1.3.3. Химический состав гранулометрических фракций почвы

Распределение химических элементов по отдельным грану­лометрическим фракциям также неравномерно в соответствии с различиями в их минералогическом составе. Наиболее высокое содержание кремния в обогащенных обломочным кварцем фракци­ях размером более 0,25 мм; в более тонких фракциях увеличивает­ся участие полевых шпатов и других первичных, в особенности железосодержащих, минералов и в связи с этим растет содержа­ние алюминия, железа и других элементов.

Таблица 6. Валовой состав гранулометрических фракций песчаного подзола севера Русской равнины, % на прокаленную почву (В.Д. Тонконогов)

Как видно из приведенных в табл. 6 данных, содержание SiO₂ падает по мере уменьшения размеров фракций при соот­ветственном увеличении содержания А1₂О₃ и Fe₂O₃. Таким образом, валовой химический состав почв определяется их мине­ралогическим составом, который, в свою очередь, определяет гранулометрический состав. Это отчетливо видно по данным табл. 7.

Таблица 7. Содержание основных химических компонентов в разных литологических типах морен Белорусского Полесья, % на прокаленную породу (В.И. Лукашев)

3. Изменение химического состава по профилю почвы

Различия в валовом химическом составе отдельных гори­зонтов почвенного профиля, при однородной почвообразующей породе, используют для анализа химических преобразова­ний породы и дифференциации профиля в процессе почвообра­зования. Большие различия в составе горизонтов особенно харак­терны для почв с элювиально-иллювиально дифференцированным профилем: относительное обеднение элювиальной части А1₂О₃ и Fe₂O₃ с соответствующим обогащением SiO₂; в иллювиальной части профиля наблюдается обратная зависимость. Однако сами по себе данные химического состава почв не дают осно­ваний для суждения о характере процесса, приводящего к про­фильной дифференциации валового состава.

В частности, оди­наковый химический профиль почвы может образоваться в результате:

1) оподзоливания (разрушение минералов в кислой среде вверху и вынос продуктов разрушения в иллювиальную часть или за пределы профиля);

2) обезиливания (иллимеризации, партлювации, лессивирования) (вынос тонких (илистых) частиц в иллюви­альную часть без их разрушения);

3) отбеливания (снятие желе­зистых пленок с крупных частиц вверху и вынос соединений железа в иллювиальную часть);

4) осолодения (разрушение мине­ралов в щелочной среде вверху и вынос продуктов разрушения в иллювиальную часть);

5) глее-элювиального процесса (разрушение минералов в восстановительных условиях вверху и вынос продуктов разрушения в иллювиальную часть);

6) в результате совместного действия нескольких процессов.

Для разделения этих процессов и соответственно почв, сформи­рованных ими, приходится привлекать данные других анализов почвенного профиля, в частности гранулометрического, минера­логического и ряда специфических анализов различных вытяжек отдельных фракций (по данным Ф. Р. Зайдельмана, 1974).

В качестве примера можно отметить, что данные для почвы в табл. 6 свидетельствуют о вероятном образовании ее в процес­се оподзоливания (элювиально-иллювиальная дифференциация состава по профилю, разный состав ила в элювиальном и иллю­виальном горизонтах, причем отличный от состава ила породы).

Однако в этой почве процесс оподзоливания сопровождается отбеливанием, о чем свидетельствует существенно большая дифференциация по железу, чем по алюминию. С другой сторо­ны, данные табл. 8 не дают оснований для однозначных сужде­ний: здесь более вероятно развитие процессов лессивирования наряду с некоторым отбеливанием при отсутствии оподзоли­вания

Таблица 8. Валовое содержание кремнезема и полуторных оксидов в элювиально-иллювиально дифференцированной почве Московской области

Некоторую помощь в интерпретации данных анализа валового состава почв могут оказать критерии, перечисленные в табл. 9, но и они отнюдь не всегда оказываются достаточными.

Различия в составе отдельных гранулометрических фракций значительно затрудняют использование результатов валового химического анализа для оценки педогенных изменений в профи­ле исходно гранулометрически неоднородных почв, например, на двучленных или слоистых отложениях.

При элювиальной или элювиально-иллювиальной дифферен­циации профиля почв по содержанию ила в связи с почвообра­зованием, например в подзолистых и лессированных, изменения в общем валовом химическом составе по горизонтам могут быть обусловлены только перераспределением относительно богатого полуторными оксидами ила и не позволяют еще сами по себе делать выводы о характере химических изменений в минеральных составляющих почвенной массы. Наиболее достоверно об этом можно судить на основе валового химического анализа каждой из гранулометрических фракций, однако этот способ очень трудо­емок и применяется лишь при специальных углубленных иссле­дованиях генезиса почв.

Таблица 9. Критерии различных профилеобразующих процессов в элювиально-иллювиально дифференцированных почвах

Для суждения об изменении в профиле почвы валового хими­ческого состава суммы фракций крупнее 0,001 мм, представлен­ных почти целиком первичными минералами, может быть при­менен расчетный метод с использованием данных по валовому составу почв в целом и илистой фракции, а также гранулометри­ческому составу, пример которого приведен в табл. 8. Для расчетов можно воспользоваться формулой, предложенной И. А. Соколовым (по В.О. Таргульяну):

,

где R_x – валовое содержание оксида, приходящегося на долю ила, % на прокаленную почву в целом; d – потеря при прокали­вании ила, % к илу; С – содержание ила, % к мелкозему; R_o – валовое содержание оксида в иле, % на прокаленную на­веску ила; В – потеря при прокаливании почвы, % к мелкозему.

Вычитая из общего содержания оксида в мелкоземе значение R_x, получим содержание оксида, приходящееся на долю крупных фракций. С учетом процентного содержания крупной фракции производится расчет на 100 г крупной фракции, что позволяет сравнивать между собой валовой состав крупной фракции различных горизонтов. Это значительно расширяет информативность имеющихся данных по валовому составу почв и ила.