Д.С. Орлов - Химия почв, страница 5

вышла книга В. И. Виногра­дова «Сельскохозяйственный анализ. Ч. 1. Анализ почв»), но книга иметоды Гедройца вытеснили другие руководства. Это объясняется нетолько тем, что книга Гедройца была подготовлена на основе огром­ного личного лабораторного опыта автора и превосходного знания ми­ровой литературы. В «Химическом анализе почвы» Гедройц дал строй­ную группировку методов анализа в связи с характером решаемыхзадач («Валовый анализ почвы», «Исследование почвенного погло­щающего комплекса», «Солянокислые вытяжки», «Водные вытяжки»и т. д.), раскрыл влияние условий определения на результаты анали­за, изложил именно те методы, которые были в первую очередь не­обходимы для агрохимических и почвенно-генетических исследований.Благодаря этой книге стало возможным проводить химический ана­лиз почвы в любых лабораториях, причем пользуясь одинаковыми илисопоставимыми приемами.

Это существенно расширило химические ис­следования в почвоведении. И хотя в современных лабораториях вбольшинстве применяются иные, более совершенные, методы анализа(иначе и быть не может, ибо после последнего прижизненного изданиякниги прошло уже более 50 лет), но до сих пор к «Химическому ана­лизу почвы» К. К. Гедройца постоянно обращаются почвоведы.Избранный в 1929 г. действительным членом АН СССР К. К. Гед­ройц стал директором Почвенного института. Научное значение трудовГедройца и его международный авторитет были столь велики, что онбыл избран президентом Международной ассоциации почвоведов, егокниги переводятся на немецкий язык.

Высокой оценкой его вклада внауку явилось и учреждение специальной «Золотой медали имени Гед­ройца», которую Президиум ВАСХНИЛ один раз в 3 года присуждаетученым за выдающиеся работы в области агрохимии. Этой медальюбыли награждены крупный агрохимик академик ВАСХНИЛ Н. С. Ав­донин, крупнейший специалист в области физикохимии и минералогиипочв профессор Н. И. Горбунов и другие ученые.В первые десятилетия XX в. большой вклад в теорию коллоиднойхимии почв и ионного обмена внесли швейцарский ученый Г.

Вигнер(1883—1935) и шведский ученый С. Э. Маттсон (1886—1945). В 1912 г.Вигнер публикует первую статью по ионному обмену в почвах и с это­го времени почти полностью занимается только свойствами коллоид­ных систем почвы и закономерностями обмена катионов. Для объясне­ния ионного обмена Вигнер использует представление о строении кол­лоидной мицеллы как шарового конденсатора с двумя ионными оболоч­ками, содержащими ионы противоположного заряда (двойной электри­ческий слой). Он развивает идею об экстрамицеллярном и интрамицеллярном ионном обмене, исследует суспензионный эффект (эффект Вигнера), дает математический анализ процессов коагуляции почвенныхколлоидов.

Среди работ Вигнера следует особо выделить исследованияхимизма влияния почв на цемент и бетон, выполненные в связи с мно­гочисленными фактами разрушения цементных и бетонных труб и дру­гих технических сооружений, соприкасающихся с почвой. Вигнер дока­зал, что эти разрушения в природных почвах влажного климата обус­ловлены наличием в почвах ионов Н+, Mg 2+ и SO42-; разрушение це­ментных дренажных труб происходит при кислой реакции среды (рНниже 6,0), высокой обменной кислотности и при содержании в почве бо­лее 0,2% S 0 3 и более 2% MgO, переходящих в горячую солянокислуювытяжку. Тем самым были заложены важные разделы прикладного поч­воведения, изучающего химическую агрессивность почв.16В основе работ С.

Э. Маттсона лежит воззрение на почвенный кол­лоидный комплекс как на амфотерный электролит (амфолитоид); каксчитал Маттсон, этот подход позволяет удовлетворительно объяснить,«два типа выветривания, приводящие к образованию почв подзолисто­го и латеритного типа».Взгляды Вигнера и Маттсона существенно повлияли на развитиехимии почв и долгое время были господствующими в вопросах коллоид­ной химии и катионного обмена в почвах. Избранные труды этих выда­ющихся ученых были переведены и изданы на русском языке.1930—1940-е гг. характеризуются интенсивными поисками уравне­ний, описывающих закономерности обмена катионов в почвах.

Большойвклад в решение этой проблемы внесли советские ученые Е. Н. Гапон,И. Н. Антипов-Каратаев, Б. П. Никольский.Евгений Никитич Гапон (1904—1950) — крупнейший специалиств области физикохимии почв. После окончания Харьковского институ­та народного хозяйства он заведовал кафедрой общей химии медицин­ского института, а в 1930 г. был избран заведующим кафедрой физиче­ской химии ТСХА. Им выполнены оригинальные работы но фиксацииатмосферного азота, строению почвенных коллоидов. Наибольшую из­вестность получили работы по изучению закономерностей ионного об­мена. Е. Н. Гапон дал объяснение нелинейного характера изотерм ка­тионного обмена в почвах и предложил уравнение (уравнение Гапона),.широко используемое исследователями всех стран мира.

Немало сде­лал Гапон и для разработки теории ионообменной хроматографии.Термодинамически обоснованное уравнение катионного обмена впочвах предлагает в 30-е гг. Б. П. Никольский. Решение задач ионно­го обмена, как и других химических равновесий в почвах, базируется:уже не на величинах концентраций, а на величинах активностей ионови солей. Этому способствовало создание ионселективных электродов дляпрямого экспериментального измерения активностей катионов в почвах,и почвенных суспензиях. Стеклянные электроды для измерения актив­ностей водородных ионов были широко известны почвоведам. Николь­ский разрабатывает общую теорию стеклянного электрода и показыва­ет условия его применимости для измерения активностей ионов Na+.В период 1939—1948 гг. американец К- Маршалл разрабатывает гли­нистые мембранные электроды, приготовленные на основе бентонито­вых мембран, насыщенных катионами одного рода.

Однако эти элект­роды не были достаточно селективны и не вошли в практику почвеннохимических исследований. Только ионселективные стеклянные электро­ды, а позже пленочные мембранные электроды позволили перейти кизмерениям активностей катионов Na+, K+, Ca2+, Mg 2+ , других катио­нов и анионов в лабораторных экспериментах и к наблюдениям за их.динамикой в полевых условиях.Многие проблемы физикохимии почв разрабатывает в те же годыИ. Н.

Антипов-Каратаев.Иван Николаевич Антипов-Каратаев (1888—1965) — выдающийсяисследователь в области химии и физикохимии почв, один из осново­положников учения о химической мелиорации солонцов. Он оценилвклад адсорбционных и хемосорбционных явлений в реакциях взаимо­действия катионов с почвенным поглощающим комплексом. Кроме ка­тионов щелочных и щелочно-земельных металлов он изучал и поведе­ние катионов таких элементов, как Hg, Cu, Pb, и установил для пос­ледних элементов, в отличие от щелочей и щелочных земель, характер­ное хемосорбционное поглощение соответствующих гидроксидов или ос­новных солей.17И. Н.

Антипов-Каратаев разработал методы электродиализа иэлектролиза почв, сорбции газов и паров почвами, предложил ориги­нальную методику изучения адсорбционных явлений в динамических ус­ловиях. С его именем связано совершенствование методов выделениялочвенного раствора, рентгеноструктурного и термического анализапочв.Исследования пептизации и коагуляции почвенных коллоидов, ихперезарядки, ионного обмена привели Антилова-Каратаева к решениювопросов теории структурообразования и основ создания агрономиче­ски ценной структуры. Важное значение имели многолетние исследова­ния солонцовых почв. Были разработаны теоретические основы проис­хождения и географического распространения солонцов в СССР, вопро­сы их диагностики и классификации, практические приемы мелиорациисолонцовых почв в богарных и орошаемых условиях.

Итогом этих ра­бот явилась монография «Мелиорация солонцов в СССР» (М., 1953),научная редакция которой и первая часть принадлежит И. Н. Антипову-Каратаеву.В 30-х гг. начинает развиваться учение об окислительно-восстанови­тельных процессах в почвах. Первые экспериментальные работы в этомнаправлении выполнил Н. П. Ремезов, который в 1929—1930 гг. опуб­ликовал две статьи об измерении и динамике окислительных потенциа­лов почвы. Нил Петрович Ремезов (1899—1961) был разносторонним иочень одаренным ученым. Его перу принадлежат более 100 печатныхработ, в том числе по вопросам генезиса почв и биологического круго­ворота элементов. Его исследования биологического круговорота эле­ментов получили признание мировой научной общественности и имен­но Ремезовым были созданы научные основы этого нового направленияв почвоведении. Первые работы его были посвящены вопросам химиипочв.

Он изучал кислотность почв, буферность (им предложен метод оп­ределения кислотно-основной буферности почв), известкование и окис­лительно-восстановительные свойства почв, состав органического веще­ства и обменных катионов в почвах СССР. Интерес к химии почвН. П. Ремезов сохранил до конца жизни. В 1955 г.

он издал «Описаниеновых методов анализа почв» как дополнение к «Химическому анализупочв» К- К- Гедройца. В 1957 г. вышла монография Ремезова «Почвен­ные коллоиды и поглотительная способность почв», до сих пор остаю­щаяся крупным обобщением этой проблемы. Много сделал он и дляпропаганды новейших достижений физикохимии почв и их внедрения в•отечественную науку. И хотя, говоря о вкладе Ремезова в науку, чащеоценивают его роль в развитии лесного почвоведения, мы вправе счи­тать его одним из крупнейших почвоведов-химиков и физикохимиков.Начатые Н.

П. Ремезовым исследования окислительно-восстанови­тельных процессов в почвах приобретают в последующие десятилетияособенно широкий размах в связи с развитием орошения, осушитель­ных мелиорации, исследования затопляемых рисовых почв и почв по­лей орошения. Разрабатываются два главных аспекта проблемы. Пер­вый из них — типизация окислительно-восстановительных режимов, ихвлияние на свойства почв и роль восстановительных условий в разви­тии элювиально-глеевого процесса.