BioScience Blog – Научный Биологический блог

Жидкая фаза почвы неоднородна по своему химическому составу и состоит из нескольких фракций, состав и свойства которых различны. Причины неоднородности жидкой фазы почв объясняются действием многочисленных факторов, среди которых: 1) пространственная неоднородность химических свойств твердой фазы (профильная неоднородность, неоднородность на микроуровне); 2) временная неоднородность состава жидкой фазы (динамика суточная, межгодовая, сезонная); 3) сам способ получения жидкой фазы является источником вариабельности ее состава.

Объектами исследования являлись почвы Центрального лесного государственного природного биосферного заповедника (Тверская область). Были изучены поверхностные горизонты следующих почв: торфянисто-подзолистая глееватая почва; бурозем; торфяно-глеевая низинная почва; перегнойно-глеевая почва. Для получения почвенных растворов были применены: метод вакуумной фильтрации и метод равновесного центрифугирования (использованы центрифуги ЦЛС-3 и Rotofix-32). В полученных растворах измеряли величину рН и определяли концентрации основных макро – и микроэлементов методом масс-спектрометрии (ICP-MS). Эксперименты проводили в 6-8-кратной повторности, данные статистически обрабатывались. По полученным данным были сделаны следующие выводы.

Концентрации макро – и микроэлементов во фракциях, полученных из разных категорий пор, значимо различаются. Концентрация раствора в порах диаметром менее 30 мкм выше, чем из более крупных пор, что согласуется с тенденцией концентрирования катионов вблизи поверхности отрицательно заряженных почвенных частиц. В среднем концентрация растворов из данной категории пор выше в 1,5-3,5 раза, реже достигая больших величин.

Прочность удержания раствора в порах диаметром более и менее 30 мкм может различаться до 3-4 порядков, что обусловливает и различную миграционную способность содержащихся в этих фракциях элементов.

Общие количества (запасы) элементов разной степени подвижности пропорциональны количеству и концентрации раствора в соответствующих порах, что необходимо учитывать для прогноза миграционного поведения элементов в почве.

Состав растворов зависит от условий их получения. Исследовано влияние влажности почвы и величины давления, прикладываемого для выделения растворов, на их состав. В большинстве случаев коэффициенты корреляции между влажностью почвы и концентрациями макро – и микроэлементов в растворах изученных почв отрицательные. Причиной является не только разбавление; при большей влажности значительная доля извлекаемого из почвы раствора представлена фракцией, находящейся в крупных порах. Эта фракция удерживается с меньшей силой и характеризуется менее высокой концентрацией элементов. В условиях длительного увлажнения более высокая влажность подстилки (затопление) торфянисто-подзолистой глееватой почвы приводит к разбавлению раствора, однако при этом наблюдается дополнительная мобилизация ряда элементов из твердой фазы в раствор.

Влияние величины прикладываемого отрицательного давления на состав извлекаемых из почвы растворов обусловлено разным составом фракций почвенного раствора в порах разного диаметра. Варьируя влажность почвы и прикладывая определенное давление, можно выделять и исследовать отдельные фракции почвенного раствора из пор разного диаметра.