Ґрунтознавство

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.

Кисень. Входить до більшості первинних і вторинних мінералів ґрунтів, є одним з основних елементів органічних речовин і води.

Кремній. Найбільш поширена сполука кремнію в ґрунтах – кварц (SiО2). Кремній входить також до складу силікатів. При їхній руйнації кремнезем переходить у розчин у формі аніонів орто- і метакремнійових кислот [ (SiО44-) і (SiО32-) ], силікатів натрію і калію, частково у формі золю. Одна частина розчиненого кремнезему вимивається з ґрунту, інша осаджується (при кислій реакції) у вигляді гелів (SiО2 n Н2O) – аморфних осадів, які, втрачаючи воду, можуть переходити в кварц вторинного походження.

Алюміній. Містяться в ґрунтах в складі первинних і вторинних мінералів у формі органо-мінеральних комплексів і в поглиненому стані (у кислих ґрунтах). При руйнації первинних і вторинних мінералів, що містять алюміній, звільняється його гідроокис, значна частина якого при вивітрюванні залишається на місці і лише частково переходить у розчин у вигляді золю. При слаболужній реакції гідроокис алюмінію цілком випадає у вигляді колоїдних осадів – гелів (Al2O3 • nН2O), що переходять при кристалізації у вторинні мінерали – гібсит (Al2O3 • 3Н2O), беміт (Al2O • 3Н2O). У кислому середовищі (pН<5) гідроокис алюмінію стає більш рухливим і алюміній з'являється в ґрунтовому розчині у вигляді іонів Al (OH) 2+, Al (OH) 2+, що негативно позначається на рості рослин. Водорозчинний і колоїдний гідроокис, алюмінію взаємодіючи з органічними кислотами, утворює рухливі комплексні сполуки, у формі яких може переміщатися по профілю ґрунту.

Залізо. Необхідний для життя рослин елемент, без нього не утворюється хлорофіл. У ґрунтах воно зустрічається у вигляді первинних і вторинних мінералів – силікатів, у виді гідроокисів і окисів, простих солей, у поглиненому стані, а також у складі органо-мінеральних комплексів. У результаті вивітрювання мінералів, що містять залізо, звільняється його гідроокис – малорухома сполука, що випадає у формі аморфного гелю Fe2O3 • nН2O, переходить при кристалізації в гетит Fe2O3 • nH2O і гідро гетит Fe2O3 • 3Н2O. Тільки в сильнокислому середовищі (pН<3) рухливість гідроокисів заліза збільшується й у ґрунтовому розчині з'являються іони заліза Fe3+. У відновлювальних умовах окисне залізо переходить у закисне з утворенням розчинних сполук FeСО3, Fe (HCO3) 2, FeSO4, доступних рослинам. Підвищена розчинність сполук заліза пригнічує рослини. На ґрунтах нейтральних і лужних із яскраво вираженими окисними процесами рослини можуть відчувати нестачу заліза, що проявляється як хлороз. Гідроокис заліза може утворювати з органічними кислотами рухливі форми комплексних сполук, здатних переміщатися по профілі ґрунту.

Азот. Входить до складу всіх білкових речовин, міститься в хлорофілі, нуклеїнових кислотах і ін. органічних речовинах живої клітини. Основна маса азоту ґрунтів зосереджена в органічній речовині. Кількість азоту перебуває в прямій залежності від вмісту в ґрунті органічної речовини, і насамперед гумусу. Накопичення азоту в ґрунті обумовлено біологічною акумуляцією його з атмосфери. У ґрунтоутворюючих породах азоту дуже мало. Азот доступний рослинам головним чином у формі амонію, нітратів, нітритів, що утворюються при розкладанні азотистих органічних речовин. Нітрити практично не містяться в ґрунтах. Амонійний і нітратний азот – основна форма азотистих сполук, якими живляться рослини. Іон NH4 легко поглинається ґрунтом із частковим переходом