Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Формы нахождения металлов в почвах природных ландшафтов (литературный обзор) 9
1.1. Методы определения форм нахождения металлов в почвах 9
1.2. Радиальное и латеральное распределение металлов в почвенно-геохимических катенах 13
Глава 2. Объекты и методы исследования 19
2.1. Объекты исследования 19
2.1.1. Восточно-европейские катены 21
2.1.2. Западносибирские катены 30
2.1.3. Условия миграции в почвах катен 39
2.2. Методика работ 41
2.2.1. Полевые исследования 41
2.2.2. Лабораторные работы 43
2.2.3. Обработка данных 45
Глава 3. Металлы в почвах восточно-европейских катен 47
3.1. Катены юго-восточной части Большеземельской тундры 47
3.1.1. Подвижность металлов в криометаморфических почвах и глееземах 50
3.1.2. Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура 53
3.2. Таежные катены юго-западной части Мезенско-Вычегодской равнины 60
3.2.1. Подвижность металлов в подзолистых почвах и глееземах 64
3.2.2. Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура 66
3.3. Лесостепные катены Плавского плато 70
3.3.1. Подвижность металлов в выщелоченных и оподзоленных черноземах и лугово-черноземных почвах 74
3.2.1. Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура 76
Глава 4. Металлы в почвах западносибирских катен 82
4.1. Таежные катены западной части Тобольского материка 82
4.1.1. Подвижность металлов в дерновых почвах и глеезёмах 85
4.1.2. Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура 88
4.2. Подтаежные катены северной части Ишимской равнины 92
4.2.1. Подвижность металлов в темно-серых лесных почвах и солодях 96
4.2.2. Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура 98
4.3. Лесостепные катены западной части Ишимской равнины 103
4.3.1. Подвижность металлов в выщелоченных и оподзоленных чернозёмах и солодях 107
4.3.2. Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура 110
Глава 5. Межрегиональный анализ поведения металлов в катенах 116
5.1. Уровни содержания металлов 116
5.1.1. Валовое содержание 116
5.1.2. Подвижные соединения
5.2. Модели радиальной дифференциации форм металлов в текстурно-дифференцированных почвах, черноземах и глееземах 129
5.3. Модели латеральной дифференциации монолитных суглинистых катен 133
5.4. Связи между радиальной и латеральной дифференциацией катен 134
Литература
- Радиальное и латеральное распределение металлов в почвенно-геохимических катенах
- Условия миграции в почвах катен
- Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура
- Подвижность металлов в темно-серых лесных почвах и солодях
Радиальное и латеральное распределение металлов в почвенно-геохимических катенах
Формы нахождения элементов в почвах определяют, воздействуя или разрушая соединения за счет разнообразных по характеру и силе химических экстрагентов и физических процессов: термических, электромагнитных, электрических и механических. Прямые методы определения (просвечивающая и сканирующая микроскопия, энерго- и волн дисперсионный анализ) отражают расположение атомов. В почвенно-геохимических исследованиях чаще применяют косвенные методы определения форм нахождения элементов, связанные с анализом гранулометрических фракций и растворов почв [102]. Результаты этих работ интерпретируются с учетом физико-химических условий и представлений о геохимии металлов в конкретной обстановке. Единичны исследования экстракции металлов из выделенных гранулометрических фракций [145, 171].
Водорастворимые, обменные и связанные с карбонатами соединения. Наиболее доступны для растений соединения металлов почвенного раствора, представленные, в основном, собственно легкорастворимыми (водорастворимыми) веществами и в значительно меньшем количестве трудно растворимыми солями, гидроксидами, а также комплексами и хелатами [102]. Обменные соединения металлов удерживаются почвой за счет электростатических сил и замещаемы эквивалентным количеством катионов из растворов нейтральных солей. В зарубежных работах наиболее часто их извлекают 0,05–1,0 М MgCl2, в отечественных – ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8 [97, 102, 184]. Металлы, связанные с карбонатами, определяют, преимущественно, вместе с другими формами [180], хотя предлагается использовать для этого ацетатно-аммонийный буфер – ААБ [47, 100, 144] или раствор CH3COOH с рН 3,5 [233, 256, 267]. Органоминеральные (комплексные) соединения металлов в почвах преимущественно представлены фульватами и гуматами [102, 184]. Методы их извлечения можно объединить в три группы: разрушение органического вещества Н2О2, щелочной гидролиз и экстракция хелатирующим агентом: этилендиаминтетрауксусной (ЭДТА) или диэтилентриаминпентауксусной (ДТПА) кислотами и их натриевыми солями.
Металлы, сорбированные гидроксидами Fe и Mn, чаще всего извлекают путем восстановления в кислой среде вытяжками Тамма и Мера-Джексона или сильнощелочной с помощью гидроксиламина [100, 102, 126], которые селективны только в отношении соединений Fe и Al [233]. Растворами 1n HNO3, 1n Н2SO4 и 1n HCl из почвы экстрагируются обменные соединения, связанные с карбонатами и непрочно сорбированные гидроксидами Fe и Mn [97, 100].
Силикатные соединения (остаточная фракция) металлов, преобладающие в валовом содержании большинства элементов, представлены первичными и вторичными глинистыми минералами, оксидами, гидроксидами и солями [97, 102].
Распределение валового содержания металлов в почвах фоновых ландшафтов описано во многих работах. Подвижные соединения изучены менее детально. Системные почвенно-геохимические исследования уровней содержания подвижных B, Co, Cu, I, Mn и Mo выполнены на территории бывшего СССР: юге Западной Сибири [210], Восточно-Европейской равнине [122], Терско-Кумской низменности [123] и Удмуртии [101]. Содержание кислоторастворимой формы пятидесяти элементов определено в верхнем пахотном горизонте почв Европы по регулярной сети [221, 232, 242]. Содержание подвижных форм Co, Cr, Cu, Ni, Pb и Zn находится, преимущественно, в пределах 0,n–10n мг/кг, увеличиваясь у Mn до 10n–1000n мг/кг из-за высокого кларка (таблица 1, рисунок 1). Доля обменных соединений, как правило, меньше доли органоминеральных и сорбированных гидроксидами Fe и Mn соединений. Таблица 1. Физико-химические свойства и содержание металлов в гумусовом горизонте фоновых дерново-подзолистых, серых лесных почв, подзолов, глееземов и черноземов Восточно-Европейской равнины (литературный обзор) Место отбора Форма металла, мг/кг Свойства почв Число проб
В почвах радиальное распределение металлов контролируется физико-химическими условиями миграции и геохимическими барьерами. При наличии биогеохимического барьера в верхней части почв накапливаются, прежде всего, биофильные элементы, что приводит к формированию поверхностно-аккумулятивного распределения. Горизонты EL и BT подзолистых почв и солодей определяют элювиально-иллювиальную дифференциацию металлов: пониженные и повышенные содержания в средней части профиля соответственно. В тёмно-серых почвах и чернозёмах аналогичное распределение объясняется радиальным щелочным барьером в верхней части карбонатного горизонта, в глеезёмах – кислородным или глеевым. По профилю почв преимущественно равномерно распределены малоподвижные элементы из-за небольшого количества подвижных соединений, участвующих в физико-химической миграции. Монотонно увеличивающееся с глубиной содержание (регрессивное распределение) соответствует наиболее подвижным металлам, которые выносятся из почвы с вертикальными и латеральными потоками, не задерживаясь на биогеохимическом, сорбционном, щелочном или ином барьере.
Условия миграции в почвах катен
В гумусовых горизонтах накапливаются органоминеральные соединения Fe, Cu, Ni, Pb, Zn и рассеивается Co (R 0,8) при концентрации Mn и Sr ниже предела чувствительности метода. Контрастность накопления в гумусовом горизонте уменьшается от Zn (200–1100) к Ni (30–100), Fe, Cu (1,5–10), Pb (1,5–4,3), повторяя ряд биологического поглощения металлов карликовой березой и голубикой [94].
Из верхней части почв сорбированные соединения металлов преимущественно выносятся. Распределение Fe и Zn имеет элювиально-иллювиальный характер; Mn, Co, Cr, Cu – элювиально-иллювиальный или регрессивный; Cu, Ni и Pb – поверхностно-аккумулятивный элювиально-иллювиальный (R 0,8). Интенсивность накопления на биогеохимическом барьере гумусового горизонта Ni существенно больше (R=7–120), чем Cu и Pb (2–4) из-за различий в содержании в минеральных горизонтах: 0,n мг/кг у Ni и 1–3 мг/кг у Cu и Pb. Содержание этих соединений Sr меньше предела чувствительности метода. Подчиненные ландшафты склонов с глееземами и криометаморфическими почвами. В почвах склонов валовым и силикатным Sr, Co, Cr, Ni, Pb, Zn свойственна стабильная дифференциация. В глееземах и криометаморфических почвах Sr распределён равномерно, Co – элювиально иллювиально или регрессивно, Cr – элювиально-иллювиально или равномерно (R=0,1–0,8). Преимущественно поверхностно-аккумулятивная элювиально иллювиальная дифференциация свойственна биофильным Ni, Pb и Zn (1,3–6,1).
Обменные соединения Fe, Mn, Co, Ni, Pb и Zn накапливаются на биогеохимическом барьере. Контрастность аккумуляции в гумусовом горизонте глееземов и криометаморфических почв уменьшается от Zn (R=20–1000) к Ni (1,4– 3,8) и Fe, Mn, Co, Pb (1,3–10), что, вероятно, отражает интенсивность их накопления растениями тундр при близких уровнях содержания в минеральных горизонтах 0,0n–0,n мг/кг. Только содержание обменного Mn существенно больше: 3–20 мг/кг. Средняя часть почв склонов обеднена обменными Mn, Co, Ni и Pb (0,1–0,8) из-за выноса этих соединений в кислой глеевой среде в результате внутрипочвенной латеральной миграции по кровле мерзлых пород. Изменчивая дифференциация выявлена у Cu и Sr. Содержание Cr не превышает порог чувствительности метода.
В гумусовом горизонте накапливаются органоминеральные соединения Zn(40–1600), Fe, Cu, Ni, Pb (R=2–60), рассеивающиеся в средней части профиля из-за выноса с боковым внутрипочвенным стоком. Mn выносится из верхней части почв ( 0,7), что связано с высокой подвижностью его органоминеральных комплексов [213]. Содержание Cr и Sr ниже предела чувствительности.
В гумусовом горизонте глееземов и криометаморфических почв склонов накапливаются сорбированные соединения Cu, Ni и Pb (Cu и Pb – R=2–10; Ni – 2–3) и рассеиваются Fe, Cr, Mn, Co, Sr, Zn ( 0,8). Элювиально-иллювиальное распределение свойственно Fe и Cr; элювиально-иллювиальное и регрессивное – Mn и Co; регрессивное – Zn.
Подчиненные ландшафты днища балки с глееземами и криометаморфическими почвами. В гумусовом горизонте максимально содержание валовых и силикатных Sr, Ni, Pb, Zn (R=1,5–6,2) и минимально – Fe, Mn, Co, Cr, Cu ( 0,8). Элювиально-иллювиальное распределение свойственно Fe; элювиально-иллювиальное и регрессивное – Mn, Co, Cr, Cu; преимущественно поверхностно-аккумулятивное типичное – Sr и Zn; поверхностно-аккумулятивное элювиально-иллювиальное – Ni и Pb (0,4–0,8).
В глееземах и криометаморфических почвах днища балки накапливаются обменные соединения Fe, Zn (R=4–17 и 50–1000 соответственно) и рассеиваются Sr, Cu ( 0,7). Растительность тундр, накапливающая Zn, определяет высокое содержание его обменных соединений в гумусовых горизонтах при незначительном содержании в минеральных: 0,4–10 и 0,0n мг/кг соответственно. Содержание Mn, Co, Cr, Pb повышено в верхней части почв и понижено в средней (преимущественно R=0,0n–20).
В глееземах и криометаморфических почвах днища балки понижено содержание органоминеральных соединений металлов (R 0,6), что, вероятно, объясняется их более интенсивной латеральной миграцией по сравнению с биологической аккумуляцией и слабым накоплением в мортмассе. Регрессивное и элювиально-иллювиальное распределение свойственно Mn и Cr; элювиально-иллювиальное–Fe и Ni; регрессивное – Co. В гумусовых горизонтах накапливаются Zn (70–340), Cu, Pb (R=2–5). Содержание Sr меньше предела чувствительности.
В верхней части профиля также преимущественно понижено содержание соединений, сорбированных гидроксидами Fe и Mn. Элювиально-иллювиальное распределение свойственно Co, регрессивное – Cr, Ni и Zn; элювиально-иллювиальное или регрессивное – Mn (R=0,0–0,8). Pb и Cu накапливаются в гумусовых горизонтах (2–6). Содержание Cu уменьшается в средней части профиля глееземов и криометаморфических почв (0,6–0,8).
В горизонте BHF глееземов автономного ландшафта катены правого борта балки повышено содержание крупного и среднего песка, а также органоминерального Mn (приложение 4). В глееземах автономного ландшафта катены левого борта микроарены повышена доля ила, что, вероятно, привело к увеличению содержания обменных Ni, Cu, Mn, Zn, органоминеральных Co, Mn, Pb, Sr, сорбированных Co, Mn, Zn, силикатных Co, Pb и валового Co, что для большинства элементов подтверждается значимой корреляцией с ним: r=0,35–0,64, n=36 (таблица 9).
Латеральное распределение металлов высококонтрастно (рисунок 20, приложение 5). Содержание валовых и силикатных Mn, Co, Cu и Pb максимально в подчиненных ландшафтах (L=1,3–2,1) и, вероятно, объясняется их накоплением на латеральном биогеохимическом барьере, который ранее отмечали в таежных песчаных катенах H–Fe-класса Мещеры и бассейна Оки [2]. Повышенное содержание Mn и Cu отмечалось ранее в песчаных катенах тундр Западной Сибири [130]. В почвах днища балки тундровой микроарены понижено содержание валового Cr и силикатного Pb (L=0,6). Содержание Fe, Sr, Ni и Zn изменяется слабо (1,0–1,2).
Радиальная и латеральная почвенно-геохимическая структура
От дерновых почв к глеезёмам распределение силикатного и валового Ni меняется с преимущественно регрессивного на поверхностно-аккумулятивное элювиально-иллювиальное. В этом же ряду почв у силикатного и валового Pb, а также форм Mn, Sr, Co и Zn ослабляется элювиально-иллювиальная дифференциация и усиливается поверхностно-аккумулятивная (таблица 26). Такие изменения связаны с затуханием элювиально-иллювиальной дифференциации в почвах подчиненных ландшафтов и аккумуляцией металлов на биогеохимическом барьере в гумусовом горизонте.
Радиальная почвенно-геохимическая структура большинства металлов в дерновых почвах и глеезёмах совмещает черты элювиально-иллювиальной дифференциации и биогенной аккумуляции (таблица 26).
На Тобольском материке повышенная для почв таежных ландшафтов биогенная аккумуляция элементов и их пониженный вынос из средней части профиля объясняются молодостью почв по сравнению с восточно-европейскими аналогами [79], замедленной инфильтрацией и ослабленным дренажом, укороченностью теплого сезона и повышенной зольностью опада [80].
В дерновых почвах и глееземах по характеру радиального распределения металлы объединены в 4 группы: преимущественно элювиально-иллювиальное (Fe, Cu); поверхностно-аккумулятивное элювиально-иллювиальное (Mn, Sr, Co и Zn); поверхностно-аккумулятивное элювиально-иллювиальное распределение подвижных соединений при регрессивном (Ni) или элювиально-иллювиальном (Pb) силикатной формы и валового содержания; поверхностно-аккумулятивное элювиально-иллювиальное обменных и органоминеральных соединений при элювиально-иллювиальном сорбированной гидроксидами Fe и Mn, силикатной формы и валового содержания (Cr).
В дерновых почвах катен правого борта балки повышено содержание крупного и среднего песка, что привело к увеличению содержания обменного Mn, органоминеральных Mn, Ni, Zn, сорбированных Mn, Co, Zn, силикатных Mn, Pb, валовых Mn, Pb, Zn и подтверждается наличием значимо (p 0,95) положительной корреляции большинства элементов с этой фракцией за исключением органоминерального Ni (таблица 24, приложение 4). Кроме того, эти почвы содержат меньше обменных Cu, Zn, Sr, сорбированной и силикатной Cu. Повышенные и пониженные содержания отдельных форм металлов в автономных ландшафтах продольной катены и на левом борту балки, вероятно, объясняются вариабельностью содержания, не связанной с физико-химическими свойствами почв.
В почвах таежной микроарены запада Тобольского материка латеральное распределение металлов контрастно: 0,0n L 6,2 (рисунок 26, приложение 5). Валовое содержание Fe, Sr, Cr, Co и Cu не отличается в дерновых почвах и глееземах разных элементарных ландшафтов. Mn выносится из подчиненных ландшафтов как наиболее подвижный элемент (L=0,7), Ni – накапливается (1,4). На склонах увеличивается содержание Zn и уменьшается Pb: L=1,3 и 0,7 соответственно.
Обменные Fe и Ni аккумулируются на биогеохимическом барьере в подчиненных ландшафтах (L=1,3–2,7). В дерновых почвах склонов накапливается Cu (1,3) и рассеиваются Mn, Co и Zn (0,2–0,8). Последний накапливается в днище балки (2,2). Обменные Sr, Cr и Pb распределены равномерно в гумусовых горизонтах дерновых почв и глееземов.
Органоминеральный Sr накапливается, Cu и Co рассеиваются в почвах подчиненных ландшафтов (L=1,5 и 0,1–0,7 соответственно). Аккумулируются в дерновых почвах склонов и рассеиваются в глееземах днища балки Mn и Zn (0,3–2,6). Равномерное распределение характерно для Cr. В дерновых почвах склонов накапливаются Fe и Ni, в глееземах – Pb (1,5–1,9).
Сорбированные Fe, Cr, Ni накапливаются в почвах подчиненных ландшафтов (L=1,4–2,3); Mn, Zn и Sr– в днище балки (1,7–3,6), Cu –дерновых почвах склонов (1,4). В почвах склонов уменьшается содержание Co, Pb и Zn (0,6–0,8).
Силикатные соединения Co и Pb накапливаются в почвах подчиненных ландшафтов; Fe, Mn, Ni и Zn – в глееземах днища балки (L=1,3–3,6), Sr меньше в глееземах днища балки (0,7). Силикатные Cr и Cu равномерно распределены по катенам.
Преимущественное накопление металлов в дерновых почвах и глееземах подчиненных ландшафтов южнотаежных катен, вероятно, типично для этой ландшафтной зоны и ранее описывалось в таежных катенах на песках центра Восточно-Европейской равнины [2].
В западной части Тобольского материка в таежных катенах на озерно-аллювиальных суглинках с дерновыми почвами и глеезёмами радиальная дифференциация металлов связана с элювиально-иллювиальным распределением гранулометрических фракций и величины рН, поверхностно-аккумулятивным распределением гумуса; латеральная дифференциация – увеличением содержания ила и крупной пыли в дерновых почвах склонов и крупной пыли в глееземах днища балки за счет уменьшения содержания песчаных фракций.
В гранулометрическом составе тяжелосуглинисто-глинистых тёмно-серых почв и солодей с содержанием физической глины 51±7% (n=31) доминирует крупная пыль (40–50%), что аналогично данным по лесостепным почвам Барабы [185]. Радиальная дифференциация большинства гранулометрических фракций изменчива за исключением ила, в распределении которого четко выражено элювиально-иллювиальное распределение (таблица 27). В почвах подтаежных катен латеральное распределение гранулометрических фракций слабоконтрастно.
Радиальное распределение величины рН и гумуса контрастнее, чем гранулометрических фракций. В гумусовом горизонте величина рН практически постоянна: 6,7±0,3, резко увеличиваясь в BI солодей и темно-серых почв и до глубины 90 см не меняясь, ниже постепенно приближаясь к 8,0. Значения рН максимальны (7,2–7,4) в гумусовом горизонте почв бровок склонов из-за подпашки горизонта BCA.
Подвижность металлов в темно-серых лесных почвах и солодях
Обменные соединения металлов выносятся из верхней части выщелоченных и оподзоленных черноземов из-за развития в них осолодения, фиксировавшегося морфологически по наличию большого количества минеральных зерен, лишенных пленок. Регрессивное распределение характерно для Fe, элювиально-иллювиальное – Mn, Sr, Co, Zn. Оба типа распределения встречаются у Cr, Cu, Ni, Pb (0,1–0,8). Такая дифференциация обменных форм металлов ранее отмечалась в выщелоченных черноземах [30, 83, 234].
Органоминеральные Fe, Mn, Co, Ni, Pb, Zn аккумулируются на биогеохимическом барьере в гумусовом горизонте чернозёмов междуречья и склонов (1,4–5,0), что подтверждается значимой корреляцией с содержанием гумуса (таблица 34). Sr имеет элювиально-иллювиальное распределение (0,1–0,8). Распределение комплексных соединений Cr изменчиво, так как он не относится к биофильным элементам [213, 239], и эта форма его соединений слабо зависит от органического вещества (в почвах микроарены не выявлено значимой связи между ним и гумусом). Высокое содержание в гумусовом горизонте и низкое в верхней части горизонта BI характерно для Cu (0,6– 5,2), активно накапливающейся на биогеохимическом барьере.
Сорбированные Mn, Co, Ni, Pb, Sr и Zn накапливаются на биогеохимическом барьере в гумусовом горизонте чернозёмов (R=1,3–2,7), что, подтверждается значимой связью с содержанием гумуса (таблица 34) и ранее отмечалось в литературе для почв Восточно-Европейской равнины [48,137,151, 163] и Сибири [35, 52, 201]. Элювиально-иллювиальное или равномерное распределение характерно для Fe, Cr и Cu, менее интенсивно поглощающихся травянистой растительностью юга Западной Сибири [185].
Подчинённые ландшафты днища балки с солодями. В солодях для валовых и силикатных Co, Cr, Fe, Cu, Ni, Pb, силикатных Mn и Sr характерно элювиально-иллювиальное и регрессивное распределение, отражающее их накопление на сорбционном барьере текстурного горизонта и вынос наиболее подвижных соединений металлов из верхней части профиля [83]. Поверхностно-аккумулятивное распределение свойственно валовому Mn как наиболее биофильному элементу, типичное элювиально-иллювиальное – валовому и силикатному Zn, равномерное – валовому Sr.
В верхней части солодей рассеиваются обменные Cr, Cu, Ni, Pb, и накапливается на биогеохимическом барьере Mn, что для него потверждается положительной корреляцией с гумусом (таблица 34). Там же аккумулируются Co, Zn и особенно Sr, рассеивающийся в горизонте EL. Изменчивая дифференциация выявлена у Fe. Органоминеральные соединения большинства металлов (Fe, Mn, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) накапливаются на биогеохимическом барьере в гумусовом горизонте солодей. Повышенная элювиально-иллювиальная дифференциация свойственна Cr как элементу, слабо вовлекаемому в биологический круговорот. Sr накапливается в горизонте EL. Сорбированные соединения Mn, Co, Cu, Ni, Pb, Sr, Zn аккумулируются в верхней части солодей на биогеохимическом барьере, что потверждается положительной корреляцией с гумусом. Типичная элювиально-иллювиальная дифференциация характерна для Fe и Cr, аккумулирующихся на сорбионном барьере текстурного горизонта. В горизонте EL понижено содержание Co.
Чернозёмы автономных ландшафтов лесостепной микроарены Ишимской равнины отличаются по содержанию песчаных фракций, но это не отразилось на содержании форм металлов из-за низкой доли частиц в гранулометрическом составе почв (приложение 4).
В гумусовом горизонте почв лесостепных катен латеральное распределение металлов слабоконтрастно (рисунок 30, приложение 4, 5). Из-за накопления на латеральном биогеохимическом барьере солоди обогащены валовым Mn и Cu (L=1,3), что для меди ранее отмечалось в колочно-западинных катенах Кулунды и Барабы [76]. Силикатных соединений Mn и Ni больше в черноземах склонов и меньше в солодях днища балки (L=1,3–1,6 и 0,4 соответственно). Co выносится из почв подчиненных ландшафтов (солодей днища балки и чернозёмов склонов: L 0,1). Обменные соединения Fe аккумулируются в почвах подчинённых ландшафтов, Mn и Zn – в солодях, Pb – в чернозёмах склонов (1,3–2,4); Cr рассеивается в солодях (0,6). На биогеохимическом барьере в почвах подчиненных ландшафтов аккумулируются органоминеральные соединения Cr (2–6), Fe, Mn, Sr, Ni, Cu, Zn (1,3–2,1), только в Латеральное распределение форм металлов в лесостепной микроарене запада Ишимской равнины. Обозначения см. таблицу 22.
Контрастное латеральное распределение форм металлов в большинстве случаев (73%) связано с аккумуляцией соединений на латеральном биогеохимическом барьере в солодях.
В западной части Ишимской равнины в лесостепных катенах на лёссовидных суглинках радиальная дифференциация металлов в выщелоченных и оподзоленных чернозёмах связана с регрессивным распределением ила и величины рН, элювиально-иллювиальным мелкой пыли, поверхностно-аккумулятивным гумуса, в солодях – элювиально-иллювиальным гранулометрических фракций, равномерным величины рН и поверхностно-аккумулятивным гумуса; латеральная дифференциация – увеличением содержания мелкого песка в оподзоленных чернозёмах склонов, уменьшением содержания среднего и крупного песка в почвах подчиненных ландшафтов.
В таёжных катенах запада Тобольского материка со слабокислыми дерновыми почвами и глееземами преобладает элювиально-иллювиальное распределение металлов при частой встречаемости поверхностно-аккумулятивного распределения форм Mn, Zn и подвижных соединений Sr, Co, Cr, Ni, Pb из-за их усиленного захвата растениями и аккумуляции на биогеохимическом барьере в органогенных и органоминеральных горизонтах. В органогенных и органоминеральных горизонтах дерновых почв и глееземов металлы образуют ряд Mn, Zn, Ni, Co, Pb, Cu, Sr Fe, Cr и в минеральных (BI, BF и G) – Mn, Zn, Ni, Co, Pb, Cu, Sr Fe, Cr при повышенной подвижности в дерновых почвах.
В подтаёжных катенах Тобол-Ишимского междуречья с тёмно-серыми осолоделыми почвами и солодями на лёссовидных суглинках биогенная аккумуляция в верхней части профиля лучше выражена у Fe, Mn, Cu, Ni, Pb и Zn, чем элювиально-иллювиальная дифференциация и, наоборот, – у Sr, Co и Cr. В гумусовом горизонте тёмно-серых почв и солодей по подвижности металлы образуют ряд Mn, Ni, Pb Cu, Zn, Sr, Co, Fe Cr, в элювиальном (только солоди) – Pb Cu, Ni, Sr, Zn, Mn, Co Cr, Fe, глинисто-иллювиальном – Pb, Mn, Cu, Sr, Cr, Ni, Co Fe, карбонатном – Mn, Pb Ni, Zn, Cu, Sr, Co Cr, Fe.
В лесостепных катенах запада Ишимской равнины с осолоделыми выщелоченными и оподзоленными чернозёмами и солодями на лёссовидных суглинках на биогеохимическом барьере накапливаются органоминеральные и сорбированные Mn, Co, Ni, Pb, Zn, в меньшей мере – Fe, Cu и Sr; элювиально-иллювиальное распределение характерно для обменной, силикатной форм и валового содержания Fe, Mn, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sr из-за их накопления на сорбционном барьере в солодях и карбонатном – в чернозёмах. В тёмно-гумусовом горизонте чернозёмов и солодей, а также глинисто-иллювиальном и переходном к нему чернозёмов по подвижности металлы образуют ряд Mn, Co, Ni, Pb, Cu, Sr Zn Fe Cr, в аккумулятивно-карбонатном – Mn, Co, Cu, Pb, Sr Ni, Zn, Fe Cr, элювиальном и текстурном горизонте солодей – Cu Mn, Co, Ni, Pb Fe, Zn Sr Cr и Mn, Co, Cu, Pb, Sr Zn Ni, Fe Cr соответственно.
От таёжных суглинистых катен Тобольского материка к подтаежным и лесостепным Ишимской равнины уменьшается контрастность латерального распределения металлов, зависящая от физико-химических свойств почв.