Тема 2. Морфологічні ознаки ґрунту.

Питання теми

Будова ґрунту.

Потужність ґрунту і окремих його горизонтів

Колір ґрунту.

Структура ґрунту.

Механічний склад ґрунту.

Склад грунту.

Включення і новоутворення.

 Основні терміни: морфологічні ознаки, будова ґрунту, колір ґрунту, структура ґрунту, структурність ґрунту, механічний склад ґрунту, склад ґрунту, включення і новоутворення.

Будова ґрунту. Диференціація ґрунту на окремі генетичні горизонти називається профілем ґрунту. Формування ґрунтових горизонтів пов’язане з переміщенням різних речовин у товщі ґрунту. Залежності від клімату і напрямку руху водних розчинів ці речовини можуть перемішуватись по ґрунтовому профілю вверх і вниз. У верхньому шарі ґрунту утворюються і накопичуються органічні речовини. Верхній шарі називається гумусово-акумулятивним або гумусовим. Разом з накопиченням гумусу у верхніх шарах ґрунту під впливом води відбуваються процеси розчинення і виносу в нижні горизонти мінеральних і органічних речовин. Тому верхній горизонт ґрунту, також, називають гумусово-елювіальним.

Наступний шар ґрунту називається елювіальним. У ньому вимивання речовин переважає над їх накопиченням.

У наступному горизонті накопичуються речовини, які вимиваються з верхніх горизонтів. Він називається ілювіальним. У ґрунтах, де немає переміщення глинистих частинок (чорноземи, каштанові) це не ілювіальний горизонт, а перехідний від гумусного до материнської породи.

На цілинних ґрунтах на поверхні ґрунту розміщується горизонт рослинних решток з домішками мінеральних речовин. У лісах цей шар складається з листя, гілок, хвої і називається лісовою підстилкою, на луках і в степах – дерен.

У деяких ґрунтах спостерігаються процеси відновлення - глеєві процеси, які полягають у появі у ґрунтовому профілі сизуватих, буро-синіх плям чи суцільного глейового горизонту. Оглеєння є суттєвою морфологічною ознакою, яка вказує на довготривале застоювання вологи в ґрунті.

Всі перераховані горизонти називаються генетичними, так як пов’язані між собою спільним походженням.

Потужність ґрунту і окремих його горизонтів. Потужність ґрунту - це вертикальна протилежність його горизонтів, тобто товщина ґрунтового шару від поверхні до материнської породи. Різні ґрунти мають різну потужність від 40-50 до 100-150 см. За потужністю окремих горизонтів можна зробити висновок про вміст в ґрунтових горизонтах тих чи інших речовин. Наприклад, потужній гумусовий горизонт свідчить про інтенсивний процес акумуляції і слабке вимивання. Різко виражений елювіальний горизонт свідчить про інтенсивне вилуговування, тому чим потужніший елювіальний горизонт, тим бідніший ґрунт.

Колір ґрунту. Різноманітність забарвлення ґрунту можна звести до поєднання трьох основних кольорів: чорного, червоного і білого.

Чорний колір ґрунту зумовлений вмістом гумусових речовин. При різному вмісті гумусу колір ґрунту різний: при 10-12% гумусу ґрунт має темний чорний колір, при 4-6% - сірий, каштановий чи темно-бурий. При зменшені вмісту гумусу ґрунт набуває кольору, який властивий материнській породі.

Червоний колір ґрунту зумовлюють сполуки гідроксиду заліза (F_e2О₃·nН₂О). При значному вмісті гідроксиду заліза ґрунт має червоний, червоно-бурий колір, при невеликому – жовтий чи оранжевий.

Білий колір ґрунту може бути пов’язаний з великим вмістом кремнезему (SiO₂), вапняку (СаСО₃), каоліну ( H₂Al₂Si₂O₈·H₂O), гідратів глинозему (Аl₂O₃·nH₂O).

Сірий колір зумовлює закис заліза (FeO·nH₂O), який утворюється в ґрунті при надлишку вологи і недостатній аерації. Сірі ґрунти називаються глейовими або оглеєними.

Структура ґрунту. В результаті процесу ґрунтоутворення механічні частинки ґрунту можуть склеюватись в різноманітні грудочки і утворювати структурні частинки.

Здатність ґрунту розпадатись на частинки (агрегати) називається структурністю, а ці агрегати – структурою ґрунту.

Розрізняють макроструктуру і мікроструктуру. Макроструктура – це ґрунтові грудочки діаметром від 0,25 до 100 мм, мікроструктура – грудочки дрібніші 0,25 мм. Агрегати більші 10 мм називають мегаструктурою.

Є три типи структури ґрунту:

1) кубовидна – структурні частинки однакові у трьох взаємно перпендикулярних осях. У кубовидній структурі виділяють роди:

· уламкока – неправильна форма і нерівна поверхня;

· грудкувата – неправильна округла форма, нерівні поверхні розлому, грані невиражені;

· горіхоподібна – більш менш правильна форма, добре виражені грані, поверхня рівна, ребра гострі;

· зерниста – більш менш правильна форма, іноді округла з вираженими гранями;

2) призмовидна – частинки витягнуті переважно по вертикальній осі. Виділяють такі роди:

· стовбовидна – частинки з нерівними гранями і округлими ребрами;

· стовбчаста – правильної форми з добре вираженими гранями, округлим верхом і плоским низом;

· призматична – грані добре вираженні з рівною блискучою поверхнею і гострими ребрами;

3) плитовидна – частинки витягнуті по горизонтальній осі. Має один рід:

· плитчаста – з більш менш вираженими горизонтальними площинами.

Найчастіше зустрічаються зерниста, грудкувата, плитчаста, стовбчаста і призматична структура ґрунту. В агрономічному відношенні найбільш цінною є дрібно грудкувата і зерниста структура з агрегатами 0,25-10 мм.

У ґрунтових горизонтах структура, як правило, змішана. Деякі ґрунти не мають структури. До безструктурних ґрунтів відносяться піски, супіски.

Структурні ґрунти родючіші порівняно з безструктурними, вони краще зберігають вологу, таких ґрунтах одночасно знаходяться і вода, і повітря. Структурний стан ґрунту забезпечує сприятливий тепловий режим ґрунту, оптимальні умови для розвитку мікроорганізмів, а відповідно, для живлення рослин. Структурні ґрунти краще вбирають вологу, менше змиваються і розмиваються. Безструктурні ґрунти під впливом опадів здатні запливати і утворювати кірку, що негативно впливає на рослини. Коренева система рослин краще розвивається у структурних ґрунтах. Також, обробіток структурних ґрунтів потребує менше зусиль.

Процес утворення структури протікає під впливом коагуляції колоїдів, склеювання механічних елементів колоїдними плівками. Велике значення для утворення структури має гумус. Як колоїдна речовина, він під дією катіонів кальцію і магнію здатний переходити в нерозчинний у воді гель. Цей гель відіграє роль клею і надає структурним агрегатам водостійкість.

Періодичне зволоження і висушування ґрунту також сприяє утворенню структури. При зволоженні ґрунт набухає і збільшується в об’ємі, при висиханні об’єм зменшується, з’являються тріщини і ґрунт розпадається на грудочки.

Велике значення у структуроутворенні мають рослини та мікроорганізми.

Механічний склад ґрунту. Ґрунтоутворююча порода як продукт вивітрювання материнської породи складається з окремих уламків різних мінералів і порід діаметром від декількох мілімікрон до декількох сантиметрів. Так само, ґрунт, який формується на певній материнській породі, складається з частинок різної величини і форми.

Відносний вміст в ґрунті чи породі частинок різної величини називається механічним складом.

Окремі частинки породи чи ґрунту називаються механічними елементами. Близькі за розміром елементи об’єднують у фракції. Групування частинок за розмірами називається класифікацією механічних елементів (табл. 1).

Таблиця 1. Класифікація Качинського

 

Механічні елементи	Діаметр, мм
Каміння Гравій Пісок крупний середній мілкий Пил крупна середня мілка Мул грубий тонкий Колоїди	>3 3-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 0,001-0,0005 0,0005-0,0001 <0,0001

Частинки дрібніші 0,01 мм об’єднують у групу фізична глина, більші 0,01 мм – у групу фізичний пісок. Терміни “фізична глина” і “фізичний пісок”, у даному випадку, характеризують лише фізико-механічні властивості частинок в залежності від їх величини.

Механічні фракції мають різний хімічний склад. Хімічний склад залежить від величини механічних частин, чим вони більші, тим більше в них таких інертних сполук як SiO₂. При зменшенні розмірів механічних частинок ускладнюється їх хімічний склад, збільшується зміст фосфору, кальцію, магнію, заліза. Таким чином, механічний склад характеризує фізичні і хімічні властивості ґрунту.

За механічним складом виділяють такі різновидності ґрунтів: глина, суглинок, супісок і пісок (табл. 2).

Либідска –

Таблиця 2. Класифікація ґрунтів за механічним складом (за Качинським)

Вміст фізичної глини	Вміст фізичного піску	Назва породи чи ґрунту
0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-70 70-80 >80	100-95 95-90 90-80 80-70 70-60 60-50 50-30 30-20 <20	Пісок пухкий щільний Супісок Суглинок легкий середній важкий Глина легка середня важка

У агрономічному відношенні, найкращими є легкосуглинисті і середньосуглинисті ґрунти. Для них характерне таке поєднання глинистих і піщаних фракцій, при якому створюються найбільш сприятливі умови газообміну і водного режиму ґрунту. Піщані і важкі глинисті ґрунти мають несприятливі фізичні властивості і мало сприятливі для обробітку.

Склад ґрунту відображає характер пористості і ступінь щільності ґрунту. Він залежить від властивостей материнської породи і структурних властивостей ґрунту. У природі зустрічаються такі типи складу ґрунту:

1) розсипчастий – властивий піщаним ґрунтам, які не містять гумусу. Окремі частинки не склеєні або склеєні слабо і при будь-якій механічній дії розпадаються на складові елементи. Таким ґрунтам властива сипучість;

2) пористий склад властивий суглинкам і глинистим ґрунтам з добре вираженою структурою. Окремі агрегати слабо склеєні між собою;

3.) щільний склад властивий для більшості суглинків і глинистих ґрунтів, особливо ілювіальним горизонтом, де склеєння частинок дуже міцне;

4) дуже щільний склад характерний для глинистих ґрунтів, головним чином для нижніх горизонтів, окремі частинки яких щільно притягають одна до одної. Такий склад властивий ілювіальним горизонтам деяких солончаків.

За складом ґрунту можна робити висновок про аерацію і водопроникність того чи іншого ґрунту, а також про легкість його обробітку.

Включення і новоутворення. Включення – це різноманітні тіла органічного і мінерального походження, які механічно включені в однорідну ґрунтову масу і присутність яких в ній не пов’язана з ґрунтоутворюючим процесом. До включень належать гранітні і вапнякові валуни, галька різної форми, черепашки, кістки і т.д.

Новоутворення – це виділення і скупчення різних речовин, які виникли в ґрунті в процесі ґрунтоутворення. Наприклад, сполуки заліза, марганцю, легкорозчинні солі. Вони накопичуються в ілювіальному горизонті в результаті вимивання їх з верхніх горизонтів чи находження з ґрунтовими водами.

Новоутворення є ознаками, за якими при вивчені ґрунтів можна визначити характер і напрямок ґрунтоутворюючого процесу, а також агрономічні властивості. Наприклад, знаходження в ілювіальному горизонті чорноземних ґрунтів вапняку свідчить про вимивання карбонатів кальцію і магнію з верхніх горизонтів і їх накопичення в більш глибоких.

Окиси заліза і марганцю найчастіше зустрічаються в підзолистих ґрунтах. Вони накопичуються у вигляді конкрецій і рудних зерен, у вигляді плям і смуг. Накопичення окисів заліза і марганцю в ілювіальному горизонті свідчить про довготривалий процес вимивання і вилуговування верхніх горизонтів ґрунту.

Накопичення легкорозчинних солей (NaCl, MgCl₂,CaCl₂,Na₂SO₄) у поверхні ґрунту властиве засоленим ґрунтам і солончакам. У ґрунтах посушливих областей часто зустрічається гіпс (CaSO₄·2H₂O).

До новоутворень відносяться копроліти – екскременти червів і личинок комах у вигляді структурних частинок, а також кротовини, нори та інші сліди тваринного і рослинного походження.

Таким чином, ґрунт в процесі розвитку набуває зовнішніх (морфологічних) ознак, якими він відрізняється від материнської породи. До морфологічних ознак відносяться будова ґрунту, потужність ґрунту, колір, структура, механічний склад, включення і новоутворення.