Минералогический состав
Минеральная часть почв в подавляющем большинстве случаев составляет 55-60% ее объема и до 90-97% массы. Общее число минералов, находящихся в почвах и почвообразующих породах, исчисляется сотнями. Каждый минерал обладает определенным химическим составом и имеет характерное для него внутреннее строение, т. е. определенное расположение атомов в кристаллической решетке. Минералы почв и почвообразующих пород изучает особый раздел почвоведения — минералогия почв.
Все минералы почв и почвообразующих пород делятся на три основные группы:
1.. первичные минералы, оставшиеся неизмененными после разрушения массивно-кристаллических пород литосферы Земли;
вторичные глинистые минералы и окислы, образовавшиеся главным образом в результате комплекса процессов выветривания и почвообразования из первичных минералов и продуктов их разрушения;
растворимые минералы — соли, которые могут находиться в почвенном растворе и в сухих условиях переходить в твердую фазу почвы.
Первичные минералы почв
Первичные минералы — основная группа веществ почвы и коры выветривания, являющихся исходным материалом для образования в почвах тонко дисперсных вторичных минералов и источником элементов минерального питания растений. В природе (в почвах, почвообразующих породах, в литосфере) первичные минералы встречаются в составе массивно-кристаллических, метаморфических и осадочных пород и эти породы представляются как ассоциации минералов. Широкое распространение в почвах и осадочных рыхлых отложениях имеют индивидуальные кристаллы первичных минералов.
В изверженных породах установлено более 1000 различных минералов. Одни из них очень устойчивы, долго сохраняются в почвах и почвообразующих породах, давая возможность судить о длительности почвообразования. Это минералы группы эпидота, дистена, андалузита, граната, а также ставролит, циркон, турмалин. Доминирующими минералами, имеющими важное значение в почвообразовании, являются кварц, полевые шпаты, оливины, пироксены, амфиболы, слюды, апатит, роговые обманки. В почвах и почвообразующих породах наиболее распространены следующие группы первичных минералов.
Полевые шпаты (алюмосиликаты) — большая группа широко распространенных минералов. Они составляют около 60% массы земной коры, а в почвах их около 10-15%. Типичные представители полевых шпатов: ортоклаз - KAlSi3O8, альбит — NaAlSi3O8, анортит — CaAlSi2O и плагиоклазы как изоморфные смеси альбита и анортита. Полевые шпаты при выветривании являются источником калия и глинистых минералов.
Слюды (3% от общего объема пород) являются важнейшими источниками питания растений калием, так как разрушаются сравнительно быстро. В числе слюд отмечаются мусковит — KH2Al3(SiO4)3 и биотит — KH2(Mg Fe)3Al(SiO4)3. При выветривании образуются гидрослюды, глины, являются источником калия.
Силикаты в литосфере содержатся в количестве около 20%: оливин — (Mg,Fe)SiO4, авгит — Ca(Mg,Fe)Si2O6, роговая обманка — MgSiO3 и др.
Кварц (SiO2) — один их наиболее распространенных минералов многих магматических пород, осадочных отложений и почв. Преобладание кварцевых минералов в почвах обусловливает их низкое плодородие.
Апатит — очень прочный минерал изверженных пород, в состав которого входят фосфор, кальций, фтор, хлор. Часто отмечаются примеси марганца, железа, стронция, алюминия, тория, редких земель, карбонатной группы — СО2 (карбонат-апатит) и др. Апатит является важным источником фосфора в почвах.
Таким образом, в почвах первичные минералы наблюдаются как в обломках (зернах) горных пород, так и в отдельно разобщенном состоянии. Обломки пород приурочены к крупнопесчаным и гравелистым фракциям гранулометрического состава, а отдельные минералы входят в состав тонкого песка и пыли.