1. Talajalkotók
1.2 Ásványok, kőzetek, szilikátok, agyagásványok mezőgazdasági jelentősége
Ásványok: olyan földtani képződmények, amelyek kémiai összetétele egyszerű képlettel felírható. Megkülönböztetünk: elsődleges és másodlagos ásványokat.
Kőzetek: az ásványok meghatározott társulásai. Eredet szerint van:
- magmás (mélységi) - üledékes (szediment)
- átkristályosodott (metamorf) kőzetek.
Ásványok szerkezete:
- többnyire szabályos szerkezetűek, valamilyen geometriai idommal leírható, kristályos ásványok
- amorf ásványok, alaktalanok
- tulajdonságaik a kristályosodás körülményeitől függnek:
magas hőmérsékleten alacsony hőmérsékleten kristályosodnak kristályosodnak
↓ ↓
elsődleges ásványok ülepedéssel, többnyire másodlagos ásványok - homok és iszapfrakciók pl. karbonátok, kéntartalmú ásványok, réteg
pl. kvarc, földpátok szilikátok, oxidok
Az ásványok koordinációs száma és a kation – anion sugárarány jelentősége:
- az ásványokat jól jellemzi a koordinációs szám (a rácselemek központi ionjait hány oxigén veszi körül)
- a kationokat legtöbbször oxigénionok veszik körül (a térbeli elrendeződés szempontjából a kation – oxigén arány a meghatározó)
Legfontosabb talajképző ásványok:
- szilikátok, oxidok és hidroxidok, karbonátok, szulfidok és szulfátok, kloridok, foszfátok, nitrátok
Mállás: az ásványok vagy kőzetek fizikai, kémiai, biológiai hatásnak vannak kitéve → megváltozik a szerkezetük. Az ionok szerkezete, vegyértéke abban a környezetben stabil, amelyekben létrejöttek.
A talajképződés kémiai változásait a vízzel, O2-nel és CO2-dal való érintkezés okozza.
A mállás az a folyamat, amikor az ásványból és kőzetből talaj képződik. Ha magmás és metamorf kőzetei vannak, azok szilárdak, sűrűk és a mállás során porózussá válnak. Alacsony hőmérsékleten a másodlagos ásványok a mállás során kis méretűek lesznek és rosszul kristályosodóvá válnak.
A mállás során az új szilárd fázis létrejöhet átkristályosodással, az eredeti ásvány oldódásával, valamint kicsapódással. A málláskor felszabaduló ionok oldatba mennek.
Megkülönböztetünk különböző stabilitású ásványokat:
- gyenge stabilitás (gipsz, mészkő, dolomit) - nagy stabilitás
A könnyen málló ásványok egy sor mikroelemet tartalmaznak → mállásuk folyamán a talaj mikroelem szolgáltató képessége növekszik. A mállás végeredménye a rendezetlenség, a kisebb energiaállapot beállása. Bármely ion számára a legstabilabb állapot a végtelen híg vizes oldat. A Föld vízkészlete azonban véges, ennélfogva a végtelen hígítás állapota nem érhető el. Az ionok feloldása a talajban a málló részecskék felületén lévő vékony vízfilmre korlátozódik. A talaj a vízhez képest alkalmas közeg a szerves molekulák polimerizációjához. A szárazföldi víz legtöbb oldott anyaga a talajból származik, ahol a mállás a legaktívabb. A víz összetétele a nagyobb mélységben nem változik.
A kőzet és a talaj különbözősége
A kőzetek és a talajok között a lényeges különbségek a következők:
- a talaj nem jöhet létre a kőzet nélkül ↔ a kőzet viszont talaj nélkül keletkezhet - a talajképző tényezők hatására jön létre a talaj, tájban jelentkezik
- a talaj tükrözi az adott táj éghajlati, növényzeti sajátosságait - a kőzet tájtól függetlenül jön létre
- a talajban található szerves anyag, a kőzetben ritkán van szerves anyag
- a talajban a szerves anyag a felszíntől a mélységgel csökken, míg a kőzetben, ha előfordul szerves anyag, ez az eloszlás nincs meg
A talaj szintekre tagolódik, amelyeknek meghatározott sorrendje és genetikai kapcsolata van. A talajtípusokra jellemző a szelvény vastagsága (cm, m-es nagyságrendű). A talajban létrejöhetnek másodlagos képződmények. Ezeknek az eloszlása eltér a kőzetben kialakult egyéb képződményektől.
Szerkezet: a talajokra jellemző a morfológiai (morzsás, cserepes) szerkezet, a kőzetre nem.
A talaj felső szintjében a szerkezet biológiai tevékenységben kapcsolódik. A talajszintek általában a felszínnel párhuzamosak ↔ a kőzetek nem párhuzamosak a felszínnel.
A flóra és a fauna
Eloszlása a talajban sajátos, a talajtípusra jellemző. A talajnak termékenysége van ↔ a kőzetnek nincs. Ha a kőzetből 1,5 m rétegű talaj kialakul, az a növény számára már elegendő vizet tartalmaz, tárolhat. A természetes termékenységnek megfelelő tápanyagot szolgáltat a növény számára.
Szilikátok
A szerves világban a szén képes önmagával kapcsolódni, és ezáltal nagy molekulákat létrehozni.
A szervetlen világban a Si képes O2 hidakon keresztül egymáshoz kapcsolódni, ez által szintén nagy molekulák jönnek létre. A szilikátok különböző kovasavak (meta, orto és polikovasavak) fémekkel alkotott sója. A szilikátok ásványok, jellemző rájuk a Si-tetraéder: a központi idom a Si és ezt a tetraéder csúcsán lévő 4 O2 veszi körül. A szilikátokat a tetraéderek kapcsolódása szerint csoportosítjuk. Eszerint megkülönböztetünk:
a) sziget szilikátokat
b) lánc vagy szalag szilikátokat c) rétegrácsos szilikátokat d) térrácsos szilikátokat
Izomorf helyettesítés: azt jelenti, hogy a Si tetraéderben a Si-ot, Al, Fe, Mg stb. helyettesíti.
Ezáltal a szilikátban töltésfelesleg jön létre, ami megteremti a lehetőséget a kation megkötőképességének.
Agyagásványok keletkezése
Agyagásványok → másodlagos szilikátok
Az agyag kifejezés a talajtanban 2 fogalmat fed. Talajfizikai értelemben szemcseméretet jelent, vagyis a talaj szervetlen szilárd fázisnak azt a részét, amely 0,002-nél kisebb szemcsékből áll. Más értelemben az agyag minőséget jelent, vagyis az agyagásványok összességét. A talajra jellemző fizikai és kémiai tulajdonságokat az eltérő minőségű agyagásványok egymáshoz viszonyított aránya szabja meg.
A talaj 2 legaktívabb alkotórésze, az agyagásvány és a humusz.
Az agyagásványokat a rácssíkok száma és a síkokból létrejött rácskötegek kapcsolódási módja szerint a következő csoportba osztjuk:
- 2 rétegű agyagásványok: 1 tetraéderből és 1 oktaéderből épülnek fel (TO) (kaolinit, halloizit) - 3 rétegű agyagásványok: tetra, okta, tetra szerkezet (TOT), mezőgazdasági szempontból a
legfontosabbak (illit, vermikulit, montmorillonit) - 4 rétegű agyagásványok (TOT +O) (klorit)
Az agyagásványok legfontosabb tulajdonságai:
- ionmegkötő képesség - duzzadó képesség - ioncserélő képesség
Az agyagásványok néhány kémiai, fizikai tulajdonsága Megnevezés Ion-megkötő
képesség Duzzadó képesség Ioncserélő képesség
Kaolinit kicsi kicsi kicsi
Illit közepes mérsékelt közepes
Vermikulit nagy közepes vagy nagy nagy
Montmorillonit nagy nagy nagy
Klorit kicsi kicsi kicsi
2.
A kaolinit kis abszorpciós kapacitással rendelkezik. A nagy fajlagos felület nagy vízmegkötő képességet is jelent. A legnagyobb vízmegkötő képességgel a montmorillonit rendelkezik (nagy belső felülettel rendelkezik, zeg-zugos).
Duzzadás: az agyagásványok vízzel érintkezve térfogatukat megnövelik.
- legkisebb a kaolinit duzzadása - közepes a vermikulit duzzadása
- legnagyobb a montmorillonit duzzadása.
A duzzadást a kationok is befolyásolják. Legjobb duzzadó képességűek a Na anyagok.
Ioncserélő képesség: az agyagásvány olyan hővel köti meg a kationt, hogy azt képes leadni, vagyis a növény fel tudja venni.
- az ioncserében a megkötött kationoknak csak egy része vesz részt
- a talaj aktív alkotórészei az agyagásványok (ezek mennyisége és aránya határozza meg a talaj tulajdonságait)
- a homoktalajok tulajdonságait az agyagos rész határozza meg
- az agyagásványoknak jelentős szerepe van a talajok K-gazdálkodásában (a K 90%-ban agyagásványokhoz kötődik)
- meghatározza a talaj pufferképességét
- az illites talajok jobban savanyodnak is, mint a montmorillonitosok.