24. Минеральная часть почвы. Первичные и вторичные минералы
Это продукт трансформации почвообразующих пород поэтому наследует их геохимические особенности, составляет в среднем 88-99,5% твердой фазы почвы, представлена различными по размерам частицами первичных и вторичных минералов.
Первичными называются минералы, которые при превращении земной коры в почву практически не изменились, они встречаются в почве частицами размером более 0,001 мм. Наиболее распространен кварц, обычно его в почвах 40-60%, а в песчаных более 90%. Также в значительных количествах представлены полевые шпаты и слюды. Альбит NaAlSi3O8, Биотит K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2. Первичные минералы формируют скелет почвы, достаточно инертны и могут участвовать в питании растений только после трансформации во вторичные.
Вторичные минералы представлены частицами менее 0,001 мм, образуются из первичных в процессе выветривания материнской породы. Среди вторичных различают минералы глин, оксидов и гидроксидов, минералы простых солей.
Г
линистые
минералы делятся на 3 группы:
1) Монтмориллонитовая
(Монтмориллонит Al2Si4O10(OH)2·nH2O, Бейделит Al3Si3O9(OH)3·nH2O)
2) Каолинитовая (Колинит Al2Si2O5(OH)4, Галлуазит Al2Si2O5(OH)4·2H2O)
3) Гидрослюды (Гидробиотит (K,H3O)(Mg,Fe)3[(Al,Si)4O10](OH)2·nH2O, Гидромусковит (K,H3O)·Al2[(Al,Si)4O10](OH)2·nH2O)
М
Кремнекислородный тетраэдр (слева) и алюмогидроксильный октаэдр (справа): 1 – Si; 2 – О или ОН; 3 – Al
инералы групп монтмориллонита и гидрослюд высокодисперсны, как следствие характеризуются большой суммарной поверхностью и высокой поглотительной способностью. Например емкость поглощения гидромусковита 40-70 м-экв на 100 г почвы. Не высокой дисперсностью и низкой поглотительной способностью (1-30 м-экв) обладают минералы каолинитовой группы. К вторичным минералам относятся гидроксиды кремния, алюминия и железа (SiO2·nH2O; Al2O3·nH2O; Fe2O3·nH2O) и простые соли большей частью малорастворимые и не растворимые. К числу малорастворимых относятся карбонаты кальция и магния (CaCO3, MgCO3) и гипс (CaSO42·H2O), встречающиеся в твердой фазе ряда почв в значительных количествах. Нерастворимые: фосфаты кальция и магния (Са3(РО4)2; Mg3(PO4)2), железа и алюминия (FePO4; AlPO4) – присутствуют во всех типах почв. От соотношения первичных и вторичных минералов зависит ГС почвы. Кварц и полевые шпаты формируют фракции песка и пыли. Глинистые минералы – илистую и коллоидную фракцию. Поэтому в песках и супесях преобладают первичные минералы, в глинистых и суглинистых соотношение первичных и вторичных меняется. Различные гранулометрические фракции имеют разный химический состав. Песок имеет максимальное содержание кремния. С уменьшением содержания кремния, возрастает содержание O, K, Mg, Fe, Al, P. Таким образом выраженная поглотительная способность и высокое содержание питательных веществ позволяют сделать заключение что илистая и коллоидная фракции минеральной части почвы представляют наибольшую ценность для питания растений. В связи с этим тяжелые почвы более плодородны чем легкие.