М о д у л ь V. Виникнення і розвиток ґрунту. Морфологічні ознаки і хімічний склад ґрунту. Ґрунтовий розчин

Тема 1. Виникнення і розвиток ґрунту.

Питання теми

Поняття про ґрунт. Характерні ознаки.

Ґрунтоутворення. Фактори ґрунтоутворення.

Основні терміни: ґрунт, ґрунтоутворення, фактори ґрунтоутворення, морфологічні ознаки ґрунту.

Поняття про ґрунт. Характерні ознаки. Ґрунт – це пухкий видозмінений поверхневий шар земної кори, який продовжується змінюватися під впливом біологічних, хімічних і фізичних процесів і який на відміну від гірської породи характеризується родючістю.

Ґрунт є основним засобом сільськогосподарського виробництва. Він забезпечує рослини мінеральними і органічними речовинами від яких залежить ріст і розвиток рослин, а відповідно їх врожайність.

Для ґрунту характерні такі ознаки:

· родючість;

· обмеженість у просторі;

· здатність змінюватись;

· наявність живих і неживих компонентів, тобто ґрунт це органо-мінеральне утворення.

Оскільки ґрунти є основним засобом сільськогосподарського виробництва, їх необхідно зберігати і покращувати. Будь-які агротехнічні і меліоративні роботи потрібно проводити у відповідності з характером і властивостями ґрунтів, з врахуванням змін, які можуть відбутися в результаті впливу на ґрунти.

Ґрунтоутворення. Фактори ґрунтоутворення. У всіх гірських породах, з моменту їх утворення, відбуваються процеси вивітрювання. В результаті вивітрювання гірські породи переходять із масивного стану (скали, каміння) у подрібнений стан (пісок, глина). При цьому вони набувають нових властивостей - пористості, водопроникливості, повітропроникливості, вологоємності. Таким чином, виникають умови для проростання рослинності. Але така гірська порода безплідна або характеризується лише незначною родючістю. Це пов’язано з тим, що біологічно важливий елемент азот, який потрібний рослинам у великих кількостях, практично не міститься в магматичних гірських породах. За даними А. П. Виноградова в гранітах, ліпаритах та інших магматичних породах міститься лише 0,0036% азоту. Накопичення азоту в поверхневих горизонтах відбувається в результаті життєдіяльності земних рослин і мікроорганізмів. Відповідно, процеси хімічного і фізичного вивітрювання не можуть привести до створення ґрунту з гірської породи, вони лише готують гірську породу до проходження в ній ґрунтоутворюючого процесу. Перетворення гірської породи на ґрунт відбувається в результаті вивітрювання і ґрунтоутворення.

Ґрунтоутворення – це сукупність явищ перетворення речовин і енергії, які відбуваються в поверхневих шарах земної кори і призводять до утворення ґрунту. (А.А. Роде).

Початком ґрунтоутворення необхідно вважати момент, коли на продуктах вивітрювання гірських порід оселяються рослини і мікроорганізми. З цього моменту починає формуватись ґрунт, який характеризуються родючістю.

Всі явища ґрунтоутворення тісно пов’язані з розвитком рослинності, тваринного світу і мікроорганізмів.

Роль рослин у виникненні ґрунтів полягає в тому, що вони пронизуючи корінням ґрунтоутворюючу породу, поглинають з неї поживні речовини і азот, які з’явились в результаті життєдіяльності мікроорганізмів, і накопичують ці речовини в синтезованих органічних речовин свого тіла. Відмерлі залишки рослин концентруються у верхніх шарах ґрунтоутворюючої породи і є джерелом енергії для мікроорганізмів і, таким чином, створють сприятливі умови живлення для нових поколінь рослин.

Отже, гірську породу у ґрунт перетворюють зелені рослини і мікроорганізми.

В процесі розкладу рослинних залишків в ґрунті синтезуються органічні речовини – гумус. Гумус повільно руйнується мікроорганізмами, накопичується в ґрунті і надає йому нових фізичних і фізико-хімічних властивостей. При розкладанні органічних речовин утворюються органічні кислоти, які впливають на материнську породу покращуюючи її вивітрювання.

Таким чином, ґрунтоутворення – це два процеси: подрібнення поверхневих шарів гірських порід і перехід мінеральних речовин в органічні і навпаки. Але наведений процес ґрунтоутворення – це лише загальна схема. При ґрунтоутворенні, поряд з біологічними, постійно відбувається фізичні, хімічні і фізико-хімічні процеси. Але все таки провідну роль відіграє біологічний процес.

Виділяють природні та антропогенні фактори ґрунтоутворення.

Природні фактори. На ґрунтоутворення впливають природні умови в яких воно відбувається. Вперше цей зв’язок між природними факторами і характером ґрунтоутворення встановив Докучаєв. Умови від яких залежать ґрунтоутворення він назвав факторами ґрунтоутворення. До цих факторів відносяться ґрунтоутворюючі породи, рослинний і тваринний світ, клімат, рельєф, вік ґрунту.

Ґрунтоутворюючі породи. Значення ґрунтоутворюючої (материнської) породи як фактора ґрунтоутворення полягає в тому, що вона є середовищем в якому проявляється діяльність живих організмів і тим вихідним матеріалом з якого формується ґрунт. Ґрунтоутворююча порода не лише інертна основа ґрунту, вона бере участь в процесах ґрунтоутворення.

Якість ґрунту залежить, насамперед, від хімічного складу гірської породи. Чим більше хімічних елементів у породі, тим кращим буде ґрунт, і навпаки.

Велике значення має механічний склад і будова породи. Від них залежать фізичні властивості ґрунту, щільність, водний, повітряний і тепловий режим, глибина залягання ґрунтових вод. Всі ці властивості впливають на характер ґрунтоутворюючих процесів, мінералізацію і гуміфікацію рослинних решток, швидкість накопичення і переміщення речовин у ґрунті.

Найбільш цінні ґрунтоутворюючі породи карбонатні леси, лесовані суглинки, менш цінні – безкарбонатні суглинки. Бідні материнські породи – кварцові піски. Є породи, які містять багато солей, ґрунти, які на них утворюються, характеризуються великим вмістом легкорозчинних солей.

Рослинний і тваринний світ. Рослинність – це основний фактор ґрунтоутворення. З нею пов’язана акумуляція поживних елементів в верхніх шарах ґрунту, а також утворення гумусу. Рештки рослин у ґрунті – необхідна умова розвитку ґрунтових мікроорганізмів. Завдяки кислим кореневим виділенням, рослини підсилюють процес вивітрювання. Все це процес прямого впливу рослин на ґрунтоутворення.

Вплив рослин на ґрунтоутворення може бути не прямим, а опосередкованим. Наприклад, рослинний покрив може змінювати кліматичні умови на незначних ділянках.

Суттєве значення у ґрунтоутворенні мають тварини. Земляні черви подрібнюють органічні речовини і пропускають їх разом з мінеральними речовинами через травний тракт. В результаті цього відбуваються зміни хімічних і фізичних властивостей. Дощовий черв’як здатний щорічно пропускати через свій організм до 10т ґрунтових мас. Кроти, миші, роблячи в землі свої ходи, змішують органічні речовини з мінеральними, підвищують водо- і повітро- проникливість ґрунту, що прискорює розклад органічних решток.

Значення тварин у розкладі органічних речовин полягає в тому, що значна частина органічних решток перш ніж потрапити в ґрунт, підлягає переробці в органах травлення тварин.

Клімат. Великий вплив на розвиток ґрунтоутворюючих процесів має клімат. З кліматом пов’язані народжене вологи і тепла в ґрунт, а вони, в свою чергу, визначають характер рослинності та інтенсивність ґрунтових мікробіологічних процесів. Відповідно з кліматом пов’язане збагачення ґрунту органічними речовинами.

Надлишок опадів зумовлює вимивання з ґрунту легкорозчинних солей. При посушливому кліматі легкорозчинні солі не лише не виносяться, а, навпаки, накопичуються у верхніх шарах ґрунту, зумовлюючи засолення.

Кліматичні умови впливають на фізичні, хімічні і фізико-хімічні властивості ґрунту, тому в різних кліматичних зонах ґрунтоутворюючі процеси відбуваються в різних напрямках.

Рельєф місцевості. Відноситься до важливих факторів ґрунтоутворення. Рельєф на ґрунтоутворення впливає опосередковано, він змінює вплив клімату. На рівнинних ділянках розподілення атмосферних опадів, тепла і світла повсюди однакове, на гірській місцевості воно не рівномірне. Понижені ділянки і западини завжди сильніше зволожені ніж схили і підвищення, південні схили отримують більше тепла і світла ніж північні. Така зміна кліматичних факторів в конкретних умовах рельєфу місцевості створює мікроклімат.

Вік ґрунту. Природній процес ґрунтоутворення здійснюється у часі. Тому суттєве значення в еволюції ґрунтів має їх вік. Розрізняють абсолютний і відносний вік.

Абсолютний вік ґрунту – це проміжок часу, який пройшов з моменту виникнення того чи іншого ґрунту, до сучасної стадії розвитку. Абсолютний вік ґрунту нерозривно пов’язаний з віком країни, чим раніше країна чи місцевість звільнилась від водного чи льодового покриву і чим раніше материнські породи почали зазнавати процесів ґрунтоутворення, тим більший вік буде мати ґрунт. До старих ґрунтів відносяться чорноземи південних степів. Молоді ґрунти – це ґрунти північних окраїн. Ще молодішими будуть ґрунти, які формуються на сучасних алювіальних відкладах у долинах річок, на обмілинах, а також на породах, які утворились в результаті періодичного змиву і зносу.

На ділянках суші, які одночасно звільнились від льодового чи водного покриву, ґрунти мають однаковий абсолютний вік, але проходять не одну й ту саму стадію розвитку. Причина цього зумовлена неоднорідністю ґрунтоутворюючих порід, відмінностями рельєфу, а також іншими місцевими умовами, які зумовлюють різні напрямки і різну швидкість біологічних і геологічних процесів на різних ділянках абсолютно одновікової території. Така різниця у розвитку ґрунтів на одній загальній території називається відносним віком ґрунту.

Природні фактори впливають на процес ґрунтоутворення у тісному взаємозв’язку. Вони діють не лише на ґрунт, а й один на одного. Крім того, сам ґрунт впливає на фактори ґрунтоутворення, зумовлюючи їх зміни. Наприклад, будь-яка зміна рослинності супроводжується зміною ґрунту і, навпаки, зміна ґрунту веде до зміни рослинності.

Антропогенні фактори. Шляхи і способи впливу людини на ґрунт дуже різноманітні. Механічний обробіток, удобрення, створення полезахисних смуг, осушення, зрошення всі ці заходи можуть змінити як напрямок ґрунтоутворюючого процесу, так якість ґрунту і його родючість. В.Р. Вільямс довів, що ґрунт не лише об’єкт праці і засіб виробництва, а й “продукт праці”, тому не можна вивчати його розвиток, не враховуючи вплив діяльності людини на процес ґрунтоутворення.

Вплив людини на ґрунт на різних етапах розвитку суспільства був різний. В епоху примітивного землеробства вплив людини на ґрунтовий покрив полягав, головним чином, в викорчувані і випалювані лісів, розорюванні цілинних земель.

Стихійне знищення лісів, особливо при пожарах, впливає на ґрунтоутворюючі процеси. У північних областях знищення лісів призводило до заболочення ґрунтів, до перетворення їх в болота. В південних районах знищення лісів підсилювало діяльність вітрів, що погіршувало водний режим ґрунтів. Розвиток суспільних відносин, становлення капіталізму, розвиток промисловості і сільського господарства привело до нераціонального ґрунтів.

Таким чином, виробнича діяльність людини могутній фактор ґрунтоутворення.

Ми з’ясували, що ґрунт це поверхневий шар земної кори, який змінений і продовжує змінюватись під впливом фізичних, хімічних і біологічних явищ навколишнього середовища – факторів ґрунтоутворення.