Зміст

Вступ

1. Фазовий склад ґрунтів

2. Морфологія ґрунтів

2.1 Ґрунтовий профіль і генетичні горизонти

2.2 Забарвлення ґрунту

2.3 Гранулометричний склад ґрунту

2.4 Структура ґрунту

2.5 Новоутворення і включення в ґрунтах

2.6 Класифікація, номенклатура та діагностика ґрунтів

Висновок

Література

Вступ

Тема реферату «Будова і склад ґрунтів» з дисципліни «Ґрунтознавство».

Протягом тисячоліть людина уявляла ґрунт як відносно пухкий поверхневий шар суші Землі, на якому ростуть рослини і який є засобом сільськогосподарського виробництва. Таке поняття ототожнювалось з терміном земля – ділянкою поверхні, на якій жила людина.

Наукове визначення цього терміну дав В.В. Докучаєв. На основі численних фактів, одержаних у процесі вивчення чорноземів Росії, та їх логічного аналізу він запропонував під ґрунтом розуміти виключно лише ті денні або близькі до них горизонти гірських порід, які були більше або менше природно змінені взаємним впливом води, повітря і різноманітних організмів – живих і мертвих. Він підкреслював, що ґрунти утворились шляхом надзвичайно складної взаємодії місцевого клімату, рослинності і тваринних організмів, складу і будови материнських гірських порід, рельєфу місцевості і, нарешті, віку країни. Отже, ґрунт є продуктом взаємодії живої й неживої природи, особливим природноісторичним тілом. Тому в сучасному ґрунтознавстві найчастіше використовують наступне визначення ґрунту.

Ґрунт – самостійне природно-історичне, органо-мінеральне тіло, яке виникло внаслідок дії живих і мертвих організмів і природних вод на поверхневі горизонти гірських порід під впливом кліматичних факторів, рельєфу і гравітаційного поля Землі.

Мета роботи – розглянути будову і склад ґрунтів.

1. Фазовий склад ґрунтів

Ґрунт – багатофазове природне утворення. До його складу входять такі фізичні фази речовин: тверда, рідка, газова і жива речовина організмів, які населяють ґрунт.

Тверда фаза ґрунту формується в процесі ґрунтоутворення з материнської породи і відмерлих решток організмів. До її складу входять уламки первинних і вторинних мінералів, гірських порід, рослинних решток, гумусових речовин тощо. Отже, ґрунт – багатокомпонентна органо-мінеральна система. Показниками, які характеризують тверду фазу ґрунту, є механічний, хімічний і мінералогічний склад, структура, пористість і будова.

Основна частина мінеральних компонентів ґрунту представлена кристалічними структурами, які є стійкими продуктами вивітрювання материнської породи. Найчастіше зустрічається дуже інертний мінерал - кварц (SiO₂ ). Кварц є джерелом силікат-іонів (SiO₄ ^4- ), які об'єднуються з катіонами, особливо з катіонами алюмінію (Аl³⁺ ) і заліза (Fe³⁺ , Fe²⁺ ), утворюючі електронейтральні кристали.

Велику роль в утриманні води та поживних речовин в ґрунті відіграють глинисті мінерали, які зустрічаються в колоїдній формі.

Отже, преобладаючими мінералами ґрунту є силікати.

Рідка фаза ґрунту (ґрунтовий розчин) – волога ґрунту з розчиненими мінеральними сполуками. Це динамічна фаза, яка має дуже важливе значення для ґрунтоутворення. Під її впливом відбуваються майже всі елементарні ґрунтові процеси. Г.М. Висоцький назвав ґрунтовий розчин “кров’ю землі”.

Газова фаза ґрунту – ґрунтове повітря, яке заповнює пори ґрунту. У зв’язку з біологічними процесами склад ґрунтового повітря відрізняється від атмосферного.

Рідка і газова фази ґрунту є антагоністами і тому перебувають у динамічній рівновазі.

Жива фаза ґрунту – сукупність організмів, які населяють ґрунт і беруть безпосередню участь у ґрунтоутворенні.

Завдяки тісному взаємозв’язку між фазами ґрунт функціонує як єдина система.

2. Морфологія ґрунтів

У будові ґрунту виділяють морфологічні елементи, під якими розуміють природні внутрішньогрунтові тіла, утворення або включення з чіткими або дифузними межами. Морфологічними елементами ґрунту є генетичні горизонти, структурні агрегати, новоутворення, включення і пори. Різняться вони між собою за формою і зовнішніми властивостями – морфологічними ознаками. Морфологічними ознаками ґрунтів є форма елементів, характер їх меж, забарвлення, гранулометричний склад, взаємне розташування і співвідношення в просторі твердих часток і зв’язаних з ними пор, характер поверхні, щільність, твердість, деякі фізичні властивості (липкість, пластичність). Їх специфіка залежить від фазового складу ґрунту.

2.1 Ґрунтовий профіль і генетичні горизонти

Поняття про ґрунтовий профіль і профільний метод вивчення ґрунтів в науку ввів В.В.Докучаєв в кінці минулого століття. Основними складовими частинами профілю є генетичні горизонти. В сучасному ґрунтознавстві під генетичним горизонтом розуміють однорідні шари ґрунту, з яких складається ґрунтовий профіль і які різняться між собою за морфологічними ознаками, складом і властивостями.

Сукупність генетичних горизонтів називають ґрунтовим профілем.

Для кожного природного типу ґрунтоутворення характерна своя сукупність горизонтів. Всі горизонти в профілі взаємно пов’язані і взаємно зумовлені. Вони формуються в процесі генезису ґрунту з материнської породи одночасно як єдине ціле. Отже, профіль ґрунту – це генетична цілісність всіх його горизонтів.

В свій час В.В.Докучаєв виділив в ґрунті всього три генетичних горизонти і позначив їх першими літерами латинського алфавіту А, В, С (А – перегнійно-акумулятивний, В – перехідний, С – материнська порода). З накопиченням знань про ґрунти ця номенклатура горизонтів стала недостатньою. На жаль, у ґрунтознавстві різних наукових шкіл немає єдиного підходу до діагностики і символіки різних ґрунтових горизонтів.

За системою В.В. Докучаєва виділяють такі генетичні горизонти:

А₀ – лісова підстилка або степова повсть – шар відмерлих органічних решток рослин і тварин.

А – гумусний – поверхневий горизонт акумуляції гумусу та елементів живлення з вмістом органічної речовини до 15%.

А_орн - орний – поверхневий гумусний горизонт, змінений обробітком.

А₁ – гумусно-елювіальний – верхній горизонт, в якому є ознаки руйнування та вилучення мінеральних речовин.

А₂ – елювіальний – освітлений, білястий, розташований під гумусним горизонт інтенсивного руйнування мінеральної частини ґрунту та виносу продуктів руйнування (підзолистий, осолоділий та ін.).

В – ілювіальний – горизонт, який формується під гумусним або елювіальним горизонтом і в який вимиваються продукти руйнування з розташованого вище горизонту. В залежності від поступаючих речовин виділяють ілювіально-гумусний (В_h ), ілювіально-залізистий (В_f ), ілювіально-глинистий (В_t ), сольовий (В_sa ) горизонти. В чорноземах та каштанових ґрунтах вертикальне переміщення речовин не проявляється, тому горизонт В має назву перехідного і по інтенсивності забарвлення ділиться на В₁ і В₂ .

G – глейовий – горизонт, що формується в умовах постійного надмірного зволоження, має сизе або оливкове забарвлення, іноді з іржавими плямами.

С – материнська порода, на якій утворився ґрунт.

D – підстілаюча порода, виділяється у тих випадках, коли ґрунтові горизонти утворилися на одній породі, а її підстилає порода з іншими властивостями.

Різноманітні природні умови зумовлюють велику різноманітність ґрунтових профілів. За характером співвідношення генетичних горизонтів всі ґрунтові профілі поділяють на дві великі групи: прості і складні. В межах кожної групи виділяють кілька типів ґрунтових профілів.

До групи простих профілів належать ґрунти з примітивним, неповнорозвиненим, нормальним, слабкодефереційованим і еродованим профілями.

До групи складних профілів належать профілі реліктового, багаточленного, полі циклічного, перевернутого глибоким обробітком, строкатого мозаїчного ґрунтів. Переважна кількість сучасних зональних і інтрозональних ґрунтів мають нормальний тип будови профілю, який і потрібно детально вивчити.

2.2 Забарвлення ґрунту

Забарвлення горизонтів ґрунту залежить від фізичних властивостей і хімічного складу. Недаремно багато типів ґрунтів названо за їх забарвленням. Забарвлення ґрунту – перша морфологічна ознака, за якою виділяють генетичні горизонти. За забарвленням можна характеризувати як окремі горизонти, так і профіль ґрунту в цілому. Забарвлення ґрунту частково успадковується від забарвлення ґрунтоутворюючої породи, а частково (інколи значною мірою) набувається в процесі ґрунтоутворення.

Чорне забарвлення ґрунту зумовлено, як правило, накопиченням гумусу і, зокрема, гумінових кислот. Фульвокислоти надають ґрунтам світлого забарвлення. Крім гумусу чорного забарвлення ґрунтам надають деякі хімічні сполуки: оксид марганцю, деревне вугілля, магнетит та ін. Біле забарвлення ґрунту залежить від наявності кварцу, каолініту, вапна, водорозчинних солей, вівіаніту, гіпсу тощо. Червоне і жовте забарвлення зумовлюють оксиди заліза. Синє або сизе забарвлення мають глейові горизонти. Пурпурове забарвлення вказує на високий вміст оксидів марганцю (трапляється дуже рідко). Оливкове (зелене) забарвлення характерне для ґрунтів з надмірним зволоженням, які містять зеленуваті глинисті мінерали з увібраним залізом.

При описанні ґрунтів преобладаючий тон в забарвленні вказують на останньому місці.

2.3 Гранулометричний склад ґрунту

Тверда фаза ґрунту складається з часток різної величини. Одночасно в ґрунтах містяться мінеральні, органічні і органо-мінеральні частки. Це уламки гірських порід (продукти вивітрювання), мінерали вторинного походження, колоїди гумусних речовин, продукти взаємодії органічних і мінеральних речовин. Механічні частки приблизно однакового розміру об'єднують у фракції. Групування часток по розміру у фракції називається класифікацією механічних елементів.

В ґрунтознавстві відомо кілька класифікацій механічних елементів. Проте загальновизнаною є класифікація М.А. Качинського (таблиця 1), яку широко використовують у навчальній і науковій літературі.

Вміст об'єднаних у фракції механічних елементів називають гранулометричним складом ґрунту.

Таблиця 1 - Класифікація механічних елементів ґрунтоутворюючих порід і ґрунтів (за М.А. Качинським)

В основу класифікації ґрунтів за механічним складом покладено співвідношення фізичного піску і фізичної глини. Найдосконалішою в наш час є класифікація М.А. Качинського (таблиця 2).

Таблиця 2 - Класифікація ґрунтів і порід за механічним складом (за М.А. Качинським)

Згідно з даною класифікацією ґрунт має основну назву за вмістом фізичного піску і фізичної глини і додаткову за вмістом фракції, що переважає: гравелистої (3-1 мм), піщаної (1-0,05 мм), крупнопилуватої (0,05-0,01 мм), пилуватої (0,01-0,001 мм) і мулуватої (<0,001 мм). Наприклад, дерново-середньопідзолистий грунт на морені містить фізичної глини 24,0 %, піску 42,6 %, групного пилу 33,4 %, середнього пилу – 6,57 % і дрібного – 9,6 %. Основною назвою механічного складу даного ґрунту буде легкосуглинковий, додатковою – крупнопилувато-піщаний.

Гранулометричний склад ґрунту має важливе значення в ґрунтоутворенні, у формуванні родючості ґрунту. Від механічного складу залежать водні, теплові, повітряні, загальнофізичні і фізико-механічні властивості ґрунту. Механічний склад ґрунту зумовлює окислювально-відновлювальні умови, величину ємкості вбирання, перерозподіл в ґрунті зольних елементів, накопичення гумусу тощо.

Від механічного складу ґрунтів на різних ділянках залежить система їх обробітку та особливості інших агротехнічних заходів: строки польових робіт, система удобрення, структура посівних площ тощо.

2.4 Структура ґрунту

ґрунт гранулометричний фазовий склад

Механічні частки ґрунту перебувають в роздільному (вільному) стані або об’єднуються в структурні агрегати різного розміру і форми.

Здатність ґрунту розпадатися на агрегати називають структурністю.

Структура ґрунту – це сукупність агрегатів різної величини, форми, пористості, механічної міцності, які характерні для кожного ґрунту і кожного горизонту.

Форма і розмір структурних агрегатів є діагностичною ознакою того чи іншого ґрунту або окремого горизонту.

Структурні агрегати ґрунту формуються під впливом ряду факторів: періодичного намокання і висихання, замерзання і відтаювання ґрунтової маси, коагуляції, надходження гумусу тощо. Основною умовою цього процесу є наявність тонкодисперсних часток і двовалентних катіонів як коагуляторів. Коагуляція ґрунтових колоїдів зумовлює укрупнення часток ґрунту, формування структурних агрегатів. Третьою важливою умовою структуроутворення є наявність гумусних речовин і, зокрема, гумінових кислот, які склеюють, зцементовують механічні частки ґрунту. При відсутності хоча б одного з трьох компонентів структурні агрегати можуть утворитися, але вони будуть неміцними.

Отже, під структурними агрегатами розуміють сукупність механічних елементів, які взаємно утримуються в результаті коагуляції.

Від ступеня оструктуреності ґрунту залежать його фізичні властивості і родючість. Ступінь оструктуреності ґрунту виражають коефіцієнтом структурності ґрунту (К), який визначають за даними ситового аналізу ґрунту.

Всі агрегати поділяють на три групи:

мікроагрегати – < 0.25 мм;

мезоагрегати – 0.25-7 (10) мм;

макроагрегати – >7 (10) мм.

Коефіцєнт структурності грунту розраховується за формулою:

,

a – кількість мезоагрегатів

b – сума макро- і мікроагрегатів.

Наприклад, грунт (або горизонт) містить макроагрегатів 7,2, мезоагрегатів – 87,3 і мікроагрегатів – 5.5 %.

Чим вище коефіцієнт структурності, тим кращі фізичні властивості і родючість даного ґрунту.

З агровиробничої точки зору найціннішими є структурні агрегати розміром від 1 до 5 мм. Добре оструктуреними ґрунтами є ґрунти, що містять 80 % і більше структурних агрегатів розміром 1-5 мм, середньо оструктуреними – 50-80 % і погано оструктуреними – менше 50 %.

Якщо в ґрунті є природні агрегати будь-якої форми, його називають структурним. Якщо ґрунтова маса не розпадається на агрегати, а має сипучість (як пісок), то такий ґрунт називають безструктурним. В структурних ґрунтах формуються оптимальні водний, повітряний, тепловий, поживний, окислювально-відновний і мікробіологічний режими.

Одночасно з формуванням структурних агрегатів в ґрунті відбувається їх руйнування. Якщо переважає процес руйнування, то ґрунт може стати безструктурним і втратити свою родючість. Основними факторами руйнування ґрунту є частий обробіток ґрунту сільськогосподарськими машинами, випасання худоби на полях, виснаження ґрунту на перегній, вилуговування двовалентних катіонів та ін.

Заходами збереження і поліпшення структурного стану ґрунтів є мінімальний обробіток ґрунту, захист його від водної ерозії, внесення органічних добрив, вапнування і гіпсування, вирощування багаторічних трав тощо.

2.5 Новоутворення і включення в ґрунтах

У процесі ґрунтоутворення в ґрунтовому профілі з’являються специфічні вторинні мінерали, які прийнято називати новоутвореннями. Вони утворюють скупчення, які чітко відрізняються від оточуючого їх ґрунтового матеріалу. Новоутворення формуються всередині ґрунтових агрегатів, на їх поверхні та між ними, в порах і тріщинах ґрунту. Характеристику новоутворень ґрунту вперше розробив С.О.Захаров (1930).

Новоутворення класифікують за складом, формою і походженням. За походженням новоутворення бувають хімічні і біологічні. За формою В.А. Ковда виділяє такі новоутворення: присипки, нальоти, вицвіти, псевдоміцелій, плями, прожилки, трубочки, конкреції, тяжіння, плитки, горизонти цементації. За хімічним складом новоутворення дуже різноманітні. Найпоширеними є залізо-марганцеві, карбонатні, гіпсові, кремнеземисті.

Новоутворення заліза і марганцю характерні для ґрунтів тайгово-лісової зони. Типовими формами залізистих новоутворень є ортштейни (округлі стяжання), конкреції, трубчасті стяжіння, прожилки, плями. Марганцеві новоутворення мають вигляд чорних плям або дрібних конкрецій. Цей вид новоутворень трапляється також в гідроморфних ґрунтах інших зон. Новоутворення кремнезему трапляється в ґрунтах як аридних, так і гумідних ландшафтів. Вони є в тундрових, підзолистих, сірих лісових і опідзолених чорноземах у вигляді білястої дрібно-кристалічної присипки. Карбонатні новоутворення – найпоширеніші новоутворення в ґрунтах різних природних зон. Особливо їх багато в ґрунтах, сформованих на лесах та лесовидних породах. В чорноземах України вони трапляються в різноманітних формах: білозірка (пухкі скопичення), журавчики, дутики, погремки (тверді стяжіння), псевдоміцелій тощо. В основному вони характерні для ґрунтів лісостепу, степу, сухих саван, напівпустинь і пустинь. Гіпсові новоутворення – також характерні для ґрунтів посушливих і пустинних територій. Специфічними формами їх є крупні кристалічні утворення у вигляді поодиноких кристалів, двійників, “ластів’яного хвоста”, “гіпсових роз”,


29-04-2015, 00:30