,9 3,6 10,6 10,5
крециях* 0,8 1,0 11,0 3,6 1,1 0,9 9,0 - 8,1 13,1

* Накопление в конкрециях по сравнению с вмещающим мелкоземом (коэффи­циенты накопления).

Таблица 3.6

Валовой химический состав мелкозема и конкреций дерново-подзолистой и дерново-подзолистой глееватой почв на тяжелых ленточных глинах

(гор.

Апах), % на прокаленную навеску. Почвенно-гидрологический стационар «Витка», Новгородская обл.
Образец Валовой состав
SiO2 А12 МпО Fe2O3 СаО MgO ТЮ2 P2OS
Дерново-подзолистая, разрез 101
Мелкозем без конкреций 73,1 12,7 0,1 6,1 0,8 1,3 0,8 0,2
Конкреции 1-2 мм 55,9 12,9 1,1 21,7 1,0 2,4 1,0 0,5
> 2 мм 56,3 13,4 1,1 20,4 1,0 3,0 1,0 0,5
Накопление в конкрециях 1-2 мм 0,8 1,0 15,7 3,6 1,2 1,8 1,2 2,5
> 2 мм 0,8 1,0 15,7 3,3 1,2 2,3 1,2 2,5
Дерново-подзолистая глееватая, разрез 103
Мелкозем без конкреций 71,8 15,8 2 мм 51,4 13,2 0,5 26,8 0,7 3,0 0,9 0,2
Накопление в конкрециях 1-2 мм 0,7 0,8 16,7 5,4 0,5 2,6 0,9 1,0
> 2 мм 0,7 0,8 16,7 5,2 0,5 2,7 0,9 1,0

Таблица 3.7

Валовое содержание микроэлементов в конкрециях и вмещающем мелкоземе дерново-подзолистой и дерново-подзолистой глееватой почв

на покровных лессовидных кислых легких глинах, гор.

А„ах (мкг/г). Рузский почвенно-гидрологический стационар, Московская обл.
Образец Си РЬ Cd Со Ni Zn
Дерново-подзолистая, разрез 1
Мелкозем без конкреций 8,3 11,0 0,4 15,6 не опр.
Конкреции 1-2 мм 29,6 60,8 7,9 144,9 123 231
> 2 мм 12,4 54,4 8,1 135,8 149 199
Накопления в конкрециях, КН
1-2 мм 3,6 5,5 22,6 9,3 не опр.
> 2 мм 1,5 4,9 23,1 • 8,7 не опр.
Дерново-подзолистая глееватая, разрез 5
Мелкозем без конкреций 11,1 12,5 0,2 4,0 не опр.
Конкреции 1-2 мм 14,3 52,0 1,4 86,0 51 85
2-3 мм 14,1 53,1 2,3 120,0 52 92
> 3 мм 14,8 39,5 0,7 93,0 36 81
Накопления в конкрециях, КН
1-2 мм 1,3 4,2 8,2 21,5 не опр.
2-3 мм 1,3 6,3 13,1 30,0 не опр.
> 3 мм 1,3 3,2 3,6 23,3 не опр.

заряженными при значениях pH, свойственных большинству почв. Поэтому они притягивают катионы. По нашим данным, значения pH самих ортштей­нов (водная суспензия) составляют 4,5—5,5. Оксиды железа обычно имеют нулевую точку заряда при pH 6,8—8,0, поэтому в большинстве почв они или положительно заряжены, или нейтральны и притягивают анионы, в частно­сти фосфаты [Vogt, 1906; Behrend, 1924; Чухров, 1955; Добровольский, 1957; McKenzie, 1967, 1972, 1975; идр.].

Видимо, поэтому в ортштейнах дерново-подзолистой почвы, содержащих больше марганца, накопление микроэлементов-металлов значительнее, чем в новообразованиях дерново-подзолистой глееватой почвы. Свинец и кадмий в большей степени накапливаются в мелких конкрециях. Что касается кобальта, то хотя абсолютное его содержание больше в конкрециях дерново-подзолис­той почвы, коэффициенты накопления этого элемента выше в ортштейнах дерново-подзолистой глееватой почвы, мелкозем которой беднее Со.

Из этого следует, что содержание микроэлементов определяется степе­нью заболоченности почв и генезисом конкреционных новообразований.

Исходя из наших и литературных данных можно признать, что в составе самой почвы аккумулятором тяжелых металлов являются марганцево-желези­стые конкреции, особенно в поверхностно заболоченных почвах. Этот про­цесс в известном смысле можно рассматривать как своеобразный механизм защиты и очищения мелкозема почв от тяжелых металлов, в частности от свинца, кадмия и других.

3.2.1.1.1.4.

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

Еще по теме З.2.1.1.1.З. макро- и микроэлементы в ортштейнах.: