Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

личных горизонтов. Это значительно расширяет информативность имеющихся данных по валовому составу почв и ила.

При содержании в почве значительных количеств несиликат­ ных соединений железа и алюминия для суждения об изменениях минеральной части почв на основе данных валового химического состава, необходимо рассчитывать валовое содержание силикат­ ных соединений этих элементов путем вычитания содержания их несиликатных соединений, определенных каким-либо химическим методом, из их валового содержания. В особенности целесооб­ разным это может быть для характеристики наиболее богатой свободными оксидами илистой фракции.

4.4. Выражение результатов анализа валового химического состава почв

Валовой состав минеральной части почв чаще выражают в виде процентного содержания различных оксидов. Подобный способ удобен тем, что позволяет проверить точность анализа простым их сложением, исходя из того, что в сумме оксиды долж­ ны составить величину, близкую к 100% (при 5% точности ана­ лиза). Однако конкретные формы соединений в почве более раз­ нообразны, а для элементов с переменной валентностью (железо, марганец, сера), кроме того, не всегда известно, в каких они при­ сутствуют формах, поэтому такой способ выражения очень усло­ вен.

Более достоверно выражать валовой химический состав в процентном содержании элементов, а не в оксидах. Для такого пересчета процентное содержание оксида умножается на соот­ ветствующий коэффициент, представляющий собой частное от деления атомной массы определенного элемента на молекуляр­ ную массу соответствующего оксида. Так, для кремния необходимый коэффициент вычисляется по формуле:

(мол масса Si)/(мол массаSiO2)=28,09/60,06=0,468, тогда содержание 77,85% SiO2 соответствует содержанию 36,43% Si(77,85X0,468).

При выражении результатов валового анализа часто воз­ никает необходимость в различных пересчетах, в частности на безгумусную, бескарбонатную, а также прокаленную почву. Последний из названных способов включает одновременно и два предыдущих и широко применяемых в практике. Он наиболее целесообразен при сопоставлении валового состава органоаккумулятивных и минеральных горизонтов почвы, особенно для илистой фракции, богатой органическим веществом и прочносвязанными формами воды. При этом более точное представление о перераспределении того или иного элемента по профилю в процессе почвообразования дают данные не о его процентном содержании,

96

а сопоставление запасов в определенных слоях с учетом объем­ ной массы. Особенно эффективен этот способ выражения резуль­ татов валового состава почвы при резких отличиях в объемной массе по горизонтам почвенного профиля.

При вычислении запаса того или иного элемента его процент­ ное содержание должно выражаться на сухую, а не на прока­ ленную почву. Для расчета запаса элемента можно использовать формулу: А = аНdv•100, где А — запас элемента, г/м2, в слое мощностью Н, см; а — содержание элемента в этом слое, % на сухую почву; dv — плотность почвы в данном слое, г/см3. Этот вид расчета также относится к выражению содержания элемен­ тов в виде оксидов.

4.5 Химические элементы и их соединения в почвах

Для понимания причин формирования того или иного валово­ го химического состава почвы и его варьирования по профилю всегда необходимо учитывать, что содержание отдельных эле­ ментов определяется присутствием их в почве в составе разнооб­ разных конкретных минеральных и органических соединений.

Кремний. Содержание этого элемента определяется главным образом присутствием в почве кварца и в меньшей мере первич­ ных и вторичных силикатов и алюмосиликатов. В ряде случаев может присутствовать, в том числе и в больших количествах, аморфный кремнезем в виде опала или халцедона, генезис и накопление которых в почве связаны с биогенными (опаловые фитолитарии, спикулы губок, скелеты диатомей и т. п.) или гидрогенными (окремнение почв) процессами. Валовое содержа­ ние SiО2 в почве колеблется от 40—70% в глинистых почвах, до 90—98% в песчаных, тогда как в ферраллитных почвах тро­ пиков может быть и много ниже.

Алюминий. Содержание алюминия в почвах обусловлено главным образом присутствием полевых шпатов и глинистых минералов и отчасти некоторых других богатых алюминием первичных минералов, например слюд, эпидотов, граната, корун­ да. Может присутствовать и свободный глинозем в виде разно­ образных гидроксидов алюминия (диаспор, бемит, гидраргиллит) в аморфной или кристаллической форме. Валовое содержание А12О3 в почвах обычно колеблется от 1—2 до 15—20%, а в фер­ раллитных почвах тропиков и бокситах может превысить 40%.

Железо. Этот элемент присутствует в почвах в составе как первичных, так и вторичных минералов, являясь компонентом магнетита, гематита, титаномагнетита, глауконита, роговых обманок, пироксенов, биотита, хлоритов, глинистых минералов, минералов группы оксидов железа. Много в почвах содержится и аморфных соединений железа, особенно разнообразных гид­ роксидов (гетит, гидрогетит и др.). Общее содержание в почве Fe2О3 колеблется в очень широких пределах (в % ) : от 0,5—1,0 в кварцево-песчаных почвах и 3—5 в почвах на лессах, до 8—

—10 в почвах на элювии плотных ферромагнезиальных пород и до 20—50 в ферраллитных почвах и латеритах тропиков. В почвах также часто наблюдаются железистые конкреции и прослои.

Согласно С. В. Зонну (1982), соединения железа в почвах представлены следующими формами, соотношение которых пока­ зано в табл. 18: 1) силикатное железо, входящее в состав кри­ сталлических решеток: а) первичных минералов; б) вторичных (глинистых) минералов; 2) несиликатное (свободное) железо:

а) окристаллизованное (слабо или сильно) оксидов и гидроксидов; б) аморфных соединений (железистых и гумус-железистых); в) подвижных соединений (обменных и водно-растворимых).

Кальций. Содержание СаО в бескарбонатных суглинистых почвах составляет 1—3% и определяется главным образом присутствием глинистых минералов тонкодисперсных фракций, а также гумусом и органическими остатками, в связи с чем наблю­ дается тенденция к биогенному обогащению кальцием верхней органоаккумулятивной части профиля. Однако в ряде случаев его повышенное валовое содержание может быть обусловлено присутствием в крупных фракциях обломков карбонатных пород и первичных кальцийсодержащих минералов (кальцита, гипса, основных плагиоклазов и др.). В почвах сухостепной и аридной зон повышенное валовое содержание кальция может быть обу­ словлено образованием и накоплением вторичного кальцита или гипса в процессе почвообразования. Много кальция может нако­ питься в почве гидрогенным путем, вплоть до образования из­ вестковых или гипсовых кор.

98

к содержанию СаО и обусловлено главным образом присутствием глинистых минералов, особенно монтмориллонита, вермикулита, хлорита. В крупной фракции магний содержится в обломках доломитов, оливине, роговых обманках, пироксенах; в почвах аридной зоны много магния аккумулируется при засолении почв в виде хлоридов и сульфатов.

Калий. Содержание К2О составляет в почвах 2—3%. При­ сутствует калий чаще в глинистых минералах тонкодисперсных фракций, особенно в гидрослюдах, а также в составе таких первичных минералов крупной фракции, как биотит, мусковит, калиевые полевые шпаты. Наряду с кальцием калий относится к числу органогенов, необходимых для развития растений; в ряде случаев калий может быть в дефиците, в связи с чем его внесе­ ние в почву положительно сказывается на плодородии.

Натрий. Валовое содержание в почве Na2O обычно около 1—3%. В почве натрий главным образом присутствует в составе первичных минералов, преимущественно в натрийсодержащих полевых шпатах; содержание Na2O в отдельных составляющих крупной фракции может достигать 5—6%, тогда как в илистой фракции не превышает 0,5—1%. В засоленных почвах сухостепной и аридных зон в значительных количествах может присутст­ вовать в виде хлоридов или входить в поглощающий комплекс почв, в связи с чем содержание Na2O в этом случае возрастает до нескольких процентов. В почве дефицита этого элемента