2.8 Лабораторна робота № 8

Мета: вивчити причини формування різних типів грунтів.

Теоретичні відомості Грунти. Їх типи грунтотворення

Тонкий шар ґрунту вкриває більшу частину поверхні Землі. Ця складна суміш вивітрених гірських порід і органічної речовини має велике значення для всього життя на Землі. Рослини одержують з ґрунту необхідні для їх росту поживні речовини та воду. У ґрунті живуть мільйони мікро­організмів, що переробляють органічні відходи і сприяють його родючості. Також ґрунт є потужним фільтром води, що потрапляє у річки та озера. Різні види ґрунтів підтримують існування різних екосистем. Знання про типи ґрунтів допомагає людям обробляти землю й вирощувати врожаї, планувати спорудження будівель і транспортних мереж.

Грунти утворюються з різних порід у різноманітних кліматичних зонах, тому мають різні властивості. Особливе значення має текстура ґрунтів (грубо-, середньо- чи дрібнозернисті, залежно від вмісту в них піску, глини та мулу). Дрібнозернисті глинисті та мулові ґрунти містять мало заповнених повітрям порожнин і утримують воду, тому в регіонах із знач­ною кількістю опадів такі грунти часто підтоплені. У грубозернистих піщаних ґрунтах зерна розташова­ні далеко одне від одного. Цим ґрунтам притаманна гарна фільтраційна здатність, та вони бувають неро­дючі, бо з них легко вимиваються поживні речови­ни. Кислотність ґрунту (показник рН) вимірюється за шкалою від 0 (кислий ґрунт) до 14 (лужний). Кислотність визначає наявність поживних речовин і ступінь активності організмів ґрунту. Найпошире­нішою класифікацією ґрунтів є запропонована Департаментом сільського господарства СІЛА (за типом клімату та видами рослинності, під впливом яких вони формувалися).

Усі ґрунти містять суміш неорганічних фрагментів гірських порід та розкладеного органічного матеріалу, або гумусу. Ці компоненти залягають у вигляді низки шарів або горизон­тів, які разом утворюють ґрунтовий профіль. Ґрунти форму­ються безперервно, при цьому вони ущільнюються, утворю­ються нові горизонти (О, А, В і С). Ґрунти є результатом взаємодії клімату, рельєфу, рослинності та організмів грунту.

Складна шарувата структура лісового ґрунту розвивається протягом тривалого часу. Спершу материнська порода подрібнюється внаслідок вивітрювання, утворюючи реголіт. Згодом на поверхні проростають рос­лини І нагромаджується органічна речовина. Під час змішування неорганічної та органічної матерії утворюються різні шари: ті, що багаті на гумус, розташовуються на поверхні а багаті на мінерали - в нижній частині

Типи ґрунтотворних процесів

Залежно від природних умов розрізняють такі основні типи ґрунтотворних процесів: підзолистий, дерновий, буроземний, чорноземний, болотний, солончаковий, солонцевий та ін.

Підзолистий процес ґрунтоутворення розвивається під покривом зімкнутого хвойного лісу, в якому світло розсіяного сонячного проміння настільки повно поглинається деревами, що не задовольняє вимог навіть невибагливих рослин. Тому трав'янистої рослинності у такому лісі майже немає, а поверхня грунту покрита мертвим опадом або лісовою підстилкою.

Основним чинником цього процесу є фульвокислоти, які утворюються підчас розкладу лісової підстилки (хвої) грибами.

Як стверджує Д. І. Тихоненко (2000), починаючи з 50-х pp. XX ст. підзолоутворення пов'язують з лесиважем, суть якого зводиться до відмивання мулуватих і дрібнопилуватих мінеральних часток ґрунту й виносу їх із верхніх горизонтів без хімічного руйнування.

Процес лесиважу тісно пов'язаний із псевдоглеєм і псевдопідзолом. Псевдоглей - це глей, утворений під впливом поверхневих вод унаслідок їх застою над ілювіальним горизонтом, який сформувався за типом лесиважу. Псевдопідзол - це ґрунт, який сформувався внаслідок диференціації профілю за типом лесиважу і псевдоглею.

Дерновий процес ґрунтоутворення відбувається під покривом трав'янистої рослинності. На відміну від підзолистого процесу, під час нього припиняється розклад мінералів і їх вимивання. Суть дернового процесу зводиться до того, що трав'яниста рослинність, на відміну від деревної, має добре розгалужену кореневу систему, яка густо переплітає верхню частину профілю ґрунту, розчленовуючи ґрунтову масу на окремі грудочки (агрегати).

Частина коренів у пошуках елементів живлення заглиблюється у ґрунт. У процесі росту і розвитку рослини засвоюють коренями поживні речовини, які переміщуються у зону максимального залягання коренів і в надземну масу. Після мінералізації органічних залишків поживні елементи частково закріплюються і нагромад­жуються у ґрунті.

На орних землях дерновий процес відбувається під впливом кореневої системи однорічних і багаторічних сільськогосподарських культур, різко посилюється під час внесення органічних і мінеральних добрив та вапнування кислих ґрунтів.

У лісостеповій зоні, так само як і в лісолучній, відбуваються підзолистий і дерновий процеси, але кількісно вони проявляються інакше, оскільки умови ґрунтоутворення лісостепової зони дещо відрізняються від умов ґрунтоутворення лісолучної зони.

Незалежно від характеру рослинності та материнських порід підзолоутворення зменшується з півночі на південь і на межі чорноземно-степової зони практично зникає.

У випадку сповільнення підзолистого процесу стимулюється дерновий процес. Найсильніше дерновий процес проявляється на ділянках, зайнятих степовою трав'янистою рослинністю, що сприяє утворенню опідзолених, вилугованих і типових чорноземів. Під лісовою рослинністю формуються сірі лісові ґрунти.

Буроземний процес ґрунтоутворення розвивається в умовах вологого клімату Карпат під деревною рослинністю на добре дренованих щебенюватих породах - елювію та делювію карпатського флішу, метаморфічних і магматичних породах.

За таких умов рослинні залишки мінералізуються досить швидко, що є причиною малого нагромадження органічних кислот, а отже, і слабкого розвитку підзолистого процесу ґрунтоутворення.

Біологічне нагромадження заліза й алюмінію вважається одним із складових процесів генезису бурих лісових ґрунтів.

Чорноземний процес ґрунтоутворення відбувається під добре розвиненою лучно-степовою трав'янистою рослинністю, яка щорічно залишає після себе велику кількість органічних решток.

В умовах нестійкого водного режиму чорноземний процес ґрунтоутворення має свої особливості. Коренева система лучно-степової трав'янистої рослинності у пошуках води і поживи проникає на значну глибину, тому під час розкладу кореневих решток гуміфікується значна частина товщі та створюється потужний гумусовий горизонт.

Болотний процес ґрунтоутворення відбувається в умовах над­мірного зволоження і характеризується такими двома ознаками:

• торфоутворенням;

• оглеєнням.

Торфоутворення переважно відбувається в анаеробних умовах завдяки гниттю відмерлої рослинності за участі мікроорганізмів (бактерій, грибів) і водоростей. У випадку нестачі кисню органічна речовина мінералізується не повністю з утворенням органічних кислот (масляної, оцтової, молочної та ін.), які сповільнюють процес розкладу. Неповний розклад органічної речовини неминуче супро­воджується утворенням торфу, який прогресивно нагромаджується на поверхні болотного ґрунту.

Торфоутворювачами переважно є трави (осока, очерет, рогіз та ін.), чагарники (богульник, вереск, верба та ін.), деревні породи (вільха, береза, сосна та ін.).

Оглеєння - біохімічний процес відновлення окисних сполук у закисні, який відбувається в анаеробних умовах за вмісту у ґрунті органічної речовини й участі мікрофлори, особливо маслянокислих бактерій. Найчастіше таке відновлення проходять елементи з перемінною валентністю (Fe, Mg, S, N). При цьому, наприклад, сполуки тривалентного заліза (Fe₂O₃) бактерії переводять у двовалентне (FeO). Ступінь оглеєння і заболочення розпізнають за інтенсивністю глеєутворення й забарвлення звичайно зелено-голубих та сіро-голубих плям, прошарків, смуг, суцільних глейових горизонтів і всього профілю ґрунту.

Солончаковий процес ґрунтоутворення забезпечує утворення солончаків за рахунок нагромадження у ґрунтовому профілі значної кількості легкорозчинних солей. Основним дже­релом цих солей є засолені материнські породи та ґрунтові води. Додатковим джерелом можуть бути солянкова рослинність, яка перепомповує своєю кореневою системою солі із глибоких шарів у верхні горизонти, а також солі, які потрапляють з атмосфери разом з пилом й атмосферними опадами.

Нагромадження солей у ґрунтах відбувається переважно в умовах жаркого посушливого клімату з різко вираженим випаровуванням вологи над опадами і за близького залягання ґрунтових вод.

Солонцевий процес ґрунтоутворення відбувається за умов пониження ґрунтових вод і промивання профілю солончака. Суть процесу осолонцювання солончаків була розроблена К. К. Гедрой-цем. За його теорією, на початку процесу легкорозчинні солі під впливом періодичних атмосферних опадів із верхніх частин профілю вилуговуються вниз. Одночасно з цим відбувається заміна поглинутих кальцію і магнію на натрій у формі соди.