WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |

«Диагностика переувлажненных минеральных почв РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю.Н. ВОДЯНИЦКИЙ Диагностика ...»

-- [ Страница 9 ] --

Общий путь синтеза минералов железа в гидроморфных почвах на рис. 10 представлен идущим через окисление или гидролиз Fe(II). В зависимости от того, какой из этих процессов (окисление или гидролиз) доминирует на начальной стадии, формируются две группы (гидр)оксидов. При гидролизе Fe(II), образуются грин раст или гидромагнетит – минералы, сохраняющие в своей структуре Fe2+. В случае неустойчивости грин раста из него образуется лепидокрокит FeООН. Однако не всегда грин раст превращается в лепидокрокит. Согласно Ковалеву (1985), в торфяно-болотной обстановке, где образуется грин раст, лепидокрокита нет. Наличие органического вещества и карбонатов способствует длительному сохранению грин раста с частичной его раскристаллизацией до гетита.

Окисление Fe2+ приводит к формированию другого ряда гидроксидов. При этом сопряженное окисление Mn2+ способствует образованию фероксигита FeООН, обычно марганцевистого.

Окисление и гидролиз Fe(II) приводят к образованию Fe(ОН)3. Неустойчивая гидроокись железа превращается либо в метастабильный ферригидрит, либо в стабильный гетит Образование комплексов с ФК Биогенная деструкция 2Fe2O3FeOOH 4H2O Рис. 10. Возможные пути образования (гидр)оксидов железа из Fe(II) в гидроморфных почвах.

FeООН. Образованию ферригидрита способствует высокая концентрация в растворе Si, который входит в виде примеси в состав этого гидроксида. Гетит как самый стабильный гидроксид образуется в результате старения всех других видов гидроксидов.

Гидроксиды железа образуются в оглеенных горизонтах в период подъема редокс потенциала ЕН, причем в разной форме. Во-первых, в составе железо-марганцевых ортштейнов. Во-вторых, в плазме почвы. Здесь возможны варианты. Гидроксиды железа могут рассеяться среди частиц мелкозема, и тогда они мало влияют на цвет огленного горизонта. В других условиях они формируют скопления – красно-бурые пятна на сизой матрице глея.

Окислительный этап, обеспечивающий те или иные морфологические особенности, имеет значение для диагностики переувлажненных почв.

Фероксигит. Наиболее часто фероксигит FeООН образуется в условиях переменного редокс режима в составе железо-марганцевых ортштейнов. Подробно диагностическое значение состава этих ортштейнов отражено в главе 7.

Прежде считалось, что гидроксиды железа в ортштейнах представлены только гетитом (Бабанин и др., 1995). В последние годы с использованием электронной просвечивающей микроскопии доказан разнообразный набор гидроксидов железа, включая фероксигит (Водяницкий, Лесовая и др., 2003).

Мы анализировали встречаемость различных гидроксидов железа в составе мелкозема и Fe-Mn ортштейнов ряда почв лесной зоны европейской части России (Водяницкий, Лесовая и др., 2003). Развитию гидроксидогенеза железа в этих почвах способствуют высокая подвижность Fe в период сезонных восстановительных процессов и влияние органических кислот на разрушение Fe-силикатов и оксидов железа. Известный почвоведам типоморфизм железа в лесных ландшафтах проявляется преимущественно в синтезе гидроксидов, но не оксидов. По распространенности в мелкоземе лесных почв гидроксиды располагаются в ряд:

гетит фероксигит ферригидрит лепидокрокит (рис. 11).

В конкрециях содержание гидроксидов выше, чем в мелкоземе. Наши данные показали, что все 100% конкреций содержат те или иные гидроксиды железа. Следовательно, в конкрециях гидроксидогенез железа реализуется полнее, чем в мелкоземе, где доля образцов, содержащих гидроксиды железа, ниже – 82%. По распространенности в конкрециях лесных почв гидроксиды располагаются в следующий ряд: фероксигит гетит лепидокрокит ферригидрит. Этот ряд отличается от ряда встречаемости гидроксидов железа в мелкоземе лесных почв, в первую очередь, за счет доминирования фероксигита. Следует отметить также, что в конкрециях чаще, чем в мелкоземе образуются лепидокрокит и ферригидрит. Как видно, основным гидроксидом конкреций является Mn-фероксигит, как правило, биогенный.

Рис. 11. Гистограммы распределения гидроксидов Fe (Гт – гетита; Лп – лепидокрокита; Фг – ферригидрита; Фк – фероксигита) в мелкоземе и конкрециях лесных почв.

По основному гидроксиду железа молодые фероксигитовые ортштейны, доминирующие в одних горизонтах можно отличать, от старых, где фероксигит полностью или частично перешел в гетит; гетитовые ортштейны доминируют в других горизонтах. Очевидно, что наличие фероксигитовых ортштейнов отражает современную контрастную редокс обстановку, тогда как присутствие гетитовых ортштейнов – контрастную обстановку, существовавшую в прошлом.

В кислых почвах окисление Fe(II) ускоряют железоокисляющие микроорганизмы. В последние годы показано, что Mn(II) влияет на тип (гидр)оксидов железа (Ebinger, Schulze, 1989). Широкое распространение марганецсодержащего фероксигита в марганцевожелезистых конкрециях кислых почв обязано именно влиянию Mn(II), поскольку чистый фероксигит химически синтезируется только в щелочной среде (Гипергенные окислы…, 1975).

Лепидокрокит. Лепидокрокит FeООН часто рассматривают как минералогический индикатор гидроморфных условий (Schwertmann, Taylor, 1977). В лаборатории лепидокрокит образуется за счет быстрого окисления грин раста. Лепидокрокит очень часто встречается в переувлажненных рисовых почвах Японии, но обычно отсутствует в таковых юго-восточной Азии (Breeman, 1988). Причина отсутствия лепидокрокита может заключаться в повышенной кислотности многих тропических рисовых почв, включая Юго-Восточную Азию. Так, в рисовниках Бангладеш вместо лепидокрокита образуются бурые пятна алюмогетита, содержащего 5-13% Al. Тейлор и Швертман (Taylor, Schwertmann, 1978) показали, что алюминий ингибирует образование лепидокрокита при окислении растворенного Fe2+ и благоприятствует синтезу гетита. Высокий уровень СО2, характерный для кислых рисовых почв, также способствует образованию скорее гетита, чем лепидокрокита.



Ферригидрит. В результате синтеза ферригидрита FeООН·2Fe2О3·4Н2О цвет огленного горизонта меняется. Морфологически это проявляется в виде ярких красно-желтых пятен, образующихся на сизой матрице. Часто пятна дают мраморовидную окраску и тогда горизонт обозначают Gmr. Но с точки зрения редокс процессов особый характер расположения слоев с разным цветовым тоном (дающий мраморовидность) не имеет значения. Имеет значение подъем ЕН на окислительном этапе. Будем называть все эти гидроксидсодержащие формы глея «окислительными» с индексом Gox. Вероятно, такие красно-желтые пятна образуются на микроокислительных барьерах, за счет биогенного превращения Fe(III) в ферригидрит. Таким образом, глей окисленный Gox образуется в условиях переменного редокс режима за счет осаждения Fe в виде ферригидрита на окислительных микробарьерах в пределах оглеенного горизонта.

Ранее ферригидритовая охра в ручьях детально описана Чухровым (Гипергенные окислы…, 1975). Но химия и биология охристых пятен в окисленном глеевом горизонте изучены плохо. Детальное исследование этих пятен современными методами позволит полнее понять природу окисленного глея – чрезвычайно распространенной формы оглеения в лесных и степных почвах.

Гетит. Образование термодинамически стабильного гетита FeООН имеет свою специфику в гидроморфных почвах. Считается, что в автоморфных почвах ферригидрит служит предшественником гематита (Гипергенные окислы…, 1975). Но в гидроморфных почвах ситуация меняется. Здесь большое значение имеет высокая концентрация Fe(II) в оглеенных горизонтах в определенные периоды времени. Трансформация ферригидрита в окисленном глее сильно зависит от присутствия Fe(II). В этом случае ферригидрит очень быстро превращается в гетит. Полупериод этой трансформации в лабораторных опытах занимает всего 6.4 ч при рН 7 (Yee et al., 2006). Fe(II) адсорбируется на поверхности ферригидрита и действует как редуктант, перенося электроны к поверхностным атомам Fe(III).

Редуцированные структурные атомы Fe(II) неустойчивы, окисляются и осаждаются в форме гетита. В противоположность оглеенным почвам, в автоморфных почвах тропиков ферригидрит без участия Fe(II) преобразуется в гематит медленно. Полупериод этой твердофазной трансформации в лабораторных опытах занимает 112 сут при рН 7 (Yee et al., 2006).

Влияние окислительного этапа на превращение железа и марганца наиболее ярко проявляется при образовании Fe-Mn ортштейнов в оглееных почвах. Не так заметно влияет увеличение редокс потенциала ЕН на формирование гидроксидов железа в плазме почвы. В слабодренированных почвах разного генезиса оксидогенез железа в сухой период выражается в образовании рассеянных частиц гетита FeООН – слабого пигмента, не влияющего на сизый тон матрицы.

Это отчетливо установлено в аллювиальных почвах Предуралья. За счет низкой красноцветности новообразованный гетит почти не влияет на сизый тон оглеенных горизонтов. В этих горизонтах (g или G) доля условного красного пигмента низкая: (Hemусл) 0.1, несмотря на высокое содержание свободного железа 1.0% (Fe2O3)дит. При таком высоком содержании свободного железа автоморфные лесные почвы отличаются явным бурым цветом с величиной красноты а* (3-6) (Водяницкий, Шишов, 2004). Но в оглеенных почвах высокое содержание свободного железа не обеспечивает бурого цвета, благодаря низкой красноцветности гидроксидов железа или маскировке их частиц соединениями Fe (II).

Например, в гор. АYg аллювиальной глеево-гумусовой оруденелой почвы катены Кама обнаружены фероксигит, гематит и гетит. В гор. G" гумусово-глеевой тяжелосуглинистой почвы катены Бекрята содержится гетит; при этом содержание свободного железа достигает высокого значения – 3.3% (Fe2O3)дит (Водяницкий, Васильев и др., 2006).

Таким образом, если в глее в окислительный период накапливается рассеянный гетит, то в силу его слабой пигментирующей способности сизый тон горизонта почти не меняется.

ЧАСТЬ 2. КРИТЕРИИ ГИДРОМОРФИЗМА ЛЕСНЫХ

И СТЕПНЫХ ПОЧВ

Во второй части книги мы обсудим эффективность разных критериев гидроморфизма в лесных и степных почвах. В главе 6 изложены результаты работ, выполненных под руководством автора на почвах Предуралья. Эти исследования включали как полевые режимные наблюдения, так и лабораторный анализ минералов железа.

В главе 7 дан обзор наиболее известных критериев гидроморфизма, а также описан новый критерий, который апробирован на почвах разного генезиса.

Глава 6. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ЦВЕТОВЫЕ КРИТЕРИИ ОГЛЕЕНИЯ (НА

ПРИМЕРЕ ПОЧВ

СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ)

Характеристика почв Среднего Предуралья и методы Минералогия почв Предуралья издавна привлекает внимание ученых. Это связано во многом со спецификой почвообразующих пород, сформировавшихся на красноцветных пермских отложениях. Красным пигментом красноцветных отложений Предуралья служат частицы гематита Fe2O3, которые наследуются почвой (Бабанин и др., 1995). Гематит неустойчив в гумидном климате среднего Предуралья. В условиях переувлажнения и обилия органического вещества, выступающего как источник энергии и электронный челнок (Lovley, 1987; Lovley, 2001; Lovley, Fraga et al., 1998), гематит редуцируется в периоды уменьшения ЕН, а при его последующем увеличении Fe(II) окисляется до гидроксидов железа.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |
 



Похожие работы:

«УТВЕРЖДАЮ Декан факультета агрохимии и почвоведения, профессор Л.М. Онищенко _ 2011 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины: Бухгалтерский учет по направлению 110101 Агрохимия и агро-почвоведение для специальности 110101.65 Агрохимия и почвоведение Факультет агрохимии и почвоведения Ведущая кафедра теории бухгалтерского учета Дневная форма обучения Вид учебной работы Курс, Всего часов семестр Лекции 5, IХ 18 Практич.занятия (семинары) 5, IХ 12 Всего аудиторных занятий 5, IХ 30 Самостоятельная работа...»

«О. ПИСАРЖЕВСКИЙ Дмитрий Иванович Менделеев Жизнь и творчество великого русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева всегда будет предметом пристального изучения исследователей. Наследие, завещанное нам этим гигантом научной мысли и научного дела, поистине неисчерпаемо. Родившись в 1834 году и еще на студенческой скамье (в 1855 году) начав научную работу, Д. И. Менделеев до самой своей смерти (1907) плодотворно и напряженно работал над развитием химической науки и заводского дела в России. Он...»

«Что такое растительные сообщества Москва Наука 1986 Лес, луг, болото, поле пшеницы или яблоневый сад - все это растительные сообщества, окружающие нас. О том, как они организованы и как развивалась изучающая их наука фитоценология, рассказано в этой книге. Фитоценология - основа современной экологически обоснованной системы использования растительности и со охраны. Читатель узнает много нового и интересного о поведении растений в сообществах, о причинах того, почему в одном случае вместе растут...»

«ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ И КАДРОВ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОГРАММА вступительного экзамена на вторую ступень высшего образования (магистратуру) по специальности 1-74 80 01 Агрономия 2 ВВЕДЕНИЕ Магистерская подготовка по специальности Агрономия ориентирована на научно-исследовательскую, научно-педагогическую и производственную деятельность специалистов с углубленными общенаучными знаниями и знаниями в области агрономии. Прием в...»

«8-9 апреля 2013 года ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ УДК 546.881.5:542.942.7:542.61 ЭКСТРАКЦИЯ ВАНАДИЯ (V) ТРИОКТИЛАМИНОМ Курбатова Л. Д., Корякова О. В., Валова М. С., Гырдасова О. И., Янченко М. Ю. ФГБУН Институт химии твердого тела УрО РАН Экстракция является наиболее перспективным методом получения чистых и высокочистых соединений ванадия. Экстракционные процессы имеют ряд преимуществ перед методами сорбции, осаждения и другими процессами очистки и разделения. Они отличаются высокой производительностью,...»

«Революция одной соломинки (Введение в натуральное земледелие) Содержание Введение 2 Глава I Посмотрите на эти поля зерновых 7 Совсем ничего 7 Возвращение в деревню 9 Путь к методу ничего-не-делания 11 Возвращение к источнику 12 Почему натуральное земледелие не получило широкого распространения 13 Человечество не знает Природы 14 Глава II Четыре принципа натурального земледелия 15 Культурные растения среди сорняков 18 Земледелие и солома 19 Выращивание риса в сухом поле 21 Плодовые деревья 22...»

«Психология любви и секса. Популярная энциклопедия: АСТ, Астрель; Москва; 2010 ISBN 978-5-17-062469-0, 978-5-271-25444-4 Аннотация Любовь и секс занимают очень заметное место в жизни человечества. Из-за любви люди лишают себя жизни, пишут стихи, возводят дворцы и начинают войны. Из-за секса идут в тюрьмы и ломают себе жизнь. Ученые установили, что наша жизнь управляется четырьмя основными потребностями: самосохранения, размножения, общения и потребностью в информации. Однако сексуальную...»

«Дорогие ребята! Вашему вниманию предлагается комплект заданий заочного тура Всесибирской олимпиады школьников по химии 2012-2013 года. В Вашем распоряжении почти полтора месяца времени и все доступные методические ресурсы: библиотеки, книги, задачники, Интернет и т.д. Единственное, о чем мы бы хотели Вас очень сильно попросить: постарайтесь выполнять задания максимально самостоятельно, не переписывая решения друг у друга. Помните, что для того, чтобы попасть в число призеров, вовсе не...»

«Москва Москва Российский университет дружбы народов Российский университет дружбы народов 2011 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Выпуск 13 Сборник научных трудов Часть 2 Секции Природопользование, Правовые и экономические основы природопользования, Научная работа школьников Москва 2011 Утверждено УДК...»

«Кафедра Общая и прикладная экология КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 280200 Защита окружающей среды и специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 1 УДК 544.77 ББК 24.6 К60 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой общей и прикладной экологии Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.