Сполуки Кальцію, Магнію, Калію, Натрію

Наступна за значенням група елементів земної кори складається із чотирьох найбільш поширених лужних і лужноземельних металів: Са, Mg, K i Na. У магматичних породах перераховані катіони у більшості випадків відіграють роль основних простих і складних силікатів. При цьому спостерігається деяка закономірність у розподілі катіонів у кислих і основних породах, а саме: кислі породи містять переважно значно більше К і Na та менше Са і Mg; у основних породах навпаки, багато Са і Mg та мало лужних металів (табл. 2.4). Відповідно, і продукти вивітрювання основних порід повинні бути збагачені лужноземельними основами.

Таблиця 2.4

Вміст лужних і лужноземельних основ у кислих і основних породах, %

Порода	Лужні основи	Лужноземельні основи	Загальна сума основ
К2О	Na2О	К2О+Na2О	СаО	MgО	СаО+MgО
Граніт	6,56	1,76	8,32	0,58	0,07	0,65	8,97
Діабаз	0,98	2,79	3,77	9,39	3,98	13,37	17,14

Легкість вивітрювання мінералів є у певній залежності від характеру їх основ. Найлегше вивітрюються вапнякові польові шпати (анортит), у той же час магнезіальні силікати є стійкими проти розкладу. Натрієві і, особливо, калієві силікати також відносно більш стійкі, ніж вапнякові.

Основи, які вивільняються у процесі вивітрювання, переходять у форму простих солей: карбонатів, нітратів, хлоридів, фосфатів, силікатів. Всі ці солі основних катіонів володіють більшою або меншою розчинністю у воді. При цьому розчинність солей тим більша, чим нижча валентність утворюючих їх іонів. Всі солі К і Na, які зустрічаються у ґрунті, добре розчинні. Із солей Са і Mg найбільше розчинні нітрати і хлориди, менше – карбонати і сульфати, ще менше – фосфати. У тих місцях земної кулі, де випадає значна кількість атмосферних опадів, іде поступове вилуговування, за процесом вивітрювання іде процес збіднення поверхневих шарів розчинними солями завдяки вимиванню. Залежно від умов рельєфу солі можуть бути вимиті у більш глибокі горизонти або зовсім винесені через систему рік у моря і океани.

Найбільш поширеними відкладами Са і Mg є відклади їх карбонатів (вапняк – СаСО₃, доломіт Са,Mg(СО₃)₂). Їх походження може бути різним (випадання із концентрованих розчинів, осадження у водоймах, у скелетах відмерлих організмів). У ряді випадків розчини, які містить карбонатну кислоту, просочують глинисті або інші відклади і утворюють породи, збагачені СаСО₃, наприклад, леси. Слід відмітити, що карбонати Mg значно менше поширені, ніж карбонати Са. Ґрунти, які утворюються на карбонатних породах, переважно відзначаються великим вмістом Са і (в меншій мірі) Mg, що має значний позитивний вплив на агрономічні властивості ґрунтів. Крім карбонатів, зустрічаються відклади Са у вигляді гіпсу (СаSО₄·2Н₂О), який завдяки своїй великій розчинності зберігається у поверхневих шарах лише у областях з сухим кліматом.

Відклади натрієвих солей переважно утворюються у формі хлоридів або сульфатів на дні солених озер або відокремлених морських заток, якщо кількість випаровування значна, і концентрація солей зростає. У поверхневих шарах літосфери натрієві солі можуть тривалий час зберігатись лише в умовах сухого клімату, де вони зумовлюють утворенню засолених ґрунтів. Скупчення калійних солей зустрічаються на земній поверхні рідше, ніж натрієвих; відому роль у цьому відіграє, мабуть, порівняна стійкість первинних калійних мінералів.

Сказане вище про процеси вивітрювання, вимивання і перерозподілу з’єднань Са, Mg, K i Na дає змогу стверджувати, що у ґрунтах середній вміст цих елементів нижчий, ніж у середньому у літосфері (див. табл. 2.2). Особливо різко знижений у ґрунтах % вміст Na – елемента, який переважає у літосфері. Переважають у ґрунтах Са і К, яких найменше у гідросфері.

Лужні та лужноземельні основи у ґрунтах входять до складу первинних мінералів (в основному польові шпати, слюди, рогові обманки) і вторинних глинистих мінералів групи гідрослюд і монтморилоніту, входячи до їх кристалічних граток. Значна частина катіонів у ґрунтах знаходиться у адсорбованому стані на поверхні високодисперсних частинок – мінеральних і органічних. Са майже повністю відсутній у кристалічній гратці глинистих мінералів, зате займає перше місце серед вбирних основ. Друге місце серед вбирних основ належить Mg. Nа (як і К) у адсорбованому стані знаходиться у більшості ґрунтів у дуже малих кількостях, лише у засолених ґрунтах Nа відіграє помітну роль серед вбирних основ. К у більшій своїй частині входить до кристалічної решітки мінералів, а у адсорбованому стані його кількість дуже незначна.

К, Mg i Са є катіонами, які відіграють важливу фізіологічну роль, використовуються рослтинами у значних кількостях. Потреба рослин у Na у більшості випадків невелика.

З трьох катіонів (К, Mg, Са), які потрібні рослинам у великих кількостях, найрідше зустрічається нестача у Са. Також рідкісні випадки нестачі Mg у ґрунтах. К часто є у ґрунтах у кількостях, що не забезпечують потреби рослин. Це пояснюється тим, що рослини вбирають К у кілька разів більше, ніж Са і Mg, а з другої сторони, значна частина К у ґрунті знаходиться у вигляді первинних мінералів, у нерозчинній і недоступній рослинам формі. (тому вносять калійні добрива)

Отже, сім елементів – Si, Al, Fe, Ca, Mg, K i Na – разом з О складають по вазі ≈ 97 % літосфери. Відповідно, інші елементи представлені у ґрунті в невеликих кількостях. Однак деякі з них відіграють суттєву роль у житті рослин.

Дата добавления: 2014-01-04