Д.С. Орлов - Химия почв (1114534), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Это не означает, что все виды ортштейнов имеют именнотакой состав, но тенденция к концентрированию Fe и Мп в новообразованиях вполне понятна, поскольку в восстановительных условияхобразуются легкоподвижные соединения Fe(II) и Мп(П), которые мигрируют с токами воды; попадая в аэрированные зоны эти соединенияокисляются и образуют скопления труднорастворимых соединений элементов в высших степенях окисления — Fe (III) и Mn(IV). Соотношение [Fe] : [Мп] в конкрециях неодинаково в различных горизонтах.В верхней части профиля конкреции обогащены преимущественно железом, вниз по профилю обычно постепенно нарастает доля марганца.Железистые новообразования служат характеристическими признаками ряда проявлений почвообразовательных процессов.
Например,местные восстановительные процессы вынуждают железо мигрировать3 ! •"!в закисной форме, но встречающиеся на пути этих соединений поры(полости), заполненные воздухом, вызывают окисление Fe(II) и последующее выпадение в осадок гидроксида Fe (III). Таким путем формируются охристые трубочки, прослойки, крапинки в некоторых горизонтах почв. Особенно четко новообразования оксидов железа выражены в зоне капиллярной каймы, где прослойки окисного железамаркируют уровни подъема почвенно-грунтовых вод, обогащенных закисным железом, и их контакта с кислородной зоной.В предельном случае охристые прослойки сливаются, образуясплошной более или менее мощный железистый гор.
BFe- Такие горизонты встречаются, например, в пойменных почвах, и их формированиеможет быть объяснено следующим образом. Почвенно-грунтовые воды,поступающие с водораздела, в притеррасной или центральной частипоймы подходят близко к поверхности. Эти воды несут с собой многозакисного железа (до 500—600 мг/л), концентрация которого повышается в зонах, обогащенных органическим веществом. Попадая в зонуаэрации Fe(II) переходит в Fe(III).
Последнее образует гидроксиджелеза даже при рН 3—4, а в пойменных почвах нередки скоплениякарбонатов, и рН растворов в них повышается до 6—7. В результатеинтенсивного образования Fe(OH) 3 формируется сплошной гор. BFe,залегающий непосредственно под гор. Ai. О составе таких горизонтовможно судить по анализам гор. В$е из пойменной почвы долины р. Вазузы. В расчете на сухую навеску состав гор. Вре был следующий:Сорг - 4,4%, Si0 2 - 0,32%, Fe 2 0 3 — 62,3%, A1203 — 2,9%, ТЮ2 —0,7%, МпО — 0,4%, СаО — 1,4%, MgO — 0,4%, Р 2 0 5 — 0,2%; потеря при прокаливании около 28%,Железистые скопления в гор.
В, вероятно, представлены ферригидритом Fe 2 0 3 -FeOOH-2,6 H 2 0, гизингеритом (hisingerite) и другимисходными формами, гизингерит — это аморфный железистый землистый силикат с отношением Fe 3+ : S i « 1 : 1.Нижняя граница горизонтов BFe совпадает с изменениями окислительного потенциала от 300—350 мВ до 400—450 мВ.В железисто-марганцевистых конкрециях гидроморфных почв, вотличие от гор. BFe, железо чаще всего представлено гетитом, а марганец — бёрнесситом (Са, Mg, Ni, К) Мп44", Мп2+- (О, ОН) 2 .
И наконец,в почвах аридных регионов может преобладать гематит.Накоплению гематита способствуют высокие температуры. Дляобразования и накопления в почвах гетита благоприятны повышеннаявлажность, высокое содержание органического вещества и пониженныезначения рН.Оксиды и гидроксиды Fe и Мп принадлежат к числу важнейшихминеральных пигментов, определяющих почвенную окраску.Соединения Мп в форме пиролюзита Мп0 2 придают почве чернуюокраску. Окраска соединений Fe более разнообразна. Так, желто-бурая окраска может быть обусловлена гетитом a-FeOOH, акаганеитомP-FeOOH, фероксигитом 6-FeOOH.
Оранжево-бурый цвет имеет лепидокрокит y-FeOOH.Бурыйцвет придает почвеферригидритFe 2 O 3 -Fe00H-2,6 H 2 0, красно-бурый — маггемит •у-РегОэ. С гематитом a-Fe 2 0 3 связаны красные тона, а магнетит Fe304 окрашен в черныйцвет. Распознавание некоторых групп железистых минералов возможно по спектрам отражения почв.Среди влияющих на окраску почв соединений Fe следует особенновыделить вивианит Fe 3 (P0 4 ) 2 -8H 2 0 — белый в восстановительных условиях заболоченных почв (иногда образует сплошной горизонт белесого цвета) и синеющий при контакте с атмосферным воздухом.311Соединения железа в почвах выступают также как достаточноактивные структурообразователи. Но при высоких концентрациях илиформировании сплошных ортштейновых слоев, ортзандов они резкоухудшают фильтрационные свойства почвы и могут способствоватьразвитию временного или постоянного переувлажнения.Железо и марганец необходимы растениям, и от подвижности ихсоединений зависит продуктивность почвы.
Железо входит в составферментов и участвует в образовании хлорофилла. Недостаток доступного железа влечет за собой хлороз растений.Марганец также входит в состав ряда ферментов; он стимулируетобразование аскорбиновой кислоты, синтез хлорофилла, активируетферменты белкового обмена. При недостатке Мп развивается ряд болезней у растений; серая пятнистость злаков, хлороз плодовых деревь*ев и др.Групповой состав соединений железаФормы соединений железа в почвах разнообразны. Железо входитв состав различных минералов и органических веществ почвы.
Источниками железа служат железистые силикаты почвообразующих пород,в том числе амфиболы (роговая обманка — (Са, Na, K)2-3(Mg, Fe2+,.Fe«n-, Al) 6 [(OH, F) a (Si, Al) 2 Si 6 0 22 ], актинолит — Ca 2 (Mg, Fe*-) B [(OH,F)Si 4 0u] 2 ), пироксены (энстатит — (Mg, Fe) 2 [Si 2 0 6 ], авгит — Ca(Mg,F e ^ , Al) 2 [(Si, А1)гОб]), различные слюды, гранаты (альмандин —Fes^,Al 2 [Si04] 8 ) и др.В некоторых случаях источником железа могут быть сернистыеминералы: пирит FeS 2 , халькопирит CuFeS2, оксиды и гидроксидыжелеза.Для почв характерны те же железистые минералы, что и для пород, но встречаемость их неодинаковая; широко распространенные впородах амфиболы и пироксены в почвах встречаются значительнореже и в меньших количествах.Некоторая часть железа в почвах находится в составе слоистыхалюмосиликатов: нонтронита, монтмориллонита, вермикулита, хлорита;значительная роль принадлежит рассмотренным выше оксидам и гидроксидам железа.В анаэробных условиях заболоченных и затопляемых почв накапливаются вивианит Fe 3 (P0 4 ) 2 -8H 2 0 и ярозит KFe 3 (S04) 2 (OH) 6 .Кроме минеральных соединений, железо легко вступает во взаимодействие со специфическими и неспецифическими органическими веществами почвы.Разнообразие форм соединений, в виде которых железо находитсяв почве, приводит к тому, что определение содержания отдельных железистых минералов или веществ становится нецелесообразным.
Каки в случае других элементов, более существенную генетическую и агрохимическую информацию можно получить, определяя группы соединений железа. Группа соединений железа — это совокупность сходныхпо свойствам веществ, содержащих железо, которые могут быть извлечены из почвы действием группового растворителя.Групповой состав соединений железа, по С. В.
Зонну, следующий.1. Силикатное железо.2. Несиликатное железо (свободное).Окристаллизованные соединения Fe: сильнокристаллизованные; слабокристаллизованные;Аморфные соединения Fe: связанные с гумусом; не связанные с гумусом.312Несиликатные соединения железа находят методом Мера — Джексона; по этому методу почву обрабатывают сначала смесью цитратанатрия и NaHCOs при рН 7,3. Затем при нагревании добавляют дитионит (гидросульфит) Na2S204- В этих условиях несиликатное железовосстанавливается дитионитом:S 2 04 2 -+2Fe 3 ++40H--^2S03 2 -+2Fe 2 ++2H 2 0иS032-+Fe3++20H-^S042-+Fe2++H20.Оксиды и гидроксиды железа при этом разрушаются, а в присутствии лимоннокислого натрия образуются устойчивые комплексы цитрата железа, предупреждающие выпадение осадка гидроксидов Fe.Количество железа, найденное в этой вытяжке, считается равным содержанию несиликатных форм соединений железа.
Силикатное железонаходят по разности между его валовым содержанием в почве и количеством несиликатного железа.Чтобы подразделить несиликатное железо на окристаллизованныеи аморфные формы соединений, используют метод Тамма. Для этогонавеску обрабатывают раствором щавелевой кислоты и оксалата аммония с рН 3,2. Благодаря образованию устойчивых оксалатных комплексов аморфные гидроксиды железа растворяются; извлекается Feи из соединений с органическими веществами. Считается, что найденное в вытяжке Тамма железо отвечает аморфным формам его соединений. По разности количеств железа в вытяжке Мера — Джексона ив вытяжке Тамма находят содержание окристаллизованных соединенийнесиликатного железа.
Для подразделения окристаллизованных формна сильнокристаллизованные и слабоокристаллизованные, а также длянахождения железа, связанного с органическим веществом, используютвытяжку раствором К4Р2О7 и ряд дополнительных операций (методБаскомба).Рассмотренная группировка, как и методы определения отдельныхгрупп, до определенной степени условны, но они удобны для характеристики почв. Например, по соотношению силикатного и несиликатногожелеза С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
