Минералогический состав почв.

В состав почвообразующих пород и почв входят первичные и вторичные минералы. Первичные минералы слагают магматические породы, а в рыхлых породах и почвах являются остаточным материалом выветривания исходных пород. Вторичные минералы возникли из первичных под воздействием климатических и биологических факторов. Первичные минералы представлены преимущественно частицами больше 0,001 мм, вторичные - меньше 0,001 мм. В большинстве почв первичные минералы преобладают по массе над вторичными, за исключением ферраллитных почв, в которых первичных минералов часто меньше, чем вторичных.

Первичные минералы. Наиболее распространенными первичными минералами в породах и почвах являются кварц, полевые шпаты, амфиболы, пироксены и слюды. Они составляют основную массу магматических пород. В рыхлых породах больше кварца (Si0₂), как наиболее устойчивого к выветриванию минерала. Его содержание достигает 40-60 % и более. Второе место обычно занимают полевые шпаты (до 20 %), также обладающие большой механической прочностью, но менее устойчивые к химическому выветриванию. Среди них широко распространен ортоклаз (КА1Si₃О8), реже встречаются натриево-кальциевые полевые шпаты или плагиоклазы. Кварц и полевые шпаты крупнозернисты, поскольку выветривание их идет медленно. Они сосредоточены главным образом в песчаных и пылеватых частицах. Амфиболы, пироксены и многие слюды легко поддаются выветриванию, поэтому в рыхлых породах и почвах они содержатся в небольших количествах в виде мелких кристаллов. 3начение первичных минералов разносторонне: от их количества (особенно крупнозернистых фракций) зависят агрофизические свойства почв, они являются резервным источником зольных элементов питания растений, а также образования вторичных минералов.

Вторичные минералы. 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. К таким солям относятся кальцит СаСО_з, магнезит MgC0₃, доломит [Са, Mg] (СО₃)₂, сода Nа₂СО_з·l0Н₂О, гипс CaS0₄·2H₂0, мирабилит Na₂S0₄10Н₂О, галитNaCI, фосфаты, нитраты и др. Эти минералы способны накапливаться в почвах в больших количествах в условиях сухого климата.

Минералы гидроокисей и окисей - это гидроокиси кремния, алюминия, железа, марганца, образующиеся в аморфной форме при выветривании первичных минералов в виде гидратированных высокомолекулярных гелей и постепенно подвергающиеся дегидратации и кристаллизации с образованием окисей и гидроокисей кристаллической структуры. Кристаллизации способствуют высокая температура, замерзание, высушивание, окислительные условия почвы.

Глинистые минералы являются вторичными алюмосиликатами с общей химической формулой nSi0₂А1₂О_з·mН₂О и характерным молярным отношением Si0₂: А1₂О_з, изменяющимся от 2 до 5. Они образуются в результате синтеза из простых продуктов выветривания первичных минералов (гидроокиси, соли) путем постепенного изменения первичных минералов в процессе выветривания и почвообразования. Кроме того, они могут образоваться биогенным путем из продуктов минерализации растительных остатков. К наиболее распространенным глинистым минералам относятся минералы группы монтмориллонита, каолинита, гидрослюд, хлоритов, смешаннослоистых минералов. Эти минералы входят в состав природных глин, в связи с чем они и получили название глинистых минералов. К монтмориллонитовой группе минералов относятся монтмориллонит и его разновидности - нонтронит, бейделлит, сапонит и другие с химической формулой 4Si0₂АI₂О₃nН₂0. Водно-физические свойства минералов данной группы малоблагоприятны. Они содержат большое количество воды, недоступной растениям. Во влажном состоянии сильно набухают, в сухом уплотняются и растрескиваются, обладают значительной липкостью, слабоводопроницаемы, образуют корку. Минералы каолинитовой группы (каолинит, галлуазит, диккит, накрит) характеризуются химической формуле 2SiO₂·АI₂О₃·nН₂О. Встречаются в рыхлых корах и почвах в небольшом количестве.Гидрослюды (гидромусковит, гидробиотит и др.) широко распространены в почвах. Структура их подобна монтмориллониту. Гидрослюды - важный источник калия для растений. Экспериментально доказано, что глинистые минералы участвуют в поглощении фосфора.

Почва наследует минералогический состав почвообразующей породы. Одни и те же минералы могут находиться в разных типах почв и разные минералы в одном и том же типе почв.

ЛЕКЦИЯ 3