Д.С. Орлов - Химия почв (1114534), страница 84

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 84)

Почвы с господствомвосстановительных условийпо всему профилю:а) почвы с господствомвосстановительной глеевой обстановкиб) почвы с господствомсероводородной восстановительной обстановкиболотно-подзолистые, подзо­листые,дерново-подзолистые,серые лесные глеевые, бурыелесные глеевые, солоди, луго­вые солонцы, желтоземылуговые почвы, орошаемыепочвы с близким уровнемгрунтовых водболотные торфяныерируемые почвыцелесообразноразде­ление на почвы с кис­лым глееобразованием ипочвы с щелочным глее­образованиеммелио­почвы под культурой затоп­ляемого рисаболотныеторфяно-глеевые,иловато-болотные, дерново-глеевые, тундровые глеевыесолончаки,солончаковатыепочвы, переувлажненные силь­но минерализованными суль­фатными грунтовыми водамито жечто она учитывает особенности не только общего уровня ОВ-потенциалов, характерного для группы почв, но и сезонную динамику окисли­тельных процессов.

Она учитывает также профильное распределениеОВ-процессов, что не отражено в классификации Перельмана, но имеет333исключительно важное значение для понимания генезиса почв, их диаг­ностики и для решения вопросов о необходимости мелиоративного ре­гулирования ОВ-режимов.Трансформация и миграция химических компонентов в почвах свя­заны не только с общим типом окислительного режима, но и с егостабильностью, с характером переходов в ландшафте от одной окис­лительно-восстановительной обстановки к другой. Важное значениеприобретает растянутость или сжатость переходных зон, перепад,величин окислительных потенциалов, что отражается на распростра­нении корневых систем растений, потоке элементов и формированииконтактных горизонтов. С этой целью группировка почв по ОВ-режиму может быть дополнена выделением характерных зон (областей)в пределах почвенного профиля или ландшафта, различающихся по*устойчивости окислительных режимов.

Эти зоны выделяются с уче­том среднего уровня окислительно-восстановительного потенциала,свойственного данной зоне, и характера расположения эквипотенци­альных линий, т. е. линий, соединяющих в почвенном профиле участ­ки с одинаковыми значениями окислительного потенциала.

Для ти­пичных ландшафтов средней и южной тайги Д. С. Орлов и А. Р. Джиндил предложили различать следующие зоны.1. Зона стабильного преобладания окислительных процессов. Ха­рактеризуется величинами ОВП в среднем более 450 мВ. Эквипотен­циальные линии распределения величин ОВП расположены равно­мерно и часто параллельно поверхности. С глубиной окислительныйпотенциал изменяется сравнительно медленно, перепад потенциаловдо глубны 1 м обычно не превышает 50—100 м.В.2.

Зона устойчивого развития восстановительных процессов. Длянее характерны величины ОВП меньше 350—400 мВ, чаще меньше200—250 мВ. Расположение эквипотенциальных линий также равно­мерное, но перепады потенциалов могут быть более резкими, чем взоне стабильных окислительных процессов.3. Зона неустойчивых величин ОВП; Это те почвы, в которых раз­витие окислительно-восстановительных процессов существенно зависитот погодных условий; они характеризуются пятнистостью, очаговостьюразвития окислительно-восстановительных процессов, эквипотенциаль­ные линии образуют причудливый рисунок. В сухие годы или сезоныпространственное распределение окислительно-восстановительных про­цессов в таких почвах приближается к распределению в зоне стабиль­ных окислительных процессов.4. Переходные зоны между устойчивыми окислительными и устой­чивыми восстановительными полями.

Для них характерно очень частое'расположение эквипотенциальных линий. Эти зоны встречаются на пе­риферии торфяников или почв с близкими грунтовыми водами, по бере­гам рек и водоемов, в местах выхода на поверхность почвенно-груптовых вод.Характер расположения эквипотенциальных линий в различныхзонах показан на рис. 67.В сельскохозяйственном отношении типизация окислительно-вос­становительных режимов и состояний почв должна быть дополненаподразделением всего обычно встречающегося диапазона окислитель­ных потенциалов (для почв это преимущественно интервал от —200до +700 мВ) па более или менее узкие интервалы, благоприятныеили неблагоприятные для развития отдельных культур. Такая града­ция необходима для решения вопроса о необходимости мелиоратив­ного регулирования окислительного режима используемых почв и для..334•правильного выбора культур, выращиваемых на почвах с различнойокислительно-восстановительной обстановкой.

Одна из первых попы­ток в этом направлении была сделана Н. К- Хтряном, который дляГлубина,см-\0Глубина, сьО100200Рис. 67. Типы пространственного распределения окислительных потенциалов в поч­вах (потенциалы даны в мВ):•а — водораздел, сухое лето, б — водораздел, влажное лето, в — долинные почвы;1 — дерново-подзолистые почвы, 2 — торфянисто-подзолисто-глеевые, 3 — дерновоподзолистые пахотные, 4 — лугово-глеевые, 5 — торфянисто-железисто-глеевые, 6 —дерново-луговые, 7 — торфяник, 8 — дерново-подзолисто-глеевые-черноземов и некоторых других почв Армении предложил использо­вать следующую шкалу ОВП.Характер процессовИнтенсивно восстановительныеУмеренно восстановительныеСлабовосстановительныеСлабоокислительныеУмеренно окислительныеИнтенсивно окислительныеОВП, мВ<+200200—300300—400400—500500г-600>600Эта шкала может быть использована для характеристики почвен«ых режимов, но степень детализации шкалы и границы интерваловнуждаются в дальнейшей практической проверке.Влияние окислительно-восстановительных процессовна химическое состояние почвСостояние химических элементов и соединений в почвах тесносвязано с уровнем окислительного потенциала.

Эта связь двусторон­няя; величина потенциала влияет на трансформацию химическихкомпонентов почвы, но и химический состав почвы может способство335вать или препятствовать изменению окислительного потенциала как:в сторону его повышения, так и понижения. В малогумусных почвахвеличина потенциала в значительной мере обусловлена абиотическимфактором. В богатых гумусом почвах, где условия для жизнедея­тельности микрофлоры благоприятны, часто наблюдается интенсивноеразвитие глубоких восстановительных процессов за счет жизнедеятель­ности микроорганизмов.

В этом случае очень сильное влияние на уро­вень окислительного потенциала оказывают температура и влажность,почвы.Соединения железа. В окислительно восстановительных реакциях,преимущественно участвуют ионные формы Fe(II) и Fe (III), различ­ные по составу гидроксиды, а также некоторые фосфаты и сульфиды*железа.

Безводные ионы Fe(II) и Fe (III) бесцветны, гидратированный ион закиси железа имеет бледно-зеленую окраску. Образующийся»в водных растворах осадок Fe(OH) 2 белого цвета в присутствии кис­лорода воздуха легко окисляется; сначала образуются промежуточныепродукты, содержащие одновременно Fe(II) и Fe(III), окраска ихизменяется от бледных грязно-зеленых тонов до почти черной. Гидроксид трехвалентного железа Fe(OH)3 красновато-бурого цвета легко<образует коллоидные растворы. Устойчивость закисного железа зави­сит от реакции среды; в сернокислых растворах, например, FeSC>4 со­храняется долго, тогда как в щелочной среде практически не удаетсяполучить чистый осадок Fe(OH)2, не содержащий трехвалентного же­леза. Среди других соединений железа на окислительные процессы бы­стро реагируют сульфиды двухвалентного железа FeS, пирит FeS 2 ифосфаты железа.

Сульфид трехвалентного железа Fe2S3, так же каки сульфид Fe(II),— черного цвета и практически нерастворим, но вовлажном состоянии на воздухе он быстро разлагается с образованиемFe(OH) 3 .Закисное железо в значительных количествах присутствует тольков переувлажненных и затопляемых почвах; оно может быть представ­лено карбонатом железа FeC0 3 , фосфатом Рез(Р0 4 )2, сульфидом FeS,а также ферроферригидроксидом Fe 3 (OH) 8 . Последний образуется вщелочной среде:2Fe(OH)3 + Fe 2 ++20H--^Fe 3 (OH) 8и дает осадки темного оливково-зеленого цвета.Несмотря на высокое значение нормального окислительного по­тенциала системы Fe 3+ —Fe 2+ , равного -f 0,771 В при 25°С, в почвен­ных условиях закисные соединения железа в значительных количе­ствах появляются только при развитии восстановительных процессови значительном снижении потенциалов.

Это вызвано тем, что железопредставлено в почвах многообразными формами соединений, разли­чающимися по растворимости и константам нестойкости. Одной из ве­дущих систем может быть следующая:Fe(OH)3(TB) + e - ^ F e ( O H ) 2 + O H - ,нормальный окислительный потенциал которой равен —0.56. Низкийпотенциал этой системы, обычно присутствующей в почвах, объясняетпреобладание в почвах Fe(III) даже при потенциалах +400-f-+ 500мВ.Области стабильности различных форм соединений железа в коор­динатах рН—ЕЙ приведены на рис.

68; положительно заряженные про­стые ионы железа (III) в растворе присутствуют только в сильнокислой среде при рН 3 и ниже и при высоких значениях ОВП, близких к:336800 мВ. Такие сочетания в почвах встречаются редко. В наиболее ха­рактерном для почвы интервале рН от 5 до 8 и при обычных потен­циалах порядка 500—600 мВ преобладающей формой должен бытьгидроксид железа (III). Развитие восстановительных процессов в пер­вую очередь вызывает появление Fe 3 (OH)s и только при глубокой вос­становительной обстановке — Fe(OH)2Теоретические расчеты и опыты по восстановлению железа хо­рошо согласуются с наблюдениями в природе. Известно, что в пой­мах малых рек Нечерноземной зоныEh,Впри близко расположенных почвенногрунтовых водах возникают желези­стые аккумуляции.Появление железистого гор.

Характеристики

Список файлов книги