Химический состав почв и почвообразующих пород

Все существующие почвы на Земле произошли из горных пород, поэтому очевидно, что в процессе почвообразования они принимают самое непосредственное участие. Наибольшее значение имеет химический состав горной породы, поскольку минеральная часть любой почвы содержит в себе, в основном, те элементы, которые входили в состав материнской породы. Большое значение имеют и физические свойства материнской породы, поскольку такие факторы как гранулометрический состав породы, ее плотность, пористость, теплопроводность самым непосредственным образом оказывают влияние не только на интенсивность, но и на характер протекающих почвообразовательных процессов.

Таблица Содержание основных химических элементов – элементный состав

Почвенный воздух

Важные составные части почвы:

- почвенный воздух,

почвенный раствор.

Порозность почвы – объем пор, заполненных почвенным воздухом или почвенным раствором.

Почвенный воздух существенно отличается по составу от атмосферного. Это зависит от биологических процессов, происходящих в почве. Количество CO₂ в поч-венном воздухе меняется на протяжении года, достигая max в теплое время года и min зимой.

С глубиной содержание CO₂ возрастает до 10-15%, а содержание O₂ уменьшается до 10-12%. Характерная особенность почвенного воздуха – насыщенность парами воды. Поглощение газов почвой невелико. Ряд компонентов почвенного воздуха по способности сорбироваться твердым веществом почвы: H₂O > CO₂ > O₂ > N₂

Почвенный раствор

Основные химические и биологические процессы в почве совершаются только при наличии воды.

Почвенная вода – среда, в которой осуществляется миграция и дифференциация химических элементов в процессе почвообразования.

Почвенным раствором называют почвенную воду, т.к. многие вещества содержатся в свободной воде в виде истинных или коллоидных растворов.

Большая часть соединений находится в почвенном растворе в виде ионов.

Основные анионы:

- [HCO₃]^–, [NO₂]^–, [NO₃]^– - поступают в результате биологических процессов;

- [PO₄]^–, [Cl]^–, [SO₂]^– – поступают в результате соответствующих минералов и при разрушении растительных остатков;

- [HCO₃]^– – основной в растворе незасоленных почв;

- [Cl]^–, [SO₂]^– – основные в растворе засоленных почв.

Основные катионы:

- Ca^2+, Mg^2+, Na⁺, K⁺ и т.д.

В почвенном растворе постоянно присутствуют водорастворимые органические соединения – фульвокислоты, органические кислоты, аминокислоты, сахара, спирты и др. Состав и концентрация почвенного раствора обуславливают его активную реакцию (актуальная кислотность) – это концентрация в растворе ионов водорода. Выражается показателем pH. С процессами ионного обмена связано такое важное свойство почв как их буферность – способность почвы противостоять изменению концентрации и реакции почвенного раствора.

Вода в почве

Влажность - содержание влаги в почве. Влажность не является устойчивым признаком какой-либо почвы или почвенного горизонта. Она зависит от многих факторов: метеоусловий, уровня грунтовых вод, механического состава почвы, характера растительности и т.д.

Влага в почве находится под действием нескольких сил различной природы:

- силы тяжести;

- сил молекулярного притяжения, исходящих из твердой фазы почв;

- сил молекулярного притяжения, действующих между молекулами воды.

Формы воды в почве:

1. Химически связанная (кристаллизационная) вода входит в состав почвенных минералов, занимая место в их кристаллической структуре.

2. Парообразная вода образуется за счет испарения поверхностной или почвенной влаги. Играет большую роль в перераспределении влаги в почве, предохраняет ее от пересыхания.

3. Сорбционно связанная почвенная вода образуется вследствие действия поверхностных сил твердой фазы почвы на молекулы воды (парообразной или жидкой). Связыванию молекул воды способствует их дипольный характер. Такая влага растениям недоступна или доступна частично.

4. Свободная вода почвы подчиняется действию физико-механических законов. Свободная вода подразделяется на капиллярную и гравитационную воду.

Капиллярная вода передвигается в тонких порах почвы под действием капиллярных сил, возникающих на поверхности раздела фаз.

Доступная капиллярная вода. Содержится в порах и крупных капиллярах. Доступна в любой момент для усвоения корнями растений.

Недоступная капиллярная вода. Содержится в наиболее мелких капиллярах, но за счет сил поверхностного натяжения на частичках почвы недоступна для растений

Гравитационная вода – свободная почвенная вода, не удерживаемая капиллярами и перемещающаяся вниз под действием силы тяжести.

5. Твердая вода (лед). Переход влаги из жидкого состояния в твердое в крупных порах начинается при t близкой к 0°С, в тонких порах – при более низкой. При низких температурах замерзает и прочносвязанная вода.