Лекция 5 минеральная часть и химический состав почвы

Вопросы

1.Элементы почвообразовательного процесса

2.Минералогический состав почв

3.Гранулометрический (механический) состав почв и его значение

4 .Химический состав почв.

5.1 Элементы почвообразовательного процесса

Процесс почвообразования представляет собой комплекс простых физических, физико-химических, физико-биологических и биологических процессов и явлений.

К физико-химическим процессам почвообразования относятся:

а) образование суспензий и почвенных растворов;

б) перемещение растворов, растворенных веществ и суспензий под воздействием силы тяжести, температуры, диффузии и т.д.;

в) выпадение солей из растворов;

г) сорбция, абсорбция;

д) фазовые превращения.

При образовании почв происходят разнообразные химические реакции под действием минеральных кислот и солей, органических соединений.

К биологическим процессам почвообразования относятся:

а) минерализация органических остатков;

б) гумификация;

в) синтез органического вещества;

г) ассимиляция микроорганизмами и растениями некоторых элементов атмосферы и выделяемых почвой в воздух летучих органических веществ.

На основе комплекса элементарных физико-химических и биологических процессов в почве протекают в различных сочетаниях элементарные процессы почвообразования, слагающие общий процесс образования почв.

К ним относятся:

- Оглинение – образование вторичных глинистых минералов;

- Латеритизация - быстрый распад первичных и вторичных алюмо - и ферросиликатов под воздействием растений на окислы железа, алюминия и кремнезема, охватывая всю толщу почвы (в условиях жаркого и влажного климата);

- Лессиваж (обезиливание) – вымывание илистых частиц из верхнего слоя почвы в нижний;

- Оподзоливание – глубокое разложение минеральной части почвы под влиянием кислых перегнойных веществ и вынос из поверхностных горизонтов растворённых и взвешенных веществ с одновременным формированием элювиального и иллювиального горизонтов почвы.

- Ожелезнение – обогащение почвы железом и марганцем с образованием рудяковых (ожелезненных) горизонтов;

- Заболачивание – переувлажнение почвы, сопровождаемое сложными восстановительными процессами и оглеением;

- Оглеение – возникновение глеевого горизонта почвы в виде вязкой глиноподобной массы в анаэробных условиях (переувлажнение);

- Засоление – прогрессивное накопление солей в почве, приводящее к формированию солончаковых почв и солончаков;

- Осолонцевание – процесс образования солонцеватых почв и солонцов;

- Гумусообразование – накопление гумуса в форме различных соединений;

- Торфообразование – консервирование и накопление слабо разложившихся растительных остатков на поверхности почвы (избыточное увлажнение, анаэробиос).

В результате сочетания многочисленных элементарных процессов создаётся тот или иной почвенный профиль с генетическими горизонтами, характерными для соответствующего типа почвообразования.

5.2 Минералогический состав почв

Минералогический состав почвообразующих пород и почв состоит из первичных и вторичных минералов.

Первичные минералы слагают магматические породы, а в рыхлых породах и почвах являются остаточным материалом выветривания исходных пород. Они представлены преимущественно частицами > 0. 001 мм. В большинстве почв первичные минералы преобладают по массе над вторичными, за исключением ферраллитных почв.

Наиболее распространенными первичными минералами в породах являются кварц, полевые шпаты, амфиболы (роговые обманки) и слюды. Эти минералы составляют основную массу магматических пород. Поскольку первичные минералы обладают различной устойчивостью к выветриванию, относительное содержание их в почвообразующих породах и почвах иное, чем в магматических породах.

Пример. В рыхлых породах больше кварца (SiO₂), как наиболее устойчивого к выветриванию минерала (40-60%), второе место обычно занимают полевые шпаты (до 20%), среди них широко распространён ортоклаз (KAlSi₃O₈), реже встречаются натриево-кальциевые полевые шпаты – плагиоклазы.

Значение первичных минералов разностороннее: от их количества (особенно крупнозернистых фракций) зависят агрофизические свойства почв. Они являются резервным источником зольных элементов питания растений (опыт СтавНИИГиМ с ракушечником), а также образования вторичных минералов.

Вторичные минералы возникают из первичных под воздействием климатических и биологических факторов. Они представлены частицами < 0.001 мм. Среди вторичных минералов различают минералы простых солей, минералы гидроокисей и окисей, глинистые минералы.

Минералы простых солей образуются при выветривании первичных минералов, а также в результате почвообразовательного процесса. Пример: кальцит – CaCO₃, магнезит – MgCO₃, гипс – CaSO₄ 2H₂O, галит – NaCl и др.

Качественный и количественный состав их определяет степень и характер засоления почв. Минералы гидроокисей и окисей – это гидроокиси Si, Al, Mn, Fe. Им принадлежит особая роль в структурообразовании.

Глинистые минералы образуются в результате синтеза из простых продуктов выветривания первичных минералов (гидроокиси, соли), путём постепенного изменения первичных минералов в процессе выветривания и почвообразования, а также могут образоваться биогенным путём из продуктов минерализации растительных остатков. К наиболее распространенным глинистым минералам относятся минералы группы монтмориллонита, каолинита, гидрослюд, хлоритов. Эти минералы входят в состав природных глин. Глинистым минералам присущи общие свойства: слоистое кристаллическое строение, высокая дисперсность, поглотительная способность, наличие в них химически связанной воды. Однако каждая группа минералов имеет специфические свойства и значение в плодородии почв. Например:

а) Минералы монтмориллонитовой группы в сочетании с гуминовыми кислотами образуют водопрочные агрегаты, улучшают водно-физические свойства;

б) Преобладание минералов каолинитовой группы (каолинит, галлуазит, диккит) в почвах – признак бедности их основаниями;

в) Гидрослюды (гидромусковит, гидробиотит) – важный источник калия для растений;

г) Глинистые минералы участвуют в поглощении фосфора.

Почвообразование сопровождается передвижением, разрушением, синтезом минералов, но существенно не меняет минералогического состава. Почва наследует минералогический состав почвообразующей породы.