Факторы устойчивости аллювиальных дерново-глеевых почв пойм ручьев в подзоне южной тайги к воздействию кислот и оснований : на примере почв ЦЛГПБЗ

• Автор: Русакова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ПОЧВЫ ЦЛГПБЗ
1Л. Условия почвообразования
1.2. Почвенный покров и почвы
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ БУФЕРНЫЕ РЕАКЦИИ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ В ПОЧВАХ ПОДЗОЛИСТОЙ ЗОНЫ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
2.1. Основные буферные реакции, протекающие в органогенных горизонтах лесных почв под воздействием кислоты
2.2. Основные буферные реакции, протекающие в органогенных горизонтах лесных почв под воздействием основания
2.3. Основные буферные реакции, протекающие в минеральных горизонтах лесных почв под воздействием кислоты
2.4. Основные буферные реакции, протекающие в минеральных горизонтах лесных почв под воздействием основания
2.5. Несиликатные соединения алюминия и железа
и их роль в буферное почв
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Объекты исследования
3.2. Методы исследования
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Общая химическая характеристика почв
4.2. Содержание и минералогический состав тонких фракций
4.3. Содержание и профильное распределение_несиликатных соединений железа и алюминия .
4.4. Буферность исследованных почв к кислоте и основанию
4.5. Корреляционные зависимости между буферностью исследованных почв к кислоте и основанию и некоторыми химическими свойствами почв
4.6. Количественная оценка вклада отдельных реакций в формирование буферное исследованных почв к кислоте и основанию
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Проблемы кислотно-основной буферности для почв подзолистой зоны изучены преимущественно для подзолистых почв. Для аллювиальных дерново-глеевых почв, развитых в поймах небольших ручьев и занимающих аккумулятивные или транзитно-аккумулятивные позиции в геохимическом ландшафте, этот вопрос почти не исследован. Вместе с тем, его изучение необходимо для понимания процессов миграции различных соединений в пределах, как почвенных профилей, так и в ландшафте, и для оценки устойчивости ландшафта в целом к неблагоприятным воздействиям. Почвы пойм оказывают большое влияние на состав поверхностных природных вод. От кислотно-основных свойств этих почв в значительной мере зависит поступление тех или иных соединений в поверхностные воды. Сказанное определяет актуальность работы.
Цель работы - изучить факторы устойчивости аллювиальных дерново-глеевых почв пойм ручьев ненарушенных южно-таежных ландшафтов к воздействию кислот и оснований, т.е. выявить почвенные свойства, контролирующие буферность этих почв к кислоте и основанию в разных интервалах значений pH.
Задачи работы.
1. Получить полную характеристику химических свойств, гранулометрического состава и минералогического состава тонких фракций для изучаемых аллювиальных дерново-глеевых почв.
2. Методом непрерывного потенциометрического титрования охарактеризовать общую буферность основных генетических горизонтов изучаемых почв к кислоте в интервале значений pH от начальной точки титрования (НТТ) до 3 и к основанию от pH НТТ до 10 и оценить буферность по интервалам значений pH, равным 0,25 единицы pH.
3. Провести корреляционный анализ показателей для совокупностей разных генетических горизонтов исследованных почв для выявления свойств, контролирующих буферность этих почв к кислоте и основанию.

4. На основании анализа структуры буферности и данных по изменению состава жидкой фазы суспензии в процессе титрования кислотой и основанием выявить основные буферные реакции, протекающие в процессе титрования и дать им количественную оценку.
Объектами исследования послужили образцы из основных генетических горизонтов 5 разрезов аллювиальных дерново-глеевых почв. Два разреза были заложены в 2007 году. Материалы по этим почвам были получены и опубликованы совместно с И.В. Ишковой, И.И. Толпешта и Т.А. Соколовой (Ишко-ва и др., 2010, Русакова и др., 2012). Образцы почв из 3 других разрезов были отобраны автором в 2010 году при работе в составе экспедиции кафедры химии почв факультета Почвоведения МГУ в Центральном лесном государственном природном биосферном заповеднике (Нелидовский район Тверской области).
Научная новизна. Впервые была исследована кислотно-основная буферность аллювиальных дерново-глеевых почв пойм ручьев, выявлены основные буферные реакции, определяющие буферность этих почв. Впервые дана количественная оценка вклада в кислотно-основную буферность аллювиальных дерново-глеевых почв реакций вытеснения обменного Са, Mg и К и реакции растворения оксалатов Са, реакций растворения соединений А1, Мп, Бе и 81, реакций протонирования поверхностных гидроксильных групп каолинита, реакции депротонирования ОН-групп на поверхности частиц гидроксидов Ре, каолинитовых кристаллитов и иллитовых кристаллитов.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Исследованные аллювиальные дерново-глеевые почвы пойм ручьев характеризуются слабокислой или нейтральной реакцией среды и высокой степенью насыщенности ППК. Особенностями изученных почв является присутствие в составе тонких фракций смешанослойных иллит-хлорита, хлорит-вермикулита и окристаллизованных минералов гидроксидов Бе, отсутствие однозначно диагностируемых почвенных хлоритов и повышенное содержание несиликатных соединений Бе и А1.

мыми различными окристаллизованными первичными и вторичными минералами, в первую очередь с минералами группы слюд (мусковит и биотит). Ашард с соавторами (1972, цит. по Зонн, Травлеев, 1992) занимают такую же позицию и предлагают отказаться от применения метода Тамма для почв, содержащих триоктаэдрические силикаты (хлорит, иллит, биотит и мусковит).
И.И. Толпешта (2005) установила, что в реактиве Тамма, наряду с Al-органическими комплексами, растворяются прослойки гидроксида А1 почвенных хлоритов.
Многие исследователи отмечают неселективность вытяжки Тамма (Бызова, 1988; Monterroso, Macias, 1998, цит. по Толпешта, 2010), имеющую кислую реакцию среды, так как растворимость большинства минералов, в том числе гидроксидов алюминия, включая прослойки гидроксида алюминия в почвенных хлоритах, возрастает при pH ниже 4 и выше 8 (Толпешта, 2005)
Горбунов с соавторами, на основании опытов с монтмориллонитом, галлуазитом, каолинитом и мусковитом заключают, что растворение окри-сталлизованных форм алюминия реактивом Тамма незначительно, так как количество извлеченного А1203 составляет 2,5; 5,8; 0,6; 1,6% от валового содержания соответственно (Горбунов, 1961 цит. по Зонн, Травлеев, 1992). Близкие величины были получены Цюрупа и они составили 0,15; 0,45; 1,1 и 0,3% соответственно (Цюрупа, 1961 цит. по Зонн, Травлеев, 1992).
Из перечисленных примеров видно, что окристаллизованные соединения алюминия в той или иной степени растворяются в вытяжке Тамма, но четких количественных закономерностей растворимости от вида минерала не наблюдается, что, по-видимому, связано с составом минерала, степенью его дисперсности и другими характеристиками. Поэтому невозможно выделить четкие закономерности, которые можно было бы использовать для прогноза селективности вытяжки Тамма (Толпешта, 2009).
Толпешта проводила специальные опыты по растворению некоторых алюмосиликатов в оксалатной вытяжке, чтобы выяснить, не растворяет ли