Связь между показателями фракционного состава соединений железа и

Связь между показателями фракционного состава соединений железа и содержанием устойчивого к окислению пероксидом водорода органического углерода в профилях лесостепных почв РТ Опря Р. А.

Kleber M. , Mikutta R. , Torn M. S. , Jahn R. Poorly crystalline mineral phases protect organic matter in acid subsoil horizons // Europ. J. Soil Sci. 2005. V. 56. P. 717 -725. Kleber M. , Sollins P. , Sutton R. A conceptual model of organomineral interactions in soils: self-assembly of organic molecular fragments into zonal structures on mineral surfaces // Biogeochemistry. 2007. V. 85. P. 9 -24. Mikutta R. , Kleber M. , Torn M. S. , Jahn R. Stabilization of soil organic matter: association with minerals or chemical recalcitrance? // Biogeochemistry. – 2006. – V. 77. – P. 25– 56. 2

Humic Ferralsol (ферралитная) Haplic Luvisol (текстурнометаморфическая) Umbric Andosol (вулканическая пепловая) регрессионный анализ Несиликатные формы Fe Vitric Phaeozem (серая) Chromic Cambisol (бурозем) Аморфные формы R 2 O 3 Органический углерод, устойчивый к обработке Na. OCl, но удаляемый обработкой 10% HF Distric Cambisol (бурозем) Chromic Cambisol (бурозем) Haplik Podzol (подзолистая) Andic Luvisol (серо-бурая подзолистая) 3

Зависимость между содержанием органического углерода защищенного минералами и формами R 2 O 3 (Mikutta et al. , 2006) Зональная модель органо-минеральных взаимодействий (Kleber et al. , 2007) 4

Если следовать логике авторов «зональной модели органо-минеральных взаимодействий» , то в лесостепных почвах наилучшие условия для стабилизации ОВ будут в иллювиальной части профиля, в которой по данным валового элементного анализа практически всегда диагностируется аккумуляция Fe 2 O 3 и максимум содержания несиликатных форм R 2 O 3. Ранее для двух профилей целинных лесостепных почв нами было установлено, что между содержанием ДЦБ-форм железа и содержанием устойчивого к обработке 30% Н 2 О 2 ОВ корреляционная связь либо является высокой отрицательной, либо отсутствует. Однако оксалаторастворимые формы железа мы не определяли. Кроме того, в работах зарубежных исследователей в качестве показателя содержания инертного ОВ использовалось содержание органического углерода «защищенного минералами» [mineral-protected organic C] от окислительной деструкции. Показатель определялся путем обработки образцов 6% Na. OCl (р. Н 8, 0) с последующей обработкой 10% раствором HF. Органический углерод, оставшийся в образцах после всех обработок, считался «химически устойчивым» [chemically resistant (recalcitrant)]. Содержание органического углерода «защищенного минералами» определяли вычитанием содержания «химически устойчивого» органического углерода из общего содержания органического углерода устойчивого к окислительной деструкции Na. OCl. 5

Цель работы – изучение связи между содержанием оксалаторастворимых и несиликатных соединений железа и содержанием органического углерода защищенного минералами от окислительной деструкции пероксидом водорода в профилях лесостепных почв. Темно-серая лесная легкоглинистая почва на карбонатных легких глинах (Низменное Заволжье, Алексеевский район РТ). Объекты исследования Чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый на желто-бурых делювиальных легких глинах (Среднее Предволжье, Камско-Устьинский район РТ). 6

7

Окислительную деструкцию ОВ в профильных образцах проводили путем многократной обработкой Н 2 О 2 (30%) при комнатной температуре. Методы исследования Образцы, подвергнутые окислительной деструкции Н 2 О 2, были затем 4 раза экстрагированы 10% HF, чтобы растворить минеральные компоненты и связанные с ними ОВ по прописи, описанной в работе (Mikutta, 2006). В исходных профильных образцах, в образцах после обработки Н 2 О 2 и в образцах после обработки Н 2 О 2 с последующей обработкой HF, определяли содержание углерода. Органический углерод, оставшийся в образцах после всех обработок, считался «химически устойчивым» . Содержание органического углерода «защищенного минералами» определяли вычитанием содержания «химически устойчивого» органического углерода из общего содержания органического углерода устойчивого к окислительной деструкции Н 2 Определение содержания органического углерода в исходных и подвергнутых окислительной деструкции профильных образцах. Метод сжигания в токе кислорода (Инструкция НСАМ № 446 -Х, 1997) 8

Доля «химически устойчивого» органического углерода от общего как функция от глубины Зависимость между содержанием инертного и «защищенного минералами» органического углерода и содержанием органического углерода в исходных профильных образцах лесостепных почв Доля инертного и «защищенного минералами» органического углерода от общего как функция от глубины 9

Зависимость между содержанием «защищенного минералами» органического углерода и содержанием несиликатных соединений железа для профильных образцов темно-серой лесной почвы (А) и выщелоченного чернозема (Б). 10

Зависимость между содержанием «защищенного минералами» органического углерода и содержанием оксалаторастворимых соединений железа для профильных образцов темносерой лесной почвы (А) и выщелоченного чернозема (Б). 11

Зависимость между содержанием защищенного минералами органического углерода и формами соединений железа 12

Обнаружена слабая корреляционная связь между содержанием «защищенного минералами» органического углерода и содержанием оксалаторастворимых соединений железа. Положительная корреляционная связь между «защищенного минералами» органического углерода и содержанием несиликатных форм железа отсутствует. Содержание «защищенного минералами» органического углерода обнаруживает очень сильную корреляционную связь с содержанием органического углерода в исходных профильных образцах лесостепных почв. 13

ВЫВОДЫ • Показано, что содержание органического углерода устойчивого к окислительной деструкции в профильных образцах закономерно снижается от верхней части к основанию профилей и обнаруживает очень высокую корреляционную связь с содержанием органического углерода в исходных образцах. • Показано, что между содержанием несиликатных форм железа в исходных профильных образцах и содержанием в них «защищенного минералами» от окислительной деструкции органического углерода корреляционная связь либо является отрицательной (темно-серая лесная почва), либо отсутствует (выщелоченный чернозем). Для всей совокупности экспериментальных данных корреляционная связь отсутствует. • Показано, что между содержанием оксалаторастворимых соединений железа в исходных профильных образцах и содержанием в них «защищенного минералами» от окислительной деструкции органического углерода существует слабая положительная корреляционная связь. • Наиболее вероятным объяснением всей совокупности корреляционных связей является то, что содержание «защищенного минералами» органического углерода и содержание оксалаторастворимых соединений железа в большей степени зависят от исходного содержания органического углерода в профильных образцах, чем друг от друга. Поэтому механизм защиты органического вещества от окислительной деструкции слабо окристаллизованными и аморфными фазами не имеет универсального характера. 14

Благодарю за внимание!