4. Химический состав и окраска почв.

Вещества, придающие окраску почве и почвенным горизонтам, можно назвать почвенными пигментами. Главнейшие почвенные пигменты- соединения углерода, железа, марганца, отчасти серы.

Соединения углерода оказывают двойственное (и противоречивое) влияние на почвенную окраску, минеральные соединения углерода – почвенные карбонаты – белого цвета; это карбонаты кальция и магния преимущественно. Карбонаты щелочноземельных металлов или диффузно распределены в почвенной массе (пропитывают ее), или образуют различного рода новообразования. Их общее влияние заключается в осветлении окраски, но при дискретных скоплениях карбонатов окраска приобретает еще и неоднородный, пятнистый характер.

Марганец обычно придает почве темные, почти черные тона за счет МnО₂, но эта окраска неоднородна. Темный, почти черный цвет почве или новообразованиям придают сульфиды некоторых металлов, но они встречаются преимущественно в восстановительных условиях.

Органические соединения углерода окрашивают почву в желтоватые, бурые или почти черные тона; это окраска предельно выражена в черноземах.

Наиболее разнообразную и яркую окраску почвенному профилю придают соединения железа. Это желтые, палевые, красноватые, бурые, оливковые, зеленые, почти черные тона. Обычно почти все рыхлые почвообразующие породы в той или иной степени прокрашены соединениями железа.

Наиболее распространен простейший и традиционный способ выражения результатов анализа элементного состава почвы в процентах (весовых) высших оксидов элементов, входящих в состав почвы. Этот способ употребляют главным образом для макроэлементов. При полном анализе почвы учитывают следующие оксиды: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃,TiO₂, Na₂O, MnO, CaO, MgO,SO₃, P₂O₅, K₂O. В разных степенях окисленности в почве могут быть из перечисленных макроэлементов Fe, Mn, S.В восстановленных почвах некоторые элементы могут быть представлены сулифидами.

По весовому составу оксиды располагаются в следующий убывающий ряд:

SiO₂ >> Al₂O₃ > Fe₂O₃ > K₂O > MgO, CaO, Na₂O

5. Фазовый состав почвы

Почвообразование осуществляется в результате множества протекающих одновременно или последовательно процессов и химических реакций. Полной и достаточно стройной классификации этих процессов пока нет.

В первом приближении почвенно-химические процессы можно подразделить на следующие большие группы.

1. Процессы трансформации органических и минеральных компонентов почвы.

2. Процессы переноса вещества.

3. Специфические сложные процессы формирования отдельных почвенных горизонтов или почвенного профиля.

Процессы трансформации объединяют химические реакции разложения, синтеза и перестройки различных веществ, входящих в почвообразующую породу, в состав почвы или привносимых в почвы извне. К ним относятся все реакции выветривания (разложения) минералов и горных пород, идущие путем растворения, окисления, восстановления, гидролиза и т.д. Сюда же входят реакции минерализации органического вещества, процессы гумификации, реакции образования и растворения осадков.

Процессы переноса вещества охватывают как внутрипочвенную миграцию (в том числе внутригоризонтальную) вещества, так и миграцию с переносом вещества через границу почва-сопряженная среда (атмосфера, воды, породы). Частыми видами процессов этой группы являются элювирование и иллювирование, аккумуляция, выщелачивание.

Процессы преобразования почвы и ее отдельных горизонтов воспринимаются как целостное, специфическое явление, но состоящее из многих частных процессов и реакций. К ним можно отнести оглеение, оподзоливание и т.д.

Понимание всех этих процессов опирается уже не на элементный состав почвы, а на ее вещественный (молекулярный) состав. В конкретных реакциях участвуют не атомы, а ионы и молекулы. Характерная черта любой почвы – ее многофазность, когда молекулы одного типа могут входить в разные фазы и поэтому в неодинаковой степени участвовать в химических реакциях.

Фазой называется совокупность гомогенных частей гетерогенной системы, обладающих одинаковым составом и одинаковыми термодинамическими свойствами, независимо от массы.

Исходя из этого определения ясно, что почва представляет собой многофазную систему. Излагаемые иногда представления о почве как о трехфазной системе (твердая, жидкая, газообразная фазы) не соответствует строгому определению понятия «фаза». Можно говорить, что почва представлена твердой, жидкой и газообразной частью. Общее число твердых фаз в любой почве может быть очень велико. Многие фазы хорошо различимы невооруженным глазом или при просмотре в микроскопах. Одинаковые по составу, но разные по кристаллическому строению компоненты образуют различные фазы.