CC BY
30
УДК 631.445.1:550.4(470.318)
О.А. Самонова1
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ПОЧВАХ ЛАНДШАФТОВ СМОЛЕНСКО-МОСКОВСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ2
Изучено содержание и распределение легких (Ьа, Се, Бш, Ей) и тяжелых (ТЬ, Yb, Lu) лантаноидов (редкоземельные элементы) в почвенной массе и в илистой фракции генетических горизонтов дерново-подзолистых почв лесного и лугового ландшафтов и торфяно-перегнойно-глеевой почвы болотного ландшафта в бассейне среднего течения р. Протва (Смоленско-Мос-ковская возвышенность). Выявлены равномерное рассеяние большинства лантаноидов в верхней части почвенных профилей, обусловленное слабым участием в биогенно-аккумулятивном процессе; возможность участия в подзолистом процессе Ей, Бш, Lu; более высокая концентрация лантаноидов в илистой фракции почвообразующих покровных суглинков, чем в органогенных горизонтах сформировавшихся на них почв. Подтверждена относительная химическая инертность лантаноидов в ходе почвообразования в условиях гумидного климата.
Ключевые слова: лантаноиды, ландшафт, почвы, илистая фракция, дифференциация, биогенная аккумуляция, подзолистый процесс.
Введение. Поведение редкоземельных элементов (РЗЭ) в почвенно- и ландшафтно-геохимических процессах описано в монографиях [4, 5, 17], литературных обзорах [2, 6], статьях, посвященных их поведению в отдельных типах почв [3, 7, 8, 11, 18, 19]. Однако оно по-прежнему менее изучено, чем поведение других химических элементов, что связано со сложностью аналитических методов их определения. Особый интерес представляет анализ содержания и распределения РЗЭ в почвах фоновых территорий разных элементарных ландшафтов; такая информация необходима для развития одного из направлений ландшафтно-гео-химической и почвенной науки — анализа миграции химических элементов в окружающей среде, а также для экологической оценки техногенно трансформированных экосистем.
Рассмотрено поведение редкоземельных элементов Ьа, Се, Бш, Ей, ТЬ, УЬ, Ьи, относящихся к группе лантаноидов. По особенностям электронного строения лантаноиды делятся на две подгруппы — цериевую (легкие лантаноиды), в которую входят Ьа, Се, Бш, Еи, и иттриевую (тяжелые лантаноиды) — ТЬ, УЬ, Ьи. Литогеохимическое своеобразие почвообразующих пород обусловливает исходные различия в уровнях концентрации элементов; в процессе выветривания и почвообразования происходит их дальнейшая дифференциация, контрастность которой определяется геохимическими свойствами отдельных элементов и степенью их участия в этих процессах [9, 13, 15]. Один из ведущих факторов, определяющих дифференциацию содержания химических элементов в почвенном профиле, — гранулометрический состав генетических горизонтов.
Роль илистой фракции в распределении многих химических элементов и их соединений по профилю дерново-подзолистых почв подробно проанализирована в литературе [14, 16]. С этой фракцией связано максимальное количество дисперсного гумуса, гидро-ксидов железа, алюминия, иногда марганца; она играет основную роль в образовании первичных агрегатов почв, обнаруживает наиболее четкую внутрипрофиль-ную дифференциацию по минералогическому составу [16]. Информация о распределении элементов, связанных с илистой фракцией в подзолистых почвах [9, 14], а также тесная связь с ней Ьа, Се [5, 12] позволяют предположить ее особую роль также и в дифференциации содержания других лантаноидов по генетическим горизонтам почвы.
Постановка проблемы. В наши задачи входил анализ поведения лантаноидов (Ьа, Се, Бш, Еи, ТЬ, УЬ, Ьи) в почвах лесного, лугового и болотного элементарных ландшафтов средней части бассейна р. Протва (Смо-ленско-Московская возвышенность) — дерново-подзолистых и торфяно-перегнойно-глеевой, а также выявление вклада илистой фракции в общее содержание этих элементов в указанных почвах и оценка их участия в биогенно-аккумулятивном, подзолистом и глее-вом процессах.
Материалы и методы исследований. Изучаемая территория расположена на юго-востоке Смоленско-Московской возвышенности, ее природные условия характерны для нечерноземного центра Русской равнины, рельеф типичен для вторичных моренных равнин, где в качестве почвообразующих отложений выступают покровные и делювиальные суглинки. В этой ландшафтной зоне на близких по литогеохимическим
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв, вед. науч. с., канд. геогр. н., доцент; e-mail: [email protected]
2 Работа выполнена при финансовой поддержке гранта НШ-3234.2012.5.
параметрам почвообразующих отложениях содержание химических элементов, их распределение по почвенному профилю контролируются гранулометрическим составом генетических горизонтов, щелочно-кислот-ными, окислительно-восстановительными условиями, степенью развития элювиально-иллювиального и био-генно-аккумулятивного процессов.
Объектами исследования были почвы: дерново-подзолисто-глееватая лесного автономного ландшафта возвышенного участка, сформировавшаяся на покровных суглинках под елово-березовым лещиновым папоротниково-разнотравным сообществом; дерно-во-подзолисто-глеевая лугового трансэлювиально-аккумулятивного ландшафта пологого склона долины р. Протва на покровных суглинках под бобово-зла-ково-разнотравным сообществом суходольного луга; торфяно-перегнойно-глеевая болотного транссупер-аквально-аккумулятивного ландшафта, сформировавшаяся в древней ложбине стока талых ледниковых вод на покровно-склоновых отложениях суглинистого состава под сабельниково-осоковым сообществом на периферии болота со смешанным типом питания. Названия почв даны в соответствии с классификацией 2004 г. [10].
Содержание лантаноидов и железа в почвенной массе и в илистой фракции изучено нейтронно-акти-вационным методом (точность анализа ±5%) в Бронницкой геолого-геохимической экспедиции ФГУП "ИМГРЭ". Содержание гумуса выполнено по Тюрину; рНводн гранулометрического состава, выделение илистой фракции — в лаборатории географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова3. Всего проанализировано 22 пробы из генетических горизонтов почв (содержание гумуса определено в 11 пробах).
Радиальную (по генетическим горизонтам почв) дифференциацию элементов оценивали с помощью коэффициента R, рассчитанного как отношение содержания элемента в исследуемом горизонте к его содержанию в почвообразующих отложениях. Рассмотрено также отношение содержания лантаноидов в илистой фракции к их содержанию в почвенной массе, рассчитанное для всех генетических горизонтов (Кил). Статистическая обработка данных выполнена в программе Ехе11. Связи между элементами рассчитывали с помощью коэффициента парной корреляции Спирмена, их значения считались значимыми при доверительной вероятности Р = 0,95.
Результаты исследований и их обсуждение. Общие физико-химические свойства изученных почв, содержание лантаноидов и железа в почвенной массе и в илистых фракциях приведены в табл. 1 и 2.
Дерново-подзолисто-глееватая почва лесного автономного ландшафта. Содержание лантаноидов в почвенной массе генетических горизонтов (табл. 2) соответствует интервалам, приводимым в литературных
источниках для лесных суглинистых почв [1, 4, 5, 8]. Отношение Се^а, часто анализируемое в литературе [5], изменяется от 1,7 в почвообразующих покровных суглинках до 2,1 в гумусовом горизонте почвы, что практически не отличается от ранее полученных результатов для подзолистых почв Уральского региона [3].
В почвенной массе генетических горизонтов содержание La, 8ш, Ей, ТЬ ниже, чем в почвообразую-щей породе ^ изменяется в интервале 0,7—0,9), для Се, Yb, Lu значения R в гумусовом горизонте достигают 1, что может свидетельствовать о слабом участии этих трех элементов в биогенно-аккумулятивном процессе. Для Lu характерно равномерное распределение по генетическим горизонтам. Тенденция к элювиальному типу распределения прослеживается для Се, Ей, ТЬ, а к иллювиальному — лишь для Се.
Содержание большинства лантаноидов в илистой фракции выше, чем в почвенной массе, однако величина Кил у элементов разная и изменяется по генетическим горизонтам. В почвообразующей породе элементы образуют следующий ряд по значениям Кил (приводится в скобках) (рисунок, А): Lu (1,7) > La, Се, Ей (1,6) > Yb (1,4) > 8ш (1,3) > ТЬ (1,2). В гумусовом горизонте соответствующий ряд выглядит иначе: Се (1,5) > La, 8ш (1,4) > ТЬ (1,3) > Ей (1,0) > Lu, Yb (0,9). Таким образом, для Yb, Lu и Eu не характерно накопление в илистой фракции гумусового горизонта, что косвенно подтверждает их слабое участие в биогенной аккумуляции.
Радиальная дифференциация элементов в илистой фракции генетических горизонтов выглядит следующим образом: для Се наблюдается одинаковое содержание в почвообразующей породе и гумусовом горизонте при слабом снижении его концентрации в других горизонтах: тип его распределения такой же, как в почвенной массе. Lu в данном случае присоединяется к La, 8ш, Е^ ТЬ, Yb, которые характеризуются снижением содержания в почвенном профиле по сравнению с почвообразующей породой. Минимальная концентрация в горизонтах АУ и Е1 характерна для Eu ^ = 0,5), Lu (0,6), УЬ (0,6 — только в горизонте АУ). Таким образом, илистая фракция гумусового горизонта обеднена лантаноидами по сравнению с почвообразующей породой, что совпадает с типом их распределения в почвенной массе, но отличается по контрастности. Это указывает на более тесную связь элементов с илистой фракцией в почвообразующей породе (вероятно, с глинистыми минералами) [4]. Характер распределения 8ш, Lu, Eu в илистой фракции позволяет говорить об их слабом участии в элювиально-иллювиальном процессе. Итак, лантаноиды равномерно рассеиваются в верхней части почвенного профиля, что можно объяснить их слабым участием в биогенно-аккумулятивном и сорбционном почвообразовательных процессах, связанных с илистой фракцией.
3 Аналитик Е.А. Шахпендерян.
Таблица 1
Физико-химические свойства почв
Название почвы Генетический горизонт рНводн С , % орг* Содержание частиц, мм, %
< 0,001 < 0,01 > 0,01
Дерново-подзолисто-глееватая AY 5,3 0,7 11,33 37,24 62,76
АЕ1 5,2 0,2 7,65 35,03 64,97
El 5,4 0,1 6,45 28,22 71,78
Bel 5,2 0,12 17,85 37,32 62,68
ВТ1 5,2 —* 27,36 48,19 51,81
ВТ2 5,2 — 24,10 44,11 45,89
BCg 5,3 — 26,21 49,56 50,44
Cg 5,3 — 27,50 50,07 49,93
Дерново-подзолисто-глеевая АО 5,5 1,3 12,99 45,07 54,93
AYg 5,6 0,9 13,79 37,72 62,28
AElg 5,5 0,3 17,44 39,34 60,66
BTg 5,4 — 27,34 46,51 53,49
BCg 5,1 — 24,48 44,88 55,12
C1g 5,2 — 29,38 47,33 52,67
Торфяно-перегнойно-глеевая маломощная Т 4,7 7,7 17,23 47,38 52,62
TH 5,1 4,8 14,57 47,77 52,23
H 5,3 3,5 13,20 46,19 53,81
HG1 5,4 1,0 6,08 34,04 65,96
CG1 5,7 — 9,70 29,09 70,91
CG2 5,2 — 17,23 38,34 61,66
CG3 5,7 — 25,49 47,09 52,91
* Прочерк — не определено.
Значения коэффициента парной корреляции показали тесную положительную связь между содержанием Fe и Еи (в почвенной массе) и содержанием илистой фракции. Fe (в почвенной массе) также образует устойчивые пары с Ьа и Еи (в почвенной массе), а также с Бш, Fe (в илистой фракции). Наиболее тесно связаны значения концентрации Fe и Еи как в почвенной массе, так и в илистой фракции, что объясняется переменной валентностью этих элементов и зависимостью от окислительно-восстановительных условий. Выявленные связи подтверждают возможность участия Еи и Бш, в меньшей степени Ьи в подзолистом процессе, один из основных индикаторов которого — распределение Fe. В почвенной массе положительная корреляция между элементами характерна для пар Ьа—Бш, Ьа—Fe, УЬ—Ьи. В илистой фракции обнаружена тесная положительная корреляция между всеми элементами и каждого из них — с Fe.
Вероятно, это объясняется их совместным нахождением в составе глинистых минералов [4]; исключение составляют УЬ и Ьи, связанные только между собой. Расчет корреляции между содержанием элемента в почвенной массе и в илистой фракции показал, что она существует только для Ьа, Еи и Fe.
Дерново-подзолисто-глеевая почва лугового трансэлювиально-аккумулятивного ландшафта. Распределение илистой фракции в профиле почвы свидетельствует об очень слабой интенсивности элювиально-иллювиального процесса, однако его наличие подтверждает дифференциация глинистых частиц — минимальное содержание в верхних горизонтах Лу и ЛЕ1§. Осветление этой части профиля в значительной степени связано с оглеением. Содержание гумуса практически не отличается от аналогичного показателя для автономной дерново-подзолисто-глееватой почвы (~1,5%).
Таблица 2
Содержание лантаноидов (мг/кг) и железа (%) в почвенной массе (1) и в илистой фракции (2) генетических горизонтов почв
Название почвы Fe La Ce Sm Eu !Ь Yb Lu
Горизонт 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Дерново- подзолисто- глееватая АY 2,1 4,5 31 46 64 97 5,2 7,1 0,98 1,0 0,86 1,1 3,5 3,0 0,50 0,47
АЕ1 1,9 4,7 31 48 69 90 5,1 7,4 1,0 1,2 0,86 1,2 2,8 3,4 0,40 0,59
Е1 1,5 3,8 34 47 56 89 5,8 6,5 0,79 1,0 0,81 1,1 3,2 3,6 0,50 0,51
Ве1 3,1 4,4 33 43 53 87 5,3 6,2 0,99 0,95 0,87 0,9 3,1 3,2 0,40 0,54
ВТ1 2,3 3,3 32 40 66 84 6,2 6,2 1,0 1,1 0,91 1,1 3 4,4 0,40 0,71
ВТ2 3,0 6,0 35 51 81 103 7,0 8,4 0,98 1,3 0,85 1,4 3,3 3,6 0,50 0,63
ВСв 3,7 6,4 36 59 61 100 5,7 9,8 1,1 1,5 0,83 1,4 3,3 4,4 0,40 0,71
СЕ 3,6 6,7 37 60 64 100 7,7 10,0 1,2 1,9 1,20 1,4 3,6 5,0 0,50 0,83
Дерново- подзолисто- глеевая АО 2,0 4,9 33 46 66 85 6,6 7,2 0,93 0,78 0,95 0,98 3,1 3,6 0,47 0,58
AYg 2,2 4,7 33 45 54 87 6,3 7,0 0,94 1,0 0,92 1,2 3,5 3,6 0,52 0,46
АЕ1Е 2,4 5,3 33 50 73 95 6,7 8,0 0,95 1,1 0,91 1,1 3,4 4,0 0,49 0,66
ВТЕ 3,0 4,0 33 37 70 78 6,5 5,9 1,1 0,86 0,94 1,1 3,5 4,0 0,54 0,68
ВСЕ 2,9 6,1 34 56 65 110 6,5 8,7 0,92 1,2 0,95 1,2 2,9 4,0 0,39 0,65
С1Е 3,3 6,1 35 53 63 100 5,7 8,7 0,98 1,4 0,9 1,5 3,7 4,1 0,53 0,7
С2Е 3,3 6,5 34 61 63 110 6,0 10,0 1,3 1,7 0,77 1,7 3,6 4,9 0,52 0,73
СЗЕ 3,4 6,5 33 60 65 110 5,8 10,0 1,2 1,6 0,92 1,5 3,5 5,3 0,59 0,78
Торфяно-перегнойно-глеевая маломощная Т 2,3 1,4 20 27 43 47 3,6 3,3 0,91 0,53 0,61 0,47 2,0 1,2 0,20 0,21
ТН 1,2 1,5 28 32 57 61 4,5 4,1 0,92 0,73 0,75 0,60 2,6 2,2 0,30 0,30
Н 2,8 2,0 28 38 62 72 5,5 5,6 0,79 0,93 0,69 0,85 2,4 2,9 0,30 0,38
HG1 1,5 2,5 31 47 66 90 6,1 6,5 0,83 1,1 0,95 0,94 3,0 3,6 0,50 0,55
CG1 1,9 4,7 32 48 66 92 5,5 6,7 1,0 1,1 0,75 1,0 3,0 3,2 0,40 0,46
CG2 2,9 6,9 41 59 90 120 7,7 11,0 3,3 2,0 1,0 1,4 4,3 4,3 0,60 0,72
Содержание лантаноидов в почвообразующих покровных суглинках по сравнению с автономными позициями снижается для Бш и ТЬ на 25 и 23% соответственно, что позволяет предположить увеличение их миграционной способности в восстановительной обстановке, для остальных элементов различий нет. Илистые фракции этих отложений отличаются по содержанию лантаноидов не более чем на ±10%.
В почвенной массе дифференциация содержания Fe имеет равномерно-иллювиальный характер, с которым совпадает (но менее контрастно) распределение Еи. Радиальное распределение по генетическим горизонтам не прослеживается для Ьа и ТЬ; слабое снижение содержания наблюдается для Се и УЬ (Я = 0,8) в ЛУ^ и ВС„. Для Еи и Ьи также характерно более низкое (Я = 0,8^0,9) содержание в почвенном профиле при их равномерном распределении. Распределение Бш также почти равномерное, со слабой концентрацией (Я = 1,2) в горизонте ЛЕ1§.
В илистой фракции содержание лантаноидов, как правило, выше, чем в почвенной массе. В почво-образующих суглинках по величине Кил элементы (рисунок, Б) образуют следующий ряд: Ьа (1,8) > Се, Бш (1,7) > ТЬ (1,6) > УЬ (1,5) > Еи, Ьи (1,3). Дифференциация лантаноидов по генетическим горизонтам в ней разнообразнее и контрастнее, чем в почвенной массе, особенно для Еи; его содержание в горизонтах ЛУ^—В^ снижается в 2 раза по сравнению с почво-образующей породой. Для остальных элементов значения Я лежат в интервале 0,7—0,9. В горизонте ЛУ^ лантаноиды по величине Кил составляют ряд: Се (1,6) > Ьа, ТЬ (1,3) > Бш, Еи (1,1) > УЬ (1,0) > Ьи (0,9). Таким образом, содержание лантаноидов в илистой фракции нижней части профиля выше, чем в гумусовом горизонте; особую группу составляют УЬ, Ьи (тяжелые лантаноиды), для которых концентрация в илистой фракции верхней части профиля не характерна.
Итак, Ьа, Се, Бш, ТЬ, УЬ, Еи, Ьи характеризуются более низким содержанием в илистой фракции генетических горизонтов по сравнению с почвообразующей породой, что отличается от распределения в почвенной массе (возможно, эти элементы присутствуют в составе минералов более крупных фракций); для Еи и Ьи увеличивается интенсивность этого рассеяния по сравнению с автономной дерново-подзолисто-глее-ватой почвой.
Значения коэффициента парной корреляции показали положительную связь между содержанием всех лантаноидов (кроме ТЬ) и Бе с содержанием илистой фракции, однако статистически значим этот показатель только для Fe. Тесная положительная связь в почвенной массе выявлена лишь между УЬ и Ьи. В илистой фракции такая связь наблюдается между всеми элементами; исключение составляют УЬ и Ьи, концентрации которых коррелируют между собой, и они не связаны с другими элементами. Статистически значимая корреляция между содержанием элементов в почвенной массе и в илистой фракции не прослеживается.
Геохимические спектры Кил (отношение содержания элемента в илистой фракции генетического горизонта к его содержанию в почвенной массе) в почвообразующих породах и органогенных горизонтах сформировавшихся на них почв. Почвы: А — дерново-подзолисто-глееватая; Б — дерново-подзолисто-глеевая; В — тор-фяно-перегнойно-глеевая маломощная; 1 — почвообразующая порода; 2 — гумусовый горизонт на А и Б, торфянистый горизонт на В
Торфяно-перегнойно-глеевая почва болотного транс-супераквально-аккумулятивного ландшафта. На примере этого почвенного профиля (средняя часть Попова болота) можно проследить влияние восстановительной обстановки на содержание и распределение лантаноидов. В почвенной массе более оглеенных (относительно автономных позиций) почвообразующих покровно-склоновых суглинков отмечается рост содержания Ce (на 30%), а также La и Yb (на 20%) по сравнению с аналогичными отложениями автономных позиций; концентрация Sm, Eu, Tb, Lu не изменяется. В илистой фракции по сравнению с почвенной массой накапливаются все рассматриваемые
элементы (кроме Yb); ряд Кил выглядит следующим образом (рисунок, В): Ей (1,5) > La, 8ш, ТЬ (1,4) > Се (1,3) > Lu (1,2) > УЬ (1,0). Его сравнение с рядом для менее оглеенных суглинков дерново-подзолисто-глеевой почвы показывает отличие поведения УЬ: он не накапливается в илистой фракции; более слабую концентрацию имеют La, Се, 8ш, ТЬ, что может указывать на менее тесную связь этих элементов с илистой фракцией в восстановительной обстановке.
В почвенной массе радиальная дифференциация лантаноидов характеризуется монотонным снижением их содержания в верхней части профиля при отсутствии накопления в почвенном профиле в целом: для большинства элементов R = 0,5—0,7, только для Ей и Lu R = 0,3—0,5. В органогенных горизонтах содержание лантаноидов меньше почти в 2 раза, а Ей и Lu — почти в 3 раза по сравнению с минеральными горизонтами.
В илистой фракции радиальное распределение лантаноидов аналогично таковому в почвенной массе. Для Се, 8ш, ТЬ, УЬ отмечено слабое снижение значений коэффициента R, а для La, Ей, Lu они не изменяются. В горизонте Н ряд Кил выглядит так: La (1,3) > Е^ ТЬ, УЬ, Lu (1,2) > Се (1,1) > 8ш (1,0). Указанные коэффициенты в органогенном горизонте ниже для La, Се, Е^ ТЬ, 8ш; не изменяется для Lu и возрастает для УЬ по сравнению с почвообразующей породой. Таким образом, как и в описанных выше почвенных профилях, илистая фракция верхних горизонтов (Т, ТН, Н — органогенные) содержит меньше лантаноидов, чем илистая фракция почвообразующей породы (то же характерно и для Fe).
Значения коэффициента парной корреляции показали тесную положительную связь между содержанием илистой фракции и содержанием Е^ для других лантаноидов она отсутствует. В почвенной массе тесная положительная связь прослеживается для La, Се, 8ш со всеми элементами, кроме Fe и Ещ ТЬ, УЬ, Lu также тесно связаны со всеми элементами (кроме Fe). Тесная положительная корреляция между всеми изученными элементами выявлена в илистой фракции поч-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 237 с.
2. Водяницкий Ю.Н. Геохимическое фракционирование лантанидов в почвах и горных породах (обзор литературы) // Почвоведение. 2012. № 1. С. 69—81.
3. Водяницкий Ю.Н, Горячкин С.В., Савичев А.Т. Распределение редкоземельных (У, La, Се) и других тяжелых металлов в профиле почв подзолистого ряда // Почвоведение. 2011. № 5. С. 546—555.
4. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. Кн. 6. Редкие Г-элементы. М.: Экология, 1997. 606 с.
5. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.
6. Переломов Л.В. Взаимодействие редкоземельных элементов с биотическими и абиотическими компонентами почв // Агрохимия. 2007. № 11. С. 85—96.
вы, а также между содержанием в почвенной массе и содержанием в илистой фракции; лишь между Fe и Eu — только в илистой фракции.
Таким образом, во всех изученных почвах связь между лантаноидами в илистой фракции более тесная, чем в почвенной массе.
Выводы:
— в гумусовых горизонтах изученных почв лантаноиды не накапливаются, что свидетельствует об их слабом участии в биогенной миграции и аккумуляции. Наиболее четко это проявляется у тяжелых лантаноидов УЬ и Lu; равномерное рассеяние элементов в верхней части почвенных профилей, вероятно, объясняется их слабым участием в почвообразовательных процессах;
— в почвенной массе элювиальный тип распределения слабо прослеживается для Се, Е^ ТЬ, а иллювиальный — лишь для Се. В составе илистой фракции слабое элювиально-иллювиальное распределение характерно для 8ш, Lu, Еа Статистически выявленные связи между почвенными параметрами подтверждают возможность участия в подзолистом процессе Е^ 8ш и в меньшей степени Lu;
— содержание лантаноидов в илистой фракции обычно выше, чем в почвенной массе. Однако величина Кил — функция химических свойств каждого элемента и генетического горизонта. Концентрация лантаноидов в илистой фракции почвообразующих суглинков выше, чем в органогенных горизонтах сформировавшихся на них почв. Наименее склонны к накоплению в илистой фракции тяжелые лантаноиды УЬ и Lu;
— выявлено слабое увеличение подвижности лантаноидов, связанных с илистой фракцией, в восстановительной обстановке;
— полученные результаты подтвердили слабое участие лантаноидов в почвообразовательных процессах и отсутствие их накопления в верхних горизонтах почв, развивающихся на суглинистых отложениях в условиях гумидного климата.
7. Переломов Л.В., Асаинова Ж.С., Йшида С., Иванов И.В. Содержание редкоземельных элементов в почвах Приок-ско-Террасного биосферного заповедника // Почвоведение. 2012. № 10. С. 1115—1126.
8. Петрухин В.А. Фоновое загрязнение тяжелыми металлами природных сред в бассейне Верхней Волги // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Вып. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. С. 147—165.
9. Пляскина О.В., Ладонин Д.В. Соединения тяжелых металлов в гранулометрических фракциях некоторых типов почв // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2005. № 4. С. 36—43.
10. Полевой определитель почв России. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
11. Самонова О.А. Редкоземельные элементы: лантан, церий, самарий, европий в лесостепных почвах Приволжской возвышенности // Почвоведение. 1992. № 6. С. 45—51.
12. Самонова О.А. Содержание и распределение редкоземельных элементов в дерново-подзолистой почве Смо-ленско-Московской возвышенности // Геохимия ландшафтов и география почв: Докл. Всеросс. науч. конф. Москва 4—6 апреля 2012. М., 2012. С. 273—275.
13. Самонова О.А., Асеева Е.Н. Распределение металлов по гранулометрическим фракциям почв в юго-восточной части Смоленско-Московской возвышенности // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2008. № 4. С. 32—39.
14. Самонова О.А., Шахпендерян Е.А. Дифференциация валовых и подвижных форм тяжелых металлов в илистой фракции дерново-подзолистой почвы // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат-лы Междунар. симпозиума. Пу-щино, 1997. С. 69—87.
15. Титова Н.А., Травникова Л.С., Кахнович З.Н. и др. Содержание тяжелых металлов в гранулометрических и ден-
симетрических фракциях почв // Почвоведение. 1996. № 7. С. 888—898.
16. Тонконогов В.Д., Градусов Б.П., Рубилина Н.Е. и др. К дифференциации минералогического и химического состава дерново-подзолистых и подзолистых почв // Почвоведение. 1987. № 3. С. 68—81.
17. Bowen H.J.M. Environmental chemistry of the elements. L.: Adacemic Press, 1979. 333 p.
18. Tyler G, Olsson T. Conditions related to solubility of rare and minor elements in forest soils // J. Plant Nutr. Soil Sci. 2002. N 165. P. 594—601.
19. Tyler G. \fertical distribution of major, minor and rare elements in a Haplic Podzol // Geoderma. 2004. N 119. P. 277—290.
Поступила в редакцию 16.07.2012
O.A. Samonova
RARE EARTHS IN THE SOILS OF THE SMOLENSK-MOSCOW UPLAND (THE PROTVA
RIVER BASIN)
Concentration and distribution of light (La, Ce, Sm, Eu) and heavy (Tb, Yb, Lu) lanthanides in soil matter and the silt fraction of genetic horizons of sod-podzolic soils (forest and meadow elementary landscapes) and peat-humic-gley soil (bog elementary landscape) were studied in the Middle Protva River basin (the Smolensk-Moscow Upland). The majority of lanthanides are uniformly dispersed within the upper part of the soil profiles, because they only slightly participate in the biogenic accumulation processes. It is possible that Eu, Sm and Lu participate in the podzolization process. Concentrations of lanthanides in the silty fraction of soil-forming cover loams are higher that in organogenic horizons of related soils. Relative chemical passivity of lanthanides during soil formation under humid climate conditions was proved.
Key words: lanthanides, landscape, soils, silty fraction, differentiation, biogenic accumulation, podzolization.
