Материал: GOSY-2_vmeste

3 Условия для глееобразования:

1)переувлажнение (восстановит обстановка)

2)присутствие орг в-ва, способного к сбраживанию

3)присутствие анаэробной гетеротрофной микрофлоры-> для формирования оглеения в кислых и нейтральных почвах с отсутсвием сульфатов.

Большую роль в нем играют микроорганизмы, получающие энергию за счет окислительно-восстановительной трансформации органического вещества и соединений железа, марганца, серы.

В глеевом горизонте почв характерно присутствие элементов с переменной окислительно-восстановительной способностью в состоянии наименьшего окисления, в восстановленных формах: FeO, MnO, H2S, CH4, NxO, PHx . Характерно и наличие специфических глинистых минералов, содержащих элементы с низшей окислительной способностью: вивианит (гидрофосфат железа II), глауконит, сульфиды тяжелых металлов. Обычно глеевые горизонты содержат

многие токсичные для растений вещества, включая токсичные газы — метан, фосфин, сероводород, малоокисленные оксиды азота и углерода.

Засушливый климат не налагает запрета на восстановительные условия при близком залегании грунтовых вод.

Переувлажнение не всегда приводит к восстановительным условиям: тундровое неглеевое образование на вечной мерзлоте с застоем влаги: относительный анаэробиозис, нет газообразного О2, вода насыщена О2, низкие t° (в период снеготаяния, паводковые воды). М.б. выражен в почвах водоразделов, пониженных эл-тов рельефа (тундровые глеевые, подзолисто-глеевые, торфяно-глеевые, лугово-черноземные, глеевые субтропические и тропические). С увеличением аридности климата ЭПП восстановленного глея локализуется в почвах отрицательных форм рельефа и связан обычно с грунтовыми и почвенно-грунтовыми водами (луговые, лугово-болотные, различные солончаки).

Существенное влияние на ОВР оказывают Fe и S.

В основе глеевого пр лежит восстановление Fe. Eh=300-400 мВ

Fe(ОН)3тв+е <->Fe(OH)2+OH- ОВП-0,56 мВ

Обычно оглеение почвы не бывает сплошным: в оглеенных горизонтах отмечается чередование зон окисления и восстановления. Отсюда

пятнистость окраски оглеенных горизонтов: чередование сизых (голубоватых, зеленоватых) и охристых, ржавых пятен.

Проявление этих условий:

1)Переувлажнение:

-застойный водный режим (ОВП низкий)

-застойно-промывной (имеется некий отток при застое, ОВП низкие, но колеблются, может иметь место абсолютный вынос в-ва из оглеенной толщи).

2)орг в-во: роль восстановителя – основная ф-ция. Без орг в-ва оглеение невозможно. Оказывает кислотное агрессивное воздействие на минер часть почвы. -> замедление оглеения на карбонатном геохимическом фоне. Выступает в роли комплексообразователя (обр хелатов->увелич миграционной способности металлов

Изменение почв в минер толще при оглеение:

Меняются как органич, так и минер компоненты. Гумусообразование при преимуществе ФК. ГК склонны к деструкции. Расширяется соотношение С:N. Изменение увлажненности сказывается на отношен С:N (более влажные -> С:N больше, чем суше, тем больше доля N). Контролирует хар-р орг в-ва. Изменяется минер масса почв связаны с выносом Fe из оглеенной толщи (застойно-промывной режим-абсолютный выноc Fe, застойный – сегрегация Fe (концентрирование в конкрециях, др. новообразованиях, остальная почв масса теряет Fe). Оглеение – элювиальный по Fe процесс. Выносится не силикатное Fe. Глеевый гор-т имеет мраморовидную окраску. Прожилки охристого цвета – локусы сегрегации Fe. ПР (Fe(OH)2)=8,0·10-16>> ПР (Fe(OH)3)=6,3·10-38 увелич мобильности при восстановлении, большая подвижность Fe2+.

Увеличение кол-ва ила->вынос при застойно-промывном режиме->возникновение лессиважа -> частичный вынос Al. Изменяется состав катионов в ППК. Увелич доля Mg, уменьш Ca.

Изменяется минералогический состав: увелич доля гидрослюд и хлоритов.

Разрушение почвенных минералов – ферролиз. Изоморфное замещение катионов кристаллической решетки Са и Mg на Fe ->частичное разрушение минералов.

Формирование своеобразного соединения – «зеленая ржавчина» (образ 2/3 из сидерита FeCO3, сидерит в первые 10 мин окисляется на воздухе, появляется зеленая ржавчина - серо-зеленоватая окр). Формирование пятен, слоев с «холодной» окраской (сизая) из-за удаления оксидных и гидроксидных пленок с пов-ти минеральных зерен. Кварц и ПШ формируют светлую окраску.

Обр минерала вивианита – Fe3(PO4)2·8H2O – минерал снежно-белого цвета, формируется гнездами в почве. Может обр большие скопления. При окислении приобретает голубую окр.

Глеевый гор-т имеет неоднородную окр из-за неоднородности ОВусловий – сочетание зон окисл и восстан.

Факторы и механизм. Редукция Fe и Мn возникает при насыщении почвенной массы влагой до состояния полной влагоемкости или близкого к нему, при замедленном влагообмене и низком ОВП. Последовательность восстановления окисного Fe, содержащегося в почвенной массе, в закисное представляется следующей. Наиболее быстро восстанавливаются водорастворимая и обменная формы Fe, затем — осажденное Fe и Fe, адсорбированное глинистыми минералами ("активное" железо); наиболее медленно и проблематично вовлекаются в этот процесс "неактивные" формы Fe — прочно адсорбированные глинами и входящие в состав первичных и вторичных минералов.

Воздействие процессов восстановления Fe на твердую фазу почв реализуется прежде всего в снятии (растворении) красящих Fe-пленок с поверхности вторичных и первичных минералов (Bloomfield, 1950). В восстановительной среде образуется ряд закисных соединений Fe, среди которых количественно преобладают органо-железистые комплексы и карбонаты и бикарбонаты Fe: Fe(HCO₃)₂, FeCO₃, Fe(OH)₂, FeSO₄, Fe₃(PO₄)2 (голубоватая окраска). Среди закисных соединений Мп чаще всего встречаются: МпО, Мп₂Оз, МпСОз, Мп(НСО₃)₂.

Предположительно соединения закисного Fe могут реагировать с подвижными SiO₂ и А1₂О ₃ и формировать вторичные алюмоферросиликаты характерной "холодной" окраски. Таким образом, механизмы этого ЭПП — растворение красящих пленок, покрывающих минеральную основу, формирование закисных соединений Fe и Мп, предположительно — неосинтез вторичных алюмоферросиликатов.

В целом происхождение глеевой окраски проблематично и связывается с 3 возможными причинами (или их сочетанием): 1) цветом закисных соединений Fe; 2) цветом вторичных алюмоферросиликатов; 3) цветом минералов почвенной основы, лишенных поверхностных красящих пленок.

В случае сезонного чередования восстановительной и окислительной обстановки

наблюдается высокая конкреционность почв — отбеливание основной массы почвы и сегрегация соединений железа и марганца в конкрециях. В случае некоторого оттока воды или постоянного проточного переувлажнения может иметь место вынос водорастворимых соединений, в том числе железа, ведущий к формированию глее-элювиальных или псевдоглеевых горизонтов в почвах. Обычно в почвах присутствуют в разной степени оглеенные горизонты.

Псевдооглеение – пр внутрипочвенного поверхностного или подповерхностного оглеения под воздействием периодического переувлажнения верховодкой: при сезонном образовании ее на водоупорном, иллювиальном горизонте или первично более тяжелом нижнем слое почвообразующей породы в случае ее двучленности. Поскольку переувлажнение почвы здесь не постоянное, сопровождаемое периодическим промыванием этого слоя, то образуется своеобразный элювиальный горизонт, в котором оглеение сочетается с разрушением соединений и выносом части продуктов разрушения.

Часто псевдоглеевый горизонт формируется на месте подзолистого, осолоделого или лессивированного горизонта, сформированного ранее соответствующим процессом. При анализе псевдоглееватого горизонта, таким образом, очень трудно разделить морфологическую картину того или иного процесса и однозначно сказать, что является следствием псевдооглеения и что – предшествующего оподзоливания, лессивирования или осолодения.

Наиболее четким признаком псевдооглеения является сочетание в осветленном элювиальном горизонте мраморизации и сегрегации. Появление мраморовидной окраски связано с чередованием восстановительных и окислительных процессов. При восстановлении происходит мобилизация железа и марганца, а при окислении – их выпадение из раствора с образованием скоплений лимонита по ходам: корней, порам и трещинам. В результате окраска слоя становится пятнистой, сетчатой: буро-красная или буро-желтая, ржавая матрица, в ячейках которой размещаются неправильной формы белесовато-сизые или сизовато-белесые пятна. Всегда в таком горизонте присутствуют мелкие железистые или марганцовисто-железистые концентрические конкреции, сформировавшиеся путем сегрегации. Микроморфологический анализ показывает наличие в псевдоглеевом горизонте отбеленных участков скоплений: первичных минералов, преимущественно кварца, и чередующихся с ним бурых скоплений полуторных окислов и концентрических железистых микроконкреций.

В глееватой почве оглеение выражено отдельными пят нами; в глеевой — имеется сплошной глеевый горизонт. Почва может быть поверхностно- и глубинно-глееватой, поверхностно-и глубинно-глеевой. В зависимости от характера переувлажнения и положения оглеенных горизонтов в профиле предложено выделять формы оглеения, табл. 1.

МОРФОЛОГИЯ ГЛЕЕВОГО ПР. ФОРМЫ ГЛЕЯ И СИСТЕМАТИКА ГЛЕЕВЫХ ГОР-ТОВ

Глеевый гор-т имеет неоднородную окр из-за неоднородности ОВусловий – сочетание зон окисл и восстан. Оглеенные гор-ты: несбалансированный вынос Fe всего мелкозема в целом (только илистая фракция мелкозема, пятна холодной окр), равномерный холодный цвет.

g`- вертикально вытянутые неширокие пятна оглеения по ходу отдельных трещин, гор-т сохраняет теплую окраску, обезжелезнение затрагивает стенки отдельных призматических стр-р.

В пов-ных гор-тах g`характеризуется мелкими сизовато-синими пятнами по общему желтому фону гумусового гор-та.

g``- сплошной сизоватый тон

g```- интенсивная темно-сизая окраска гумусового гор-та.

Процесс создает окраску почвенной массы с преобладанием "холодных" тонов: голубоватых, сизых, зеленоватых, оливковых, серо-сизых ("восстановленный", или "редуцированный", глей), как особый случай — буро-черных тонов (в сульфидной среде). Подобные цветовые признаки почвенной массы устойчивы в стабильных восстановительных условиях. При переменном ОВ режиме, в периоды частичного (локального) или почти полного окисления почвенной массы, ее окраска становится пятнистой ("пятнистый", или "окисленный", глей): наряду с названными выше "холодными" оттенками (или буро-черными для сульфидных почв) присутствуют или преобладают ржавые и охристые окраски окисленного железа; для сульфатных почв окисление приводит к появлению желто-бурой окраски.

Протекание этих групп процессов определяют следующие условия: 1) химико-минералогический состав почвенной массы и увлажняющих вод (геохимическая обстановка); 2) водный режим; 3) источник переувлажнения; 4) количество и характер органического вещества, так как оглеение является, по существу, процессом биохимическим.

Сопряжение характера окраски и условий, ее определяющих, позволяет предложить следующее внутреннее подразделение ЭПП оглеения: 1) восстановленный глей, или оглеение (собственно): а) поверхностное, б)грунтовое;2) окисленный глей, или пятнистое оглеение: а) поверхностное, б) грунтовое; 3) сульфидное оглеение; 4) сульфатное пятнистое оглеение.

Глей окисленный (G0): крупные охристые пятна по сплошному холодному фону (до 20%)

Мраморовидный глей (Gmr): в суглин и глин охристое пятно и зона окисления приобретает неправильную форму

Глей редуцированный (Gr): оглееный гор-т имеет интенсивную окраску холодного цвета