Біохімія підзолистого процесу в буроземах (Cambisols) на елюво-делювії карпатського флішу

Abstract

Детально досліджено біохімію підзолистого процесу в буроземах елювії-делювії карпатського флішу. Встановлено, що рідка фаза буроземів є «нейтральнішою» ніж тверда, оскільки її основним компонентом є кальцієві розчини (фульвати і гідрокарбонати). Завдяки глибокій кореневій системі міграція Са2+ в буроземах не є односторонньою. Здійснюється неперервний інтенсивний біологічний і біогеохімічний колообіг Са2+ в ґрунтовому профілі. Опідзолення буроземів може проявитись лише в тих випадках, коли майже неперервна міграція в профілі розчинів Са2+ послабиться.

За последние 150 лет произошло немало научных теорий развития подзолистого процесса и подзолообразования, от чисто геологической, коллоидно-химической, микробиологической биохимической. При этом, генетическим взаимоотношениям аккумулятивного и подзолистого горизонтов предоставлялось гораздо меньше внимания, чем взаимоотношениям подзолистого и иллювиального. Эта тенденция сохраняется и в настоящее время, указывая на недооценку биологической стороны данного процесса. В Карпатском регионе подзолистые процесс активно проявляется в почвах, сформированных на делювиальных суглинках Прикарпатья. Это пояс активного его развития и формирования буроземно-подзолистых и дерново-подзолистых почв. В то же время в буроземах среднегорья и высокогорья, которые сформировались на элювий-делювии карпатского флиша, оподзоление практически не проявляется. Что обусловлено тем, что жидкая фаза буроземов является «нейтральнее» чем твердая, поскольку основным компонентом первой является кальциевые растворы (фульваты и гидрокарбонаты), а основным компонентом второй – внутрикомплексные соединения гумусовых веществ с сесквиоксидамы. В этом есть коренное отличие буроземов от подзолистых и оподзоленных почв. За высокого содержания биогенного Са в подстилке, в верхнем горизонте буроземов комплексные соединения гумусовых веществ с сесквиоксидамы дополнительно связывают биогенный Са с образованием комплексно-гетерополярних органо-минеральных солей. По закону химической кинетики, реактивные кислотные группы гумусовых кислот прежде всего связываются с сесквиоксидамы, образуя при этом более устойчивые внутрикомплексные соединения. Способность этих комплексов связывать Са2+ свободными реактивными группами невелика. Этим можно объяснить низкое содержание обменного Са2+ на единицу гумуса в верхнем горизонте буроземов. Благодаря низкой способности гумуса связывать биогенный Са, поступающей из подстилки в почву в больших количествах (возможно очень крупных), можно объяснить возможность постоянной миграции в профиле большого количества биогенного Са. Итак, благодаря глубокой корневой системе миграция Са2+ в буроземах не является односторонней. Осуществляется непрерывный интенсивный биологический и биогеохимический круговорот Са2+ в почвенном профиле. Оподзоление буроземов может проявиться только в тех случаях, когда почти непрерывная миграция в профиле растворов Са2+ ослабится.

The main process in the formation of podzols is podzolisation. Podzolisation is a complex process (or number of sub-processes) in which organic material and soluble minerals (commonly iron and aluminium) are leached from the A and E horizons to the B horizon. It involves mobilization and precipitation of dissolved organic matter, together with aluminum and iron as they leach down from the A and E horizons to the B horizon.Through this process the overlying eluvial horizons are bleached. The complexes move to the brown, red or black horizon, which consist of cemented sesquioxides and/or organic compounds. Podzolisation occurs under low pH values. In the Carpathian region podzolic process is actively manifest in the soils formed on the deluvial deposits of Prykarpattia. Brown-podzolic soil and sod-podzolic soils are formed here. At the same time, in brown soils of midlands and highlands, which were formed on eluvial-deluvial of Carpathian flysch, podzolisation hardly manifested. Found that the liquid phase brownsoils a «neutral» than solid, as its main component is calcium solutions (fulvaty and hydrocarbons). This has a fundamental difference from the brown soils and podzolic soils. For the high content of biogenic calcium in the litter, in the upper horizon of brown soils complexes with humic substances seskvioxides further bind biogenic calcium to form complex heteropolar organic mineral salts. According to the law of chemical kinetics, reactive acid groups of humic acids primarily associated with seskvioxides, forming a stable chelate compounds. The ability of these complexes to bind Ca2+ free reactive groups is small. This may explain the low levels of exchange of Ca2+ on the unit of humus in the upper horizon of brown earth. Due to the low ability to bind biogenic humus Ca supplied from the bedding soil in large quantities (possibly very large). Can be explained by the possibility of permanent migration profile in a large number of biogenic Ca. So, thanks to a deep root system, migration of Ca2+ in burozems is not one-sided. It carries out continuous intensive biological and biogeochemical cycling of Ca2+ in the soil profile. Podzolized brown earth can occur only in cases where an almost continuous migration profile solutions Ca2+ weaken.