Тема 5 Хімічний склад ґрунтів і ґрунтоутворюючих порід

Ґрунт складається з мінеральних, органічних і органо-мінеральних речовин. За хімічним складом він істотно відрізняється від вихідних порід, що утворюють ґрунт.

    Головні особливості хімічного складу ґрунту - присутність органічних речовин і в їхньому складі специфічної групи - гумусових речовин, розмаїтість форм сполук окремих елементів і мінливість (динамічність) складу в часі.

    Джерело мінеральних сполук ґрунту - гірські породи, з яких складається літосфера. Органічні речовини потрапляють у ґрунт у результаті життєдіяльності організмів, що населяють ґрунт. Взаємодія мінеральних і органічних речовин створює складний комплекс органо-мінеральних сполук ґрунтів.

    Мінеральна частина становить 80 - 90% і більше маси ґрунтів і тільки в органогенних ґрунтах знижується до 10% і менше.

    У складі ґрунтів виявлені майже усі відомі хімічні елементи. Середні цифри, що показують вміст окремих елементів у літосфері і ґрунтах, стали називати кларками.

 

 

                   5.1 Вміст хімічних елементів у породах і ґрунтах.

           

       Вміст окремих хімічних елементів у літосфері і ґрунті коливається в широких межах (табл. 5.1)

 

              Таблиця 5.1 - Вміст (у вагових відсотках) хімічних елементів у літосфері і ґрунтах (за А.П. Виноградовим)

Елемент	Літосфера	Ґрунт	Елемент	Літосфера	Ґрунт
Î	47,2	49,00	Ug	2,10	0,63
Si	27,6	33,00	C	0,10	2,00
Al	8,87,13	7,13	S	0,09	0,085
Fe	5,1	3,80	P	0,08	0,08
Ca	3,6	1,37	Cl	0,045	0,01
Na	2,64	0,63	Mn	0,09	0,085
K	2,60	1,36	N	0,01	0,10

           

Кисень, кремній, алюміній, залізо. кальцій, натрій, калій і магній складають більш 99% загальної маси літосфери. Такі найважливіші для живлення рослин елементи, як вуглець, азот, сірка, фосфор, займають десяті і соті частки відсотка. Ще менше в земній корі мікроелементів.

    Оскільки мінеральна частина ґрунту в значній мірі обумовлена хімічним складом гірських порід літосфери, спостерігається схожість ґрунту з літосферою за відносним вмістом окремих елементів. Проте в ґрунті в 20 разів більше вуглецю й у 10 разів більше азоту. У ґрунті більше, ніж у літосфері, кисню, водню (як елементів води), кремнію і менше алюмінію, заліза, кальцію, магнію, натрію, калію й інших елементів.

    Вміст кремнезему в пухких породах майже завжди вищий, ніж у магматичних, але сильно коливається в залежності від генетичного типу ґрунтоутворюючої породи, її механічного складу. У піщаних породах міститься більш як 90% кремнезему, у суглинистих і глинистих його кількість знижується до 50 - 7-%, а вміст H₂O, Fe₂O₃ та інших окисів зростає.

    С.В. Зонн (1969) запропонував такий поділ кори вивітрювання за молярним відношенням SiО₂: R₂O₃ у мулистій фракції.

    1. Алітні (SiО₂: R₂O₃ < 2,5) із підрозділом на алітні (Al₂O₃ різко переважає над Fe₂O₃), феролітні (Al₂O₃ переважає над Fe₂O₃) і феритні (Fe₂O₃переважає над SiО₂ і Al₂O₃ не тільки в мулистій фракції, але й у корі в цілому).

    2. Сіалітні (SiО₂: R₂O₃ > 2,5) із підрозділом на сіалітні і феросіалітні. Для останніх характерне співвідношення Si₂O: Fe₂O₃.

    Найбільше рухливі серед продуктів вивітрювання прості солі; розчинність їх тим більша, чим нижча валентність їхніх іонів. Тому основ у пухких породах і ґрунтах у середньому менше, ніж у літосфері. В вологому кліматі пухкі породи бідні основами, у посушливому основи накопичуються.

    За вмістом лужних і лужноземельних основ породи, що утворюють ґрунти, діляться на засолені, карбонатні і вилужені. У вилужених породах містяться не більш 1 - 3% кожного з окисів кальцію, магнію, натрію, калію. Карбонатні містять значну кількість (до 15 - 20%) карбонатів кальцію (CaCO₃). У засолених породах поряд із карбонатами кальцію багато сульфатів і хлоридів кальцію, магнію і натрію.         

    Ґрунти успадковують геохімічні риси вихідного матеріалу ґрунтоутворюючих порід: багатство породи кремнеземом позначається на його вміст в ґрунті; ґрунти, що розвиваються на карбонатній породі - леси, мають і більше кальцію; засоленість ґрунтоутворюючої породи - джерело засолення ґрунту і т.д. Проте материнська порода в процесі ґрунтоутворення змінюється. Кожний тип ґрунту набуває характерної диференціації на горизонти з певним хімічним складом. Для всіх ґрунтів, на відміну від порід, характерне накопичення органічної речовини у верхніх шарах, із якою пов'язана верхня акумуляція біологічно важливих елементів - вуглецю, азоту, а для багатьох ґрунтів також фосфору, сірки, кальцію.

    Ця особливість хімічного складу ґрунтів підкреслює самостійну хімічну природу ґрунтів, що відрізняє її від гірської породи.

    Хімічний склад ґрунтів постійно змінюється відповідно до безперервності процесів вивітрювання і ґрунтоутворення.