Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДНІПРОДЗЕРЖИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Конспект лекцій з дисципліни

“Ґрунтознавство”

для студентів за напрямом підготовки 6.040106 - «Екологія,

охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»

Т.К. Клименко

Дніпродзержинськ, 2011



Розповсюдження і тиражування без офіційного дозволу Дніпродзержинського державного технічного університету заборонено.

Конспект лекцій з дисципліни «Ґрунтознавство» для студентів за напрямом підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування».

Укладач: Клименко Т.К. - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2011. 93с.

Укладач:канд.біол.наук, доцент кафедри ЕК Клименко Т.К.

Відповідальний за випуск: докт. техн. наук, завідувач кафедри ЕК Зберовський О.В.

Рецензент: канд.техн.наук, доцент кафедри ЕК Авраменко С.Х.

Затверджено на засіданні

кафедри екології та охорони

навколишнього середовища

Протокол № 4 від 26.10. 2011р.

Коротка анотація

У конспекті лекцій розглянуто класифікацію живих об'єктів, особливості прокаріотичних і еукаріотичних клітин, розмноження організмів, основи генетики, процес видоутворення і різноманіття живих організмів на Землі



Зміст

Вступ

Тема 1. Ґрунтоутворення

Тема 2. Фактори ґрунтоутворення

Тема 3. Мінералогічний та механічний склад ґрунтів та ґрунтоутворюючих порід

Тема 4. Органічна частина ґрунтів

Тема 5. Хімічний склад ґрунтів і ґрунтоутворюючих порід

Тема 6. Ґрунтові колоїди та поглинальна здатність ґрунтів

Тема 7. Фізичні властивості ґрунтів

Тема 8. Ґрунтова вода, водяні властивості і водяний режим ґрунтів

Тема 9. Ґрунтове повітря і повітряний режим ґрунтів

Тема 10. Родючість ґрунту

Тема 11. Генезис, класифікація та географія ґрунтів України

Вступ

Корені ґрунтознавства, як і багатьох інших наук, ідуть у глибоку стародавність і зв'язані з поступовим розвитком землеробства і накопиченням людиною знань про ґрунт.

Записи про різну якість ґрунтів були зроблені ще в древніх єгипетських папірусах. У ХVІІІ столітті до нашої ери цар Вавілонії Хаммурапі видав перший відомий історії письмовий закон про воду і землю, що передбачає, зокрема, покарання тих, хто псує ґрунт і не піклується про його родючість.

Багато відомостей про ґрунти містилося в трактатах древніх греків і римлян, написаних за 800 років. З ІV століття до нашої ери по ІV століття нашої ери вперше систематизували знання про ґрунти Аристотель, Феофраст, Катон Старший; класифікацію ґрунтів спробував створити римський письменник і агроном Колумелла, а географія ґрунтів була описана давньогрецькими істориками і географами Геродотом і Страбоном.

Епоха Відродження принесла новий розквіт наук. Ломоносов у Росії, Бекон в Англії, Валлериус у Швеції розробляли гіпотези про природу родючості ґрунту. У ХVІІІ ХІХ ст. вийшли праці Т'єра, Лібіха, Буссенго, Вольні у Західній Європі, Болотова, Комова, Павлова, Веселовського, Севергина у Росії. Усіх цих знань вистачало доки розвиток землеробства йшов екстенсивним шляхом.

З переходом до інтенсивного землеробства виникла потреба в науці про ґрунт. Ця наука генетичне ґрунтознавство була створена видатним російським натуралістом, професором Петербурзького університету В.В.Докучаєвим. У 1883році він захистив докторську дисертацію "Російський чорнозем". Саме Докучаєв відокремив від невизначеного, повсякденного уявлення про землю уявлення про ґрунти особливе природно-історичне тіло природи.

Щоб створити науку про ґрунт, потрібно було показати, що ґрунт є результат і, в той же час, процес багатовікової взаємодії живої природи з неживою. Тільки в цій якості ґрунт і є самостійним тілом природи, що зафіксував Докучаєв у своєму визначенні ґрунту.

Вчення про ґрунт, як про взаємодію живого з неживим, вбирає в себе всі області природознавства. Взаємопереплетіння різних наук у єдиній системі характерна риса нашого часу (мал.1.), крім того, з'явилися інтегральні науки, що вимагають знання про природу в цілому. Уже зараз формується галузь знання, що вимагає об'єднання природознавства і соціально-економічних наук наука про охорону навколишнього середовища. Ґрунтознавство в цій системі займає своє гідне місце.

Серед існуючих у природі тіл живих (рослини, тварини, мікроорганізми) і косних (мінерали і гірські породи) ґрунт займає проміжне положення. Він не живий, але і не мертве природне тіло, а таке, яке В.И.Вернадський назвав біокосным геобіологічним утворенням.

Функції, що виконує ґрунт у загально планетарному масштабі, різноманітні.

1. Забезпечення життя на Землі. При утворенні ґрунту з гірських порід у ньому накопичуються потрібні організмам хімічні елементи. Саме з ґрунту рослини, а через них тварини і людина, одержують необхідні елементи мінерального харчування і частково воду для створення своєї біомаси. Здійснювати цю функцію ґрунт може завдяки особливій властивості ґрунтовій родючості, здатності регулярно постачати рослини водою, елементами мінерального харчування й одночасно створювати сприятливі умови для їхнього життя.

2. Підтримка постійної взаємодії великого і малого кругообігів речовин на земній поверхні. Малий кругообіг біологічний: вилучення рослинами з ґрунту елементів мінерального харчування, що через ряд проміжних стадій (рослини тварини мікроорганізми) знову повернуться в ґрунт при розкладанні організмів, що відмирають. Частина речовин у кінцевому рахунку, попадає в океан. З них утворяться морські осадові гірські породи, що після глибинних перетворень на планеті можуть знову вийти на поверхню, піддатися знову руйнуванню і дати початок новим ґрунт. Це великий геологічний кругообіг речовин. Ґрунт зв'язує два кругообіги воєдино.

3. Ґрунт регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери. Він постійно обмінюється газами з приземним шаром атмосфери: поглинає кисень, виділяє діоксид вуглецю ("подих" ґрунту). Обмінюється ґрунт з атмосферним повітрям метаном, аміаком, воднем, сірководнем. Хімічний склад ґрунтових, річкових, озерних вод це теж наслідок ґрунтових процесів.

4. Ґрунт регулює біосферні процеси, зокрема щільність живих організмів на Землі. Ґрунт не тільки має родючість, але і має властивості, несприятливі для життя тих чи інших організмів. Географія рослин нерозривно зв'язана з географією ґрунтів.

5. Нагромадження на земній поверхні активної органічної речовини (гумусу) і зв'язаної з ним хімічною енергією. Жива органічна речовина не стійка, вона швидко руйнується, мінералізується після відмирання організмів. Частина її перетворюється в гумус і надовго зберігається, забезпечуючи ґрунтову родючість, тому що саме гумус дозволяє ґрунту утримувати елементи харчування в доступній рослинам формі.

Тема 1. Ґрунтоутворення

Ґрунтоутворювальний процес відноситься до категорії біофізико хімічних процесів. По визначенню А.А.Роді, ґрунтоутворювальним процесом називається сукупність явищ перетворення і пересування речовин і енергії, що протікають у ґрунтовій товщі. Агентами ґрунтоутворення є живі організми і продукти їхньої життєдіяльності, вода, кисень повітря і вуглекислота. Найбільш важливі складові ґрунтоутворювального процесу: 1)перетворення (трансформація) мінералів гірської породи, з якої утвориться ґрунт; 2)накопичення в ґрунті органічних залишків і їхня поступова трансформація; 3)взаємодія мінеральних і органічних речовин з утворенням складної системи органо-мінеральних з'єднань; 4)накопичення (акумуляція) у верхній частині ґрунту ряду біофільних елементів і, насамперед , елементів харчування; 5)пересування продуктів ґрунтоутворення з током вологи в профілі ґрунту, що формується.

Загальні особливості ґрунту як природного утворення.

1. Ґрунт займає визначене місце на нашій планеті. Це поверхневий горизонт земної кори, що утворює невеликий по потужності шар. Саме в поверхневому шарі земної кори створюються умови тісної, найбільш активної взаємодії компонентів біосфери атмосфери, літосфери, рослин, тварин і мікроорганізмів. Ґрунт є компонентом інших, більш складних природних систем біогеоценозів і біосфери в цілому.

2. Ґрунт найбільш масштабний глобальний результат виникнення й еволюції життя на землі і найрізноманітнішої взаємодії біоти з гірськими породами, що виходять на поверхню суші. Цей відносно малопотужний шар суші бере участь у всіх найважливіших сучасних процесах трансформації і міграції речовини, що протікають у біосфері. Ці процеси зв'язані з функціонуванням екосистем і обміном речовин у живих організмах.

3. Процеси, зв'язані з утворенням і життям ґрунту, включаються в складні кругообіги речовини й енергії на Землі, головні з яких геологічний, біологічний і біогеохімічний. На думку В.А.Ковди, з погляду ґрунтознавства, геологічний кругообіг це вся сукупність процесів утворення земної кори гірських порід і мінералів, відокремлення її горизонтів, кори вивітрювання і форм рельєфу, а також деякі інші процеси.

Біологічний кругообіг містить у собі сукупність циклічних процесів обміну речовин і енергії між середовищем і живими організмами.

Повний трансформаційно міграційний цикл елемента у всіх ґрунтах і на всіх етапах його функціонування включає як біологічні, так і абіотичні процеси трансформації і переміщення речовини. Біологічні й абіотичні процеси трансформації і переміщення речовини в ґрунтах зв'язані в єдиному біогеохімічному кругообігу, що являє собою систему погоджених у просторі і в часі трансформаційних і міграційних потоків речовини, що протікають або послідовно у фазі биоти або в неживих фазах ґрунту.

4. Ґрунт природне утворення, унікальне за складністю речовинного складу. Будь-який ґрунт містить у своєму складі весь складний спектр біоорганічних з'єднань рослин і мікробної плазми, складних продуктів їхньої трансформації, гуміфікації, взаємодії їх між собою і з мінеральними компонентами ґрунту. Це безліч з'єднань, більшість з яких не ідентифіковано. Характерна риса ґрунтоутворення нагромадження специфічних, характерних для всіх типів ґрунтів з'єднань, що входять до складу твердої фази.

5. Для всіх ґрунтів характерні складна просторова організація і диференціація ознак, властивостей і процесів. Рівні структурної організації ґрунту: атомно іонний, молекулярний, колоїдний і кристалохімічний, агрегатний і мікро агрегатний підрівень, горизонтний, профільний, асоціативний. Важливою рисою будь-якого типу ґрунтоутворення є формування ґрунтового профілю, також диференційованого по складу, властивостям і процесам.

6. Загальна і найважливіша якість усіх ґрунтів родючість. Це властивість ґрунтів реалізується в результаті сукупного прояву окремих властивостей і процесів, що беруть участь у забезпеченні організмів мінеральною їжею, водою й іншими необхідними умовами їхнього нормального функціонування. Ґрунт здатний до відтворення цієї найважливішої властивості

Загальна схема ґрунтоутворення

Найбільш важливі складові ґрунтоутворювального процесу перетворення (трансформація) мінералів гірської породи, з якої утвориться ґрунт; нагромадження в ній органічних залишків і їхня поступова трансформація; взаємодія мінеральних і органічних речовин з утворенням складних органо-мінеральних з'єднань; акумуляція у верхній частині ґрунту ряду біофільних елементів; міграція продуктів ґрунтоутворення в профілі ґрунту.

Генезис будь-якого ґрунту складається, як мінімум, із трьох послідовних стадій.

1. Початок ґрунтоутворення (первинний ґрунтоутворювальний процес). Збігається з початком функціонування піонерних наземних екосистем в умовах одночасної і взаємозалежної дії факторів ґрунтоутворення (регресія моря, відступ льодовиків, відвали кар'єрів, терикони та ін.).

Уже на початковій стадії функціонування екосистем у них складається біологічний кругообіг з повторюваними процесами продукування біомаси, її відмирання з частковим надходженням органічних залишків, виборчим біологічним поглинанням елементів мінерального харчування з вихідного субстрату й інших процесів. Однак обсяг біологічного кругообігу на цій стадії невеликий.

Крім того, на цій стадії ґрунтоутворення відбуваються і процеси небіологічної природи: фізичні, фізико-хімічні, хімічні. Цю групу процесів називають мікро процесами чи елементарними ґрунтовими процесами першого порядку.

Характерною рисою початкової стадії ґрунтоутворення є наявність специфічних для ґрунтів процесів трансформації і переносу речовини, що йдуть у рамках біологічного кругообігу, при відсутності виражених характерних ознак твердої фази субстрату, що дозволяє віднести його до ґрунту. Це як би підготовча предпочвенная стадія.

2. Стадія розвитку ґрунту. Субстрат материнської породи послідовно здобуває характерні ґрунтові ознаки. У результаті біологічного поглинання і трансформації речовин утворяться якісно інші з'єднання, яких ніколи не було у вихідній породі. Ці з'єднання стають більш доступними для наступних поколінь ґрунтових організмів і рослин, завдяки чому розширюється обсяг біологічного кругообігу.

Таблиця 1.1 Результати трансформації сполук деяких елементів при ґрунтоутворенні

Елемент	Вихідні з'єднання в літосфері, атмосфері і гідросфері.	Нові форми з'єднань, характерні для ґрунтів
Вуглець, С	СО2 атмосфери	Вуглець у складі гумусових з'єднань, а також у складі органічних залишків організмів.
Азот, N	У більшості гірських порід відсутній. Молекулярний азот атмосфери (N2).Сліди аміаку, нітратів і деяких інших з'єднань у природних водах.	Азот у складі гумусових з'єднань ґрунтів Незначні кількості органічних речовин, що містять азот, індивідуальної природи (амінокислоти й ін.),солі амонію, нітрати. Розчинні форми в складі ґрунтової вологи.
Фосфор Р	Труднорозчинні фосфати типу фосфоритів і апатиту, трудно розчинні з'єднання з залізом і алюмінієм.	Фосфор у складі гумусових з'єднань незначні кількості в складі неспецифічних органічних сполук. Аморфні разноосновные фосфати, що розрізняються по розчинності. Фосфати, сорбированные твердою фазою ґрунту. Фосфати в ґрунтовому розчині.
Калій К	Важкодоступного в складі кристалічних ґрат слюд, гідрослюд, деяких польових шпатів і ін.	Іонний калій в обмінній формі в складі ґрунтового поглинаючого комплексу, розчинні солі калію в ґрунтовому розчині.
Кальцій Са	Переважно труднорастворимые мінеральні з'єднання карбонати, фосфати, фторид і деякі інші з'єднання.	Іонний кальцій в обмінній формі в складі ґрунтового поглинаючого комплексу. Комплексні з'єднання кальцію з органічними компонентами ґрунту, Са2+ і розчинні комплексні з'єднання в ґрунтовому розчині.



У таблиці 1.1, як приклад, показані підсумки трансформації сполук біофільних елементів у процесі ґрунтоутворення.

Сукупність процесів, що відбуваються на даній стадії, приводить не тільки до зміни речовинного складу, але і до істотного перетворення фізичного стану, складання твердої фази.

На даній стадії ґрунтові мікропроцеси утворюють якісно нові процеси мезоі макропроцеси. Ґрунтові мезопроцеси чи елементарні ґрунтові процеси другого порядку, формують специфічні окремі властивості ґрунтів (опідзолювання, гумусова акумуляція, лессиваж, агрегатоутворення й ін.). У результаті дії ґрунтових мезопроцесів формуються специфічний речовинний склад і фізичні властивості ґрунту, а також виникає просторова диференціація властивостей і процесів на агрегатному і горизонтному рівнях. Ґрунтові макропроцеси, чи власне процеси ґрунтоутворення, призводять до формування визначених ґрунтових типів (чорноземів, підзолистих ґрунтів і т. д.).

Стадія формування ґрунтів може продовжуватися сотні, тисячі років і більш. За цей час можуть істотно змінюватися фактори ґрунтоутворення, наприклад, клімат. Через що починається нова фаза розвитку ґрунту. Тривала і складна стадія розвитку ґрунту може протікати практично нескінченно. Однак в умовах тривалої стабілізації зовнішніх умов ґрунти можуть досягати стану, близького до рівноважного з навколишніми факторами. Можна вважати, що ґрунт перейшов у наступну стадію - стадію зрілого ґрунту.

3. Стадія зрілого ґрунту. Для зрілого ґрунту характерним є біологічний кругообіг, кожен цикл якого приблизно повторює попередній. На цій стадії залучення нових елементів з ґрунтоутворювальної породи до кругообігу відбувається в досить обмежених масштабах. На стадії рівноважного функціонування ґрунтів реалізуються всі групи процесів (мікро -, мезоі макропроцеси, біологічні й абіотичні і т. д.). Вони узгоджені в часі і просторі і складають у сукупності біогеохімічні кругообіги.

Утворення й еволюція ґрунтів

Особливості ґрунтоутворення і тривалість еволюції розвитку ґрунтів залежать від характеру проявів відомих природних, а в сучасних умовах і антропогенних факторів, їхньої зміни в часі і просторі.

Первинними організмами, що могли взяти участь у ґрунтоутворенні, швидше за все були бактерії і водорості. З їхнім впливом на гірську породу почався первинний процес ґрунтоутворення.

Первинні організми створили необхідні умови для розвитку інших груп організмів. Потім з'явилися псилофіти, гриби, хвощі, плауни, папороті, мохи, і, нарешті, покритонасінні рослини.

З появою вищих рослин процес ґрунтоутворення підсилювався. Разом з рослинами ґрунт заселяли тваринні організми, що також впливали на процес ґрунтоутворення. У результаті життєдіяльності рослин і тварин відбувалося нагромадження органічних залишків і гумусу, у результаті чого в мінеральних ґрунтах поліпшувався водяний режим.

У кембрійський і ордовикський періоди процес ґрунтоутворення перебував у стадії первинного. У силурійський, девонський, кам'яновугільний і пермський періоди створилися умови для подальшого розвитку й ускладнення процесу ґрунтоутворення. У крейдовий і третинний періоди на земній кулі чітко відокремилися кліматичні пояси, що привело до ще більшої диференціації і розмаїтості ґрунтового покриву. У четвертинний період у результаті материкового заледеніння процес ґрунтоутворення перервався на значній частині суші (близько 50-60%). На території поширення льодовиків ґрунтовий покрив був цілком знищений. На прилягаючих до льодовиків просторах він був еродований стікаючими льодовиковими водами, а потім перекритий відкладеннями. У субтропічних і тропічних областях ґрунтовий покрив у значній частині зберігся від третинного періоду. Після закінчення льодовикової епохи почався сучасний процес ґрунтоутворення.

Сукупність усіх змін у ґрунті і до початку його утворення (нуль-момент) до сьогоднішнього дня називають еволюцією ґрунту.

Причини зміни ґрунту невідповідність властивостей ґрунту і процесів, що протікають у ньому, зв'язаних з функціонуванням екосистеми, до факторів ґрунтоутворення. Під впливом зовнішніх факторів родючість ґрунту може як збільшитися, так і знизитися, аж до повного, чи майже повного, його знищення (деградація ґрунту).

Морфологічні ознаки ґрунтового профілю

У результаті процесу ґрунтоутворення ґрунт набуває ряд найважливіших властивостей і ознак, у ньому виникають нові речовини, яких не було в породі. Ґрунт набуває тільки йому властиві морфологічні (зовнішні) ознаки. За ними можна відрізнити ґрунт від породи, один ґрунт від іншого, а також частково судити про напрямок і ступінь виразності процесу ґрунтоутворення.

Нижче подано стислий опис головних морфологічних ознак ґрунту.

Будова ґрунтового профілю це його зовнішній вигляд, обумовлений визначеною зміною горизонтів у вертикальному напрямку. Горизонти відрізняються один від іншого кольором, структурою, складом і іншими морфологічними ознаками. Вони мають різний хімічний, а іноді і механічний склад, у них по-різному протікають біологічні процеси.

У профілі ґрунту розрізняють кілька горизонтів, що часто підрозділяються на підгоризонти. Кожен горизонт має свою назву і літерне позначення (індекс) Для більш точної характеристики використовують додаткові буквені і цифрові індекси.

Звичайно виділяють наступні горизонти:

· А_о органогенний горизонт, що складається з органічних залишків опаду рослин (лісова підстилка, степова повсть);

· Т органогенний торф'яний горизонт;

· А гумусово-акумулятивний;

· А₂ елювіальний;

· В - ілювіальний чи перехідний;

· G глейовий;

· C - материнська порода;

· D - підстилаючи порода;

Розрізняють два типи будови ґрунтового профілю: недиференційований і диференційований. У недиференційованому (звичайному) профілі генетичні горизонти поступово змінюють один одного з верху вниз. Диференційований ґрунтовий профіль побудований більш складно: під гумусовим горизонтом має прояснений горизонт виносу речовин, а ще нижче лежить горизонт нагромадження винесених зверху речовин.

Описані два типи будівлі ґрунту це схеми. У природі всі значно складніше: мається безліч видів горизонтів і їхні різноманітні сполучення, деякі особливі типи ґрунтових горизонтів (озалізнення, відкладення солей, гіпсу, вапна, кремнезему й ін.)

Горизонт акумуляції органічних речовин (А) формується у верхній частині профілю за рахунок біомаси зелених рослин, що відмирає. У залежності від їхнього характеру виділяють: А гумусово-акумулятивний, що утворюється у верхній частині мінеральної товщі ґрунту, у якому не виражені морфологічні процеси руйнування і вилуження мінеральних речовин; А1 - гумусово-елювіальний верхній горизонт профілю з морфологічно або аналітично вираженими процесами руйнування і вилуження мінеральних речовин. Обрії А и А₁ найбільш темного фарбування, в них накопичується найбільша кількість гумусу й елементів харчування.

Елювіальний горизонт (А₂) утворюється в процесі інтенсивного руйнування мінеральної частини ґрунту і вимивання продуктів руйнування в нижні горизонти. Він забарвлений у найбільш світлі тони й у різних ґрунтах одержує різні назви (підзолистий, осолоділий). Іноді він розвивається в межах нижньої частини горизонту А₁, де утвориться А₁ А₂; може формуватися у верхній частині горизонту у виді А₂В.

Ілювіальний або перехідний горизонт (В) формується під елювіальним чи гумусовим горизонтом і служить переходом до материнської породи. У ґрунтах з диференційованим профілем і делювіальним горизонтом формується ілювіальний горизонт, до якого вмиваються і там частково накопичуються різні продукти ґрунтоутворення. Розрізняють горизонти: В_Fe вмивання залізистих речовин; В_h-гумусових речовин; В_к карбонатів; В_s сульфатів хлоридів; В_і мулистих часток ґрунту. У ґрунтах з недиференційованим профілем, де не переміщується мінеральна алюмосилікатна основа (чорноземи, каштанові), горизонт В не ілювіальний, а перехідний від гумусово-акумулятивного до породи. Він часто розчленовується на підгоризонти В₁ і В₂ за характером структури і складом.

Глейовий горизонт (G) утворюється в гідроморфних ґрунтах. Внаслідок тривалого чи постійного надлишкового зволоження і недоліку вільного кисню в ґрунті йдуть анаеробно-відновні процеси, що приводить до виникнення закисних з'єднань заліза і марганцю, рухливих форм алюмінію, дезагрегування ґрунту і формуванню глейового обрію. Якщо ознаки глейового процесу виявляються в інших обріях, то до їхнього літерного позначення додають букву "g", наприклад А₂g, Вg і т.д.

Материнська порода (С) являє собою породу, слабко порушену процесами ґрунтоутворення.

Породу, що підстеляє (Д), виділяють у тому випадку, коли ґрунтові горизонти сформувалися на одній породі, а нижче лежить порода з іншими властивостями.

Кожному ґрунтовому типу відповідає своє сполучення горизонтів. Тому деякі з них можуть у тому чи іншому профілі бути відсутніми.

Потужність ґрунту й окремих його горизонтів. Потужністю ґрунту називається товщина від його поверхні вглиб до слабко порушеної процесами ґрунтоутворення материнської породи. Потужність ґрунтового профілю коливається в широких межах: від декількох сантиметрів у примітивних гірських чи пустельних ґрунтів до 1-2 м у більшості ґрунтів рівнин, а в деяких ґрунтів (тропічних) вона досягає декількох метрів.

Забарвлення ґрунту найбільш помітна морфологічна ознака. Багато ґрунтів одержали назву у відповідності зі своїм забарвленням чорноземи, підзоли, червоноземи і т.д. Колір ґрунту визначається забарвленням тих речовин, з яких він складається, а також фізичним його станом і ступенем зволоження. Найбільш важливі для фарбування наступні групи речовин: 1)гумус; 2)сполуки заліза; 3)кременева кислота, вуглекисле вапно.

Гумусові речовини обумовлюють чорне, темно-сіре і сіре забарвлення.

Сполуки оксидів заліза забарвлюють ґрунт у червоний, жовтогарячий і жовтий кольори; закиси заліза - у сизі і блакитнуваті тони. В болотних ґрунтах зустрічається вівіаніт [Fe₃(PO₄)₂8H₂O], що додає їм зеленувато-блакитний відтінок.

Кремнезем (Sі₂), вуглекислий кальцій (CaCO₃) і каолініт (H₂Al₂Sі₂O8H₂O) обумовлюють біле і білесувате забарвлення. У ряді випадків помітну роль у придбанні ґрунтом білесуватих відтінків можуть грати гіпс (CaSO₄2H₂O) і легкорозчинні солі (NaCl, Na₂SO₄8H₂O і інші).

Різні сполучення зазначених груп речовин визначають велику розмаїтість ґрунтових фарб і відтінків.

Механічний склад. У польових умовах його визначають візуально і тактильно. Гранулометричний склад ґрунту це співвідношення в ньому твердих часток різного розміру (каміння, гравій, пісок, пил, мул). За співвідношенням часток різного розміру ґрунти поділяються на піщані, супіщані, суглинні, глинисті.

Структура окремості (агрегати), на які здатний розпадатися ґрунт. Форма, розмір і якісний склад структурних окремостей у різних ґрунтах, а також у різних горизонтах неоднакові. Розрізняють три основних типи структури:

кубоподібна (структурні окремості рівномірно розвинуті за трьома взаємно перпендикулярними осями)

· призмова (окремості розвинуті переважно по вертикальній осі);

· пліткоподібна (окремості розвинуті переважно по двох горизонтальних осях).

В залежності від розміру агрегатів структуру підрозділяють на наступні групи:

· глибиста (більше10мм);

· макроструктура (10 0,25мм);

· тонка мікроструктура (менше 0,01мм).

Ґрунт може бути структурним і безструктурним. Між структурними і безструктурними ґрунтами зустрічаються перехідні, у яких структура виражена слабко.

В будь-якому із ґрунтових горизонтів структурні окремості не бувають одного розміру і форми. Найчастіше структура в них змішана: грудкувато-зерниста, грудкувато-пилувата, грудкувато-пластинчато-пилувата і т.д.

Складення це зовнішнє вираження щільності і пористості ґрунту. За щільністю розрізняють ґрунти:

1) дуже щільні;

2) щільні (ілювіальні горизонти суглинних і глинистих ґрунтів);

3) пухкі (суглинні і глинисті ґрунти з добре вираженою грудкувато-зернистою структурою; верхні горизонти піщаних і суглинних ґрунтів);

4) розсипчасті (орні горизонти піщаних і супіщаних ґрунтів).

Пористість характеризується формою і розмірами пор усередині структурних окремостей чи між ними.

У залежності від розміру і розташування пор усередині структурних окремостей розрізняють наступні типи складення:

· тонкопористе ґрунт пронизаний порами діаметром менше 1мм;

· пористе діаметр пор коливається від 1 до 3мм(лес);

· ніздрювате (дірчасте)-у ґрунті маються порожнечі від 5 до10мм, обумовлено діяльністю ґрунтів;

· вічкувате - порожнечі, що перевищують 10мм (субтропічні і тропічні ґрунти);

· трубчасте порожнечі у вигляді каналів, проритих землероями.

При розташуванні пор між структурними окремостями розрізняють наступні типи складення ґрунтів у сухому стані:

· тонкотріщинувате - ширина порожнин менше3мм;

· тріщинувате --ширина порожнин від 3 до10мм;

· щілисте - ширина порожнин більше10мм.

Новоутворення і включення. Новоутвореннями і включеннями називають скупчення речовин різної форми і хімічного складу, що утворюються і відкладаються в горизонтах ґрунту. Розрізняють:

1) хімічні новоутворення - результат хімічних процесів, що приводять до виникнення різного роду з'єднань; можуть осаджуватися на місці утворення або, переміщуючись з ґрунтовим розчином у горизонтальному і вертикальному напрямках, випадати на деякій відстані від місця свого виникнення. За формою хімічні новотвори розділяють на вицвіти і нальоти, скоринки, примазки і патьоки; прожилки і трубочки, конкреції. Хімічні новоутворення представлені легкорозчинними солями, гіпсом, вуглекислим вапном, оксидами заліза, алюмінію і марганцю, закисними з'єднаннями заліза, кремнекислотою, гумусовими й іншими речовинами;

2) новоутворення біологічного походження (тваринного і рослинного) зустрічаються в наступних формах: червоточини - звивисті ходи канальці черв'яків; капроміти екскременти дощових черв'яків у вигляді невеликих клубочків; кротовини порожні чи заповнені ходи грунториїв; корневины згнилі великі корені рослин; дендрити візерунки дрібних корінців на поверхні структурних окремостей.

Включеннями називають тіла органічного і мінерального походження, що знаходяться в ґрунті, виникнення яких не зв'язано з грунтоутворювальним процесом. До включень відносяться, наприклад, уламки гірських порід, раковини і кістки тварин, шматочки цегли, скла, вугілля.

Мікроморфологічні ознаки ґрунтового профілю. Їхнє дослідження можливе тільки за допомогою мікроморфологічного методу, в основі якого лежить дослідження під поляризаційним мікроскопом ґрунтових шліфів, приготовлених зі зразків ґрунту непорушеного складення. Цей метод дозволяє виявити особливості мікро будування і мікроскладення . У шліфах виділяють кістяк і плазму ґрунту. Кістяк складається з мінералів крупніше 2мкм в основному це різні первинні мінерали ґрунту, плазма представлена тонкими частками менш 2мкм у діаметрі. Вона складається з глинистих мінералів, вторинних несилікатних оксидів заліза й алюмінію, гумусу і, у залежності від складу, поділяється на глинисту, гумусо-глинисту, карбонатно-глинисту, залізисто-глинисту.

Тема 2. Фактори ґрунтоутворення

В.В.Докучаєв установив, що ґрунт як особливе природне тіло формується в результаті тісної взаємодії наступних факторів клімату, рослинності, ґрунтоутворюючих порід, рельєфу місцевості і віку країни (часу). Сполучення факторів ґрунтоутворення це комбінація екологічних умов розвитку ґрунтоутворювального процесу і ґрунтів. Необхідно також враховувати ще один фактор - виробничу діяльність людини, що створює як прямий, так і непрямий вплив на ґрунтоутворення і ґрунтовий процес.

Грунтоутворюючі породи

Гірські породи, з яких формується ґрунт, називають ґрунтоутворювальними чи материнськими.

Ґрунтоутворювальна порода є матеріальною основою ґрунту і передає їй свій механічний, мінералогічний і хімічний склад, а також фізичні, хімічні, фізико-хімічні властивості, що надалі поступово змінюються в різному ступені під впливом ґрунтоутворювального процесу.

Ґрунтоутворювальні породи розрізняються за походженням, складом, будівлею і властивостями. Літосфера складається з магматичних, метаморфічних і осадових порід. Магматичні утворилися із силікатних розплавів, що застигли в глибині земної кори (інтрузивні), чи з магми, що вилилася на поверхню Землі (ефузивні). Досягають 95% загальної маси порід, що складають літосферу. Мають кристалічну будівлю. Це граніти, дуніти і т.д. Ґрунтоутворювальними є в рідких випадках, в основному в гірських областях.

Метаморфічні породи вторинні породи, що утворилися з магматичних чи осадових порід у надрах землі в результаті глибоких перетворень (сланці, гнейси) Їхнє значення в ґрунтоутворенні мале.

Осадові породи відкладення продуктів вивітрювання масивно-кристалічних порід чи залишків різних організмів. Вони підрозділяються на уламкові, хімічні осади і біогенні. Серед осадових порід хімічного і біогенного походження важливу роль грають карбонатні відкладення вапняки, мергелі, доломіти, крейда.

Древні осадові породи, утворені в дочетвертинний період, є переважно щільними породами. Молоді осадові породи сформувалися в четвертинний період у результаті вивітрювання корінних порід і перевідкладення продуктів їхнього руйнування водою, вітром, льодом. Їхнє утворення продовжується і в даний час. На відміну від щільних корінних порід вони характеризуються сприятливими для ґрунтоутворення властивостями: пухким складом, пористістю, водопроникністю, водоутримуючою і поглинальною здатністю.

Вивітрювання

Вивітрювання сукупність складних і різноманітних процесів кількісної і якісної зміни гірських порід і мінералів, що їх складають, під впливом атмосфери, гідросфери і біосфери.

Горизонти гірських порід, де протікають процеси вивітрювання, називаються корою вивітрювання. У ній розрізняють дві зони: зону поверхневого чи сучасного вивітрювання і зону глибинного чи древнього вивітрювання. Потужність кори сучасного вивітрювання, у якій може протікати ґрунтоутворювальний процес, коливається від декількох сантиметрів до 2-10 метрів.

У процесі вивітрювання розрізняють три форми фізичну, хімічну, біологічну.

Фізичне вивітрювання механічне роздроблення гірських порід і мінералів без зміни їхнього хімічного складу. Найбільш інтенсивно воно протікає при великих амплітудах коливань температури. Фізичне вивітрювання прискорюється при наявності води, що, проникаючи в тріщини гірських порід, створює капілярний тиск великої сили. Ще сильніше руйнівна сила води при замерзанні. В областях аридного клімату аналогічну роль виконують солі, що проникають у тріщини і кристалізуються в них.

Фізичне вивітрювання, роздрібнюючи і розпушуючи масивні породи, значно збільшує загальну поверхню, що створює сприятливі умови для прояву хімічного вивітрювання.

Хімічне вивітрювання процес хімічної зміни і руйнування гірських порід і мінералів з утворенням нових мінералів і з'єднань.

Найважливішими факторами цього процесу є вода, вуглекислий газ і кисень. У результаті хімічного вивітрювання змінюється фізичний стан мінералів і руйнується їхня кристалічна решітка. Порода збагачується новими (вторинними) мінералами і здобуває зв'язність, вологоємність, поглинальну здатність і інші властивості.

Біологічне вивітрювання механічне руйнування і хімічна зміна гірських порід і мінералів під дією організмів і продуктів їхньої життєдіяльності. При біологічному вивітрюванні організми витягують з породи необхідні для побудови свого тіла мінеральні речовини й акумулюють їх у поверхневих горизонтах породи, створюючи умови для формування ґрунтів. Вони виділяють у зовнішнє середовище вуглекислий газ і різні кислоти, що руйнують мінерали. Тварини, як і рослини, механічно розпушують гірські породи і своїми виділеннями сприяють їхній зміні.

Характер руйнування при вивітрюванні залежить від умов середовища, у якому воно протікає, від мінерального складу порід, зокрема від змісту SіО2. Останнє може відбитися на складі продуктів вивітрювання. Так, при вивітрюванні кислих порід утворюються переважно піски і супіски, середніх порід суглинки, основних важкі суглинки і глини.

При вивітрюванні поряд з руйнуванням первинних мінералів утворюються і вторинні мінерали.

Розрізняють два основних типи кори вивітрювання: спаллітну, для неї характерне утворення глинистих мінералів, переважно монтмориллонітової групи і гідрослюд, збереження найбільш стійких первинних мінералів; аллітну, для якої характерно панування вторинних мінералів групи гідроокисів заліза й алюмінію, майже повне руйнування первинних мінералів (крім кварцу), винос основ і кремнезему, у складі глинистих мінералів переважають каолініт та галлуазит.

Головні ґрунтоутворювальні породи

До головних ґрунтоутворювальних порід відносяться пухкі осадові породи. На них майже повсюдно розвиваються ґрунти.

У залежності від генезису, умов формування четвертинні осадові породи характеризуються різним складом, будівлею, складенням і властивостями, що істотно відбивається на ґрунтоутворенні і родючості ґрунтів, що формуються.

Елювіальні породи чи елювій - продукти вивітрювання корінних порід, що залишилися на місці утворення. Елювіт формується в гірських областях і на рівнинних плато, відрізняється великою розмаїтістю за складом і потужністю. Для елювію характерний тісний зв'язок з вихідною породою, поступовий перехід від пухкого дрібноземистого матеріалу до щільної породи.

Делювіальними породами чи делювієм називаються наноси, відкладені на схилах дощовими чи талими водами. Елювій відкладається у вигляді положистого шлейфа. У вершині шлейфа часто накопичується грубий матеріал, а наприкінці шлейфа пилуватий, глинистий. Для делювію характерні відносна орієнтованість і добре виражена шаруватість. За складом делювій різноманітний. Делювіальні породи широко поширені в передгірних областях і служать материнськими породами для різних ґрунтів.

Пролювій формується в гірських країнах біля підніжжя гір у результаті діяльності тимчасових водяних і селевих потоків значної сили. Характеризується поганою сортированістю, включенням велико уламкового матеріалу. Делювій і пролювій часто сполучаються, утворюючи делювіально-пролювіальні відкладення.

Алювіальні породи чи алювій являють собою опади, відкладені при розливі рік (заплавний алювій). До алювіальних порід відносяться також донні відкладення рік( русловий алювій). Русловий алювій складений пісками різної зернистості. Заплавний алювій переважно суглинний і глинистий. Алювіальні відкладення характеризуються шаруватістю, обкатаністю мінеральних зерен, включенням органічних залишків. Служить материнською породою для різних заплавних ґрунтів, що відрізняються високою родючістю.

Озерні відкладення відрізняються глинястістю і шаруватістю. У них часто спостерігаються органічні прошарки, можуть накопичуватися вуглекислий кальцій, гіпс або легкорозчинні солі.

Льодовикові чи моренні відкладення - продукти вивітрювання різних порід, переміщені і відкладені льодовиком. Звичайно залягають на піднесених вододільних просторах. Для морен характерні наступні особливості: несортованість, неоднорідний механічний склад, наявність валунів, збагачення піщаними фракціями, червоно буре, рідше жовто -буре й інше фарбування.

Флювіогляціальні чи водно-льодовикові відкладення пов'язані з діяльністю могутніх льодовикових потоків. Випливаючи з-під льодовика, вони переміщували льодовиковий матеріал і перевідкладали його за краєм льодовика. Характеризуються сортированістю, шаруватістю, не містять валунів, безкарбонатні, переважно піщані і піщано-ріняві. Ґрунти, сформовані на цих породах, відрізняються низькою родючістю.

Покривні суглинки поширені в зоні льодовикових відкладень і розглядаються як відкладення мілководних прильодовикових розливів талих вод. Характеризуються добре вираженою сортированістю, великим змістом пилуватих фракцій, не містять валунів. На них розвиті підзолисті, дерено-підзолисті і сірі лісові ґрунти.

Леси і лесовидні суглинки мають різний генезис. Їхніми загальними рисами є палеве чи бурувато-палеве забарвлення, карбонатність, пилувато-суглинистий механічний склад з перевагою крупнопилуватої фракції (0,05-0,01мм), борошнистість, пористість, пухке складення, мікроагрегованість, гарна водопроникність. За хімічними і ввідно-фізичними властивостями ці породи найбільш сприятливі для розвитку рослин. При сприятливих кліматичних умовах на них формуються високородючі чорноземні ґрунти, а також сіроземи, каштанові, сірі лісові. Лесовидні суглинки на відміну від лесів мають місце як у поза льодовикових областях, так і в областях льодовикових відкладень, серед покривних суглинків. Лесовидні суглинки менш карбонатні, зустрічаються безкарбонатні, більш грубозернисті. У них слабкіше виражена борошнистість і пористість, відзначається шаруватість.

Еолові відкладення утворюються в результаті акумулятивної діяльності вітру, що виявляється найбільш інтенсивно в пустелях. До них відносяться сортовані піщані наноси, що утворюють особливі форми рельєфу бугри, бархани, дюни.

Морські відкладення формуються в результаті переміщення берегової лінії морів, явищ трансгресії і регресії, що неодноразово спостерігалися в четвертинний період. Відрізняються шаруватістю, сортованістю і великою акумуляцією солей.

Роль ґрунтоутворюючих порід у ґрунтоутворенні визначається тим, що вони в значній мірі впливають на склад, властивості ґрунтів, що формуються на них. Це, у свою чергу, позначається на швидкості перетворення мінеральної маси при ґрунтоутворенні, закріпленні органічних речовин, що утворюються, і т.д.

Мінералогічний, хімічний і механічний склад порід визначають умови виростання рослин, дуже впливають на гумусонакопичування, опідзолювання, оглеєння, засолення й інші процеси. У залежності від механічного складу, характеру складення породи розрізняються за водопроникністю, вологоємністю, пористістю, що визначає в процесі розвитку ґрунтів їх водяний, повітряний, тепловий режими. На водяний режим ґрунтів впливає будівля породи. Від материнських порід залежать швидкість і напрямок ґрунтоутворювального процесу, формування і рівень ґрунтової родючості.

Клімат як фактор ґрунтоутворення

Під атмосферним кліматом розуміють середній стан атмосфери тієї чи іншої території, що характеризується середніми показниками метеорологічних елементів (температура, опади, вологість повітря і т. д.) і їх крайніми показниками, що дають уявлення про амплітуди коливань протягом доби, сезонів і цілого року.

Для процесів ґрунтоутворення найважливіше значення мають температурні умови і зволоження, оскільки з ними тісно зв'язані водно-температурний режим ґрунтів і біологічні процеси.

Головне джерело енергії для біологічних і ґрунтових процесів -сонячна радіація, а основне джерело зволоження -атмосферні опади. Сонячна радіація поглинається земною поверхнею, а потім поступово випромінюється і нагріває атмосферу. Вода, потрапляючи в ґрунт, поглинається рослинами і повертається в атмосферу через транспірацію або в результаті фізичного випару. Таким чином, установлюється постійний тепло-і вологообмін між ґрунтом і атмосферою. У процесі цього формується гідротермічний режим ґрунту, що є найважливішою її властивістю.

Термічні групи кліматів.

Група кліматів (сума температур повітря більше 10єС)

Холодні (полярні) < 600

Холодно-помірні (бореальні) 600-2000

Тепло-помірні (суббореальні) 2000-3800

Теплі (субтропічні) 3800-8000

Жаркі (тропічні) > 8000

Клімати термічних груп розташовуються у виді широтних поясів, що оточують земну кулю. Пояси характеризуються не тільки сумою середньодобових температур, але і визначеними типами рослинності і ґрунтів. Вони одержали назви грунтово-біотермічних поясів.

Група кліматів (коефіцієнт зволоження КУ)

Дуже вологі (екстрагумідні) > 1,33

Вологі (гумідні) 1,33-1

Напіввологі (семигумидные) 1-0,55

Напівсухі (семиаридные) 0,55-0,33

Сухі (аридні) 0,33-0,12

Дуже сухі (екстрааридні) < 0,12

Критерієм для такого поділу служить відношення кількості опадів до випаровуваності (випару з відкритої водяної поверхні), що одержали назву коефіцієнт зволоження.

З головними термічними групами кліматів у ґрунтоутворенні сполучений тепловий режим ґрунтів, швидкість хімічних і біохімічних процесів, біологічна продуктивність.

З градаціями кліматів за атмосферним зволоженням сполучений водяний режим ґрунтів (при однаковому положенні їх у рельєфі), окислювально-відновний потенціал ґрунтів, ступінь вивітреності, вилуженості.

Велике значення має ступінь континентальности клімату. Розходження за континентальністю найбільш різко виявляється в полярній, бореальній і суббореальній групах кліматів.

Дуже важливим у формуванні ґрунтів є розподіл опадів по сезонах, інтенсивність їхнього випадання, відносна вологість і сила вітру.

Клімат творить прямий і непрямий вплив на ґрунтоутворення. Пряме виявляється в безпосередньому впливі елементів клімату на ґрунти, непряме -вплив клімату на рослинний і тваринний світ.

Роль клімату як фактора ґрунтоутворення полягає в наступному:

1.Клімат - важливий фактор розвитку біологічних і біохімічних процесів. Сполучення температури і зволоження обумовлює тип рослинності, темп створення і руйнування органічної речовини, склад і інтенсивність діяльності ґрунтової мікрофлори і фауни.

2.Клімат впливає на водно-повітряний, тепловий і окислювально-відновний режим ґрунту.

3.Клімат впливає на процеси перетворення мінеральних сполук у ґрунті.

4.Клімат впливає на процеси вітрової і водяної ерозії.

Організми і їхня роль у ґрунтоутворенні і формуванні родючості ґрунтів.

У ґрунтоутворенні беруть участь 3 групи організмів - зелені рослини, мікроорганізми і тварини, що утворюють складні біоценози. При спільному впливі організмів у процесі їхньої життєдіяльності, а також за рахунок продуктів життєдіяльності здійснюються найскладніші ланки ґрунтоутворення - синтез та руйнування органічної речовини, виборча концентрація біогенних елементів, міграція й акумуляція речовин і інші ланки.Однак функції кожної з цих груп у ґрунтоутворенні різняться. Докладно це питання розглянуте в методичних вказівках для самостійної роботи.

Рельєф як фактор ґрунтоутворення.

Таблиця 2.1 Групи форм рельєфу

Група	Форми рельєфу	Виникнення
Макрорельєф	Крупні форми рельєфу, що визначають вигляд великої території: рівнини, плато, гірські системи	Пов'язано з тектонічними явищами в земній корі
Мезорельєф	Форми рельєфу середніх розмірів: ували, холми, лощини, долини, тераси та їх елементи - пласкі ділянки, схили різної крутизни.	Пов'язано з екзогенними геологічними процесами, на які впливають підняття й опускання окремих ділянки суші.
Мікрорельєф	Дрібні форми рельєфу, що займають незначні площі, з коливаннями відносних висот в межах одного метра - бугорки, пониження, западини	На рівних поверхнях зв'язано з просадними явищами, мерзлотними формаціями та ін. На схилах зі сповзанням і ерозійними процесами.

Рельєф виступає як головний фактор перерозподілу сонячної радіації й опадів у залежності від експозиції і крутості схилів і впливає на водяний, тепловий, живильний, окислювально-відновний і сольовий режими.

За положенням в рельєфі і за обумовленим ним перерозподілом опадів виділяють наступні групи ґрунтів, що називають рядами зволоження.

Автоморфні ґрунти формуються на рівних поверхнях і схилах в умовах вільного стоку поверхневих вод, при глибокому заляганні ґрунтових вод (глибше 6 м ).

Напівгідроморфні ґрунти формуються при короткочасному застої поверхневих вод або при заляганні ґрунтових вод на глибині 3-6м.

Гидроморфные ґрунти формуються в умовах тривалого поверхневого застою вод чи при заляганні ґрунтових вод на глибині менш 3м.

Рельєф дуже впливає на розвиток ерозійних процесів. В умовах схилових форм рельєфу можливий прояв водяної ерозії, рівнинні форми рельєфу в районах з посушливим кліматом сприяють виникненню вітрової ерозії.

Вік ґрунтів.

Процес ґрунтоутворення протікає в часі. Кожен новий цикл ґрунтоутворення вносить визначені зміни в перетворення органічних і мінеральних речовин. Тому фактор часу ("вік країни" по В.В.Докучаєву) має величезне значення у формуванні і розвитку ґрунтів.

Розрізняють поняття абсолютного і відносного віку ґрунтів.

Абсолютний вік час, що пройшов з початку формування ґрунту дотепер, Він коливається від декількох років до мільйонів років. Найбільший вік мають ґрунти тропічних територій, що не перетерпіли різного роду порушень. Для північних областей абсолютний вік зв'язаний з періодом звільнення від четвертинного заледеніння і льодовикових вод.

Відносний вік характеризує швидкість ґрунтоутворювального процесу, швидкість зміни однієї стадії розвитку ґрунту іншою. Він зв'язаний з впливом складу і властивостей порід, умов рельєфу, на швидкість і напрямок ґрунтоутворювального процесу.

Діяльність людини.

Вплив людини - специфічний могутній фактор впливу на ґрунт і на весь комплекс умов розвитку ґрунтоутворювального процесу (рослинність, елементи клімату, гідрологія).

Характер і значимість змін ґрунту залежать від рівня розвитку науки і техніки. Систематичне застосування заходів щодо підвищення родючості ґрунтів приводить до окультурення ґрунту. Неправильне використання ґрунтів без обліку їхніх властивостей, умов розвитку може викликати істотне їхнє погіршення.

Взаємозв'язок факторів ґрунтоутворення

Фактори ґрунтоутворення рівнозалежні, вони не можуть бути замінені один одним. Кожний з них грає свою роль у процесах ґрунтоутворення.

В.Докучаєв підкреслював, що ґрунт утворюється в результаті взаємодії факторів ґрунтоутворення. Вони впливають один на одного, у результаті цього розвиваються мікро-, мезоі макропроцеси ґрунтоутворення.

Виділяють два головних цикли в розвитку природних екосистем, ландшафтів і ґрунтів - біокліматичний і біогеоморфологічний..

Біокліматичний обумовлений космічними і загальнопланетарними явищами, розподілом на поверхні планети сонячної радіації і динамікою атмосфери; рослинність і ґрунти в цьому циклі еволюціонують разом із кліматом.

Біогеоморфологічний цикл обумовлений геологічними геоморфологічними і геохімічними процесами; у ньому розвиток рослинності і ґрунтового покрову зв'язано з формуванням рельєфу і поверхневих відкладень.

Останнім часом у житті планети усе більшого значення набуває третій цикл - діяльність людини, що пристосовується до головних циклів, а також дуже сильно змінює їх.

Тема 3. Мінералогічний та механічний склад ґрунтів та ґрунтоутворюючих порід

Мінералогічний склад ґрунтів та ґрунтоутворюючих порід

До складу ґрунтоутворюючих порід і ґрунтів входять первинні і вторинні мінерали. Первинні мінерали складають магматичні породи, а в пухких породах і ґрунтах є залишковим матеріалом вивітрювання вихідних порід. Вторинні мінерали виникли з первинних під впливом кліматичних і біологічних чинників.

Первинні мінерали представлені переважно частками більше 0,001 мм, вторинні менше 0,001мм. У більшості ґрунтів первинні мінерали переважають за масою над вторинними, за винятком фералітних грунтів.

Первинні мінерали

Найбільш поширеними первинними мінералами в породах і грунтах є кварц, польові шпати, амфіболи, піроксени і слюди. Вони складають основну масу магматичних порід. У пухких породах більше кварцу (SiО₂), як найбільш стійкого до вивітрювання мінералу. Друге місце займають польові шпати, які мають велику механічну міцність, але менш стійкі до хімічного вивітрювання. Кварц і польові шпати крупнозернисті, вони зосереджені в піщаних і пилуватих частках.

Амфіболи, піроксени і багато слюд легко піддаються вивітрюванню, тому в пухких породах і грунтах вони містяться в невеликих кількостях у виді дрібних кристалів.

Значення первинних мінералів різнобічне: від їхньої кількості (особливо крупнозернистих фракцій) залежать агрофізичні властивості грунтів, вони є резервним джерелом зольних елементів живлення рослин, а також утворення повторних мінералів.

Вторинні мінерали

Мінерали простих солей утворюються при вивітрюванні первинних мінералів, а також у результаті грунтоутворювального процесу. До таких солей належать кальцит СаСО₃, магнезит МgСО₃, доломіт [Са, Мg](СО₃)₂, сода NаСО₃ · 10 Н₂О, гіпс СаSО₄ · 2 Н₂О, мірабіліт Nа₂SО₄ · 10 Н₂О, галіт NаСl, фосфати, нітрати й ін. Ці мінерали здатні накопичуватися в грунтах у великих кількостях в умовах сухого клімату. Якісний і кількісний склад їх визначає ступінь і характер засолення грунтів.