Роль несиликатных соединений Fe и Al и глинистых минералов в формировании кислотно-основной буферности подзолистых, болотно-подзолистых и перегнойно-глеевых почв : на примере почв ЦЛГПБЗ

• Автор: Максимова, Юлия Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1.1. Общее понятие и показатели буферное™

1.2. Потенциометрическое титрование - метод изучения буферное™ почв

1.2. Формы представления данных НПТ

1.4. Основные буферные реакции, протекающие при взаимодействии почв с кислотой. Концепция буферных зон

1.5. Основные буферные реакции, протекающие при взаимодействии почв с основаниями

1.6. Основные буферные реакции, протекающие в почвах подзолистой зоны при титровании

кислотой и основанием

ГЛАВА 2. СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И АЛЮМИНИЯ, ПЕРЕХОДЯЩИЕ В ВЫТЯЖКУ

ТАММА И МЕРА И ДЖЕКСОНА (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

ГЛАВА 3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ПОЧВЫ ЦЛГПБЗ
ГЛАВА 4. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
5.1. Общие химические свойства почв
5.2. Содержание и минералогический состав тонких фракций
5.3. Содержание, профильное распределение и запасы подвижных соединений Бе, А1 и БГ
5.4. Буферность исследованных почв к кислоте и к основанию
5.5. Изменение буферное™ исследованных почв к кислоте и к основанию под влиянием обработок реактивами Тамма и Мера и Джексона
5.6. Буферность к кислоте и основанию отдельных гранулометрических фракций минеральных горизонтов и их вклад в буферность почвы
5.7. Корреляционные зависимости между буферностью к основанию и содержанием оксалатно-растворимых соединений Бе и А1 в почвах и гранулометрических фракциях
5.8. Ориентировочная оценка вклада реакции депротонирования гидроксильных групп на поверхности оксидов-гидроксидов Бе в буферность к основанию тонкодисперсных фракций почв
5.9. Ориентировочная оценка вклада реакций протонирования-депротонирования поверхностаых функциональных групп глинистых минералов в буферность к кислоте и
основанию илистых фракций
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы Кислотно-основная буферность почв является их важнейшим фундаментальным свойством, которое в значительной степени формируется в процессе почвообразования. Изучение и количественная характеристика этого свойства необходимы для понимания и прогноза поведения в почвах большинства элементов питания и загрязняющих соединений. В современной литературе освещена буферная роль в отношении кислотных компонентов органического вещества, глинистого материала в целом и состава обменных катионов (Э.А.Гришина, М.И.Макаров, Г.Н.Копцик, В.В.Никонов, Н.В.Лукина, B.Ulrich, U.Schwertmann, C.T.Driscoll, E.Matzner, Van Breemen, и др.). Менее исследованным остается вопрос о роли несиликатных соединений Fe и А1 и отдельных групп глинистых минералов в формировании кислотно-основной буферности почв и выделенных из них гранулометрических фракций. Сказанное определяет актуальность темы.
Цель работы - оценить роль несиликатных соединений Fe и А1 и отдельных глинистых минералов в формировании кислотно-основной буферности подзолистых, болотно-подзолистых и перегнойно-глеевых почв и выделенных из них гранулометрических фракций.
Задачи работы
1) Дать общую химическую характеристику исследованных почв и характеристику минералогического состава фракций ила и тонкой пыли, выделенных из минеральных горизонтов.
2) Охарактеризовать профильное распределение оксалатно-растворимых соединений Fe и А1 в подзолистых, болотно-подзолистых и перегнойно-глеевых почвах и в отдельных гранулометрических фракциях из минеральных горизонтов.
3) По кривым титрования водных суспензий исследованных почв и
выделенных из них фракций до и после обработки по Тамму и по Мера и

Джексону оценить буферность к кислотам и основаниям исследованных почв и фракций и ее изменение в результате обработок.
4) Оценить роль отдельных гранулометрических фракций в формировании буферности минеральных горизонтов почв к кислотам и основаниям.
5) Дать количественную оценку вклада оксалатно-растворимых соединений Ре в формирование буферности к основанию тонкодисперсных фракций почв.
6) Дать количественную оценку вклада реакций протонирования-депротонирования поверхностных функциональных групп каолинита и иллита в формирование буферности к кислоте и к основанию тонкодисперсных фракций.
Научная новизна. Для основных горизонтов палево-подзолистой, торфянисто-подзолисто-глееватой и перегнойно-глеевой почв и выделенных из них гранулометрических фракций выявлено изменение показателей кислотноосновной буферности под влиянием обработок по Тамму и по Мера и Джексону. Впервые дана количественная оценка вклада в кислотно-основную буферность реакций диссоциации А1- и Бе-органических комплексов в органогенных горизонтах и реакций протонирования-депротонирования функциональных групп на поверхности частиц гидроксидов Ре и на поверхности каолинитовых и иллитовых кристаллитов в тонких фракциях в минеральных горизонтах.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Обработки по Тамму и по Мера и Джексону приводят к резкому (в 2-6 раз) снижению буферности к основанию почв и фракций за счет удаления носителей поверхностных функциональных групп, участвующих в реакциях протонирования-депротонирования.
2. Буферность к кислоте под влиянием обработок по Тамму и по Меру и
Джексону заметно снижается во всех горизонтах перегнойно-глеевой почвы

ГЛАВА 3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ПОЧВЫ ЦЛГПБЗ
3.1. Территория заповедника.
Центрально-лесной государственный природный биосферный заповедник (ЦЛГПБЗ) расположен в юго-западной части Валдайской возвышенности на стыке со Смоленско-московской возвышенностью (Нелидовский район Тверской области). Именно здесь проходит гряда водораздела между бассейнами Каспийского и Балтийского морей. Речная сеть плохо дренирует территорию заповедника, и поэтому последняя подвержена поверхностному заболачиванию.
Заповедник имеет площадь 24415 га. Вокруг него создана охранная зона,
занимающая площадь 46061 га. Территория разделена на зоны и включает
участки с различным режимом охраны и природопользования (рис. 3).
Заповедное ядро - территория
собственно заповедника, площадью
244,5 кв. км.
Буферная зона (130 кв. км.)
включает полосу шириной 1 км вдоль
внешних границ заповедного ядра,
государственные заказники и
памятники природы, глухариные тока, Рисунок 3.
барсучьи поселения, лесозащитные полосы вдоль рек и др. Выполняет функции снижения антропогенного пресса на заповедное ядро.
Охранная зона (330,5 кв. км.) - зона рационального землепользования. Здесь разрешена любая хозяйственная деятельность, не вызывающая истощения природных ресурсов и способствующая устойчивому социально-экономическому развитию региона.