Почвообразующие породы

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………..3

1. Химические соединения в почве……………………………………….….4

2. Почвообразующие породы…………………………………………………9

Заключение …………………………………………………………………...18

Список использованной литературы………………………………………..20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных  веществ. По химическому составу  она существенно отличается от исходных почвообразующих пород.

Главные особенности  химического состава почвы - присутствие  органических веществ и в их составе специфической группы - гумусовых веществ, разнообразие форм соединений отдельных элементов и непостоянство (динамичность) состава во времени

Источник минеральных  соединений почвы - горные породы, из которых  слагается твердая оболочка земной коры литосфера. Органические вещества поступают в почву в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов, населяющих почву. Взаимодействие минеральных и органических веществ создает сложный комплекс органо -минеральных соединений почв.

Минеральная часть составляет 80 - 90 % и более массы почв и только в органогенных почвах снижается  до 10 % и менее.

В составе почв обнаружены почти все известные химические элементы. Средние цифры, показывающие содержание отдельных элементов  в литосфере и почвах, по предложению академика А. Е. Ферсмана стали называть кларками (в честь американского геохимика Ф. У. Кларка, впервые вычислившего в 1889 г. Средний химический состав земной коры). Изучение почв с геохимической точки зрения было начато академиком В.И. Вернадским в 1911 г.

 

 

 

 

 

 

1. Химические соединения в почве

 

Химические элементы, взаимодействуя между собой, приводят к возникновению химических новообразований  в почве - результат химических процессов, которые приводят к возникновению  различного рода соединений. Эти соединения могут или осаждаться на месте образования, или, перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном и вертикальном направлениях, выпадать на некотором (иногда значительном) расстоянии от места своего возникновения.

По форме химические новообразования разделяют на выцветы и налеты; корочки, примазки, и потеки; прожилки и трубочки, конкреции. Химические новообразования представлены легкорастворимыми солями, гипсом, углекислой известью, оксидами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, гумусовыми и другими веществами.

Цвет почвы определяется окраской тех веществ, из которых  она слагается. Важные для окраски  почв следующие группы веществ:

1. гумус;

2. соединения железа;

3. кремнекислота, углекислая  известь.

Гумусовые вещества обусловливают  черную, темно-серую и серую окраски. Соединения оксидов железа окрашивают почву в красный, оранжевый и  желтый цвета, закиси железа - всю почву  или отдельные горизонты или  участки окрашивает в сизые и  голубоватые тона. Встречающийся, например, в болотных почвах вивианит: [Fe3(PO4)2 . 8H2O] придает им зеленовато-голубой оттенок. Кремнезем (SiO2), углекислый кальций(CaCO3) и каолинит (H2Al2Si2O8 . H2O) обусловливают белую и белесую окраски. В ряде случаев заметную роль в приобретении почвы белесоватых оттенков могут играть гипс(CaSO4 . 2H2O) и легко растворимые соли (NaCI, Na2SO4 . 8H2O и др.).

Минеральная часть почвы в значительной степени обусловлена химическим составом горных пород литосферы, имеется сходство почвы с литосферой по относительному содержанию отдельных химических элементов. Как в литосфере, так и в почве на первом месте стоит кислород, на втором - кремний, затем алюминий, железо и т. д.

Однако в почве по сравнению  с литосферой в 20 раз больше углерода и в 10 раз больше азота. Накопление этих элементов связано с жизнедеятельностью организмов, в которых содержится углерода 18%, азота 0,3% на живое вещество (по А. П. Виноградову).

В почве больше чем  литосфере, кислорода, водорода (как  элементов воды), кремния и меньше алюминия, железа, кальция, магния, натрия, калия и других элементов, что является следствием процессов выветривания и почвообразования. Процессы выветривания горных пород, переотложения их продуктов приводят к образованию рыхлых пород различного химического состава, покрывающих большую часть суши и являющихся главным почвообразующими породами. В верхних горизонтах этих пород формируются почвы.

Химический состав рыхлых пород обуславливается как химическим составом продуктов выветривания первичной  горной породы, так и теми изменениями, претерпели продукты выветривания при отложении. При этом процентное содержание отдельных химических элементов или их окисей может быть вызвано как абсолютным изменением количества каждого из них, так и относительным за счет уменьшения или увеличения других элементов.

Содержание кремнезема в рыхлых породах почти всегда выше чем в магматических, но сильно колеблется в зависимости от генетического типа почвообразующей породы, от ее механического состава. Увеличение количества SiO2 связано с обогащением рыхлых пород кварцем в процессе выветривания, а также переотложением продуктов выветривания, их сортировкой.

Обогащение кварцем  происходит не только вследствие разрушения других минералов, но и в результате новообразования вторичного кварца из кремнезема, отщепляющегося при выветривании.

В песчаных породах содержится более 90 % кремнезема, в суглинистых  и глинистых его количество снижается до 50 - 70 %, а содержание Al2O3, Fe2O3 и других окисей возрастает. Связанного кремнезема в рыхлых породах меньше, чем в магматических, так

как он частично выщелачивается в процессе выветривания. Менее подвижные  полутораокиси железа и алюминия накапливаются в рыхлых породах. Эти закономерности отчетливо выявляются химическим анализом бескварцевой части пород. Потеря связанного кремнезема (десиликация) и накопление окисей алюминия и железа хорошо иллюстрируются расчетом молярных отношений SiO2 : Al2O3 или SiO2 : R2O3 в илистой фракции почв и пород.

Выбор отношения SiO2 : R2O3 оправдывается  особенно в тех случаях, когда имеется относительная или абсолютная аккумуляция в коре выветривания железа.

С.В. Зони (1969) предложил  следующие разделение коры выветривания по молярным отношениям SiO2 : R2O3 в илистой фракции:

1. Аллитные (SiO2 : R2O3<2,5) с подразделением на аллитные (Al2O3резко преобладает надFe2O3), ферраллитные(Al2O3преобладает над Fe2O3) и ферритные (Fe2O3преобладает над SiO2и Al2O3не только в илистой фракции, но и в коре в целом).

2. Сиаллитные (SiO2: R2O3<2,5) с подразделением на сиаллитные и феррсиаллитные. Для последних характерно суженное отношение SiO2 : Fe2O3.

Наиболее подвижны среди  продуктов выветривания простые  соли; растворимость их тем больше, чем ниже валентность их ионов. Поэтому  оснований в рыхлых породах и  почвах в среднем меньше, чем в литосфере. Во влажном климате рыхлые породы обеднены основаниями, а в засушливом основания накапливаются.

По содержанию щелочноземельных и щелочных оснований почвообразующие породы делятся на засоленные, карбонатные и выщелоченные. По Антипову - Каратаеву (1958), в выщелоченных породах содержится не более 1 - 3 % каждого из окисей кальция, магния, натрия, калия. Карбонатные содержат значительное количество (до 15 - 20 %) карбонатов кальция (CaCO3).

В засоленных породах наряду с карбонатами кальция много сульфатов и хлоридов кальция, магния и натрия

Химический состав почвообразующей  породы отражает в известной мере ее механический и минералогический состав. Песчаные породы, богатые кварцем, состоят преимущественно из кремнезема. Чем тяжелее механический состав породы, тем больше в ней высокодисперсных вторичных минералов, а, следовательно, меньше кремнезема, больше полутора окисей алюминия, железа, химически связанной воды, в породах сиаллитного типа больше также окисей калия и магния.

Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почвообразующих пород:

Богатство породы кремнеземом  сказывается на содержании его в почве; почвы, развивающиеся на карбонатной породе - имеют и больше кальция; засоленность почвообразующей породы - источник засоления почвы. Однако материнская порода в процессе почвообразования изменяется. В зависимости от типа почвообразования происходят изменения в содержании и распределении по профилю почвы различных химических элементов. Каждый тип почвы приобретает характерную дифференциацию на горизонты с определенным химическим составом. В сравнении с почвообразующей породой верхние горизонты дерново-подзолистых почв обогащены кремнеземом и меньше содержат окисей алюминия и железа. Состав преобладающих окисей для черноземов остается почти неизменным.

Для всех почв в отличие  пород характерно накопление органического  вещества в верхних Горизонтах, с которым связана аккумуляция биологически важных элементов - углерода, азота, а для многих почв также фосфора, серы, кальция.

Эта особенность химического состава почв подчеркивает самостоятельную химическую природу почв, отличающую ее от горной породы. Характер и масштаб изменений, которые претерпевает порода, обусловливаются факторами почвообразования. Химический состав почв постоянно изменяется в соответствии с непрерывностью процессов выветривания и почвообразования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Почвообразующие породы

 

Начало почвообразования на поверхности нашей планеты  относится к тому отдаленному  в геологических масштабах времени, когда на поверхности суши появились первые живые организмы. По вопросу о месте зарождения на Земле жизни существует несколько представлений.

A.И. Опарин полагает, что жизнь впервые зародилась  в морях и океанах. B.Р. Вильямс  указывает, что до появления  на суше зеленой растительности в атмосфере не было озона. При отсутствии в атмосфере озонированного экрана коротковолновые ультрафиолетовые лучи, посылаемые солнцем, пронизывали водную толщу океана до глубины полной темноты. Ультрафиолетовые лучи, пишет ученый, губительно действуют на живые организмы, что должно было препятствовать возможности зарождения жизни в океане. Сильное разбавление растворенных органических соединений в океанических водах неизбежно затрудняло их соединение в сложные молекулы.

Вильямс выдвигает положение, согласно которому жизнь зародилась на суше в обломочных породах, образованных в процессе термического выветривания массивно-кристаллических пород, дающих «ультрафиолетовую тень».

Заслуживает внимания мнение Н.Г. Холодного. Он считает, что синтез высокомолекулярных органических соединений должен был происходить в небольших материковых водоемах. Испарение воды из этих водоемов приводило к повышению концентрации исходных органических соединений; это облегчало их взаимодействие и синтез высокомолекулярных соединений.

Представляется возможным  сочетание гипотез Вильямса и  Холодного, приводящее к выводу о  возникновении жизни в воде, которая  скапливалась в вогнутых углублениях, заполненных обломочными породами. В указанных условиях имелась  «ультрафиолетовая тень» и повышенная концентрация исходных органических соединений (в результате испарения влаги), делающая возможной их соединение (конденсацию).

Начальной стадией возникновения  первичных организмов было выделение  из растворов смеси органических соединений особых полужидких студенистых образований — коацерватов — определенного строения, но проницаемых для воды и растворов. Способность к реакциям поглощения и обмена в дальнейшем послужила основой для развития явлений питания, переходу коацерватов в пробионты, а затем — в простейшие первичные живые организмы — архебионты. Главное отличие архебионтов от их предшественников — способность к превращению поступающих из окружающей среды соединений в составные части организма, т.е. к ассимиляции.

Источником углеродного питания первичных организмов служили метан и другие газообразные органические соединения, содержавшиеся в атмосферном воздухе, из которого они черпали и азот, используя аммиак воздуха. Зольные элементы в достаточном количестве были в материнской породе. Воду приносили атмосферные осадки. Необходимую для жизни энергию первичные организмы добывали путем экзотермических реакций окисления. Это было время преобладания хемосинтеза, что дало основание отнести всю указанную группу микроорганизмов к хемотрофам.

Основы учения о факторах почвообразования заложены В.В. Докучаевым, который установил, что почва как особое природное тело формируется в результате тесного взаимодействия следующих факторов – климата, растительности, почвообразующих пород, рельефа местности и возраста страны (времени).

Сочетание факторов почвообразования – это комбинация экологических условий развития почвообразовательного процесса и почв. Изучение каждого фактора почвообразования предусматривает его характеристику по определенным параметрам и оценку его роли в почвообразовании.

Наряду с указанными пятью природными факторами почвообразования выделяется ещё шестой – производственная деятельность человека, оказывающий как прямое, так и косвенное влияние на почвообразующие породы и почвенный покров.