Введение к работе
Актуальность темы работы. Трансформация соединений свободного железа в почвах рисовых полей в период затопления играет одну из главных ролей в формировании свойств почв, их генетических профилей и плодородия. Поэтому определение механизма превращений железа необходимо для изучения почвообразующих процессов в период затопления с целью прогнозирования неогенеза почв рисовых полей и проведения прикладных исследований, направленных на решение проблем плодородия почв, связанных со свободным железом. Определение механизма превращений железа предполагает его обоснование. Решающая роль в этом обосновании принадлежит методикам получения данных и способам их интерпретации.
Однако проблемы обоснования механизмов превращений железа затопляемых почв под рисом ранее не рассматривались специально. Это делает особенно актуальным их рассмотрение. Поскольку все превращения железа являются в конечном итоге химическими процессами, и основные законы химических процессов определяются химической термодинамикой, то последняя является основой изучения химии почв вообще, и химии железа в частности.
Методы описания химической термодинамики предъявляют определенные требования к экспериментальным данным. Однако для изучения затопляемых почв часто применяются методики анализа, которые не отвечают этим требованиям. Проблема соответствия экспериментальных данных требованиям химической термодинамики ранее специально не обсуждалась.
Химическая термодинамика позволяет объединить данные в систему химических реакций, протекание которых определено законами, и, т.о., количественно описать изменение ее компонентов. Однако те или иные методы описания химических процессов определяются термодинамическими свойствами системы. Это обстоятельство ставит проблему использования методов описания химической термодинамики для описания реакций систем свободного железа почвы. Данная проблема ранее не обсуждалась.
Предложены различные механизмы превращений железа, однако оценка их обоснованности с точки зрения химической термодинамики не проводилась.
Tiff У* ** ?W4 Iffr""! Ч-яь настоящей работы состояла в определении основных составляющих обоснования трансформации железа затопляемых почв. В связи с этим решались следующие задачи:
усовершенствовать методику получения данных в соответствии с требованиями химической термодинамики;
разработать способ идентификации химических процессов железа;
проверить обоснование на своих экспериментальных данных для за
топленных почв с широким диапазоном подвижности железа.
Научи ія новизна работы
1 Разработаны основные члементы подхода к изучению химии железа затоп
ленных почв под рисом, в том числе
Я усовершенствованная методика анализа подвижного железа, соответствующая требованиям химической термодинамики и обладающая технической доступностью,
способ идентификации процессов железа затопленной почвы, соче
тающий идентификацию химических соединений железа по продуктам
растворимости с идентификацией реакций железа по соответствию динамики
данных динамике компонентов и параметров определенных реакций железа.
-
Получены данные по динамике фракций железа, учитывающие его фазовое состояние, а также степень окисления его твердой фазы
-
Предложено объяснение возрастания окисного аморфного железа в первые 2 месяца затопления окислением ионов Fe + предположительно продуктами минерализации органического вещества почвы
-
Предложены и исследованы системы реакций железа, в которых биологические процессы сочетаются с химическими, и созданы их компьютерные модели
-
На основании этих моделей предложен физико-химически обоснованный механизм превращений железа для исследуемых почв с широким диапазоном подвижности железа
Практическая значимость работы.
Разработанные нами усовершенствованная методика получения данных и способ идентификации процессов железа предлагаются для установления механизмов трансформации соединений свободного железа при изучении неогенеза почв рисовых полей с целью его прогнозирования и предотвращения деграда-ционных процессов, а также для прикладных исследований, направленных на решение проблем плодородия почв, связанных со свободным железом разной валентности
Апробация работы.
Материалы работы доложены и одобрены на Всесоюзных конференциях молодых ученых и специалистов в 1984-1985 гг в г Краснодаре, на методическом совещании кафедры почвоведения Московской сельскохозяйственной академии им К-А. Тимирязева 10 декабря 1998 г, на научной конференции Кубанского государственного аграрного университета 9 марта 2000 г
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, из которых 2 написаны в соавторстве
. Объем и структура работы.