Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях

Подождите немного. Документ загружается.

Pb, Cd и Hg. Из этих элементов, однако, в зернах злаков накапливались только Zn, Сu, Ni и Cd,

а в стеблях - Zn, Сu, Сг и Pb. В работах ряда авторов [127, 726] рекомендованы повышенные

дозы орошения стоками, потому что тяжелые металлы для растений относительно

малодоступны. Бекетт и др. [59] пришли к выводу, что в дополнение к обычно ведущемуся

мониторингу уровней Сu, Ni, Zn, Cd, Cr и Pb при использовании стоков для орошения полей

необходимо следить за уровнями Ag, Ba, Co, Sn, As, Hg, а, возможно, и Мо, Bi, Mn, Sb до тех

пор, пока не будет выявлено, что их вероятная аккумуляция в поверхностном слое почвы

безвредна.

Зараженные тяжелыми металлами почвы способны давать нормальные с виду злаки,

которые могут быть опасны для людей и животных. Рассчитано [398], что, если концентрация

Hg, Cd и Pb в почве не выше предельных значений (табл. 6), можно ожидать, что содержание

их в пище человека не превысит легко переносимых уровней потребления, установленных

ФАО

и ВОЗ

. Таким образом, безопасное использование сточных вод при поливке должно

определяться по безопасному уровню поступления микроэлементов в почвы. Недавно

Гончарук и Сидоренко [933] опубликовали допустимые концентрации микроэлементов в

почвах, приемлемые для производства здоровой пищи. Они оказались гораздо ниже пределов,

приведенных в табл. 6. Однако некоторые из этих значений относятся к растворимой фракции

металлов в почвах. Допустимые суммарные содержания микроэлементов-металлов в почвах,

основанные на общих гигиенических ограничениях, были предложены Несвижской и Саетом

[950]; они составили (мг/кг) всего 23 для Си, 150 для Zn, 35 для Pb и Ni.

Таблица 6. Суммарные концентрации микроэлементов в поверхностном слое почв,

считающиеся предельными в отношении фитотоксичности (мг/кг сухой массы)

Элемент

Концентрации (по данным разных авторов)

[419] [206] [479] [376a] [398] [395]

Ag 2

As . - 50 25 30 20 15

В 30 100 - 100 25 -

Be - 10 - 10 10 -

Br - - - 20 10 -

Cd - 5 8 5 3 -

Co 30 50 25 50 50 50

Cr - 100 75 100 100 -

Cu 60 100 100 100 100 125

F - 500 - 1000 200 -

Hg - 5 0,3 5 2 -

Mn 3000 - 1500 - - -

Mo 4 10 2 10 5 -

Ni - 100 100 100 100 100

Pb - 100 200 100 100 400

Sb - - - 10 5 -

Se - 10 5 10 10 -

Sn - - - 50 50 -

Tl - - - - 1 -

V - - 60 100 50 -

Zn 70 300 400 300 300 250

Допустимые уровни содержания микроэлементов, особенно тяжелых металлов в почвах

2 ФАО (FAO) - Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (UN Food

and Agricultural Organisation).

3 ВОЗ (WHO) - Всемирная организация по вопросам здравоохранения,

специализированное учреждение ООН.

сельскохозяйственных угодий, можно вычислить, основываясь на различных факторах.

Наиболее важно, однако, оценивать применяемые нормы в следующих аспектах:

1. Исходное содержание микроэлемента в почве.

2. Общая добавка по каждому из элементов и по всем тяжелым металлам.

3. Кумулятивная общая нагрузка тяжелых металлов.

4. Ограничение дозы тяжелых металлов.

5. Равноценность микроэлементов по токсичному действию на растения.

6. Предельные значения концентраций микроэлементов в почвах.

7. Относительные количества взаимодействующих между собой элементов.

8. Характеристики почвы, например рН, карбонатность, количество органического

вещества, содержание глинистой фракции и влажность.

9. Баланс привноса - выноса.

10. Чувствительность растений.

Луином и Бекеттом [469] приведен обзор данных мониторинга накопления тяжелых

металлов в почвах, подвергавшихся орошению сточными водами. Ими отмечается, что было

бы неблагоразумно без проверки делать заключения о том, будут ли тяжелые металлы в почве

неподвижны по истечении времени или нет.

Различия типов почв, видов растений и условий роста приводят к тому, что загрязнение

почв по-разному может влиять на состояние микроэлементов в растениях. Некоторые авторы

используют понятие «сопротивляемость почв к загрязнению тяжелыми металлами». Она

определяется по критическим уровням содержаний металлов-загрязнений, при которых в

растениях и среде в целом обнаруживаются токсические эффекты, и тесно связана с

катионообменной емкостью почв ( гл. 3). Обычно сопротивляемость некислой тяжелой почвы

с высоким содержанием органического вещества в несколько раз выше, чем у легкой песчаной

кислой почвы. Суглинистые нейтральные почвы могут накапливать большие количества

микроэлементов с меньшей степенью риска для среды. Однако общая химическая

неустойчивость таких почв обычно приводит к пониженной биологической активности,

падению или росту рН и в последующем - к деградации органо-минеральных комплексов.

Загрязнение окультуренных почв стало сейчас сравнительно обычным явлением и,

вероятно, будет продолжаться. Достоин внимания тот факт, что наиболее часто почвы

загрязняются различными металлами там, где регулярно выпадают кислотные дожди

(содержащие главным образом SO

и HF). Такая комбинация загрязнений почвы заметно

отягощает их воздействие на окружающую среду.

Рекультивация почв. Восстановление плодородия почв, испорченных и зараженных

загрязнениями, стало в настоящее время большой хозяйственной проблемой. Для

восстановления почвы надо как можно более детально знать ее индивидуальные свойства и

факторы, приведшие к ухудшению ее качества. Многие авторы [166, 365, 634, 395] указывают,

что заражение почвы тяжелыми металлами имеет обычно весьма устойчивый характер.

Поэтому нужно иметь в виду, что сильно зараженные почвы - особенно зараженные

микроэлементами - могут быть накопителем этих загрязнений, следствием чего и является

деградация биологических и химических свойств почвы.

Некоторые специфические методы мелиорации и восстановления плодородия при

использовании разнообразных промышленных стоков описаны Геммеллом [260]. Для

загрязненных микроэлементами почв способы, направленные на защиту растений, основаны

на двух главных реакциях - выщелачивании легкоподвижных элементов и переводе

микроэлементов-катионов в почве в трудноподвижные формы. Сильно загрязненная почва

нуждается в специальной обработке. Например, Кобаяси и др. [405] удаляли из почвы избыток

Cd многократной обработкой ее раствором ЭДТА и известью, при этом содержание Cd в

поверхностном слое почвы снижалось с 27,9 до 14,4 мг/кг. Для пахотных почв Японии

использовались перемешивание загрязненного верхнего слоя с незагрязненным грунтом, а

также засыпка грунтом поверх загрязненной почвы или снятие ее верхнего загрязненного слоя

[395].

Рекультивация загрязненных тяжелыми металлами почв обычно основана на применении

извести и фосфатов с добавкой органических веществ. Внесение извести, приводящее к росту

рН почвы, не всегда, впрочем, дает ожидаемый результат - иммобилизацию микроэлементов.

Металлы, которые присутствуют в почве преимущественно в форме высокомолекулярных

органических хелатов, могут оставаться достаточно растворимыми даже после сильного

известкования. Такое явление установлено в основном для Сu, Zn и Сг [152, 260, 618]. Однако

в большинстве случаев известь и фосфаты довольно эффективно понижают содержание

тяжелых металлов в растениях, особенно в растущих на кислых песчанистых почвах. Этот

эффект - следствие химических и физических реакций в веществе почвы, а также

взаимодействия катионов, свойственного для физиологии растений.

Анализ литературы не дает какой-либо универсальной методики для быстрой

рекультивации почв, сильно зараженных микроэлементами. Действие каждого метода

обработки зависит от свойств почвы, главным образом от катионообменной емкости, и от

реакции растений. Поэтому рекультивация или мелиорация пахотных земель, загрязненных

микроэлементами, нуждается в специальных исследованиях систем растение - почва.

Растения

Важная роль растений как в геохимическом круговороте микроэлементов, так и в

поступлении загрязнений в пищевые цепи была прекрасно показана для разнообразных

экосистем и описана во множестве публикаций. Растения могут накапливать микроэлементы,

особенно тяжелые металлы, в тканях или на их поверхности вследствие больших

возможностей адаптации к изменениям химических свойств окружающей среды. Поэтому

растения являются промежуточным резервуаром, через который микроэлементы переходят из

почв, а частично из воды и воздуха в человека и животных. Как полагал Тиффин [789],

растения могут выступать пассивным рецептором микроэлементов (захватывая пыль или

поглощая корнями), но они обладают также способностью контролировать поступление или

удаление некоторых элементов посредством соответствующих физиологических реакций.

Одна из основных проблем охраны окружающей среды связана с количеством металлов,

накапливающихся в используемых в пищу частях растений. Особое внимание должно быть

уделено формам нахождения металлов в растительных тканях, поскольку это, вероятно, играет

решающую роль в переносе металлов в другие организмы.

Рис. 2. Отклик молодых растений ячменя на содержание тяжелых металлов в их тканях [59]. Прирост

выражен в миллиграммах сухой массы на горшок, содержания металлов в тканях - в мг/кг сухой массы

(масштаб логарифмический).

Согласно наблюдениям многих авторов, рост различных сельскохозяйственных культур

может замедляться вследствие загрязнения металлами (рис. 2). В обобщенном виде действие

концентрации металла в питающем растворе на рост и содержание металла в растениях

показано на рис. 3. Самым важным, однако, является воздействие загрязнения растений

металлами на биологию и здоровье человека и животных. Эта проблема детально

рассматривалась во многих обобщающих работах по охране окружающей среды.

Каждый случай заражения растений индивидуален и должен исследоваться во

взаимосвязи со специфическими особенностями окружающей среды. Все более возрастает

осознание того, что результаты исследований, использующих моделирующие системы, не

могут быть сопоставлены с наблюдениями по природным системам. Это подтверждается

данными де Ври и Тил-лера [831], которые установили, что салат-латук и лук, растущие в

открытом грунте, гораздо слабее поглощают тяжелые металлы, чем растущие в теплице или на

микроделянке.

Микроэлементы-загрязнители, проникшие в растительные ткани, играют активную роль в

метаболических процессах, но они могут также сохраняться в виде неактивных соединений в

клетках и на клеточных мембранах. В любом случае химический состав растений может

меняться без появления явно видимых повреждений. Обычные симптомы фитотоксичности

многих микроэлементов относительно неспецифичны, детально они описаны в табл. 29.

Рис. 3. Влияние возрастания

концентрации микроэлемента в

питательном растворе на рост растения

и содержание металла в нем.

Глава 3. ПОЧВЫ И ПРОЦЕССЫ В НИХ

Введение

При создании концепции образования почв следует отказаться от обычного, но

ошибочного мнения, что почва - это смесь неконсолидированных веществ, образовавшихся

при выветривании подстилающих горных пород. Почва - это природное тело, включающее

минеральные и органические компоненты и обладающее определенными физическими,

химическими и биологическими свойствами. Свойства почв не являются простым результатом

смешения свойств всех компонентов почвы, взятых по отдельности.

Любая классификация почв страдает определенными недостатками, потому что генезис и

свойства почв очень сложны и учесть всю эту сложность в классификации просто

невозможно. Понятия, используемые в различных системах для классификации почв, редко

бывают строго эквивалентными. В этой книге приняты определения типов почв,

рекомендованные ФАО и ЮНЕСКО [226]. Их краткое описание приведено в табл. 7. Названия

почв, описанных в книге, взяты из оригинальных публикаций в переводе, а их характеристики

приведены, где это возможно, в соответствие с систематикой почв ФАО/ЮНЕСКО

Состав почв крайне разнообразен, и, хотя он зависит от множества факторов, главную

роль обычно играют климатические условия и состав коренных пород. Примерный состав

почв показан на рис. 4 и 5. Почва состоит из трех фаз - твердой (минеральной и органической),

жидкой и газообразной, и ее свойства возникают вследствие физических и химических

равновесий между этими фазами. К важным факторам, влияющим на свойства почвы,

относятся не только химический состав твердых компонентов почвы, но и их минеральная

структура и степень дисперсности.

Хотя микроэлементы - малые компоненты в составе твердой фазы почвы, они играют

важную роль в ее плодородии.

Значение связей микроэлементов с отдельными фазами почв и их сродства к каждой

составной части почвы - это ключ к лучшему пониманию принципов, управляющих

поведением микроэлементов в почвах.

РИС. 4. Примерный состав верхнего слоя типичной суглинистой почвы, относящейся к

типу вертисолей (буроземов). А - процент по объему от всей почвы; Б - процент по массе в

твердой фазе почвы. Условные обозначения: 1 - органическое вещество; 2 - живые организмы.

Образование почв из коренных пород включает две стадии. Первая - это изменение

первичных минеральных составляющих коренных пород в результате физических и

химических процессов выветривания. Вторая стадия (педогенез), заключающаяся в

образовании почвенного профиля по выветрелому материалу, ведет к развитию зрелой

4 Таблицы соответствия классификации ФАО/ЮНЕСКО и принятой в СССР классификации почв

имеются в монографиях: Н.Н. Розов, М.Н. Строганова. Почвенный покров мира. - М.: МГУ, 1979; М. А.

Глазовская. Почвы зарубежных стран. - М.: Высшая школа, 1983. - Прим, ред).

зональной почвы как конечному результату всех взаимодействующих процессов. Процессы

выветривания и педогенеза не могут быть строго разграничены, поскольку они могут идти

одновременно в одном и том же месте и обычно тесно взаимосвязаны. Однако в следующих

разделах главы они обсуждаются раздельно.

Процессы выветривания

Выветривание - основной процесс, формирующий почву, - было объектом широких

исследований. Оно рассматривалось как комплексное взаимодействие литосферы, атмосферы

и гидросферы, происходящее в пределах биосферы. Движущая сила выветривания - солнечная

энергия. С химической точки зрения выветривание может быть описано как совокупность

процессов растворения, гидратации, гидролиза, окисления, восстановления и карбонатизации.

Все эти процессы подчиняются законам химической термодинамики и ведут к образованию

минералов и химических компонентов, относительно более устойчивых и равновесных в

условиях данной почвы. Химическое выветривание приводит к разрушению исходных

минералов и переходу элементов из этих минералов в растворы и взвеси.

Очень упрощенно главные процессы выветривания могут быть охарактеризованы

следующим образом:

1. Растворение - минералы растворяются в водной фазе.

2. Гидратация - в минералах возрастает содержание воды.

3. Гидролиз - реакция минералов с водой, дающая новые ионы и/или нерастворимые

компоненты.

4. Окисление - вхождение кислорода в химические соединения или повышение

валентности элементов.

5. Восстановление - реакции, обратные окислению.

6. Карбонатизация - превращение соединений в карбонаты, вызванное поглощением

СО

Все эти реакции контролируются химическими равновесиями в данном участке земной

поверхности. Устойчивое состояние такой системы часто изображают в виде Eh-pH -

диаграмм с заданными химическими реакциями [256, 477]. Несмотря на то что при

практическом использовании таких диаграмм возникает много вопросов и встают

определенные трудности, они отчетливо показывают, что оба этих фактора (Eh и рН) играют

значительную роль в геохимической эволюции.

Поведение разных элементов при выветривании сильно различается. В обобщенном виде

их свойства представлены в табл. 8, построенной по данным многих авторов. Подвижность

элементов в процессах выветривания определяется, во-первых, устойчивостью их минералов-

Рис. 5. Примерный состав минеральных компонентов поверхностного слоя почв, развитых на

различных породах в условиях умеренного гумидного климата. А - подзолювисоли на песчаниках,

Б - вертисоли на граните, В - рендзины. Условные обозначения: 1 - кварц; 2 - полевые шпаты; 3

- глинистые минералы; 4 - оксиды Fe, Mn и А1 (около 1 %); 5 - кальцит.

хозяев и, во-вторых, электрохимическими свойствами элементов.

Таблица 7. Классификация почв, используемая в Почвенной карте мира ФАО/ЮНЕСКО

Название

почв

Рас-

про-

стра-

нен-

ность

Некоторые

старые названия

Преобла

даю-

щие

почво-

образую

щиефак

-торы

Краткое описание почв

Флювисоли J 2,40 Аллювиальные

почвы

а Современные аллювиальные отложения,

слабоизмененные

Глейсоли G 4,73 Черные земли

или

гидроморфные

почвы

в Глеевые почвы, образованные на

различных субстратах, с гидроморфными

свойствами главным образом в верхнем

горизонте

Регосоли R 10,10 - а Слабоизмененные, неконсолидированные

материнские породы

Ареносоли Q - а Песчаные почвы, без генетических

(диагностируемых) горизонтов

Литосоли I __ - а Маломощные почвы на твердых породах

Рендзины Е 17,17 Рендзины а Маломощные почвы на известняках

Ранкеры U - - а Маломощные почвы, сформированные на

современных кремнеземистых осадках,

слабоизмененные

Андосоли Т 0,76 Вулканические

почвы

а Почвы, сформированные на

вулканическом пепле

Вертисоли V 2,36 Бурые почвы а Глинистые почвы

Солончаки Z 2,03 - в Почвы, часто формирующиеся на совре-

менных аллювиальных отложениях, с

накоплением солей

Солонцы S - в Почвы с гидроморфными свойствами и

высоким содержанием обменного Na

Йермосоли Y 8,93 Аридные почвы в Пустынные или другие почвы,

формирующиеся в аридных условиях

Ксеросоли X 6,79 Серые почвы в Сходные с йермосолями, но с лучше

развитым горизонтом А

Каштаноземы К - б Почвы, формирующиеся под сухостепной

растительностью

Черноземы С - - а, б Почвы, формирующиеся под

растительностью прерий

Файоземы H 3,09 Деградированны

е черноземы

б Сходные с каштаноземами и черноземами,

но более выщелоченные

Сероземы

- - б Почвы, формирующиеся в лесах в

холодном и умеренном климате

Камбисоли В 7,02 Бурые почвы в Сильноизмененные почвы с оглиненным

горизонтом

Лювисоли L 7,00 Лессивированны

в Сходные с камбисолями, с накоплением

глины и более выщелоченные

Подзолювисо

ли

D 2,00 Серые подзолы в Переходные между лювисолями и

подзолами

Подзолы Р 3,63 - в Сильноизмененный выщелачиванием

профиль

Планосоли W 0,91 Минеральные

гидроморфные

почвы

в Почвы, слабо выщелоченные благодаря

слабопроницаемому горизонту

Акрисоли А 7,97 - в Сильновыветрелые тропические почвы с

глинистым горизонтом

Нитосоли N Красно-

коричневые

почвы

в Переходные между акрисолями и

ферральсолями

Ферральсоли F 8,11 Латеритные

почвы

в Почвы с глинистой фракцией, богатой

полуторными окислами, образующиеся в

тропическом климате

Гистосоли О 1,82 Торфы, илы,

богхеды

б Органические почвы, имеющие торфяной

горизонт мощностью более 40 см

Антропосоли

- - Садовые почвы

и регосоли

- Почвы, сформировавшиеся под

преобладающим влиянием деятельности

человека

Прочие 3,18

Примечание. Классы почв, их определение и обозначение основаны на данных ФАО/ЮНЕСКО [226].

Распространенность главных классов почв в процентах от мировой площади почв [194].

а - состав материнских пород, б - растительность, в - почвообразующие процессы, обусловленные главным

образом климатом.

Этот класс отсутствует в систематике ФАО/ЮНЕСКО.

Таблица 8. Поведение микроэлементов в различных средах при выветривании

[75, 381, 599]

Степень

подвижности

Условия среды Микроэлементы

Высокая Окислительные и кислые В, Br, I

Нейтральные или

щелочные

В, Br, I, Mo, Re, Se, U, V, W

Восстановительные Br, I

Средняя Окислительные и кислые Cs, Mo, Ra, Rb, Se, Sr, Zn

Главным образом кислые Ag, Au, Cd, Co, Cu, Hg, Ni

Восстановительные, с

переменным потенциалом

As, Cd, Co, Cr, F, Fe, Ge, Mn, Nb, Sb, Sn, Tl, U, V

Низкая Окислительные и кислые Ba, Be, Bi, Cs, Fe, Ga, Ge, La, Li, Th, Ti, Y

Нейтральные или

щелочные

Ba, Be, Bi, Ge, Hf, Та, Те, Zr

Очень низкая Окислительные и кислые Cr, Os, Pt, Rh, Ru, Та, Те, Zr

Нейтральные или

щелочные

Ag, Au, Cu, Co, Ni, Th, Ti, Zn

Восстановительные Ag, B, Ba, Be, Bi, Co, Cu, Сs, Ge, Hg, Li, Mo, Ni, Re, Sе,

Zn, Zr

Характер распределения микроэлемента - параметр очень чувствительный к изменению

среды выветривания. Так называемая химическая природа элемента отражает в основном его

электроотрицательность и размер иона. Некоторые характерные свойства микроэлементов,

приведенные в табл. 9, могут объяснить, почему те или иные микроэлементы обнаруживают

стремление к образованию устойчивой ассоциации с макроэлементом в разнообразных

геохимических условиях. Элементы с ионными потенциалами ниже 3 преимущественно

существуют в виде свободных ионов, тогда как элементы с ионными потенциалами 3 - 12

стремятся образовать гидролизованные или комплексные формы. Легкоподвижные элементы

обычно дают в водных растворах гидратированные ионы меньших размеров по сравнению с

элементами малоподвижными. К тому же свободная энергия, требуемая для образования этих

ионов, обычно ниже, чем энергия образования ионов менее подвижных элементов.

Таблица 9. Геохимические ассоциации и некоторые свойства макро- и микроэлементов

Главные элементы

(жирный шрифт) и

ассоциирующиеся с

ними микроэлементы

рН осаж-

дения

гидроксидов

Ионный

радиус, А

Электро-

отрицатель-

ность, кД

ж/моль

Ионный

потенциал

(заряд\

\радиус)

Диаметр гидра-

тированного

иона в водных

растворах, А

K+ - 1,7 - 1,6 3,3 0,6 3,0

Na+ - 1,2 - 1,1 3,8 0,9 4,5

Cs+ _ 2,0 - 1,9 2,9 0,5 2,5

Rb+ - 1,8 - 1,7 3,3 0,6 2,5

Са

+ - 1,2 - 1,1 4,2 1,8 6,0

+ 10,5 0,8 5,0 2,5 8,0

+ - 1,4-1,3 4,2 1,5 5,0

+ - 1,7 - 1,5 3,8 1,3 5,0

+ 7,2 - 8,7 1,6 - 1,4 7,5 1,9 4,5

+ - 0,8 5,4 3,7 9,0

+ 5,1 - 5,5 0,9 - 0,7

7,5 2,6 6,0

+ 5,4 - 6,9 0,8 8,4 2,5 6,0

+ - 0,5 7,5 8,3 -

+ - 0,7 - 5,5 -

+ 7,9 - 9,4 1 - 0,8 6,3 2,0 6,0

+ 5,2 - 8,3 0,9 - 0,7 7,5 2,6 6,0

+ 2,2 - 3,2 0,7 - 0,6

7,9 4,4 9,0

+ 7,2-8,7 0,8 - 0,7 7,1 2,6 6,0

+ 8,0 - 9,5 1,03 - - -

+ 6,7 - 8,2 0,8 7,1 2,6 6,0

Li+

4,6 – 5,6

0,7

0,6

0,8

0,5

6,7

4,2

7,5

4,3

6,5

1,2

12,0

11,0

9,0

6,0

+ 3,8-4,8 0,6 - 0,5а 6,3 5,6 9,0

0,3

0,4

6,3 5,7

16,0

8,0

+ 3,5 0,7 - 0,6 6,7 4,9 -

+ - 1,4 - 1,3 4,6 2,3 9,0

2,3 - 3,2 1,3 7,5 1,5 -

+ - 0,9 5,0 3,1 -

+ - 0,4 7,5 12,0 -

+ 1,4 - 1,6 0,7 6,3 5,8 -

+ 2,0 - 5,9 4,3 11

Данные для высоко- и низкоспинового состояний соответственно.

Процессы почвообразования

В образовании почвенного профиля помимо вышерассмотренных реакций, входящих в

процесс выветривания, участвует ряд дополнительных специфических реакций. Эти реакции,

хотя они и чрезвычайно разнообразны, включают следующие элементарные акты:

1. Поступление органических и минеральных веществ в почву.

2. Потеря этих веществ почвой.

3. Пространственное перемещение этих веществ в почве как вертикальное, так и

горизонтальное.

4. Превращения органических и минеральных веществ в почве.

Эти процессы могут быть конструктивными или деструктивными. Характер

образующейся в итоге почвы контролируют в основном шесть факторов:

1. Климат (температура, количество осадков).

2. Растительность и прочая почвенная биота.

3. Материнская порода (свойства минералов).

4. Топография (открытые или закрытые системы).

5. Время.

6. Антропогенная деятельность (истощение, загрязнение, рекультивация).

Классификации почв часто основываются на факторах, преобладающих в

почвообразовательном процессе (см. табл. 7). Обычно доминирующим фактором является

климат, но достаточно часто в этой роли выступают также состав материнской породы и

характер растительности.

На ранних стадиях выветривания и почвообразования состав микроэлементов в почве, как

правило, наследуется от материнской породы. Со временем, однако, состояние

микроэлементов в почве начинает дифференцироваться под действием доминирующих

почвообразовательных процессов (табл. 10). Судьба микроэлементов, мобилизованных при

растворении минералов или соединений-хозяев, зависит от свойств ионов и комплексов,

образуемых в почвенных растворах (см. табл. 8). Они могут быть:

1. Вымыты (выщелочены) из почвы.

2. Осаждены.

3. Включены в минералы.

4. Адсорбированы компонентами почвы.

5. Адсорбированы или абсорбированы органическим веществом.

Таблица 10. Главные типы почвообразовательных процессов и тенденции поведения в них

микроэлементов

Процесс

Наиболее

благоприятная

климатическая зона

Характер

-ные

типы

почв

Поведение микроэлементов в поверхностном

слое почв

Накопление Миграция

Отсутствие

химического

изменения

Многолетняя

мерзлота или пустыня

R, Q, Y - -

Оподзоливание Холодная северная D, Р

Со, Сu, Mn, Ni, Ti, V, Zr (в

иллювиальном горизонте)

В, Ва, Br, Cd,

Cr, I, Li, Mn,

Rb, Se, Sr, V, Zr

Аллитизация

Прохладная и

умеренная гумидная

В, L, М,

W, А

Со, Мn, Мо, V (в глеевом

горизонте)

B, Ba, Br, Cu, I,

Se, Sr

Сиаллитизация

Теплая умеренная и

сухая тропическая

V, К В, Ва, Сu, Mn, Se, Sr -

Латеритизация

Гумидная

тропическая

A, F,

В, Ва, Си, Со, Cr, Ni, Sr, Ti,

Осолонцевание

Теплая с сухими

сезонами

Z, S,

(X)

В, Со, Cr, Сu, Mo, Ni, Se, Zn,

Гидроморфные

образования

Интразональные

почвы

В, Ва, Со, Сu, I, Mn, Mo, Se,

Sr, U (в органическом

горизонте)

B, Br, Co, Cu,

Mn, Ni, U, V

Символы почв даны согласно табл. 7.

Таким образом, разнообразные взаимодействия между твердой и газообразной фазами

почвы, живым веществом и почвенным раствором управляют динамическим равновесием

между компо-•'центами почвы (рис. 6). Для биологических, химических и физических

характеристик таких природных систем, как почвы, свойственны сильные изменения с

глубиной. В них наблюдаются также значительные сезонные вариации таких важных пере

менных, как рН и Eh. Методы надежного измерения in situ этих принципиально важных

химических параметров отсутствуют, нет данных и об их распределении и вариациях на

уровне отдельных пор и частиц в почве. Это накладывает существенные ограничения на наши