Вопрос 15. Минералогический состав почв и почвообразующих пород

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 почвообразующих пород и почв.

Вопрос 16. Классификация гранул почвы по Н.А. Качинскому.

Названия фракций механических элементов Размеры фракций в мм

Камни > 3

Гравий 3–1

Песок: крупный 1–0.5; средний 0,5–0.25; мелкий 0,25–0,05

Пыль: крупная 0,05–0,01; средняя 0,01–0,005; мелкая 0,005–0,001

Ил: грубый 0,001–0,0005; тонкий 0,0005–0; коллоиды <0,0001

Характеристика главных особенностей фракций механических элементов.

Камни – обломки горных пород и минералов, водопроницаемость провальная, элементы питания находятся в труднодоступной форме.

Гравий – обломки первичных минералов, водопроницаемость провальная, водоподъемная способность отсутствует, влагоемкость очень низкая (<3%).

Песок – обломки первичных минералов, среди которых преобладает кварц и полевые шпаты. Содержание кварца возрастает по мере уменьшения диаметра частиц песка. Водопроницаемость высокая, водоподъемность низкая.

Пыль крупная – близка по минералогическому составу к фракциям песка, но водные свойства несколько лучше. После дождя и последующего высыхания заплывает с образованием поверхностной корки.

Пыль средняя и мелкая – уменьшается количество кварца и полевых шпатов, особенно в мелкой пыли. Характерно наличие вторичных минералов и гумусовых веществ. Частицы мелкой пыли способны к коагуляции и структурообразованию; влагоемкость и водоподъемная способность высокие. Водопроницаемость низкая.

Ил – первичных материалов мало, среди них кварц, ортоклаз (алюмосиликат из группы калиевых полевых шпатов). Ил состоит в основном из высокодисперсных (очень мелко раздробленных) вторичных материалов, глинных минералов, гумусовых веществ, обладающих высокой поглотительной способностью, способностью к коагуляции и склеиванию механических элементов и агрегатов. Коллоидная фракция ила играет главную роль в физико-химических почвенных процессах. В иле содержится наибольшее число элементов питания. Он богат оксидами железа и алюминия. Влагоемкость очень высокая, водопроницаемость и водоподъемная способность минимальные.

Частицы твердой фазы почвы крупнее 1 мм называют скелетной частью, менее 1 мм – мелкозем. Определяют процентное содержание и соотношение фракций.