Глава 7. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ПОЧВ

М.А. Глазовская

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Фитоценология - геоботаника

Химия почвы

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Валовой химический состав минеральной части почв и пород

Общее содержание всех макроэлементов, слагающих основную массу минеральной части пород и почв, определяется с помощью валового или силикатного анализа. Обычно при валовом анализе определяют окислы: Si02, А1208, Fe203, MgO, CaO, Na20, K2O, S03, P2O5, Ti02, МпО. Кроме того, при валовом анализе определяют потерю при прокаливании, включающую гигроскопическую и химически связанную влагу и органическое вещество. Определения гумуса и гигроскопической воды позволяют рассчитать содержание химически связанной воды. Оно равно разности между потерей при прокаливании и суммой гумуса и гигроскопической влаги. В карбонатных почвах определяют также углекислоту карбонатов. Зная содержание углекислоты карбонатов, можно рассчитать, какая часть валового кальция находится в почве в виде карбоната кальция.

Результаты валовых анализов приводятся в нескольких формах: в процентах к абсолютно сухой (лишенной гигроскопической воды) почве, в процентах к прокаленной (безгумусной и безводной) почве, а в почвах, содержащих карбонаты, в процентах к безгумусной, безводной и бескарбонатной почве.

При расчете данных валового анализа на абсолютно сухую почву в таблицах приводится также распределение по профилю органических веществ, химически связанной воды, углекислоты карбонатов. Увеличение или уменьшение содержания этих компонентов в отдельных частях профиля обусловливает соответственное относительное уменьшение или увеличение компонентов, слагающих силикатную и алюмосиликатную часть почвенной массы.

Чтобы исключить колебания в содержании химических элементов, не входящих в состав гумуса и карбонатов и образующих алюмосиликатную часть почвы, данные валовых анализов пересчитывают на безгумусную безводную и бескарбонатную почву.

Содержание окислов, выраженное в процентах на прокаленную бескарбонатную массу, сопоставляется по профилю почвы и сравнивается с содержанием их в почвообразующей породе. Подобное сопоставление позволяет.установить, какие изменения произошли в химическом составе исходной породы при почвообразовании, дифференцируются ли генетические горизонты почв по валовому химическому составу и, если эта дифференциация наблюдается, какие именно химические элементы накапливаются или выносятся в том или ином горизонте (25).

По валовому анализу нельзя определить формы нахождения элементов в почвах, но анализ изменений в химическом составе отдельных горизонтов, сопоставление горизонтов между собой и с составом породы позволяют судить об общем направлении почвообразовательного процесса, о длительных, вековых перемещениях химических элементов и трансформации минеральной части почв.

Наряду с валовыми анализами всей мелкоземистой части почв (фракций меньше 1 мм в диаметре) широко практикуются валовые анализы фракции ила (частиц с диаметром <0,001 мм), так как эта фракция во многих почвах в значительной мере появилась в результате выветривания и почвообразования. Это относится прежде всего к почвам, образовавшимся непосредственно на массивных породах или на наносах легкого механического состава.

Но если даже илистая фракция и унаследована от почвообразу- ющей породы, она в ряде случаев легко диспергируется и перемещается по профилю почв, обусловливает перенос в твердом виде (в форме суспензии) или в коллоидных растворах входящих в состав этой фракции элементов, а в связи с этим и изменения общего валового состава горизонтов, в которых идет перемещение ила.

Одним из показателей, имеющих диагностическое значение, служит постоянство или, наоборот, изменение химического состава илистой фракции в элювиальных и иллювиальных горизонтах почв.

Для количественных характеристик изменений химического состава во всей массе мелкозема и в выделенной илистой фракции пользуются различными коэффициентами. Наиболее часто пользуются молекулярными отношениями окиси кремния к окиси алюминия (Si02: А1203), окиси железа (Si02 : Fe203), а также к сумме полуторных окислов (Si02:R203).

Абсолютные значения молекулярных отношений Si02: А1203 в илистой фракции позволяют судить о ее минералогическом составе и являются основанием для отнесения почвообразующих пород и сформировавшихся на них почв к сиаллитной, сиаллитно- аллитной или аллитной группе. Если отношение Si02 к А1203 >3,5 — сиаллитная кора выветривания, если это отношение лежит в пределах 3,5—2,0— сиаллитно-аллитная, <2,0 — аллитная.

Относительные изменения молекулярных отношений различных компонентов по профилю может быть показано графически (25). Графики облегчают чтение и понимание анализов.

Кроме молекулярных отношений по данным валовых анализов можно рассчитать относительные вынос и накопление элементов (по Коссовичу).

Для этого один из окислов, входящий в состав минерала, стойкого к процессам разрушения и растворения, принимают за окисел-свидетель. Предполагается, что во всей почвенной толще абсолютное содержание его не изменялось и по отношению к нему можно рассчитать убыль или прибыль остальных компонентов. А. А. Роде предложил считать за неподвижный окисел-свидетель кремнезем кварца, минерала, устойчивого к процессам разрушения. Однако валовой анализ дает сумму кремнезема: кварца, силикатов и алюмосиликатов. Для определения кремнезема кварца пользуются разработанной А. А. Роде методикой трехкислотной вытяжки. При трехкислотной вытяжке разрушаются все кремнеземсодержащие минер.алы, кроме кварца. Кварц может быть определен и при минералогическом анализе почв (процентное содержание).

Определенный тем или иным способом БЮг кварца вычитается из валового кремнезема, а для остатка кремнезема (силикатов и алюмосиликатов) наряду с другими окислами рассчитывают коэффициенты выноса и накопления в почве по отношению к почво- образующей породе.

Вычисление и анализ элювиально-аккумулятивных коэффициентов возможен в том случае, если почва образовалась в пределах однородной толщи исходной почвообразующей породы. Если почвенный профиль сформировался на двучленном или многочленном наносе, элювиально-аккумулятивные коэффициенты рассчитывать нельзя.

По значениям элювиально-аккумулятивных коэффиицентов химические элементы могут быть расположены в ряды интенсивности выноса и накопления. Для разных почв и для разных горизонтов одной почвы эти ряды могут быть существенно различными. Они служат хорошими индикаторами интенсивности и направления почвообразования.

Критерии, которые позволяют по данным валовых анализов всей почвенной массы и илистой фракции различать элювиальные, иллювиальные и метаморфические горизонты, даны при описании диагностических признаков генетических почвенных горизонтов и типов почв.

В заключение раздела о валовом составе почв приведем еще один способ расчета выноса и накопления элементов, который можно назвать балансовым.

Для этого способа необходимо наряду с валовым анализом определить объемные плотности почвы по этим же генетическим горизонтам и знать мощности горизонтов. В таком случае содержание каждого окисла, выраженное в процентах от массы, можно перевести в абсолютные единицы массы на единицу объема почвы и на всю мощность горизонта. Подобные пересчеты широко практикуются для вычисления абсолютных запасов гумуса, азота, фосфора, растворимых солей (в пахотном или корнеобитаемом горизонтах). Они выражаются в тоннах на гектар. Подобные пересчеты могут быть произведены по отношению к любому компоненту почвы, по каждому генетическому горизонту и (как сумма) на всю мощность почвы.

Сопоставление запасов того или иного элемента по генетическим горизонтам с запасами данного элемента в равном этим горизонтам объеме породы позволяет подсчитать в абсолютных величинах вынос за пределы профиля или перемещение внутри почвы каждого элемента, а также и привнос тех или иных элементов из атмосферы или с боковым притоком, с почвенными или грунтовыми водами.

К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв