Влияние на местния материал върху специфичните свойства на почвите
Тази статия предоставя широк преглед на някои от най-важните земеделски и строителни почвени свойства, които могат да бъдат засегнати от местен материал.
Химическото плодородие на почвата се отнася до нейния потенциал да осигурява хранителните вещества, необходими за растежа на растенията. Baer (1964) изброява елементите, които са от съществено значение за храненето на растенията и животните, както следва: C, H, O, P, K, N, S, Ca, Fe, Mg, Mn, Cu, B, Zn, Mo, Cl, Na, Ce, F и I. Къминг и Елиът (1991) определят нивата на токсичност и дефицит за повечето от тези хранителни вещества, т.е. стойностите на тяхното съдържание, което ще попречи на растежа на растенията.
Местният материал е основният източник на повечето хранителни вещества, с изключение на кислород, водород, азот и въглерод, които се въвеждат в почвата от атмосферата и органичните материали.
Трябва да се отбележи, че някои елементи, които са в налични количества в почвата, не могат да бъдат използвани от растенията, тъй като те могат да бъдат свързани в твърд кристал, например фосфор до апатит (PO). В допълнение, много растения изискват хранителни вещества в определени съотношения (напр. N-P-S). Следователно, въпреки че повечето хранителни вещества могат да бъдат намерени в адекватни количества, те не могат да бъдат използвани всички. Например магмените вулканични скали могат да бъдат бедни на S (поради тяхната променлива природа), което прави P и Ca неспособни да бъдат поети от много растения.
Способността на почвата да абсорбира и задържа важни хранителни вещества също е важно свойство при определяне на нейното плодородие. Това свойство се свързва със способността на почвите за катионен обмен.
Катионният капацитет на почвата също до голяма степен зависи от количеството и естеството наглината, която съдържа. Смектитите (включително монтморилонитите) и вермикулитите имат по-висока активност; в илит и каолинова глина тази активност е много по-ниска. Глините, образувани от мафични скали, са склонни да имат по-висока активност и следователно обмен на катиони, така че способността им да абсорбират и задържат хранителни вещества е много по-голяма от тези, образувани от по-силициев материал. Способността за катионен обмен също зависи от наличието на органичен материал.
Капацитетът на почвата да задържа аниони, т.е. отрицателно заредени йони (напр. някои азотни съединения), се увеличава с повърхностната площ на наличната глина и следователно е по-висок в глините, образувани от основни скални основи. Това свойство също зависи от количеството органична материя и наличието на микроорганизми.
В почвата могат да възникнат токсични условия поради високата концентрация на отделни елементи в основната скала. Baer (1964) изброява елементите, които обикновено определят тези условия. Тези елементи са Al, Ni, Hg, Pb, Cr и As. Важно е да се отбележи, че повечето елементи могат да доведат до токсични състояния, ако присъстват в определени концентрации, т.е. над тяхната "токсична граница" (Cumming and Elliot 1991). Ултраосновните скали са свързани с високи нива на токсични микроелементи като Ni, Cr, Co, Zn, Hg, Pb и други тежки метали, поради което почвите върху такива скали не са подходящи за селскостопански операции. Някои важни микроелементи често се намират в много ниски концентрации в почви, произхождащи от магмени вулканични скали. Това се дължи на загубата на силно летливи компоненти по време на магматичната фаза,например S и B.
От горното става ясно, че химическото плодородие на почвата и потенциалът за растеж на растенията ще бъдат по-високи върху основните основни скали с намаляване на силициевия материал. По този начин почвеното плодородие обикновено ще бъде много ниско, ако последните са образувани от кварцови пясъци и серпентенити; средното плодородие се дължи на гранодиоритите, а високото - на базалтите.
Ryan и Knott (1991) направиха статистическо сравнение между различен химичен състав на почвата (включително плодородие) и различни видове изходни скали (както е класифицирано от Turner, 1990).
Активността на присъстващата глина също влияе върху структурата на почвата. Високоактивните глини (смектити, вермикулити) правят почвата по-тежка от нискоактивните каолинитни и илитови глини. По правило основният материал на леглото обуславя наличието на по-активни глини, отколкото киселинни (например гранити). Повечето шисти обикновено определят глини с ниска до умерена активност.
По-големият размер на зърната на основната скала ще доведе до по-големи почвени частици (напр. кварц). По този начин пясъчниците и алевритите ще доведат до едрозърнеста текстура на почвата, за разлика от техните финозърнести еквиваленти, алеврити и риолити.
Някои примери за повърхностни текстури на почвата, които се очакват от различни основни скали са: пясъчник и гранит - от пясък до пясъчна глинеста почва (5-20% глина); андезити и грауваки - от песъчливи глинести до глинести (10 - 35% глина); шисти - от глинести до глинести глинести (20-35% глина); базалт - от глинести и средни глини (20 - 50% глина).
Най-структурираните почви са склонни да се образуват там, където има глини с високи нива на калций и ниски нива на натрий и в черноземи; високо ниво на микроорганизми, което се доказва от наличието насвободни железни и алуминиеви оксиди. Те са склонни да свързват глините в отделни частици, като по този начин подобряват структурата.
По този начин почвите, които са добре структурирани, обикновено се формират от ултраосновни до междинни материали, като базалти и андезити, докато почвите, които са слабо структурирани, обикновено се формират от по-силициеви материали, като гранит и пясъчници.
Gunn и Richardson (1979) също съобщават, че много магмени и метаморфни скали също съдържат значителни количества натрий, хлорид и други йони. По този начин е доказано, че повечето скали, с вероятно изключение на кварцовия пясъчник и алеврит, имат достатъчно натриеви, хлоридни и други йони.
Киселинността на почвата е важно свойство, тъй като може да има голямо влияние върху растежа и развитието на растенията, както и върху разтворимостта на различни хранителни вещества за растежа на растенията и различни токсични елементи.
Киселинността на почвата има тенденция да се увеличава с появата на силициева основна скала, така че почвите, образувани от силно силициеви пясъчници и гранити, като цяло ще бъдат по-киселинни от тези от андезити и базалти, при равни други условия.
Наличието на кисели сулфатни почви е проблем в много крайбрежни райони в източна Австралия, особено в ниско разположените райони. Когато тези почви са нарушени, в екстремни случаи могат да бъдат освободени много киселинни разтвори с pH 2 или по-ниско, което води до силно корозивни и токсични условия.
Явления на компресия и подуване
Явленията компресия, подуване и сезонно напукване са сериозни проблеми за изграждането на основи, земни язовири и пътища. Те обаче могат да доведат до развитиеефективна структура на почвата. Те възникват там, където има високо ниво на смектитни глини. Като цяло, колкото повече мафични скали, толкова по-голямо е количеството смектит. Глините илит и вермикулит (т.е. материалът е насложен с различни видове глини) могат да бъдат подложени на силно компресиране и набъбване. Каолинът и хлоритът имат нисък капацитет за подобни явления.
По този начин почвите, образувани от базалти, са склонни да имат висок потенциал за компресия и набъбване; почвите, образувани от няколко междинни типа скали като андезити, шисти и гранодиорити, имат умерен потенциал, докато силикатните скали като гранити и пясъчници осигуряват почви с нисък потенциал за компресия и набъбване.