Minerały glebowe


Minerały glebowe w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania Schemat fazowej struktury gleby

Minerały glebowe – nieorganiczna część substancji glebowych, produkty wietrzenia magmowych, metamorficznych lub osadowych skał macierzystych (minerały pierwotne) lub związki powstające w czasie powstawania gleby (minerały wtórne). Poza składnikami mineralnymi w strukturze gleby występują stałe cząstki organiczne (próchnica), organiczno-mineralne, roztwór glebowy, gazy (powietrze i para wodna) oraz organizmy żywe (edafon)[1][2].

Spis treści

Skład chemiczny | edytuj kod

Informacje o chemicznym składzie minerałów najczęściej występujących w glebach zawierają tabele.


Struktura krystaliczna | edytuj kod

Luka tetraedryczna i oktaedryczna w komórce elementarnej sieci rsc Schemat warstwowych struktur iłów

O sorpcyjnych właściwościach minerałów glebowych decyduje obecność podstawowych jednostek struktury krystalicznej (komórek elementarnych), w których[1]:

  • węzły sieci krystalicznej są obsadzone przez atomy tlenu,
  • jony Si zajmują luki tetraedryczne (w modelu kulowym – przestrzenie otoczone czterema stykającymi się kulami),
  • jony Al zajmują luki oktaedryczne (przestrzenie otoczone sześcioma stykającymi się kulami).

Największą wartość z punktu widzenia chemii rolnej mają minerały zbudowane z naprzemianległych warstw czworościanów i ośmiościanów, połączonych mostkami Al–O–Si. Z takich elementów powstają pakiety podwójne, potrójne kub poczwórne. Są oddzielone przestrzeniami międzypakietowymi o różnych wymiarach, od których zależy możliwość sorpcji różnych kationów i skłonność do pęcznienia w wodzie.

  • Strukturę kaolinitu tworzą pakiety dwuwarstwowe. Szerokość przestrzeni między warstwami wynosi 0,28 nm, wskutek czego minerał nie pęcznieje i ma niewielką pojemność sorpcyjną.
  • Minerałami trójwarstwowymi, w których warstwa oktaedryczna (glinowa) jest z obu stron związana z warstwami tetraedrycznymi (krzemowymi), są smektyt i wermikulit. Minerały te pęcznieją pod wpływem wody i mają bardzo dużą pojemność sorpcyjną. Jest to związane z szeroką przestrzenią międzypakietową (zmienną w zakresie 0,5–1,76 nm), w której mogą się zmieścić cząsteczki wody. Illit ma również pakiety trójwarstwowe, jednak jego pojemność sorpcyjna i skłonność do pęcznienia są nieznacznie większe niż w przypadku kaolinitu. W przestrzeni między pakietami (0,3 nm) występują silnie związane jony potasu K+ oraz Ca2+, Mg2+ i inne.
  • Przedstawicielem minerałów o pakietach czterowarstwowych jest chloryt. Pakiety tworzą: warstwa 1 – Si–O, warstwa 2 – Al–O, warstwa 3 – Si–O, warstwa 4 (oktaedryczna) – Al, Fe, Mg–OH. Chloryt charakteryzuje się małą pojemnością sorpcyjną i nie pęcznieje.

W glebach Polski dominują składniki mineralne o pakietach mieszanych smektyt/illit oraz tlenki i uwodnione tlenki metali[1].

Skład granulometryczny | edytuj kod

Z punktu widzenia prawidłowych stosunków powietrzno-wodnych ważna jest nie tylko struktura sieci krystalicznej minerałów glebowych, ale w dużym stopniu również porowatość gleby, mieszcząca się w szerokim zakresie od ok. 30% do nawet 90% (dla większości roślin wartość optymalna wynosi 50-60%)

Porowatość zależy przede wszystkim od wielkości ziaren mineralnych. Zasady oznaczania i klasyfikowania gruntów w Europie precyzuje norma PN-EN ISO 14688-1:2006 (EN ISO 14688-1:2002)[3][2][4].

Pojemność sorpcyjna | edytuj kod

Mineralne składniki gleb o wymiarach <0,002 mm (ił koloidalny) oraz próchnica i cząstki organiczno-mineralne tworzą łącznie tzw. „glebowy kompleks sorpcyjny”, uczestniczący w zatrzymywaniu i dostarczaniu roślinom jonów biogennych, a w niekorzystnych warunkach również substancji szkodliwych (np. Al). Koloidy glebowe charakteryzuje się podając m.in. wartości[5]:

Energie adsorpcji poszczególnych kationów przez kompleksy sorpcyjne są zależne od ładunku jonów i ich wymiarów w postaci uwodnionej.

Tworzą szereg[5]:

Na+ < K+ < Mg2+ < Ca2+ < Al3+

Pojemność wymienna gleby w stosunku do kationów – pojemność wymiany kationów PWK – jest w dużym stopniu zależna od pH roztworu glebowego. Określane są rzeczywiste wartości PWKr, odnoszone do naturalnego pH gleby (inaczej – pojemność efektywna) i wartości pojemności potencjalnej (PWKpot, PWK8,2), często odnoszone do standardowej wartości pH = 8,2.

Przypisy | edytuj kod

  1. a b c d e Gleba jako środowisko odżywiania roślin. W: Mariusz Fotyma, Stanisław Mercik: Chemia rolna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1992.
  2. a b Aleksandra Borecka: Gruntoznawstwo (pol.). W: Katedra hydrogeologii i geologii inżynierskiej. Gruntoznawstwo, wykład 1 [on-line]. giigs.agh.edu.pl. [dostęp 2012-06-06].
  3. a b Badania geotechniczne -- Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów -- Część 1: Oznaczanie i opis (pol.). W: PN-EN ISO 14688-1:2006 (​ISBN 83-243-9801-5​) [on-line]. PKN. [dostęp 2012-06-06].
  4. Anna Gołębiewska, Anna Wudzka: Nowa klasyfikacja gruntów według Normy PN-EN ISO (pol.). W: GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 04/2006 (11), s. 44–55 [on-line]. [dostęp 2012-06-06].
  5. a b c Renata Bednarek, Helena Dziadowiec, Urszula Pokojska, Zbigniew Prusinkiewicz: Badania ekologiczno-gleboznawcze. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2004, s. 174–206. ISBN 83-01-14216-2.
Na podstawie artykułu: "Minerały glebowe" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy