Ґрунтознавство в системі природничих наук

 

 

Перетворення гірської породи в ґрунт проходить у результаті одночасних і тісно пов'язаних процесів вивітрювання і ґрунтоутворення.

Вивітрювання – це процес руйнування та зміни поверхневих порід і мінералів земної кори. Залежно від чинників дії розрізняють фізичне, хімічне та біологічне вивітрювання.

Фізичне вивітрювання – це руйнування гірських порід під впливом води, вітру і температури.

Руйнування гірських порід проходить у результаті неоднакового розширення чи стискання різних мінералів, які в свою чергу, мають різні коефіцієнти розширення у різних напрямках. Останнє явище є причиною руйнування однорідних кристалів і порід.

Вода, що попадає в тріщини, зумовлює капілярний тиск на породу до 1500 атм., а замерзаюча вода – до 890 атм.

Значної дії завдають також солі, що викристалізовуються із розчинів тощо.

Фізичне вивітрювання різко збільшує поверхню стикання породи з оточуючим середовищем, що створює умови для хімічного та біологічного вивітрювання.

Хімічне вивітрювання – це зміна та руйнування гірських порід і мінералів під впливом хімічних процесів з участю води, вуглекислого газу, кисню і температури.

Вода вступає з мінералами в реакції гідролізу, гідратації. Кисень повітря окислює мінерали, які містять елементи, здатні до окислення. Вуглекислий газ з водою утворює вугільну кислоту, хоч слабку, але здатну до реакцій з різними сполуками. Температурний фактор впливає на швидкість хімічних реакцій (за зростання температури на кожні 10 °C пришвидшується перебіг хімічних реакцій в 2-2, 5 рази).

Біологічне вивітрювання – це процес механічного руйнування та хімічної зміни гірських порід й мінералів під впливом рослинних і тваринних організмів та продуктів їх життєдіяльності. У процесі біологічного вивітрювання беруть участь бактерії, ціанобактерії (синьо-зелені водорості), діатомові водорості, лишайники, мохи, вищі квіткові рослини, а також тваринні організми – комахи, черви, дрібні хребетні тощо.

Наприклад, рослини і мікроорганізми виділяють вуглекислий газ і різні органічні кислоти, які руйнують мінерали та гірські породи. Корені рослин механічно розширюють тріщини. Залізобактерії окислюють та руйнують сполуки заліза тощо.

Процеси вивітрювання перетворюють гірську породу в подрібнену масу, яку називають рухляком, а далі в материнську ґрунтоутворюючу породу, яка є основою для подальшого процесу утворення ґрунту.

Ґрунтоутворення – це сукупність різних хімічних, фізичних і біологічних процесів і явищ, які зумовлюють виникнення та дальший розвиток ґрунтів.

Враховуючи, що основною властивістю ґрунту є його родючість, ґрунтоутворення розглядається також як процес виникнення і нагромадження у поверхневому шарі земної кори якісно нової властивості – родючості.

Залежно від чинників цього процесу, В. В. Докучаєв виділив наступні фактори ґрунтоутворення: кліматичний, біологічний, материнська порода, рельєф, вік ґрунту. Пізніше, його наступниками був виділений ще один фактор – господарська діяльність людини.

Кліматичний фактор. Найважливішими його складовими є температура, опади і рух повітря.

Так, температура і кількість опадів впливають на напрямок та інтенсивність різних фізичних, хімічних і біологічних процесів, що проходять у ґрунті. Водні та температурні умови ґрунту визначають різноманітність ґрунтових мікроорганізмів, накопичення, синтез і розпад біомаси та, відповідно, утворення гумусу. Рух повітря викликає здування найдрібніших частинок ґрунту (пилу, глини) та впливає на інтенсивність газообміну між ним і атмосферою.

Слід зазначити, що закономірна зміна саме кліматичних умов від полюсів Земної кулі до екватора, а в горах – від підніжжя до вершин є причиною виникнення явища зональності ґрунтів.

Біологічний фактор – це провідний чинник ґрунтоутворення. Тільки під впливом живих організмів материнська ґрунтоутворююча порода набуває родючості, що визначається як здатність ґрунту забезпечувати рослинні організми всім необхідним для реалізації їх продуктивності.

У процесі ґрунтоутворення приймають участь ті ж організми, що і у вивітрюванні. Рослини є основним джерелом надходження в ґрунт органічних сполук, які переробляються мікроорганізмами, переважно бактеріями та грибами. Так, в 1 г ґрунту може бути до кількох мільярдів нітрифікуючих, амоніфікуючих, залізо- та інших видів бактерій.

Активну участь у процесі ґрунтоутворення відіграють тварини – найпростіші, комахи, черви, дрібні хребетні та інші. Кількість найпростіших у ґрунті, хоч і менша, ніж бактерій, але досить значна – від 10 до 100 тис. на 1 г. Велика роль у процесі ґрунтоутворення належить дощовим черв'якам, які сприяють утворенню гумусу, розпушують і перемішують ґрунт. Так, на одному гектарі родючого чорнозему може жити 2 т дощових черв'яків, які за рік переробляють до 80 т ґрунтової маси.

Комахи, їх личинки та дрібні хребетні, які живуть у ґрунті, також розпушують його, збільшуючи водо- та повітряпроникність, переробляють рослинні рештки, збагачують ґрунт гумусом та елементами мінерального живлення рослин.

Отже, внаслідок життєдіяльності живих організмів у поверхневому шарі материнської породи накопичуються органічні речовини, що є основною умовою утворення родючості. Між ґрунтом, материнською породою та організмами встановлюється обмін речовин, який дістав назву малого біологічного кругообігу.

Материнська або ґрунтоутворююча порода утворюється внаслідок вивітрювання гірських порід і мінералів та є основою для формування ґрунту. Вона визначає мінералогічний склад, а отже, хімічні та фізичні властивості ґрунту. Наприклад, за високого вмісту в материнській породі карбонатів, ґрунти з кислою реакцією не утворюються.

Рельєф впливає опосередковано на формування ґрунту через перерозподіл тепла і вологи, через зміну материнських порід у просторі. Розрізняють макрорельєф – гори, плато, низовини, – який викликає зональність у поширенні ґрунтів; мезорельєф – долини річок, горби тощо, – який перерозподіляє зональні екологічні фактори; і мікрорельєф – нерівності поверхні ділянок ґрунту.

Вік ґрунту – це важливий фактор, так як процес ґрунтоутворення проходить у часі і визначається тривалістю дії тих чи інших чинників. З плином часу проходить часова зміна або еволюція ґрунтів.

Господарська діяльність людини, або антропогенний фактор, на сьогоднішній день вносить значні зміни в процес ґрунтоутворення. Так, людина обробляє близько 10% площі суходолу планети. В Україні розораність земель становить 57%, а в окремих районах Тернопільської області – 92-94%, для порівняння у США – 27%.

Людина вносить величезну кількість різних добрив. Наприклад, у кінці 80-х років в Україні щорічно вносилось 4, 6 млн. т мінеральних та 274 млн. т органічних добрив.

Для вирощування сільськогосподарських культур використовуються хімічні засоби захисту рослин, проходить забруднення ґрунтів відходами виробництв, змінюється водний режим ґрунтів, проводиться хімічна меліорація земель тощо, що також має значний вплив на процес ґрунтоутворення.

 

 

В даній курсовій роботі ми розглянули проблему зародження та розвитку науки про ґрунт, її практичне значення для сучасного сільського господарства та охорони навколишнього середовища, детально висвітлили основні поняття ґрунтознавства, зробили аналіз проблеми вивітрювання і її місце в ґрунтознавчій науці.

Ґрунт (рос. грунт, почва, англ. ground, soil and rock; нім. Boden m, Grund m, Erdmasse f) – природнє утворення, що складається з генетично пов'язаних горизонтів, які формуються в результаті перетворення поверхневих шарів літосфери під впливом фізичного, хімічного та біологічного вивітрювання.

Ґрунт – багатокомпонентна, динамічна система, що включає гірські породи, верхній природний шар земної кори, техногенні утворення і складається з твердих (тверді мінерали, лід і органомінеральні структури), рідких (водні розчини), газоподібних (повітря, гази) і біологічних або живих (макро- і мікроорганізми) компонентів. В інженерній геології – гірська порода, а також відходи виробничої діяльності, що їх використовують як основу, середовище або матеріал для зведення будівель та інженерних споруд. На типи, склад та характеристики ґрунтів впливають також материнська порода, клімат, рельєф, геологічний вік території, притаманна території флора та фауна, діяльність людини і т. ін. Однією з основних характеристик ґрунту є його родючість.

 

 

Агрохімія / І. М. Карасюк, О. М. Геркіял, Г. М. Господаренко та інші / За ред. І. М. Карасюка. – К. : Вища школа, 1995. – 471 с.

Агрохімія: Лабораторний практикум / А. П. Лісовал, І. М. Давиденко, Б. М. Мойсеєнко. – К. : Вища школа, 1994. – 335 с.

Бабьева И. П., Зенова Г. М. Биология почв. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1989. – 336 с.

Бадина Г. В., Королев А. В., Королева Р. О. Основы агрономии. – Ленинград: Агропромиздат, 1988. – 448 с.

Барабаш О. Ю. Овочівництво. – К. : Вища школа, 1994. – 374 с.

Барабаш О. Ю., Семенчук П. С. Довідник овочівника. – Львів: Каменяр, 1985. – 218 с.

Бейкер Х. Плодовые культуры: Пер. с англ. – М. : Мир, 1990. – 198 с.

Білецький П. М. Овочівництво. – К. : Вища школа, 1970. – 420 с.

Білецький П. М., Роман І. С. Овочівництво і плодівництво. – К. : Вища школа, 1978. – 448 с.

Болотских А. С. Настольная книга овощевода. – Харьков: Фолио, 1998. – 487 с.

Бугай С. М. Рослинництво. – К. : Вища школа, 1978. – 384 с.

Васюта В. М., Рыбак Г. М., Клименкос. В. В. Справочник садовода. – К. : Наукова думка, 1990. – 352 с.

Вирощування зернових культур у Лісостепу та Поліссі України / Зіневич Л. Л., Глуздєєв В. Г., Круть В. М. та ін. – К., 1993. – 49 с.

Витязев В. Г., Макаров И. Б. Общее земледелие. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1991. – 287 с.

Гапоненко Б. К., Гапоненко М. Б. Ваш сад. – К. : Урожай, 1994. – 400 с.

Гладюк М. М. Основи агрохімії. Хімія в сільському господарстві. – К., Ірпінь: Перун, 2003. – 288 с.