Содержание и распределение форм соединений железа в почвах ландшафтов Сура-Свияжского междуречья

It is defined that in the sod-podzol of background sites investigated by us, silicate forms of iron prevail over the free. The radial structure of distribution of total iron carries loess-like humic-illuvial character. The lateral geochemical structure of a landscape is presented ascending kind.

Район проведенных исследований, согласно физико-географическому районированию, относится к широколиственно-лесной подзоне Камско-Мещерской Приволжской ландшафтной области (Исаченко,1991). Согласно почвенно-географическому районированию, данный район относится к лиственно-лесной зоне серых лесных почв, Среднерусской провинции, Сурскому округу (Особо охраняемые…, 2004).

Долина реки Суры врезана в поверхность холмистой равнины Приволжской возвышенности. Преобладающие на территории выщелоченные черноземы сложно сочетаются с серыми лесными, дерновыми и дерново-подзолистыми почвами, сформированными на глинистых и тяжелосуглинистых материнских породах. Междуречные пространства представлены в основном супесчаными дерново-подзолистыми, часто ожелезненными почвами, залегающие на древнеаллювиальных материнских породах (Тюрин, Андреев, 1935;Арчиков, 1993).

Как известно, железо является типоморфным элементом ландшафтов смешанных лесов (Перельман, Касимов, 2000). В природных условиях формы нахождения железа весьма чувствительно реагируют на изменения окислительно-восстановительных и кислотно-щелочных условий, и по этой причине являются выразительными индикаторами геохимического состояния ландшафтов.

Изучение различных форм железа проводилось методом ландшафтно-геохимического анализа по катенам.

В почве соединения железа находятся в двух- и трехвалентной форме, и представлены несколькими группами. Валовое железо традиционно подразделяется на две группы: силикатное и так называемое свободное (несиликатное). Для изучения различных форм железа нами были использованы химические методы. Путем химических экстракций выделяют следующие формы соединений железа (Зонн, 1982): сильно- и слабоокристализованные соединения; неорганические и железоорганические аморфные соединения.

Валовое содержание свободных несиликатных соединений железа определяется с применением дитионит-цитрат-бикарбонатата по Мера-Джексону (FeД). Содержание железа в составе аморфных соединений определяют после обработки почвы оксалатом аммония по Тамму (FeО). Количество железоорганических соединений железа определяют после обработки почвы пирофосфатом калия по Баскомбу (FeП ext). Разница дает содержание неорганических аморфных соединений (FeО – FeП). Количество окристаллизованных соединений железа определяют по разнице FeД – FeО (Водяницкий, Добровольский, 1998).

Из табл.1 следует, что радиальная структура распределения валового железа носит лессивированный гумусовоиллювиальный характер. Максимальная концентрация валового железа (8,89%) зафиксирована в ожелезненном горизонте ВFeС супераквального ландшафта. Это объясняется влиянием тяжелосуглинистых коренных пород, а так же выносом и аккумуляцией железа из расположенных гипсометрически выше ландшафтов. Распределение железа по профилю носит лессивировано-гумусовый характер. Элювиальный ландшафт, сложенный супесчаными дерново-подзолистыми почвами, представлен иллювиальным видом радиальной структуры ландшафта. Минимальные концентрации валового железа характерны для горизонтов А1, А2 (0,87%; 0,52%).

Таблица 1.

Содержание и распределение групп и форм соединений железа почв фоновых участков, %

Процентное соотношение силикатных форм железа убывает с глубиной почвенного профиля: от 5,05% в гумусовоаккумулятивном (73,6% от валового количества) до 0,52% в горизонте ВС (50,98% от валового). Как известно, соотношение силикатных и несиликатных форм соединений железа является одним из показателей выветривания минеральной части почвы (Зонн, 1982). Следует отметить, что, несмотря на различные концентрации валового железа (разница в восемь раз), соотношение силикатных и несиликатных его форм остается идентичным на всех участках.

Свободные сильно – и слабоокристаллизованные формы железа возрастают с глубиной почвенного профиля – лессивированный вид радиальной структуры ландшафта. С понижением рельефа количество железа возрастает: материнская порода элювиального ландшафта содержит 0,32%; а супераквального – 2,09%. Минимальные концентрации окристаллизованных форм железа зафиксированы в гумусово-аккумулятивном горизонте: 0,03-1,32%. Сильно – и слабоокристаллизованные формы железа от свободных составляют около 73%. Их образованию и сохранности способствуют условия хорошего дренажа, аэрации и прогрева почвы, смена растительности покрова (главным образом напочвенного), накопление гуминовых кислот, создающих защитные пленки на сильнокристал-лизованных формах соединений железа (Зонн, 1982).

Аморфные соединения представлены связанными и не связанными с гумусом формами соединения железа. Количество железа, связанного с гумусом, убывает с глубиной почвенного профиля. Максимальные концентрации установлены в верхних, гумусово-аккумулятивных горизонтах (от 0,05% в элювиальном до 0,35% в супераквальном ландшафтах). Содержание не связанных с гумусом форм свободного железа возрастает с глубиной профиля. Увеличение в горизонте ВFeС в составе несиликатного железа доли аморфных соединений до 50,3-62,5% указывает на участие избыточного увлажнения в формировании почвенного профиля (Зонн и др.,1976). Гидроморфизм (Зай-дельман, 1998) здесь проявляется в палевой окраске иллювиального горизонта, наличии железомарганцевых конкреций (Горшкова, 2009). В почвах автономных позиций так же наблюдаются признаки кратковременного переувлажнения. В том числе это связано с присутствием уплотненного горизонта D-подстилающей породы, задерживающей вертикальный отток почвенных растворов из верхней толщи.

Таким образом, обследованные нами участки Сура-Свияжского междуречья по формам содержания железа характеризуются следующими особенностями: соотношение силикатных и свободных форм равномерно убывает с глубиной почвенного профиля; доля окристаллизованных соединений с глубиной возрастает и на всех участках профиля их концентрация выше аморфных; при наличии признаков гидроморфизма наблюдается повышение концентрации аморфных соединений. Супераквальные ландшафты, подчиняясь геохимическому сопряжению, накапливают железо, привносимое латеральной миграцией. Латеральная геохимическая структура ландшафта представлена асцендиальным видом.