Тема: Предмет і завдання ґрунтознавства

Поняття про грунт-верхній шар землі на якому люди сіють і збирають урожай(стар) визначення за Докучаєвим: грунтом треба називати зовнішні горизонти будь яких гірських порід природно змінених сумісною дією води, повітря і різних організмів, живих і мертвих. Також він говорив що грунт це історичне тіло яке має свій вік і історію утворення. Крім докучаєва дослідженням грунту займались Лактіонов, Костичев, Вільямс. За Костичевим: ми перш за все виділяємо верхній шар землі до тієї глибини до якої доходить головна маса рослинних коренів і називаємо цей шар грунтом. За Вільямсом: основна властивість грунту це родючість, тобто здатність грунту безперервно постачати рослини необхідним запасом води і елементами живлення. І він говорив що грунт це пухкий поверхневий горизонт суші здатний продукувати врожай рослин. Більш сприйнятливим було визначення Лактіонова який казав: грунт це самостійне природно історичне, органо-мінеральне тіло природи, що виникло в результаті дії живих і мертвих організмів та природних вод на поверхневих горизонтах гірських порід в різних умовах клімату, рельєфу і гравітаційних сил. Докучаєв-функціональне визначення, Вільямс-Атрибутне, Лактіонов-Комплексне. Сучасне визначення грунту: грунт це складна полі функціональна, полідисперсна, гетерогенна, відкрита чотирифазна структурна система в поверхневій частині кори вивітрювання гірських порід що володіє родючістю і є комплексною функцією гірської породи організмів, клімату, рельєфу, та часу=) відкрита чотирьохфазна система-відкрита в термодинамічному розумінні, це показує що грунт знаходится в стані постійного обміну речовиною і енергією з навколишнім середовищем. Структуною системую грунт є тому що володіє певною будовою в якій можна розрізнити кілька структурних рівнів(перший(чорнозем) другий(пісок) третій(глина) горизонт) живі і мертві організми-це вся біота що існує і відмирає в землі(мікроорганізми, ящірки кроти, землерийки) грунт є складовою будь якої екосистеми, він розташований на межі взаємодії атмосфери, води і літосфери. І формує особливу геосферу, яка називається Педосфера. За іншими визначеннями грунт є компонентом біосфери. Основні розділи і положення ґрунтознавства-в основу вчення про грунт Докучаєв поклав генезис, тобто походження, розвиток і еволюцію грунту як самостійного природного історичного тіла. Ґрунтознавство-наука про грунти та їх генезис, будову, склад, властивості, географічне поширення, а також закономірності походження, розвитку, роль в природі,шляхи і методи їх охорони, родючість і раціональне використання. Найбільш важливі розділи ґрунтознавства: 1)вчення про формування і розвиток(генезис) грунтів. 2) вчення про грунтовий покрив як цілісне просторове утворення взаємопов’язане із зовнішнім середовищем. 3)вчення про родючість грунтів. 4)вчення про охорону грунтів. Основні положення ґрунтознавства: 1)поняття про грунт як самостійне природно-історичне тіло, що формується під впливом факторів ґрунтоутворення. 2) вчення про фактори та умови ґрунтоутворення. 3) вчення про ґрунтоутворюючий процес, як комплекс елементарних грунтових процесів. 4)вчення про родючість ґрунту як основну генетичну властивість.5) Принципи систематики і класифікації грунтів 6)вчення про зональність грунтів. Методологічні принципи ґрунтознавства і методи дослідження грунтів. Ґрунтознавство використовує 2 методологічні принципи 1) історико гео-морфологічний- враховує умови, шляхи утворення і вік тих елементів рельєфу, на яких розвинуті ті чи інші види грунтів. 2) грунтово гео-хімічний- вивчає хім. Процеси ґрунтоутворення в часі і просторі відтворюючи картину руху диференціації і акумуляції продуктів ґрунтоутворення в ландшафтах. Ці два підходи до вивчення грунтів здійснюються шляхом використання конкретних методів дослідження. Методи дослідження: 1) профільний метод-вивчає грунт з поверхні на всю глибину його товщі послідовно по генетичних горизонтах аж до материнської породи(та порода на якій виник грунт колись вона була камяниста, потім від заморожування відтаювання, дії мікроорганізмів утворювалися найдрібніші часточки що мали хім. Склад тієї породи з якої вона утвор, і в наслідок відмирання яке збільшило цей шар, все перетворювалось на грунт) 2)морфологічний метод-спосіб пізнання властивостей грунту за зовнішніми ознаками(забарвлення, структура, складення, новоутворення і тд) 3) порівняльно-географічний метод: ґрунтується на співставленні грутів і відповідних факторів ґрунтоутворення в їх історичному розвитку і поширенні в різних ландшафтах. 4) порівняльно-історичний метод: дає можливість дослідити грунти від прадавніх часів, до теперішніх в процесі сучасних умов ґрунтоутворення 5) метод грунтових ключів:ґрунтується на детальному генетико-географічному аналізі невеликих ділянок та інтерполяції(узагальнення) одержаних висновків на великі території(наприклад спостереження за ділянкою асканія нова, ми можемо зрозуміти як розвивалось щось багато років тому) 6) метод грунтових монолітів базується на принципі фізичного моделювання грунтових процесів(напр. переміщення вологи, переміщення солей по йонному обміну і т ін.) на грунтових колонках(монолітах) непорушенох будови(берется труба з загостреними нижніми краями, зверху забивається молотом на глибину десь метр, потім її обкопують і видавлюють цей моноліт в таку ж скляну трубу, і таким чином на даній територіх ми маємо опади 50 мм, наливають ці 50 мм і дивляться як вона мігрує по моноліту, або розчин солі і тд) 7) метод грунтових лізиметрів 8)метод грунтово режимних спостережень. 9) метод грунтових витяжок: базується на тому що розчинник(вода, розчини кислот, лугів, солей різної концентрації, спирт, ацетон бензол і ін.) екстрагує(вилучає) із грунту визначену групу сполук та елементів. Цей метод застосовується для вивчення доступних рослинам елементів живлення. 10) радіо-ізотопні методи: застосовуються для вивчення міграції елементів на основі мічених атомів. ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ ГРУНТІВ НАУКА ВИХОДИТЬ ІЗ КОНЦЕПЦІЇ ІЄРАРХІЇ СТРУКТУРНИХ РІВНІВ ОРГАНІЗАЦІЇ ГРУНТУ. Існують такі рівні: 1) атомарний-застосовується при вивченні природної та штучної радіоактивності грунтів. 2)молекулярний-досліджуються молекули та іони грунтового розчину і повітря. 3)метод елементарних грунтових часток(ЕГЧ)-вони виділяються з грунту в процесі гранулометричного аналізу у вигляді фракцій різного розміру(напр. пісок розсіяний на ситі, частина лишится на ситі, а якщо ми маємо набір сит то ми розсіємо його на фракції) 4)Рівень грунтових агрегатів: за допомогою цього рівня вивчають ті новотворення і вкраплення які є в грунті(напр. вкраплення гіпсу, вапна, піску) 5)рівень грунтових горизонтів 6)грунтовий профіль 7)грунтовий покрив. Основні функції грунту в біосфері: 1) Забезпечення життя на землі(грунт є наслідком життя і одночасно умовою його існування) 2) грунт забезпечує постійну взаємодію великого геологічного(напр. циркуляція води) і малого біологічного(напр. ті елементи що ми вносимо в грунт ми споживаємо, потім ми вмираємо розкладаємось і це є біолог грунтом гослин) кругообігу речовин на землі. 3) регулювання хімічного складу атмосфери і гідросфери, тобто в грунті відбув різні хім. Процеси в результаті якій в воду і атм виділяються солі гази і ін. 4) регулювання біосферних процесів(напр. щільність життя на землі шляхом відновлення грунтової родючості) 5) акумуляція активної органічної речовини і хім.. енергії на земній поверхні 6) соціально-економічна ф-ція: в сільському господарстві грунт виступає як основний засіб виробництва.

Тема: Морфологія грунту.

1)Фазовий склад грунту: Дисперсна природа грунтів зумовлює наявність між каркасними часточками пустот або пор що заповнені водою чи повітрям. В ґрунтознавстві ці компоненти прийнято називати фазами. Система що складається з 1 речовини може бути одночасно гомогенною,якщо її фіз. Власт будуть однорідними по всьому об’єму і гетерогенною-багатофазовою. Однофазною може бути і система що складається з декількох речовин(напр.. розчин солі у воді) ця система фазично гомогенна, а хімічно гетерогенна(неоднорідна) Грунтова вода-гетерогенна система. Грунтове повітря це газова фаза, і склад її також гетерогенний.(бо там суміш різних газів) тверді частинки обєднуються за своїми подібними властивостями щодо густини та твердості, в тверду фазу, і ця фаза також може бути гетерогенною і гомогенною. Напр.. пісок на пляжі(гетерогенна) чорнозем(гетерогенна) тверда фаза грунту це його основа(її ще називають матриця) яка формується в процесі ґрунтоутворення з материнської гірської породи і в значній мірі зберігає її хім. Склад і властивості. Це полідисперсна і полі компонентна система, що утворює твердий каркас грунту. Складається з первинних і вторинних мінералів, органічних залишків частково розкладених і перетворених в гумус. Грунт характеризується гранулометричним складом(розмір часток), хімічним і мінералогічним складом, складенням структурою, і пористістю. Рідка фаза грунту є динамічною фазою, яка може змінюватись і має важливе значення для ґрунтоутворення. Вміст і властивості грунтового розчину залежать 1)від водно-фізичних властивостей грунту 2)від його стану в даний момент згідно з умовами грунтового та атмосферного зволоження Газова фаза грунту-це повітря яке заповнює вільні від води пори грунту, і має різноманітний склад залежно від біологічних процесів які протікають в ньому. Водна і газова фаза-антагоністи(чим більше одного тим менше іншого) Жива фаза грунту-це сукупність організмів які населяють грунт і беруть безпосередню уучасть у ґрунтоутворенні. Грунтова біота складається з: бактерій, актиноміцетів(багатоклітинні) гриби, водорості, найпростіші комахи, черви, а також кореневі системи живих рослин, мілкі тварини. Ідеальні екологічні умови для ґрунтоутворення створюються коли об’єм твердої маси грунту складає 50 % а рідкої і газової по 25%

Морфологічна будова грунту: грунт являє собою ієрархічну систему, яка складається з морфологічних елементів різного рівня. Ці елементи є: 1) генетичні горизонти 2) структурні агрегати 3)новоутворення 4) включення 5) пори вони відрізняються формами і зовнішніми ознаками.

Морфологічні ознаки грунтів-це форма елементів характер їх меж забарвлення, гранулометричний склад, взаємне розташування і співвідношення в просторі твердих часток. Характер поверхні, щільність, твердість, липкість, пластичність і т.д.

Морфологічна організація грунту складається з 5 рівнів. 1)грунтовий профіль-це вертикальна послідовність горизонтів від поверхні до материнської породи. Грунтовий горизонт неоднорідний і складається із морфологічних елементів . 2) грунтові горизонти- це шари грунту на які розділяється(диференціюється) вихідна материнська порода в процесі ґрунтоутворення. 3) морфони-внутрішньогоризонтні морфологічні елементи відокремлені тріщинами, або патьоками верхнього матеріалу(горизонту) вони можуть складатись із різноманітних відокремлень. У вигляді морфонів можуть зустрічатись включення і новоутворення. 4) грунтові агрегати-це частки на які грунт розпадається в межах генетичних горизонтів або морфонів. 5) мікробудова грунтів

Будова грунту-це специфічне для кожного грунтового типу сполучення генетичних горизонтів яке складає грунтовий профіль.

Складення грунту: це фізичний стан грунтового матеріалу який обумовлює взаємне розміщення і співвідношення в просторі твердих часток.

Структурність грунту-це здатність його розпадатись в природному стані при механічній дії на агрегати визначеної форми і розмірів.

Структура грунту-це взаємне розміщення в грунтовому тілі структурних агрегатів визначеної форми і розмірів.(співвідношення в твердому шматку)

Склад грунту-співвідношення масове чи обємне компонентів грунтового матеріалу виражене у відсотках від його загальної маси чи обєму.(може бути фазовий агрегатний гранулометричний)

Основні морфологічні ознаки генетичних горизонтів.

1)забарвлення грунту-найбільш доступна і помітна морфологічна ознака. Вона є суттєвим показником належності грунту до того чи іншого типу. І визначається кольором тих речовин з яких він складається, гран. складу, фізичним станом і зволоженням. Багато грунтів отримали свою назву від забарвлення(буроземи, сірі лісові, чорноземи) найбільш важливими для забарвлення грунту є такі групи сполук: гумус, сполуки заліза, кремнієва кислота, крейда, каолін(біла глина)(Ал2О3) гумус-чорний колір грунту, темносірий і сірий. Іноді чорний і темно сірий колір зумовлюють такі сполуки як гідроксиди марганцю, сірчистого заліза, материнські породи, такі як юрські глини і вуглисті сланці. Окисне залізо надає грунту червоний , брудно помаранчів, та жовтий колір. Сполуки закисного заліза надають грунту сизуватих, зеленуватих, блакитнуватих тонів. Кремнезем, вуглекислий кальцій, каолініт зумовлюють білий і білястий колір грунту. Також білястий колір надає гіпс, і легкорозчинні солі. На забарвлення грунту впливає його структурний стан. Агрегати що знаходяться в грунтуватому, зернистому або глинистому стані здаються темнішими ніж безструктурні. Також на забарвлення впливає вологість.

2)структура грунту- агрегати складаються із з’єднаних між собою механічних елементів. Розрізняють три основні типи структури кожен з яких дібится на дрібніші одиниці. 1й тип-кубоподібна форма(поділяється на бриласту, грудкувату, горіхувату, зернисту) 2й тип-призмоподібна(стовпоподібна стовпчаста, призматична) 3й тип-плитоподібна(плитчаста, лускувата)

3)Гранулометричний склад-первинні грунтові частки являють собою мінеральні зерна, органо-мінеральні гранули які вільно переходять у суспензію при розчиненні у воді. І вони називаються механічними(гранулометричними елементами) ЕГЧ(елементарні грунтові частки)-можуть мати будь яку форму, умовно їх форму приймають за кулеподібну. Механічні частинки приблизно одного розміру об’єднуються у фракції, оскільки володіють певними властивостями

Класифікація елементарних грунтових часток за Качинським.

Назва фракції	Розмір фракції
Каміння Гравій Пісок(крупний) Пісок середній Пісок дрібний Пил крупний Пил середній Пил дрібний Мул грубий Мул тонкий Колоїди	Більше 3 мм 3-1 мм 1- 0.5 мм 0.5-0.25 мм 0,25-0,05мм 0.05-0.01мм 0.01-0.005мм 0.005-0.001мм 0.001-0.0005мм 0.0005-0.0001мм Менше 0.0001мм

Колоїдна частинка-найважливіша з точки зору формування обмідних властивостей та структури грунту

Гран склад має важливе значення в педогенезі(розвитку) і у формування родючості грунту. Від нього залежать водні, теплові, повітряні, загальні фізичні і фізико-механічні властивості грунту.

Механічний склад грунту зумовлює окисно відновні умови, величину ємності вбирання, перерозподіл в грунті зольних елементів та накопичення гумусу. Інтенсивність багатьох ґрунтотворних процесів залежить від гран складу.

В польових умовах гран. склад визначають приблизно за зовнішніми ознаками і на дотик. А для точного визначення використовують лабораторний метод. Мокрий(органолептичний) метод визначення гран складу: зразок грунту розтирають, зволожують, і перемішують до тістоподібного стану. З підготовленого грунту роблять кульку діаметром 5-6см, і потім із цієї кульки роблять шнур(на дошці на склі) товщиною приблизно 3 мм. А потім із цього шнура намагаються зробити кільце діаметром близько 3х см. В залежності від гран складу кільце матиме різні ознаки: пісок не утворюватиме ні кульки ні шнура, супісок(пісок з глиною) утворює кульку, але розкатати в шнур не можливо, розсипається.. легкий суглинок-розкачується в шнур якій розпадається на частинки при розкатуванні. Середній суглинок утворює суцільний шнур який можна звернути в кільце з тріщинами і переломами. Важкий суглинок-легко розкатується в шнур, утворює кільце з тріщинами але не розпадається. Глина-утворює довгий тонкий шнур-легко скручується в кільце без тріщин.

4)складення грунту- за ступенем щільності грунти поділяються на злиті(дуже щільні), щільні, пухкі і розсипчасті. Пористість(шпаруватість) характеризується формою і величиною форм в середині структурних відмін та між ними. За розташуванням пор всередині структурних відмін грунти бувають: -тонкопористі(мають пори діаметром менше 1 мм) –пористі(в грунті привалюють пори діаметром від 1 до 3х мм –губчастий грунт(нустоти розміром від 3 до 4 мм) -ніздрюватий(пустоти діаметром 5-10мм) -комірчастий(пустоти перевищують 10 мм)

5) новоутворення і включення-новоутворення-це нагромадження речовин різної форми і хім. Складу, які формуються і відкладаються в горизонтах в процесі ґрунтоутворення. Хімічна новоутворення за формою поділяються на такі групи: --вицвіти і нальоти(хім. Речовини виступають на поверхні грунту, або на стінці розрізу у вигляді тоненької плівки) -- кірки, примазки, потьоки(виступають на поверхні грунту або на стінках тріщин і утворюють шар невеликої товщини) –прожилки та трубачки(це хім. Речовини які зайняли вхід черв’ячків) --конкреції і стягнення(скупчення різних речовин округлої форми. –прошарки(речовини які насичуть певні шари грунту) ЗА СКЛАДОМ хім. Новоутворення бувають: 1)легкорозчинні солі(трапляються в засолених грунтах в умовах степу, пустелі. Нацйблільш характерні для них форми, нальоти, вицвіти, кірки і примазки, а також кристали.) 2)гіпс(кальцій есо 4 помножено на Н2О, зустріч в засолених грунтах, надає білого кольору у вигляді окремих прожилок, може зустрічатись у вигляді конкрецій, характерний для каштанових, бурих, напівпустельних, засолених і сіроземів. 3)вапно(білого кольору, зустрічається в різноманітних формах, найбільш розповсюджені-плями і вицвіти. Може зустрічатись у вигляді прошарків, трубочок, або у вигляді кристалів) характерне для чорноземів, каштанових, бурих напівпустельних грунтів 4) гідроксиди заліза, гідроксиди алюмінію, марганцю, можуть бути в комплексі з сполуками фосфору(надають грунтам іржаво-бурого, вохристого, кавового або чорного кольору. Основні форми-натьоки, конкреції, трубочки. Характерні для підзолистих, дерново-підзолистих, заболочених і болотних грунтів.) 5)сполуки двовалентного заліза(надають грунтам блакитного, сизуватого, або зеленуватого кольору. Мають розпливчаті вицвілі форми в болотних і заболочених грунтах.) Біологічні новоутворення-1)копроліти(екскременти червів і личинок комах та частинки грунту що пройшли через їх органи травлення. Мають вигляд добре склеєних водостійких, однорідних грудочок грунту, характерні для багатих на фауну грунтів) 2)кротовини(ходи землерийок, засипані масою грунту, являють собою великі плями округлої або овальної форми. Що за станом і кольором разко відрізняються від іншої маси грунту. Характерні для чорноземів.) 3)кореневими(сліди зігнилих великих коренів дерев, зазвичай мають коричневаті відтінки, характерні для ліссових грунтів.) 4)червоточини (хвилясті ходи дощових червів що зустрічаються в багатьох грунтах) 5)Дендрити(відбитки дрібних коренів на поверхні структурних відмін. Включення- на відміну від новоутворень включення це сторонні тіла в профілі грунту присутність яких не пов’язана з процесом ґрунтоутворення. До включень належать: --Літогенні включення(уламки гірських порід), --біогенні(залишки тварин, рослин) –антропогенні (уламки цегли, черепки посуду, все що пов’язано з труд діяльністю)

6) Грунтовий профіль та грунтові горизонти-(за Докучаєвим-грунтовий профіль це певне вертикальне чергування генетичних горизонтів в межах грунтового індивідууму. Генетичні горизонти-однорідні в більшості паралельні шари грунту які формувались в процесі ґрунтоутворення, але різняться між собою морфологічними ознаками, складом і властивостями. Профіль грунту характеризує зміну його властивостей по вертикалі. Залежно від напрямку ґрунтоутворення спостерігається закономірний розподіл і зміна гранулометричного, мінералогічного, хімічного складу, фіз. Хім. І болог. Властивостей. Від поверхні до підстилаючої породи. Залежно від педогенезу та віку грунту грунтові профілі бувають: простими та складними. Проста будова має п’ять типів, а саме: примітивний неповно розвинений, нормальний, слабо диференційований і порушений.. Складної будови грунтовий профіль може бути: реліктовим , багаточленним, полі циклічним, порушеним і мозаїчним. Систематика типів будови профілю може бути побудована і за іншими принципами напр.. за характером розподілу речовинного складу грунту по вертикалі. Напр. по вмісту гумусу, карбонатів, або глинистих мінералів з поверхні до материнської породи. Такий розподіл відображається і на морфологічних ознаках. Забарвлення щільність, характер і розподіл новоутворень, за цим типом систематики виділяють: акумулятивний, елювіальний(на заплаві намивається грунт), грунтово-акумулятивний, елювіально-ілювіальний блеать(заплавно насипний, степові регіони), не диференційовані грунти. Всі горизонти і профілі взаємноповязані і взаємно зумовлені вони формуюця в процесі генезису грунту з материнської породи одночасно як єдине ціле. Таким чином профіль грунту це генетична цілісність всіх його горизонтів. Горизонти межують ся один з одним різною формою і видами меж. За формою виділяються 8 основних типів грниць(малюнок1 в зошиті)