A TALAJ FOGALMA, ÖSSZETÉTELE, TALAJKÉPZŐ ÁSVÁNYOK

A talaj fogalma A talaj a szilárd földfelszín laza, termékeny takarója. A termékenység a talaj specifikus minőségi jellemzője. Kifejezi, hogy a növényeket vízzel és vízben oldott tápanyaggal el tudja látni. A talaj állandóan ható dinamikus kölcsönhatások színtere.

polidiszperz rendszer. A talaj heterogén, háromfázisú polidiszperz rendszer.

A talajok alkotórészei

Ásványi anyagok méret szerinti csoportosítása > 2mm kő és kavics 0,02-2 mm homok 0,002-0,02 mm por, iszap < 0,002 mm agyag

A talaj abiotikus alkotórészei Szilárd fázis Folyékony fázis (talajoldat) Gázfázis (talajlevegő) Ásványi Szerves 1., Nyers ásvány törmelék (kő, kavics homok) 2., Átalakult és újraképződött ásványok (kristályos és amorf anyagok) 1.,Elhalt növényi és állati maradványok 2., Szerves bomlástermékek 3., Humusz 1., Víz oldott szerves és szervetlen anyagok 2., Talajnedvességben oldott gázok (CO2, O2) CO2, O2, N2, vízgőz

A talajflóra és –fauna csoportosítása Mikroflóra: Baktériumok Sugárgombák Mikroszkópos gombák Algák Makroflóra: Magasabb rendű növények gyökérzete Mikrofauna (<0,2 mm) Egysejtűek (Protozoa) - csillósok - ostorosok -gyökérlábúak Mezofauna (0,2-4 mm) Kerekes férgek Medveállatkák Fonálférgek Atkák Makrofauna (4-80 mm) Televényférgek Egyéb soklábúak Földigiliszták Egyéb rovarok Csigák Bogarak és lárvák Pókok Százlábúak Megafauna (>80 mm) Gerincesek: hüllők, kisemlősök

Szerves vegyületek oxidációja Az élőszervezetek csoportosítása a táplálékukhoz szükséges szénforrás és energiaforrás szerint Kategória Energiaforrás Szénforrás Példák Fotoautotrófok Napsugárzás CO2 Magasabb rendű növények, algák, egyes baktériumok Fotoheterotrófok Szerves vegyületek A nem-S bibor baktériumok Kemoautotrófok Szerves vegyületek oxidációja Specializálódott baktériumok, pl. N és S-oxidáló baktériumok Kemoheterotrófok Minden állat (gerincesek és gerinctelen ), a legtöbb baktérium és gomba

A talaj ökológiai funkciói A biomassza termelés/termesztés alapvető közege. (Az állatvilág és az ember létezésének alapja). Raktározó, pufferoló (tompító), szűrő és átalakító rendszer. - Az élővilág sokféle egyedének és populációjának élőhelye, így a biológiai sokféleség (biodiverzitás) fenntartásának nélkülözhetetlen eleme.

Talajképző ásványok csoportosítása Szilikátok Primer Szekunder (agyagásványok) Oxidok és hidroxidok Karbonátok Kloridok Szekunder Szulfátok és szulfidok Foszfátok

A fontosabb ionok koordinációs száma és a koordinációs egységek térszerkezete rkat/rox K N5+:O2- C4+:O2- 0,15 0,14 3 [NO3]- [CO3]2- Háromszög S6 +:O2- P3+:O2- Si4+:O2- Al3+:O2- 0,26 0,31 0,37 4 [SO4]2- [PO4]3- [SiO4]4- [AlO4]5- Tetraéder

A fontosabb ionok koordinációs száma és a koordinációs egységek térszerkezete rkat/rox K Al3+:O2- Mg2+:O2- Fe2+:O2- 0,43 0,49 0,56 6 AlO6 MgO6 FeO6 Oktaéder Na+:O2- Ca2+:O2- 0,73 0,75 8 NaO8 CaO8 Kocka csúcsain K+:O2- 1,00 12 KO12 Legtömörebb elrendezés

Szilikátok Metakovasav (H2SiO3): HO Si = O HO Ortokovasav (H4SiO4): HO OH Si HO OH Polikovasavak: HO OH OH HO - Si – O -Si – O – Si - OH HO OH OH

Szilikátrács alaptípusok sziget- lánc- szalag- síkrácsos- térrácsos- szilikátok

A szilikátok csoportosítása Szigetszilikátok a. Olivinek (Mg, Fe2+-szilikátok) Lánc- és szalagszilikátok a. Piroxének (Ca, Mg, Fe2+-szilikátok) b. Amfibolok (Ca, Mg, Fe2+-szilikátok) Rétegrácsos szilikátok a. Steatit (talk); trioktaéderes b. Csillámok: -biotit, K [Mg, Fe2+]3 AlSiO3(OH)2 (trioktaéderes) -muszkovit, KAl3Si3O10(OH)2 (dioktaéderes)

Tetraéderek és oktaéderek kapcsolódásának gömbmodellje

Térrácsos szilikátok a. Kvarc (SiO2) b. Földpátok: - ortoklász (káliumföldpát) KAlSi3O8 - plagioklászok: albit (nátriumföldpát) NaAlSi3O8 anortit (mészföldpát) CaAl2Si3O8 c. Földpátpótlók (analcim-leucit csoport): leucit KAlSi2O8 nefelin NaAlSi2O4 analcim NaAlSi2O6 * H2O d. Zeolitok

Az agyagásványok képződésének elvi sémája aprózódás -K -K -K vermikulit a,csillámok hidrocsillámok illit montmorilonit +K +K +K +Al, Mg - Al, Mg másodlagos klorit b, földpátok -(Ca, Mg, K, Na) bomlás +H+ allofánok, kaolinit piroxének, termékek +K illit amfibolok +Ca, Mg montmorrilit és vermikulit

Agyagásványok csoportasítása Kétréteges (1:1vagy TO típusú) agyagásványok: KAOLINIT Háromréteges (2:1 vagy TOT típusú) agyagásványok: ILLIT VERMIKULIT MONTMORILLONIT (szmektitek) Négyrétes (2:1+1 vagy TOT+O) agyagásványok: KLORIT Allofánok (röntgenamorf) agyagásványok Vegyesrácsú és átmeneti agyagásványok

Protonleadásra (disszociációra) képes gyökök kialakulása az agyagásványok törésfelületén 2H+ + 2OH- - Si – O – Si - - Si – O - - Si - - SiOH OHSi – l l l l l + l Al – O – Al- - Al – O - - Al - - AlOH HOAl – OH- -Al – OH - ALO- + H 2O Kationcsere T mgeé/100g H+ kapacitás -Al – OH - AlOH mgeé: milligramm - egyenérték (mekv: milliekvivalens)

KAOLINIT ( T = 3-15mgeé / 100g)

KAOLINIT ( T = 3-15mgeé / 100g)

ILLIT (T = 20 – 50 mgeé / 100g)

ILLIT (T = 20 – 50 mgeé / 100g)

VERMIKULIT ( T= 120 – 200 mgeé / 100g)

MONTMORRILONIT ( T= 60 – 120 mgeé / 100g)

MONTMORRILONIT ( T= 60 – 120 mgeé / 100g)

KLORIT (T = 10 – 40 mgeé / 100g)

Agyagásványok kémiai összetétele SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O % Kaolinit 45-48 38-40 - Illit 50-56 18-31 2-5 0-2 1-4 4-6 0-1 Vermikulit 33-37 7-18 3-12 20-28 0-0,4 Montmorillonit 52-55 0-28 0-30 0-3 0-2,5 0-0,5 Klorit 25-35 12-14 0-15 12-34

Oxidok és hidroxidok Sziliciumoxidok - Kvarc (SiO2) - Opál (SiO2*nH2O) Vas oxidok éd hidroxidok a, Limonit berna vaskő, vasrozsda Fe(OH)3 b, Hematit Fe2O3 (vörösvasérc) c, Ferro-ferri-hidroxid Fe(II)6Fe(III)2(OH)18 d, Ferro-hidroxid Fe(OH)2 kékes – zöld, amorf kolloid geljes szintek – redukciós viszonyok

Alumínium és mangán hidroxidok a, Gibbsit vagy hidrargillit γ- Al(OH)3 Mállás során az amorf Al(OH)3*nH2O-ból fokozatosan hidrargillit γ- AlO(OH) alakul b, Mangán(III)-hidroxid Mn(OH)3 *nH2O , MnO(OH) mangenit c, Piroluzit β- MnO2

Karbonátok a, Kalcit CaCO3 b, Dolomit CaMg(CO3)2 c, Sziderit FeCO3 d, Szóda Na2CO3*H2O

5. Szulfátok és szulfidok a, Gipsz CaSO4*H2O b, Mirabilit (glaubersó) NaSO4*10H2O c, Epszomit MgSO4*7H2O d, Ferroszulfid FeS2 6. Kloridok A NaCl nagyobb mennyiségben csak szikes, sós talajokban halmozódik fel.

Foszfátok a, Apatitok Ca5(PO4)3F, Ca5(PO4)3OH, Ca5(PO4)3Cl oldékonyságuk a közeg savanyodásakor növekszik b, Ca-ortofoszfátok Ca3(PO4)2 trikálciumfoszfát CaHPO4 dikálciumfoszfát Ca(H2PO4)2 monokálciumfoszfát c, Vivianit Fe3(PO4)2*8H2O d, Strengit FePO4*2H2O e, Variscit AlPO4*2H2O

Talajképző kőzetek osztályozása MAGMÁS plutonikus vulkanikus telér Kristályszerkezet: kristályos üveges (hialin szerkezet) savanyú, semleges, bázikus (kovasavtartalomtól függ) ÜLEDÉKES szervetlen: oldatból kicsapódott (mész dolomit) szerves: (tőzeg, nyersfoszfát, guanó) METEMORF kristályos palák (agyagpala, csillámpala stb.) márvány (mészkőből)

Üledékes kőzetek b, szél: laza por, kötött lösz A, Szervetlen B, Szerves eredetű 1, Törmelékes -felaprózottság alapján: tőzeg a, durva üledékes >2 mm guanó b,homokos 2-0,02 mm nyersfoszfát c, agyagos <0,02 mm -Szállító közeg lehet: a, víz: laza iszap, kötött agyag és lösz b, szél: laza por, kötött lösz 2, Vegyi eredetű vagy oldatból kivált mészkő dolomit márga agyagos márga meszes márga