Д.С. Орлов - Химия почв (1114534), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Сравнительно труднорастворимы также MgC0 3 ,•СаНР0 4 и гидроксиды Са(ОН) 2 и Mg(OH) 2 . Растворимость ряда соединений щелочных земель изменяется во времени. Если свежеосажден€2ный Mg(OH) 2 имеет произведение растворимости 6-Ю -10 , то послестарения осадка ПРд^ощ, уменьшается на два порядка до 7-1(Н 2 .Низкая растворимость CaF2 влияет на характер загрязнения почвфторидами.
Поскольку ПРСарг на два порядка ниже, чем произведение растворимости СаСОз, то попадающие вследствие техногенного загрязнения в карбонатные почвы фториды могут в них накапливатьсяв форме CaF 2 .Распределение соединений, содержащих щелочные и щелочно-земельные катионы в почвенном профиле и в зонально-генетическом рядупочв, обусловлено тремя причинами: 1) влиянием почвообразующейпороды; 2) водным режимом; 3) растворимостью солей.От почвообразующих пород почвы унаследовали силикаты и алюмосиликаты щелочей и щелочных земель. Содержание и состав этихформ соединений обусловлены составом породы, а их географическоераспространение связано с геологической историей территории.
Выветривание и трансформация силикатов и алюмосиликатов осуществляетсямедленно. По наблюдениям Н. И. Горбунова, на вулканической лавеза 300 лет образовалась только тонкая прослойка мелкозема в 0,5—1 см,а за 1000 лет — маломощная почва в 30—40 см. По мнению И. Баршада, максимум глинообразования тяготеет к верхнему слою почвы в2—10 см и в течение года из 100 г материнской породы образуетсятолько 0,01—2 мг глинистой массы. Высокая интенсивность трансформации силикатов характерна для тропического почвообразования, например в латеритах. Породы могут быть источниками не только силикатов, но также оксидов и простых солей.Многие почвообразующие осадочные породы обогащены гипсомCaS0 4 -2H20, кальцитом СаСОз и (или) легкорастворимыми солями.На начальных стадиях почвообразования это определяет преобладающие формы соединений Са, Mg, Na и К в почвах.
В сформированныхпочвах содержание и профильное распределение этих элементов существенно связано с особенностями почвообразования и типом водногорежима. В почвах, формирующихся в гумидном климате даже на известняках, происходит, как правило, быстрое разрушение карбонатакальция и встречающиеся в профиле некоторых почв обломки известняков имеют обычно остаточный характер. Мелкоземистая масса вокруг таких обломков выщелочена от карбонатов и не вскипает придействии HCI.Профильное и зональное распределение простых солей щелочей ищелочных земель подчиняется типу водного режима.
В дерново-подзолистых почвах в морфологически выраженной форме можно встретитьтолько СаС0 3 — одну из наиболее труднорастворимых солей; это упомянутые выше остаточные обломки известняков. В гумидных регионахна участках выклинивания жестких грунтовых вод образуются вторичные аккумуляции СаСОз- Наиболее типичны такие аккумуляции дляпойменных и долинных почв, где СаС0 3 нередко образует довольномощные слои известкового туфа в луговых почвах или пропитывает наразличных глубинах слои пойменных торфяников. Такого рода карбонатные торфяники после соответствующей подготовки могут эффективно использоваться для улучшения кислых дерново-подзолистых почв.Аккумуляции карбонатов в таежно-лесной зоне следует рассматриватькак интразональные (или азональные) явления; типичными для почвэтой зоны являются только аккумуляции соединений полуторных окислов, особенно железа, в иллювиальных горизонтах.При движении к югу первые типичные зональные аккумуляциисолей встречаются в черноземных почвах.
Это хорошо известный псев63,домицелий типичных черноземов, сформированный преимущественноигольчатым кальцитом СаС0 3 . Уменьшение коэффициента увлажненияя ослабление промывного режима в почвах создают условия для накопления в почвах простых солей. В первую очередь накапливаютсянаиболее труднорастворимые соли.
Дальнейшее нарастание сухостиклимата в зонах каштановых и бурых почв влечет за собой постепенное приближение карбонатных скоплений к поверхности, увеличениеих массы и концентрирование в виде белоглазки. Одновременно, новначале в более глубоких горизонтах, появляются гипс CaS0 4 -2H 2 0или полугидрат CaSO4-0,5H2O, растворимость которых примерно в30 раз выше растворимости СаС0 3 .
И наконец, в аридных условияхпоявляются условия для накопления легкорастворимых хлоридов исульфатов Na, К и Mg. Как в дерново-подзолистой зоне при выходежестких грунтовых вод может накапливаться СаС0 3 , так в луговыхпочвах черноземной зоны встречается накопление соды и возможно формирование содово-засоленных почв.Общие закономерности распределения и накопления солей в почвах установил В. А. Ковда. По мере нарастания аридности климатаобщая концентрация почвенных растворов увеличивается, а в их составеповышается доля легкорастворимых солей. Последовательность выпадения солей в осадки, переход их в твердую фазу определяется растворимостью соли (рис.
7). Растворимость обусловливает и распредеCaC03 " JCaS04,SrS04t. t J + f+ ttг~г~гт~г-г-гтгттттNazS0nMgS04NaClMgCl 2- -NaN0 3- -TРис 7 Последовательность выпадения солей в осадок (по Ковде и Перельману):/ ' — ненасыщенный раствор, 2 — насыщенный раствор, 3 — выпадение в осадокление солей по вертикальному профилю почвы. Если осуществляетсяпроцесс засоления за счет близко расположенных соленых грунтовыхвод то в твердых фазах водоносного горизонта находятся преимущественно труднорастворимые соли СаС0 3 и частично гипс. Только приочень высокой минерализации в осадке могут быть другие соли.
Восходящий ток влаги переносит соли к поверхности почвы, и последовательность их выпадения в осадок по мере испарения почвенного раствора определяется растворимостью (рис. 8). Вблизи уровня грунтовыхвод возможно скопление полуторных окислов, выше расположен максимум скопления СаС0 3 , еще выше концентрируется гипс и, наконец,у самой поверхности накапливаются хлориды, а также легкорастворимые сульфаты, т.
е. наиболее токсичные для растений соли.Если в первоначально засоленной толще преобладают нисходящиетоки влаги, то соли располагаются в обратном порядке. В верхних64горизонтах остаются наименее растворимые СаС0 3 и гипс, а легкорастворимые компоненты постепенно перемещаются в глубокие горизонты. Анализируя последовательность солей в почвенном профилеможно сделать заключение о характере водного режима и определитьтенденцию современного процесса: происходит прогрессирующее засоление почвы или наоборот, почва подвержена процессу рассоления.Идеальноераспределениесолей по их растворимости в реальной почве практически почтине встречается. Отклонения отобщей теоретической схемы вызваны,во-первых, взаимнымвлиянием солей на их растворимость и, во-вторых, тем, что впочвах не устанавливается какой-либо один — стационарныйвосходящий или нисходящий —поток влаги.
При выпотном и десуктивно-выпотном режимах расход воды непостоянен в различные сезоны года и фазы развития растений, а при выпаденииосадков наблюдается хотя бычастичное нисходящее движение растворов. В почвах промывного режима периоды нисходящего движения растворовчередуются с восходящими в зависимости от погодных условий.То же относится и к другим типам водного режима.
Поэтому вреальных почвах солевой профиль формируется под влияниемчередующихся по направлению именяющихся по интенсивностипотоков влаги. Это приводит к\/разнообразным отклонениям отлегкорастборимые солитеоретической схемы распределения солей, и анализ солевыхCa5(V2H 2 0,SrS0^профилей требует полного учетаCaC03режима влажности.Щелочи и щелочные землиМ3выполняют в почвах различныесоли 6 грунтобой Водефункции. Выше уже отмечаласьРис. 8. Распределение солей в почих конституционная роль.
Ионывенном профиле при испарении поч2+2Са , Mg +, K+, Na+ составляютвешю-грунтовых вод (по Ковде иПерельману)главный фонд обменных катионов, причем Са2+ и К + способствуют стабилизации почвенного поглощающего комплекса и почвенной структуры, тогда как Mg2+ и особенно Na+ сравнительно легкодиссоциируют из ППК и вызывают пептизацию илистой части почв.С натрием связывают развитие солонцового процесса, и его доля всоставе обменных катионов используется как показатель степени солонцеватости почв; С а ^ и Na+ участвуют в регулировании реакции почв,а насыщенность почв кальцием способствует более интенсивной гуми3Д. С.
Орлов65фикации и закреплению гумусовых веществ в форме труднорастворимых кальциевых солей.Наиболее важные почвенно-химические функции щелочных и щелочно-земельных металлов связаны с их участием в реакциях обмена,катионов и формированием состава почвенных растворов.ГЛАВА 4ПОЧВЕННЫЕ РАСТВОРЫСостав почвенных растворов обусловлен преимущественно легкорастворимыми соединениями, в числе которых большую роль играютсоли, содержащие катионы металлов I и II групп.Почвенный раствор — это жидкая фаза почвы в природных условиях. Почвенные вытяжки — водную, солевую, кислотную и др. — также можно рассматривать как жидкую фазу, но уже применительно кискусственно приготовленным в лабораторных условиях системам;,такими системами могут быть суспензии, пасты насыщения.
Водные,разбавленные солевые и разбавленные кислотные вытяжки до некоторой степени имитируют почвенные растворы. Более концентрированныерастворы солей и кислот значительно изменяют твердые фазы почвы,и состав таких вытяжек очень далек от состава почвенных растворов.В почвенном растворе осуществляются важнейшие почвенно-химическиереакции; растения и микроорганизмы черпают необходимые им вещества главным образом из почвенного раствора.Проблема почвенного раствора — одна из труднейших в химиипочв как в теоретическом, так и в методическом отношении.
Даже определение понятия «почвенный раствор» вызывает большие трудности.А. Е. Возбуцкая считает синонимами термины «жидкая фаза почвы»и «почвенный раствор». В «Толковом словаре по почвоведению» почвенный раствор определен как «вода, находящаяся в почве и содержащая в растворенном состоянии органические и минеральные веществаи газы».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
