Грунтотвірний процес та чинники ґрунтоутворення

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВОЛИНСТКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЛЕСІ УКРАЇНКИ

Кафедра географії

Географічний факультет

РЕФЕРАТ

із ґрунтознавства

ГРУНТОТВІРНИЙ ПРОЦЕС ТА ЧИННИКИ ҐРУНТОУТВОРЕННЯ

Виконав:

судент ЕкСГ-24

Демчук Аліна

Перевірив:

Колошко Л.К.

ЛУЦЬК-2011



ЗМІСТ

Вступ

1. Загальна схема ґрунтотворного процесу

2. Чинники ґрунтоутворення

2.1 Клімат

2.2 Рельєф

2.3 Біологічний чинник

2.3.1 Відносини мікроорганізмів у грунті

2.4 Материнська порода

2.5 Виробнича діяльність людини

2.6 Вік грунту або території

3. Взаємозв'язок чинників ґрунтоутворення

4. Склад і форми гумусу грунту

4.1 Склад грунту

4.2 Гуміни

5. Значення гумусу в ґрунтоутворенні та родючості грунту

Висновки

Список використаної літератури



ВСТУП

Грунтотвірний процес - це складний природний процес утворення грунтів із гірських порід, їх розвиток, функціонування і еволюціяьпід дією комплексу факторів ґрунтоутворення. Він у своєму розвитку проходить ряд стадій. Характер проходження окремих стадій ґрунтоутворення зумовлений комплексом факторів у різних природно-кліматичних зонах земної кулі. Ґрунтоутворення розглядається як співвідношення прцесіів виносу і акумуляції речовин.

Чинники ґрунтотворного процесу - це об'єкти навколишнього середовища, які безпосередньо діють на материнські гірські породи. Початок ученню про фактори ґрунтоутворення поклав В. В. Докучаєв. Він дав визначення поняття грунтів як поверхневих мінерально-органічних утворень, які мають власне походження і є результатом сукупної дії: материнської гірської породи, живих і мертвих організмів, клімату, рельєфу місцевості, віку країни. [2, 7]

До складу органічної речовини грунту входять органічні рештки, продукти їх розкладу, неспецифічні органічні речовини та власне гумус. Гумус - це гетерогенна динамічна полідисперсна система високомолекулярних азотистих ароматичних сполук кислотної природи.

Гумус відіграє значну роль у формуванні ґрунту. В ньому виділені всі основні елементи живлення рослин: азот, вуглець, фосфор, сірка, калій, кальцій, магній.

ґрунтоутворення гумус рельєф мікроорганізм



1. ЗАГАЛЬНА СХЕМА ҐРУНТОТВОРНОГО ПРОЦЕСУ

Ґрунтотворний процес відноситься до категорії біофізико-хімічних. Агентами ґрунтоутворення є живі організми та продукти їх життєдіяльності, вода, кисень, повітря, вуглекислота. Найбільш важливі складові ґрунтотворного процесу: 1) перетворення (трансформація) мінералів гірської породи, з якої утворюється ґрунт; 2) накопичення в гірській породі органічних залишків; 3) взаємодія мінеральних та органічних речовин з утворенням складних органо-мінеральних сполук; 4) накопичення у верхній частині біофільних елементів, і, перш за все, елементів живлення; 5) переміщення продуктів ґрунтоутворення стоком вологи в профіль ґрунту.

Внаслідок біологічного кругообігу речовин, процесу синтезу та руйнування органічної речовини ґрунтотворна порода безперервно взаємодіє з рослинами та тваринами, з продуктами їх життєдіяльності, а також продуктами розпаду органічних залишків. Всі ці процеси приводять до поступового формування ґрунту і є основою ґрунтотворного процесу.

Початок ґрунтоутворення співпадає з початком функціонування наземних систем (біогеоценозів) в умовах одночасної взаємодії п'яти факторів ґрунтоутворення. [4, 57]

Вже на початковій стадії функціонування екосистем формується біологічний кругообіг речовин, але він є надзвичайно обмеженим через те, що учасники цієї стадії мають низьку біологічну продуктивність (гриби, бактерії, водорослі, лишайники). Одночасно з біологічним кругообігом речовин на первинній стадії відбуваються процеси небіологічного напрямку: фізичні, фізико-хімічні. Ці процеси не є специфічними. Для ґрунту вони можуть проходити і в інших природних тілах. Причому вони проходять незалежно один від одного і не зв'язані в одну систему. Характерною рисою початкової стадії ґрунтоутворення є наявність специфічних для ґрунтів процесів трансформації та переносу речовин. Це є нібито підготовча стадія утворення ґрунту.

Першою стадією утворення ґрунту можна вважати стадію, коли формується резервний фонд поживних речовин, доступних для організмів. На цій стадії розвивається ґрунт, в якому формуються вже запаси мінеральних та органо-мінеральних речовин відносно доступних для рослин.

Сукупність всіх процесів, які проходять на первинній стадії формування ґрунту, приведе до істотного перетворення фізичного стану, зложення ґрунту. В ґрунті з'являються певні агрегати твердої фази. Ця перша попередня стадія розвитку ґрунту переходить в нові дві стадії, які є більш складними. На таких стадіях з'являється процес опідзолення, гумусоутворення, лєсіваж, торфоутворення, агрегатоутворення. Тобто формується специфічний речовинний склад грунту та фізичні властивості його. [3, 78]

Власне ґрунтотворні процеси приводять до формування не окремих ознак ґрунту, які вже були сформовані на первинних стадіях розвитку, а формуються вже цілі типи ґрунтів з властивими для них системами генетичних горизонтів: чорноземи, підзолисті і т.д. Ці процеси проходять внаслідок поєднання первинних двох процесів в специфічних умовах біогеохімічного кругообігу речовин. Причиною формування різноманітних горизонтів є просторове роз'єднання по вертикалі міграції та акумуляції речовин, розчинення та осаджування, окисно-відновні процеси, гумусоутворення, мінералізація органічної речовини і т.д. На цьому, майже завершальному етапі формування типу ґрунту особливе місце належить біологічному кругообігу речовин, де він відіграє більш важливу роль, ніж на перших стадіях формування ґрунту. Таким чином будь-які рослини здійснюють перекачування головних біофільних елементів з різноманітних горизонтів на поверхню ґрунту. Це дуже яскраво видно в ґрунтах лісів.

Важливе місце в загальній схемі формування ґрунту належить швидкості розвитку ґрунту.

Якщо ґрунт в результаті свого розвитку досяг стану, при якому досягнуті рівноважні показники: вміст гумусу, фонди лабільних речовин, потужність горизонту, то вважають, що він (ґрунт) перейшов в наступну стадію розвитку - зрілу стадію, або клімаксну. Слід пам'ятати, що термін встановлення рівноваги в різних частинах ґрунту різний. Так, в верхніх горизонтах рівновага ознак наступає за декілька десятків років, в той час як процес руйнування силікатів в тій ж самій частині ґрунту проходить протягом сотні і більше років. [1, 231]

Стадія формування ґрунту може тривати сотні, тисячі і більше років. За цей час може змінитися один з факторів ґрунтоутворення, наприклад клімат. В цьому випадку може виникнути така ситуація, коли ґрунт, який досяг клімаксного стану за окремими ознаками, знову перейде в нерівновагу за цими ознаками і почнеться нова фаза його розвитку зі зміненими умовами. І так може повторюватися безперервно.

Таким чином, довготривала і складна стадія розвитку ґрунту протікає безконечно може бути перервана лише з припиненням життя на Землі. Однак в умовах довготривалої стабілізації зовнішніх умов ґрунти можуть досягти стану, близького до рівноваги з навколишнім середовищем та його факторами, що викличе стабілізацію їх властивостей і процесів. В такому випадку можна вважати, що ґрунт перейшов у наступну фазу життя - функціонування в зрілому стані.

Зріла стадія грунту. Природному біоценозу характерний біологічний кругообіг, кожний цикл якого повторює попередній, при цьому в кругообіг включаються сполуки та елементи, які пройшли цикли біологічного вивітрювання. На цій стадії включення елементів з мінералів материнської породи відбувається, але дуже в обмеженій кількості.

В сільськогосподарському виробництві під час використання ґрунтів ця рівновага зміщується, що викликає зміну властивостей ґрунту. [2, 143]

Досвідчене використання ґрунтів з врахуванням законів ґрунтоутворення, застосування спеціальних грунтопокращуючих заходів веде до розширеного відновлення родючості ґрунтів. Таким чином, відповідно до загальної схеми формування ґрунту (за І.С.Каурічевим) на всіх фазах різних етапів його спостерігаються зміни ґрунтових ознак та процесів:

1.Початкова стадія ґрунтотворного процесу: 1) відсутні чітко виражені ознаки ґрунту в твердій фазі ґрунту; 2) наявність мікропроцесів; 3) слабо виражені масштаби біологічного кругообігу речовин; 4) наявність масштабних негрунтових абіотичних процесів (еолове переміщення піску, водна ерозія породи); 5) слабий зв'язок процесів, які йдуть в межах біологічного кругообігу з абіотичними процесами і тому слаба вираженість біогеохімічного кругообігу.

2.Стадія формування ґрунту у фазі прискореного розвитку характеризується: 1) прогресивним розширенням масштабів біологічного кругообігу; 2) формуванням ґрунтових мезопроцесів, які ведуть до появи головних ознак ґрунту; 3) формуванням специфічної ґрунтової Диференціації, упорядкуванням властивостей, ознак і процесів; 4) формуванням біогеохімічних кругообігів.

3.Стадія формування ґрунту у фазі загальмованого розвитку: знижується інтенсивність розширення масштабів біологічного кругообігу, 2) розвиваються профілеутворюючі макропроцеси.

4.Стадія рівноважного функціонування головних процесів, які проходять в рамках відносно стабільного біогеохімічного кругообігу (відносна стабілізація головних ознак ґрунтів).



2. ЧИННИКИ ҐРУНТОУТВОРЕННЯ

Головне вчення про чинники ґрунтоутворення було розроблено та обгрунтовано В.В. Докучаєвим, який встановив, що ґрунт утворюється внаслідок взаємодії п'яти чинників: клімату, рослинності, ґрунтотворної породи, рельєфу місцевості, віку країни (часу). Вивчення кожного фактора грунтотворення вимагає його характеристики за параметрами та оцінки його місця в утворенні ґрунту. Пізніше був виділений ще один (шостий) фактор - виробнича діяльність людини. [3, 84]

2.1 КЛІМАТ

Цей чинник визначає тип водного режиму, при якому формується грунт. Від цього фактора залежить надходження в рослину та грунт вологи, тепла. Від клімату залежить активність біологічних процесів.

Головне джерело енергії для біологічних процесів та процесів ґрунту - сонячна енергія, а головне джерело волога - атмосферні опади. Атмосферні опади, які випадають на земну поверхню, витрачаються на випаровування, фільтрацію, стікання по схилу і споживання рослиною.

В процесі обміну тепла і вологи між ґрунтом і атмосферою створюється гідротермічний режим ґрунту. Відповідно до цього коефіцієнта (режиму) виділені термічні групи клімату, де за основу береться сума температур вище 10° С за вегетаційний період. [1, 156]

Ці групи розташовуються у вигляді широтних поясів. За умовамизволоження виділяють 6 головних груп клімату:

Ш Дуже вологий - коефіцієнт зволоження більше 1,33

Ш Вологий - - // - 1,33-1

Ш Напіввологий - - // - 1-0,55

Ш Напівсухий - - // - 0,55-0,33

Ш Сухий - - // - 0,33-0,12

Ш Дуже сухий - - // - менше 0,12

Критерієм такого поділу є відношення кількості опадів до випаровування, яке отримало назву коефіцієнта зволоження.

Від температури та зволоження залежить швидкість хімічних та біохімічних процесів, вивітрювання, біологічна продуктивність рослин та ін. На формування ґрунтів впливає розподіл опадів за сезонами року та континентальність клімату. Суворість зими, потужність снігового покриву та сила вітру впливають на ґрунтотворний процес переважно через рослинність та біологічно-грунтові процеси.

Місце вітру як елементу клімату проявляється в його впливі на рельєф та рослинність. Під впливом вітру формуються нові форми рельєфу, такі як горби, дюни. В умовах посушливого клімату вітер викликає вигортання посівів та природної рослинності, обумовлює не­рівномірність промерзання та зволоження ґрунту.

2.2 РЕЛЬЄФ

Рельєф - це сукупність всіх нерівностей (підвищень та понижень) земної поверхні. Наука, яка вивчає рельєф, його зовнішні ознаки, походження, закономірності розвитку називається геоморфологією.

Виділяють наступні форми рельєфу:

Мегарельєф характеризується різницею висот в межах 500-4000м та більше. Займає десятки та сотні тисяч квадратних кілометрів.

Макрорельєф - різниця в висотах вимірюється десятками метрів (вододіли, тераси, заплави річок тощо). Протяжність цих форм рельєфу становить десятки, сотні метрів.

Мікрорельєф - коливання висот вимірюється десятками сантиметрів і не перевищує 1 м. Протяжність цих форм рельєфу становить від одного до декількох десятків метрів.

Нанорельєф - шорсткуватості та нерівності поверхні з різницею відносних висот в декілька сантиметрів і протяжністю менше їм (купини).

Основними факторами формування рельєфу слід вважати тектонічні рухи земної кори та клімат. Вертикальні рухи земної кори створюють нерівності земної поверхні, а клімат впливає на екзогенні процеси, які намагаються вирівняти ці нерівності. [4, 167]

В і т е р. З діяльністю вітру пов'язано утворення еолових форм рельєфу, які особливо поширені в пустинях та напівпустинях. Під дією вітру відбувається видування, розвіювання та витягування гірських порід. Пісок, який піднімається вітром, переноситься на значну віддаль, вдаряється в скельні породи, відточує та руйнує їх. Внаслідок руйнування гірських порід утворюються еолові відклади. Вітер переносить грубий пісок на незначну віддаль і утворює еолові форми рельєфу - бархани, дюни.

Рельєф є головним фактором перерозподілу сонячної енергії (радіації) та опадів залежно від експозиції та крутизни схилу і спричиняє вплив на водний, тепловий, поживний, окисно-відновний та. сольовий режим.

Елементи мезо- та мікрорельєфу і особливо схили різної крутизни перш за все перерозподіляють на земній поверхні та регулюють співвідношення води, яка стікає по поверхні, просочується в ґрунт, накопичується в зниженнях. Різноманітність зволоження земної поверхні викликає розвиток різноманітної рослинності, зміну напрямку ґрунтоутворювального процесу, що зумовлює утворення різних ґрунтів. Ґрунти формуються від рельєфу. Автотрофні ґрунти формуються на рівних формах рельєфу, при умові що ґрунтові води залягають на глибині більше 6 м. Напівгідроморфні та новерхнево-глеюваті ґрунти утворюються в умовах тимчасового затримання поверхневої води або при заляганні ґрунтових вод на глибині менше 3-6 м (глеюваті ґрунти). Гідроморфні ґрунти формуються в умовах довготривалого перезволоження поверхневими водами або залягання ґрунтових вод на глибині менше 3 м. [3, 243]

Рельєф впливає на розвиток ерозії, а також виступає як фактор еволюції ґрунту. Рельєф впливає на тепловий режим ґрунтів залежно від експозиції схилу. Південні схили ґрунтів тут отримають більше тепла, ніж північна частина місцевості.

Властивості ґрунтів залежать від рельєфу, що необхідно враховувати при землеустрою території і особливо при організації території і введенні сівозмін.

2.3 БІОЛОГІЧНИЙ ЧИННИК

В утворенні ґрунту беруть участь організми, які формують складні біоценози на Землі. При одночасній дії цих біоценозів відбувається формування ґрунтів та їх властивостей. Кожна група організмів виконує свою роль.

Організми зумовлюють синтез і руйнування органічних речовин, іграш10 та акумуляцію речовин, руйнування та новоутворення міне­ралів та інші процеси.[4, 215]

Залежно від біологічного впливу на ґрунтоутворення зелені рослини поділяються на дерев'янисті та трав'янисті.

У дерев'янистих рослин, щорічно відмирає лише наземна частина (шпильки, листя, гілки, плоди), яка відкладається на поверхні ґрунту у вигляді опаду або лісової підстилки. Дерев'яниста рослинність дає велику кількість біомаси, але її надходження в ґрунт незначні. Щорічний приріст біомаси перевищує надходження її в ґрунт, тому з опадом в шунт вертається менше зольних речовин, ніж витрачається їх на приріст.

Тривалість життя трав'янистої рослинності коливається від декількох тижнів до 1-2 років та 3-5 років у бобових. Коріння живе 7-15 років і навіть більше.

В процесах ґрунтоутворення ефект від трав'янистої рослинності ще більший, ніж від дерев'янистої, не дивлячись на те, що біомаси вона дає менше, ніж дерев'яниста. Це явище активної участі трав'янистої рослинності у формуванні ґрунту пояснюється швидким обігом всіх її компонентів в системі рослина-ґрунт. Ґрунт щорічно збагачується органічними рештками трав у вигляді наземної маси. Кореневі рештки, на відміну від наземної маси, розкладаються швидко, і продукти їх розпаду взаємодіють з мінеральною частиною ґрунту (табл. 1).

Залишки трав'янистої рослинності порівняно з дерев'янистим опадом містять менше клітковини, більше білків, зольних речовин та азот.

Для трав'янистої рослинності характерна нейтральна або слаболужна реакція.

Мох - рослинні організми, які не мають кореневої системи та засвоюють елементи живлення всією поверхнею органів. Вони утримують велику кількість вологи, тому процес розкладення рослинних залишків відбувається поволі, з поступовим нагромадженням торфу.

Мікроорганізми широко представлені бактеріями, грибами, актиноміцетами, водорослями. Найбільше мікроорганізмів зустрічається в поверхневих шарах ґрунту, де концентрується основна маса органічних речовин та коріння живих рослин. Мікроорганізми сприяють розкладенню органічних решток в ґрунті.

Відносно повітря розрізняють мікроорганізми аеробні та анаеробні. Аеробні - це організми, які в процесі життєдіяльності споживають кисень; анаеробні - живуть та розвиваються в безкисневому середовищі. Необхідну енергію для життя отримують в результаті окисно-відновних реакцій. На реакції розкладення впливають різноманітні ферменти, які виробляються мікроорганізмами. В різних ґрунтах (залежно від типу ґрунту) різна кількість мікроорганізмів. Так, в 1 г дерново-підзолистого ґрунту їх кількість може становити 0,6-2,0 млрд., а в чорноземах - 2-3 млрд. (за Є.М.Мишустіним). Маса мікроорганізмів становить від 3 до 7-8 т/га.

Бактерії - найбільш поширений вид мікроорганізмів ґрунту. За способом живлення вони поділяються на автотрофні, які засвоюють вуглець з вуглекислого газу, та гетеротрофні, які використовують вуглець органічних сполук.[3, 564]

Бактерії-аероби окислюють різноманітні залишки органічних речовин, в тому числі здійснюють процес амоніфікаціїрозкладення азотистих речовин до аміаку, окислюють клітковину, лігнін та ін.

Розкладення органічних решток гетеротрофними анаеробними бактеріями називається процесом бродіння. Одночасно з бродінням в анаеробних умовах відбувається процес денітрифікації - відновлення нітратів до молекулярного азоту, що може привести до значних втрат азоту в ґрунтах з поганою аерацією.

Гриби - ниткоподібні гетеротрофні мікроорганізми, які щільно поселяються в ґрунтах (до 1млн. на 1г ґрунту). Грибів особливо багато в горизонтах ґрунту, збагачених на мертві рослинні залишки (лісова підстилка, опад). Вони активно беруть участь в процесах мінералізації та гуміфікації органічних речовин, при цьому має місце поступова зміна одних грибів іншими в процесі розкладу органічних речовин. [2, 56]

Гриби синтезують різні кислотні сполуки (лимонну, щавлеву, оцто­ву кислоти). їх активна діяльність сприяє утворенню фульвокислоі гумусу. Ця особливість грибів проявляється в їх здатності до активного руйнування мінералів. Серед грибів ґрунту зустрічаються шкідливі для сільськогосподарських культур, які викликають захворювання (картопляна гниль, борошниста роса виноградної лози, вилт виноградники та інші)- Введення правильних сівозмін протидіє розвитку грибних захворювань культурних рослин.

Багато видів грибів перебуває в симбіозі з вищими рослинами і сприяє постачанню рослин поживними речовинами.

Актиноміцетами інколи називають променеві гриби, які використовуються як джерело вуглеводного забезпечення різноманітних органічних сполук. Вони можуть розкладати клітковину, лігнін, перегнійні речовини ґрунту. Беруть участь в утворенні гумусу. Актиноміцети краще розвиваються в ґрунтах з нейтральною реакцією або слабо-лужною, багатих органічною речовиною, які добре обробляються. До актиноміцетів відносяться проактиноміцети, мікобактерії, мікомоноспори, мікококи.

Водорослі поширені у всіх ґрунтах, головним чином в поверхневому шарі. Містять хлорофіл. В болотних ґрунтах та на поливних полях водорослі покращують аерацію, засвоюють розчинний вуглекислий газ і виділяють в воду кисень.

Водорослі активно беруть участь в первинному процесі ґрунтоутворення.

З моменту поселення лишайників на гірських породах починається інтенсивне біологічне вивітрювання та первинне ґрунтоутворення. Формування мікробіологічних ценозів і інтенсивність діяльності мікроорганізмів залежать від гідротермічного режиму ґрунту, його реакції, кількісного та якісного складу органічної речовини в ґрунті, умов аера­ції і мінерального живлення. Для більшості мікроорганізмів оптимум гідротермічних умов в ґрунті характеризується температурою 25-30 °С і вологістю біля 60% повної вологоємкості ґрунту. [3, 56]

Всі групи мікроорганізмів найбільш активні при реакції середовища. близькій до нейтральної. Більшість бактерій, такі як нітрифікатори, азотофіксатори, бульбашкові бактерії, пригнічуються при кислій реакції середовища. Погіршення умов аерації ґрунту пригнічує діяльність аеробних бактерій, сприяє консервації органічних залишків і може прилети до утворення токсичних для рослин продуктів анаеробних процесів. Особливо велике значення для життя мікроорганізмів має наявність в ґрунті органічної речовини, оскільки переважна частина їх - теротрофи. Органічна речовина для них - джерело енергії, вуглецю, азоту та інших елементів.

Розподіл мікроорганізмів в ґрунтовому профілі пов'язаний з вмістом гумусу і надходженням свіжих органічних залишків, тому максимальна їх кількість розташована в верхніх горизонтах, збагачених на органічні сполуки кореневих виділень і органічні речовини відмираючих кореневих волосків.

Мікроорганізми виконують дуже важливу функцію в перетворенні речовин та енергії при ґрунтоутворенні. Головною з них є: трансформація органічних речовин, утворення різноманітних солей та сполук з компонентів ґрунту, участь в руйнуванні і утворення нових ґрунтових мінералів, акумуляція продуктів ґрунтоутворення. Діяльність мікроорганізмів - безпосередній ланцюг біологічного кругообігу речовин. Перетворення речовин мікроорганізмами відбувається за участю різноманітних ферментів. Наприклад, ферменти групи гідролаз здійснюють розщеплення білків, вуглеводів, ліпідів, смоли. Мікроорганізми формують біологічний, поживний, окисно-відновний, повітряний режим ґрунту.

Мікроорганізми беруть активну участь в розкладі та синтезі мінералів. Під дією різноманітних мінералів та органічних кислот (продуктів життєдіяльності мінералів) відбуваються руйнування мінералів. В умовах перезволоження спостерігається розвиток відновних біологічних процесів, які викликають утворення елементів з перемінною валентністю (залізо, марганець та інші). Ці процеси можемо спостерігати під час утворення болотних ґрунтів (глеєутворення).

З розвитком окисно-відновних процесів спостерігається явище міграції та акумуляції мінеральних продуктів ґрунтоутворення.

Частина органічних сполук, які виділяються мікроорганізмами, можуть утворювати хелатні комплексні сполуки і сприяти їх міграції. До таких комплексноутворювальних сполук слід віднести процеси міграції заліза, алюмінію, марганцю.

З мікробіологічними процесами тісно пов'язане явище утворення нових сполук в ґрунті, акумуляція різних елементів живлення, утворення кальциту, трансформація біотиту в вермікуліт, формування ортштейного горизонту, содоутворення. Під дією мікроорганізмів спостерігається процес окислення та відновлення елементів змінної валентності - азоту (нітрифікація, денітрифікація), марганцю та інших елементів.



2.3.1 Взаємовідносини мікроорганізмів у грунті

Всі відносини між мікроорганізмами в ґрунті можемо віднести до таких основних явищ: симбіоз, метабіоз, антагонізм, паразитизм.

Симбіоз може бути прикладом взаємовідносин між грибами та водорослями, які приводять до утворення нових форм - лишайників. Найбільш поширений вид взаємовідносин між мікроорганізмами є метабіоз - прикладом можуть бути взаємовідносини між азотобактером та целюлозоруйнуючими бактеріями.

Крім позитивних взаємовідносин, існують антагоністичні. Так, деякі види актиноміцетів виділяють речовини, які гальмують процес розетку бактерій. Існують також організми, які паразитують. [1, 76]

На інтенсивність мікробіологічних процесів впливає агротехніка, У застосовують на тому чи іншому типі ґрунту. Обробіток ґрунту, особливо оранка, впливає на повітряний, тепловий та водний режим ґрунту При створенні сприятливих умов в ґрунті розвиваються мікроорганізми дуже активно, що в свою чергу мобілізує поживні речовини. Істотний фактор, який впливає на активність мікробіологічних процесів, є внесення органічних та мінеральних добрив. Систематичне внесення гною значно збільшує загальну кількість мікроорганізмів в ґрунті. Мінеральні добрива стимулюють розвиток мікроорганізмів, що прискорює процес розвитку мінералізації органічної речовини. При цьому слід зауважити, якщо в ґрунті мало органічних речовин та гумусу, довготривале внесення мінеральних добрив пригнічує розвиток мікроорганізмів ґрунту. Поєднання мінеральних добрив з органічними значно покращує розвиток мікрофлори ґрунту.

Важливим фактором існування нормальних умов життя мікроорганізмів в ґрунті є реакція ґрунтового середовища. Так, при кислій реакції а також сильнолужний створюються несприятливі умови для життя останніх.

Тваринний світ ґрунту надзвичайно різноманітний. До нього належать представники простих форм (найпростіших), безхребетні, хребетні тварини. Найпростіші в ґрунті представлені інфузоріями, корененіжками, джгутиковими.

За способом живлення найпростіші переважно гетеротрофні. Вони живляться переважно мікроорганізмами (спорами, грибами, водорослями).

Найпростіші виявлені у всіх ґрунтах, переважно у верхніх горизонтах ґрунту. Вчені вважають, що найпростіші обновлюють мікрофлору ґрунту.

Безхребетні організми ґрунту - це перги за все дощові черв'яки, кліщі, ногохвістки та ін. Вони відіграють важливу роль в процесах перетворення рослинних залишків, використовуючи їх як харчові продукти, чим прискорюють біологічний процес обігу речовин. Особливе значення в ґрунтоутворенні належить дощовим черв'якам. Вони поширені в різних грунтово-кліматичних зонах. Черв'яки зустрічаються як в окультурених ґрунтах, так і в неокультурених. Іх кількість в ґрунтах коливається в межах від сотень тисяч до декількох мільйонів на 1 г ґрунту. Найбільше їх у верхніх горизонтах, з глибиною їх кількість зменшується. Дощові черв'яки виробляють в профілі ґрунту проходи, які покращують фізичні властивості ґрунту: підвищується пористість ґрунту, покращується аерація, вологоємкість, водопроникливість. В ґрунтах, де є дуже багато черв'яків, нагромаджується значна кількість продуктів їх життєдіяльності капролітів, які сприяють зростанню кількості гумусу, суми обмінних основ, зменшується кислотність ґрунту. Капроліти впливають на водоміцність структурних агрегатів. Дощові черв'яки покращують не тільки агрофізичні властивості ґрунту, але також хімічні його властивості.[2, 68]

Комахи ґрунту. В ґрунтах живе значна кількість комах (жуки, мурашки, терміти та ін.), які мають значний вплив на ґрунтоутворення. Вони риють в ґрунті ходи. Тим самим покращують повітряний режим ґрунту, змінюють його фізичні властивості. В процесі життєдіяльності сприяють збільшенню гумусу в ґрунті.

Хребетні тварини. Ця група тварин в ґрунтах представлена переважно гризунами, які риють значну кількість ходів по профілю ґрунту. Ці ходи в ґрунті називають "кротовинами". Деякі ґрунти, особливо в степовій зоні, сильно перериваються гризунами і на поверхні створюють певні форми рельєфу, які називають нанорельєфом, а до назви ґрунту долучають термін переритий "кротовинами". "Кротовини" використовують як діагностичну ознаку при встановленні підтипу ґрунтів, зокрема чорноземів, де в профілі цих ґрунтів обов'язково повинні бути присутні ходи-"кротовини". Ці ходи значно покращують фізичні властивості ґрунту, змінюють природну родючість певних горизонтів ґрунту за рахунок нагромадження в них більш родючих горизонтів (матеріалу з інших шарів (горизонтів)) ґрунту.

2.4 МАТЕРИНСЬКА ПОРОДА

Материнські породи істотно впливають на гранулометричний, хімічний і мінералогічний слад грунтів; фізичні, фізико-механічні властивості; водно-повітряний, тепловий і поживний режими. Вони є матеріальною основою грунту і передають йому свої властивості. Особливо це помітно на ранніх стадіях ґрунтоутворення. Первинний грунт відображає ознаки кори вивітрювання. З віком взаємозв'язки зменшуються. Рівень грунтової родючості залежить від складу і властивостей материнських порід.

Як відомо, літосфера землі складається з магматичних, метаморфічних і осадових порід.

Магматичні породи утворились із силікатних розплавів (магми). Ґрунтоутворюючими вони бувають дуже рідко. Кислі магматичні породи (граніти, гранітогнейси, піщаники) утворюють грунти з низькою природною родючістю. На основних андезитах, габро-базальтових породах формуються грунти. Багаті поживними елементами і катіонами, з високою родючістю, нейтральні або слабо лужні з високим вмістом гумусу.

Метаморфічні гірські породи - вторинні масивно-кристалічні породи (мармур, кварцити, сланці, гнейси тощо), утворені з магматичних чи осадових. Мають невелике значення в ґрунтоутворенні.[1, 89]

Осадові породи - відкладення продуктів вивітрюваня масивно-кристалічних порід або залишків організмів. Розрізняються за своїм походженням. Їх характер відіграє найбільшу роль у процесах ґрунтоутворення. Наприклад, рендзини (дерново-карбонатні грунти) у нечорноземній зоні - приклад того, як на карбонатних породах у цій зоні формуються родючі грунти. Дуже велике значення мають ґрунтоутворюючі породи в практиці зрошувально-осушувального землеробства. Засоленість материнських порід легкорозчинними солями в цих умовах може бути причиною вторинного засолення грунтів, їх осолонцювання. Важкий гран склад, низька пористість, незначна водопроникність можуть призвести до оглеєння.

2.5 ВИРОБНИЧА ДІЯЛЬНІСТЬ ЛЮДИНИ

Виробнича діяльність людини - це надзвичайно потужний фактор формування властивостей ґрунту. Це фактор свідомого впливу людини на напрямок ґрунтоутворення, який викликає зміну показників ґрунту.

До цього впливу можна віднести перш за все хімічну меліорацію ґрунтів, проведення заходів, спрямованих на регулювання повітряно-водного режиму ґрунту та інше. Виробнича діяльність людини на сучасному етапі розвитку стає провідним фактором ґрунтоутворення і зміни родючості ґрунту. При цьому характер та важливість змін ґрунту залежить від соціально-економічних виробничих взаємовідносин, рівня розвитку суспільства, науки, техніки.

Систематичне застосування заходів, спрямованих на покращання показників ґрунту з врахуванням його генетичних особливостей і вимог культур, веде до окультурення ґрунту, тобто формування ґрунту з більш високими показниками родючості.

Неправильне використання властивостей ґрунту і вживання заходів без врахування рекомендацій щодо раціонального використання земельних ресурсів приводить до погіршення властивостей ґрунту, а інколи може викликати дуже шкідливі явища на тій чи іншій території (ерозія, вторинне засолення, заболочування тощо).

Завдання інженера-землевпорядника разом з іншими спеціалістами запобігати цим помилкам і тим самим забезпечити зростання родючості ґрунтів.

2.6 ВІК ГРУНТУ АБО ТЕРИТОРІЇ

Цей фактор ґрунтоутворення займає значне місце у всіх процесах формування ґрунтів, які розвиваються не тільки в просторі, але і в часі. Початий процес ґрунтоутворення на тій чи іншій території розвивається та еволюціонує одночасно з розвитком та еволюцією природи.[3, 52]

На території України, за В.Р.Вільямсом, процес ґрунтоутворення почався з відступом льодовика. На півдні країни льодовик відступив раніше, тому і ґрунтоутворення тут почалося раніше, в той час як на півночі цей процес був загальмований пізнішим відходом льодовика. Період, що характеризує початок процесу ґрунтоутворення до наших часів, називається абсолютним віком ґрунту. Отже, за віком ґрунти нашої держави переважно більш старі, ніж ґрунти північних країн, де поверхня території звільнилась від льодовика пізніше.

Абсолютний вік ґрунтів залежить від рельєфу. На вододілах ґрунти мають більш абсолютний вік, тому що їх територія не зазнала зледеніння, а на схилах ґрунти були під льодом. В той же час абсолютний вік ґрунтів на схилах більший, ніж на заплаві.

За В.Р.Вільямсом, виділяють ще відносний вік ґрунтів, який представляє час коли почав формуватися той чи інший тип ґрунту незалежно від часу звільнення території від льодовика.

Відносний вік ґрунту залежить від стадійного розвитку ґрунту, який визначає його місце в єдиному ґрунтотворному процесі, зумовлюється періодом ґрунтотворного процесу, його швидкістю, темпами зміни одної стадії розвитку іншою. Відносний вік ґрунту залежить також від складу та властивостей порід, умов рельєфу, напрямку ґрунтотворного процесу.



3. ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК ЧИННИКІВ ҐРУНТОУТВОРЕННЯ.

Фактори ґрунтоутворення специфічно впливають на формування ґрунту і не можуть бути замінені один одним. Кожен з них відіграє свою роль в процесі обміну речовини та енергії між ґрунтом і навкіллям.

Всі фактори ґрунтоутворення взаємопов'язані, і віддати перевагу якомусь одному можна лише на певному етапі. Так, за А.А.Роде, всі фактори об'єднують в три групи. При цьому на першому етапі формування ґрунту (первинне ґрунтоутворення) ведучим є біологічний, тому Що тут формується органічна частина ґрунту і саме на цьому етапі Формується основна властивість ґрунту - родючість. При взаємодії Факторів ґрунтоутворення розвиваються мікро-, мезо-, макропроцеси потоутворення. Під їх впливом формується профіль ґрунту з набором генетичних горизонтів.

Виділяють два цикли розвитку природних екосистем, ландшафтів та ґрунтів - біокліматичний та біогеоморфологічний.[1, 345]

Біокліматичний цикл розвитку обумовлений космічними та загальноггланетарними явищами, розподілом сонячної радіації по поверхні планети. Рослинність і ґрунт в цьому циклі розвитку еволюціонують разом з кліматом.

Біогеоморфологічнийцикл розвитку обумовлений геологічними, геоморфологічними та геохімічними процесами. В цьому циклі рослинність та ґрунтовий покрив еволюціонують разом з розвитком рельєфу.

В останній час на нашій планеті все більшої сили набирає третій цикл розвитку - виробнича діяльність людини. В цьому циклі людина, з одного боку, пристосовується до двох попередніх, а з другого боку, сама створює штучні умови розвитку рослини агротехнічними, меліоративними, рекультиваційними методами, а також формування агрокультурних та інших культурних ландшафтів.



4. СКЛАД І ФОРМИ ГУМУСУ ГРУНТУ

4.1 СКЛАД ГРУНТУ

Розглянемо властивості та склад гумусу, тобто гумусний стан ґрунту, під яким розуміють сукупність морфологічних ознак, загальних запасів органічних речовин та процесів його створення, трансформації та міграції в профілі ґрунту. Ґрунтовий гумус складається з трьох груп органічних речовин: гумінової та ульмінової кислот, фульвокислоти і гумінів.

Ґрунти України діляться на дві групи. До першої належать ґрунти, які сформувалися під лісовою рослинністю і характеризуються перевагою в складі гумусу фульвокислот, до другої - у яких в складі гумусу домінують гумінові кислоти.

Гумінові кислоти (ГК) добре розчинні в лужних розчинах, слабо розчинні у воді та нерозчинні і мінеральних кислотах. Вони, виділені з ґрунту у вигляді сухого препарату, мають темно-коричневе або чорне забарвлення, середня щільність 1,6 г/см3. Елементарний склад: С-50-60; Н-2,8-6,6; N - 2-6%. Якщо розглянути вміст вуглецю у складі гумінових кислот, то в чорноземах його найбільше, а в арідних ґрунтах менше. Вуглець, вміст якого виражається у відсотках, диференціює ГК на дві великі групи. До першої групи (сірі ГК) входять ГК з кількістю вуглецю 40-42%,до другої (бурі ГК) - з кількістю вуглецю 37-38%. [4, 294]

Молекулярна маса цих кислот коливається в межах 400-100000 диполів. Середня молекулярна маса дорівнює 1400 диполів. При взаємодії з катіонами амонію лужних та лужноземельних металів гумінові кислоти утворюють солі - гумати. Гумати NH4+, Nа+, К+ добре розчинні у воді, тому легко вимиваються атмосферними опадами з ґрунту. Гумати Са+2 та Мg+2 нерозчинні. Вони утворюють водоміцні гелі, клейова та цементаційна здатність яких обумовлює водоміцну структуру. Основна маса гумінових кислот представлена гелями, які міцно зв'язані з мінеральною частиною ґрунту.

Фульвокислоти (ФК) - група гумусових кислот, які залишаються в розчині після осаджування гумінових кислот. Це високомолекулярні азотовмісні органічні кислоти. Від гумінових відрізняються світлим забарвленням, меншим вмістом вуглецю, розчинністю в кислотах, ви­щою гідрофільністю та здатністю до кислотного гідролізу. Щільність ФК лежить в межах 1,43-1.61г/см3. Елементарний склад ФК: С-4І-46; H-4-5, N-3-4 %. Вміст кисню залежить від кількості вуглецю. Його більше ніж в ГК. Більше вуглецю мають у складі ФК дерново-підзолисті ґрунти, сірі та червоноземи. Понижений його вміст відмічається в чорноземах, сіроземах та алювіальних ґрунтах. У ґрунтах з пониженим вмістом вуглецю спостерігається вузьке співвідношення СЖ. Для елементного складу ФК характерний понижений вміст вуглецю порівняно з ГК. Зате кисню в них більше.

Завдяки різко кислій реакції фульвокислоти енергійно руйнують мінеральну частину ґрунту. їх руйнівна сила залежить від вмісту гумінових кислот у ґрунті: чим менше останніх, тим сильніша руйнівна сила ФК.

З мінеральною частиною ґрунту фульвокислоти утворюють фульвати. Фульвати лужних та лужноземельних металів добре розчинні та дуже рухливі. Менш розчинні фульвати заліза та алюмінію. Можна відмітити, що умови, які сприяють нагромадженню та збереженню гумусу в ґрунті, сприяють також накопиченню найбільш цінної частини гумусу -гумінових кислот. Співвідношення гумінових кислот та фульвокислот має найбільше значення (1,5-2,5) в гумусі чорноземів, знижується до півдня. Ця величина - дуже важливий якісний показник ґрунтів.

За інтенсивного використання орних земель без достатнього внесення органічних добрив спостерігається зниження як загальної кількості гумусу, так і гумінових кислот, таким чином звужується співвідношення



4.2 ГУМІНИ

Ця частина гумусових речовин не розчиняється в жодному розчиннику. Вони представлені комплексом органічних речовин (гумінові кислоти, фульвокислоти та їх органо-мінеральні похідні), які міцно зв'язані з мінеральною частиною грунту.

Гумін - це інертна неекстрагована частина гумусу ґрунту. Він складається з двох типів сполук: глиногумусного гуміку, який являє собою гумусні речовини, зв'язані з глинистими мінералами, і детрітного гумі-ну - розкладені рослинні залишки, що втратили анатомічну будову та збагачені найбільш стійкими компонентами, перш за все лігніном.

Крім гуміфікованих речовин, на частку яких у складі гумусу при­падає 80-90%, виділяють ще негуміфіковану частину гумусу - 10-І 5%. Остання представлена білками, амінокислотами, моноцукрами, поліцукрами, жирами, воском, дубильними речовинами (тамінами), лігніном, смолами, спиртами та іншими сполуками. В торфових ґрунтах та в лісовій підстилці вміст цих речовин може доходити до 80%. [1, 537]

Таким чином, гумус як специфічний продукт гуміфікації - це гетерогенна полідисперсна система високомолекулярних азотовмісних ароматичних сполук кислотної природи.

Життя рослин тісно пов'язане з гумусними речовинами, які є основним джерелом вуглекислого газу для них. Ґрунт забезпечує 60% вуглекислого газу, необхідного для фотосинтезу. Не дивлячись на те, що в атмосфері є значна кількість вуглекислого газу, рослина в період інтенсивного росту відчуває нестачу цього важливого компонента для проходження фотосинтезу.

Гумус містить значні запаси поживних речовин для рослин. Азот у верхніх шарах ґрунту в основному представлений органічними формами. Третя його частина міцно зв'язана з гумінами. Азот гумінів - найменш рухома частина азотного фонду ґрунту.

Відомо, що гумусові речовини беруть активну участь у процесі фотосинтезу. Численні досліди показують, що гумати, внесені в ґрунт при вирощенні картоплі, підсилюють кисневий обмін рослин. Аналогічну Дію мають фульвокислоти, які сприяють інтенсивному надходженню в рослини елементів мінерального живлення. Рекомендується застосовувати гумусові речовини в малих дозах як добрива з метою стимуляції фізіологічних та біохімічних процесів у рослинах. їх, звичайно, не можна розглядати як основне добриво, оскільки вони ефективні за наявності основних елементів живлення в ґрунті.

Відповідно до існуючої системи показників гумусного стану ґрунтів на поліссі України переважають окультурені дерново-підзолисті ґрунти легкого гранулометричного складу з дуже низьким вмістом гумусу та його запасами. Ці ґрунти характеризуються незначним ступенем гуміфікації, з різким зменшенням кількості органічних речовин за профілем, гуматно-фульватним гумусом, дуже низьким вмістом фракцій, зв'язаних з кальцієм, середньою інтенсивністю "дихання" ґрунту.

Чорноземні ґрунти (типові) характеризуються високим вмістом та запасом гумусу, поступовим зменшенням його за профілем ґрунту, середньою забезпеченістю азотом, дуже високим ступенем гуміфікації, фульватно-гуматним та гуматним типами гумусу, низьким вмістом вільних гумінових кислот, високим вмістом кислот, зв'язаних з кальцієм, дуже низьким вмістом міцнозв'язаних гумінових кислот та не-гідролізованим залишком, дуже високою оптичною щільністю та високим рівнем "дихання" ґрунтів. [3, 457]

Лучно-чорноземні ґрунти мають багато спільних рис за станом гумусу з чорноземами типовими. Різниця полягає лише в запасах гумусу в метровому шарі, у лучно-чорноземних ґрунтів кількість його менша, ніж у чорноземів типових. У цих ґрунтах спостерігається різке зменшення гумусу за профілем ґрунту, менший ступінь гуміфікації, вищий рівень вмісту вільних гумінових кислот.

Потужність гумусних горизонтів у чорноземних ґрунтах України складає не менше 2,5м.

Оскільки основним показником гумусного стану ґрунтів є вміст органічної речовини в поверхневому шарі, цей параметр дуже часто використовують для оцінки родючості ґрунту.



5. ЗНАЧЕННЯ ГУМУСУ В ГРУНТОТВОРЕННІ ТА РОДЮЧОСТІ ГРУНТУ

Гумус відіграє значну роль у формуванні ґрунту. В ньому виділені всі основні елементи живлення рослин: азот, вуглець, фосфор, сірка, калій, кальцій, магній.

Велике значення гумусу в мікробіологічних процесах та як чинника вбирної здатності ґрунту. Чим більше гумусу в ґрунті, тим вища ємкість поглинання.

Органічна речовина поліпшує фізичні, хімічні та біологічні властивості ґрунту, сприяє підвищенню його родючості.

Органічну речовину ґрунту, за пропозицією В.О.Ковди, слід називати особливою енергетичною оболонкою планети - гумосферою. Рослинні залишки, які надходять в ґрунт, несуть 1-2% кДж енергії на 1г сухої речовини. За результатами досліджень С.А.Алієвої, 1г гумінових кислот містить від 18 до 22 кДж, 1г фульвокислот - 19 кДж. Ґрунти -з 4-6% гумусу нагромаджують на 1га стільки енергії, скільки дають 20-30т антрациту.

Гумусові речовини дають ґрунту темне забарвлення, створюють агрономічно цінну структуру. Якщо ґрунт багатий кальцієм, вся маса гумінових кислот переходить у форму нерозчинних у воді гуматів кальцію, бере участь у створенні водоміцної структури.

Органічні речовини, які мають низьку теплопровідність, запобігають швидкій віддачі тепла з ґрунту в атмосферу.

Органічна речовина в процесі розпаду сама виділяє тепло і таким чином є джерелом тепла для ґрунту. Отже, багаті на органічну речовину ґрунти будуть теплими і сприятливими для розвитку рослин. І навпаки, бідні на органічну речовину ґрунти погано зберігають тепло, несприятливі для розвитку рослин, тому їх називають "холодними" ґрунтами.

Значна роль відводиться органічним речовинам у формуванні профілю ґрунту. В ґрунтах, які мають багато гумінових кислот, формується добре виражений гумусний горизонт потужністю від 50 до 80см, високою вбирною здатністю. І навпаки, якщо в складі гумусу переважають фульвокислоти, утворюється ґрунт з незначним за потужністю гумусним горизонтом (від 5 до 20см).

Поліпшити гумусний стан ґрунту можна шляхом внесення органічних добрив, в першу чергу, гною. Відомо, що 1/3 - і внесеного гною перетворюється на гумус.

Збереженню гумусу сприяє вапнування кислих ґрунтів, тому що Цей захід веде до зменшення рухомості гумусних речовин.



ВИСНОВКИ

Ґрунтотворний процес відноситься до категорії біофізико-хімічних. Агентами ґрунтоутворення є живі організми та продукти їх життєдіяльності, вода, кисень, повітря, вуглекислота. Найбільш важливі складові ґрунтотворного процесу: 1) перетворення (трансформація) мінералів гірської породи, з якої утворюється ґрунт; 2) накопичення в гірській породі органічних залишків; 3) взаємодія мінеральних та органічних речовин з утворенням складних органо-мінеральних сполук; 4) накопичення у верхній частині біофільних елементів, і, перш за все, елементів живлення; 5) переміщення продуктів ґрунтоутворення стоком вологи в профіль ґрунту.

В.В. Докучаєв встановив, що ґрунт утворюється внаслідок взаємодії п'яти чинників: клімату, рослинності, ґрунтотворної породи, рельєфу місцевості, віку країни (часу). Вивчення кожного фактора грунтотворення вимагає його характеристики за параметрами та оцінки його місця в утворенні ґрунту. Пізніше був виділений ще один (шостий) фактор - виробнича діяльність людини.

Фактори ґрунтоутворення специфічно впливають на формування ґрунту і не можуть бути замінені один одним. Кожен з них відіграє свою роль в процесі обміну речовини та енергії між ґрунтом і навкіллям. Всі фактори ґрунтоутворення взаємопов'язані, і віддати перевагу якомусь одному можна лише на певному етапі.

Гумус як специфічний продукт гуміфікації - це гетерогенна полідисперсна система високомолекулярних азотовмісних ароматичних сполук кислотної природи. Життя рослин тісно пов'язане з гумусними речовинами, які є основним джерелом вуглекислого газу для них. Ґрунт забезпечує 60% вуглекислого газу, необхідного для фотосинтезу



СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. І.І. Назаренко. Ґрунтознавство. - Чернівці. “Рута”, 1966р.

2. В.Г. Крикунов - Землеробство з основами ґрунтознавства. - Київ: “Вища школа”, 1988р.

3. П.П. Заєв, А.А. Коротков, М.П. Федосєєва, З.В. Белова - Загальне землеробство із ґрунтознавством. “Колос”. - Ленінград - 1966р.

4. Назаренко І.І., Польчина С.М. Нікорич В.А. Грунтознавство: Підручник. -Чернівці: Книги - ХХІ, 2004. - 400с.

Размещено на Allbest.ru