Научная статья на тему 'Химический состав фракций элементарных почвенных частиц агрочернозема типичного Курской области'

Химический состав фракций элементарных почвенных частиц агрочернозема типичного Курской области Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
354
51
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
фракции элементарных почвенных частиц / крупная пыль / средняя пыль / мелкая пыль / илистая фракция / макроэлементы / микроэлементы. / frac􏰂ons of elementary soil par􏰂cles / coarse dust / medium dust / fine dust / silt frac􏰂on / macronutrients / microelements.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Мамонтов Владимир Григорьевич, Рогова Ольга Борисовна, Лазарев Владимир Иванович, Панова Полина Юрьевна

С помощью рентгенфлюоресцентного анализа установлена зависимость химического состава фракций элементарных почвенных частиц, выделенных методом отмучивания из горизонта Апах агрочернозема типичного, от их размера. С уменьшением размера фракций элементарных почвенных частиц в них последовательно снижается валовое содержание SiO2, а содержание Al2O3, Fe2O3 и R2O3, наоборот, возрастает. По сравнению с фракцией крупной пыли илистая фракция содержит на 40,03% меньше SiO2, но больше на 11,06% Al2O3, 8,93% Fe2O3 и 19,99% R2O3. Величина молекулярного отношения SiO2 : R2O3 у илистой фракции в 7 раз меньше, чем у фракции крупной пыли. Судя по величине отношения Al2O3 : Na2O, пылеватые фракции мало трансформированы и имеют слабую степень зрелости в отличие от илистой фракции, степень зрелости которой средняя. В направлении от фракции крупной пыли к илистой фракции валовое содержание СаО последовательно увеличивается с 0,62 до 2,33%, MgO — с 0,44 до 2,23%, Р2О5 — с 0,08 до 0,29%, SO3 — с 0,25 до 0,38%. К2О более или менее равномерно распределяется по фракциям элементарных почвенных частиц, тогда как TiO2 в большей мере приурочен к фракциям мелкой пыли и ила, а Na2O — к фракциям крупной и средней пыли. С размером почвенных частиц связано и валовое содержание микроэлементов. Чем меньше размер почвенных частиц, тем выше в них содержание Mn, Cr, Zn, Ni, Rb, Ga. Самое высокое содержание Cu, Pb, Zr, Sr, Y, Nb характерно для фракции мелкой пыли. Br и As отсутствуют во фракциях крупной и средней пыли. Zr, Rb, Sr, Y содержатся во фракциях элементарных почвенных частиц в таких же или более высоких количествах, как и многие традиционно определяемые микроэлементы, что обусловливает необходимость изучения их форм нахождения в почве и влияния на растения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Мамонтов Владимир Григорьевич, Рогова Ольга Борисовна, Лазарев Владимир Иванович, Панова Полина Юрьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The chemical fractions composition of elementary soil particles typical agrochernozem Kursk region

The dependence of chemical frac􏰂ons composi􏰂on of elementary soil par􏰂cles, selected by the method of elutriate from typical agrochernozem arable horizon of their size was determined by x-ray fluorescence analysis. When the frac􏰂ons size of elementary soil par􏰂cles decreases, gross SiO2 is consistently reduced, and the content of Al2O3, Fe2O3 and R2O3, on the contrary, increases. Compared to coarse dust frac􏰂on, silt frac􏰂on contains 40.03% less SiO2, but 11.06% more Al2O3, 8.93% Fe2O3 and 19.99% R2O3. The molecular ra􏰂o of SiO2 : R2O3 from silt frac􏰂on is 7 􏰂mes less than the frac􏰂on of large dust. On the basis of the ra􏰂o Al2O3: Na2O, the dust frac􏰂ons are li􏰃le transformed and have a weak degree of maturity in contrast to the silt frac􏰂on, the degree of maturity of which is average. In the direc􏰂on from the coarse dust to the silt frac􏰂on, the total content of CaO consistently increases from 0.62 to 2.33%, MgO from 0.44 to 2.23%, P2O5 from 0.08 to 0.29%, SO3 from 0, 25 to 0.38%. K2O is more or less evenly distributed over the frac􏰂ons of elementary soil par􏰂cles, whereas TiO2 is mostly confined to the frac􏰂ons of fine dust and silt, and Na2O to the frac􏰂ons of coarse and medium dust. The gross content of microelements is also associated with the size of soil par􏰂cles. The smaller the size of soil par􏰂cles, the higher the content of Mn, Cr, Zn, Ni, Rb, Ga. The highest content of Cu, Pb, Zr, Sr, Y, Nb characteris􏰂cally for the fine dust frac􏰂on. Br and As are absent in the coarse and medium dust frac􏰂ons. Zr, Rb, Sr, Y are contained in the frac􏰂ons of elementary soil par􏰂cles in the same or higher quan􏰂􏰂es, like many tradi􏰂onally defined microelements, which necessitates the study of their forms in the soil and the effect on plants.

Текст научной работы на тему «Химический состав фракций элементарных почвенных частиц агрочернозема типичного Курской области»

УДК 631.42 001: 10.24411/2587-6740-2019-12030

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ФРАКЦИЙ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПОЧВЕННЫХ ЧАСТИЦ АГРОЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО КУРСКОЙ ОБЛАСТИ

В.Г. Мамонтов1, О.Б. Рогова2, В.И. Лазарев3, П.Ю. Панова1

1ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева, г. Москва 2ФГБНУ «Почвенный институт имени В.В. Докучаева», г. Москва

3ФГБНУ «Курский научно-исследовательский институт агропромышленного производства», Курская обл., п. Черемушки, Россия

С помощью рентгенфлюоресцентного анализа установлена зависимость химического состава фракций элементарных почвенных частиц, выделенных методом отмучивания из горизонта Апах агрочернозема типичного, от их размера. С уменьшением размера фракций элементарных почвенных частиц в них последовательно снижается валовое содержание SiO2, а содержание Al2O3, Fe2O3 и Р203, наоборот, возрастает. По сравнению с фракцией крупной пыли илистая фракция содержит на 40,03% меньше SiO2, но больше на 11,06% А1203, 8,93% Fe2O3 и 19,99% Р203. Величина молекулярного отношения SiO2 : Р203 у илистой фракции в 7 раз меньше, чем у фракции крупной пыли. Судя по величине отношения А1203 : №20, пылеватые фракции мало трансформированы и имеют слабую степень зрелости в отличие от илистой фракции, степень зрелости которой средняя. В направлении от фракции крупной пыли к илистой фракции валовое содержание СаО последовательно увеличивается с 0,62 до 2,33%, М§0 — с 0,44 до 2,23%, Р2О5 — с 0,08 до 0,29%, SO3 — с 0,25 до 0,38%. К2О более или менее равномерно распределяется по фракциям элементарных почвенных частиц, тогда как ТЮ2 в большей мере приурочен к фракциям мелкой пыли и ила, а №20 — к фракциям крупной и средней пыли. С размером почвенных частиц связано и валовое содержание микроэлементов. Чем меньше размер почвенных частиц, тем выше в них содержание Мп, Сг, 1п, №, РЬ, ва. Самое высокое содержание Си, РЬ, 1г, Sr, У, № характерно для фракции мелкой пыли. Вг и А$ отсутствуют во фракциях крупной и средней пыли. 1г, РЬ, Sr, У содержатся во фракциях элементарных почвенных частиц в таких же или более высоких количествах, как и многие традиционно определяемые микроэлементы, что обусловливает необходимость изучения их форм нахождения в почве и влияния на растения.

Ключевые слова: фракции элементарных почвенных частиц, крупная пыль, средняя пыль, мелкая пыль, илистая фракция, макроэлементы, микроэлементы.

Введение

Почва представляет собой сложную гетерогенную систему, включающую ряд иерархических уровней структурной организации, одним из которых является уровень элементарных почвенных частиц (ЭПЧ), составляющих основу твердой фазы большинства почв и в зависимости от размера объединяемых во фракции [1, 2, 3]. В большинстве почв более 90% ЭПЧ представлено компонентами неорганической природы, различающихся между собой не только размером, но также составом и свойствами [1, 2, 4]. Вследствие этого их участие в почвенных процессах различно.

Элементарные почвенные частицы, входящие в состав крупных фракций, представлены преимущественно первичными минералами (кварц, полевые шпаты и др.) и образуют своеобразный устойчивый каркас твердой фазы почвы. Они в значительной степени инертны и в малой степени участвуют в большинстве почвенных процессов. С уменьшением размера почвенных частиц активизируется их участие в протекающих в почвах абиотических процессах и явлениях, имеющих биологическую природу [1]. Особенно это касается тонкодисперсных частиц, преимущественно состоящих из минералов вторичного происхождения, в том числе и высокодисперсных глинистых (монтмориллонит, гидрослюды и др.) [4, 5]. Эта совокупность почвенных частиц представляет собой своеобразную почвенную матрицу, которая является наиболее активной частью твердой фазы почвы и в значительной степени определяет проявление коллоидных свойств, поглотительной и каталитической способности, агрегато- и средообразующие возможности почвенной массы. Считается, что почвенная матрица — поверхность почвенных частиц, непосредственно взаимодействующая с водой, катионами, органическим веществом, микроорганизмами и ферментами [1].

Частицы, формирующие почвенную матрицу, неоднородны и различаются своими свойствами, что во многом обусловлено особенностями их химического состава. К настоящему времени получен определенный объем информации, касающейся химико-минералогических особенностей почвенных частиц различного размера, реже проводилось сопряженное изучение их химического и минералогического состава [2 ,4, 5, 6]. Однако при этом часть химических элементов почвы осталась вне зоны внимания исследователей. В первую очередь это касается обширной группы микроэлементов, особенно тех ее представителей, которые не относятся к числу традиционно изучаемых ^а, Rb, X Zr и др.).

Между тем внимание к этим химическим элементам в последнее время заметно возросло и высказывается мнение о необходимости не только оценки их содержания и поведения в почвах, но и построения для них рациональных группировок [7].

Материалы и методика

Объектом исследования служил агрочер-нозем типичный Петринского опорного пункта Курского научно-исследовательского института агропромышленного производства, который с 1964 г. использовался в пятипольном зернопро-пашном севообороте со следующим чередованием культур: 1) клевер 1 года последействия; 2) озимая пшеница М30Р60К60; 3) сахарная свекла М90РшКш; 4) кукуруза М/^; 5) ячмень + клевер + навоз 20 т/га. Смешанный образец был отобран на делянке с озимой пшеницей из пахотного слоя (Апах 0-20 см) агрочернозема. Фракции ЭПЧ (пыль крупная, пыль средняя, пыль мелкая, илистая фракция) выделяли методом от-мучивания при соотношении почва : дистиллированная вода равном 1:100, начиная с илистой фракции и далее по мере увеличения размера

фракций [2], и высушивали на водяной бане. Образец почвы перед отмучиванием был подвергнут обработке ультразвуком на установке УЗДН-2Т согласно имеющимся рекомендациям [9]. Валовое содержание химических элементов определяли рентгенфлюоресцентным методом на анализаторе состава вещества «РеСПЕКТ».

Результаты и обсуждение

Содержание макроэлементов, играющих важную роль в формировании кристаллической решетки первичных и вторичных минералов и составляющих основу минеральной части чернозема, приведено в таблице 1.

Наблюдается четко выраженная зависимость между размером фракций ЭПЧ и их химическим составом. При переходе от частиц крупной пыли к илистой фракции валовое содержание БЮ2 последовательно уменьшается с 87,74 до 81,16, 60,5 и 47,71%. И, наоборот, чем меньше размер почвенных частиц, тем выше в них содержание А1203, Fe2O3 и R2O3. Так, в илистой фракции, по сравнению с фракцией крупной пыли, содержание А1203 выше в 2,9, Fe2O3 — в 21,3р, R2O3 — в 4,2 раза, по сравнению с фракцией средней3 пыли — в 2,3, 7,6 и 3,1 раза, а по сравнению с фракцией мелкой пыли — в 1,6, 2 и 1,7 раза соответственно. Такой характер изменения валового химического состава почвенных частиц в зависимости от их размера уже отмечался в литературе [2, 6], в том числе и по усредненным данным для черноземов Центральной черноземной области России [9].

В отличие от остальных элементов ТЮ2 преимущественно локализован во фракции мелкой пыли, тогда как Ма20 в основном приурочен к фракциям средней2и крупной пыли, где его количество в 1,7-4,9 раза выше по сравнению с фракцией мелкой пыли и илистой фракцией.

Таким образом, фракции ЭПЧ агрочернозе-ма типичного заметно дифференцированы по

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ

химическому составу. Отражает особенности изменения химического состава фракций ЭПЧ, по мере уменьшения их размера, величина молекулярного отношения БЮ2 : R2O3. При переходе от крупнопылеватой фракции к илистой это отношение последовательно снижается с 25,2 у фракции крупной пыли до 16,9 у фракции средней пыли и далее до 7,6 у мелкопылеватой фракции и до 3,6 у илистой фракции, что обусловлено преимущественной аккумуляцией в тонкодисперсных фракциях почвы соединений алюминия и железа, в том числе и их свободных оксидов.

В геологии для оценки химической дифференциации пород используется величина от-

ношения А1203

№2О [10]. Считается, что А1 в

структуре глинистых минералов является наименее подвижным компонентом, в то время как № наиболее легко удаляется из зоны выветривания и в структуре минералов не восстанавливается. Минералы обогащаются алюминием и отношение А1203 : №2О возрастает по мере усиления химиче2ск3ой ди2фференциации пород или усиления химического выветривания.

Использование этого отношения для сравнительной характеристики фракций ЭПЧ аг-рочернозема показало следующее. Величина отношения А1203 : №2О у частиц крупной и средней пыли равна 3,7, у частиц мелкой пыли возрастает до 11,2, а у илистой фракции составила 42,0. Исходя из имеющихся представлений, можно считать, что вещественный состав пы-леватых фракций характеризуется низкой степенью зрелости, а илистой фракции — средней [11], и отражает неодинаковую интенсивность их трансформации под влиянием процессов выветривания и почвообразования.

С размером почвенных частиц связано и содержание тех макроэлементов, которые не только участвуют в формировании кристаллической решетки первичных и вторичных минералов, но и являются важнейшими биофиль-ными элементами (табл. 2).

Содержание СаО и МдО отчетливо увеличивается по мере уменьшения размера ЭПЧ. При переходе от фракции крупной пыли к илистой фракции количество СаО последовательно возрастает с 0,62 до 2,33%, а МдО — с 0,44 до 2,23%. Менее отчетливо такая закономерность наблюдается в изменении содержания Р2О5 и БО3. При этом содержание этих элементов заметно возрастает при переходе от фракций крупной и средней пыли к фракции мелкой пыли и далее к илистой фракции:

Р2О5 — в 1,6-3,6 раза, БО3 — в 1,2-1,5 раза. Содержание К2О более или менее равномерно распределяется по фракциям ЭПЧ.

Величина отношения К2О : (СаО + МдО) при переходе от крупнопылев2атой фракции к илистой последовательно уменьшается и составляет 1,7 у фракции крупной пыли, 1,2 — у фракции средней пыли, 0,8 — у фракции мелкой пыли и 0,5 у илистой фракции. Величина отношения Р2О5 : БО3, наоборот, возрастает в этом направлении с 0,3 у3 фракций крупной и средней пыли до 0,4 у фракции мелкой пыли и 0,8 у илистой фракции.

Во взаимосвязи с размером почвенных частиц находится и валовое содержание микроэлементов, которые чаще всего определяются при проведении различных почвенно-агрохи-мических исследований, поскольку относятся к числу необходимых (Си, Zn, Мп) или условно необходимых (Сг, N0 элементов питания растений [12], а в последнее время все чаще относимых к категории «тяжелых металлов» [7]. При этом в приуроченности данной группы элементов к фракциям ЭПЧ есть как общие черты, так и заметные различия (табл. 3).

Общая особенность заключается в том, что фракция крупной пыли, по сравнению с другими фракциями, отчетливо обеднена микроэлементами: Мп меньше в 3,7-15,1 раза, Сг — в 1,33,3, Zn — в 3-16,3, Си — в 3,5-16,8, N1 — в 3,2-16, РЬ — в 9-30 раз. Различия касаются валового содержания микроэлементов и характера их распределения по фракциям ЭПЧ.

Преобладает среди микроэлементов марганец, содержание которого последовательно возрастает с 85 мг/кг в крупнопылеватой фракции до 1285 мг/кг в илистой фракции. Аналогичным образом изменяется содержание Сг — с 41 до 137 мг/кг, Zn — с 8 до 130 мг/кг и N1 — с 5 до 80 мг/кг.

Иное распределение по фракциям ЭПЧ характерно для Си и РЬ. Больше всего Си — 67 мг/ кг и РЬ — 30 мг/кг сосредоточено в мелкопылеватой фракции. Уменьшение или увеличение размера почвенных частиц сопровождается снижением валового содержания этих элементов. В илистой фракции содержание Си снижается до 47 мг/кг, а РЬ до 19 мг/кг. Во фракциях крупной и средней пыли валовое содержание Си составило 4 и 14 мг/кг, а РЬ во фракции средней пыли — 9 мг/кг, тогда как в крупнопылева-той фракции этот элемент отсутствует.

Наряду с рассмотренными микроэлементами в формировании химического состава почв

принимают участие и другие микроэлементы, содержанию и поведению которых в почвах не уделяется достаточного внимания, хотя в количественном отношении некоторых из них могут превосходить традиционно определяемые элементы или находиться на их уровне. Данные по валовому содержанию таких элементов приведены в таблице 4.

Как и в предыдущем случае (табл. 3), характер распределения этой группы микроэлементов по фракциям ЭПЧ имеет как общие особенности, так и заметные различия. Общим является то обстоятельство, что фракция крупной пыли по сравнению с другими фракциями содержит меньше всего изученных элементов: Zr — в 1,7-2,4 раза, Rb — в 3,6-15,8, Бг — в 3,78,4, Y — в 3-8,6, Ga — в 1,4-7,4, Nb — в 2-6 раз, а Вг и А$ вообще отсутствуют в этой фракции, как и во фракции средней пыли.

Преобладает среди химических элементов этой группы цирконий, самое высокое валовое содержание которого — 229 мг/кг приурочено к фракции мелкой пыли. С уменьшением или увеличением размера ЭПЧ его валовое содержание снижается до 163 мг/кг в илистой фракции, до 178 мг/кг в среднепылеватой фракции и до 97 мг/кг во фракции крупной пыли. Аналогичный характер распределения по фракциям ЭПЧ отмечается у стронция и ниобия. Больше всего Бг — 142 мг/кг и Nb — 24 мг/кг характерно для фракции мелкой пыли. В илистой фракции валовое содержание стронция и ниобия снижается до 117 и 15 мг/кг соответственно, а во фракциях средней и крупной пыли уменьшается на 80 и 125 мг/кг и на 16 и 20 мг/кг соответственно. Похожим образом распределяется по фракциям ЭПЧ и иттрий, содержание которого увеличивается от 5 мг/кг в крупнопы-леватой фракции до 43 мг/кг во фракции мелкой пыли и снижается до 39 мг/кг в илистой фракции.

Валовое содержание рубидия, который наряду со стронцием является вторым по значимости элементом в составе ЭПЧ, последовательно возрастает по мере уменьшения размера почвенных частиц с 9 мг/кг в круп-нопылеватой фракции до 32 мг/кг во фракции средней пыли, до 111 мг/кг в мелкопылеватой фракции и до 142 мг/кг в илистой фракции. Аналогичным образом изменяется и валовое содержание галлия, последовательно возрастая от 5 мг/кг во фракции крупной пыли до 37 мг/кг в илистой фракции.

Таблица 1

Валовое содержание макроэлементов во фракциях горизонта Апах агрочернозема типичного, % на прокаленную навеску

Таблица 2

Валовое содержание биофильных элементов во фракциях ЭПЧ горизонта А агрочернозема типичного, % на прокаленную навеску

Фракция бЮ2 А1203 Й203 К203 №20 ТЮ2 310Д03 Фракция СаО М§0 К20 Р205 Б°3

Пыль крупная 87,74 5,74 0,44 6,18 1,56 0,52 25,2 Пыль крупная 0,62 0,44 1,80 0,08 0,25

Пыль средняя 81,16 7,30 1,24 8,54 1,95 0,69 16,9 Пыль средняя 0,90 0,73 1,90 0,08 0,27

Пыль мелкая 60,50 10,54 4,77 15,31 0,94 0,97 7,6 Пыль мелкая 1,57 1,22 2,14 0,13 0,33

Ил 47,71 16,80 9,37 26,17 0,40 0,87 3,6 Ил 2,33 2,23 2,14 0,29 0,38

Таблица 3

Валовое содержание традиционно определяемых микроэлементов во фракциях ЭПЧ горизонта Апах агрочернозема типичного, мг/кг прокаленной почвы

Таблица 4

Валовое содержание микроэлементов, не относящихся к традиционно определяемым во фракциях ЭПЧ горизонта Апах агрочернозема типичного, мг/кг прокаленной почвы

Фракция Мп Сг Zn Си N1 РЬ Фракция Zr РЬ Бг У 6а Вг Nb А;

Пыль крупная 85 41 8 4 5 нет Пыль крупная 97 9 17 5 5 нет 4 нет

Пыль средняя 317 55 24 14 16 9 Пыль средняя 178 32 62 15 7 нет 8 нет

Пыль мелкая 1045 116 92 67 65 30 Пыль мелкая 229 111 142 43 22 16 24 6

Ил 1285 137 130 47 80 19 Ил 163 142 117 39 37 23 15 9

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 2 (368) / 2019

Бром и мышьяк обнаружены только во фракциях мелкой пыли и ила. Содержание Br во фракции мелкой пыли составило 16 мг/кг, в илистой фракции — 23 мг/кг, содержание As — 6 и 9 мг/кг соответственно.

Таким образом, большинство микроэлементов этой группы преимущественно локализовано во фракции мелкой пыли, в меньшей мере во фракциях средней пыли и ила. При этом большинство из них по валовому содержанию находятся или на уровне с традиционно определяемыми микроэлементами, или превосходят их в количественном отношении. В первую очередь это относится к таким элементам, как Rb, Sr, Y и особенно Zr. Поэтому весьма актуальной задачей является выяснение влияния этих элементов на рост и развитие культурных растений и почвенную биоту вообще, а также определение формы нахождения их в почвах.

Выводы

Химический состав фракций элементарных почвенных частиц горизонта Апах агрочернозема типичного тесно связан с их размером. Чем меньше размер почвенных частиц, тем выше в

Об авторах:

Мамонтов Владимир Григорьевич, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры почвоведения, геологии и ландшафтоведения, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2563-8783, mschapochv@mail.ru

Рогова Ольга Борисовна, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая отделом химии и физико-химии почв, rogova_ob@esoil.ru Лазарев Владимир Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель директора по научной работе, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2931-8560, vlal90353@yandex.ru

Панова Полина Юрьевна, ассистент кафедры почвоведения, геологии и ландшафтоведения, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4143-7044, karaush19@mail.ru

THE CHEMICAL FRACTIONS COMPOSITION OF ELEMENTARY SOIL PARTICLES TYPICAL AGROCHERNOZEM KURSK REGION

V.G. Mamontov1, O.B. Rogova2, V.I. Lazarev3, P.Yu. Panova1

1Russian state agrarian university — Moscow Timiryazev agricultural academy, Moscow 2V.V. Dokuchaev soil sceince institute, Moscow

3Kursk research institute of agricultural production, Kursk region, village Cheremushki, Russia

The dependence of chemical fractions composition of elementary soil particles, selected by the method of elutriate from typical agrochernozem arable horizon of their size was determined by x-ray fluorescence analysis. When the fractions size of elementary soil particles decreases, gross SiO2 is consistently reduced, and the content of Al2O3, Fe2O3 and R2O3, on the contrary, increases. Compared to coarse dust fraction, silt fraction contains 40.03% less SiO2, but 11.06% more Al2O3, 8.93% Fe2O3 and 19.99% R2O3. The molecular ratio of SiO2 : R2O3 from silt fraction is 7 times less than the fraction of large dust. On the basis of the ratio Al2O3: Na2O, the dust fractions are little transformed and have a weak degree of maturity in contrast to the silt fraction, the degree of maturity of which is average. In the direction from the coarse dust to the silt fraction, the total content of CaO consistently increases from 0.62 to 2.33%, MgO from 0.44 to 2.23%, P2O5 from 0.08 to 0.29%, SO3 from 0, 25 to 0.38%. K2O is more or less evenly distributed over the fractions of elementary soil particles, whereas TiO2 is mostly confined to the fractions of fine dust and silt, and Na2O to the fractions of coarse and medium dust. The gross content of microelements is also associated with the size of soil particles. The smaller the size of soil particles, the higher the content of Mn, Cr, Zn, Ni, Rb, Ga. The highest content of Cu, Pb, Zr, Sr, Y, Nb characteristically for the fine dust fraction. Br and As are absent in the coarse and medium dust fractions. Zr, Rb, Sr, Y are contained in the fractions of elementary soil particles in the same or higher quantities, like many traditionally defined microelements, which necessitates the study of their forms in the soil and the effect on plants.

Keywords: fractions of elementary soil particles, coarse dust, medium dust, fine dust, silt fraction, macronutrients, microelements.

них содержание алюминия, железа, кальция, магния, фосфора, серы и меньше содержание кремния. При этом калий относительно равномерно распределен по гранулометрическим фракциям, тогда как TiO2 больше всего содержит фракция мелкой пыли, а Na2O фракции средней и крупной пыли. 2

По мере уменьшения размера почвенных частиц в них последовательно увеличивается содержание Mn, Sr, Zn, Ni, Rb и Ga. Содержание таких микроэлементов, как Cu, Pb, Zr, Sr, Y и Nb самое высокое во фракции мелкой пыли. Br и As присутствуют только во фракциях мелкой пыли и ила.

Такие микроэлементы, как Zr, Rb, Sr, Y содержатся в количествах, сопоставимых или превышающих содержание традиционно определяемых микроэлементов, что необходимо учитывать при проведении почвенно-агрохи-мических исследований.

Литература

1. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: ГЕОС, 2005. 336 с.

2. Качинский Н.А. Физика почвы. М.: Высшая школа, 1962. 318 с.

3. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический Проект, 2004. 432 с.

4. Bruce B. Velde, Alain Meunier. The Origin of Clay Minerals in Soils and Weathered Rocks. Springer, 2008. 426 p.

5. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бири-на А.Г. Изменение глинистых минералов при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца // Почвоведение. 1972. № 1. С. 107-114.

6. Роде А.А. Избранные труды. Т. 1. Теоретические проблемы почвоведения и вопросы генезиса почв. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2008. 600 с.

7. Водяницкий Ю.Н. Функциональные различия тяжелых и сверхтяжелых металлов и металлоидов в почвах // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2009. Вып. 64. С. 50-56.

8. Шаймухаметов М.Ш., Титова Н.А., Травникова Л.С., Лабинец Е.М. Применение физических методов фракционирования для характеристики органического вещества почв // Почвоведение. 1984. № 8. С. 131-141.

9. Щербаков А.П., Васенев И.И. (Ред.) Антропогенная эволюция черноземов. Воронеж, 2000. 412 с.

10. Pettijohn F.J. Sedimentary Rocks. New York. Harper and Row, 1957. 718 p.

11. Акульшина Е.П. Методика определения условий выветривания, осадконакопления и постседиментацион-ных преобразований по глинистым минералам // Глинистые минералы как показатели условий литогенеза. Новосибирск.: Наука, 1976. С. 9-37.

12. Агрохимия / под ред. Б.А. Ягодина. 2-е изд. М.: Агро-промиздат, 1989. 639 с.

References

1. Karpachevskij L.O. Ecological soil science. Moscow: GEOS, 2005. 336 p.

2. Kachinskij N.A. Soil physics. Moscow: Higher school, 1962. 318 p.

3. Rozanov B.G. Soils morphology. Moscow: Academic project, 2004, 432 p.

4. Bruce B. Velde, Alain Meunier. The Origin of Clay Minerals in Soils and Weathered Rocks. Springer, 2008. 426 p.

5. Cornblyum E.A., Dementeva T.G., Zyrin N.G., Bi-rina A.G. The change of clay minerals in the formation of the

About the authors:

southern chernozems and drained, solodi lyman and solonets. Pochvovedenie = Soil science. 1972. No. 1. Pp. 107-114.

6. Rode AA. Selected works. Vol. 1 Theoretical problems of soil science and soil genesis. Moscow: Soil institute V.V. Dokuchaev of Russian agricultural academy, 2008. 600 p.

7. Vodyanitskij Yu.N. Functional differences of heavy and superheavy metals and metalloids in soils. Byulleten Pochven-nogo instituta im. VVV. Dokuchaeva = Bulletin of Soil institute V.V. Dokuchaev. 2009. Issue 64. Pp. 50-56.

8. Shajmukhametov M.Sh, Titova NA., Travnikova L.S., La-binets EM. Application of physical methods of fractionation to

characterize soil organic matter. Pochvovedenie = Soil science. 1984. No. 8. Pp. 131-141.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. ScherbakovA.P., VasenevI.I. (Ed.) Anthropogenic evolution of chernozems. Voronezh, 2000. 412 p.

10. Pettijohn F.J. Sedimentary Rocks. New York. Harper and Row, 1957. 718 p.

11. Akulshina E.P. Method of determining the conditions of weathering, sedimentation and post-sedimentation transformations of clay minerals. Clay minerals as indicators of litho-genesis conditions. Novosibirsk.: Science, 1976. Pp. 9-37.

12. Agrochemistry. Edited by B.A. Yagodin. Edition 2. Moscow: Agropromizdat, 1989, 639 p.

Vladimir G. Mamontov, doctor of biological sciences, professor, professor of the department of soils science, geology and landscape science, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2563-8783, mschapochv@mail.ru

Olga B. Rogova, candidate of agricultural sciences, head of the laboratory of soil chemistry and physico-chemistry, rogova_ob@esoil.ru

Vladimir I. Lazarev, doctor of agricultural sciences, professor, deputy director for science, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2931-8560, vlal90353@yandex.ru

Polina Yu. Panova, senior teacher of the department of soils science, geology and landscape science, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4143-7044, karaush19@mail.ru

soillab@timacad.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.