Грунтознавство повна версія


Тема: Предмет і завдання ґрунтознавства
Поняття про грунт-верхній шар землі на якому люди сіють і збирають урожай(стар) визначення за Докучаєвим: грунтом треба називати зовнішні горизонти будь яких гірських порід природно змінених сумісною дією води, повітря і різних організмів, живих і мертвих. Також він говорив що грунт це історичне тіло яке має свій вік і історію утворення. Крім докучаєва дослідженням грунту займались Лактіонов, Костичев, Вільямс. За Костичевим: ми перш за все виділяємо верхній шар землі до тієї глибини до якої доходить головна маса рослинних коренів і називаємо цей шар грунтом. За Вільямсом: основна властивість грунту це родючість, тобто здатність грунту безперервно постачати рослини необхідним запасом води і елементами живлення. І він говорив що грунт це пухкий поверхневий горизонт суші здатний продукувати врожай рослин. Більш сприйнятливим було визначення Лактіонова який казав: грунт це самостійне природно історичне, органо-мінеральне тіло природи, що виникло в результаті дії живих і мертвих організмів та природних вод на поверхневих горизонтах гірських порід в різних умовах клімату, рельєфу і гравітаційних сил. Докучаєв-функціональне визначення, Вільямс-Атрибутне, Лактіонов-Комплексне. Сучасне визначення грунту: грунт це складна полі функціональна, полідисперсна, гетерогенна, відкрита чотирифазна структурна система в поверхневій частині кори вивітрювання гірських порід що володіє родючістю і є комплексною функцією гірської породи організмів, клімату, рельєфу, та часу=) відкрита чотирьохфазна система-відкрита в термодинамічному розумінні, це показує що грунт знаходится в стані постійного обміну речовиною і енергією з навколишнім середовищем. Структуною системую грунт є тому що володіє певною будовою в якій можна розрізнити кілька структурних рівнів(перший(чорнозем) другий(пісок) третій(глина) горизонт) живі і мертві організми-це вся біота що існує і відмирає в землі(мікроорганізми, ящірки кроти, землерийки) грунт є складовою будь якої екосистеми, він розташований на межі взаємодії атмосфери, води і літосфери. І формує особливу геосферу, яка називається Педосфера. За іншими визначеннями грунт є компонентом біосфери. Основні розділи і положення ґрунтознавства-в основу вчення про грунт Докучаєв поклав генезис, тобто походження, розвиток і еволюцію грунту як самостійного природного історичного тіла. Ґрунтознавство-наука про грунти та їх генезис, будову, склад, властивості, географічне поширення, а також закономірності походження, розвитку, роль в природі,шляхи і методи їх охорони, родючість і раціональне використання. Найбільш важливі розділи ґрунтознавства: 1)вчення про формування і розвиток(генезис) грунтів. 2) вчення про грунтовий покрив як цілісне просторове утворення взаємопов’язане із зовнішнім середовищем. 3)вчення про родючість грунтів. 4)вчення про охорону грунтів. Основні положення ґрунтознавства: 1)поняття про грунт як самостійне природно-історичне тіло, що формується під впливом факторів ґрунтоутворення. 2) вчення про фактори та умови ґрунтоутворення. 3) вчення про ґрунтоутворюючий процес, як комплекс елементарних грунтових процесів. 4)вчення про родючість ґрунту як основну генетичну властивість.5) Принципи систематики і класифікації грунтів 6)вчення про зональність грунтів. Методологічні принципи ґрунтознавства і методи дослідження грунтів. Ґрунтознавство використовує 2 методологічні принципи 1) історико гео-морфологічний- враховує умови, шляхи утворення і вік тих елементів рельєфу, на яких розвинуті ті чи інші види грунтів. 2) грунтово гео-хімічний- вивчає хім. Процеси ґрунтоутворення в часі і просторі відтворюючи картину руху диференціації і акумуляції продуктів ґрунтоутворення в ландшафтах. Ці два підходи до вивчення грунтів здійснюються шляхом використання конкретних методів дослідження. Методи дослідження: 1) профільний метод-вивчає грунт з поверхні на всю глибину його товщі послідовно по генетичних горизонтах аж до материнської породи(та порода на якій виник грунт колись вона була камяниста, потім від заморожування відтаювання, дії мікроорганізмів утворювалися найдрібніші часточки що мали хім. Склад тієї породи з якої вона утвор, і в наслідок відмирання яке збільшило цей шар, все перетворювалось на грунт) 2)морфологічний метод-спосіб пізнання властивостей грунту за зовнішніми ознаками(забарвлення, структура, складення, новоутворення і тд) 3) порівняльно-географічний метод: ґрунтується на співставленні грутів і відповідних факторів ґрунтоутворення в їх історичному розвитку і поширенні в різних ландшафтах. 4) порівняльно-історичний метод: дає можливість дослідити грунти від прадавніх часів, до теперішніх в процесі сучасних умов ґрунтоутворення 5) метод грунтових ключів:ґрунтується на детальному генетико-географічному аналізі невеликих ділянок та інтерполяції(узагальнення) одержаних висновків на великі території(наприклад спостереження за ділянкою асканія нова, ми можемо зрозуміти як розвивалось щось багато років тому) 6) метод грунтових монолітів базується на принципі фізичного моделювання грунтових процесів(напр. переміщення вологи, переміщення солей по йонному обміну і т ін.) на грунтових колонках(монолітах) непорушенох будови(берется труба з загостреними нижніми краями, зверху забивається молотом на глибину десь метр, потім її обкопують і видавлюють цей моноліт в таку ж скляну трубу, і таким чином на даній територіх ми маємо опади 50 мм, наливають ці 50 мм і дивляться як вона мігрує по моноліту, або розчин солі і тд) 7) метод грунтових лізиметрів 8)метод грунтово режимних спостережень. 9) метод грунтових витяжок: базується на тому що розчинник(вода, розчини кислот, лугів, солей різної концентрації, спирт, ацетон бензол і ін.) екстрагує(вилучає) із грунту визначену групу сполук та елементів. Цей метод застосовується для вивчення доступних рослинам елементів живлення. 10) радіо-ізотопні методи: застосовуються для вивчення міграції елементів на основі мічених атомів. ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ ГРУНТІВ НАУКА ВИХОДИТЬ ІЗ КОНЦЕПЦІЇ ІЄРАРХІЇ СТРУКТУРНИХ РІВНІВ ОРГАНІЗАЦІЇ ГРУНТУ. Існують такі рівні: 1) атомарний-застосовується при вивченні природної та штучної радіоактивності грунтів. 2)молекулярний-досліджуються молекули та іони грунтового розчину і повітря. 3)метод елементарних грунтових часток(ЕГЧ)-вони виділяються з грунту в процесі гранулометричного аналізу у вигляді фракцій різного розміру(напр. пісок розсіяний на ситі, частина лишится на ситі, а якщо ми маємо набір сит то ми розсіємо його на фракції) 4)Рівень грунтових агрегатів: за допомогою цього рівня вивчають ті новотворення і вкраплення які є в грунті(напр. вкраплення гіпсу, вапна, піску) 5)рівень грунтових горизонтів 6)грунтовий профіль 7)грунтовий покрив. Основні функції грунту в біосфері: 1) Забезпечення життя на землі(грунт є наслідком життя і одночасно умовою його існування) 2) грунт забезпечує постійну взаємодію великого геологічного(напр. циркуляція води) і малого біологічного(напр. ті елементи що ми вносимо в грунт ми споживаємо, потім ми вмираємо розкладаємось і це є біолог грунтом гослин) кругообігу речовин на землі. 3) регулювання хімічного складу атмосфери і гідросфери, тобто в грунті відбув різні хім. Процеси в результаті якій в воду і атм виділяються солі гази і ін. 4) регулювання біосферних процесів(напр. щільність життя на землі шляхом відновлення грунтової родючості) 5) акумуляція активної органічної речовини і хім.. енергії на земній поверхні 6) соціально-економічна ф-ція: в сільському господарстві грунт виступає як основний засіб виробництва.
Тема: Морфологія грунту.
1)Фазовий склад грунту: Дисперсна природа грунтів зумовлює наявність між каркасними часточками пустот або пор що заповнені водою чи повітрям. В ґрунтознавстві ці компоненти прийнято називати фазами. Система що складається з 1 речовини може бути одночасно гомогенною,якщо її фіз. Власт будуть однорідними по всьому об’єму і гетерогенною-багатофазовою. Однофазною може бути і система що складається з декількох речовин(напр.. розчин солі у воді) ця система фазично гомогенна, а хімічно гетерогенна(неоднорідна) Грунтова вода-гетерогенна система. Грунтове повітря це газова фаза, і склад її також гетерогенний.(бо там суміш різних газів) тверді частинки обєднуються за своїми подібними властивостями щодо густини та твердості, в тверду фазу, і ця фаза також може бути гетерогенною і гомогенною. Напр.. пісок на пляжі(гетерогенна) чорнозем(гетерогенна) тверда фаза грунту це його основа(її ще називають матриця) яка формується в процесі ґрунтоутворення з материнської гірської породи і в значній мірі зберігає її хім. Склад і властивості. Це полідисперсна і полі компонентна система, що утворює твердий каркас грунту. Складається з первинних і вторинних мінералів, органічних залишків частково розкладених і перетворених в гумус. Грунт характеризується гранулометричним складом(розмір часток), хімічним і мінералогічним складом, складенням структурою, і пористістю. Рідка фаза грунту є динамічною фазою, яка може змінюватись і має важливе значення для ґрунтоутворення. Вміст і властивості грунтового розчину залежать 1)від водно-фізичних властивостей грунту 2)від його стану в даний момент згідно з умовами грунтового та атмосферного зволоження Газова фаза грунту-це повітря яке заповнює вільні від води пори грунту, і має різноманітний склад залежно від біологічних процесів які протікають в ньому. Водна і газова фаза-антагоністи(чим більше одного тим менше іншого) Жива фаза грунту-це сукупність організмів які населяють грунт і беруть безпосередню уучасть у ґрунтоутворенні. Грунтова біота складається з: бактерій, актиноміцетів(багатоклітинні) гриби, водорості, найпростіші комахи, черви, а також кореневі системи живих рослин, мілкі тварини. Ідеальні екологічні умови для ґрунтоутворення створюються коли об’єм твердої маси грунту складає 50 % а рідкої і газової по 25%
Морфологічна будова грунту: грунт являє собою ієрархічну систему, яка складається з морфологічних елементів різного рівня. Ці елементи є: 1) генетичні горизонти 2) структурні агрегати 3)новоутворення 4) включення 5) пори вони відрізняються формами і зовнішніми ознаками.
Морфологічні ознаки грунтів-це форма елементів характер їх меж забарвлення, гранулометричний склад, взаємне розташування і співвідношення в просторі твердих часток. Характер поверхні, щільність, твердість, липкість, пластичність і т.д.
Морфологічна організація грунту складається з 5 рівнів. 1)грунтовий профіль-це вертикальна послідовність горизонтів від поверхні до материнської породи. Грунтовий горизонт неоднорідний і складається із морфологічних елементів . 2) грунтові горизонти- це шари грунту на які розділяється(диференціюється) вихідна материнська порода в процесі ґрунтоутворення. 3) морфони-внутрішньогоризонтні морфологічні елементи відокремлені тріщинами, або патьоками верхнього матеріалу(горизонту) вони можуть складатись із різноманітних відокремлень. У вигляді морфонів можуть зустрічатись включення і новоутворення. 4) грунтові агрегати-це частки на які грунт розпадається в межах генетичних горизонтів або морфонів. 5) мікробудова грунтів
Будова грунту-це специфічне для кожного грунтового типу сполучення генетичних горизонтів яке складає грунтовий профіль.
Складення грунту: це фізичний стан грунтового матеріалу який обумовлює взаємне розміщення і співвідношення в просторі твердих часток.
Структурність грунту-це здатність його розпадатись в природному стані при механічній дії на агрегати визначеної форми і розмірів.
Структура грунту-це взаємне розміщення в грунтовому тілі структурних агрегатів визначеної форми і розмірів.(співвідношення в твердому шматку)
Склад грунту-співвідношення масове чи обємне компонентів грунтового матеріалу виражене у відсотках від його загальної маси чи обєму.(може бути фазовий агрегатний гранулометричний)
Основні морфологічні ознаки генетичних горизонтів.
1)забарвлення грунту-найбільш доступна і помітна морфологічна ознака. Вона є суттєвим показником належності грунту до того чи іншого типу. І визначається кольором тих речовин з яких він складається, гран. складу, фізичним станом і зволоженням. Багато грунтів отримали свою назву від забарвлення(буроземи, сірі лісові, чорноземи) найбільш важливими для забарвлення грунту є такі групи сполук: гумус, сполуки заліза, кремнієва кислота, крейда, каолін(біла глина)(Ал2О3) гумус-чорний колір грунту, темносірий і сірий. Іноді чорний і темно сірий колір зумовлюють такі сполуки як гідроксиди марганцю, сірчистого заліза, материнські породи, такі як юрські глини і вуглисті сланці. Окисне залізо надає грунту червоний , брудно помаранчів, та жовтий колір. Сполуки закисного заліза надають грунту сизуватих, зеленуватих, блакитнуватих тонів. Кремнезем, вуглекислий кальцій, каолініт зумовлюють білий і білястий колір грунту. Також білястий колір надає гіпс, і легкорозчинні солі. На забарвлення грунту впливає його структурний стан. Агрегати що знаходяться в грунтуватому, зернистому або глинистому стані здаються темнішими ніж безструктурні. Також на забарвлення впливає вологість.
2)структура грунту- агрегати складаються із з’єднаних між собою механічних елементів. Розрізняють три основні типи структури кожен з яких дібится на дрібніші одиниці. 1й тип-кубоподібна форма(поділяється на бриласту, грудкувату, горіхувату, зернисту) 2й тип-призмоподібна(стовпоподібна стовпчаста, призматична) 3й тип-плитоподібна(плитчаста, лускувата)
3)Гранулометричний склад-первинні грунтові частки являють собою мінеральні зерна, органо-мінеральні гранули які вільно переходять у суспензію при розчиненні у воді. І вони називаються механічними(гранулометричними елементами) ЕГЧ(елементарні грунтові частки)-можуть мати будь яку форму, умовно їх форму приймають за кулеподібну. Механічні частинки приблизно одного розміру об’єднуються у фракції, оскільки володіють певними властивостями
Класифікація елементарних грунтових часток за Качинським.
Назва фракції Розмір фракції
Каміння
Гравій
Пісок(крупний)
Пісок середній
Пісок дрібний
Пил крупний
Пил середній
Пил дрібний
Мул грубий
Мул тонкий
Колоїди Більше 3 мм
3-1 мм
1- 0.5 мм
0.5-0.25 мм
0,25-0,05мм
0.05-0.01мм
0.01-0.005мм
0.005-0.001мм
0.001-0.0005мм
0.0005-0.0001мм
Менше 0.0001мм
Колоїдна частинка-найважливіша з точки зору формування обмідних властивостей та структури грунту
Гран склад має важливе значення в педогенезі(розвитку) і у формування родючості грунту. Від нього залежать водні, теплові, повітряні, загальні фізичні і фізико-механічні властивості грунту.
Механічний склад грунту зумовлює окисно відновні умови, величину ємності вбирання, перерозподіл в грунті зольних елементів та накопичення гумусу. Інтенсивність багатьох ґрунтотворних процесів залежить від гран складу.
В польових умовах гран. склад визначають приблизно за зовнішніми ознаками і на дотик. А для точного визначення використовують лабораторний метод. Мокрий(органолептичний) метод визначення гран складу: зразок грунту розтирають, зволожують, і перемішують до тістоподібного стану. З підготовленого грунту роблять кульку діаметром 5-6см, і потім із цієї кульки роблять шнур(на дошці на склі) товщиною приблизно 3 мм. А потім із цього шнура намагаються зробити кільце діаметром близько 3х см. В залежності від гран складу кільце матиме різні ознаки: пісок не утворюватиме ні кульки ні шнура, супісок(пісок з глиною) утворює кульку, але розкатати в шнур не можливо, розсипається.. легкий суглинок-розкачується в шнур якій розпадається на частинки при розкатуванні. Середній суглинок утворює суцільний шнур який можна звернути в кільце з тріщинами і переломами. Важкий суглинок-легко розкатується в шнур, утворює кільце з тріщинами але не розпадається. Глина-утворює довгий тонкий шнур-легко скручується в кільце без тріщин.
4)складення грунту- за ступенем щільності грунти поділяються на злиті(дуже щільні), щільні, пухкі і розсипчасті. Пористість(шпаруватість) характеризується формою і величиною форм в середині структурних відмін та між ними. За розташуванням пор всередині структурних відмін грунти бувають: -тонкопористі(мають пори діаметром менше 1 мм) –пористі(в грунті привалюють пори діаметром від 1 до 3х мм –губчастий грунт(нустоти розміром від 3 до 4 мм) -ніздрюватий(пустоти діаметром 5-10мм) -комірчастий(пустоти перевищують 10 мм)
5) новоутворення і включення-новоутворення-це нагромадження речовин різної форми і хім. Складу, які формуються і відкладаються в горизонтах в процесі ґрунтоутворення. Хімічна новоутворення за формою поділяються на такі групи: --вицвіти і нальоти(хім. Речовини виступають на поверхні грунту, або на стінці розрізу у вигляді тоненької плівки) -- кірки, примазки, потьоки(виступають на поверхні грунту або на стінках тріщин і утворюють шар невеликої товщини) –прожилки та трубачки(це хім. Речовини які зайняли вхід черв’ячків) --конкреції і стягнення(скупчення різних речовин округлої форми. –прошарки(речовини які насичуть певні шари грунту) ЗА СКЛАДОМ хім. Новоутворення бувають: 1)легкорозчинні солі(трапляються в засолених грунтах в умовах степу, пустелі. Нацйблільш характерні для них форми, нальоти, вицвіти, кірки і примазки, а також кристали.) 2)гіпс(кальцій есо 4 помножено на Н2О, зустріч в засолених грунтах, надає білого кольору у вигляді окремих прожилок, може зустрічатись у вигляді конкрецій, характерний для каштанових, бурих, напівпустельних, засолених і сіроземів. 3)вапно(білого кольору, зустрічається в різноманітних формах, найбільш розповсюджені-плями і вицвіти. Може зустрічатись у вигляді прошарків, трубочок, або у вигляді кристалів) характерне для чорноземів, каштанових, бурих напівпустельних грунтів 4) гідроксиди заліза, гідроксиди алюмінію, марганцю, можуть бути в комплексі з сполуками фосфору(надають грунтам іржаво-бурого, вохристого, кавового або чорного кольору. Основні форми-натьоки, конкреції, трубочки. Характерні для підзолистих, дерново-підзолистих, заболочених і болотних грунтів.) 5)сполуки двовалентного заліза(надають грунтам блакитного, сизуватого, або зеленуватого кольору. Мають розпливчаті вицвілі форми в болотних і заболочених грунтах.) Біологічні новоутворення-1)копроліти(екскременти червів і личинок комах та частинки грунту що пройшли через їх органи травлення. Мають вигляд добре склеєних водостійких, однорідних грудочок грунту, характерні для багатих на фауну грунтів) 2)кротовини(ходи землерийок, засипані масою грунту, являють собою великі плями округлої або овальної форми. Що за станом і кольором разко відрізняються від іншої маси грунту. Характерні для чорноземів.) 3)кореневими(сліди зігнилих великих коренів дерев, зазвичай мають коричневаті відтінки, характерні для ліссових грунтів.) 4)червоточини (хвилясті ходи дощових червів що зустрічаються в багатьох грунтах) 5)Дендрити(відбитки дрібних коренів на поверхні структурних відмін. Включення- на відміну від новоутворень включення це сторонні тіла в профілі грунту присутність яких не пов’язана з процесом ґрунтоутворення. До включень належать: --Літогенні включення(уламки гірських порід), --біогенні(залишки тварин, рослин) –антропогенні (уламки цегли, черепки посуду, все що пов’язано з труд діяльністю)
6) Грунтовий профіль та грунтові горизонти-(за Докучаєвим-грунтовий профіль це певне вертикальне чергування генетичних горизонтів в межах грунтового індивідууму. Генетичні горизонти-однорідні в більшості паралельні шари грунту які формувались в процесі ґрунтоутворення, але різняться між собою морфологічними ознаками, складом і властивостями. Профіль грунту характеризує зміну його властивостей по вертикалі. Залежно від напрямку ґрунтоутворення спостерігається закономірний розподіл і зміна гранулометричного, мінералогічного, хімічного складу, фіз. Хім. І болог. Властивостей. Від поверхні до підстилаючої породи. Залежно від педогенезу та віку грунту грунтові профілі бувають: простими та складними. Проста будова має п’ять типів, а саме: примітивний неповно розвинений, нормальний, слабо диференційований і порушений.. Складної будови грунтовий профіль може бути: реліктовим , багаточленним, полі циклічним, порушеним і мозаїчним. Систематика типів будови профілю може бути побудована і за іншими принципами напр.. за характером розподілу речовинного складу грунту по вертикалі. Напр. по вмісту гумусу, карбонатів, або глинистих мінералів з поверхні до материнської породи. Такий розподіл відображається і на морфологічних ознаках. Забарвлення щільність, характер і розподіл новоутворень, за цим типом систематики виділяють: акумулятивний, елювіальний(на заплаві намивається грунт), грунтово-акумулятивний, елювіально-ілювіальний блеать(заплавно насипний, степові регіони), не диференційовані грунти. Всі горизонти і профілі взаємноповязані і взаємно зумовлені вони формуюця в процесі генезису грунту з материнської породи одночасно як єдине ціле. Таким чином профіль грунту це генетична цілісність всіх його горизонтів. Горизонти межують ся один з одним різною формою і видами меж. За формою виділяються 8 основних типів грниць(малюнок1 в зошиті)
Вивітрювання. Грунтоутворюючі породи. Мінеральна частина грунту.
Вивітрюванням гірських порід називається процес механічного руйнування та хімічної зміни порід і мінералів. Вивітрювання це складний процес який включає кількісні і якісні зміни материнської породи. Зовнішній горизонт гірських порід де протікають процеси вивітрювання називають корою вивітрювання. Виділяють 2 зони вивітрювання: 1) Зона поверхневого вивітрювання 2) Зона вікового(глибинного) вивітрювання.У вивітрюванні виділяють три форми які взаємопов’язані: 1)Фізична: Механічне подрібнення гірських порід і мінералів без зміни їх хімічного складу. Внаслідок фіз.. вивітрювання гірська порода набуває нових властивостей:пропуск повітря, води, здатність утримувати їх кількість у своїй структурі. Значно збільшується загальна поверхня уламків одиниці 5(римське) даної породи, що сприяє інтенсифікації хімічних процесів. 2)Хімічна: процес хімічного руйнування гірських порід і мінералів, які супроводжуються утворенням нових мінералів. Найінтенсивніше хім. Вивітрюванню підлягають магматичні породи, які утворились при нестачі води та кисню. Агентами хімічного вивітрювання можуть бути: вода, кисень, вугілля, газ. Підвищення температури в середовищі на 10 градусів прискорює хім. Процеси в 2-2.5 рази. Найважливіші фактори процесу: 1)розчинення мілких сполук у воді. 2)гідроліз 3)окиснення і відновлення 4)карбонізація 5)коагуляція. В результаті хімічного вивітрювання і зміни хімічного складу мінералів, руйнується їх кристалічна решітка. Порода збагачується вторинними мінералами і набуває нових властивостей(в’язкість, мякість,пластичність, вологостійкість) 3) біологічна механічне руйнування і зміна хімічного складу гірських порід під впливом живих організмів та продуктів їх життєдіяльності.
Проеси вивітрювання відбуваються дуже повільно(до мільйонів років). Для вивітрювання потрібна енергія, її джерелом є сонячна радіація. Ступінь використання якої залежить від атмосферного зволоження, тому в посушливих районах інтенсивність набагато нижча ніж у вологих.
Ґрунтоутворюючі породи, їх категорії. Грунтоутворюючими породами називаються поверхневі горизонти гірських порід, на ких утворюються грунти. Гірські порооди: Магматичні, осадові, метаморфічні. Магматичні- утворюються при охолодженні розплавленої рідкої магми, яка вивергається з надр. Мають кристалічну будову на виликій глибині порода утворюється з великих кристалів; на поверхні породи утворюються закриті кристалічні структури із використанням великих кристалів. Породи складають приблизно 96% літосфери. Осадові: утворюються на земній поверхні шляхом вивітрюванняперевідкладання продуктів вивітрювання магматичних і метаморфічних порід, або з відкладень різних організмів. Наприклад: доломіти(вапняки). Вони поділяються на 3 групи: уламкові, хімічні і біологічні. Метаморфічні: утворюються з осадових порід у глибинних шарах земної кори під впливом високих температур і тиску. Відносять мармури і сланці. Гірські породи поділяються на 2 групи: 1)Давні(до четвертинні) 2) сучасні(четвертинні)-пухкі осадові породи, континентально морського походження. Елювіальні: продукти вивітрювання вихідних гірських порід, які залягають на місці їх утворення. Делювіальні- наноси порід, які утворилися в нижніх частинах схилів внаслідок змиву дощовими і сніговими водами, продуктів руйнування порід із верхніх частин цих схилів. Пролювіальні-утворюються в гірських областях, тимчасовими потоками, які володіють такою силою, що разом із дрібноземом виносять значну кількість грунтового матеріалу, відкладаючи його біля підніжжя гір. Алювіальні-осад проточних вод, заплавні наноси відкладені при розливах рік Озерні-відклади що заповнюють пониження давнього рельєфу і характеризуються поглинанням і шаруватістю. В них містится велика кількість мулистої фракції. Льодовикові: відкладення які утворилися за льодовиковий період. Леси і лесоподібні мають різний генезис, але загальні риси:1) паливний(буро паливний) Еолові-утвор. Внаслідок акумулятивної дії вітру. Характерні ці породи для пустель. Морські- відкладенняя на дні колишнього моря.(частина лекції відсутня!!!)
Тема: Органічна частина грунту.
1)ДЖЕРЕЛА ГУМУСУ У ГРУНТІ.
Невідємною частиною будь якого грунту є органічна складова(це сукупність живої біомаси і органічни решток(біот) та продуктів їх метаболізму і специфічних новоутворених темнозабарвлених гумусових речовин. У складі органічної речовини грунту(ОРГ) знаходяться всі хімічні компоненти рослин, бактеріальної та грибної плазми і продуктів їх подальшої трансформації. Джерелом гумусу у грунті є рештки вищіх рослин, мікроорганізмів і тварин, що живуть у грунті. Кількість органічної речовини що надходить у грунт різна і залежить: 1) від грунтово-рослинної зони. 2) від складу, віку та густоти насаджень 3) від ступеня розвитку травяного покриву. Найбільш суттєвим джерелом грунтової органіки є рослинність її продуктивність в різних екосистемах неоднакова і становить від 1-2 тон на рік з гектара тундри, до 35 тон на гектар вологих лісів. Велику масу приносять корені рослин, в метровому шарі грунту яких для степової зони складає від 8 до 28 тон на гектар. В зоні хвойних і змішаних лісів і на суходільних луках їх маса становить від 6 до 13 тон на гектар. Є дикі трави, і є багаторічні сіяні трави, для багаторічних трав маса коренів становить від 6 до 15 тон на гектар. Під лісовою рослинністюопад утворює підстилку, а участь коренів у гумусоутворенні незначна . хімічний склад органічних решток дуже різноманітний(маса води від70 до 90%, білків, ліпідів, лігніну, смол, восків, дубильних речовин може становити 8-20%) до гумусу входять рештки деревини(вона погано перегниває бо в ній є смоли і дубильні речовини) значну роль в гумусоутворенні відіграє грунтова фауна, яку за розмірами поділяють на 4 групи: 1)мікро- 2)мезо- 3)макро- 4)мегафауна. Найактивнішу участь у ґрунтоутворенні беруть мікро та мазофауна. Загальна біомаса мікроорганізмів у метровому шарі грунту складає до 10ти тон на гектар(приблизно 0,5-2.5% від маси гумусу. Біомаса водоростей становить: 0,5-1 тона на гектар, біомаса безхребетних: 12.5-15 тон на гектар. Хімічний склад живої речовини(по сухій масі) бактерії-зола(20-10) білки(40-70) дубильні речовини(від 1 до 40%) водорості-зола(1-10) целюлоза(5-10%) ліпіди та дубильні речовини(від 5до 15%) від хімічного складу джерел гумусу залежить характер гумусоутворення та якість гумусу. Перетворення органічних речовин в грунті, та процес гумусоутворення. Першим етапом перетворень є розклад органічних залишків. Процес відбувається за допомогою грунтової фауни, флори, та мікроорганізмів. Органічні рештки при цьому втрачають свою анатомічну будову, а складні органічні сполуки трансформуються в прості і більш рухомі. Ці процеси мають біокаталітичний характер. Перша фаза розкладу органічних залишків-це їх фізичне руйнування(подрібнення) друга фаза-гідроліз органічних речовин(напр. білки-пептиди-амінокислоти). Швидкість розкладення органічних залишків зменшується в анаеробних умовах. До повного йог припинення і утворення торфу. в аеробних умовах іде окислення а в анаеробних відновлення. В кінцевому вигляді амінокислоти мінералізуються до СО2, Н2О, оксиди азоту(в анаеробних) в аеробних перетворюються у вуглеводні, які в свою чергу приєднують кисень, і перетворюються в органічні кислоти, спирти, а при нестачі кисню відбувається їх бродіння з утворенням метану спирту та низькомолекулярних органічних кислот. Менша частина органічних залишків проходить другий етап перетворень(гуміфікація) тобто відбувається синтез гумусових речовин. Рівень гуміфікації органічних решток залежить від гідротермічного режиму, а також від ботанічного і біохімічного складу решток і їх кількості. 2 КОНЦЕПЦІЇ ГУМУСОУТВОРЕННЯ: 1)конденсаційна-її автори Коконова і фляг. Згідно теорії гумусові речовини є продуктом конденсації структурних фрагментів які утворились в результаті первинного розкладу органічних речовин циклічної будови(лігнін, смоли, дубильні речовини) одночасно відбувається полімеризація цих циклічних сполук шляхом окиснення ферментами. 2)концепція біохімічного окиснення автор Александрова, згідно цієї теорії гуміфікація це біофізико хімічних процес трансформації проміжних високомолекулярних продуктів, розкладення органічних решток в гумусні кислоти. Провідне значення в цьому процесі мають реакції повільного біохімічного окиснення в результаті яких утворюються високомолекулярні органічні кислоти, тобто гуміфікація це тривалий процес в результаті якого проходить поступова ароматизація молекул гумусових кислот не за рахунок конденсації, а шляхом часткового відщеплення найменш стійкої частини макромолекули новоутвореної гумусової кислоти. В подальшому ці кислоти вступають в реакцію із зольними елементами рослинних залишків і мінеральної частини грунту, при цьому єдина система поступово розщеплюється на декілька фракцій за молекулярною масою, ступенем розчинності і будовою молекул. Встановлено що швидкість і спрямованість гуміфікації залежить від: кількості і хімічного складу рослинних решток, водного і повітряного режиму, складу грунтових мікроорганізмів, реакції грунтового розчину, гранулометричного складу грунту. Пене співвідношення даних факторів і їх взаємодія зумовлюють певний тип гуміфікації: 1) фульватний тип 2)гуматно-фульватний 3)фульватно-гуматний. Водно-повітряний режим грунту впливає на гуміфікацію так: 1) в аеробних умовах можливі варіанти а) при достатній кількості вологи, температурі 25-30 град, розклад і мінералізація ідуть інтенсивно, тому гумусу накопичується мало. Б) при нестачі вологи утворюється мало органічної маси, уповільнюється її розклад і мінералізація, гумусу утворюється мало. 2) в анаеробних умовах- при постійному надлишку води і нестачі кисню уповільнюється розклад органічних решток, в результаті діяльності анаеробних мікроорганізмів утворюється метан, водень які пригнічують мікробіологічну активність, тому гумусоутворення іде повільно, органічні залишки консервуються у вигляді торфу. 3) чергування оптимальних гідротермічних умов із деяким періодичним висушуванням грунту-це є найбільш сприятливий варіант для гумусоутворення. При цьому іде поступовий розклад органічних залишків і достатньо інтенсивна гуміфікація. А в посушливі періоди іде закріплення гумусу. Характер рослинності істотно впливає на гумусоутворення, травяниста рослинність щорічно відмирає і дає найбільший рослинний опад у вигляді надземної частини і кореневих систем. Це сприяє швидкому зєднанню продуктів розкладу із мінеральною частиною грунту, вміст гумусу в грунті істотно збільшується, хім. Склад рослинності багатий на білки, вуглеводи, кальцій, що сприяє її швидкому розкладу та утворенню мякого гумусу. Деревинна рослинність збагачена восками, смолами, дубильними речовинами, які погано розкладаються преважно грибною мікрофлорою, це сприяє накопиченню дуже кислих продуктів розпаду решток, ц процеси йдуть переважно в лісовій підстилці, гумус утворюється грубий, і накопичується у верхньому малопотужному горизонті. Крім того, на гумусоутворення і його напрямок впливають кількість і склад мікроорганізмів, фізичні властивості, хім. Властивості, гран склад, і хімічний склад грунту. Найкращі умови для гумусоутворення створюються в грунтах багатих на кальцій, які мають близьку до нейтральної реакцію середовища і середній вміст мікроорганізмів, середній гран склад і добру оструктуреність ГУМУС. ЙОГО СКЛАД І ВЛАСТИВОСТІ. Неспецифічні органічні сполуки-цукри, амінокислоти, білки, органічні основи, дубильні речовини та органічні низькомолекулярні кислоти. Гумус-гетерогенна, динамічна, полідисперсна система високомолекулярних азотистих ароматичних сполук кислотної природи. Вміст гумусу в поверхневих горизонтах грунтів коливається від 0.5 до 20% і різко або поступово зменшується з глибиною. Характерною особливістю гумусових речовин є їх гетерогенність. Тобто наявність різних за стадією гуміфікації, молекулярною масою, хімічним складом компонентів. Гумусні речовини поділяються на три групи сполук. А саме: гумінові кислоти(ГК) темнокоричневі або чорні, розчинні в слабких лугах, слабко розчинні у воді, утворюють гумати, вони мають такий склад: вуглець(50-62%) водень(2.8-6.6%)кисень(31-40%) азот(2-6%) та зольні елементи, залежно від замісу вуглицю ГК поділяють на 2 групи: 1)СІРІ АБО ЧОРНІ(мають великий вмість кальцію.) 2)БУРІ. Елементарний склад гумінових кислот не постійний, їх молекулярна маса коливається від 4 до 100 тис ат.о. хімічні властивості ємність вбирання, взаємодія з мінералами грунту зумовлені наявністю в молекулі ГК функціональних груп(карбоксильної, фенол-гудроксильної, амідної, або карбонільної) гумінові кислоти не мають кристалічної будови, але їх молекули упорядковані і мають сітчасту структуру, сферичну форму діаметром від3х до 8 нм вони можуть об’єднуватись між собою створюючі асоціати. Розчини гумінових кислот пересуваються в електричному полі при всіх значеннях рН молекули мають негативний заряд. Основна маса гумінових кислот при рНбільше 5 знаходится у вигляді нерозчинних у воді продуктів, а при рН менше від 5 у вигляді де гідратованих гелів, які можуть частково розчинятись у воді утворюючи молекулярні колоїдні розчини, фульвокислоти(ФК)-світложовтого і світлобьурого забарвлення, розчинні у воді, лугах, утворюють фульвати. Їх склад: вуглець(41-46%) водень (4-5%) азот(3-4%) кисень (44-48%) водні розчини сульфокислот сильно кислі рН від2.6 до 2.8, молекулярна маса від 2 до 500 тис ао. Інтенсивно руйнують мінеральну частину грунту і дуже лобільні. Гуміни- негідралізовані рештки рослин, це сукупність ГК і ФК які міцно зв’язані з мінеральною частиною грунту. До їх складу входять також компоненти рослинних решток, що важко розкладаються мікроорганізмами(целюлоза, лігнін) гуміни не розчиняються в жодному розчиннику, тому їх називають інертним гумусом. ОРГАНОМІНЕРАЛЬНІ СПОЛУКИ В ГРУНТІ. Органічні рештки постійно взаємодіють із мінеральною частиною грунту за характером взаємодії виділяють три групи органо-мінеральних речовин. 1) солі органічних не специфічних кислот(щавлевої, мурашиної, оцтової, лимонної) і гумусових специфічних кислот із катіонами лужних і лужноземельних металів. Механізм утворення гумітів і фульватів полягає в обмінній реакції між водним кислих функціональних гумусових кислот і катіонами.обмінна реакція протікає в еквівалентних кількостях і є зворотною. В утворенні гумітів беруть участь зольні елементи рослин, що вивільняються при розкладі а також катіони дифузного шаругрунтових колоїдів, та основи що входять до складу кристалічних решіток первинних і вторинних мінералів. Утворені солі гумусових кислот(гумати і фульвати) мають неоднакові властивості. Гумати одновалентних катіонів(калій, натрій, амоній) добре розчинні у воді і легко вимиваються з грунту, тому такі грунти легко збіднюються гумусом за рахунок його міграції в нижні горизонти, це характерно для солонців.гумати кальцію і магнію, нерозчинні у водичці і утворюють водостійкі гелі що сприяє накопиченню їх у верхньому горизонті грунту(характерно для чорноземів) фульвати всіх катіонів розчинні у водичці і тому легко мігрують по профілю, вимиваються з грунту, це характерно для підзолистих грунтів. Характерною особливістю гумітів і фульватів є здатність до обмінних реакцій з іншими катіонами, тобто вни здатні до формування фізико-хімічної обмінної здатності грунтів. 2)комплексні солі що утворюються при взаємодії неспецифічних органічних кислот з полівалентними металами. Метал у цих сполуках входить до аніонної частини молекул і здатний до обмінних реакцій. Вільні карбоксильні і фенол гідроксильні групи здатні обмінюватись із катіонами лужних і лужноземельних металів утворюючи комплексно-гетерополярні солі. 3)органо-мінеральні сполуки утворені при взаємодії гумусових кислот та їх солей з кристалічною решіткою несилікатних півтора оксидів і глинистих мінералів. При цьому можливі такі шляхи їх утворення: 1)хімічний зв'язок через місток або безпосередньо із мінералами. 2) атсорбція на поверхні мінеральної частинки. 3)проникнення лінійних структур молекуло-гумусових кислот у між пакетний простір глинистих мінералів. Утворення органо-мінеральних сполук може супроводжуватись їх міграцією по грунтовому профілю, або акумуляцією у місцях утворення. Гумати деяких лужних металів та алюмінію добре розчиняються у воді і тому легко мігрують з водними потоками. Гумати кальцію погано розчинні і тому мають тенденцію до накопичення. Фульвати лужноземельних і лужних металів добре розчиняються у воді і легко мігрують по горизонтам. ГРУПОВИЙ ТА ФРАКЦІЙНИЙ СКЛАД ГУМУСУ. ГРУПОВИЙ СКЛАД ГУМУСУ- це сумарна кількість гумінових фульвінових кислот і гуміну. Показник гумусу це відношення гумінових кислот до сульфокислот, яке коливається від 0.4 до 3. За цим відношенням розрізняють фульватниц тип гумусу в якому співвідношення ЦГК до ЦФК менше 0.6, гуманно-фульватний тип гумусу де співвідношення коливається від 0.6-0.8, фульватно-гуматний тип 0.8-1.2, гуманний ти коли співвідношення більше ніж 1.2. у складі гумусу чорнозему переважають гумати співвідношення ЦГК до ЦФК тут більше як 1.7 у підзолистих грунтах переважають фульвокислоти, тут співвідношення ЦГК до ЦФК близько 0.8. у сірих лісових грунтах співвідношення близьке до 1. Фракційний склад гумусу-це кількість окремих фракцій гуміну і фульвокислот різного ступеню стійкості зв’язку з мінеральною частиною грунту ЕКОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ГУМУСУ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ЙОГО ВМІСТУ. Гумусні речовини мають важливе значення в ґрунтоутворенні, формуванні родючості і живленні рослин. Роль окремих компонентів гумусу в цих процесах не однакова, тому що властивості різні(блєєаать=( гумінові кислоти надають грунтам темного забарвлення. Такі грунти порівняно із світлими краще поглинають сонячне випромінювання і тому мають кращий тепловий режим(краще нагріваються) що позитивно впливає на ріст і розвиток рослиночоооокккк. Через погану розчинність у воді ці сполуки накопичуються у верхньому шарі грунту і формують гумусний горизонт. Основна маса гумінових кислот перебуває в грунті в стані колоїдних міцел що зумовлює підвищення ємності вбирання даного грунту. Чим більше в грунті вібраних основ, тим більший запас поживних речовин для рослин(100 гр сухої маси гумінових кислот вбирає від 400 до 600 мг еквівалентів інших речовииин. Гумус відіграє біогеохімічну роль. Залізо алюміній, мікроелементи, концентруються і мігрують у земній корі у формі органо-мінеральних сполук. Акумуляція гумусу, торфу, вугілля. Веде до концентрації урану, ванадію, молібдену, міді, кобальту та інших елементів. Інакше на ґрунтоутворення впливають фульвокислоти та їх солі. Завдяки легкій розчинності вони швидко вимиваються в нижні горизонти і навіть за межі грунтового профілю в умовах де переважає синтез фульвокислот грунти бідні на гумус, вони(фульвокислоти) є агресивними і здатні руйнувати мінерали так як карбонати, гідроксиди, алюмосилікати. Разом із неспецифічними кислотами вони є основним фактором підзолоутворення в грунтах тайгово лісових областей. Такі грунти мають кислу реакцію що негативно впливає на їх родючість. Гумус це найважливіший чинник буферності грунтів, він забезпечує стійкість певної реакції середовища за рахунок катіонного обміну на поверхні колоїдних міцел. Гумусні речовини поліпшують фізичні властивості грунту. Грунти з високим вмістом гумусу мають широкий діапазон фізичної стиглості( їх можна обробляти в широкому інтервалі вологості). Велике екологічне значення мають біологічно активні речовини що входять до складу біологічної частини грунту. Окремі компоненти гумусу стимулюють фізіологічні процеси в грунті, такі як ріст кореневих волосків і кореневої системи в цілому. Ферментативна активність гумусу зумовлює інтенсивність надходження СО2 в приземний шар атмосфери що інтенсифікує фотосинтез.
Відсутня тема КОЛОЇДИ!!!!!
. РІДКА ТА ГАЗОВА ФАЗИ ГРУНТУ
Вода в природі виконує дві функції:
забезпечує багато фізичних і хімічних процесів;
є потужною транспортною геохімічною системою, яка сприяє переміщенню речовин у просторі.
Стан і форми води в грунтах
Порції грунтової води, які мають однакові властивості, називаються формами води. Загальна кількість води в грунті в даний момент, виражена в % по відношенню до абсолютно сухої наважки, називається його вологістю. Вологість грунту вираховується за формулою:
Вологість грунту – мінлива величина, що залежить від кількості опадів і температури, від гранскладу й гумусованості грунту
Вода в грунті зазнає впливу різноманітних сил, з допомогою яких вона пересувається або затримується. Головними силами, які діють на грунтову воду, є сорбційні, меніскові та гравітаційні. Сорбційні сили виникають завдяки специфічній будові молекули води. Вона складається з диполів ,вони несуть заряди протилежного знака, які мають властивість асоціюватись один з одним, притягуватись іонами та колоїдними частинками: явище притягування диполів води іонами та грунтовими частинками називається гідратацією. Вона виявляється в утворенні гідратної оболонки навколо іонів і колоїдних частинок.
Меніскові (капілярні) сили зумовлюються поверхневим натягом води. На її поверхні утворюється вільна енергія через односторонній напрямок дії на молекули поверхневого шару. Наявність вільної енергії викликає прагнення до максимального зменшення поверхні рідини. Так як вода добре змочує більшість тіл, біля стінок посудини виникає викривлення поверхні води і утворюється меніск. Викривлення поверхні веде до зменшення поверхневого тиску, з чим і пов'язане явище капілярного підняття води
Гравітаційні сили впливають в основному на вільну вологу в грунті.
З фізичної точки зору вода може знаходитись у трьох станах – твердому, пароподібному, рідкому. Тверда вода – лід.
Пароподібна вода – міститься в грунті при будь-якій вологості в порах, вільних від рідкої води. її у грунті мало, не більше 0,001%, вона знаходиться у вигляді водяного пару. Ця вода рухається від ділянок з високою пружністю водяного пару до ділянок із нижчою пружністю, із верхніх шарів грунту – в атмосферу, а при певних умовах конденсується в рідкий стан
Рідка вода – знаходиться в порах, найдоступніша рослинам, найрухоміша, відіграє винятково важливу роль у грунтах. Виділяють хімічно зв'язану, фізично зв'язану та вільну форми рідкої грунтової води залежно від характеру її зв'язку з твердою фазою грунту.
Хімічно зв'язана. Входить до складу твердої фази грунту, не пересувається, не бере участі у фізичних процесах, не випаровується при температурі 100°С, в формуванні водного режиму участі не бере. Ділиться на конституційну – група ОН-,кристалізаційну .
Фізично зв'язана (сорбована). Це вода, сорбована поверхнею грунтових часток у вигляді плівки, вона може сорбуватись як із пароподібного, так і рідкого стану. Фізично зв'язана вода за міцністю зв'язку з твердими частинками грунту поділяється на:
а) щільнозв'язану (гігроскопічну). Це вода, поглинена грунтом із пароподібного стану. Властивість грунту сорбувати пароподібну воду називають гігроскопічністю. Ця вода утримується частинками грунту під дуже великим тиском, тому нерухома, замерзає при температурі -78°С, не розчиняє речовини, не доступна рослинам.За фізичними властивостями гігроскопічна вода наближається до твердих тіл.
Кількість води, яка може сорбуватись грунтом, залежить від відносної вологості повітря, максимальна кількість води, яку може поглинути грунт з пароподібного стану при відносній вологості повітря приблизно 95-100%, називається максимальною гігроскопічністю (МГ).
При вологості грунту, що дорівнює МГ, товщина плівки з молекул води досягає 3-4 шарів. На величину МГ суттєво впливає величина питомої поверхні грунтових частинок (мінералогічний, гранулометричний склад, гумусованість
- піщані грунти – 0,5-1,3%;
- легкосуглинкові – 1,5-3%;
- важкосуглинкові – 5-8%;
- глинисті – 10-12%.
- торф'яні – 18-22%.
б) пухкозв'язану (плівчасту). Грунт не може сорбувати пароподібну форму більше від МГ, але рідку воду може сорбувати і в більших кількостях. Вода, яка утримується в грунті сорбційними силами зверху МГ – це вода плівкова, або пухкозв'язана. Утворює полі молекулярну плівку навколо грунтових частинок. Товщина її досягає декількох десятків і навіть сотень діаметрів молекул води. Плівкова вода може переміщуватися в рідкому стані від грунтових частинок з більш товстими водяними плівками до частинок, у яких вони тонші. Швидкість її руху декілька сантиметрів на рік.
Вміст її залежить від тих же факторів, що і вміст гігроскопічної. У середньому, для більшості грунтів її кількість складає 7-15%, деколи в глинистих грунтах досягає 30-35% і знижується у піщаних до 3-5%.
Максимальна кількість плівкової води в грунті називається максимальною молекулярною вологоємністю (ММВ).
Вільна вода. Це вода, яка міститься в грунті зверх ММВ, знаходиться поза дією сорбційних сил. У грунтах вона присутня у двох формах:
а) капілярна вода – утримується в грунті в порах малого діаметра (< 8 мм) капілярними (менісковими) силами. Капілярна вода рідка, рухома, розчиняє й переміщує речовини, доступна рослинам
б) гравітаційна вода – переміщується в грунті під дією гравітаційних сил, знаходиться поза впливом сорбційних і капілярних сил, рідка, має високу розчинну здатність, рухома, доступна рослинам.
Рух гравітаційної води через грунт називається фільтрацією.
Підземна (вода водоносних горизонтів) – насичує грунтово-підгрунтову товщу до повної вологоємності й утримується в грунті за рахунок малої водопроникності порід, що підстилають грунт.
Водоупор – порода, яка не пропускає або слабо пропускає воду (глина, тяжкі суглинки, сланці). Водно-фізичні властивості грунту
Водно-фізичними властивостями грунту називають сукупність властивостей, які визначають поведінку грунтової води в його товщі. Найбільш важливими водними властивостями є: водоутримуюча здатність грунту, його вологоємність, водопідйомна здатність, потенціал грунтової води, водопроникність.
Вологоємність грунту – здатність поглинати й утримувати певну кількість води. Залежно від сил, що утримують воду в грунті, виділяють наступні види вологоємності: максимальну адсорбційну(МАВ), максимальну молекулярну (ММВ), капілярну (KB), найменшу (НВ), повну (ПВ).
МАВ – найбільша кількість води, яка може бути утримана сорбційними силами на поверхні грунтових часток,
ММВ – характеризує верхню межу вмісту в грунті плівкової води. Залежитьвід гранскладу грунту.
KB – найбільша кількість капілярно-підпертої води, яка може утримуватись грунтом,. Залежить від пористості грунтів і від висоти шару насиченого грунту над дзеркалом грунтових вод.
НВ – максимальна кількість капілярно-підвішеної води, яку може утримати грунт після стікання надлишку води при глибокому заляганні грунтових вод. Залежить від гранскладу, структурності грунту.
ПВ – найбільша кількість вологи, яку може вмістити грунт при повному заповненні всіх пор.
Водопроникність – це здатність грунтів всмоктувати й пропускати черезсебе воду, яка поступає з поверхні. Впливає на особливості формування стоку, водний режим грунту. Процес руху води має два етапи: всмоктування (інфільтрація) та просочування (фільтрація).
Інфільтрація – заповнення водою вільних пор грунту під впливом сорбційних, меніскових, гравітаційних сил і градієнта напору. Фільтрація – безперервний рух води в насиченому грунті під впливом градієнта.
Водопроникність грунтів залежить від гранскладу і хімічних властивостей, структурного стану, щільності, вологості й тривалості зволоженості. Дуже знижує водопроникність грунтів наявність набряклих колоїдів, особливо насичених натрієм або магнієм. При зволоженні таких грунтів вони швидко набрякають і робляться практично водонепроникними. Грунти структурні, пухкі, характеризуються великим коефіцієнтом всмоктування й фільтрації.
Водопроникність грунтів вимірюється об'ємом води, який переходить через одиницю площі поперечного перерізу за одиницю часу (коефіцієнтом фільтрації).
Водопідіймальна здатність грунту – це його властивість викликати висхідне пересування в ньому води за рахунок капілярних сил. Висота і швидкість капілярного підняття води в основному визначаються гранулометричним і структурним станом грунту, його пористістю. Чим важчі грунти і менш структурні, тим більша потенційна висота підняття води по капілярах, а швидкість підйому – менша
Грунтовий розчин
Грунтовий розчин – це рідка фаза грунтів, яка містить грунтову воду, розчинені в ній солі, органічні та органо-мінеральні сполуки, гази й колоїдні золі.
Вміст вологи в грунтах, кількість грунтового розчину може коливатися в широких межах – від десятків відсотків (вона може займати усі пори) до одиниці або часток відсотка.Грунтовий розчин містить усі форми капілярної, пухко й відносно міцно зв'язаної води грунту.
Для виділення та вивчення грунтових розчинів застосовуються різні групи методів. Перша – водні витяжки, тобто розчин добувають додаванням до грунту води. Найбільш часто застосовується співвідношення грунт:вода = 1:5. Вони використовуються для характеристики кількості в грунтах легкорозчинних солей і легкодоступних для рослин поживних речовин.
Друга група базується на застосуванні зовнішньої сили – 1) тиску, який створюється пресом; 2) тиску стисненого газу; 3) відцентрової сили; 4) здатності різних рідин витісняти з грунту воду.
Третя: лізиметричні методи, що діють за принципом заміщення й витіснення грунтових розчинів талими або дощовими водами.
Четверта: безпосереднє дослідження водної фази в грунті в природному заляганні у польових умовах. Застосовуються електроди, якими визначається волога й електропровідність грунтів (облік запасу солей), активність іонів водню, окисно-відновний потенціал, визначення іонів Са2+, Mg2+, K+, NH4+, NО3-, Сl- тощо.
Склад грунтових розчинів залежить від: 1) кількості та якості атмосферних опадів; 2) складу твердої фази грунту; 3) кількості та якості рослинного матеріалу надземної та підземної частин біогеоценозу; 4) життєдіяльності рослин – поглинання з розчину визначених іонів і виділення з коренів. Речовини можуть бути у формі справжніх розчинів і колоїдно розчинених сполук. У розчині містяться катіони: Са2+, Mg2+, K+, Na+ NH4+, Al3+, Fe2+, аніони: НСО3-, СО32-, NO3-, Cl-, SО42-, H2PO4-, НРO42-. Залізо та алюміній, багато мікроелементів знаходяться у вигляді комплексних органо-мінеральних сполук, у яких ці елементи знаходяться в аніонній частині.
Грунтові розчини характеризуються такими показниками: реакцією, концентрацією, осмотичним потенціалом.
Наявність у грунтовому розчині вільних кислот і лугів визначає актуальну реакцію грунтового розчину.
рН грунтових розчинів грунтів змінюється від 2,5 (кислі сульфатні грунти) до 8-9 і вище (карбонатні й засолені грунти), у солонцях і содових солончаках – 10-11.
Концентрація грунтових розчинів невелика й коливається від десятків міліграмів до декількох грамів речовини на 1 л. Динаміка концентрації грунтового розчину пов'язана зі змінами температури й вологості грунту, інтенсивністю діяльності мікрофлори, мікрофауни грунтів. Для більшості типів грунтів характерне поступове збільшення концентрації грунтового розчину від весни до літа. У період осінньо-зимових дощів атмосферні опади розбавляють грунтовий
грунтові розчини – безпосереднє джерело живлення рослин. Грунтові розчини, як і грунти в цілому, володіють буферністю, яка виконує надважливу екологічну функцію. Буферністю грунту називають його здатність протистояти різкій зміні активної реакції середовища при надходженні кислих чи лужних речовин (наприклад, при удобренні сільськогосподарських культур).
Буферність грунтового розчину визначається складом твердої фази, наявністю карбонатів і колоїдів. Вона проявляється сильніше у грунтах з високою ємністю поглинання, а також в умовах, коли в складі поглинутих катіонів переважають основи.
Кислотність грунтів, її форми
В грунтах рН коливається в межах від 3,5 (верхові торф'яники) до 8-9 (солончаки і солонці). Оптимальний рН (близько 7) характерний для некарбонатних грунтів, ГПК яких повністю насичений Са та Mg. Виділяють актуальну (активну) і потенційну кислотність грунту залежно від того, при якій взаємодії вона проявляється і вимірюється.
Актуальна кислотність грунту зумовлена наявністю іонів водню у грунтовому розчині. Залежить від наявності в грунтовому розчині вільних кислот, гідролітично кислих солей, ступеня їх дисоціації. Вимірюється при взаємодії грунту з дистильованою водою при розведенні 1:2,5.
Потенційна кислотність – здатність грунту при взаємодії з розчинами солей вести себе як слабка кислота. Носієм її є обмінні катіони водню й алюмінію в ГПК.Основним методом підвищення продуктивності кислих грунтів є зниження їх кислотності вапнуванням.
Лужність грунтів та її форми
Лужна реакція грунтових розчинів і водних витяжок може бути зумовлена різними за складом сполуками:
1) карбонатами і гідрокарбонатами лужних і лужноземельних елементів, силікатами, алюмінатами, гуматами натрію, Na2СО3, К,СО3, СаСО3, MgСО3, -COONa;
2) лужна реакція може бути зумовлена аніонами слабких кислот, які переходять із твердої фази грунтів у грунтові розчини й водні витяжки і можуть виявляти основні властивості.
За аналогією з кислотністю, розрізняють актуальну (активну) і потенційну лужності грунту.Актуальна лужність зумовлена наявністю у грунтовому розчині гідролітично лужних солей, при дисоціації яких утворюється гідроксильний іон (ОН):
Лужність грунту визначають шляхом титрування водної витяжки або грунтового розчину кислотою у присутності різних індикаторів і виражають у міліграм-еквівалентах на 100 г грунту .
Загальна лужність визначається титруванням за індикатором метилоранжем. Лужність від нормальних карбонатів є результатом обмінних реакцій в грунтах, які вміщують натрій. Вона проявляється також у результаті життєдіяльності сульфат-редукуючих бактерій, які відновлюють в анаеробних умовах і в присутності органічної речовини солі натрію з утворенням соди. Визначається вона титруванням у присутності фенолфталеїну.
Потенційна лужність проявляється у грунтах, що містять натрій. При взаємодії грунту з вуглекислотою поглинутий натрій у ГПК заміщується воднем і з'являється сода, яка підлуговує розчин.
Дуже лужна реакція несприятлива для більшості рослин. Висока лужність зумовлює низьку родючість багатьох грунтів, несприятливі фізичні та хімічні їх властивості. При рН біля 9-10 грунти відзначаються великою в'язкістю, липкістю, водонепроникністю у вологому стані, значною твердістю, зцементованістю і безструктурністю у сухому стані.
Для хімічної меліорації лужних грунтів необхідно замінити обмінний натрій на кальцій і нейтралізувати вільну соду.
Окисно-відновний режим грунтів
Грунт – це складна окисно-відновна (ОВ) система. В ньому проходять реакції окиснення й відновлення. Під окисненням розуміють: приєднання кисню, віддачу водню, віддачу електрона. В грунті існує багато окисно-відновних систем. Вони бувають:
а) зворотними (в яких у процесі зміни ОВ режиму не змінюється сумарний запас компонентів): Fe3+ —» Fe2+; Mn4+ —» Mn2+;
б) незворотними (в процесі зміни ОВ режиму втрачається ряд речовин у вигляді газів, осаду): NO3- —» NО2 —» N2
Більша частина цих реакцій пов'язана з мікробіологічними процесами, має біохімічну природу. Головним окиснювачем у грунті є молекулярний кисень грунтового повітря й розчину.Основними характеристиками інтенсивності та напрямку ОВ процесів у грунті є:
1. Окисно-відновний потенціал (ОВП) – відображає сумарний ефект ОВ системи грунту в даний момент, різниця потенціалів, яка виникає між грунтовим розчином і електродом із інертного металу (платини), поміщеного в грунт.
2.ОВП по відношенню до водню.
Залежність ОВП від режиму вологості. Вологість грунту, надлишкове зрошення, погіршення аерації, внесення свіжої органічної речовини призводить до зниження ОВП. ОВП може знизитися з 500-600 до 200-300 мВ, а при затопленні – до -100-200 мВ. При висиханні грунтів, поліпшенні аерації, газообміну потенціал грунту підвищується. Опади забезпечують надходження угрунт 02 і ОВП не змінюється. Утворення кірки на поверхні спричиняє погіршення аерації і зниження ОВП. Зниження пористості аерації до 10% порушує надходження кисню до грунту і призводить до зниження ОВП.
Роль ОВ процесів у грунтоутворенні і родючості грунтів. ОВ процеси зв'язані з процесами перетворення рослинних решток, накопичення гумусу. Надлишкове зволоження уповільнює розклад органічної речовини, утворюються фульвокислоти. При змінах зволоження і висушування, відновлення й окиснення виникають процеси розкладу органічної речовини, решток; дегуміфікації.
За характером ОВ-режиму грунти поділяються на групи:
- грунти з абсолютним пануванням окиснювальної обстановки (чорноземи, каштанові, сіро-коричневі, бурі напівпустельні, сіроземи тощо);
- грунти з пануванням окиснювальних умов при можливому прояві відновлювальних процесів в окремі вологі роки або сезони (вологих субтропіків – підзолисті, дерново-підзолисті, червоноземи, жовтоземи тощо);
- грунти з контрастним ОВ-режимом (різновиди підзолистих, дерново-підзолистих, бурих лісових грунтів тощо);
- грунти зі стійким відновлювальним режимом (болотні, гідроморфні солончаки, солоді тощо).
Грунтове повітря
Грунт – пориста система, що містить суміш газів, яка заповнює вільний від води поровий простір скелетної частини. Повітряна фаза – найбільш динамічна складова частина грунту. Кількість і склад грунтового повітря впливає на: 1) розвиток і функціонування рослин і мікроорганізмів; 2) розчинність і міграцію хімічних сполук у грунтовому профілі; 3) інтенсивність і спрямованість грунтових процесів. Крім того, грунт поглинає та сорбує токсичні промислові гази, а також очищує атмосферу від технічного забруднення. Повітря в грунті знаходиться у чотирьох фізичних станах: вільне і защемлене, адсорбоване й розчинне. Вільне грунтове повітря – це суміш газів і летких органічних сполук, які вільно переміщуються системою грунтових пор і з'єднуються з повітрям атмосфери. Вільне грунтове повітря забезпечує аерацію грунтів і газообмін з атмосферою. Защемлене грунтове повітря – знаходиться у порах, з усіх боків ізольоване водяними плівками. Тонкодисперсна грунтова маса й компактна її упаковка має найбільшу кількість защемленого повітря. У суглинистих грунтах кількість його досягає більше 12% від загального об'єму грунту, або четверту частину його порового простору. Воно нерухоме, не бере участі в газообміні між грунтом й атмосферою, суттєво перешкоджає фільтрації води в грунті, може спричиняти руйнування грунтової структури при коливанні температури, тиску, вологості. Адсорбоване грунтове повітря – гази й леткі органічні сполуки, адсорбовані грунтовими частинками на їх поверхні. Чим дисперсніший грунт, тим більше містить він адсорбованих газів при даній температурі. Кількість сорбованого повітря залежить від мінералогічного складу грунтів, від вмісту органічної речовини, вологості. Пісок поглинає повітря в 10 разів менше, ніж важкий суглинок: відповідно 0,75 і 6,00 см куб/г. Тонкодисперсний кварц сорбує СО2 у 100 разів менше, ніж гумус. Розчинне повітря – гази, розчинені в грунтовій воді. Це повітря обмежено може брати участь в аерації грунту. Але розчинні гази відіграють велику роль у забезпеченні фізіологічних потреб рослин, мікроорганізмів, грунтової фауни, а також фізико-хімічних процесів, які протікають у грунті. Усі чотири грунтові фази – тверда, рідка, газоподібна й жива – тісно пов'язані між собою і знаходяться в складній взаємодії.Повітряно-фізичні властивості грунтів – це сукупність фізичних властивостей грунтів, які визначають стан і поведінку грунтового повітря у профілі.Найбільш важливими є: повітроємність, повітровміст, повітропроникність, аерація.Загальною повітроємністю грунтів називають максимально можливу кількість повітря, яка вміщується в повітряно-сухому грунті непорушеної будови при нормальних умовах. Загальну повітроємність (Рз.п.) виражають у процентах до всього об'єму й визначають за формулою:Рз.п. = Рзаг. – Рг, де Рзаг. – загальна пористість грунту; Рг – об'єм гігроскопічної вологи,%. Повітроємність грунтів залежить від їх гранулометричного складу, складення, ступеня оструктуреності. Необхідно розрізняти капілярну й некапілярну повітроємність. Грунтове повітря, яке міститься в капілярних порах малого діаметра, характеризує капілярну повітроємність грунтів. Велика кількість у грунті цього повітря свідчить про низьке переміщення газів у межах грунтового профілю. Це характерно для важкоглинистих, безструктурних, щільних грунтів, що набухають, викликає в них оглеєння. Суттєве значення для забезпечення нормальної аерації грунтів має некапілярна повітроємність, або пористість аерації. Некапілярна повітроємність (Ра – пористість аерації) визначає кількість повітря, яка існує в грунтах при їх капілярному насиченні вологою. Вона розраховується:Ра = Рзаг – Рк, де Рк – об'єм капілярної пористості,%. У добре оструктурених грунтах некапілярна повітроємність досягає найбільших значень – 25-30%.Повітровміст – кількість повітря, яке міститься в грунті при визначеному рівні зволоження. Його визначають за формулою:Рв = Рзаг – Woб.,Оскільки повітря і вода в грунтах є антагоністами, тому існує чітка від'ємна кореляція між волого – і повітровмістом.Повітропроникність – здатність грунту пропускати через себе повітря. Вона визначає швидкість газообміну між грунтом і атмосферою. Залежить від гранскладу грунту та його оструктуреності, від об'єму й будови порового простору. Переважно визначається некапілярною пористістю. Повітрообмін (газообмін), або аерація – це обмін газами між грунтовим повітрям й атмосферою.Аерація визначається великою кількістю факторів як безпосередньо грунтових, так і зовнішніх, а саме: 1) атмосферними умовами – коливаннями температури повітря, зміною атмосферного тиску, кількістю опадів та їх розподілом, інтенсивністю та об'ємом випарування і транспірації води; 2) фізичними властивостями грунту –гранулометричним складом, структурою, станом поверхні, щільністю, кількістю та якістю пор аерації, температурним режимом і режимом їх вологості; 3) фізичними властивостями газів – швидкістю їх дифузії; 4) фізико-хімічними реакціями у грунтах.
Дифузія – це переміщення газів відповідно до парціального тиску. Дифузія газів залежить від довжини вільного пробігу молекул окремих газів (О2, N2, СО2) та швидкості їх руху. дифузія газів у грунті завжди повільніша, ніж у вільній атмосфері. Сучасний склад земної атмосфери має біогенну природу. Грунтове повітря відрізняється динамічністю. Найбільш рухомими в грунтовому повітрі є О, і CO,. їх вміст у грунтах дуже коливається відповідно з інтенсивністю споживання кисню й продукування вуглекислого газу, а також швидкістю газообміну між грунтом і атмосферою. В орних, добре аерованих грунтах кількість СО2 в грунтовому повітрі не перевищує 1-2%, а кількість О2 не буває нижче 18%.Кількість азоту в грунтовому повітрі мало відрізняється від атмосферного. Деякі зміни його вмісту відбуваються внаслідок зв'язування азоту бульбочковими бактеріями.
Фактори ґрунтоутворення. Поняття про фактори.Під факторами та умовами грунтоутворення розуміються зовнішні по відношенню до грунту компоненти природного середовища, під впливом і за участю яких формується грунтовий покрив земної поверхні.Фактори грунтоутворення – це об'єкти навколишнього середовища, які безпосередньо (матеріально) діють на материнські гірські породи.Умови грунтоутворення – це явища навколишнього середовища, які впливають на грунтоутворення не безпосередньо, а через матеріальні фактори, сили і напрямок дії яких змінюється при зміні цих умов. Докучаев дав визначення поняття грунтів як поверхневих мінерально-органічних утворень, які мають власне походження і є результатом сукупної дії: 1) материнської гірської породи, 2) живих і мертвих організмів; 3) клімату; 4) рельєфу місцевості; 5) віку країни.
Роль живих організмів у грунтоутв. Фіксована сон.ен. яка міститься в біомасі суші становить 10^19 кдж. Рослинність відіграє найважливішу роль у грунтоутв. Гол функція – забезп. біологічного коло обміну.
Роль первинних продуцентів в пр. грунтоутв.В ґрунтознавстві для хар-ки впливу рослин на грунтоутв. Вирізняють такі рослинні формації:1.деревинних формацій(тайга,широколист ліси, вологі субтроп, троп ліси)2.група перехідних деревинно-трав.формацій(рідколісся, чагарники, савани)3.група травянистих формацій(суходільні і заболочені луки, вологі прерії, степи помірного поясу, субтроп чагарникові степи)4.група пустельних формацій(субтроп, троп зони)5.група лишайниково-мохових ф.(тундра). Фіто маса утв вищими рослинами мінлива і залежить від типу рослинності і умови її формування. Біомаса деревних рослин змінюється. Збільш від високих широт до більш низьких, а травяниста рослинність від лісостепу до сухих степів. Опад і орг. Реч утворені рослинами надходять у грунт, де під дією живих орг розкладаються мінералізуються і перетвор в гумус. В гумусній оболонці землі зосереджено енергії 10^19-10^20 кдж. Кожен вид формації відіграє певну роль у грунтоутв.
Водорості і лишайники – піонери в ґрунтоутворенні.перші поселенці – водорості і лишайники (вони створюють незначну кількість темнозабарвленого дрібнозему, який заповнює дрібні тріщини); на підготовленому ними субстраті поселяються лишайники з листоподібними пластинками (їх біомаса значно більша і опад носить назву дрібнозем під лишайниками); на трупах лишайників поселяються мохи;в крупних тріщинах розвиваються голонасінні. Темнозабарвлений матеріал руйнування породи лишайниками є сумішшю продуктів гуміфікації, мінералізації та залишкових хімічних елементів, вивільнених з породи та не використаних лишайниками. Лишайники являють собою симбіонт водорості та гриба.Вдень інтенсивно функціонує "водорість", виділяючи в навколишнє середовище лужні метаболіти, вночі – "гриб", який виділяє кислі метаболіти.щодобова зміна рН від 2,5 до 8,5. Це прискорює хім. Вивітрюв материнської породи. Лишайники продукують низку органічних кислот, які теж посилюють інтенсивність хім руйнування.
Грунтова фауна та ґрунтоутворення. На грунтоутв вплив має грунтова фауна. Поділ на мікро, мезо, макро, мега. На площі 1 га черви щорічно пропускають від 50 до 600 т дрібнозему. Разом з мінеральною масою поглинається і перероблюється величезна кількість органічних решток. У середньому (копроліти) складають до 25 т/га на рік. Головною функцією тварин є споживання, первинне і вторинне руйнування органічної речовини. 2-накопичення в їх тілах елементів живлення і синтез жирів і білків. Після їх відмирання та розкладу до грунту надходять хім ел і енергія.
Роль мікроорганізмів у ґрунтоутворенні. Мікроорганізмам належить основна роль у глибокому і повному руйнуванні органічних речовин, деяких первинних і вторинних мінералів. Кожному типові грунтів, кожній грунтовій відмінності властивий свій специфічний профільний розподіл мікроорганізмів. При цьому чисельність мікроорганізмів, їх видовий склад відображають важливі властивості грунту. Основна маса мікроорганізмів зосереджена у межах верхніх 20 см товщі грунту. Біомаса грибів і бактерій в орному шарі грунту складає до 5 т/га. Мікроорганізми беруть активну участь у процесі гумусоутворення. Великий вплив мають мікроорганізми на склад грунтового повітря, на цикли перетворення азотовмісних сполук. Загальна планетарна продуктивність мікробної фіксації азоту складає від 270 до 330 млн. т/рік, із яких 160-170 млн. т/рік дає суша, 70-160 млн. т/рік – океан. Серед різноманітної мікрофлори в грунті є і патогенні бактерії, проте грунт у цілому – несприятливе середовище для життя більшості патогенних бактерій, вірусів, грибів і найпростіших. У грунті водночас з мінералізацією органічних речовин відбуваються процеси бактеріального самоочищення – відмирання не характерних для грунту сапрофітних і патогенних бактерій. Значна роль мікроорганізмів і в руйнуванні та новоутворенні мінералів. Вона пов'язана, в першу чергу, з мікробними циклами калію, заліза, алюмінію, фосфору та сірки. Руйнування та синтез мінералів забезпечують залучення елементів у біологічний кругообіг та його взаємодію з великим геологічним кругообігом речовин. В основі деструкції мінералів лежать такі механізми: 1) розчинення сильними кислотами, що утворюються при нітрифікації, при окисненні сірки; 2) дія органічних кислот – продуктів бродіння і неповного окиснення вуглеводів грибами; 3) взаємодія з позаклітинними амінокислотами, що виділяються більшістю мікроорганізмів; 4) руйнування продуктами мікробіологічної трансформації рослинних решток; 5) руйнування продуктами мікробного біосинтезу. У результаті дії на мінерали кислот, лугів, мікробного слизу відбувається або повне розчинення мінералу з утворенням аморфних продуктів розкладу, або іони калію, наприклад, ізоморфно заміщуються на водень чи натрій без руйнування кристалічної решітки. Вилучення з мінералів хімічних елементів не завжди відбувається у еквівалентній кількості, а це призводить до перетворення одного мінералу на інший.
Біогенне структуроутворення.Суттєва роль у структуроутворенні належить саме біологічним агентам і, в першу чергу, кореневим системам переважно трав'янистих рослин. Корені пронизують грунт, розділяючи грунтову масу в одних місцях і стискуючи її в інших, локально висушують грунт і виділяють органічні речовини. коріння надають агрегатам грудкуватої або зернистої форми; проникаючи в мікроагрегати, вони зв'язують їх і підвищують механічну й водну стійкість. Визначна роль у структуроутворенні належить червам. їх виділення містять значну кількість поліцукрів, що виконують роль клею. Крім того, саме поліцукри є чудовим субстратом для мікроорганізмів, що продукують бактеріальний слиз.
Клімат як фактор ґрунтоутворення. Клімат- середній стан атмосфери тієї чи іншої території, що характеризується середніми показниками метеорологічних елементів і їх крайніми показниками. Кліматичні показники відіграють важливу роль у формуванні характеру грунтових процесів, тому що з ними тісно пов'язаний водно-повітряний і тепловий режими грунту. Головним джерелом енергії грунтових процесів служить сонячна радіація, води. Надходження атмосферних опадів наростає від полюса до екватора. У середині континентів спостерігається відхилення від цієї загальної закономірності. Воно залежить від розмірів материка, відстані від моря, наявності холодних і теплих течій, висоти гірських систем. За характером зволоження прийнято виділяти такі групи кліматів: - дуже вологі – >1,33; - вологі (гумідні) – 1,33-1,00; - напіввологі – 1,00-0,55; - напівсухі – 0,55-0,33; - сухi – 0,33-0,12; - дуже сухі – <0,12. Клімат має прямий і опосередкований вплив на грунтоутворення. Прямий – це безпосередня дія на грунт атмосферних факторів: зволоження, промочування, висихання. Опосередкована-1 фактор розвитку біологічних і біохімічних процесів. Він зумовлює тип рослинності, темпи утворення або руйнування органічної речовин,склад та інтенсивність грунтової мікрофлори, фауни. 2. Атмосферний клімат істотно впливає на водно-повітряний, температурний режим. 3. З кліматичними умовами міцно зв'язані процеси перетворення мінеральних сполук у грунті.4клімат визначає процеси вітрової та водної ерозії грунтів.
Водний режим грунтів.Сукупність добових, сезонних і річних циклічних змін складу та стану компонентів грунту, які відбуваються у зв'язку з обміном речовиною й енергією між грунтом і навколишнім середовищем, називається грунтовим режимом. Виділяють водний, тепловий, повітряний, окисно-відновний, сольовий, поживний. Водний режим грунту – це сукупність явищ надходження води в грунт, її переміщення, змін фізичного стану, втрати з грунту. елементи водного режиму: поглинання, фільтрація, капілярне підняття, поверхневий стік, низхідний та боковий стоки, фізичне випаровування, десукція, замерзання, розмерзання, конденсація води. Залежно від співвідношень цих явищ у грунтах складається тип водного режиму . Виникнення того чи іншого ТВР залежить від: клімату, розташування грунту в рельєфі, водних властивостей грунту, рівня грунтових вод, наявності мерзлоти, характеру рослинності. Виділяють такі типи:мерзлотний, водо насичений, періодичноводонасичений, промивний, періодично промивний, промивний сезонно посушливий, непромивний, аридний, десуктивновипітний, випітний, затоплюваний.
Теплові властивості й тепловий режим грунтів .До теплових властивостей грунтів відносяться теплопоглинальна здатність, теплоємність, і теплопровідність. Теплопоглинальна здатність – здатність грунтів поглинати та утримувати енергію сонця.Характеризується величиною альбедо – кількістю сонячної радіації, відбитою поверхнею грунту і вираженою в% від сумарної сонячної радіації. Альбедо коливається від 8 до 30%. Залежить від кольору грунтів, їх структурного стану, вологості, характеру поверхні. Теплоємність – здатність грунту поглинати тепло; кількість тепла в калоріях.Теплоємність залежить від мінералогічного і гранулометричного складу грунту, вмісту в ньому органічної речовини, вологості. Теплопровідність – здатність грунту проводити тепло.залежить від гранулометричного, хімічного складу, гумусованості, щільності, пористості, ступеня зволоження. Тепловий режим – сукупність і визначена послідовність явиш теплообміну в системі приземний шар повітря-рослини-грунт-підстилаюча порода, а також сукупність процесів теплопереносу, теплоакумуляції та теплорозсіювання у грунті. Температура грунту – дуже динамічна величина. Рівновага між температурою атмосфери і 0-5 см шару грунту встановлюється протягом декількох хвилин. Добова динаміка температури різко виражена у перших півметра. Вдень тепловий потік напрямлений зверху вниз; вночі – знизу наверх. Максимум температури спостерігається на поверхні вдень, біля 13 год., мінімум – перед сходом сонця. З глибиною амплітуда коливань температури знижується і добова динаміка на глибині 50 см практично повністю затухає. На добовий режим грунтів суттєво впливають клімат і погодні умови місцевості, вологість грунтів, їх гранулометричний склад, стан поверхні, кількість органічної речовини, забарвлення, рельєф, наявність снігового покриву. Річний режим температури грунтів має велику амплітуду коливань і виражений на більшу глибину. Влітку 1 м взимку 8м. систематика теплових режимів грунтів:мерзлотні, сезонно тривало промерзаючи, сезоннопромерзаючі, непромерзаючі.
Роль у грунтоутворенні материнської породи, рельєфу місцевості .Материнські породи істотно впливають на гранулометричний, хімічний і мінералогічний склад грунтів; фізичні, фізико-механічні властивості; водно-повітряний, тепловий і поживний режими. Вони є матеріальною основою грунту і передають йому свої властивості. Первинний грунт відображає ознаки кори вивітрювання. З віком взаємозв'язки поступово зменшуються. Рівень грунтової родючості залежить від складу і властивостей материнських порід.Літосфера землі складається з магматичних, метаморфічних і осадових гірських порід. Магматичні породи утворились із силікатних розплавів (магми). Грунтоутворюючими вони бувають дуже рідко. Кислі магматичні породи утворюють грунти з низькою природною родючістю. Метаморфічні гірські породи – вторинні масивно-кристалічні породи (мармур, кварцити, сланці, гнейси тощо), утворені з магматичних чи осадових. Мають невелике значення в грунтоутворенні. Осадові породи – відкладення продуктів вивітрювання масивно-кристалічних порід або залишків організмів. Розрізняються за своїм походженням. Рельєф місцевості дуже впливає на генезис грунтів, структуру грунтового покриву, його просторову неоднорідність.поділ на:нормальні,перехідні,анормальні.перші знах на вододілах, другі – грунти понижень, треті не зовсім розвинуті. Рельєф має прямий і опосередкований вплив на процеси ґрунтоутворення. Прямий – розвиток ерозійних процесів. непряме виявляється через перерозподіл тепла, світла і води. У практиці польових досліджень грунтів застосовується наступна систематика впливу типів рельєфу на ґрунтоутворення.макрорельєф формує особливості грунтового покриву цих територій завдяки перерозподілу атмосферної вологи, температури. На рівнинах спостерігається поступова зміна гідротермічних показників залежно від змін клімату, тому тут найбільш чітко формують широтні грунтові пояси. Мезорельєф, тобто рельєф обмежених за площею територій, з перепадом висот ±100 м, впливає, переважно, на топографію грунтів у границях цих ареалів: поверхні різного похилу та експозиції формують неоднаковий гідротермічний режим, різну рослинність і різні грунти. Мікро- і нанорельєф (рельєф із перепадами висот відповідно ±1 і 0,3 м) впливають на формування плямистості, комплексності грунтового покриву. Оцінити роль рельєфу у грунтоутворенні можна при врахуванні сумісної дії всіх факторів грунтоутворення в границях конкретної місцевості.

Приложенные файлы

  • docx 23667277
    Размер файла: 68 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий