- •Введение
- •1. Почвообразовательные процессы и факторы почвообразования
- •1.1. Общая схема почвообразовательного процесса
- •1.2. Факторы почвообразования
- •2. Твердая фаза почвы
- •2.1. Гранулометрический состав
- •Классификация гранулометрических элементов
- •Классификация почв по механическому признаку
- •2.2. Минералогический состав
- •2.2.1. Первичные минералы почв
- •2.2.2. Вторичные минералы почв
- •2.3. Химический состав минеральной части почв
- •Среднее содержание химических элементов в литосфере и почвах, % по массе (а.П. Виноградов, 1950)
- •Валовой состав гранулометрических фракций песчаного подзола севера Русской равнины, % (в.Д. Тонконогов, 1971)
- •3. Органическое вещество почвы
- •3.1. Источники органического вещества почв
- •3.2. Состав органического вещества почвы
- •3.3. Процессы превращения органических остатков и образование гумуса
- •3.4. Влияние условий почвообразования на характер и скорость гумусообразования
- •3.5. Роль органического вещества
- •4. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв
- •4.1. Строение, свойства и состав почвенных коллоидов
- •Увеличение суммарной и удельной поверхности 1 см3 тела при возрастании степени дисперсности
- •4.2. Поглотительная способность почв
- •4.3. Ионный почвенный обмен
- •Емкость обменного поглощения катионов глинистых минералов
- •Поглотительная способность почв
- •4.4. Кислотность, щелочность и буферность почв
- •5. Жидкая фаза почвы
- •5.1. Состояние и формы почвенной влаги
- •5.2. Водный баланс и типы водного режима почв
- •5.3. Почвенный раствор, его состав и свойства
- •6. Газовая фаза почвы
- •6.1. Состав и свойства газовой фазы почвы
- •6.2. Газообмен между почвой и атмосферой
- •6.3. Окислительно-восстановительные процессы в почвах
- •7. Физические, водные и механические свойства почв
- •7.1. Физические свойства
- •Плотность важнейших минералов почвы и гумуса
- •7.2. Водные свойства
- •Физические и водные свойства лесной сильноподзолистой почвы на покровном суглинке (по н.Ф. Созыкину)
- •7.3. Механические свойства
- •8. Тепловой режим и тепловые свойства почв
- •Колебания температуры почвы в европейской части России на глубине 20 см (по а.М. Шульгину)
- •13 Августа (по Хомену):
- •Тепловые свойства почв. Основными тепловыми свойствами почв являются теплопоглотительная способность, теплоемкость и теплопроводность.
- •9. Почвенный профиль
- •10. Структура почвы
- •Морфологическая классификация структур почв (по с.А. Захарову)
- •11. Плодородие почвы
- •12. Эрозия почв
- •Рекомендательный библиографический список
- •Оглавление
2.2.2. Вторичные минералы почв
Вторичные минералы почти целиком сосредоточены в тонкодисперсных гранулометрических фракциях размером менее 0,001 мм и представлены глинистыми минералами, минералами оксидов железа и алюминия, аллофонами, а также минералами-солями.
Глинистые минералы. как правило, они преобладают в составе вторичных минералов. Важнейшая роль глинистых минералов в почве состоит в том, что в силу присущей им поглотительной способности они определяют емкость поглощения почв и наряду с гумусом являются основным источником поступления минеральных элементов в растения. К главнейшим глинистым минералам относят минералы групп каолинита, гидрослюд, монтмориллонита, смешанослойных минералов, хлорита. Несмотря на наличие общих для всех глинистых минералов свойств: слоистое кристаллическое строение, пластинчатая, реже игольчатая форма кристаллов, малый размер кристаллов (десятые и сотые доли микрона), поглотительная способность – отдельные их группы за счет различия строения и свойств при высоком содержании могут существенно влиять на свойства почв.
Минералы группы каолинита (в группу также входят галлуазит, диккит, накрит) относятся к диоктаэдрическим слоистым алюмосиликатам, имеющим жесткую кристаллическую решетку. Емкость поглощения каолинита не превышает 25 мг-экв/100 г; минерал не впитывает воду в межпакетное пространство и соответственно не обладает способностью к набуханию. Поэтому почвы, содержащие в значительном количестве каолинит, характеризуются общей низкой емкостью поглощения, но в связи с низкой набухаемостью имеют хорошую водопроницаемость и небольшую липкость. Содержание каолинита в почве обычно незначительно, за исключением почв субтропической и тропической зон, а также почв на древних корах выветривания. К группе каолинита относится минерал галлуазит, отличающийся от него значительным содержанием межслоевой воды, а также большей емкостью поглощения (40-60 мг-экв/100 г).
Минералы группы гидрослюд (гидромусковит, гидробиотит, иллит и др.) представляют собой трехслойные алюмосиликаты с нерасширяющейся решеткой. Емкость поглощения гидрослюд 45-50 мг-экв/100 г. Гидрослюды содержат до 6-8 % калия, частично усваемого растениями. Минералы этой группы широко распространены в осадочных породах; присутствуют почти во всех почвах, особенно часто в подзолистых и сероземах.
Минералы монтмориллонитовой группы (монтмориллонит, нонтронит, бейделлит, сапонит и др.) также имеют трехслойное строение с сильно расширяющейся при увлажнении кристаллической решеткой и способны к поглощению воды и значительному набуханию. Гидрофильность минералов этой группы обусловлена не только особенностями строения подвижной кристаллической решетки, но и их высокой дисперсностью (содержание фракций менее 0,2-0,3 мкм достигает 40-50 % от общего количества частиц менее 0,001 мм). В связи с особенностями структуры и дисперсностью емкость поглощения монтмориллонита составляет 80-120 мг-экв/100 г. Для минералов этой группы характерны разнообразные изоморфные замещения (кремния на алюминий или алюминия на железо). Минералы группы монтмориллонита чаще встречаются в почвах, имеющих нейтральную и слабощелочную реакцию: черноземных, каштановых, солонцах. К монтмориллониту по свойствам близок минерал вермикулит с расширяющейся кристаллической решеткой и большой емкостью поглощения (до 100 мг-экв/100 г и более).
Группа смешанослойных минералов является одной из наиболее распространенных в почвах умеренного и холодного гумидного климата, а также арктического пояса, где глинистые минералы на 30-80 % представлены этой группой (Б.П. Градусов, 1976). Смешанослойные минералы состоят из слоев различных глинистых минералов. В зависимости от характера переслаивания и доли участия индивидуальных минералов смешанослойные образования могут иметь довольно различные химические и физические свойства, а также емкость поглощения.
Группа хлоритов включает четырехслойные алюмосиликаты, содержащие Fe, Mg, реже Cr, Ni. По условиям образования они могут быть и первичными.
Образование глинистых минералов связано с гипергенным изменением первичных минералов (слюд, хлоритов, полевых шпатов, вулканических стекол и др.). Характер и скорость разрушения первичных и синтеза вторичных глинистых минералов в большей мере зависят от увлажнения и температурных условий.
Минералы гидроксидов железа и алюминия. Наибольшее значение имеют гематит (Fe2O3) и гетит (Fe2O3 H2O) из минералов группы железа и гиббсит (Al2O3 3H2O) из минералов группы алюминия. Минералы этих групп встречаются в иллювиальных горизонтах подзолистых почв, желтоземах и красноземах; в значительных количествах гетит и гиббсит присутствуют в ферраллитных и железистых почвах.
Аллофаны. Формирование минералов (nSiO2m(Al,Fe)2O3pH2O) в почвах может быть обусловлено взаимодействием кремнекислоты и гидроксидов алюминия, высвободившихся при разрушении первичных и вторичных минералов, а также из золы растительных остатков. Присутствие в почве аллофанов повышает емкость ее поглощения, но увеличивает гидрофильность, липкость, набухаемость почв.
Минералы-соли. В эту группу входят кальцит CaCO3, магнезит MgCO3, галит NaCl, гипс CaSO4 · 2H2O и др. Они встречаются в виде примесей к глинистым минералам главным образом в почвах аридных и семиаридных зон. Значительная часть минералов-солей при высокой влажности почвы растворяется, насыщая почвенный раствор, а при высыхании выпадает в осадок, формируя твердую фазу почв. Минералы-соли по своему происхождению могут быть первичными.