Тема 2. Основні фактори ґрунтоутворення

1. Поняття про фактори ґрунтоутворення.

2. Роль клімату.

3. Біологічні фактори ґрунтоутворення (роль живих організмів).

4. Материнські (ґрунтотворні) породи.

5. Вплив рельєфу на ґрунтоутворення.

6. Значення віку і господарської діяльності людини у ґрунтоутворенні.

Ґрунт, його генетичний профіль, процеси, які у ньому відбуваються, визна­чаються певними факторами ґрунтоутворення, серед яких головними є такі: кліматичні умови, характер рослинності, діяльність тварин, які його населяють, склад і властивості материнської породи, форми рельєфу, тривалість ґрунто­утворення (фактор часу) і господарська діяльність людини.

Отже, фактори ґрунтоутворення - це об'єкти навколишнього середовища, які безпосередньо (матеріально) діють на материнські гірські породи.

Щоб дослідити ґрунт, необхідно дослідити всі фактори ґрунтоутворення в аспекті того впливу, який вони здійснюють на ґрунтотворний процес, а також у їх взаємозв'язку між собою.

Початок учення про фактори та умови ґрунтоутворення йде від В. В. Докучаєва. Він установив, що формування ґрунтового покриву пов'язане з фізико-географічним середовищем та історією його розвитку і виразив за допомогою формули

Г=і-(К,О,ГДВ)хТ,

де Г - грунт, К - клімат, О - організми, Г - гірські породи, Р - рельєф, В -виробнича діяльність людини, Т - вік (час).

Усі фактори ґрунтоутворення є рівнозначні і незамінні, діють разом і сукупно. Значення вчення про фактори ґрунтоутворення виняткове тому, що, знаючи співвідношення між типом і властивостями фунтів, з одного боку, і факторами фунтоутворення - з іншого, легше зрозуміти використання на практиці властивостей фунтового покриву, інтерпретувати дані досліджень, пояснити походження ґрунту, напрямок його розвитку.

Клімат відіграє у фунтоутворенні різноманітну роль. Прямий вплив вияв­ляється у безпосередньому впливі клімату (зволоження фунту, його промо­чування та охолодження) на динаміку фізичних, хімічних і біологічних процесів, які відбуваються у фунті. Опосередкований вплив виявляється через вплив клімату на рослинний і тваринний світ. Склад рослинності і її біологічна про­дуктивність, кількість органічних решток, які потрапляють у грунт, і швидкість їх розкладання, кількість хімічних елементів, що беруть участь у біологічному колообігу,- все це тією чи іншою мірою залежить від кліматичних умов і має суттєвий вилив на особливості фунтотворного процесу. Головним джерелом енергії фунтових процесів служить сонячна радіація, води - атмосферні опади. Гідротермічний режим фунтів залежить від температурного режиму і режиму зволоження. Нижче, в таблиці 1 подано термічні групи кліматів за рядом температурних показників.

10

Планетарні термічні (ґрунтово-біокліматичні) пояси

Таблиця 1

Групи кліматів

Сума середньодобових активних

температур (більше 10 °С) за

вегетаційний період, °С

І Холодні (полярні)

І Холодно-помірні (бореальні)

І Тепло-помірні (суббореальні)

і Теплі (субтропічні)

| Жаркі (тропічні)__________

Менше 600

600-2000

2000-3800

3800-8000

більше 8000

Спосіб характеристики клімату як фактор водного режиму фунтів застосував у фунтознавстві Г. М. Висоцький у вигляді коефіцієнта зволоження (Кз) території.

2Р

"-З —~ ,

ІЕ

де Р - кількість-опадів за рік, мм; Е - річне випаровування з вільної поверхні, мм. За характером зволоження виділяють такі групи кліматів (за Кз):

- дуже вологі (екстрагумідні) - > 1,33;

- вологі (гумідні) - 1,33-1,00;

- напіввологі (семигумідні) - 1,00-0,55;

- напівсухі (семиаридні) - 0,55- 0,33;

- сухі (аридні) - 0,33- 0,12;

- дуже сухі (екстрааридні) - < 0,12.

Наприклад, для фунтових зон України коефіцієнт зволоженім складає для: лісо­степової - 1,00; лісо-лугової - 138; степової чорноземної - 0,67; сухих степів - 0,38.

Отже, клімат - важливий фактор розвитку біологічних і біохімічних процесів, який зумовлює тип рослинності, темпи утворення і руйнування органічної речо­вини, вплив на водно-повітряний, температурний, окисно-відновний та мікро­біологічний режим фунтів.

Біологічний фактор - зелені рослини, мікроорганізми і тварини, на думку В- І. Вернадського, найбільш могутній фактор фунтоутворення.

При спільній дії орівнізмів у результаті їх життєдіяльності відбуваються важливі процеси синтезу і руйнування органічної речовини й новоутворення мінералів, міграція та акумуляція речовин, інші явища, які відіграють важливу роль у фунтоутворювальному процесі і визначають формування головної властивості фунту - родючості.

Характер участі рослин у фунтоутворенні різноманітний і залежить від типу рослинності. У лісах основну частку рослинних залишків становить опад дерев, у степах і на луках - відмерлі частинки кореневих систем трав'янистих рослин. Опад і органічні речовини, утворені рослинами, потрапляють у фунт. Під дією живих організмів вони розкладаються, мінералізуються до вугільної кислоти, води, газів або перетворюються на гумус.

Рослинний покрив на землі має чітко виражену зональність, що є однією з причин зональності фунтового покриву. Різновиди рослинності й умови розкладання рослинних залишків визначають також якість складу гумусу, що утворюється в грунтах, зокрема співвідношення гумінових і фульвокислот. Слід звернути увагу на відмінності у річному прирості рослинної маси як у наземній, так і в підземній частинах за основними ландшафтами (табл. 2).

Тип рослинності	Біомаса		Приріст	Опад	Лісова підстилка або степова повсть
	загальна	коренів
Арктична тундра	50	35	10	10	35
Чагарникова тундра	280	231	25	24	835
Ялинники середньої тайги	2600	598	70	50	450
Діброви	4000	960	90	65	150
Степи лучні	250	205	137	137	120
Пустелі напів­чагарникові	43	38	12	12	-
Субтропічні листяні ліси	4100	820	245	210	100
Вологі тропічні ліси	5000	900	325	250	20

Тип рослинності визначає швидкість, об'єм, характер і хімізм біологічного кругообігу елементів.

Поряд з рослинністю істотно впливають на процеси ґрунтоутворення численні представники ґрунтової фауни — безхребетні, хребетні, які населяють горизонти грунту і живуть на його поверхні.

Прикладом надзвичайно інтенсивної дії на грунт є робота дощових червів. На площі 1 га черви щорічно пропускають через свій кишечник у різних грунтово-кліматичних зонах від 50 до 600 т дрібнозему. Разом з мінеральною масою поглинається і переробляється величезна кількість органічних решток, у серед­ньому екскременти червів (копроліти) складають до 25 т/га на рік.

Винятково важливе значення для процесів ґрунтоутворення мають мікро­організми, їм належить основна роль у глибокому і повному руйнуванні органічних речовин, первинних і вторинних мінералів. Основна маса мікроорга­нізмів зосереджена у межах верхніх 20-30 см товщі грунту. Біомаса грибів і бактерій в орному шарі грунту сягає до 5 т/га. Мікрофлора грунту дуже різноманітна. У її складі нітрифікуючі, азотфіксуючі, денітрифікуючі бактерії, сірко- і залізобактерії, целюлозорозкладаючі, актиноміцети, гриби, водорості, найпростіші тощо. ■■■'■■

Дані деяких досліджень свідчать про те, що в орному шарі окультуреного грунту на площі 1 га може міститися 5-6 т мікробної маси.

Різні мікроорганізми, які беруть участь у процесах розкладання і синтезу мінеральних органічних речовин, відіграють важливу роль у біологічному кругообігу речовин, суттєво впливають на родючість грунту.

Ґрунтотворна порода є матеріальною основою грунту і передає йому свій гранулометничний, мінералогічний і хімічний склад, а також фізичні, хімічні,

12

фїзико-хімічні властивості, які згодом поступово змінюються під впливом ґрунтотворного процесу. Як відомо, літосфера землі складається з магматичних метаморфічних і осадових гірських порід.

Магматичні (масивно-кристалічні) породи утворились із силікатних розпла­вів (магми). Ґрунтотворними вони бувають рідко, переважно в гірських областях. Кислі магматичні породи (граніти, піщаники) утворюють грунти з низькою природною родючістю. На основних андезитах, габро-базальтових породах формуються грунти, багаті поживними елементами, з високою родючістю, нейтральні або слаболужні з високим вмістом гумусу.

Метаморфічні гірські породи — вторинні масивно-кристалічні породи (кварцити, сланці, гнейси), утворені з магматичних чи осадових. їхнє значення в ґрунтоутворенні незначне.

Основна поверхня землі покрита осадовими породами - відкладами про­дуктів звітрювання масивно кристалічних порід. Молоді осадові породи сформу­вались у четвертинний період унаслідок звітрювання корінних порід і пере-відкладання продуктів їх руйнування водою, вітром, льодом. Вони характе­ризуються розсипчастістю, пористістю, водопроникністю, водоутримуючою здатністю. Коротко зупинимося на основних формах звітрювання (фізичному, хімічному, біологічному).

Рельєф місцевості за характером свого впливу на ґрунтоутворювальний процес дуже відрізняється від інших факторів. Рельєф є головним фактором перерозподілу сонячної радіації і опадів залежно від експозиції і крутизни схилу впливає на водний, тепловий, поживний і сольовий режими.

В. В. Докучаєв за рельєфом поділяв грунти на нормальні, перехідні і анормальні. Перші знаходяться на вододілах, другі - ґрунти депресій і понижень, які відчувають вплив ґрунтових вод; треті - не зовсім розвинуті. Рельєф впливає на розвиток ерозійних процесів. В умовах схилових форм рельєфу можливі прояви водної ерозії.

Рівнинні форми в районах з континентальним посушливим кліматом сприяють виникненню вітрової ерозії. Розрізняють макрорельєф, тобто рельєф великих територій, мезорельєф - рельєф обмежених за площею територій з перепадом висот ±100 м, мікро- і нанорельєф (рельєф з перепадами висот відповідно ± 1 і 0,3 м).

Під віком ґрунту слід розуміти час, що минув від початку формування ґрунту до сьогодні. Час - це одна з основних і обов'язкових форм існування будь-якої матерії, зокрема і ґрунту. Це абсолютний вік ґрунту. Розрізняють і відносний вік ґрунту, який характеризує швидкість ґрунтоутворення і стадійність розвитку грунту - його еволюцію. Наприклад, вік ґрунтів України не однаковий і оцінюється тисячами і десятками тисяч років (різний час звільнення різних територій від льодовика і води, формування материнських порід, зміна рослин­ності за відступаючим льодовиком). Тому чорноземи старші від дерново-підзо­листих ґрунтів Полісся.

Виробнича діяльність людини має величезний вплив на ґрунтоутворення. Вирубування лісів, меліорація, застосування засобів хімізації (добрива, пести­циди), інтенсивний механічний обробіток фунту - це нечисленні приклади різноманітного впливу на ґрунт. Необгрунтоване осушення і зрошення грунтів призводить до посиленої мінералізації і непродуктивних витрат торфу, засолення і заболочування територій. Розвиток підприємств хімічної, металургійної, вугледобувної промисловості спричиняє значні викиди різних газів, які потрапляють у грунт у вигляді хлору, сірчаної кислоти, окислів азоту, важких металів та радіонуклідів. Тому вплив людини на грунт повинен бути таким, щоб його властивості не погіршувались, а прогресивно поліпшувались.

Питання для контролю

1. Поняття про фактори та умови ґрунтоутворення.

2. Роль зелених рослин у процесі ґрунтоутворення.

3. Які головні функції здійснюють мікроорганізми при ґрунтоутворенні та формуванні ґрунтової родючості.

4. Вплив клімату на ґрунтоутворення,

5. Яка роль у ґрунтоутворенні материнських порід і рельєфу?

6. Охарактеризуйте вплив віку і господарської діяльності людини на ґрунтоутворення.-