Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Утворення та розвиток ґрунтів

План засвоєння і викладу матеріалу:

1. Сутність процесу ґрунтоутворення.

2. Рослини й мікроорганізми – як носії біологічного поглинання. Роль мікроорганізмів у підвищенні і регулюванні ефективної родючості ґрунтів – немає.

3. Основні фактори й умови ґрунтоутворення

4. Сутність єдності ґрунтоутворюючого процесу.

1. Сутність процесу ґрунтоутворення

Відомо, що ґрунти утворюються з гірських порід. Але гірські породи, на відміну від ґрунтів, безплідні, або ж характеризуються лише зародками родючості. Тим часом, найбільш важливою властивістю ґрунту є його родючість, тобто здатність забезпечувати рослини, що виростають на ньому елементами живлення, водою та іншими факторами життя. Отже, для утворення ґрунту, насамперед необхідно, щоб у гірській породі нагромадилися елементи родючості. Перетворення в ґрунт гірських порід можливо лише в результаті двох спільно протікаючих процесів – вивітрювання і ґрунтоутворення.

У результаті вивітрювання гірські породи поступово збіднюються елементами зольного живлення рослин, а найважливіший елемент живлення організмів – азот практично відсутній.

У процесі тільки одного вивітрювання гірської породи не повністю розвивається важливий фактор родючості – це здатність стійкого забезпечення рослин водою.

Гірська порода в результаті вивітрювання з щільної, монолітної маси перетворюється в рухляк (пухку породу), що вже має властивість водопроникності і вологоємності, але запас води в ній не може бути великим. Стійке постачання рослин водою забезпечується тільки ґрунтом, що збагачений гумусом, має міцну структуру і пухку будову. Але ці властивості набуваються ґрунтом уже під впливом ґрунтоутворюючого процесу.

Ґрунтоутворення – це комплекс фізичних, хімічних і біологічних процесів, що зумовлюють склад, будову і властивості ґрунту.

До найважливіших ознак ґрунтоутворюючого процесу можна віднести:

- створення органічної речовини та її руйнування;

- акумуляцію органічних і неорганічних речовин і їх винос;

- розпад мінералів (первинних і вторинних) і синтез нових;

- надходження вологи в ґрунт і повернення її в атмосферу в результаті транспірації і випаровування;

- поглинання ґрунтом променевої енергії Сонця, що зумовлює нагрівання ґрунту, а випромінювання енергії - охолодження (спадний і висхідний струми води).

В основі ґрунтоутворюючого процесу лежить малий біологічний кругообіг речовин, що відбувається в результаті життєдіяльності вищих рослин, тварин і мікроорганізмів.

Органічні залишки, що залишаються після відмирання живих організмів частково розкладаються і стають поживою для наступних поколінь живих організмів. У такий спосіб частина хімічних сполук не потрапляє у великий геологічний Кругообіг, а залишається тільки в малому біологічному Кругообігу, а саме: в системі ґрунт-атмосфера-рослина.

Під біологічним кругообігом речовин розуміють надходження з ґрунту, гірських порід і атмосфери в організми: хімічних елементів, синтез органічної речовини і повернення хімічних елементів у ґрунт (із щорічним опаданням частини органічної речовини або з цілком відмерлими організмами) і в атмосферу.

Вчення про біологічний кругообіг речовин у ґрунті розроблене В.Р.Вільямсом. Сучасна теорія про нього заснована на наукових ідеях В.І.Вернадського.

У кембрійський та ордовікський періоди відбувся первинний ґрунтоутворюючий процес (нижчі рослини, бактерії, водорості).

У силурійський, девонський, кам'яновугільний і пермський періоди утворилась нова рослинність (хвощові, плаунові); ускладнювався ґрунтоутворюючий процес.

У крейдовий та третинний періоди – поширення широколистих лісів, хвойних луків і трав'янистих степів. До цього часу виокремилися кліматичні пояси.

У четвертинний період у результаті материкового зледеніння ґрунтоутворюючий процес припинився на значній частині суші 50 - 60%. На місці льодовика, ґрунтовий покрив цілком був знищений. На прилеглих територіях він був еродований витікаючими льодовиковими водами, а потім покритий флювіогляціальними наносами.

У субтропічній і тропічній частині цілком зберігся ґрунтовий покрив.

Потім почався сучасний ґрунтотворний процес.

3. Основні фактори й умови ґрунтоутворення

Утворення ґрунтів залежить від природних умов. Тому умови, під впливом яких протікає ґрунтоутворюючий процес і формуються ґрунти, називаються факторами ґрунтоутворення.

В.В. Докучаєвим виділено п'ять природних факторів ґрунтоутворення:

- материнська (ґрунтоутворююча) порода;

- клімат;

- рельєф;

- рослинний і тваринний світ (біологічний фактор);

- вік ґрунтів чи тривалість процесу ґрунтоутворення.

На додаток до цього виділяють ще:

- виробничу діяльність людини.

- ґрунтові та підґрунтові води.

До умов відносяться обставини, що визначають хід і напрями ґрунтоутворюючого процесу, а саме:

- рельєф і географічне розташування даного району ґрунтів;

- виробнича діяльність людини;

- вік ґрунтів чи тривалість процесу ґрунтоутворення.

Розглянемо роль кожного з цих факторів.

Материнські породи як в спадщину передають ґрунту свій гранулометричний, мінералогічний і хімічний склад, фізичні властивості, що у ході ґрунтоутворення можуть істотно змінитися.

Материнські породи визначають такі хімічні властивості ґрунтів:

- реакцію ґрунтового розчину – кислотність чи лужність ґрунтів;

- склад увібраних катіонів, а також наявність поживних речовин.

У первинному процесі ґрунтоутворення материнська порода є матеріалом, з якого утворюється ґрунт. З тривалістю процесу ґрунтоутворення глибші шари тільки підстилають ґрунт і не беруть участь у процесі ґрунтоутворення.

Роль клімату в ґрунтоутворенні проявляється у впливі на ґрунт і організми, які його заселяють, газами атмосфери, що випадають з опадами, температурою (ґрунту і повітря) та сонячною радіацією.

У залежності від характеру опадів клімат буває:

- нівальний – велика кількість опадів випадає у вигляді снігу (тундра, лісотундра);

- гумідний – велика кількість у вигляді дощу, кількість опадів більше кількості вологи, що випаровується;

- арідний – кількість опадів менше кількості вологи, що випаровується поверхнею.

У зв'язку з цим розрізняють наступні кліматичні зони за ступенем зволоження:

- зона надмірного зволоження (лісова, північна частина лісостепової зони) – кількість опадів переважає над випаровуванням;

- зона помірного зволоження – кількість опадів і сума вологи, що випаровується однакові, але значно коливаються по роках (лісостеп);

- зона недостатнього зволоження – кількість опадів менше кількості вологи, що випаровується (степова, сухі степи, напівпустелі і пустелі).

Крім абсолютної суми опадів за рік, чи за вегетаційний період, важливе значення має розподіл опадів у часі. З розподілом опадів пов'язаний коефіцієнт використання (корисність опадів). Продуктивні – це опади, що засвоюються рослиною (кореневою системою). Коефіцієнт використання залежить від: разової величини опадів, характеру і часу їхнього випадання. Найвищий коефіцієнт використання - весняних опадів, що випадають у першій половині вегетації; найнижчий – осінніх і осінньо-зимових опадів.

Температура і сонячна радіація. З ними тісно пов'язане поширення рослинності. Розподіл рослинних формацій (зон) визначаються температурним режимом:

- тундра і лісотундра (лишайники, мохи, карликові дерева);

- лісова зона поділяється на зону хвойних, мішаних і листяних лісів;

- лісостепова зона (ліс, на південь кількість лісових масивів зменшується і зона поступово переходить у степову);

- степова – трав'яниста рослинність, злакові луки;

- зона диких степів (ковила, типчак, полинь);

- пустель, напівпустель (піщана осока, білий саксаул, солянки).

Температура ґрунту має важливе значення для життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів. Оптимальною температурою для них є 20 - 30°С. Такі умови притаманні степовій зоні.

З річними та добовими коливаннями температури пов'язана інтенсивність випаровування з поверхні ґрунту, а також газообмін, так зване дихання ґрунту. З температурою ґрунту пов’язана вітрова ерозія чи дефляція ґрунту. Ерозія - це руйнування верхнього шару ґрунту водою чи вітром. Найінтенсивніше проходить дефляція (вітрова) в степових районах, при цьому виникають пилові бурі. Основними заходами для боротьби з ерозією ґрунту є меліорація і науково обґрунтований обробіток.

Головним джерелом енергії для біологічних і ґрунтових процесів є сонячна радіація. Вона поглинається земною поверхнею, а потім випромінюється і перерозподіляється в процесі динаміки атмосфери. У такий спосіб встановлюється постійний теплообмін між ґрунтом і атмосферою.

Рельєф як фактор ґрунтоутворення. Якщо говорити про цей фактор, то його варто розуміти як непрямий. Сутність його полягає в перерозподілі опадів і температури на поверхні землі.

1° схилу південної експозиції змінює умови нагрівання рівноцінно перенесенню ґрунту на 111 км південніше. Коло Землі по екватору сягає 42 тис. км. Якщо її розділити на 360°, то 1°=111 км, а звідси й практичне застосування цієї закономірності (наприклад, якщо закладати сади, то обов'язково на південному схилі). Інтенсивність мікробіологічних процесів ґрунтоутворення буде активнішою на південних схилах.

Основними елементами рельєфу є: вододіли, схили і долини. Розрізняють три групи форм рельєфу: макрорельєф, мезорельєф і мікрорельєф.

Макрорельєф – це найбільші форми рельєфу: рівнини, плато, гори. Вони безпосередньо впливають на рух повітряних мас і формування клімату. У горах формується вертикальна зональність клімату рослинності й ґрунтів унаслідок зниження температури повітря з висотою.

Виникнення макрорельєфу пов'язано в основному з тектонічними явищами в земній корі.

Мікрорельєф (дрібні форми рельєфу) – це підвищення чи пониження, западини, що виникають на рівних поверхнях рельєфу внаслідок просадних (суффузійних) явищ та ін. Він зумовлює значний перерозподіл вологи, скупчення її в низинах і глибоке зволоження ґрунтової товщі. Це у свою чергу, позначається на зміні поживного і сольового режимів по елементах мікрорельєфу, а також на видовому складі рослинності, що зрештою, призводить до утворення різних типів ґрунтів.

Мезорельєф – займає проміжне положення (пагорби, западини, долини, тераси). Він виступає як фактор, що перерозподіляє вологу атмосферних опадів на земній поверхні та тепло, що регулює поверхневий стік, а також визначає розвиток грунтово-ерозійних процесів. Мезорельєф особливо впливає на формування водного режиму ґрунтів, а саме розрізняють:

- автоморфні ґрунти, що формуються на рівних поверхнях і схилах в умовах вільного поверхневого стоку та глибокого залягання ґрунтових вод (6 м);

- полігідроморфні ґрунти – формуються при короткочасному застої поверхневих вод, чи при заляганні ґрунтових вод на глибині 3 - 6 м (КК - капілярна кайма досягає кореневу систему рослин);

- гідроморфні ґрунти – формуються в умовах тривалого поверхневого застою чи при заляганні ґрунтових вод на глибині менше 3 м (КК може досягати поверхні ґрунту).

Умови формування цих ґрунтів дуже важливі при визначення потреби проведення їхньої меліорації.

Рослинний і тваринний світ є провідним фактором ґрунтоутворення.

Власне, процес ґрунтоутворення починається з поселення на гірській породі живих організмів, які здатні засвоювати азот (N) атмосфери та переводити його в складні білкові сполуки, розкладати органічні залишки й мінералізувати їх до простих солей, руйнувати і синтезувати багато мінералів. Після їхнього відмирання в поверхневих шарах цієї породи накопичуються органічні залишки, що згодом перетворюються в перегній, що служить джерелом живлення для майбутніх поколінь живих організмів.

У ґрунтоутворенні беруть участь вищі зелені рослини, бактерії, гриби, актиноміцети, водорості, вищі хребетні тваринні і дрібні безхребетні тварини (хробаки, молюски, членистоногі). З усіх названих груп організмів першорядна і провідна роль у ґрунтоутворенні належить рослинності (вищому класу зелених рослин). Їхня дія проявляється як під час росту і розвитку, так і після відмирання. Рослини разом із тваринами активно здійснюють перетворення і міграцію речовин і енергії в ґрунті.

Ґрунтоутворення багато в чому залежить від характеру рослинності – лісова чи трав'яниста рослинність. Наприклад, деревна діяльність у порівнянні з трав'яною дає щорічно менше і гіршої якості органічні залишки.

Вік ґрунтів чи тривалість процесу ґрунтоутворення. Материнська порода перетворюється в ґрунт тільки при тривалому процесі ґрунтоутворення. Час, упродовж якого відбувається цей процес і формується той чи інший ґрунт, називається віком ґрунтів. Вік даного ґрунту обчислюється з моменту початку ґрунтоутворюючого процесу.

Розрізняють абсолютний і відносний вік. Під абсолютним віком розуміють тривалість процесу ґрунтоутворення для великого типу ґрунтів на значних територіях. Відносний вік ґрунтів - це тривалість процесу ґрунтоутворення для конкретного ґрунту на невеликому масиві.

Виробнича діяльність людини в сучасну епоху стає вирішальним фактором ґрунтоутворення і підвищення родючості ґрунту на значних територіях земної кулі. Стосовно впливу діяльності людини на ґрунтоутворення, слід підкреслити, що тільки розумна, науково обґрунтована діяльність людини сприяє поліпшенню ґрунтів. Але при неправильних діях людини ґрунти заболочуються, засолюються, піддаються інтенсивній ерозії, змінюються в гіршу сторону їхні властивості.

Ґрунтові води. Вони впливають на водний режим ґрунту, а також на накопичення, чи міграцію хімічних речовин. Якщо ґрунтові води залягають неглибоко і вони сильно мінералізовані, то в результаті неправильного зрошення може відбутися засолення ґрунту.

Ґрунтові води в лісостеповій і лісовій зонах є одним із факторів заболочування.

У замкнутих поверхнях при відсутності стоку і наявності на невеликій глибині водотривкого горизонту рівень ґрунтових вод постійно підвищується, що призводить до заболочування території.

4. Сутність єдності ґрунтотворного процесу

Теорія ґрунтоутворюючого процесу розроблялася В.В. Докучаєвим, П.А.Костичевим, М.М.Сибірцевим, В.Р.Вільямсом, К.Д.Гл ін кою, Герасимовим, І.В.Тюріним, О.О.Роде.

Кожний з факторів ґрунтоутворення здійснює як прямий, так і непрямий вплив на ґрунтотворний процес. Усі вони діють не окремо, а в сукупності, це необхідно враховувати при оцінці умов ґрунтоутворення.

Для усіх видів ґрунтів провідними факторами є живі організми та частково клімат.

З природними кліматичними зонами пов'язана горизонтальна зональність ґрунтів, тобто поширення ґрунтових типів з півночі на південь; з рельєфом пов'язана вертикальна зональність ґрунтів, тобто поширення окремих типів ґрунтів від підніжжя до вершини.

Лекція 4.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 Следующая ⇒