Ґрунтознавство

 

Ґрунтоутворювальний процес відноситься до категорії біофізико – хімічних процесів. По визначенню А. А. Роді, ґрунтоутворювальним процесом називається сукупність явищ перетворення і пересування речовин і енергії, що протікають у ґрунтовій товщі. Агентами ґрунтоутворення є живі організми і продукти їхньої життєдіяльності, вода, кисень повітря і вуглекислота. Найбільш важливі складові ґрунтоутворювального процесу:

1. перетворення (трансформація) мінералів гірської породи, з якої утвориться ґрунт; 
2. накопичення в ґрунті органічних залишків і їхня поступова трансформація; 
3. взаємодія мінеральних і органічних речовин з утворенням складної системи органо-мінеральних з'єднань; 
4. накопичення (акумуляція) у верхній частині ґрунту ряду біофільних елементів і, насамперед, елементів харчування; 
5. пересування продуктів ґрунтоутворення з током вологи в профілі ґрунту, що формується.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2. Стадія розвитку ґрунту. Субстрат материнської породи послідовно здобуває характерні ґрунтові ознаки. У результаті біологічного поглинання і трансформації речовин