Первичным минералам магматического и метаморфического происхождения

Вторичным минералам, образовавшихся в коре выветривания и в почвах в результате стадийного разрушения первичных минералов и синтеза из конечных продуктов выветривания.

По содержанию минералы подразделяются на породообразующие, содержание которых в почве и породах составляет более 5%, относительно редкие и акцессорные, образующие относительно ничтожную примесь в горных породах.

Полевые шпаты по массе в почве составляют ~ 50%. Их кристаллохимическая структура также, как и кварца представляет собой каркас из кремнекислородных тетраэдров. В отличие от кварца внутри тетраэдров кремний частично замещен ионом алюминия, имеющего больший радиус. Возникшая нестабильность в строении компенсируется включением в структуру силикатов катионов щелочных и щелочноземельных металлов (К+, Na+,Ca2+). Полевые шпаты делятся на кислые и основные. К кислым полевым шпатам относятся К- и Nа- полевые шпаты. Они имеют светлую окраску, они представлены минералами калиевыми полевыми шпатами микроклином (триклинный) и ортоклазом (моноклинный) K[AlSi3O8] и натриевым полевым шпатом альбитом Na[AlSi3O8]. К основным полевым шпатам относятся кальциевые полевые шпаты, представителем которых является минерал анортит Ca[Al2Si2O8].

Изоморфные смеси Na- и Ca- полевых шпатов образуют группу плагиоклазов. Если в плагиоклазах преобладают Na- полевые шпаты, то они относятся к кислым (олигоклаз, олигоклаз-альбит). Если в плагиоклазах преобладают Ca- полевые шпаты, то они относятся к основным (андезин, лабрадор).

Слюды входят в состав многих изверженных и осадочных пород. Содержание их в почвах составляет 4-5%. Они имеют слоистую кристаллохимическую структуру, в которой SiO4-тетраэдры образуют плоские сетки. Вершины обращенных друг к другу тетраэдров связаны ионами Al c OH- группой, образуя трехслойные пакеты, соединенные между собой ионами К, Mg, Fe.

Калийная слюда – мусковит KAl[AlSi3O10](OH)2, светлая, устойчива к выветриванию. Магнезиально-железистая слюда – биотит K(Mg,Fe)[AlS3O10](OH)2  темная, менее устойчива к выветриванию. Слюды в процессе выветривания легко теряют ионы щелочей.

Пироксены и амфиболы составляют 5-15 % в почвах. SiO4 – тетраэдры их образуют цепочки, соединенные ионами Mg, Fe, Al, Са, К, Na. Это темные зеленоватые минералы. Наиболее распространены: среди пироксенов авгит R2(Si2O6), среди амфиболов роговая обманка R7 (Si4O11) (OH)2.

Вопрос 27. Микроэлементы почв.

К числу микро- и ультрамикроэлементов относятся все элементы 5-, 6- и 7-го периода системы Д.И. Менделеева, большая часть элементов 4-го периода и некоторые элементы 2-го периода. Микроэлементы играют важную биохимическую и физиологическую роль в жизни растений, животных и человека. Неблагоприятными являются как недостаток микроэлементов в питании, так и избыток. На долю всех микроэлементов (если не считать Мn и Fe, которые в ряде случаев выполняют такую же роль) приходится менее 1 %.

Микроэлементы: Li, Be, B, F, Na, Mg, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Mo, I, Au, U.

Чем больше элемента в литосфере, тем больше его в почве, однако строгой пропорциональности нет. Если, например, содержание лития в почвах и литосфере почти одинаковое, то серы больше в почвах, а никеля, меди, цинка больше в литосфере. Одна из причин такого распределения – аккумуляция многих элементов живыми организмами после отмирания которых микроэлементы попадают, прежде всего в почву. Это отчетливо видно на примере элементов - биофилов, содержание которых в золе растений во много раз выше, чем в литосфере и почвах (Мо, Zn, Сu, I, В).

Положительное действие микроэлементов обусловлено тем, что они принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, углеводном и азотном обменах, повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным условиям внешней среды. Под влиянием микроэлементов в листьях увеличивается содержание хлорофилла, улучшается фотосинтез. Многие микроэлементы входят в активные центры ферментов и витаминов. Микроэлементы влияют на проницаемость клеточных мембран и поступление элементов питания в растения. Микроэлементы необходимы для многих важнейших биохимических процессов. Недостаток элементов замедляет эти процессы и даже останавливает. Для белкового, углеводного и жирового обмена необходимы Мо, Fe, V, Co, W, B, Mn, Zn; в синтезе белков участвуют Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Cr; в кроветворении – Co, Cu, Mn, Ni, Zn; в дыхании – Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Co.

Все почвенные биохимические процессы накопления, трансформации, переноса органических соединений в экосистеме во многом зависят от уровня содержания и набора микроэлементов. В тоже время микроэлементы стимулируют деятельность микроорганизмов. В результате интенсифицируются процессы образования гуминовых веществ из растительных остатков.

На содержание и распределение микроэлементов по генетическим горизонтам активно влияют многие процессы формирования почвенного профиля. При гумусово-аккумулятивном процессе они накапливаются в верхней части профиля почв. Интенсивное развитие элювиальных процессов (оподзоливание, лессиваж, осолодение) сопровождается обеднением почв и выносом элементов из отдельных горизонтов, накоплением в иллювиальных и глеевых горизонтах.

В процессе почвообразования происходит перераспределение микроэлементов в почвенном профиле, вследствие чего они накапливаются или вымываются из верхних горизонтов, их содержание может увеличиваться в результате внесения удобрений, техногенных загрязнений, вблизи вулканов и прочих факторов.