Причины накопления кремневых тел в солодях
27.08.2012
Возникает вопрос, какими же причинами обусловливается столь значительное накопление кремневых тел растительного происхождения в солодях. Является ли это накопление специфическим процессом, обязанным, как полагал Гедройц, осолодению солонцов, или же оно представляет собой только частный случай процесса, обязанного другим, более общего характера причинам.
Совокупность имеющихся данных по этому вопросу позволяет считать правильным второе предположение.
Окремнение растений представляет широко распространенное явление, особенно у злаков и осок, поэтому наличие кремневых образований биологического происхождения можно ожидать в любой почве, а не только в солодях. Так оно и есть на самом деле. Исследованные мною «нормальные» почвы - чернозем Каменной стопи и Мохового лесничества, серая лесная почва из тульских засек и подзолистая из Лисино - действительно обнаруживают присутствие кремнеземистых элементов растительного происхождения, но в значительно меньших количествах, чем в солодях. Поэтому при значительной устойчивости этих элементов к растворяющему действию щелочи присутствие их в этих почвах не сказывается заметным образом на результатах определения аморфной кремнекислоты по Гедройцу, хотя в ряде случаев анализ дает некоторое количество свободной «аморфной» кремнекислоты.
В обобщающей статье по вопросу о выделении кремнезема в растениях Висслинг развивает взгляд, что образование кремневых тел в растительных организмах представляет собой дефекационный процесс освобождения от ненужных растению веществ, поступающих путем осмоза из почвенного раствора. Отсюда следует, что степень окремнения должна зависеть от содержания растворимой кремнекислоты в почвах. В подтверждение этого вывода автор ссылается на список семейств и родов кремнеземистых растений, составленный Нетолицким. Из списка видно, что большинство кремнеземистых растений являются представителями флоры тропических и субтропических стран, где благодаря энергичным процессам выветривания в почвах (на известных стадиях развития) может быть много растворимой кремнекислоты.
Что же касается кремнеземистых растений умеренных широт, то они большей частью относятся к болотным растениям. «Застойная вода, - говорит Фрей Висслинг, - очевидно, создает благоприятные условия для поступления кремнекислоты в растения». С моей точки зрения, это предположение совершенно правильно, так как при длительном застое воды в заболоченных понижениях должен происходить интенсивный гидролиз силикатов и алюмосиликатов, в результате которого почвенный раствор может содержать значительные количества кремнекислоты, поступающей в растения.
Таким образом, накопление кремнекислоты в солодях, приуроченных к западинам степной и лесостепной зон, следует рассматривать как частный случай биологической аккумуляции кремнезема в заболоченных почвах при застойном характере увлажнения. При этом взгляде становятся понятными такие факты, как значительное содержание аморфной кремнекислоты, обнаруженной по методу Гедройца в почвах поймы р. Волхова. Как известно, этот факт привел Гедройца к предположению о бывшем засолении указанных почв, что встретило, однако, решительные возражения Л.И. Прасолова, высказавшего, между прочим, предположение о возможности биологического накопления кремнекислоты. С нашей точки зрения, здесь мы имеем другой частный случай биологического накопления кремнекислоты, обязанный общей причине - повышенному увлажнению пойменных почв, имеющему в ряде случаев характер заболачивания.
Весьма вероятно, что накопление кремнекислоты биологическим путем происходит во всех заболоченных понижениях как в степной, так и в лесной зоне, по в последней, в силу менее благоприятных условий минерализации органических остатков, это накопление может маскироваться образованием торфа. В правильности такого предположения меня, в частности, убеждает результат исследования кремневых тел в двух образцах Phragmites communis - одного из Днепропетровской области, а другого из Ленинградской. В том и другом образце были обнаружены в значительных количествах и притом приблизительно одинаковые по форме и размерам крупные кремневые тела.
Однако можно предполагать, что в условиях климата лесостепной и степной зон накопление кремнезема в заболоченных западинах благодаря сильной транспирации воды растениями должно иметь более интенсивный характер, чем в лесной зоне, так как при этом можно ожидать более значительное накопление кремнезема в растениях.
Весьма вероятно, что в том же направлении может оказывать влияние и более высокая концентрация кремнекислоты в почвенном растворе или в воде временных водоемов, покрывающих западины лесостепной и степной зон. Это явление может быть обязано особенностям современных климатических условий; влияние же бывшей солонцеватости имеет, по всей вероятности, лишь частное значение (для некоторых разновидностей типичных деградированных солонцов). Предполагать же бывшую засоленность для подзоловидных, часто заболоченных, солодей западин, как уже можно было видеть из результатов исследования состава диатомовых, нет оснований.
Итак, мы приходим к выводу, что накопление кремнекислоты в так называемых солодях происходит биологическим путем и не является специфическим процессом, присущим только этому типу почв и обязанным, как это предполагал Гедройц, происхождению солодей из солонцов и солончаков.
Биологическое накопление кремнекислоты в почвах, связанное с деятельностью высших растений и диатомовых, представляет собой более общий и более широко распространенный процесс, обязанный в основном условиям повышенного увлажнения, а не бывшей засоленности почв. Представители болотной растительности из семейства злаковых, осоковых, хвощей и т. п. подвергаются окремнению и возвращают в почву кремнекислоту в форме кремневых (опаловых) тел в различных географических областях. То же самое можно сказать и о диатомовых.
Еще в 1921 г. проф. Н.И. Прохоровым было установлено наличие панцирей диатомовых в подзолах Кольского полуострова. Недавние исследования Геоморфологического института Академии наук наряду с установлением чрезвычайно широкого распространения диатомитов в озерах и болотах Кольского полуострова дали интересные сведения и о распространении диатомовых в почвах.
«Диатомиты были обнаружены в лесных мочажинах, среди валунных россыпей, на более или менее ровных участках с горизонтальной поверхностью, исключающей допущение намывного их происхождения», причем «микроскопический анализ показал наличие целого ряда форм, содержащих вполне нормальный хроматофор, клеточные включения и т. д. Эти результаты окончательно подтвердили факт интенсивного развития диатомовых в мелких лесных мочажинах, слой воды в которых сплошь и рядом измеряется несколькими сантиметрами».
Принимая во внимание все изложенное, необходимо также сделать вывод, что наличие аморфной кремнекислоты, определяемой но методу Гедройца, не может служить руководящим признаком для решения вопроса о бывшей заселенности почв. С гораздо большим нравом этот признак можно использовать как показатель особых условий избыточного увлажнения. Вместе с тем необходимо отметить, что метод Гедройца недостаточен для полного извлечения аморфной кремнекислоты биологического происхождения. Для полного растворения ее необходима по крайней мере двукратная обработка по методу Вревской; однако такая обработка, вероятно, будет сопровождаться заметным растворением кварца и других силикатов. Возможно, удовлетворительные результаты можно будет получить методом разделения по удельному весу, так как удельный вес опалов значительно меньше, чем у кварца и других силикатов. Но этот вопрос не входит в задачу настоящего сообщения.
В заключение считаю своим долгом выразить признательность В.С. Порецкому и П.Д. Резвому за помощь в выяснении вопроса о роли диатомовых и пресноводных губок.
