Материал: GOSY-1_vmeste

Сульфатное оглеение

Сульфатное оглеение — ЭПП трансформации на месте минеральной массы почв, содержащей сульфиды Fe, в условиях переменного восстано­вительно-окислительного режима, заключающийся в частичном или пол­ном, но периодическом окислении сернистого железа с образованием гидро­ксидов Fe и свободной серной кислоты, а затем железистых и алюминиевых квасцов; возникает пятнистая окраска — ярко-желтые пятна на темно(красно-)-буром фоне ("кэтклей").

Факторы: периодическая аэрация восстановленной почвенной мас­сы, содержащей сульфиды Fe.

Механизм: последовательное окисление сернистого железа по следующим реакциям:

FeS₂ + Н₂О + 70 = FeSO₄ + H₂SO₄; 2FeSO₄ + 5Н₂О + О = 2Fe(OH)₃ + 2H₂SO₄; 2Fe(OH)₃ + H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O; 2A1(OH)₃ + H₂SO₄ = A1₂(SO₄)₃ + 3H₂O.

Диагностика. Исчезает буро-черный цвет почвенной массы, пре­обладает (красновато-) бурая и темно-бурая окраска с ярко-желтыми (буро-желтыми) пятнами ярозита — KFe₃(SO₄)•(ОН)₆. Наличие в почвенном растворе свободной серной кислоты и гидролитически кислых солей-квасцов способствует созданию сильнокислой реакции почвенной массы (рН 3—2) при крайне неблагоприятных физических свойствах (высокое содержание ила, низкая водопроницаемость, бесструктурность) и увеличению содержания водорастворимых и подвижных форм Fe и А1. Характерная пятнистая окраска сульфатного глея может быть выражена только в нижней половине профиля или во всем профиле, но чаще встречается первый случай.

Этот ЭПП проявляется при появлении кислорода в восстановленной сульфидной почвенной массе и затухает при полном окислении сульфидов Fe с образованием гидроксндов Fe и А1 и свободной серной кислоты.

Степень выраженности этого ЭПП: по размерам —от отдельных окисленных пятен на восстановленном буро-черном фоне до сплошного окисления почвенной массы; по глубине преобразования твердой фазы почв — ЭПП сульфатного оглеения может приводить к полному окислению всего резерва сульфидов Fe, содержащихся в почвенной массе. В естественной обстановке подобная максимальная степень выраженности и одновременно "конечный предел" этого ЭПП имеют место в условиях поднимающихся дельт и низменных морских побережий; в освоенных почвах — благодаря мелиоративным мероприятиям.

Взаимодействие с другими ЭПП. Непосредственными обязательным предшественником ЭПП сульфатного оглеения является сульфидное оглеение (Сульфидное оглеение — ЭПП трансформации на месте минеральной массы почв в условиях постоянного или длительного переувлажнения и анаэробиоза, заключающийся в восстановлении S и Fe с образованием сернистого железа и возникновении буро-черной окраски почвенной массы). Как обязательное следствие возникают ЭПП: выщелачивания, декарбонатизации, слитизации, компрессионно-гидро­термической педотурбации, минерализации органического вещества и ряд ЭПП внутрипочвенного выветривания в связи с наличием сильнокислой среды.

Сульфатное оглеение относится к быстро текущим процессам (сутки, недели, месяцы).

Сульфидное оглеение

Cульфидное оглеение — ЭПП трансформации на месте минеральной массы почз в условиях постоянного или длительного переувлажнения и анаэробиоза, заключающийся в восстановлении S и Fe с образованием сернистого железа и возникновении буро-черной окраски почвенной массы.

Факторы и механизм. Наличие свободных гидратов окислов Fe и сернокислых солей при достаточном количестве разлагающихся растительных остатков — необходимая среда для возникновения этого ЭПП. Такие условия распространены на низменных морских побережьях и в приморских дельтах гумидных областей, где высокое атмосферное увлажнение препятствует аккумуляции солей и образованию солончаков. Воды поверхностного стока несут большое количество органических и органо-минеральных коллоидов, в том числе органо-железистых и органо-алюминиевых соединений; в тропических областях поверхностные воды содержат еще и достаточно много свободных гидроксидов Fe и А1 — продуктов размыва феррсиаллитных и ферраллитных кор выветривания. Морская вода обеспечивает поступление сернокислых солей. В условиях прибрежных лесных и болотных ландшафтов при большом количестве разлагающихся растительных остатков и почти постоянном анаэробиозе происходит восстановление Fe и S сульфатов до сероводорода, взаимо­действие сероводорода и закисного Fe с образованием коллоидального, сернистого железа гидротроиллита (Глазовская, 1972).

Восстановление серы, так же как и Fe, осуществляется микроорга­низмами, в частности группой сульфат-редуцирующих бактерий.

Исключающее условие для проявления этого ЭПП — наличие в почвах заметного количества карбонатов.

Диагностика. Буро-черный цвет почвенной массы, часто с запахом сероводорода; наличие гидротроиллита (FeS • riF^Sj • лН₂0), по мере ста­рения и кристаллизации превращающегося в пирит и марказит (FeS₂). Содержание пирита может.достигать 5—6% (Bloomfield, 1950), общей S — 2—4%, карбонаты отсутствуют или их содержание незначительно, реакция близка к нейтральной.

Характерная окраска сульфидного глея может быть выражена только в нижних горизонтах профиля и породе, в нижней и средней частях профлля, во всем профиле.

Химико-аналитические методы включают определение Fe сульфидов и определение пирита. Для определения Fe сульфидов пока не имеется удовлетворительного метода. Неточности связаны с окислением двух­валентной S трехвалентньш Fe в процессе анализа. Содержание пирита определяется: 1) по разности между содержанием сульфатов до и после окисления с использованием Н₂С>2, 2) прокаливанием с пятиокисью вана­дия (Bloomfield, 1950).

Этот ЭПП имеет определенные предел развития и степень выраженности. Начальный предел: необходимый набор химических соединений и восстановительная биологически активная среда. Конечный предел: смена восстановительной среды на окислительную. Степень выражен­ности этого ЭПП: 1) по размерам (площади—объему какого-то фрагмента почвенной массы, горизонта или профиля) — отдельные пятна.

преобразования процессом твердой фазы почв — ЭПП сульфидно оглеення теоретически может дойти "до конца", т.е. весь потенциальш резерв гидроксидов Fe, имеющийся в почвенной массе, окажет израсходованным на образование сульфидов Fe. Однако такая ситуац вряд ли возможна в естественных условиях, так как почвы, в котор] проявляется этот ЭПП, характеризуются одновременно активнь развитием разнообразных процессов привноса твердых и растворенн] веществ, которые постоянно пополняют резервы химических соединен почвы, необходимых для протекания ЭПП сульфидного оглеення.

Взаимодействие с другими ЭПП. В качестве процео прямо вызывающего рассматриваемый ЭПП, выступает ЭПП привне твердого и растворенного вещества» сопряженный с ЭПП декарбо! тизации. ЭПП гумификации в гидрсморфных условиях и (или) торфооб] зования до известного момента усиливают сульфидное оглеение, так к дают энергетический материал для восстановления и жизнедеятельное микрофлоры; при этом интенсивность самих этих ЭПП также нарастг (положительная обратная связь). Но, по-видимому, по мере накоплены почвах сульфидов ЭПП сульфидного оглеения может оказывать уп тающее влияние на жизнедеятельность растений и поэтому тормоз! указанные выше ЭПП метаморфизма органического вещества (отри тельная обратная связь). К ЭПП, вызываемым сульфидным оглеен» относится ЭПП переорганизации (обесструктуривание) почвенв массы — потеря сложения, возникновение липкости и пластичност) связи с тем, что образующийся гидротроиллит представляет соС коллоидальный гель. Прямым следствием сульфидного оглеения являе ЭПП (пятнистого) сульфатного оглеения.

Солонцы

Солонцы – засоленные на глубине почвы, обладающие следующей совокупностью признаков:

-профиль, дифференцированный по элювиально-иллювиальному типу в щелочных условиях

-присутствие в профиле гор-та накопления ила

-высокая пептизация ила, коллоидной фракции, высокая р-ть и подвижность ГВ

-ряд специфич св-в почвенной массы, обусловленных сод Na: высокая пластичность, липкость, набухаемость, при увлажнении характерная стр-ра почв не проявляет водопрочности, увелич плотности, уменьшен водопроницаемости.

-столбчатая, призматическая, глыбистая или крупноореховатая стр-ра иллювиального гор-та при его высокой плотности;

-наличие в иллювиальном гор-те обменного Na в кол-ве >15% от суммы обменных катионов;

-наличие солей в нижней части профиля под иллювиальным гор-том, нет в верхней части профиля

Профиль: A (гумусовый) – E (осолоделый) – Bna (солонцовый) – Bsa (подсолонцовый) – ВС.

Профиль солонцов формируется под влиянием сложной комбинации процессов:

1) осолонцевание: внедрение Na в ППК, поступление соды в почвенный р-р, подщелачивание р-ра и пептизация коллоидов;

2) осолодение: разрушение пептизированных минералов тонких фракций с выносом продуктов разрушения вниз по профилю, вынос растворенного орг в-ва вниз по профилю; в осолодевающем гор-те разрушается в первую очередь монтмориллонит;

3) элювиально-глеевый процесс в осолоделом гор-те;

4) дерновый процесс в верхней части надсолонцового гор-та;

5) накопление легкорастворимых солей, гипса, карбонатов в подсолонцовом гор-те; в автоморфных солонцах оно происходит за счет выноса солей из верхней части профиля, в гидроморфных – в результате накопления из испаряющейся капиллярной каймы почвенно-грунтовых вод;

6) оглеение нижней части профиля гидроморфных солонцов.

Необходимые условия образования солонцов

-условия, благоприятные для накопления некоторого кол-ва обменного Na⁺ при сравнительно низкой конц солей и щелочной р-ции в почвенном р-ре.

Климат:

-осадки>испаряемости

-испаряем создавала возможность накопления, длительного сохранения легкораств солей в почвах