Химический состав почв. Почвообразующие породы и минеральная часть почвы презентация

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ. ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ И МИНЕРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ.

Химический состав почв определяется с помощью валового анализа. Химический состав почв определяется с помощью валового анализа. Валовой анализ предусматривает определение валового состава почв, т. е. всех элементов, слагающих почву, но характеризует в основном ее минеральную часть. Химический состав отражает состав твердой фазы почвы - содержание SiO2, Fe2O3, Al2O3, MnO, CaO, MgO, ТO2, Na2O, K2O, Р2O5. По результатам валового анализа судят об относительном перераспределении элементов по профилю почв.

Сравнение среднего химического состава литосферы, почв и живых организмов

Химические элементы в почвах Химические элементы в почвах Кремний — определяется содержанием в почве кварца и в меньшей степени первичных и вторичных силикатов и алюмосиликатов. В ряде случаев присутствует и в больших количествах аморфный кремнезем в виде опала или халцедона. Валовое содержание SiO2 колеблется от 40 до 70 % в глинистых почвах и до 90 —98 % в песчаных.

Алюминий — обусловлен присутствием полевых шпатов, глинистых минералов и других богатых алюминием первичных минералов, например слюд, эпидотов, граната, корунда. Алюминий — обусловлен присутствием полевых шпатов, глинистых минералов и других богатых алюминием первичных минералов, например слюд, эпидотов, граната, корунда. В почве может содержаться и свободный глинозем в виде бёмита, гидраргилита в аморфной или кристаллической форме. Валовое содержание Аl2O3 в почвах обычно колеблется от 1 — 2 до 15 —20 %, а в ферраллитных почвах тропиков и бокситах может превышать 40 %.

Железо — присутствует в почвах в виде магнетита, гематита, глауконита, роговых обманок, биотита, хлоритов, глинистых минералов, минералов группы оксидов железа. Железо — присутствует в почвах в виде магнетита, гематита, глауконита, роговых обманок, биотита, хлоритов, глинистых минералов, минералов группы оксидов железа. Много в почвах и аморфных соединений железа (гетит, гидрогетит и др.). Валовое содержание Fe2O3 колеблется в очень широких пределах — от 0,5 — 1 % в кварцево-песчаных почвах и 3 — 5 % в почвах на лессах, до 8— 10 % на элювии плотных ферромагнезиальных пород и 20 — 50% в ферраллитных почвах и латеритах тропиков.

Соединения железа в почве представлены в следующих формах: Соединения железа в почве представлены в следующих формах: силикатное железо, входящее в состав кристаллических структур первичных минералов и вторичных (глинистых) минералов; несиликатное (свободное) железо: окристаллизованное оксидов и гидрооксидов; аморфных соединений (железистых и гумусово-железистых); подвижных соединений (обменных и воднорастворимых).

Кальций — содержание СаО в бескарбонатных суглинистых почвах составляет 1 — 3 % и определяется присутствием глинистых минералов полевых шпатов и силикатов, а также гумусом и органическими остатками. Кальций содержится также в обломках карбонатных пород. Кальций — содержание СаО в бескарбонатных суглинистых почвах составляет 1 — 3 % и определяется присутствием глинистых минералов полевых шпатов и силикатов, а также гумусом и органическими остатками. Кальций содержится также в обломках карбонатных пород. В почвах сухостепной и аридной зон в процессе почвообразования идет накопление вторичного кальцита или гипса.

Магний — по содержанию близок к СаО, что обусловлено присутствием монтмориллонита, вермикулита, хлорита. В крупных фракциях магний сосредоточен в обломках доломитов, роговых обманок, пироксенах. Магний — по содержанию близок к СаО, что обусловлено присутствием монтмориллонита, вермикулита, хлорита. В крупных фракциях магний сосредоточен в обломках доломитов, роговых обманок, пироксенах.

Калий — содержание К2О в почвах составляет 2 —3 %. Он присутствует в тонкодисперсных фракциях, особенно в гидрослюдах, а также в составе первичных минералов — биотита, мусковита, калиевых полевых шпатов. Калий — содержание К2О в почвах составляет 2 —3 %. Он присутствует в тонкодисперсных фракциях, особенно в гидрослюдах, а также в составе первичных минералов — биотита, мусковита, калиевых полевых шпатов.

Натрий — содержание Na2О в почвах составляет около 1 — 3 %, преимущественно в натрийсодержащих полевых шпатах. Натрий — содержание Na2О в почвах составляет около 1 — 3 %, преимущественно в натрийсодержащих полевых шпатах. В аридных почвах натрий присутствует в основном в виде хлоридов. Дефицита натрия в почвах, как правило, не наблюдается, но его избыток обусловливает неблаго-приятные физические свойства почв.

Углерод, азот, фосфор — важнейшие органогенные элементы. Углерод, азот, фосфор — важнейшие органогенные элементы. Углерод сосредоточен главным образом в гумусе, а также в органических остатках и карбонатах. Азот также связан с гумусом и наряду с фосфором играет очень важную роль в плодородии почв. В почвах, как правило, наблюдается дефицит фосфора, его валовое количество незначительно и в основном его содержат гумус и органические вещество

Материнская (почвообразующая) порода определяет минеральную часть почвы. Минеральная часть – основа твердой фазы почвы. На нее приходится от 80 до 98% массы почвы в сухом состоянии.

Почвообразующая порода матрица на которой происходит образование почвы; всегда представлена продуктами гипергенеза (корами выветривания) или продуктами их переотложения.

Гипергенез (выветривание) – процесс преобразования горных пород и минералов на поверхности Земли под действием экзогенных факторов. Гипергенез (выветривание) – процесс преобразования горных пород и минералов на поверхности Земли под действием экзогенных факторов. В рамках гипергенеза выделяют частные процессы: физические, химические и биохимические. Выделяют 2 уровня гипергенеза: Гипергенез почвообразующей породы Гипергенез внутрипочвенный

Почвообразующей породой могут являться: Почвообразующей породой могут являться: Грубообломочный элювий магматических метаморфических и осадочных пород; Верхние горизонты коры выветривания, преимущественно тяжелого гранулометрического состава Продукты выветривания переотложенные различными экзогенными агентами (отличаются разным гранулометрическим составом) – покровные отложения.

В процессе гипергенеза химические элементы покидают кристалло-химическую структуру минералов почвообразующей породы и переходят в иные формы, связанные с разными фазами и компонентами почвы. В процессе гипергенеза химические элементы покидают кристалло-химическую структуру минералов почвообразующей породы и переходят в иные формы, связанные с разными фазами и компонентами почвы.

Формы химических элементов в почве

За счет своих химических свойств различные элементы характеризуются различной степенью подвижности в зоне гипергенеза, т.е. вовлеченностью в геохимические и почвенно-геохимические процессы. За счет своих химических свойств различные элементы характеризуются различной степенью подвижности в зоне гипергенеза, т.е. вовлеченностью в геохимические и почвенно-геохимические процессы.

Миграционные ряды элементов в коре выветривания (по Б.Б.Полынову, 1947)

Миграционные ряды элементов в коре выветривания (по Б.Б.Полынову, 1947)

Стадии выветривания На первой стадии происходит физическая дезинтеграция породы, в результате чего образуются россыпи грубого обломочного материала, который называют обломочной корой выветривания.

Большей подвижностью хлоридов и сульфатов и относительной устойчивостью соединений кальция обусловлено возникновение второй стадии — обызвесткованной коры выветривания.

На третьей стадии продукты выветривания утрачивают кремнекислоту (SiO2 ) силикатов вследствие их разрушения и перестройки с образованием глинистых минералов. На третьей стадии продукты выветривания утрачивают кремнекислоту (SiO2 ) силикатов вследствие их разрушения и перестройки с образованием глинистых минералов. Кора выветривания этой стадии, обогащенная вторичными глинистыми алюмосиликатами, получила название сиаллитной.

На четвертой стадии продукты выветривания лишаются большей части кремнезема и слагаются почти исключительно гидроксидами железа и алюминия. Подобная кора выветривания носит название аллитной

1 — аллитный элювий; 2 — сиаллитная аккумуляция; 3 — карбонатная аккумуляция; 4 — хлоридно-сульфатная аккумуляция; 5 — отложения береговой зоны

Почвообразующая порода характеризуется Сложением; Минералогическим составом; Гранулометрическим составом.

Минералы почв и почвообразующих пород Первичные минералы – наследуются от породы (кварц, амфиболы и пироксены, слюды, глины, карбонаты, сульфаты, оксиды, фосфаты и сульфиды) Вторичные минералы образуются в процессе почвообразования (оксиды и гидрооксиды Fe, Al, Mn, глинистые минералы, карбонаты, сульфаты, хлориды)

Минералогический состав почв определяется устойчивостью минералов к выветриванию. Минералогический состав почв определяется устойчивостью минералов к выветриванию.

Наиболее устойчивы и распространены в почвах минералы: Наиболее устойчивы и распространены в почвах минералы: Кварц, Полевые шпаты, Глины, Оксиды железа, В аридных условиях – карбонаты и сульфаты.

Распространенные почвообразующие породы Аллювиальные Озерные Морские Глинистые (коры выветривания) Эоловые Ледниковые (моренные, флювиогляциальные, покровные суглинки, лессы) Элювий

Аллювий Сортированные, слоистые отложения, легкого механического состава (песок, супесь, галька). Минералы: кварц, полевые шпаты, слюды. Часто обогащены органическим веществом и Fe2+.

Озерные (лимнические) отложения Тонкослоистые отложения среднего и тяжелого состава ( глины, суглинки, супесь). Минералы: глинистые, кварц, слюды. Очень богаты органическим веществом (торф, сапропель).

Морские Чаще всего представлены галькой, песками и супесями. Преобладает кварц, в теплых широтах – примесь карбонатов, в т.ч. обломки раковин.

Глинистые (коры выветривания) Гипергенные породы тяжелого состава (глины, суглинки). Минералы: глинистые, кварц. Обогащены кремнием, алюминием, железом. Легко набухают, плохо пропускают воду.

Эоловые отложения Сортированные рыхлые песчаные (легкие) отложения. Минералы: кварц. Бедные по химическому составу (>99% - SiO2), легко пропускают и плохо удерживают воду.

Ледниковые отложения (морена) Несортированная, состоящая из частиц разного размера (от валунов до глинистых частиц) плотная порода. Плохо пропускает и легко удерживает воду. Состав минералов зависит от минералогического состава горных пород области сноса. В Европейской части России в составе морены переобладают кварц, полевые шпаты, роговая обманка (и др. амфиболы), глины, иногда присутствуют обломки известняка.

Ледниковые отложения (флювиогляциальные пески) Рыхлые породы легкого механического состава. Легко пропускают и плохо удерживают воду. Состоят из зерен кварца, часто покрытых пленкой из оксидов и гидрооксидов железа.

Ледниковые отложения (суглинки и лессы) Суглинок – песчано-глинистая порода. Лес - пылеватая порода. Тяжелые, плохо пропускают воду и легко ее удерживают. В минералогическом составе преобладает кварц, возможны примеси ортоклаза и карбонатов.

Элювиальные отложения (примитивные коры выветривания) Рыхлый грубообломочный материал.

Гранулометрические фракции почвы Камни - >3 мм Гравий – 3-1 мм Мелкозем почвы Песок – 1-0,05 мм Пыль крупная – 0,05-0,01 мм Пыль мелкая – 0,01-0,001 мм Ил – <0,001 мм

Методы определения гранулометрического состава почв Полевой (органолептический) Сухой Мокрый Лабораторный Метод просеивания Метод «пипетки» по Н.А. Качинскому Метод отмучивания по А.Н. Сабанину Метод набухания

Классификация почв по гранулометрическому составу Н. А. Качинского (краткая шкала)

Каменистость почвы (содержание частиц > 3 мм) < 0,5 % - некаменистая почва, 0,5- 5 % - слабая каменистая, 5 – 10 % - среднекаменистая, > 10% - сильнокаменистая почва

Минеральные горизонты почвы Элювиальные горизонты – А2, (Е) – горизонты выноса вещества

Иллювиальные горизонты В Иллювиальные горизонты В - горизонты поступления и аккумуляции вещества Вt – иллювиально-текстурный Bf –иллювиально-железистый Bh – иллювиально-гумусовый Bca – иллювиально-карбонатный Bs – иллювиально-сульфатный Вm – иллювиально-метаморфический

Глеевый горизонт - G, Почвообразующая порода - С, Подстилающая порода – D,

Формы химических элементов По миграционной способности, По доступности растениям Генетические формы