Ґрунтоутворюючі та підстилаючи породи

 

Ґрунтоутворюючі породи — вихідний матеріал, з якого формується ґрунт, тому її механічний, хімічний, мінералогічний склад, а також фізичні, хімічні, і фізико-хімічні властивості в значній мірі визначаються складом і властивостями ґрунтоутворюючими породами. Властивості материнських порід впливають на видовий і хімічний склад і біологічну продуктивність рослин на швидкість розкладення органічних залишків і якість гумус, що утвориться. Між ґрунтом і ґрунтоутворюючою породою відбувається обмін тепловою енергією, газами, водяною парою і розчинами. Усе це впливає на темп і напрямок ґрунтоутворюючого процесу.1

Ґрунти утворяться з гірських порід. Але гірські породи на відміну від ґрунтів марні чи характеризуються лише зачатками родючості. Тим часом найбільш важливою властивістю ґрунту є її родючість, тобто здатність задовольняти рослини, що виростають на ній, елементами харчування, водою й іншими факторами життя. Отже, для утворення ґрунту насамперед необхідно, щоб у гірській породі нагромадилися елементи родючості. Від гірської породи ґрунт відрізняється й іншими особливостями.

Гірська порода перетворюється в ґрунт у результаті двох процесів, що спільно протікають - вивітрювання і ґрунтоутворення. У самому верхньому горизонті літосфери вивітрювання протікає спільно і одночасно з ґрунтоутворенням.

У процесі вивітрювання гірських порід і мінералів, що їх складають, елементи харчування рослин переходять у розчинний стан і стають для них доступними. Однак поживні речовини не тільки використовуються рослинами, але й втягують у великий геологічний круговорот речовин. Вода, що випадає на сушу у вигляді, опадів, просочує кору вивітрювання, розчиняє усе, що може розчинитися, і несе розчинені в ній речовини в моря, чи океани внутрішньоматерикові безстічні області. У результаті деяка частина поживних речовин відчужується з гірської породи і, транспортуючи по суші в океан, приймають участь в утворенні осадових гірських порід. Повинні пройти цілі геологічні епохи, поки осадові породи вийдуть на денну поверхню і знову піддадуться вивітрюванню, а поживні речовини, що містяться в них, будуть використані рослинами, що виростають на суші.

У результаті вивітрювання гірські породи поступово збіднюються елементами зольного живлення рослин. Що стосується азоту, одного з найважливіших елементів харчування організмів, то в магматичних породах, що послужили першоджерелом утворення інших гірських порід, воно практично відсутнє.

У процесі тільки одного вивітрювання гірської, породи не відбувається повного розвитку й іншого не менш важливого фактора родючості — здатність стійко забезпечити рослини водою. У результаті вивітрювання масивна гірська порода з щільної, монолітної маси перетворюється в пухку породу (рухляк), що володіє властивостями водопроникності і вологоємності, але запас води в ній не може бути великим. Стійке забезпечення рослин водою здійснюється тільки ґрунтом, багатим гумусом, що має міцну структуру і пухкий склад. Ці властивості ґрунту формуються уже під впливом ґрунтоутворюючого процесу.

В грунтоутворенні дерново-підзолистих грунтів важливе місце належить осодковим породам, озерними відкладенням (стрічкові глини), льоси, льосовидні суглинки, карбонатні породи, алювіальні суглинки, пісчані відкладення, кварцити.

 

Рослинність

 

У новоутворенні беруть участь вищі зелені рослини, нижчі рослини (бактерії, гриби актиноміцети, водорості), вищі хребетні і дрібні безхребетні тварини (членистоногі, молюски, хробаки, найпростіші). Найбільш видна роль у цьому процесі належить рослинності й особливо вищим зеленим рослинам.

Велика частина цих явищ протікає при участі живих організмів (головним чином вищих зелених рослин і мікроорганізмів) і продуктів їхньої життєдіяльності в результаті здійснення малого біологічного круговороту речовин.

Під біологічним круговоротом, речовин розуміють надходження, із ґрунту гірських порід атмосфери в організми хімічних елементів, синтез органічної речовини і повернення хімічних елементів у ґрунт (із щорічним спадом частини органічної речовини чи з повністю відмерлими організмами) і атмосферу.

Вищі і нижчі рослини, поселяючи на гірській породі, що вивітрюється, а потім у ґрунті, витягають з її хімічні елементи, у тому числі а найважливіші поживні.речовини, концентрують їх у собі, охороняючи тим самим, від вимивання і залучення у великий геологічний круговорот.

Поряд із синтезом органічної речовини одночасно і безупинно відбувається її руйнування. У ґрунті органічні рештки розкладають головним чином мікроорганізми. Якби не протікав процес руйнування органічної речовини, то всі легко рухливі поживні елементи незабаром були б зв'язані в органічній речовині і життя повинно було б припинитися. Вивільнення при мінералізації органічної речовини елементи зольного і азотного живлення стають доступними для наступних поколінь рослин, що втягують у біологічний круговорот і нова кількість поживних речовин з гірської породи.

Особливо важлива роль у біологічному круговороті належить зеленим рослинам. У залежності від їхніх особливостей і фізико-географічних умов біологічний круговорот речовин протікає по різному.

У результаті біологічного круговороту в ґрунті накопичуються вуглець, азот, фосфор, сірка і деякі інші елементи. Такі важливі елементи харчування рослин, як азот і фосфор, у великій кількості містяться в самих верхніх горизонтах ґрунту, де зосереджена найбільша маса органічної речовини.

Зелені рослини концентрують у створеному в процесі фотосинтезу органічній речовині енергію сонячних променів. При засвоєнні 1 грам-молекули СО₂ рослина зв'язує 112 Ккал енергії сонячної радіації, що складає приблизно 9,33 кал на 1 г вуглецю.

Відмерли частини рослин, потрапляючи в ґрунт, не тільки збагачують її органічними і мінеральними речовинами, але і збільшують її енергетичні ресурси. Це сприяє більш активному обміну речовин і енергії як у самому ґрунті між її твердою, рідкою і газоподібною фазами, так і між ґрунтом, рослинністю, атмосферою і космосом.

При розкладанні органічних залишків синтезується і нова органічна речовина тіл мікроорганізмів, а також утворяться специфічні гумусові речовини і вторинні мінерали ґрунту (нітрати, сульфати, фосфати, карбонати, окисли кремнію, заліза й алюмінію і, можливо, деякі глинисті мінерали).1

Найважливіша форма взаємодії органічних речовин з мінеральною частиною породи (ґрунту) — утворення різноманітних органо-мінеральних сполук неоднакового ступеня розчинності, що відіграють істотну роль у міграції й акумуляції речовин і формуванні генетичних горизонтів ґрунту.

В процесі ґрунтоутворення частина хімічних елементів може вимиватися з ґрунту й утягувати в геологічний круговорот речовин. Тому в залежності від глибини промочування ґрунту і її водяного режиму акумуляція речовин у ґрунтових обріях може йти з різною інтенсивністю.

У результаті біологічного круговороту речовин, процесу синтезу і руйнування органічної речовини ґрунтоутворююча порода безупинно взаємодіє з рослинами і тваринами, із продуктами їхньої життєдіяльності, а також із продуктами розкладання органічних залишків. Це і складає сутність ґрунтоутворюючого процесу.

В утворенні грунту на даній території приймають участь трав`янисті рослини, як однорічні так і багаторічні (рослини родин Злакові, Складноцвіті, Розові, Жовтецеві та інші), а також породи листяних та хвойних дерев (а саме: дуб, береза, клен, тополі, ясен, ялина, сосна та ін.)

 

Виробнича діяльність людини

 

З розвитком людського суспільства ґрунт стає засобом виробництва. Він піддається глибоким змінам, обумовленим механічною обробкою, внесенням добрив, посівом культур, осушенням і зрошенням, використанням луків і пасовищ, експлуатацією лісу і т.д.

Виробнича діяльність людини в сучасну епоху стає вирішальним фактором ґрунтоутворення і підвищення родючості ґрунту на значних просторах земної кулі. При цьому характер і значимість змін ґрунту залежать від соціально-економічних виробничих відносин, рівні розвитку науки і техніки.

На сучасному етапі стан більшості сільськогосподарських угідь залишає бажати кращого. Інтенсивність використання різних препаратів хімічної дії для підвищення врожайності сільськогосподарських культур приводить до небажаних наслідків – швидке забруднення ґрунтів, непридатність їх до використання, а також продукти вирощені на цій території несуть негативний вплив на здоров`я людини.

На території даного господарства в минулому проводилися осушувальні роботи з метою перетворення заболочених і перезволожених земель в високопродуктивні сільськогосподарські угіддя. Осушувальні меліорації є одним із помітніших факторів впливу на природні комплекси, які виявляються в зміні рівневого і гідрохімічного режимів і балансу підземних вод, режиму поверхневого стоку, ґрунтової родючості і водно фізичних властивостей ґрунтів, ареалів поширення флори і фауни.

Кожний з перерахованих факторів ґрунтоутворення робить як прямий, так у непрямий вплив на ґрунтоутворюючий процес, вони знаходяться у взаємному зв'язку і впливають один на одного.

Процеси ґрунтоутворення

 

Ґрунти формуються внаслідок різноманітних і безперервних змін верхніх горизонтів гірських (ґрунтоутворюючих) порід під впливом рослинних і тваринних організмів. Однак виникнення ґрунтів залежить і від ряду інших природних факторів. Умови, під, впливом яких протікає ґрунтоутворюючий процес і формуються ґрунти, називаються факторами ґрунтоутворення. Виділено п'ять природних факторів ґрунтоутворення: 1) ґрунтоутворююча (материнська) порода; 2) клімат; 3) рослинність і тваринний світ (біологічний фактор); 4) рельєф; 5)вік. На додаток виділяють і шостий фактор -—виробничу діяльність людини.

Ґрунтоутворюючий процес — це сукупність явищ перетворення і пересування речовин і енергії, що протікають у ґрунтовій товщі. Кожному з цих явищ протистоїть інше, протилежне у своїй сутності. Вони мають різноманітну природу— біологічну, хімічну, фізичну, фізико-хімічну протікають у тісній взаємодії один з одним.

Найбільш важливими, складовими ґрунтоутворюючого процесу є наступні: 1) створення органічної речовини і його розкладання; 2) синтез органо-мінеральних сполук і їхнє руйнування; 3) акумуляція органічних, неорганічних і органо-мінеральних речовин і їхній винос; 4) розпад первинних і вторинних мінералів і утворення вторинних мінералів; 5) надходження вологи в ґрунт і повернення її в атмосферу в результаті транспірації і випаровування; 6) поглинання енергії сонця ґрунтом, що приводить до її нагрівання, і випромінювання енергії, супроводжуване охолодженням, її.

Ґрунт як особливе природне тіло складається з чотирьох фаз: твердої, рідкої, газоподібної і живий. Тверда фаза — це основа, що складається з мінеральних часточок і органічних речовин, що формуються в процесі ґрунтоутворення. Рідка фаза — вода і розчинені в ній солі. Газова фаза — ґрунтове повітря, що заповнює вільні від води пори ґрунту. Живаючи фаза ґрунту — численні живі організми, що населяють ґрунт, що безпосередньо беруть участь у ґрунтоутворенні.

Утворення дерново–підзолистих грунтів протікає під лучною рослинністю і під лісами. На поверхні грунту накопичується груба лісова опад – підстилка, яка складається із сучків, кори дерев, шишок, хвої. Під дією мікроорганізмів та бактерій ці рештки розкладаються. Утворюються вторинні глинисті матеріали, кремнієва кислота, гідрати елементів. Продукти розкладу переміщуються з токами води в нижчі горизонти. В результаті підзолистого процесу в верхній частині профілю виділяється елювіальний горизонт.

Нижче підзолистого формується горизонт вимивання. Він збагачений глинистими та колоїдними частинками, особливо окислами заліза і частково гумус. Істотною особливістю підзолистого процесу є руйнування в верхній частині грунту первинних і вторинних мінералів і винос продуктів розкладу в нижчі горизонти і ґрунтові води.

Трав`яниста рослинність залишає щорічно велику кількість органічних речовин в грунті, сприяючи збагаченню її гумусом. При розкладі листя, надземної маси і кореневої системи трав`янистої рослинності, яка відрізняється високою зольністю і підвищеним вмістом азоту, в верхній частині профілю обособлюється дерновий (гумусовий)горизонт. В ньому разом з гумусом накопичується кальцій, магній, марганець, калій і інші елементи живлення рослин, які покращують водно-фізичні властивості грунту, створюється агрохімічне цінна структура.