Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем
Наведено результати досліджень розподілу органічних форм алюмінію у ґрунтах грабового та дубового лісу. Показано, що інтенсивність процесів гуміфікації та опідзолювання в лісових грунтах обумовлює відмінності розподілу фульватів і гуматів алюмінію по вертикальному профілю. Приведены результаты иссле...
Saved in:
| Published in: | Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
2011
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32265 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем / С.Ю. Тютюнник, С.О. Ребенков, В.М. Бобков, В.В. Долін // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 129-137. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859602730679533568 |
|---|---|
| author | Тютюнник, С.Ю. Ребенков, С.О. Бобков, В.М. Долін, В.В. |
| author_facet | Тютюнник, С.Ю. Ребенков, С.О. Бобков, В.М. Долін, В.В. |
| citation_txt | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем / С.Ю. Тютюнник, С.О. Ребенков, В.М. Бобков, В.В. Долін // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 129-137. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища |
| description | Наведено результати досліджень розподілу органічних форм алюмінію у ґрунтах грабового та дубового лісу. Показано, що інтенсивність процесів гуміфікації та опідзолювання в лісових грунтах обумовлює відмінності розподілу фульватів і гуматів алюмінію по вертикальному профілю.
Приведены результаты исследований распределения органических форм алюминия в почвах грабового и дубового леса. Показано, что интенсивность процессов гумификации и оподзоливания в лесных почвах обусловливает различия в распределении фульватов и гуматов алюминия по вертикальному профилю.
The article presents results of investigations of aluminum organic forms distribution in the hornbeam and oak forest soils. It is shown that the intensity of the humification and podzolization processes in forest soils causes differences in the distribution of fulvates and humates of aluminum in the vertical profile.
|
| first_indexed | 2025-11-28T00:28:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
129
УДК 550.424
Тютюнник С.Ю., Ребенков С.О., Бобков В.М., Долін В.В.
Інститут геохімії навколишнього середовища
ОРГАНІЧНІ ФОРМИ ЗНАХОДЖЕННЯ АЛЮМІНІЮ У ГРУНТАХ
ЛІСОВИХ ЕКОСИСТЕМ
Наведено результати досліджень розподілу органічних форм алюмінію у ґрунтах грабового та
дубового лісу. Показано, що інтенсивність процесів гуміфікації та опідзолювання в лісових грунтах
обумовлює відмінності розподілу фульватів і гуматів алюмінію по вертикальному профілю.
Вступ
У число ґрунтових сполук алюмінію входять оксиди та гідроксиди, мінерали, солі,
які містять Al, прості та комплексні сполуки алюмінію з природними органічними речо-
винами та алюмосилікати.
Алюміній у ґрунтах представлений сполуками з різною розчинністю. Для ґрун-
тів гумідних зон (підзолисті, дерново-підзолисті, болотні, червоноземні) характерна
присутність іонообмінних форм алюмінію, зазвичай, у кількості від десятих часток до
3 – 10 мг-екв на 100 г ґрунту.
Переважна частина алюмінію у більшості ґрунтів представлена силікатами, які є
найбільш стійкими сполуками. У крупнодисперсних гранулометричних фракціях грун-
ту алюміній представлений різними орто- та полісилікатами, передусім, мусковітом,
епідотом, мікрокліном, ортоклазом. Основна частина алюмінію у грунтах міститься у
складі тонкодисперсних фракцій, переважно шарових силікатів — глинистих мінералів.
Це, в основному, мінерали групи гідрослюд — Kx(Al,Mg,Fe)2-3[Si4-xAlxO10]∙(OH)2∙nH2O,
каолініту – Al4(OH)8∙[Si4O10] та монтморилоніту — Al2(OH)2∙[Si4O10] [3]. Також до силі-
катів, що зустрічаються у ґрунтах, відносяться безводні силікати алюмінію — силіманіт
та дистен. Їхній склад виражають загальною формулою Al2SiO5. Ці мінерали більш ха-
рактерні для метаморфічних порід.
Різноманітність форм сполук алюмінію у ґрунтах визначає складність визначення
всіх тих індивідуальних речовин, які присутні в конкретному ґрунті та містять алюміній.
Значно зручніше та ефективніше проводити визначення окремих груп сполук, розуміючи
під групою сукупність речовин, які входять до складу ґрунту та мають одну або декілька
схожих властивостей. У ґрунтознавстві застосовують визначення групового складу гуму-
су, групового складу фосфатів, сполук заліза та ін.
Аналіз групового складу дозволяє виявити зональні та генетичні властивості ґрунтів
і їх горизонтів більш чітко, ніж вивчення індивідуальних речовин. Це пояснюється тим,
що схожі за властивостями речовини беруть участь в одних і тих же хімічних процесах, а їх
склад та кількість відображають специфіку ґрунтоутворення.
Найважливішу роль у ґрунтово-хімічних процесах, а також при формуванні ро-
дючості ґрунтів відіграють сполуки алюмінію, які знаходяться в ґрунтовому розчині.
Концентрація та форми таких сполук значною мірою визначаються показником кис-
лотності ґрунтової вологи [4,5].
Особливості поведінки алюмінію у ґрунті
Міграційна здатність елементів І групи практично не залежить від значень рН
ґрунту. Лужноземельні хімічні елементи більш чутливі до pH (а також Eh) ґрунту. Їхні
гідроксиди за певних умов можуть переходити у тверду фазу. Вплив рН та Eh ґрунту на
формоутворення та міграцію алюмінію дуже сильний, а для елементів IV — VIII груп
лужно-кислотні та окислювально-відновлювальні параметри ґрунту виступають голо-
вними чинниками хімічних перетворень.
Гідроксид алюмінію проявляє типові амфотерні властивості. У достатньо кислому
середовищі він розчиняється з утворенням солі, яка містить катіон алюмінію Al3+:
130
Al(ОН)3 + НСl → Al3+ + 3Сl- + 3Н2О.
У лужному середовищі утворюються алюмінати. При реакції гідроксиду алюмінію
з надлишком лугу утворюються гідроксоалюмінати:
Al(ОН)3 + NaOH → Na[Al(ОН)4].
У звичайному для ґрунтів Українського Полісся інтервалі рН (4,5 – 7,0) у розчині
присутні різні форми алюмінію: Al3+ (або Al(Н20)6 ), AlОН2+, Al(ОН)2, Al(ОН)3, Al(ОН)4.
Їх співвідношення залежить від величини рН.
Різні автори вказують на існування, в залежності від рН та іонної сили розчину, та-
ких іонів, як Al2(ОН) 2 , Al2(ОН) 3 , Al3(ОН) 6
, Al6(ОН) 15
, Al2(ОН) 4
, Al4(ОН) 10
, Al3(ОН)8.
Вплив цих іонів на кількісні закономірності ґрунтово-хімічних реакцій досі вивчено не-
достатньо [3-5].
При підвищенні рН зростає здатність алюмінію до полімеризації [8].
Формування полімерних частинок пов’язано з тим, що сполуки трьохвалентного алю-
мінію типу AlСl3 електронодифіцитні; в таких молекулах на зовнішньому енергетичному
рівні алюмінію знаходиться тільки 6 електронів. Тому такі сполуки легко утворюють диме-
ри і навіть полімери, в яких атом алюмінію відіграє роль акцептора електронної пари.
Реакція розчинності гідроксиду алюмінію в загальному вигляді може бути пред-
ставлена рівнянням:
qAl(ОН)3(тв.) ↔ Alq(ОН)3q-n + nOH- ,
де q виражає ступінь полімеризації відповідних іонів, а n − їх заряд. Відповідну константу
реакції К можна записати у вигляді
К= [Alq(ОН)3q-n] [OH-]n/ Al(ОН)3(тв.)
де квадратні дужки означають активності компонентів.
У дещо спрощеній формі зв'язок між концентрацією мономерних форм Al та вели-
чиною рН в даному випадку можна записати таким чином:
pAl − npH = pK − npKв − pγ Al(ОН)3q-n
,
де Kв − іонний добуток води; γ − коефіцієнт активності іонів алюмінію.
Для реакцій утворення гідроксоалюмінатів
Al(ОН)3(тв.) + Н2О → Al(ОН)4 + Н+;
та ж залежність записується у вигляді:
pAl − pH = pK' − pγ Al(ОН)4 ,
де K' − константа реакції утворення гідроксоалюмінатів.
Концентрація алюмінію у ґрунтовому розчині обумовлена розчинністю його спо-
лук, які знаходяться у твердій фазі. Найбільшу розчинність має свіжоосаджений гідро-
ксид алюмінію – Al(ОН)3.
При розчиненні будь яких алюмінійвмісних мінералів (гіббситу, беміту тощо)
іони алюмінію, які переходять в розчин, утворюють осад Al(ОН)3. У цьому разі кон-
центрація алюмінію в розчині буде відповідати розчинності свіжоосадженого Al(ОН)3.
Оскільки у водному середовищі завжди містяться гідроксильні іони, а значення рН у
ґрунтових розчинах нижче 4 зустрічається рідко, то для алюмінію компонентом, що
регулює концентрацію, є Al(ОН)3.
Здатність алюмінію до хімічних перетворень залежить від складу та заряду сполук.
Іон алюмінію Al3+ бере участь у реакціях обміну катіонів. При взаємодії частинки Al(ОН)3
з ґрунтовим поглинаючим комплексом (ГПК) відбувається адсорбція гідроксиду на час-
тинках грунту. Одно- та двопозитивно заряджені іони мають проміжні властивості, а для
негативно зарядженого іону Al(ОН)4
- найбільш характерною може бути реакція по типу
обміну аніонів або лігандний обмін.
4+ 3+ 3+ 3+
3+
2+
n+
n+
n+
-
-
2+ +
+ -
131
Концентрація іонів Al3+ при розчиненні Al(ОН)3 залежно від рН визначається з ве-
личини добутку розчинності гідроксиду алюмінію – [Al3+] [OH-]3 = 5∙10-33. З підвищенням
рН концентрація Al3+ швидко зменшується і при значенні рН = 4,5 досягає значень мен-
ше 10–2 г×дм–3 (10–4 М×дм–3) [3]. (рис. 1).
Значення рН нижче 4 – 4,5, за яких концентрація алюмінію достатньо висока, зу-
стрічається у ґрунтах не часто. У сильно опідзолених, деяких болотних ґрунтах рН водної
витяжки може бути нижче 4,5 – 5, як це спостерігалося в торф’яних ґрунтах Білоозерсько-
го лісництва Рівненського природного заповідника [6], але у верхніх горизонтах дерново-
підзолистих та сірих лісових ґрунтах реакція менш кисла, а у степових ґрунтах водні ви-
тяжки характеризуються величинами рН=6 – 8.
Для прикладу міграції алюмінію у вигляді простого іону Al3+ по ґрунтовому про-
філю зробимо простий розрахунок. Приймемо кількість опадів рівною 500 мм×рік-1 та
припустимо, що вся волога просочується до дзеркала ґрунтових вод. В перерахунку на
1м2 поверхні ця кількість опадів відповідає 500 л. У такому об’ємі води при рН = 5 може
міститися 70 мг Al3+, відповідно, така кількість алюмінію і може бути витіснена з ґрунто-
вої товщі чи перенесена з одного горизонту в інший. Якщо вважати, що Al переносить-
ся із шару 0 – 20 см в горизонти, які знаходяться нижче, то при масі ґрунтового шару
0 – 20 см — 300 кг — загальне винесення алюмінію за рік не перевищить 2∙10-5 % від маси
ґрунту (або близько 3∙10-4 % від запасів Al). Потрібно не менше 50 – 60 тисяч років, щоб
при такому промиванні створити між двома горизонтами різницю в абсолютному вмісті
алюмінію величиною в 1,5 – 2 % (що характерно для підзолистих ґрунтів). А оскільки у
промиванні ґрунтів бере участь реально далеко не весь об’єм атмосферних опадів, і ве-
личини рН, особливо на початкових стадіях підзолоутворення, ближчі до 6, ніж до 5, то
очікуваний термін складе вже сотні тисяч років. Отже при рН = 4,5 – 7 міграція алюмінію
у формі Al3+ практично не впливає на його розподіл по профілю.
Можна припустити, що в області значень рН = 4,5 – 5,5 Al(ОН) 2
ще може мігрувати
у помітних кількостях. В інтервалі значень рН = 6 – 9 міграція алюмінію у формах простих
іонів та гідрокомплексів практично неможлива. І лише в області значень рН > 10 можуть
мігрувати по ґрунтовому профілю в реальних обсягах іони Al(ОН) 4 та Al(ОН) 5
.
Диференціація вмісту Al у ґрунтовому профілі, яка спостерігається при слабо
кислій та майже нейтральній реакцій ґрунтового розчину, веде до припущення, що
його переміщення відбувається у вигляді більш розчинних комплексних сполук з ор-
ганічними лігандами [2].
Відомо, що Al3+ утворює комплекси з оксалат-іоном (СОО)2
, саліцилат-іоном
[C6H4(СОО)O]2-, сульфосаліцилатом ([C6H3O(СОО)(SO3)]3-), етилендиамінтетраацетатом
([(ООССН2)2N(CH2)2N(CH2COO)2]4-), купфероном, оксихіноліном та сполуками інших
класів. Аналогічні реакції можливі й у середовищі ґрунту [3].
Рис. 1. Концентрація катіонів Al3+ при розчиненні Al(ОН)3 залежно від рН.
+
- 2-
2-
132
Здатність органічних кислот утворювати стійкі розчинні комплекси з Al є дуже важ-
ливим фактором міграції алюмінію в ґрунтовому профілі та ландшафті [7].
Алюміній утворює комплексні солі з гумусовими кислотами, входячи при цьому в
аніонну частину молекули. Частина алюмінію, який входить в склад алюмогумінових спо-
лук, не здатна до обмінних реакцій, а частина витісняється катіоном нейтральної солі. Це
свідчить про двоякість природи алюмінію в алюмогумінових сполуках. Одна його частка
входить до внутрішньої сфери молекули та не здатна до реакції обміну катіонів, інша – за-
міщує водень функціональних груп, і цей Al вступає в реакцію обміну з катіонами:
Природні органічні речовини (гумусові речовини, які представлені фульвовими та
гуміновими кислотами (що розрізняються за розчинністю у кислотах і лугах) відіграють
важливу роль у процесах ґрунтового живлення рослинності.
Експериментальні дані [3] показують, що при взаємодії Al з гумусовими кислотами,
як і Fe, можливі реакції трьох типів:
1) участь в реакції однієї карбоксильної групи СООН та однієї фенольної групи ОН:
де R− радикал гумінової кислоти;
2) участь в реакції двох гідроксильних груп:
3) участь тільки однієї карбоксильної групи, здатної займати два координаційних місця:
Атоми алюмінію, які входять у внутрішню сферу таких молекул, практично ізо-
льовані від звичайних ґрунтово-хімічних реакцій, а рівень їх вмісту у ґрунтовому роз-
чині (і, відповідно, міграційна здатність) залежить тільки від розчинності утворених
комплексів, рухомість яких, може і не бути пов’язана з кислотно-основними власти-
востями середовища [1].
Об’єкти і методи дослідження
Для аналізу було взято профілі сірого лісового ґрунту під грабовим лісом на південно-
східній околиці м. Києва та опідзолені чорноземи під дібровою у Пилиповецькому
133
лісництві (Новоград-Волинський район Житомирської обл.) Пробна площа екосистеми
грабового лісу розміром 40 × 50 м (0,2 га), розташована на північному схилі горба крутиз-
ною 30°. Відбори ґрунту проведено з площі 500 см2, ґрунт відбирався пошарово через кож-
ні 2 см до глибини 30 см. Пробна площа діброви — 1 га, відбирання проб ґрунту проведено
з ділянки 500 см2, шари ґрунту відбиралися пошарово через кожні 5 см до глибини 1 м.
До наважки грунту (10 – 30 г залежно від типу грунту) додавали 50 см3 0,1 М розбав-
леного розчину гідроксиду натрію, суміш ретельно перемішували скляною паличкою і
залишали при кімнатній температурі на 24 години. Розчин відділяли від осаду фільтру-
ванням через паперовий фільтр «синя стрічка». Оброблення повторювали до знебарв-
лення екстракту.
До фільтрату по краплям додавали концентровану азотну кислоту, перемішуючи скля-
ною паличкою, доки рН розчину не досягне 3 (за лакмусовим папером) і залишали при кім-
натній температурі на 24 години. Осад гумінових кислот фільтрували через паперовий фільтр
(синя стрічка), промивали дистильованою водою і висушували до повітряно сухого стану.
Наважку висушеного осаду гумінової кислоти озолювали у скляному термостійкому
стакані об’ємом 50 см3 при температурі 400 °С протягом 3 годин. Після охолодження до кім-
натної температури, до залишку додавали 15 см3 0,1 М розчину азотної кислоти, перемі-
шували і нагрівали до кипіння. В охолоджений до 50 — 60 о С розчин по краплям додавали
5 см3 30 % розчину перекису водню (для розчинення двоокису марганцю), суміш ретельно
перемішували скляною паличкою і залишали при кімнатній температурі на 24 години.
Отриманий таким чином розчин фільтрували через паперовий фільтр (синя стріч-
ка), осад на фільтрі двічі промивали дистильованою водою. Вміст алюмінію в розчині ви-
значали фотоколориметричним методом за ГОСТ 26485 – 85.
Розчин фульвокислот випарювали досуха у сушильній шафі при температурі
80 – 90 о С. Сухий залишок озолювали при температурі 450 °С протягом 4 годин. Після охо-
лодження до кімнатної температури до залишку додавали 15 см3 0,1 М розчину азотної
кислоти та 3 см3 30 % розчину перекису водню для розчинення двоокису марганцю. Су-
міш кип’ятили 15 хв і залишили на 24 години.
Отриманий таким чином розчин фільтрували через паперовий фільтр (синя стріч-
ка); осад на фільтрі двічі промивали дистильованою водою. Вміст алюмінію в розчині ви-
значали фотоколориметричним методом за ГОСТ 26485 – 85.
Результати та їх обговорення
Досліджені ґрунти Полісся і Лісостепу збіднені на гумусові речовини — їх вміст у
верхніх шарах ґрунту становить близько 2 г×кг-1 і різко знижується з глибиною. Частка
алюмінію, пов’язаного в гумінові комплекси становить 2–4 % та 11 – 18 % – міститься у
фракції, до якої входять фульвокислоти (таблиця). Слід зазначити, що до останньої фрак-
ції також включені неорганічні форми Al, що виділяються з ґрунту при обробленні роз-
бавленим розчином лугу з утворенням тетрагідроксоалюмінату натрію:
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]
При підкисленні лужного розчину комплексні сполуки алюмінію з гуміновими кис-
лотами випадають в осад, у розчині лишаються комплексні сполуки з фульвовими кисло-
тами (водорозчинні) та нітрат алюмінію.
Концентрація Al у складі гуматів у ґрунтах екосистеми грабового лісу становить 0,2–
4,6 мг×кг-1 при середньому значенні близько 2 мг×кг-1 (таблиця). У складі фульватів та
неорганічних сполук, що вилуговуються 0,1 М NaOH, міститься 17 – 49 мг×кг-1 Al при
середньому значенні близько 32 мг×кг-1.
У складі гуматів ґрунтів під дібровою Житомирського Полісся міститься 0,002 —
134 мг×кг-1 ґрунту Al, середній вміст становить близько 17 мг×кг-1. Концентрація гуматів
Al у розрахунку на масу гумінової кислоти становить у верхньому 25-см шарі ґрунту 1,8 –
14,8 г×кг-1, у нижніх шарах — значно зменшується — до 0,053 мг×кг -1. На глибині нижче
75 см гумінові кислоти практично відсутні.
134
Таблиця Вміст Al у пошарово виділених фракціях гумінових і фульвокислот
Шар, см
Загальний вміст алю-
мінію в ґрунтовому
профілі
Частка Al у
фульвокислотах
Частка Al у
гумінових комплексах
мг×кг-1 % %
Світло-сірий лісовий ґрунт під грабовим лісом
0-2 382 4,58 0,288
2-4 121 17,56 0,771
4-6 130 16,31 2,275
6-8 354 6,83 1,011
8-10 471 8,39 0,982
10-12 538 6,10 0,316
12-14 480 7,57 0,364
14-16 546 8,99 0,427
16-18 628 6,08 0,059
18-20 682 6,03 0,272
20-22 551 6,86 0,049
22-24 584 3,89 0,031
24-26 397 6,49 0,461
26-28 373 10,03 0,080
28-30 443 8,36 0,156
Опідзолений чорнозем під дубовим лісом
0-5 2918 4,77 2,411
5-10 3231 5,57 4,136
10-15 3906 6,19 0,737
15-20 3075 8,47 0,301
20-25 2864 6,55 0,310
25-30 2017 8,63 0,007
30-35 4057 4,18 0,004
35-40 5893 2,65 0,002
40-45 7153 2,15 0,002
45-50 4862 2,61 0,001
50-55 6235 2,92 0,001
55-60 4104 4,20 0,002
60-65 5103 3,42 0,002
65-70 3751 4,70 0,002
70-75 3421 4,67 0,001
75-80 3628 4,39 Не визн.
80-85 8972 1,66 Не визн.
85-90 3367 4,38 Не визн.
90-95 2232 5,75 Не визн.
95-100 1163 11,31 Не визн.
Примітка: Не визн. — не визначалося у зв’язку з низьким вмістом органічних речовин
у нижніх шарах грунту
135
У складі фульвокомплексів та неорганічних сполук, що вилуговуються розбав-
леним лугом із ґрунту, міститься 127 — 260 мг×кг -1 Al. Це в середньому, близько 170 мг×кг -1,
що майже в 6 разів більше, ніж у відповідній фракції ґрунтів екосистеми грабового лісу.
Поведінка гуматів і фульватів, що містять алюміній, у сірих лісових ґрунтах і чор-
ноземах опідзолених суттєво різна. Гумати і фульвати є індикаторами різних процесів
ґрунтоутворення і функціонування ґрунту. Гумати тісно пов’язані із дерновим проце-
сом і процесом гумусонакопичення, а фульвати — з підзолистим процесом (з процесом
гумусоутворення фульвати теж пов’язані, але в умовах грабових і дубових лісів значно
меншою мірою, аніж гумати). Оскільки інтенсивність прояву процесу гумусонакопи-
чення і підзолистого процесу у сірих лісових ґрунтах і чорноземах опідзолених є різною
(це ґрунти різних типів), то й міграція алюмінію, асоційованого з гуматами і фульвата-
ми, по профілю грунту, має відрізнятися.
У сірих лісових ґрунтах спочатку найбільш інтенсивно проявляється підзолистий
процес (максимальний вміст фульвокомплексів Al (Ф-Aл) спостерігається на глибині
близько 4 см), у нижчих шарах — інтенсифікується процес гумусонакопичення (мак-
симальний вміст гумінових комплексів Al (Г-Ал) на глибині 5,5 см), нижче по профілю
грунту вміст усіх органічних форм алюмінію швидко зменшується з глибиною. На глиби-
ні нижче 9 см концентрації Ф-Ал та Г-Ал змінюються синхронно (рис. 2).
Рис. 2. Розподіл фульватних (ФК) і гуматних (ГК) форм алюмінію по профілю світло-
сірого лісового ґрунту грабового лісу (околиці Києва)
В опідзолених чорноземах підзолистий процес сповна дається взнаки лише на гли-
бинах 15 – 20 см (максимум вмісту Ф-Ал), вище переважає процес гумусонакопичення,
який максимально розвинутий на глибині 6 – 8 см (максимум вмісту Г-Ал) (рис. 3). Такий
розподіл фульватних і гуматних форм Al по профілю є цілком природним, оскільки від-
биває співвідношення процесів опідзолювання і гумусонакопичення у ґрунтах цих двох
типів. Нижче по профілю процеси гумусонакопичення і в сірих лісових, і в чорноземних
опідзолених ґрунтах затухають, що видно з мінімуму вмісту гуматних форм на глибинах
24 – 30 см. Водночас процес міграції вниз по профілю фульватних форм алюмінію не за-
тухає зовсім, фульвати значно рухоміші, хімічно агресивніші і тому ідентифікуються в
нижче лежачих горизонтах. В опідзоленому чорноземі на глибинах 90 – 100 см спостері-
гається різке збільшення фульватних форм алюмінію (рис. 3). Вірогідно, це пов’язано із
розвитком на цих глибинах ілювіального процесу із відповідною затримкою на сорбцій-
ному бар’єрі фульватного алюмінію, що мігрував з горішніх ґрунтових шарів. З іншого
боку, можливо накопичення в цих шарах гідроокису алюмінію, який розчиняється при
вилуговуванні NaOH.
136
У світло-сірих лісових ґрунтах спостерігається когерентність процесів опідзолюван-
ня та гуміфікації (коефіцієнт кореляції Ккор.= 0,65), в опідзолених чорноземах до глибини
30 см кореляція не спостерігається взагалі (Ккор.= 0,02).
Рис. 3. Розподіл фульватних (ФК) і гуматних (ГК) форм алюмінію по профілю чорнозем-
ного грунту опідзоленого дубового лісу (Новоград-Волинський р-н Житомирської обл.)
Цей факт можна пояснити тим, що конкуренція між процесами гумусонакопичення
і опідзолювання в опідзоленому чорноземі значно вища, аніж у сірому лісовому ґрунті.
Для чорнозему опідзолення не є характерним, зустрічається лише у специфічних умовах
відносного перезволоження. Для сірого лісового ґрунту — навпаки, опідзолювання є при-
родним процесом, який збалансовано з гумусонакопиченням.
Висновки
1. Переважна кількість алюмінію міститься у складі грунтових мінералів. Найбільше
значення в геохімічних процесах відіграють сполуки алюмінію, що містяться в ґрунтовому
розчині. Це передусім йони Al3+, AlОН2+, Al(ОН)2, Al(ОН)3, Al(ОН)4. Їх співвідношення
залежить від величини рН.
2. Одним з найважливіших факторів міграції алюмінію у ґрунтовому профілі та ланд-
шафті в цілому є здатність утворювати стійкі розчинні комплекси з природними органіч-
ними кислотами. Утворення гумінових та фульвокомплексів алюмінію в ґрунті значною
мірою визначається розподілом природних органічних речовин у ґрунтовому профілі.
3. Питомий вміст алюмінію у складі гуматів сягає 15 г на кг гумінової кислоти та
підлягає значним флуктуаціям при зміні фізико-хімічних умов середовища у зоні впливу
природних геохімічних бар’єрів.
4. Характер розподілу фульватів та гуматів алюмінію по профілю світло-сірих лісо-
вих ґрунтів (грабовий ліс) і опідзолених чорноземів (діброва) суттєво відрізняються. В
ґрунтах грабового лісу фульватний алюміній з’являєтеся в максимальних кількостях в
більш високих шарах, аніж гуматний, у ґрунтах діброви — навпаки. Це пов’язано з ін-
тенсивністю процесів гуміфікації і опідзолювання в ґрунтах цих двох типів.
Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. — Л., 1980 г.1.
Эглинтон Дж., Мерфи М. Т. Дж. Органическая геохимия — Л.: Изд-во Недра, Ленинградское отд., 1974. 2.
С. 389 — 410.
Орлов Д. С. Химия почв. —3. М.: Изд-во МГУ, 1992. — С. 121— 149.
Пухальская Н.В. Проблемные вопросы алюминиевой токсичности//Агрохимия. — 2005. — №8. — С. 70 — 81.4.
+ –
137
Тянтова Е.Н., Бурухин С.Б., Сынзыныс Б.И., Козьмин Г.В. Химия алюминия в окружающей среде //5.
Агрохимия. — 2005. — №2. — С. 87 — 91.
Тютюнник С.Ю., Ребенков С.О., Орлов О.О., Долін В.В. Форми знаходження алюмінію на фонових ді-6.
лянках лісоболотних екосистем // Збірник наук. праць Ін-ту геохімії навколишнього середовища НАН та
МНС України. — К., 2007. — Вип. 15. — С. 115 — 126.
Толпешта И. И. Соколова Т.А. Соединения алюминия в почвенных растворах и его миграция в 7.
подзолистых почвах на двучленных отложениях // Химия почв. 2009. № 1. — С. 29 — 41.
Толпешта И. И. Соколова Т.А. Соединения алюминия в вытяжках хлорида кальция из подзолистой 8.
почвы и их возможные источники. // Почвоведение. 2008. № 6. с. 679 — 692.
Тютюнник С.Ю., Ребенков С.А., Бобков В.Н., Долин В.В. ОРГАНИЧЕСКИЕ ФОРМЫ
НАХОЖДЕНИЯ АЛЮМИНИЯ В ГРУНТАХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Приведены результаты исследований распределения органических форм алюминия в
почвах грабового и дубового леса. Показано, что интенсивность процессов гумификации и
оподзоливания в лесных почвах обусловливает различия в распределении фульватов и гуматов
алюминия по вертикальному профилю.
Tyutyunnіk S.Yu., Rebenkov S.O., Bobkov V.N., Dolin V.V. ORGANIC FORMS OF
ALUMINIUM IN SOILS OF FOREST ECOSYSTEMS
The article presents results of investigations of aluminum organic forms distribution in the
hornbeam and oak forest soils. It is shown that the intensity of the humification and podzolization
processes in forest soils causes differences in the distribution of fulvates and humates of aluminum in
the vertical profile.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-32265 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0098 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-28T00:28:53Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тютюнник, С.Ю. Ребенков, С.О. Бобков, В.М. Долін, В.В. 2012-04-15T14:18:50Z 2012-04-15T14:18:50Z 2011 Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем / С.Ю. Тютюнник, С.О. Ребенков, В.М. Бобков, В.В. Долін // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 129-137. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. XXXX-0098 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32265 550.424 Наведено результати досліджень розподілу органічних форм алюмінію у ґрунтах грабового та дубового лісу. Показано, що інтенсивність процесів гуміфікації та опідзолювання в лісових грунтах обумовлює відмінності розподілу фульватів і гуматів алюмінію по вертикальному профілю. Приведены результаты исследований распределения органических форм алюминия в почвах грабового и дубового леса. Показано, что интенсивность процессов гумификации и оподзоливания в лесных почвах обусловливает различия в распределении фульватов и гуматов алюминия по вертикальному профилю. The article presents results of investigations of aluminum organic forms distribution in the hornbeam and oak forest soils. It is shown that the intensity of the humification and podzolization processes in forest soils causes differences in the distribution of fulvates and humates of aluminum in the vertical profile. uk Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем Органические формы нахождения алюминия в грунтах лесных экосистем Organic forms of aluminium in soils of forest ecosystems Article published earlier |
| spellingShingle | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем Тютюнник, С.Ю. Ребенков, С.О. Бобков, В.М. Долін, В.В. |
| title | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем |
| title_alt | Органические формы нахождения алюминия в грунтах лесных экосистем Organic forms of aluminium in soils of forest ecosystems |
| title_full | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем |
| title_fullStr | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем |
| title_full_unstemmed | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем |
| title_short | Органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем |
| title_sort | органічні форми знаходження алюмінію у ґрунтах лісових екосистем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32265 |
| work_keys_str_mv | AT tûtûnniksû organíčníformiznahodžennâalûmíníûugruntahlísovihekosistem AT rebenkovso organíčníformiznahodžennâalûmíníûugruntahlísovihekosistem AT bobkovvm organíčníformiznahodžennâalûmíníûugruntahlísovihekosistem AT dolínvv organíčníformiznahodžennâalûmíníûugruntahlísovihekosistem AT tûtûnniksû organičeskieformynahoždeniâalûminiâvgruntahlesnyhékosistem AT rebenkovso organičeskieformynahoždeniâalûminiâvgruntahlesnyhékosistem AT bobkovvm organičeskieformynahoždeniâalûminiâvgruntahlesnyhékosistem AT dolínvv organičeskieformynahoždeniâalûminiâvgruntahlesnyhékosistem AT tûtûnniksû organicformsofaluminiuminsoilsofforestecosystems AT rebenkovso organicformsofaluminiuminsoilsofforestecosystems AT bobkovvm organicformsofaluminiuminsoilsofforestecosystems AT dolínvv organicformsofaluminiuminsoilsofforestecosystems |