Подвижный алюминий в дерново-подзолистых почвах (часть 1)
Дифференцированные по гранулометрическому составу уравнения регрессии составляют:
для песчаных и супесчаных почв
lgAl = (1.73 ±0.18) - (0.449±0.04) pH; r = -0.537; n = 308
для легко- и среднесуглинистых почв
lgAl = (2.12+0.17) - (0.572+0.038) pH; r = -0.669; n = 281
для тяжелосуглинистых и глинистых
lgAl = (3.12±0.81) - (0.807+0.175)рН; r = -0.700; n = 24
Сопоставление величин членов уравнений регрессии с их квадратичными отклонениями показало, что эти уравнения существенно не различается. Так как все почвы (за исключением рыхлых песков) содержат огромные валовые количества алюминия, то не установлено достоверной взаимосвязи между гранулометрическим составом почв и содержанием подвижного алюминия при одинаковых уровнях реакции. Содержание подвижного алюминия в разных почвах, обладающих одинаковыми уровнями реакции, различается весьма сильно. Эти различия объясняются, по-видимому, тем, что алюминий входит в состав более 250 минералов, существенно различающихся по растворимости, вследствие чего точное предсказание содержания подвижного алюминия в почве только по величине pH является затруднительным.
1. Важным и слабоизученным вопросом является влияние гумуси рованности почв на содержание подвижного алюминия при различных уровнях реакции. Результаты обработка данных анализов 600 образцов почв Северо-Западного региона по группам с интервалом реакции 0.2 ед pH и с интервалами по содержанию гумуса 1% представлены на рисунке 4:
1) рH KCl 3.7-3.9 у = 0.992+0.177х; r = 0.871; n = 22
2) рH KCl 3.9-4/1 у = 0.582+0.164х; r = 0.831; n = 82
3) рH KCl 4.1-4.3 у = 0.365+0.110х; r = 0.919; n = 135
4) рH KCl 4.3-4.5 у = 0.239+0.093х; r = 0.986; n = 167
5) рH KCl 4.5-4.7 у = 0.260+0.032х; r = 0.936; n = 128
6) рH KCl 4.7-4.9 у = 0.251+0.005х; r = 0.316; n = 57
Из этих данных следует:
1) При сильнокислой реакции (рH KCl 3.7-3.9) возрастание содержания гумуса на 1% приводит к увеличению содержания подвижного алюминия на 0.18 мг*экв/100 г.
2) По мере снижения кислотности влияние гумуса на содержание подвижного алюминия ослабевает. При уровнях реакции рH KCl 4.7-4.9 достоверного влияния гумусированности почв на содержание алюминия не отмечено.
3) Влияние содержания гумуса на подвижность алюминия не беспредельно. Торфяно-болотные почвы, основной составной частью которые является органическое вещество даже при сильнокислой реакции содержат очень мало подвижного алюминия Происхождение растворимых форм алюминия долгое время было предметом оживленных дискуссий. Использование современных методов исследования (ионообменных смол, титрования в неводных растворителях, использование комплексообразователей) позволило предположить, что кислые почвы содержат обменный алюминий. Обменный алюминий в почве появляется в результате разрушения алюмосиликатных минералов. Освободившись из октаэдрического кислородного окружения в ходе выветривания минералов, ионы алюминия оказываются окруженными шестью молекулами воды. Ион алюминия превращается в координационный комплекс, в котором он связан с кислородом окружающих его молекул воды в октаэдрической конфигурации.
Гидрат-ион алюминия является кислотой в общем смысле этого слова, поскольку он способен отдавать протоны. В этой кислоте протоны удаляются из молекул воды, окружающих алюминий и довольно прочно связанных с ним через кислород средним зарядом 0.5. Этапы диссоциации протонов из гидрат-иона алюминия в воде можно представить, по К.А. Блэку (1973), следующим образом:
[Al(H2O)6]+3 + H2O = [Al(H2O)5OH]+2 + Н3O+,
[Al(H2O)5OH]+2 + H2O = [Al(H2O)4(OH)2]+ + H3O+,
[Al(H2O)4(OH)2]+ + Н2О = [ Al(H2O)4(OH)3] + H3O+.
Второе и третье уравнения - гипотетические, поскольку гидрат-ионы достаточно стабильны только в кислых растворах, а при нейтрализации возникает тенденция к полимеризации отдельных частиц в более крупные единицы, содержащие два и более атомов алюминия и несколько менее гидратированные.
