Поиск

Источники микроэлементов в почвах
29.10.2015

Главным источником поступления микроэлементов в почвы являются материнские горные породы. Набор и содержание в них микроэлементов определяют характерные особенности микроэлементного состава почв. В результате почвообразовательного процесса происходит перераспределение отдельных микроэлементов по генетическим горизонтам, частичная потеря одних и накопление других, но специфические особенности в химии микроэлементов, унаследованные почвой от породы, сохраняются.
Кроме горных пород, микроэлементы могут поступать в почву с метеоритной и космической пылью, вулканическими газами, с морскими брызгами и из океана, почвенно-грунтовых вод и наконец в результате геохимической деятельности человека. Количественная сторона поступления микроэлементов из разных источников изучена еще недостаточно, так же как не всегда точно известен их состав.
С космической и метеоритной пылью возможно поступление всех известных микроэлементов. Более ограничен набор микроэлементов, поступающих на поверхность с вулканическими газами, горячими источниками, газовыми струями. Это в основном легколетучие соединения, выделяющиеся при дегазации вещества верхней мантии: HF, HCl, HBr, HJ, В (ОН)3, и принимающие затем участие в составе атмосферы, океанов и внешней оболочки земли. Вынос галогенидов и бора на поверхность земли происходит пропорционально их содержанию в породах мантии. Ныне действующие вулканы выделяют в атмосферу в течение года около 1 млн. т HF или HCl.
Поступление микроэлементов в почвы с морскими брызгами и из океана имеет локальное значение и ограничено определенным составом микроэлементов (Cl, Br, F, J, Li, Rb, Cs).
В почвы гидроморфного ряда микроэлементы в значительной мере поступают с почвенно-грунтовыми водами. При выпадении в осадок соединений из почвенно-грунтовых вод почвы могут обогащаться следующими элементами: В, J, Fe, Co, Ni, Zn, V, Cu, Ba, Sr, Li, Cs, Rb.
К общему, но мало изученному источнику поступления микроэлементов в почвы относится геохимическая деятельность человека, размах которой увеличивается с каждым годом. Грандиозный масштаб геохимической" деятельности человека может быть проиллюстрирован на нескольких конкретных примерах. Ежегодно в результате дорожных, строительных и других работ образуется около 1 км3 пыли, оседающей затем на поверхности земли. Размельчение-пород и почв способствует повышению интенсивности процессов миграции элементов и их реакционной способности.
Из недр земли на ее поверхность ежегодно извлекается 25—30 млрд. т горных пород, продукты переработки которых и отходы частично поступают в почву. Нередко на поверхность земли при этом попадают микроэлементы в форме, не характерной для зоны гипергенеза, например самородные железо, медь, никель и т. д. В атмосферу непрерывно поступают продукты техногенеза — соединения мышьяка, селена, серы и другие.
В виде удобрений в почву ежегодно вносятся миллионы тонн макро-и микроэлементов.
За последние десятилетия появился новый источник микроэлементов, связанный с деятельностью человека,— ядерные взрывы, в результате которых образуются искусственные изотопы Sr90, Cs137, Co60 и другие, оседающие на почве в виде пыли. С атмосферными осадками в почву поступают Ce144, La140, Ba140 и т. д.
Долгоживущие радиоизотопы, попадая в почву, участвуют в дальнейшем во всех процессах миграции и аккумуляции веществ как в почвенном профиле, так и в компонентах биосферы.
Как уже говорилось, основным источником поступления микроэлементов в почвы являются материнские горные породы.
Магматические ультраосновные породы, содержащие минералы типа оливина, пироксенов, амфиболов, характеризуются высоким содержанием микроэлементов семейства железа (Ni, Co, Mn, Cu, V, Cr, Zn).
Основные породы, в состав которых входят, кроме того, еще и основные плагиоклазы, имеют более разнообразный набор микроэлементов: помимо семейства железа, они содержат Li, Sr, Cs, Pb, Ba.
В среднекислых и кислых породах, где преобладают плагиоклазы и калиево-натриевые полевые шпаты, состав микроэлементов резко отличный. Главную роль начинают играть такие микроэлементы, как Rb, Be, Sr, F, Ga, Li, Mo, Zr, U, Ra, а микроэлементы семейства железа приобретают подчиненное значение (табл. 51).

Источники микроэлементов в почвах

Образующиеся при выветривании магматических пород коры выветривания и осадочные отложения значительно отличаются от изначальных пород по минералогическому, а следовательно, и микроэлементному составу.
Как правило, выщелоченные сиаллитные кислые коры выветривания обеднены большинством микроэлементов, сиаллитные обызвесткованные коры содержат значительное количество и набор микроэлементов. Аккумулятивные гипсоносные и засоленные коры выветривания обогащены более подвижными микроэлементами (Ba, Sr, Cu, В, J, Li, Cs, Rb).
В пределах каждого типа коры выветривания количество и состав, микроэлементов изменяются в зависимости от механического состава и наличия примесей органического вещества. Содержание большинства микроэлементов возрастает с утяжелением механического состава и увеличением содержания органических веществ.
Метаморфические породы обычно наследуют микроэлементный состав осадочных отложений, из которых они образовались.
Для микроэлементов семейства железа можно наметить следующий ряд почвообразующих пород (в порядке убывания содержания микроэлементов): основные магматические породы>сланцы битуминозные>морские глины>кислые магматические породы>лёссы и озерно-ледниковые тяжелые суглинки и глины>покровные суглинки>суглинистая морена>супесчаная и песчаная морена>пески флювиогляциальные, древнеаллювиальные и озерные.
Для бора и йода ряд несколько изменяется: морские глины и тяжелые суглинки>сланцы битуминозные>лёссы>покровные суглинки>суглинистая морена>кислые магматические породы>основные магматические породы>супесчаная и песчаная морена>пески.
Для молибдена ряд практически такой же, за исключением морских: отложений. Наибольшее содержание Mo характерно для органогенных пород; морские отложения, как правило, беднее Mo, чем континентальные. В ряде случаев возможен очень высокий кларк Mo, например в пелагических илах (табл. 52).
Источники микроэлементов в почвах

Среди осадочных пород на суше земного шара наиболее распространены глинистые и суглинистые, второе место по площади занимают песчаные и третье — карбонатные отложения. Соотношение этих групп составляет 5:3:2.