Ґрунти. Типи ґрунтів по ґрунтово-географічним зонам Типи та властивості ґрунтів природних зон

Чиста вода, повітря та енергія сонця - основоположні умови життя на земній кулі. Велика різноманітність кліматичних поясів призвела до того, що материки були поділені на природні зони: одні з них дуже схожі між собою, інші – унікальні та неповторні. Розглянемо, які ґрунти характерні для природної зони для того чи іншого кліматичного поясу.

Природні зони світу

Природні зони – це природні комплекси, які займають великі площі та характеризуються загальним типомландшафту. Великий вплив на їх формування має клімат, з особливостями співвідношення вологи та тепла.

Основною характеристикою будь-якої природної зони є унікальні рослини та тварини, що населяють цю територію, але насамперед – неповторний склад ґрунту.

Структура ґрунту, особливості його походження та рівень родючості лежать в основі ґрунтової класифікації.

Таблиця «Ґрунти та природні зони»

Природна зона	Типи ґрунтів		Властивості ґрунту	Умови ґрунтоутворення
Арктичні пустелі	арктичні	Вкрай мало	неродюча	Мало тепла та рослинності
	Тундрово-глеєві		Малопотужні, глеєвий шар	Вічна мерзлота, мало тепла, перезволоження
Лісова зона А) Тайга Європейської частини	Підзолисті		Промивні, кислі	К>1, рослинні залишки – хвоя
Б) Тайга Східного Сибіру	Таїжно-мерзлотні		Малородючі, холодні	Вічна мерзлота
В) Змішані ліси	Дерново-підзолисті	Більше, ніж у підзолистих	Більш родючі	Промиваючи навесні, більше рослинних залишків
Г) Широколистяні ліси	Сірі лісові		Більш родючі
	Чорноземи, каштанові		Найродючіші	К=1, багато рослинних решток, багато тепла
Напівпустелі	Бурі, сіро-бурі	Гумуса менше	Засолення ґрунтів	Сухий клімат, розріджений рослинний покрив, K<0.5

Особливості основних типів ґрунтів

Залежно від належності до певної кліматичної зони розрізняють такі типи ґрунтів:

• Ґрунти тундрової зони.

У цій зоні панує тундро-глеєвий тип ґрунту, який сформувався при мізерних осадах та низьких температурах. Ґрунт прогрівається тільки на поверхні, а на глибині знаходиться лише промерзла земля.

Постійний холод не дає волозі випаровуватися повною мірою, через що на поверхні землі накопичується надлишок вологи. Не дивно, що у тундровій зоні рослинність розвинена дуже слабко. Переважають у ній мохи, лишайники, нечисленні карликові дерева та чагарники.

Мал. 1. Рослинність тундри дуже мізерна.

У цій кліматичній зоні не зустрінеш лісів, і цьому пояснює саме слово «тундра», яке перекладається як «безлісся».

• Ґрунти тайгово-лісової зони.

Для неї характерні підзолисті, глеєпідзолисті та дерново-підзолисті ґрунти – як правило, кислі, дуже вологі, з невеликим вмістом гумусу. Клімат у міру холодний і досить вологий, що сприяє поширенню боліт та лісів.

Гумус - це найважливіша складова частина ґрунту, органічна речовина, що містить у собі всі поживні компоненти, необхідні для розвитку рослин.

Мал. 2. Гумус – основа родючості ґрунту.

• Ґрунти лісостепової зони.

Поділяються на вилужені та опідзолені чорноземи, бурі лісові та сірі лісові ґрунти. Завдяки значному вмісту гумусу вони помірно родючі, а відносно теплий та вологий клімат створює сприятливі умови для лісових масивів, які перемежовуються зі степовими територіями.

• Ґрунти степової зони.

Завдяки глибокому шару гумусу в цій зоні панує найродючіший грунт - чорнозем. М'який клімат та відсутність морозних зим дозволяє вирощувати багато культур, проте для отримання високих урожаїв необхідно забезпечити рясні зволоження. Переважну частину території степової зони займають рівнини.

Мал. 3. Чорнозем – найродючіший тип ґрунту.

• Ґрунти зони сухих степів.

Переважаючі ґрунти - каштанові. Гумуса в них достатньо, проте посушливий клімат з рідкісними та мізерними опадами викликає сильне випаровування вологи з поверхні землі. Для підтримки стабільної врожайності у такій зоні необхідний регулярний та дуже рясний полив.

• Ґрунти напівпустельної зони.

Зона представлена ​​коричневими аридними ґрунтами, з підвищеним засоленням та ерозією. Незначний вміст гумусу обумовлює низьку родючість, і цьому сприяє украй посушливий клімат з недостатньою кількістю опадів.

• Ґрунти сухих субтропіків

Характерні для цієї зони ґрунту – сіроземи, які визначаються низькою концентрацією гумусу. Клімат дуже жаркий, посушливий.

• Ґрунти вологих субтропіків

Характерний вид ґрунту – червоноземи, в яких особливо гостро відчувається дефіцит азоту та фосфору. Зміст гумусу – незначний.

Для цієї кліматичної зони характерна стабільна температура протягом усього року, підвищена вологість та велика кількість опадів.

• Ґрунти річкових заплав.

Головною характерною рисою заплавних ґрунтів є їхнє часто затоплення прилеглими річками. Концентрація гумусу в них може бути дуже високою, але нерівномірною.

Що ми дізналися?

Поява різних природних зон стала можливою завдяки клімату. Як наслідок, став відрізнятися як рослинний і тваринний світ цих територій, а й склад грунту. Зміни її пов'язані з тим, у якій із природних зон переважає вологість та тепло.

Кожна природна зона визначається за допомогою кількох ознак: тип рослинності, тваринний світ, кліматичні умови тощо. Вид і склад ґрунту також безпосередньо залежить від перерахованих факторів. Крім цього, на родючість землі впливає вологість, випаровування, особливості рельєфу.

Ґрунт дає життя рослинам, які є початком харчових ланцюжків екосистем. Тому той чи інший тип природного комплексу та клімату відіграє вирішальну роль у формуванні ґрунтового покриву.

Зв'язок ґрунту та природних зон

У цій таблиці пропонується розглянути відповідність типів екосистеми та основних класів ґрунту.

Найменування зони	Тип ґрунту		Властивості ґрунту	Умови ґрунтоутворення
Арктичні пустелі	Арктичні	Дуже мало	Неродюча	Відсутність тепла та рослинності
	Тундрово-глеєві		Малопотужні, глеєвий шар	Вічна мерзлота, мало тепла, перезволоження
Тайга Європейської частини	Підзолисті	Незначно	Промивні, кислі	Опана хвоя сильно окислює ґрунт, вічна мерзлота
Тайга Східного Сибіру	Таїжно-мерзлотні	Незначно	Малородючі, холодні	Вічна мерзлота
Змішані ліси	Дерново-підзолисті	Більше, ніж у підзолистих	Більш родючі	Промиваючи навесні, більше рослинних залишків
Широколистяні ліси	Сірі лісові		Більш родючі	М'який клімат, опале листя дерев багаті на зольні елементи
Степи та лісостепу	Чорноземи, каштанові		Найродючіші	Багато рослинних решток, теплий клімат
Напівпустелі	Бурі, сіро-бурі	Гумуса менше	Засолення ґрунтів	Сухий клімат, розріджений рослинний покрив
	Пустельні жовтувато-сірі		Через рідкісні дощі солі майже не вимиваються	Нестача вологи та бідність органічними речовинами
Жорстколисті вічнозелені ліси та чагарники	Коричневі		Висока родючість при достатньому зволоженні	Вегетаційний період триває цілий рік
Вологі тропічні ліси	Червоно-жовті фералітні та червоно-бурі	Частка гумусу складає 3-10%	Хороше промивання ґрунтового покриву, великий вміст гідроксиду заліза	Висока вологість, цілорічні високі температури, величезна рослинна біомаса

Різноманітність навколишніх ландшафтів та клімату по-різному впливає на родючість землі. Так, одні ґрунти можуть давати життя величезній кількості сільськогосподарських культур, інші ж є практично безплідними.

Типи ґрунтів

Грунт, як і рослинність, формується у певних кліматичних умовах. Тому тундра поросла мохами та невисокими чагарниками, а, наприклад, тропічний ліс відрізняється буйною та пишною рослинністю. Усі типи ґрунтів розташовуються відповідно до географічної зональності.

Тундрова

Зона тундри, що займає близько 3%, розташувалася в умовах кліматичного субарктичного поясу. Екосистемою зайняте все узбережжя Північного Льодовитого океану та острови на північ від Антарктиди. Земля в тундрі формується під впливом сильних морозів, надмірного зволоження та скромного рослинного покриву.

Залежно від рельєфу та дренованості розрізняють такі типи тундрових ґрунтів:

• кислі бурі - одержують достатню кількість вологи та кисню, розташовуються в гірській тундрі або на височинах;
• тундрово-глеєві - знаходяться, навпаки, в низинах, формуються в умовах застоювання вод, поганого дренажу та нестачі кисню;
• торф'яно-глеєві - розташовані в південній тундрі та лісотундрі, де клімат тепліший і м'якший, ніж у типовій тундрі;
• тундрово-болотні – залягають у поглибленнях рельєфу, можуть утворювати тундрові солончаки;
• дернові кислі - знаходяться в заплавах річок, на них виростають трави та злаки, внаслідок чого ці ґрунти порівняно багаті на поживні елементи;
• полігональні торфовища - поширені у деяких районах тундри, утворилися за часів голоцену, як у цих місцях знаходилася лісова зона.

На всій території тундри пролягає багаторічний шар мерзлоти. Знаходиться вона близько до поверхні, внаслідок чого земля сильно зволожена та заболочена. Сильне охолодження ґрунту негативно позначається на процесах ґрунтоутворення та розвитку рослинності.

Підзолиста

На південь від тундри розташувалася величезна екосистема - тайга. Підзолистий тип ґрунту характерний саме для цих північних хвойних лісів. Його відмінною рисою є підвищена вологість і великий ступінь окислення через опалих хвойних голок.

Оскільки тайгова зона має велику протяжність із півночі на південь, то підзолистий тип поділяється на декілька видів залежно від кліматичних умов:

• глеєво-підзолисті - поширені у північній тайзі, ними виростають чагарники, карликові дерева, північні хвойні породи;
• власне підзолисті – характерні для типової тайги, де на покриві з моху та лишайника ростуть ялинки, кедри, ялиці, сосни тощо;
• дерново-підзолисті - південнотажна зона, де до хвойних пород починають домішуватися листяні дерева.

Крім розподілу по підзонах, підзолисті ґрунти поділяють за потужністю шару, структурою та характером ґрунтоутворення.

Сіра лісова

Цей тип ґрунту пролягає під поверхнею широколистяних лісів. Має у своєму складі значну частку гумусу, який надає грунту відтінку від світло-до темно-сірого.

Залежно від вмісту органічних речовин та родючості лісові ґрунти поділяються:

• світло-сірі - вміст гумусу незначний (до 5%), за своїми характеристиками близькі до дерново-підзолистих ґрунтів південної тайги;
• сірі - частка гумусу тут може становити до 8%, також є гумусові кислоти;
• темно-сірі – кількість органічної речовини досягає 10%, це найбільш родючий та слабокислий тип лісового ґрунту.

Така кількість органічних речовин утворюється завдяки відносно сухому клімату, а також процесам гниття опалого листя та трав'янистого покриву.

Чорнозем

Чорноземні ґрунти утворюються в степових та лісостепових районах з теплим сухим кліматом та багатою лугово-трав'янистою рослинністю. Це найбагатший органічними та мінеральними речовинами тип ґрунтового покриву. Чорнозем багатий магнієм, залізом та кальцієм, а вміст гумусу досягає 15%, товщина шару якого становить 1-1,5 м.

За складом чорнозем ділиться на підтипи:

• опідзолені - пофарбовані в сірий або темно-сірий колір, а завдяки процесам опідзолювання мають характерний білий наліт;
• вилужені - на відміну від опідзоленого підтипу не мають нальоту, але містять вилужений горизонт бурого забарвлення;
• звичайні - розташовані на півночі степової зони, мають темно-сірий або чорний колір, товщина гумусового шару досягає 80 см;
• типові - в них чорноземні процеси виражені максимально, товщина гумусу може займати понад 120 см;
• південні - поширені Півдні степів, у яких спостерігається поступове зниження частки гумусу (до 7%), а товщина родючого шару становить близько 60 див.

В даний час площі, зайняті чорноземними ґрунтами, майже повністю розорані. Недоторканими залишилися лише невеликі ділянки в ярах, балках, цілинних полях, а також у заповідниках.

Болотяна

Основна область поширення – рівнини, вкриті тундрою та тайгою. Болотиста місцевість утворюється внаслідок надмірного зволоження, а також таких процесів, як оглеєння та торфоутворення. Поняття «огляд» означає, що ґрунт утворюється за участю мікроорганізмів та постійного промивання значного шару ґрунту. Торф створюється в результаті розкладання рослинних залишків.

Залежно від розташування на поверхні рельєфу, складу рослинності та ґрунту болота діляться:

• верхові - займають плоскі рівнинні ділянки, що утворюються в результаті впливу підземних або атмосферних вод, поверхня покрита сфагновими мохами;
• перехідні - займають проміжне положення між верховим та низинним типом, освіта відбувається при поперемінному зволоженні жорсткими та м'якими водами;
• низинні - розташовуються в поглибленнях рельєфу, ними виростають осокові та злакові трави, карликові берези, верби тощо.

Найбільш вигідними властивостями має торф низинних боліт: він відрізняється невеликим ступенем кислотності, насичений мінеральними речовинами. Найкраще болотяні ґрунти формуються в невеликих водоймах та озерах зі стоячою водою.

Лугова

Лугові ґрунти утворюються в місцях зростання лугової рослинності.

Даний тип грунтів поділяється на два підтипи:

• типово-лугові - утворюються в області залягання ґрунтових вод на 1,5-2,5 м, під рослинами лучних зон;
• волого-лугові (болотисто-лугові) - знаходяться в знижених областях річкових долин, в умовах постійного зволоження, на них виростають злакові та осокові трави.

Всі типи лугового ґрунту мають хороший вміст гумусу (4-6%), тому інтенсивно використовуються для землеробства.

Порівняльна таблиця

Тут міститься короткий опис природних комплексів, а також їхнє географічне розташування, ґрунти та рослинність, яка там виростає.

Можна зробити висновок про те, що найбільш сприятливими умовами для розвитку флори є теплий клімат і висока вологість.

Господарське значення

Ґрунт є найважливішим елементом формування всіх живих організмів Землі. При цьому склад грунту формується завдяки процесам життєдіяльності рослин та тварин. Але далеко не кожен тип ґрунту може дати гарний урожай.

На якому різновиді ґрунту найкраще вирощувати певні культури, написано нижче:

1. Глинистий. При додаванні торфу, піску та золи відмінно підходить для вирощування плодових дерев, чагарників, картоплі, гороху, буряків.
2. Піщана. Її удобрюють за допомогою торфу, компосту, глини чи мульчування. Цей тип ґрунту підходить для вирощування практично всіх культур.
3. Супіщана. Для підвищення родючості вносять добрива, мульчують, а також садять рослини-сидерати. На ній також можуть рости майже всі види овочів та плодів.
4. Суглинна. Вона містить велику кількість поживних речовин, потрібно лише додавати мінеральні добрива та мульчувати. Підходить для більшості видів культур.
5. Чорнозем. Найродючіший тип ґрунту, що спочатку не вимагає добрив. Через кілька років рекомендується сіяти рослини-сидерати та вносити органічні речовини. На ньому чудово приживаються всі фруктові та овочеві культури.
6. Торф'яно-болотиста. До неї рекомендується вносити добрива з піску, глини, фосфору та органіки. На такому ґрунті добре вирощувати ягідні чагарники.
7. Вапняна. Вимагає великої кількості добрив через нестачу марганцю та заліза. Підходить для рослин, не надто вимогливих до кислотності ґрунту.

Ґрунт є унікальним природним явищем. При складанні плану з обробітку ділянки або поля необхідно правильно розрахувати навантаження на ґрунт, тому що на формування невеликого шару землі потрібно кілька тисяч років.

Особливості ґрунтів та рослинність різних природних зон

Кожна природна зона характеризується певним набором флори, фауни, кліматичними особливостями та типом ґрунту.

1. Арктичні пустелі. Розташовані на півночі Євразії та Північної Америки. Рослинність практично відсутня, грунт неродючий.
2. Тундрі. Покриває узбережжя Північного Льодовитого океану. Земля вкрита мохами, лишайниками, травами. На півдні зони починають з'являтися чагарники та карликові дерева. Грунт малопотужний, присутня вічна мерзлота.
3. Тайга. Найбільша екосистема за площею. Займає більшу частину лісів помірного клімату. Панують хвойні дерева: сосни, ялинки, ялиці, модрини, кедри. Грунт кислий, холодний та малопридатний для більшості рослин.
4. Змішані риштування. Знаходяться на південь від тайги. Листяні та хвойні дерева. Земля родюча через більшу кількість рослинних залишків.
5. Широколистяні ліси. Розташовані у Європі, Російській рівнині, Азії, місцями у Південній Америці. Тут ростуть дуби, ясені, липи, клени. Грунт родючий завдяки опалому листю і теплому клімату.
6. Степи та лісостепу. Російські степи займають широку смугу Півдні країни. На інших материках за кліматичними та природними умовами зі степами схожі африканські савани, північноамериканські прерії та американські пампаси. Трав'янисті рівнини з домішкою невеликих лісів на півночі. Найбільш родючий ґрунт, що складається з різновидів чорнозему.
7. Напівпустелі та пустелі. Знаходяться на півдні Євразії, в Африці, Австралії. Зрідка зустрічаються рослини - чагарники, кактуси, злаки та трави. Земля засолена, жаркий та сухий клімат не дає зростати більшості рослин.
8. Субтропіки та тропіки. Розташовані узбережжя Середземноморського моря. Земля забарвлена ​​у червоно-жовтий колір завдяки великій кількості заліза. Субтропіки відрізняються неоднорідністю: у субтропічних лісах Півдні Росії ростуть акації, каштани, дуби, граби, буки. В інших областях зони сусідять одночасно сосни, дуби, папороті, бамбук та пальми. У тропічних лісах росте дуже багато теплолюбних рослин.

Таким чином, рослинність і ґрунтовий склад взаємопов'язані: чим більше рослин, тепліший клімат, тим багатшим і насиченішим буде земля.

Тварини

Природні зони населені найрізноманітнішими тваринами, які змогли пристосуватися до цих місць. Розглянемо склад фауни різних екосистем.

Арктика

У найхолоднішій зоні мешкають звірі та птахи, які відмінно пристосовані до екстремальних морозів: дуже густе хутро чи пір'я, білий колір забарвлення, щоб ховатися у засніжених просторах тощо. Загальна кількість мешканців невелика, але всі вони мають свою унікальність і красу: білі ведмеді, песці, арктичні зайці, полярні сови, моржі, тюлені.

Тундра

Тут спостерігається вже більша різноманітність живих організмів. Багато тварин на зиму переміщаються на південь, у ліси, але є й ті, хто живе в тундрі цілий рік. Основні жителі тундри представлені північними оленями, песцями, зайцями, вовками, білими та бурими ведмедями, лемінгами, полярними совами. У тундрі дуже багато комарів і мошок через велике скупчення боліт.

Лісова зона

Ліси помірного клімату широкою смугою простяглися від північної лісотундри до південних лісостепів. Різноманітність фауни також змінюється з півночі на південь. Так, у тайзі видовий склад тварин не такий різноманітний, як у змішаних і широколистяних лісах. Але переважно тваринний склад лісової зони приблизно однаковий: бурі ведмеді, вовки, лисиці, рисі, лосі, благородні олені, зайці.

Степ

У широких і відкритих просторах степів великою твариною нема де сховатися, тому тут мешкають невеликі хижаки та звірята. В основному це степові вовки, лисиці-корсаки, сайгаки, зайці, бабаки, лугові собачки, дрохви, лелеки.

Пустеля

Якщо Арктика – це екстремально холодна пустеля, то тропічний тип цієї зони – дуже спекотний та сухий. Тутешні мешканці навчилися довго обходитися без води і пристосувалися до нестерпної спеки: верблюди, антилопи, лисиці-фенеки, варани, скорпіони, змії та ящірки.

Тропіки

У тропічних лісах мешкає найбільша різноманітність тварин планети. Ці ліси є багатоярусними, і кожен ярус заселений тисячами різних істот. Серед основних мешканців можна перерахувати: леопарди, тигри, слони, антилопи, окапі, горили, шимпанзе, папуги, тукани, а також величезну кількість метеликів та комах.

Найбагатший за рослинністю пояс

Районами з найбільш різноманітним та численним рослинним та тваринним світом визнані екваторіальні та субекваторіальні кліматичні зони Землі. На фералітних червоно-жовтих ґрунтах ростуть та розвиваються багатоярусні тропічні ліси. Високі стовбури пальм, фікусів, шоколадних, бананових, залізних та кавових дерев обвивають ліани, на їх поверхні ростуть мохи, папороті та орхідеї.

Така різноманітність рослин обумовлена ​​відсутністю заморозків: температура навіть у холодні дні не опускається нижче +20°С. Також природа тропіків характеризується величезною кількістю опадів. За рік у тропіках випадає до 7000 мм опадів у вигляді сильних злив. В умовах постійної вологості та спеки росте і розвивається більшість рослин на Землі.

Відео

У цьому відео розповідається про ґрунт та рослини різних природних зон.

Зміст статті

ГРУНТ– найбільш поверхневий шар суші земної кулі, що виник у результаті зміни гірських порід під впливом живих та мертвих організмів (рослинності, тварин, мікроорганізмів), сонячного тепла та атмосферних опадів. Грунт є цілком особливе природне освіту, що володіє тільки їй властивою будовою, складом і властивостями. Найважливішим властивістю грунту є його родючість, тобто. здатність забезпечувати зростання та розвиток рослин. Щоб бути родючим, грунт повинен мати достатню кількість поживних речовин і запас води, необхідний для харчування рослин, саме своєю родючістю грунт, як природне тіло, відрізняється від усіх інших природних тіл (наприклад, безплідного каменю), які не здатні забезпечити потребу рослин в одночасному та спільну наявність двох факторів їх існування – води та мінеральних речовин.

Грунт – найважливіший компонент всіх наземних біоценозів і біосфери Землі загалом, через грунтовий покрив Землі йдуть численні екологічні зв'язку всіх організмів (зокрема і людини), що живуть на землі і в землі, з літосферою, гідросферою та атмосферою.

Роль ґрунту в господарстві людини величезна. Вивчення грунтів необхідне як сільськогосподарських цілей, а й у розвитку лісового господарства, інженерно-будівельного справи. Знання властивостей ґрунтів необхідне для вирішення низки проблем охорони здоров'я, розвідки та видобутку корисних копалин, організації зелених зон у міському господарстві, екологічного моніторингу та ін.

Ґрунтознавство: історія, ставлення з іншими науками.

Наука про походження та розвиток ґрунтів, закономірності їх поширення, шляхи раціонального використання та підвищення родючості називається ґрунтознавством. Ця наука є галуззю природознавства та тісно пов'язана з фізико-математичними, хімічними, біологічними, геологічними та географічними науками, спирається на розроблені ними фундаментальні закони та методи дослідження. Разом з тим, як будь-яка інша теоретична наука, ґрунтознавство розвивається на основі безпосередньої взаємодії з практикою, яка перевіряє та використовує виявлені закономірності та, у свою чергу, стимулює нові пошуки в галузі теоретичних знань. На цей час сформувалися великі прикладні розділи ґрунтознавства для сільського та лісового господарств, іригації, будівництва, транспорту, пошуку корисних копалин, охорони здоров'я та охорони навколишнього середовища.

З моменту систематичного заняття землеробством людство спочатку емпірично, а потім за допомогою наукових методів вивчало ґрунт. Найбільш давні спроби оцінити різні грунти відомі в Китаї (3 тис. до н.е.) та Стародавньому Єгипті. У Стародавній Греції уявлення про грунт склалося у розвитку античного натурфілософського природознавства. У період Римської Імперії було накопичено велику кількість емпіричних спостережень над властивостями ґрунту та розроблено деякі агрономічні прийоми її обробітку.

Довгий період середньовіччя характеризувався застоєм у сфері природознавства, проте наприкінці його (з початком розкладання феодального ладу) знову виник інтерес до вивчення грунтів у зв'язку з проблемою харчування рослин. У ряді робіт на той час відбивалася думка, що рослини живляться водою, створюючи хімічні сполуки з води та повітря, а грунт служить їм лише механічною опорою. Однак до кінця 18 ст. цю теорію змінила гумусова теорія Альбрехта Теєра, згідно з якою рослини можуть харчуватися лише органічною речовиною ґрунту та водою. Теєр був одним із основоположників агрономії та організатором першого вищого агрономічного навчального закладу.

У першій половині 19 ст. знаменитий німецький хімік Юстус Лібіх розробив мінеральну теорію харчування рослин, за якою рослини засвоюють із ґрунту мінеральні речовини, та якщо з перегною – лише вуглець як вуглекислоти. Ю.Лібіх вважав, що кожен урожай виснажує у ґрунті запас мінеральних речовин, тому щоб ліквідувати цей дефіцит елементів, потрібно вносити у ґрунт мінеральні добрива, приготовлені заводським шляхом. Заслугою Лібіха стало запровадження у практику сільського господарства застосування мінеральних добрив.

Значення азоту грунту було вивчено французьким ученим Ж.Ю.Буссенго.

На середину 19 в. накопичився великий матеріал з вивчення ґрунтів, проте ці дані були розрізнені, не приведені в систему і не узагальнені. Не було й єдиного всім дослідників визначення терміна грунт.

Основоположником науки про ґрунт як самостійну природничо-історичну науку став видатний російський вчений Василь Васильович Докучаєв (1846–1903). Докучаєв вперше сформулював наукове визначення ґрунту, назвавши ґрунт самостійним природно-історичним тілом, яке є продуктом сукупної діяльності материнської гірської породи, клімату, рослинних та тваринних організмів, віку ґрунту та частково рельєфу місцевості. Усі чинники ґрунтоутворення про які говорив Докучаєв були відомі і до нього, їх послідовно висували різні вчені, але завжди як єдина визначальна умова. Докучаєв перший сказав, що виникнення ґрунту відбувається в результаті спільної дії всіх факторів ґрунтоутворення. Він встановив погляд на ґрунт як на самостійне особливе природне тіло, рівнозначне поняттям рослина, тварина, мінерал і т.д., що виникає, розвивається, безперервно змінюється у часі та просторі, і цим він заклав міцний фундамент нової науки.

Докучаєв встановив принцип будови ґрунтового профілю, розвинув ідею про закономірність просторового розподілу окремих видів ґрунтів, що покривають поверхню суші у вигляді горизонтальних, або широтних зон, встановив вертикальну зональність, або поясність, у розподілі ґрунтів, під якою розуміється закономірна зміна одних ґрунтів іншими у міру підняття від підніжжя до вершини високих гір. Йому належить і перша наукова класифікація грунтів, основою якої було закладено всю сукупність найважливіших ознак і властивостей грунту. Класифікація Докучаєва здобула визнання світової науки та запропоновані ним назви «чорнозем», «підзол», «солончак», «солонець» стали міжнародними науковими термінами. Він розробив методи вивчення походження та родючості ґрунтів, а також методи їх картографування і навіть у 1899 р. склав першу ґрунтову карту північної півкулі (ця карта називалася «Схема ґрунтових зон північної півкулі»).

Крім Докучаєва великий внесок у розвиток науки ґрунтознавство в нашій країні зробили П.А.Костичів, В.Р.Вільямс, Н.М.Сибірцев, Г.М.Висоцький, П.С.Коссович, К.К.Гедройц, К.С. Д.Глінка, С.С.Неуструєв, Б.Б.Полинов, Л.І.Прасолов та інші.

Таким чином, наука про ґрунт як про самостійну природну освіту сформувалася в Росії. Докучаєвські ідеї вплинули на розвиток ґрунтознавства в інших країнах. Багато російських термінів увійшли до міжнародного наукового лексикону (chernozem, podzol, gley та ін.)

Важливі дослідження для пізнання процесів ґрунтоутворення та вивчення ґрунтів різних територій провели вчені та інші країни. Це Є.В.Гільгард (США); Е.Раманн, Е.Бланк, В.І.Кубієна (Німеччина); А. де Зігмонд (Угорщина); Дж. Мілн (Великобританія), Ж.Обер, Р.Меньєн, Ж.Дюран, Н.Ленеф, Г.Ерар, Ф.Дюшофур (Франція); Дж. Прескотт, С.Стіфенс (Австралія) та багато інших.

Для розвитку теоретичних уявлень та успішного вивчення ґрунтового покриву нашої планети необхідні ділові зв'язки різних національних шкіл. У 1924 було організовано Міжнародне товариство ґрунтознавців. Тривалий час, з 1961 по 1981 р. проводилася велика і складна робота зі складання Грунтової карти світу, у складанні якої велика роль належала російським ученим.

Методи вивчення ґрунтів.

Один з них –порівняльно-географічний, заснований на одночасному дослідженні самих ґрунтів (їх морфологічних ознак, фізичних та хімічних властивостей) та факторів ґрунтоутворення в різних географічних умовах з подальшим їх зіставленням. Зараз при ґрунтових дослідженнях використовуються різні хімічні аналізи, аналізи фізичних властивостей, мінералогічний, термохімічний, мікробіологічний та багато інших аналізів. У результаті встановлюється певний зв'язок у зміні тих чи інших властивостей ґрунту із зміною ґрунтоутворюючих факторів. Знаючи закономірності розподілу ґрунтоутворюючих факторів, можна створити ґрунтову карту для великої території. Саме таким чином Докучаєвим у 1899 році була виконана перша світова ґрунтова карта, відома під назвою «Схеми ґрунтових зон Північної півкулі».

Інший метод – метод стаціонарних досліджень полягає в систематичному спостереженні будь-якого ґрунтового процесу, яке зазвичай проводиться на типових ґрунтах з певним поєднанням ґрунтоутворюючих факторів. Таким чином, метод стаціонарних досліджень уточнює та деталізує метод порівняльно-географічних досліджень. Існує два методи вивчення ґрунтів.

Ґрунтоутворення.

Процес формування ґрунтів.

Усі гірські породи, що покривають поверхню земної кулі, з перших моментів їх утворення під впливом різних процесів починали негайно руйнуватися. Сума процесів перетворення гірських порід на поверхні Землі називається вивітрюванням чи гіпергенезом. Сукупність продуктів вивітрювання називається корою вивітрювання. Процес перетворення вихідних порід у кору вивітрювання надзвичайно складний і включає численні процеси і явища. Залежно від характеру та причин руйнування гірських порід розрізняють фізичне, хімічне та біологічне вивітрювання, яке зводиться зазвичай до фізичного та хімічного впливу організмів на гірські породи.

Процеси вивітрювання (гіпергенезу) поширюються на деяку глибину, утворюючи зону гіпергенезу . Нижня межа цієї зони умовно проводиться за покрівлею верхнього горизонту підземних (пластових) вод. Нижню (і більшу) частину зони гіпергенезу займають гірські породи, у тому чи іншою мірою змінені процесами вивітрювання. Тут виділяють нову і давню кори вивітрювання, сформовані більш давні геологічні періоди. Поверхневий шар зони гіпергенезу є субстратом, на якому відбувається утворення грунту. Як же відбувається процес ґрунтоутворення?

У процесі вивітрювання (гіпергенезу) змінювався первісний вигляд гірських порід, як і їх елементний та мінеральний склад. Спочатку масивні (тобто щільні та тверді) гірські породи поступово переходили в роздроблений стан. Прикладами роздроблених у результаті вивітрювання гірських порід можуть бути дерева, пісок, глина. Стаючи роздробленими, гірські породи набували ряд нових властивостей і особливостей: вони ставали більш проникними для води і повітря, в них збільшувалася загальна поверхня їх частинок, що посилювала хімічне вивітрювання, утворювалися нові, в тому числі легко розчинні у воді з'єднання і, нарешті, гірські породи. породи набували здатності утримувати у собі вологу, має велике значення задля забезпечення рослин водою.

Однак самі по собі процеси вивітрювання не могли призвести до накопичення в гірській породі елементів їжі рослин, а отже, і не могли перетворити гірську породу на ґрунт. Легко розчинні сполуки, що утворюються в результаті вивітрювання, можуть тільки вимиватися з гірських порід під впливом атмосферних опадів; а такий біологічно важливий елемент, як азот, що споживається рослинами у великих кількостях, зовсім не міститься у вивержених гірських породах.

Пухкі та здатні вбирати воду гірські породи ставали сприятливим середовищем для життєдіяльності бактерій та різних рослинних організмів. Поступово відбувалося збагачення верхнього шару кори вивітрювання продуктами життєдіяльності організмів та їх відмираючими залишками. Розкладання органічних речовин та присутність кисню призводило до складних хімічних процесів, внаслідок яких відбувалося накопичення у гірській породі елементів зольної та азотної їжі. Таким чином, гірські породи поверхневого шару кори вивітрювання (їх ще називають ґрунтоутворюючими, корінними або материнськими породами) стали ґрунтом. До складу ґрунту, таким чином, входить мінеральна компонента, що відповідає складу корінних порід, та органічна компонента.

Тому початком процесу ґрунтоутворення слід вважати той момент, коли на продуктах вивітрювання гірських порід оселилися рослинність та мікроорганізми. З цього моменту роздроблена гірська порода стала ґрунтом, тобто. якісно новим тілом, що має низку якостей і властивостей, найістотнішим з яких є родючість. У цьому відношенні всі існуючі ґрунти на земній кулі є природно-історичним тілом, освіта і розвиток якого пов'язаний з розвитком всього органічного життя на земній поверхні. Один раз зародившись, ґрунтоутворювальний процес ніколи не припинявся.

Фактори ґрунтоутворення.

На розвиток почвообразовательного процесу безпосередньо впливають ті природні умови, у яких протікає, від цього чи іншого їх поєднання залежать його особливості і той напрям, у якому цей процес розвиватиметься.

Найважливішими з цих природних умов, званих факторами ґрунтоутворення, є такі: материнські (грунтоутворюючі) породи, рослинність, тваринний світ та мікроорганізми, клімат, рельєф місцевості та вік ґрунтів. До цих п'яти основних факторів ґрунтоутворення (які назвав ще Докучаєв) зараз додають дію вод (ґрунтових та ґрунтових) та діяльність людини. Провідне значення завжди має біологічний фактор, інші ж чинники є лише тлом, у якому відбувається розвиток грунтів у природі, проте вони мають великий вплив на характер і напрямок почвообразовательного процесу.

Ґрунтоутворюючі породи.

Всі існуючі ґрунти на Землі походять з гірських порід, тому очевидно, що в процесі ґрунтоутворення вони беруть безпосередню участь. Найбільше значення має хімічний склад гірської породи, оскільки мінеральна частина будь-якого ґрунту містить у собі, в основному, ті елементи, які входили до складу материнської породи. Велике значення мають і фізичні властивості материнської породи, оскільки такі фактори як гранулометричний склад породи, її щільність, пористість, теплопровідність безпосередньо впливають не тільки на інтенсивність, але і на характер протікають грунтоутворювальних процесів.

клімат.

Клімат відіграє величезну роль у процесах ґрунтоутворення, його вплив дуже різноманітний. Основними метеорологічними елементами, що визначають характер та особливості кліматичних умов, є температура та опади. Річна кількість тепла і вологи, що надходить, особливості їх добового і сезонного розподілу обумовлюють цілком певні процеси ґрунтоутворення. Клімат впливає на характер вивітрювання гірських порід, впливає на тепловий та водний режими ґрунту. Рух повітряних мас (вітер) впливає на газообмін ґрунту та захоплює дрібні частинки ґрунту у вигляді пилу. Але клімат впливає на ґрунт не тільки безпосередньо, а й побічно, оскільки існування тієї чи іншої рослинності, проживання тих чи інших тварин, а також інтенсивність мікробіологічної діяльності обумовлена ​​саме кліматичними умовами.

Рослинність, тварини та мікроорганізми.

Рослинність.

Значення рослинності в ґрунтоутворенні надзвичайно велике і різноманітне. Пронизуючи корінням верхній шар ґрунтоутворювальної породи, рослини витягують з її нижніх горизонтів поживні речовини і закріплюють їх у синтезованій органічній речовині. Після мінералізації відмерлих частин рослин укладені в них зольні елементи відкладаються у верхньому горизонті ґрунтоутворювальної породи, створюючи цим сприятливі умови для живлення наступних поколінь рослин. Так, в результаті постійного створення та руйнування органічної речовини у верхніх горизонтах ґрунту, набувається найбільш важлива для неї властивість – накопичення, або концентрація елементів зольної та азотної їжі для рослин. Це називається біологічної поглинальної здатністю грунту.

Внаслідок розкладання рослинних залишків у ґрунті накопичується перегній, що має величезне значення у родючості ґрунту. Рослинні залишки в ґрунті є необхідним поживним субстратом та найважливішою умовою розвитку багатьох ґрунтових мікроорганізмів.

У процесі розпаду органічної речовини ґрунту виділяються кислоти, які, впливаючи на материнську гірську породу, посилюють її вивітрювання.

Самі рослини в процесі своєї життєдіяльності виділяють своїм корінням різні слабкі кислоти, під впливом яких важкорозчинні мінеральні сполуки частково переходять у розчинну, а отже, у засвоювану рослинами форму.

Крім того, рослинний покрив суттєво змінює мікрокліматичні умови. Наприклад, у лісі, порівняно з безлісними територіями, знижено літню температуру, збільшено вологість повітря та ґрунтів, зменшено силу вітру та випаровування води над ґрунтом, накопичується більше снігу, талих та дощових вод – все це неминуче відбивається на ґрунтоутворювальному процесі.

Мікроорганізми.

Завдяки діяльності мікроорганізмів, що населяють грунт, відбувається розкладання органічних залишків і синтез елементів, що містяться в них, у сполуки, що поглинаються рослинами.

Вищі рослини та мікроорганізми утворюють певні комплекси, під впливом яких формуються різні типи ґрунтів. Кожній рослинній формації відповідає певний тип ґрунтів. Наприклад, під рослинною формацією хвойних лісів ніколи не сформується чорнозем, який утворюється під впливом лугово-степової рослинної формації.

Тваринний світ.

Важливе значення для ґрунтоутворення мають тваринні організми, яких у ґрунті дуже багато. Найбільше значення мають безхребетні тварини, що живуть у верхніх ґрунтових горизонтах та в рослинних рештках на поверхні. У процесі своєї життєдіяльності вони значно прискорюють розкладання органічних речовин і часто роблять дуже глибокі зміни у хімічних та фізичних властивостях ґрунту. Велику роль відіграють і норні тварини, такі як кроти, миші, ховрахи, бабаки та ін. . Також вони збагачують ґрунтову масу продуктами своєї життєдіяльності.

Рослинність служить їжею для різних травоїдних тварин, тому, перш ніж потрапити в ґрунт, значна частина органічних залишків піддається суттєвій переробці в органах травлення тварин.

Рельєф

надає непрямий вплив формування ґрунтового покриву. Його роль зводиться, в основному, до перерозподілу тепла та зволоження. Значна зміна висоти місцевості спричиняє суттєві зміни температурних умов (з висотою стає холодніше). З цим пов'язане явище вертикальної зональності у горах. Порівняно невеликі зміни висоти позначаються на перерозподілі атмосферних опадів: знижені ділянки, улоговини та западини завжди більшою мірою зволожуються, ніж схили та підвищення. Експозиція схилу визначає кількість сонячної енергії, що надходить на поверхню: південні схили отримують більше світла і тепла, ніж північні. Таким чином, особливості рельєфу змінюють характер впливу клімату на процес ґрунтоутворення. Очевидно, що в різних мікрокліматичних умовах процеси ґрунтоутворення йдуть по-різному. Велике значення у формуванні ґрунтового покриву має і систематичний змив та перерозподіл атмосферними опадами та талими водами дрібноземельних частинок за елементами рельєфу. Велике значення рельєфу за умов рясного випадання опадів: ділянки позбавлені природного стоку зайвої вологи, часто піддаються заболочування.

Вік ґрунтів.

Ґрунт – природне тіло, що перебуває у постійному розвитку, і той вид, який сьогодні мають усі існуючі на Землі ґрунти, є лише однією зі стадій у тривалому та безперервному ланцюзі їх розвитку, а окремі теперішні ґрунтові утворення, у минулому являли інші форми і в майбутньому можуть зазнати суттєвих перетворень навіть без різких змін зовнішніх умов.

Розрізняють абсолютний та відносний вік ґрунтів. Абсолютним віком ґрунтів називають проміжок часу, що минув з моменту виникнення ґрунту до нинішньої стадії його розвитку. Грунт виник тоді, коли материнська порода вийшла на денну поверхню і стала піддаватися процесам ґрунтоутворення. Наприклад, у Північній Європі процес сучасного ґрунтоутворення став розвиватися після закінчення останнього льодовикового періоду.

Проте в межах різних частин суші, які одночасно звільнилися від водного або льодовикового покриву, грунти далеко не завжди проходитиму в кожний момент одну й ту саму стадію свого розвитку. Причиною цього можуть бути відмінності у складі ґрунтоутворювальних порід, у рельєфі, рослинності та інших місцевих умовах. Відмінність у стадіях розвитку ґрунтів на одній спільній території, що має однаковий абсолютний вік, називають відносним віком ґрунтів.

Час розвитку зрілого ґрунтового профілю для різних умов – від кількох сотень до кількох тисяч років. Вік території взагалі і ґрунту зокрема, а також зміни умов ґрунтоутворення у процесі їх розвитку істотно впливають на будову, властивості та склад ґрунту. При подібних географічних умовах ґрунтоутворення ґрунту, що мають неоднакові вік та історію розвитку, можуть суттєво відрізнятися та належати до різних класифікаційних груп.

Вік грунтів, отже, одна із найважливіших чинників, які треба враховувати щодо тієї чи іншого грунту.

Ґрунтово-грунтові води.

Вода є середовищем, в якому протікають численні хімічні та біологічні процеси у ґрунті. Там, де грунтові води розташовані неглибоко, вони сильно впливають на грунтоутворення. Під їх впливом змінюється водний та повітряний режими ґрунтів. Грунтові води збагачують ґрунт хімічними сполуками, що містяться в них, іноді викликають засолення. У перезволожених ґрунтах міститься недостатня кількість кисню, що спричиняє придушення діяльності деяких груп мікроорганізмів.

Господарська діяльність людини впливає на деякі фактори ґрунтоутворення, наприклад на рослинність (вирубування лісу, заміна його трав'янистими фітоценозами та ін.), і безпосередньо на ґрунти шляхом її механічної обробки, зрошення, внесення мінеральних та органічних добрив тощо. У результаті часто ґрунтоутворювальні процеси та властивості ґрунту змінюються. У зв'язку з інтенсифікацією сільського господарства вплив людини на ґрунтові процеси безперервно зростає.

Вплив людського суспільства на ґрунтовий покрив є однією зі сторін загального впливу людини на навколишнє середовище. Наразі особливо гострою є проблема руйнування ґрунтового покриву внаслідок неправильної сільськогосподарської обробки ґрунтів та будівельної діяльності людини. Друга найважливіша проблема – забруднення ґрунтового покриву, що викликається хімізацією сільського господарства та індустріальними та побутовими викидами у навколишнє середовище.

Усі чинники впливають не ізольовано, а тісному взаємозв'язку і взаємодії друг з одним. Кожен їх впливає як на грунт, а й друг на друга. Крім того, і сам ґрунт у процесі розвитку надає певний вплив на всі фактори ґрунтоутворення, викликаючи у кожному з них певні зміни. Так, внаслідок нерозривного зв'язку між рослинністю та ґрунтами, будь-яка зміна рослинності неминуче супроводжується зміною ґрунтів, і, навпаки, зміна ґрунтів, особливо їх режиму вологості, аерації, сольового режиму тощо. неминуче спричиняє зміну рослинності.

Склад ґрунтів.

Грунт складається з твердої, рідкої, газоподібної та живої частин. Співвідношення їх неоднаково у різних грунтах, а й у різних горизонтах однієї й тієї грунту. Закономірно зменшення вмісту органічних речовин та живих організмів від верхніх ґрунтових горизонтів до нижніх та збільшення інтенсивності перетворення компонентів материнської породи від нижніх горизонтів до верхніх.

У твердій частині ґрунту переважають мінеральні речовини літогенного походження. Це різні за розміром уламки та частинки первинних мінералів (кварцу, польових шпатів, рогових обманок, слюди та ін.), що формуються у процесі вивітрювання вторинних мінералів (гідрослюди, монтморилоніту, каолініту та ін.) та гірських порід. Розміри цих уламків та частинок різноманітні – від 0,0001 мм до кількох десятків див. Цією різноманітністю розмірів зумовлюється пухкість складання ґрунту. Основну масу грунту зазвичай становить мелкозем – частки з діаметром менше 1 мм.

Мінералогічний склад твердої частини ґрунту багато в чому визначає його родючість. До складу мінеральних речовин входять: Si, Al, Fe, К, Mg, Ca, С, N, Р, S, значно менше мікроелементів: Cu, Mo, I, B, F, Pb та ін. Переважна більшість елементів знаходиться в окисленій формі. У багатьох ґрунтах, переважно у ґрунтах недостатньо зволожуваних територій, міститься значна кількість карбонату кальцію CaCO 3 (особливо якщо ґрунт утворилися на карбонатній породі), у ґрунтах посушливих областей – CaSO 4 та інші легше розчинні солі (хлорити); грунту, вологих тропічних областей збагачені Fe і Al. Однак реалізація цих загальних закономірностей залежить від складу ґрунтоутворювальних порід, віку ґрунтів, особливостей рельєфу, клімату тощо.

До складу твердої частини ґрунту входить і органічна речовина. У ґрунті є дві групи органічних речовин: потрапили в ґрунт у вигляді рослинних та тваринних залишків та нові, специфічні гумусові речовини, що виникли під час перетворення цих залишків. Між цими групами ґрунтової органічної речовини – поступові переходи, відповідно до яких містяться в ґрунті органічні сполуки також поділяються на дві групи.

До першої групи належать сполуки, що містяться у великій кількості в рослинних та тваринних залишках, а також сполуки, які є продуктами життєдіяльності рослин, тварин та мікроорганізмів. Це білки, вуглеводи, органічні кислоти, жири, лігнін, смоли та ін. Ці сполуки в сумі становлять лише 10–15% від усієї маси органічної речовини ґрунту.

Друга група органічних сполук ґрунту представлена ​​складним комплексом із гумусових речовин, або гумусу, що виник у результаті складних біохімічних реакцій із сполук першої групи. Гумусові речовини складає 85-90% органічної частини ґрунту, вони представлені складними високомолекулярними сполуками кислотного характеру. Головними групами гумусових речовин є гумінові кислоти та фульвакислоти. . В елементному складі гумусових речовин важливу роль відіграють вуглець, кисень, водень, азот та фосфор. У гумусі містяться основні елементи живлення рослин, які під впливом мікроорганізмів стають доступними для рослин. Зміст гумусу у верхньому горизонті різних типів ґрунтів коливається в широких межах: від 1% у сіро-бурих пустельних ґрунтах до 12–15% у чорноземах. Різні типи ґрунтів відрізняються характером зміни кількості гумусу з глибиною.

У ґрунті є й проміжні продукти розкладання органічних сполук першої групи.

При розкладанні органічних речовин у грунті азот, що міститься в них, переходить у форми, доступні рослинам. У природних умовах є основним джерелом азотного харчування рослинних організмів. Багато органічних речовин беруть участь у створенні органо-мінеральних структурних окремощів. Виникаюча таким чином структура ґрунту багато в чому визначає її фізичні властивості, а також водний, повітряний та тепловий режими.

Рідка частина ґрунту або, як його ще називають, ґрунтовий розчин -це вода, що міститься в грунті, з розчиненими в ній газами, мінеральними та органічними речовинами, що потрапили в неї при проходженні через атмосферу і просочуванні через грунтову товщу. Склад ґрунтової вологи визначається процесами ґрунтоутворення, рослинністю, загальними особливостями клімату, а також часом року, погодою, діяльністю людини (внесення добрив та ін.).

Ґрунтовий розчин відіграє величезну роль у ґрунтоутворенні та харчуванні рослин. Основні хімічні та біологічні процеси у ґрунті можуть йти тільки за наявності вільної води. Ґрунтова вода є тим середовищем, в якому відбувається міграція хімічних елементів у процесі ґрунтоутворення, постачання рослин водою та розчиненими елементами живлення.

У незасолених ґрунтах концентрація речовин у ґрунтовому розчині невелика (зазвичай не перевищує 0,1%), а в засолених ґрунтах (солончаках та солонцях) – вона різко збільшена (до цілих і навіть десятків відсотків). Високий вміст речовин у ґрунтовій волозі шкідливий для рослин, т.к. це ускладнює надходження в них води та поживних речовин, викликаючи фізіологічну сухість.

Реакція ґрунтового розчину в ґрунтах різних типів неоднакова: кислу реакцію (pH 7) – содові солонці, нейтральну або слаболужну (pH = 7) – звичайні чорноземи, лучні та коричневі ґрунти. Занадто кислий і надто лужний ґрунтовий розчин негативно впливає на ріст та розвиток рослин.

Газоподібна частина, або ґрунтове повітря, заповнює пори ґрунту, не зайняті водою. Сумарний обсяг ґрунтових пор (порізність) становить від 25 до 60% обсягу ґрунту ( см. Морфологічні ознаки ґрунтів). Співвідношення між ґрунтовим повітрям та водою визначається ступенем зволоження ґрунту.

Склад грунтового повітря, в який входять N 2 , O 2 , CO 2 , леткі органічні сполуки, пари води та ін. Склад грунтового повітря не постійний, залежно від зовнішніх умов та пори року він може суттєво змінюватися. Наприклад, кількість вуглекислого газу (CO 2 ) у ґрунтовому повітрі значно змінюється в річному та добовому циклах внаслідок різної інтенсивності виділення газу мікроорганізмами та корінням рослин.

Між грунтовим та атмосферним повітрям відбувається постійний газообмін. Кореневі системи вищих рослин та аеробні мікроорганізми енергійно поглинають кисень та виділяють вуглекислий газ. Надлишок CO 2 з ґрунту виділяється в атмосферу, а атмосферне повітря, збагачене киснем, проникає в ґрунт. Газообмін ґрунту з атмосферою може бути утруднений або щільним додаванням ґрунту, або його надмірною зволоженістю. У цьому випадку в ґрунтовому повітрі різко зменшується вміст кисню, і починають розвиватися анаеробні мікробіологічні процеси, що призводять до утворення метану, сірководню, аміаку та інших газів.

Кисень у ґрунті необхідний для дихання коренів рослин, тому нормальний розвиток рослин можливий лише в умовах достатнього доступу повітря до ґрунту. При недостатньому проникненні кисню у ґрунт рослини пригнічуються, уповільнюють своє зростання, котрий іноді зовсім гинуть.

Величезне значення кисень у ґрунті має і для життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів, більшість з яких належить до аеробів. За відсутності доступу повітря діяльність аеробних бактерій припиняється, а у зв'язку з цим припиняється й утворення у ґрунті необхідних рослин поживних речовин. Крім того, в анаеробних умовах виникають процеси, які призводять до накопичення в ґрунті шкідливих для рослин сполук.

Іноді у складі ґрунтового повітря можуть бути деякі гази, що проникають через товщі гірських порід з місць їх скупчення, на цьому засновані спеціальні газові геохімічні методи пошуків родовищ корисних копалин.

Жива частина ґрунту складається з ґрунтових мікроорганізмів та ґрунтових тварин. Активна роль живих організмів у формуванні ґрунту визначає приналежність її до біокосних природних тіл – найважливіших компонентів біосфери.

Водний та тепловий режими ґрунту.

Водний режим ґрунту – це сукупність всіх явищ, що визначають надходження, пересування, витрату та використання рослинами ґрунтової вологи. Водний режим ґрунту – найважливіший фактор ґрунтоутворення та ґрунтової родючості.

Основними джерелами ґрунтової води є атмосферні опади. Деяка кількість води надходить у ґрунт у результаті конденсації пари з повітря, іноді значну роль відіграють близько розташовані ґрунтові води. У районах зрошуваного землеробства велике значення мають поливи.

Витрата води відбувається в такий спосіб. Частина води, що надходить поверхню грунту, стікає як поверхневого стоку. Найбільша кількість вологи, що надійшла в грунт, поглинається рослинами, які потім частково її випаровують. Деяка кількість води витрачається на випаровування , причому частина цієї вологи затримується рослинним покривом і з поверхні випаровується в атмосферу, а частина випаровується безпосередньо з поверхні грунту. Ґрунтова вода може витрачатися і у вигляді внутрішньоґрунтового стоку – тимчасово існуючого явища, яке виникає у періоди сезонного зволоження ґрунту. У цей час найбільш водопроникним грунтовим горизонтом починає переміщатися гравітаційна вода, водоупором для якої є менш водопроникний горизонт. Такі сезонно існуючі води одержали назву верховодок. Нарешті, значна частина ґрунтової води може досягати поверхні ґрунтових вод, відтік яких відбувається по водонепроникному ложу-водоупору, і йти у складі ґрунтового стоку.

Атмосферні опади, талі та поливні води проникають у ґрунт внаслідок його водопроникності (здатності пропускати воду). Чим більше у ґрунті великих (некапілярних) проміжків, тим вища її водопроникність. Особливого значення має водопроникність для вбирання талих вод. Якщо восени ґрунт замерз у сильно зволоженому стані, то зазвичай його водопроникність вкрай незначна. Під лісовою рослинністю, що оберігає грунт від сильного промерзання, або на полях з рано проведеним снігозатриманням тала вода добре вбирається.

Від вмісту води у ґрунті залежать технологічні процеси при обробці ґрунту, постачання рослин водою, фізико-хімічні та мікробіологічні процеси, що зумовлюють перетворення поживних речовин у ґрунті та надходження їх з водою на рослину. Тому одним із основних завдань землеробства є створення в ґрунті водного режиму, сприятливого для культурних рослин, що досягається накопиченням, збереженням, раціональним витрачанням ґрунтової вологи, а в необхідних випадках зрошенням чи осушенням земель.

Водний режим грунту залежить від властивостей самого грунту, умов клімату та погоди, характеру природних рослинних формацій, на оброблюваних грунтах – від особливостей культурних рослин, що вирощуються, і техніки їх обробітку.

Виділяють такі основні типи водного режиму ґрунту: промивний, непромивний, випотний, застійний та мерзлотний (кріогенний).

Припромивному Тип водного режиму відбувається щорічне промочування всієї грунтової товщі до грунтових вод, при цьому грунт повертає в атмосферу менше вологи, ніж її отримує (надлишок вологи просочується в грунтові води). Ґрунтово-грунтова товща за умов цього режиму щорічно хіба що промивається гравітаційної водою. Промивний тип водного режиму типовий для вологого помірного та тропічного клімату, де сума опадів більша за випаровування.

Для непромивного типу водного режиму характерна відсутність суцільного промочування ґрунтової товщі. Атмосферна волога проникає в ґрунт на глибину від декількох дециметрів до декількох метрів (зазвичай не більше 4 м), причому між промоченим шаром ґрунту та верхньою межею капілярної облямівки ґрунтових вод виникає горизонт з постійною низькою вологістю (близькою до вологості зав'ядання), званий мертвим горизонтом. . Цей режим відрізняється тим, що кількість вологи, що повертається в атмосферу, приблизно дорівнює надходженню її з опадами. Цей тип водного режиму типовий для сухого клімату, де сума опадів завжди істотно менша за випаровування (умовної величини, що характеризує максимально можливе випаровування в даній місцевості при необмеженому запасі води). Наприклад він властивий для степів та напівпустель.

Випітний тип водного режиму спостерігається в умовах сухого клімату з різким переважанням випаровуваності над опадами, у ґрунтах, які живляться не тільки атмосферними опадами, але й вологою неглибоко розташованих ґрунтових вод. При випотному типі водного режиму ґрунтові води досягають поверхні ґрунту та випаровуються, що часто призводить до засолення земель.

Застійний тип водного режиму формується під впливом близького залягання ґрунтових вод в умовах вологого клімату, при якому кількість атмосферних опадів перевищує суму випаровування та поглинання води рослинами. Через надмірне зволоження утворюється верховодка, внаслідок чого відбувається заболочування ґрунту. Цей тип водного режиму типовий для знижень у рельєфі.

Мерзлотний (кріогенний) тип водного режиму формується біля суцільного поширення багаторічної мерзлоти. Особливість його – наявність на невеликій глибині постійно мерзлого водотривкого горизонту. Внаслідок цього, незважаючи на невелику кількість опадів, у теплу пору року ґрунт пересичений водою.

Тепловим режимом грунту називається сума явищ теплообміну в системі приземний шар повітря - грунт - грунтоутворююча порода, в його характеристику включаються також процеси перенесення та акумуляції теплоти в грунті.

Основне джерело тепла, що надходить у ґрунт – сонячна радіація. Тепловий режим ґрунту визначається переважно співвідношенням між поглиненою сонячною радіацією та тепловим випромінюванням ґрунту. Особливості цього співвідношення визначають відмінності режиму різних ґрунтів. Тепловий режим ґрунту формується, головним чином, під впливом кліматичних умов, проте вплив на нього надають і теплофізичні властивості ґрунту та підстилаючих її порід (так, інтенсивність поглинання сонячної енергії залежить від фарбування ґрунту, чим ґрунт темніший, тим більша кількість сонячної радіації вона поглинає) . Особливий вплив на тепловий режим грунту багаторічномерзлі породи.

Теплова енергія ґрунту бере участь у фазових переходах ґрунтової вологи, виділяючись при льодоутворенні та конденсації ґрунтової вологи та витрачаючись при таненні льоду та випаровуванні.

Тепловий режим ґрунту має вікову, багаторічну, річну та добову циклічність, пов'язану з циклічністю надходження на земну поверхню радіаційної енергії Сонця. У середньому багаторічному вираженні річний баланс тепла цього ґрунту дорівнює нулю.

Добові коливання температури ґрунту охоплюють товщу ґрунту потужністю від 20 см до 1 м., річні – до 10–20 м. Промерзання ґрунту залежить від кліматичних особливостей даної ділянки, температури замерзання ґрунтового розчину, потужності снігового покриву та часу його випадання охолодження ґрунту). Глибина промерзання ґрунту рідко перевищує 1–2 м.

Істотний вплив на тепловий режим ґрунту має рослинність. Вона затримує сонячну радіацію, внаслідок чого температура ґрунту влітку може бути нижчою, ніж температура повітря. Особливо помітне впливом геть тепловий режим грунтів надає лісова рослинність.

Тепловий режим ґрунту значною мірою визначає інтенсивність механічних, геохімічних та біологічних процесів, що протікають у ґрунті. Наприклад, інтенсивність біохімічної діяльності бактерій збільшується із підвищенням температури ґрунту до 40–50° С; вище цієї температури життєдіяльність мікроорганізмів пригнічується. При температурі нижче 0° біологічні явища різко загальмовуються і припиняються. Тепловий режим грунту безпосередньо впливає на зростання і розвиток рослин. Важливим показником забезпеченості рослин ґрунтовим теплом є сума активних температур ґрунту (тобто температур вище 10 ° С, при цих температурах йде активна вегетація рослин) на глибині орного шару (20 см).

Морфологічні ознаки ґрунтів.

Як будь-яке природне тіло, грунт має суму зовнішніх, так званих морфологічних ознак, які є результатом процесів її формування і тому відображають походження (генезис) грунтів, історію їх розвитку, їх фізичні та хімічні властивості. Як основні морфологічні ознаки ґрунту виділяють: ґрунтовий профіль, забарвлення та колір ґрунтів, ґрунтову структуру, гранулометричний (механічний) склад ґрунтів, складання ґрунтів, новоутворення та включення.

Класифікація ґрунтів.

Кожна наука, зазвичай, має класифікацію об'єкта свого вивчення, причому ця класифікація відбиває рівень розвитку науки. Оскільки наука постійно розвивається, то відповідно вдосконалюється і класифікація.

У додокучаєвський період вивчали не ґрунт (у сучасному уявленні), а лише окремі його властивості та сторони, тому й класифікували ґрунт за окремими його властивостями – хімічним складом, гранулометричним складом та ін.

Докучаєв показав, що ґрунт – це особливе природне тіло, яке утворюється в результаті взаємодії факторів ґрунтоутворення, та встановив характерні риси морфології ґрунту (насамперед, будову ґрунтового профілю) – це дало йому можливість розробити класифікацію ґрунтів на зовсім іншій основі, ніж це робилося раніше.

За основну класифікаційну одиницю Докучаєв прийняв генетичні типи ґрунтів, утворені певним поєднанням факторів ґрунтоутворення. В основі цієї генетичної класифікації ґрунтів лежить будова ґрунтового профілю, що відображає процес розвитку ґрунтів та їх режими. Сучасна класифікація ґрунтів, що використовується в нашій країні, є розвиненою та доповненою класифікацією Докучаєва.

Докучаєв виділяв 10 ґрунтових типів, а в доповнених сучасних класифікаціях їх понад 100.

За сучасною класифікацією, що використовується в Росії, в один генетичний тип об'єднуються ґрунти з єдиною будовою профілю, з якісно однотипним процесом ґрунтоутворення, що розвивається в умовах однакового теплового та водного режимів, на материнських породах подібного складу та під однотипною рослинністю. Залежно від зволоження ґрунту поєднуються в ряди. Виділяються ряди автоморфних ґрунтів (тобто ґрунтів, які одержують вологу тільки за рахунок атмосферних опадів і на які ґрунтові води не мають суттєвого впливу), гідроморфних ґрунтів (тобто ґрунтів, що знаходяться під значним впливом ґрунтових вод) та перехідних автоморфно -гідроморфних ґрунтів.

Генетичні типи грунтів поділяють на підтипи, пологи, види, різновиди, розряди, а поєднують в класи, ряди, формації, генерації, сімейства, асоціації тощо.

Розроблена в Росії до I Міжнародного ґрунтового конгресу генетична класифікація ґрунтів (1927) була сприйнята всіма національними школами та сприяла з'ясуванню головних закономірностей географії ґрунтів.

Наразі єдина міжнародна класифікація ґрунтів не розроблена. Створено значну кількість національних ґрунтових класифікацій, деякі з них (Росія, США, Франція) включають усі ґрунти світу.

Другий підхід до класифікації ґрунтів склався у 1960 р. у США. Американська класифікація базується не так на оцінці умов освіти та пов'язаних із нею генетичних особливостей різних типів грунтів, але в обліку легко виявлених морфологічних ознак грунтів, насамперед вивчення деяких горизонтів грунтового профілю. Ці горизонти були названі діагностичними .

Діагностичний підхід до систематики ґрунтів виявився дуже зручним для складання детальних великомасштабних карток невеликих територій, проте такі карти практично не можна було зіставляти з оглядовими дрібномасштабними картками, побудованими на основі принципу географо-генетичної класифікації.

Тим часом до початку 1960-х стало очевидним, що для визначення стратегії в галузі виробництва сільськогосподарських продуктів харчування необхідна світова ґрунтова карта, легенда якої має базуватися на класифікації, яка виключає розрив між велико- та дрібномасштабними картами.

Експерти продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (ФАО) спільно з організацією з питань освіти, науки та культури ООН (ЮНЕСКО) розпочали створення Міжнародної ґрунтової карти Світу. Робота над картою тривала понад 20 років і в ній брали участь понад 300 ґрунтознавців з різних країн. Карта створювалася під час обговорення та угод між різними національними науковими школами. У результаті розробили легенда карти, яка базувалася на діагностичному підході до визначення класифікаційних одиниць всіх рівнів, хоча враховувала і окремі елементи географо-генетичного підходу. Публікація всіх 19 аркушів карти була закінчена в 1981 році, відтоді було отримано нові дані, уточнено окремі поняття та формулювання в легенді карти.

Основні закономірності географії ґрунтів.

Вивчення закономірностей просторового поширення різних типів ґрунтів є однією із фундаментальних проблем наук про Землю.

Виявлення закономірностей географії грунтів стали можливі лише основі концепції В.В.Докучаева про грунт як результаті взаємодії чинників грунтоутворення, тобто. з позицій генетичного ґрунтознавства. Було виявлено такі основні закономірності:

Горизонтальна ґрунтова зональність.На великих рівнинних територіях типи ґрунтів, що виникають під впливом типових для даного клімату умов ґрунтоутворення (тобто автоморфні типи ґрунтів, що розвиваються на вододілах за умови, що атмосферні опади – основне джерело зволоження), розташовуються широкими смугами – зонами, витягнутими вздовж смуг близьким атмосферним зволоженням (в областях з недостатнім зволоженням) та з однаковою річною сумою температур (в областях з достатнім та надмірним зволоженням). Такі типи ґрунтів Докучаєв назвав зональними.

Це створює основну закономірність просторового розподілу ґрунтів на рівнинних територіях – горизонтальну ґрунтову зональність. Горизонтальна грунтова зональність немає загальнопланетарного поширення, вона характерна лише дуже великих рівнинних територій, наприклад, Східно-Європейської рівнини, частини Африки, північної половини Північної Америки, Західного Сибіру, ​​рівнинних просторів Казахстану та Середню Азію. Як правило, ці горизонтальні ґрунтові зони розташовуються широтно (тобто витягнуті вздовж паралелей), але в ряді випадків під впливом рельєфу напрямок горизонтальних зон різко змінюється. Наприклад, ґрунтові зони західної частини Австралії та Південної половини Північної Америки простягаються вздовж меридіанів.

Відкриття горизонтальної ґрунтової зональності було зроблено Докучаєвим на основі вчення про фактори ґрунтоутворення. Це було важливим науковим відкриттям, на базі якого було створено вчення про природні зони .

Від полюсів до екватора один одного змінюють такі основні природні зони: полярна зона (або зона арктичних та антарктичних пустель), зона тундри, зона лісотундр, зона тайги, зона змішаних лісів, зона широколистяних лісів, зона лісостепів, зона степів, зона степів пустель, зона саван і рідкісних лісів, зона змінно-вологих (у тому числі мусонних) лісів і зона вологих вічнозелених лісів. Кожній з цих природних зон властиві певні типи автоморфних грунтів. Наприклад, на Східно-Європейській рівнині чітко виражені широтні зони тундрових ґрунтів, підзолистих ґрунтів, сірих лісових ґрунтів, чорноземів, каштанових ґрунтів, бурих пустельно-степових ґрунтів.

Ареали підтипів зональних ґрунтів розташовуються всередині зон також паралельними смугами, що дозволяє виділити ґрунтові підзони. Так, зона чорноземів поділяється на підзони вилужених, типових, звичайних та південних чорноземів, зона каштанових ґрунтів – на темно-каштанові, каштанові та світло-каштанові.

Однак прояв зональності властивий не тільки автоморфним грунтам. Було виявлено, що певним зонам відповідають певні гідроморфні ґрунти (тобто ґрунти, формування яких відбувається при значному впливі ґрунтових вод). Гідроморфні ґрунти не є азональними, але їхня зональність проявляється інакше, ніж у автоморфних ґрунтів. Гідроморфні ґрунти розвиваються поряд з автоморфними ґрунтами і геохімічно пов'язані з ними, тому ґрунтову зону можна визначити як територію поширення певного типу автоморфних ґрунтів та геоморфних поєднань гідроморфних ґрунтів, що знаходяться з ними, які займають значну площу – до 20–25% від площі ґрунтових зон.

Вертикальна ґрунтова зональність.Друга закономірність географії ґрунтів – вертикальна зональність, що виявляється у зміні типів ґрунтів від підніжжя гірської системи до її вершин. З висотою місцевості стає холодніше, що спричиняє закономірні зміни кліматичних умов, рослинного та тваринного світу. Відповідно до цього змінюються і типи ґрунтів. У горах з недостатнім зволоженням зміна вертикальних поясів обумовлюється зміною ступеня зволоження, а також експозицією схилів (ґрунтовий покрив тут набуває експозиційно-диференційованого характеру), а в горах із достатнім і надмірним зволоженням - зміною температурних умов.

Спочатку вважалося, що зміна вертикальних ґрунтових зон абсолютно аналогічна горизонтальній зональності ґрунтів від екватора до полюсів, проте пізніше було виявлено, що серед гірських ґрунтів, поряд з типами, поширеними як на рівнинах, так і в горах, є ґрунти, що утворюються лише в умовах гірських ландшафтів. Також було з'ясовано, що дуже рідко дотримується строга черговість розташування вертикальних ґрунтових зон (поясів). Окремі вертикальні грунтові пояси випадають, змішуються, інколи ж навіть змінюються місцями, тому було зроблено висновок, що структура вертикальних зон (поясів) гірничої країни визначається місцевими умовами.

Явище фаціальності.І.П.Герасимов та інші вчені виявили, що прояв горизонтальної зональності коригується умовами конкретних регіонів. Залежно від впливу океанічних басейнів, континентальних просторів, великих гірських бар'єрів по дорозі руху повітряних мас утворюються місцеві (фаціальні) особливості кліматів. Це проявляється у освіті особливостей місцевих грунтів до появи особливих типів, соціальній та ускладненні горизонтальної грунтової зональності. Внаслідок явища фаціальності, навіть у межах поширення одного ґрунтового типу ґрунту можуть мати суттєві відмінності.

Внутрішньозональні ґрунтові підрозділи отримали назву ґрунтових провінцій . Під ґрунтовою провінцією розуміють частину ґрунтової зони, що відрізняється специфічними особливостями підтипів і типів ґрунтів та умовами ґрунтоутворення. Аналогічні провінції кількох зон та підзон поєднуються у фації.

Мозаїчність ґрунтового покриву.У процесі детальних ґрунтово-знімальних та ґрунтово-картографічних робіт було виявлено, що уявлення про однорідність ґрунтового покриву, тобто. існування ґрунтових зон, підзон і провінцій дуже умовно і відповідає лише дрібномасштабному рівню ґрунтових досліджень. Насправді під впливом мезо- та мікрорельєфу, мінливості складу ґрунтоутворюючих порід та рослинності, глибини залягання ґрунтових вод ґрунтовий покрив усередині зон, підзон та провінцій є складною мозаїкою. Ця ґрунтова мозаїка складається з різного ступеня генетично пов'язаних ареалів ґрунтів, які утворюють певний малюнок ґрунтового покриву та створюють його структуру, всі компоненти якої можуть бути показані лише на великомасштабних або детальних ґрунтових картах.

Наталія Новосьолова

Література:

Вільямс В.Р. Ґрунтознавство, 1949
Ґрунти СРСР. М., Думка, 1979
Глазовська М.А., Геннадієв А.М. , М., МДУ, 1995
Максаковський В.П. Географічна картина світу. Частина I. Загальна характеристика світу. Ярославль, Верхньо-Волзьке книжкове видавництво, 1995
Практикум із загального ґрунтознавства. Вид-во МДУ, Москва, 1995
Добровольський В.В. Географія ґрунтів з основами ґрунтознавства. М., Владос, 2001
Заварзін Г.А. Лекції з природничої мікробіології. М., Наука, 2003
Східноєвропейські ліси. Історія в голоцені та сучасність. Книга 1. Москва, Наука, 2004



Для горизонтів прийнято буквене позначення, що дозволяє записувати будову профілю. Наприклад, для дерново-підзолистого ґрунту: A 0 -A 0 A 1 -A 1 -A 1 A 2 -A 2 -A 2 B-BC-C .

Виділяються такі типи горизонтів:

• Органогенні- (підстилка (A 0 , O), торф'яний горизонт (T), перегнійний горизонт (A h , H), дернину (A d), гумусовий горизонт (A) і т. д.) - характеризуються біогенним накопиченням органічної речовини.
• Елювіальні- (підзолистий, лессований, осолоділий, сегрегований горизонти; позначаються буквою E з індексами, або A 2) - що характеризуються виносом органічних та/або мінеральних компонентів.
• Ілювіальні- (B з індексами) - речовини, що характеризуються накопиченням винесеної з елювіальних горизонтів.
• Метаморфічні- (B m) – утворюються при трансформації мінеральної частини ґрунту на місці.
• Гідрогенно-акумулятивні- (S) - утворюються в зоні максимального накопичення речовин (легкорозчинні солі, гіпс, карбонати, оксиди заліза тощо), що приносяться ґрунтовими водами.
• Корові- (K) - горизонти, зцементовані різними речовинами (легкорозчинні солі, гіпс, карбонати, аморфний кремнезем, оксиди заліза та ін.).
• Глієві- (G) - з переважаючими відновлювальними умовами.
• Підґрунтові- материнська порода (C), з якої утворився грунт, і підстилаюча порода (D) іншого складу, що залягає нижче.

Тверда фаза ґрунтів

Грунт високодисперсний і має велику сумарну поверхню твердих частинок: від 3-5 м²/г у піщаних до 300-400 м²/г у глинистих. Завдяки дисперсності ґрунт має значну пористість: обсяг пір може досягати від 30 % загального обсягу в заболочених мінеральних ґрунтах до 90 % в органогенних торф'яних. У середньому цей показник становить 40-60 %.

Щільність твердої фази (ρ s) мінеральних ґрунтів коливається від 2,4 до 2,8 г/см³, органогенних: 1,35-1,45 г/см³. Щільність ґрунту (ρ b) нижче: 0,8-1,8 г/см³ та 0,1-0,3 г/см³ відповідно. Пористість (порізність, ε) пов'язана із щільностями за формулою:

ε = 1 - ρ b / ρ s

Мінеральна частина ґрунту

Мінеральний склад

Близько 50-60% об'єму та до 90-97% маси ґрунту складають мінеральні компоненти. Мінеральний склад грунту відрізняється від складу породи, на якій він утворився: чим старший грунт, тим сильніша ця відмінність.

Мінерали, що є залишковим матеріалом у ході вивітрювання та ґрунтоутворення, звуться первинних. У зоні гіпергенезу більшість із них нестійка і з тією чи іншою швидкістю руйнується. Одними з перших руйнуються олівін, амфіболи, піроксени, нефелін. Більш стійкими є польові шпати, що становлять до 10-15% маси твердої фази ґрунту. Найчастіше вони представлені щодо великих піщаних частинок. Високою стійкістю відрізняються епідот, дистен, гранат, ставроліт, циркон, турмалін. Зміст їх зазвичай незначний, проте дозволяє судити про походження материнської породи та часу ґрунтоутворення. Найбільшу стійкість має кварц, який вивітрюється за кілька мільйонів років. Завдяки цьому в умовах тривалого та інтенсивного вивітрювання, що супроводжується виносом продуктів руйнування мінералів, відбувається його відносне накопичення.

Ґрунт характеризується високим вмістом вторинних мінералів, утворених в результаті глибокого хімічного перетворення первинних, або синтезованих безпосередньо в грунті. Особливо важлива серед них роль глинистих мінералів - каолініту, монтморилоніту, галуазиту, серпентину та ряду інших. Вони володіють високими сорбційними властивостями, великою ємністю катіонного та аніонного обміну, здатністю до набухання та утримання води, липкістю тощо. буд.

Високо вміст мінералів-оксидів і гідроксидів заліза (лимоніт, гематит), марганцю (вернадит, піролюзит, манганіт), алюмінію (гіббсит) та ін. сильно вивітрілих тропічних грунтах), беруть участь в окислювально-відновних процесах. Велику роль у ґрунтах відіграють карбонати (кальцит, арагоніт див. Карбонатно-кальцієва рівновага в ґрунтах). В аридних регіонах у ґрунті нерідко накопичуються легкорозчинні солі (хлорид натрію, карбонат натрію та ін), що впливають на весь хід ґрунтоутворювального процесу.

Гранулометричний склад

Трикутник Ферре

У грунтах можуть бути частинки діаметром як менше 0,001 мм , і більше кількох сантиметрів . Найменший діаметр частинок означає велику питому поверхню, а це, у свою чергу, - великі величини ємності катіонного обміну, водоутримуючої здатності, кращу агрегованість, але меншу порізність. Тяжкі (глинисті) грунти можуть мати проблеми з повітромістом, легкі (піщані) - з водним режимом.

Для детального аналізу весь можливий діапазон розмірів ділять на ділянки, які називаються фракціями. Єдиної класифікації частинок немає. У російському ґрунтознавстві прийнято шкалу М. А. Качинського. Характеристика гранулометричного (механічного) складу ґрунту дається на підставі вмісту фракції фізичної глини (часток менше 0,01 мм) та фізичного піску (більше 0,01 мм) з урахуванням типу ґрунтоутворення.

У світі також широко застосовується визначення механічного складу ґрунту по трикутнику Ферре: по одній стороні відкладається частка пилуватих ( silt, 0,002-0,05 мм) частинок, по другій - глинистих ( clay, <0,002 мм), по третьей - песчаных (sand, 0,05-2 мм) і знаходиться місце перетину відрізків. Усередині трикутник розбитий на ділянки, кожен з яких відповідає тому чи іншому гранулометричному складу ґрунту. Тип ґрунтоутворення при цьому не враховується.

Органічна частина ґрунту

У ґрунті міститься деяка кількість органічної речовини. В органогенних (торф'яних) ґрунтах воно може переважати, у більшості ж мінеральних ґрунтів його кількість не перевищує кількох відсотків у верхніх горизонтах.

До складу органічної речовини ґрунту входять як рослинні та тваринні залишки, що не втратили рис анатомічної будови, так і окремі хімічні сполуки, які називають гумусом. У складі останнього знаходяться як неспецифічні речовини відомої будови (ліпіди, вуглеводи, лігнін, флавоноїди, пігменти, віск, смоли і т. д.), що становлять до 10-15% всього гумусу, так і утворюються з них у грунті специфічні гумусові кислоти.

Гумусові кислоти не мають певної формули і є цілим класом високомолекулярних сполук. У радянському та російському ґрунтознавстві вони традиційно поділяються на гумінові та фульвокислоти.

Елементний склад гумінових кислот (за масою): 46-62% C, 3-6% N, 3-5% H, 32-38% O. Склад фульвокислот: 36-44% C, 3-4,5% N, 3-5% H, 45-50% O. В обох сполуках присутні також сірка (від 0,1 до 1,2%), фосфор (соті та десяті частки %). Молекулярні маси для гумінових кислот становлять 20-80 кДа (мінімальна 5 кДа, максимальна 650 кДа), для фульвокислот 4-15 кДа. Фульвокислоти рухливіше, розчинні на всьому діапазоні (гумінові випадають в осад у кислому середовищі). Відношення вуглецю гумінових та фульвокислот (C гк / C фк) є важливим показником гумусового стану ґрунтів.

У молекулі гумінових кислот виділяють ядро, що складається з ароматичних кілець, у тому числі азотовмісних гетероциклів. Кільця з'єднуються «містками» з подвійними зв'язками, що створюють протяжні ланцюги сполучення, що зумовлюють темне забарвлення речовини. Ядро оточене периферичними аліфатичними ланцюгами, у тому числі вуглеводневого та поліпептидного типів. Ланцюги несуть різні функціональні групи (гідроксильні, карбонільні, карбоксильні, аміногрупи та ін), що є причиною високої ємності поглинання - 180-500 мг-екв/100 г.

Про будову фульвокислот відомо значно менше. Вони мають той самий склад функціональних груп, проте більш високу ємність поглинання – до 670 мг-екв/100 г.

Механізм формування гумусових кислот (гуміфікація) остаточно не вивчений. За конденсаційною гіпотезою (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) ці речовини синтезуються з низькомолекулярних органічних сполук. За гіпотезою Л. Н. Олександрової гумусові кислоти утворюються при взаємодії високомолекулярних сполук (білки, біополімери), потім поступово окислюються та розщеплюються. Відповідно до обох гіпотез у цих процесах беруть участь ферменти, що утворюються переважно мікроорганізмами. Є припущення про чисто біогенне походження гумусових кислот. За багатьма властивостями вони нагадують темнозабарвлені пігменти грибів.

Ґрунтова структура

Структура грунту впливає проникнення повітря до коріння рослин, утримання вологи, розвиток мікробного співтовариства. Залежно від розміру агрегатів урожай може змінюватися на порядок. Оптимальна у розвиток рослин структура, у якій переважають агрегати розміром від 0,25 до 7-10 мм (агрономічно цінна структура). Важливою властивістю структури є міцність, особливо водостійкість.

Переважна форма агрегатів є важливою діагностичною ознакою ґрунту. Виділяють округло-кубоподібну (зернисту, комковатую, глибисту, пилувату), призмоподібну (стовбоподібну, призмовидну, призматичну) і плитоподібну (плитчасту, лускату) структуру, а також ряд перехідних форм і градацій за розміром. Перший тип уражає верхніх гумусових горизонтів і зумовлює велику порізність, другий - для ілювіальних, метаморфічних горизонтів, третій - для елювіальних.

Новоутворення та включення

Основна стаття: Ґрунтові новоутворення

Новоутворення- накопичення речовин, що утворюються у ґрунті в процесі її формування.

Широко поширені новоутворення заліза і марганцю, чия міграційна здатність залежить від окислювально-відновного потенціалу та контролюється організмами, особливо бактеріями. Вони представлені конкреціями, трубками по ходах коренів, кірками та ін. У деяких випадках відбувається цементація ґрунтової маси залізистим матеріалом. У ґрунтах, особливо аридних та семіаридних регіонів, поширені вапняні новоутворення: нальоти, вицвіти, псевдоміцелій, конкреції, кіркові утворення. Новоутворення гіпсу, також притаманні аридних областей, представлені нальотами, друзами, гіпсовими трояндами, кірками. Зустрічаються новоутворення легкорозчинних солей, кремнезему (присипка в елювіально-ілювіально диференційованих грунтах, опалові та халцедонові прошарки та кори, трубки), глинистих мінералів (кутани - натіки та скоринки, що утворюються в ході ілювіального процесу), часто разом із гумусом.

До включеннямвідносять будь-які об'єкти, що знаходяться в ґрунті, але не пов'язані з процесами ґрунтоутворення (археологічні знахідки, кістки, раковини молюсків та найпростіших, уламки породи, сміття). Неоднозначне віднесення до включень, або новоутворень копролітів, червоточин, кротовини та інших біогенних утворень.

Рідка фаза ґрунтів

Стану води у ґрунті

У ґрунті розрізняють воду зв'язану та вільну. Першу частинки ґрунту настільки міцно утримують, що він не може пересуватися під впливом сили тяжіння, а вільна вода підпорядкована закону земного тяжіння. Пов'язану воду у свою чергу ділять на хімічно та фізично пов'язану.

Хімічно зв'язана вода входить до складу деяких мінералів. Ця вода конституційна, кристалізаційна та гідратна. Хімічно зв'язану воду можна видалити лише шляхом нагрівання, а деякі форми (конституційну воду) – прожарювання мінералів. Внаслідок виділення хімічно зв'язаної води властивості тіла настільки змінюються, що можна говорити про перехід у новий мінерал.

Фізично пов'язану воду ґрунт утримує силами поверхневої енергії. Оскільки величина поверхневої енергії зростає зі збільшенням загальної сумарної поверхні частинок, то вміст фізично пов'язаної води залежить від розміру частинок, що становлять ґрунт. Частинки більші за 2 мм у діаметрі не містять фізично пов'язану воду; цією здатністю мають лише частинки, що мають діаметр менш зазначеного. У частинок діаметром від 2 до 0,01 мм здатність утримувати фізично пов'язану воду виражена слабо. Вона зростає при переході до частинок менше 0,01 мм і найбільш виражена у цредколоїдних і особливо колоїдних частинок. Здатність утримувати фізично пов'язану воду залежить від розміру частинок. Певний вплив має форма частинок та їх хімікомінералогічний склад. Підвищена здатність утримувати фізично зв'язану воду має перегній, торф. Наступні шари молекул води частка утримує з дедалі меншою силою. Це пухка зв'язана вода. У міру віддалення частки від поверхні тяжіння нею молекул води поступово слабшає. Вода перетворюється на вільний стан.

Перші верстви молекул води, тобто. гігроскопічну воду, частинки ґрунту притягують із величезною силою, що вимірюється тисячами атмосфер. Перебуваючи під настільки великим тиском, молекули міцно зв'язаної води сильно зближені, що змінює багато властивостей води. Вона набуває якості твердого тіла. Рихло зв'язану воду грунт утримує з меншою силою, її властивості не так різко відмінні від вільної води. Тим не менш, сила тяжіння ще настільки велика, що ця вода не підкоряється силі земного тяжіння і по ряду фізичних властивостей відрізняється від вільної води.

Капілярна шпаруватість обумовлює вбирання та утримання у підвішеному стані вологи, що приноситься атмосферними опадами. Проникнення вологи по капілярних порах в глиб грунту здійснюється вкрай повільно. Водопроникність ґрунту обумовлена ​​в основному некапілярною шпаруватістю. Діаметр цих пір настільки великий, що волога не може в них утримуватися в підвішеному стані і безперешкодно просочується в глиб грунту.

При надходженні вологи на поверхню ґрунту спочатку йде насичення ґрунту водою до стану польової вологоємності, а потім через насичені водою шари виникає фільтрація по некапілярних свердловинах. По тріщинах, ходах землерийок та інших великих свердловин вода може проникати в глиб грунту, випереджаючи насичення водою до величини польової вологоємності.

Чим вища некапілярна шпаруватість, тим вища і водопроникність ґрунту.

У ґрунтах крім вертикальної фільтрації існує горизонтальне внутрішньоґрунтове пересування вологи. Волога, що надходить у грунт, зустрічаючи на своєму шляху шар зі зниженою водопроникністю, пересувається всередині грунту над цим шаром відповідно до напряму його ухилу.

Взаємодія з твердою фазою

Основна стаття: Ґрунтовий поглинаючий комплекс

Грунт може утримувати речовини, що надійшли в неї, за різними механізмами (механічна фільтрація, адсорбція дрібних частинок, утворення нерозчинних сполук, біологічне поглинання), найважливішим з яких є іонний обмін між ґрунтовим розчином і поверхнею твердої фази ґрунту. Тверда фаза рахунок відколів кристалічної решітки мінералів, ізоморфних заміщень , наявності карбоксильних і інших функціональних груп у складі органічного речовини заряджена переважно негативно, тому найяскравіше виражена катіонообмінна здатність грунту. Тим не менш, позитивні заряди, що зумовлюють аніонний обмін, у ґрунті також присутні.

Вся сукупність компонентів ґрунту, що мають іонообмінну здатність, називається ґрунтовим поглинаючим комплексом (ППК). Входять до складу ППК іони звуться обмінних чи поглинених. Характеристикою ППК є ємність катіонного обміну (ЕКО) - загальна кількість обмінних катіонів одного роду, що утримуються ґрунтом у стандартному стані - а також сума обмінних катіонів, що характеризує природний стан ґрунту і не завжди збігається з ЕКО.

Відносини між обмінними катіонами ППК не збігаються з відносинами між тими ж катіонами в ґрунтовому розчині, тобто іонний обмін відбувається селективно. Переважно поглинаються катіони з більш високим зарядом, а за їх рівності - з більшою атомною масою, хоча властивості компонентів ППК можуть дещо порушувати цю закономірність. Наприклад, монтморилоніт поглинає більше калію, ніж протонів водню, а каолініт – навпаки.

Обмінні катіони є одним із безпосередніх джерел мінерального живлення рослин, склад ППК відбивається на утворенні органомінеральних сполук, структурі ґрунту та його кислотності.

Ґрунтова кислотність

Ґрунтове повітря.

Ґрунтове повітря складається із суміші різних газів:

1. кисень, який надходить у ґрунт із атмосферного повітря; вміст його може змінюватися в залежності від властивостей самого ґрунту (його пухкості, наприклад), від кількості організмів, що використовують кисень для дихання та процесів метаболізму;
2. вуглекислота, що утворюється внаслідок дихання організмів ґрунту, тобто внаслідок окислення органічних речовин;
3. метан та його гомологи (пропан, бутан), які утворюються в результаті розкладання довших вуглеводневих ланцюгів;
4. водень;
5. сірководень;
6. азот; більш ймовірно утворення азоту у вигляді складніших сполук (наприклад, сечовини)

І це далеко не всі газоподібні речовини, які складають ґрунтове повітря. Його хімічний і кількісний склад залежать від організмів, що містяться в грунті, вмісту в ньому поживних речовин, умов вивітрювання грунту та ін.

Живі організми у ґрунті

Грунт - це місце існування безлічі організмів. Істоти, що мешкають у ґрунті, називаються педобіонтами. Найменшими з них є бактерії, водорості, грибки та одноклітинні організми, що мешкають у ґрунтових водах. В одному м³ може мешкати до 101⁴ організмів. У ґрунтовому повітрі мешкають безхребетні тварини, такі як кліщі, павуки, жуки, ногохвостки та дощові черв'яки. Вони харчуються залишками рослин, грибницею та іншими організмами. У ґрунті мешкають і хребетні тварини, одна з них – кріт. Він дуже добре пристосований до проживання в абсолютно темному ґрунті, тому він глухий і практично сліпий.

Неоднорідність ґрунту призводить до того, що для організмів різних розмірів він виступає як різне середовище.

• Для дрібних ґрунтових тварин, яких об'єднують під назвою нанофауна (найпростіші, коловратки, тихоходки, нематоди та ін), ґрунт - це система мікроводоймів.
• Для дихаючих повітрям кілька великих тварин грунт постає як система дрібних печер. Таких тварин поєднують під назвою мікрофауна. Розміри представників мікрофауни ґрунтів - від десятих часток до 2-3 мм. До цієї групи належать в основному членистоногі: численні групи кліщів, первиннобезкрилі комахи (колемболи, протури, двовостки), дрібні види крилатих комах, багатоніжки симфіли та ін. У них немає спеціальних пристосувань до копання. Вони повзають по стінках ґрунтових порожнин за допомогою кінцівок або червоподібно звиваючись. Насичене водяними парами ґрунтове повітря дозволяє дихати через покриви. Багато видів немає трахейної системи. Такі тварини дуже чутливі до висихання.
• Найбільших ґрунтових тварин, з розмірами тіла від 2 до 20 мм, називають представниками мезофауни. Це личинки комах, багатоніжки, енхітреїди, дощові черв'яки та ін. Для них грунт - щільне середовище, що надає значний механічний опір під час руху. Ці відносно великі форми пересуваються у ґрунті або розширюючи природні свердловини шляхом розсування ґрунтових частинок, або роячи нові ходи.
• Мегафауна або макрофауна ґрунтів - це великі землерої, в основному з числа ссавців. Ряд видів проводить у грунті все життя (сліпки, сліпушонки, цокори, кроти Євразії, золотокроти Африки, сумчасті кроти Австралії та інших.). Вони прокладають у грунті цілі системи ходів та нір. Зовнішній вигляд і анатомічні особливості цих тварин відображають їх пристосованість до підземного способу життя, що риє.
• Крім постійних мешканців ґрунту, серед великих тварин можна виділити велику екологічну групу мешканців нір (суслики, бабаки, тушканчики, кролики, борсуки тощо). Вони годуються на поверхні, але розмножуються, зимують, відпочивають, рятуються від небезпеки у ґрунті. Цілий ряд інших тварин використовує їхні нори, знаходячи в них сприятливий мікроклімат та укриття від ворогів. Норники мають риси будови, характерні для наземних тварин, але мають ряд пристосувань, пов'язаних з риючим способом життя.

Просторова організація

У природі практично не буває таких ситуацій, щоб на багато кілометрів простягався якийсь один ґрунт із незмінними в просторі властивостями. При цьому відмінності ґрунтів обумовлені відмінностями в факторах ґрунтоутворення.

Закономірне просторове розміщення ґрунтів на невеликих територіях називається структурою ґрунтового покриву (СПП). Вихідною одиницею СПП є елементарний ґрунтовий ареал (ЕПА) - ґрунтове утворення, всередині якого відсутні будь-які ґрунтово-географічні межі. Чергові в просторі і тією чи іншою мірою генетично пов'язані ЕПА утворюють ґрунтові комбінації.

Ґрунтоутворення

Ґрунтоутворюючі фактори :

• Елементи природного середовища: грунтоутворюючі породи, клімат, живі та відмерлі організми, вік та рельєф місцевості,
• а також антропогенна діяльність, що надають суттєвий вплив на ґрунтоутворення.

Первинне ґрунтоутворення

У російському ґрунтознавстві наведена концепція, що будь-яка субстратна система, що забезпечує зростання та розвиток рослин «від насіння до насіння», є ґрунт. Ідея ця дискусійна, оскільки заперечує докучаєвський принцип історичності, що передбачає певну зрілість ґрунтів та поділ профілю на генетичні горизонти, але корисна у пізнанні загальної концепції розвитку ґрунтів.

Зародковий стан профілю ґрунтів до появи перших ознак горизонтів можна визначати терміном «ініційні ґрунти». Відповідно виділяється «ініційна стадія ґрунтоутворення» - від ґрунту «по Вески» до того часу, коли з'явиться помітна диференціація профілю на горизонти, і можна буде прогнозувати класифікаційний статус ґрунту. За терміном «молоді ґрунти» запропоновано закріпити стадію «молодого ґрунтоутворення» - від появи перших ознак горизонтів до того часу, коли генетичний (точніше, морфолого-аналітичний) вигляд буде досить вираженим для діагностики та класифікації із загальних позицій ґрунтознавства.

Генетичні характеристики можна давати і до досягнення зрілості профілю, зі зрозумілою часткою прогностичного ризику, наприклад, – «ініційні дернові ґрунти»; «Молоді пропідзолисті ґрунти», «Молоді карбонатні ґрунти». При такому підході номенклатурні проблеми вирішуються природно, на основі загальних принципів ґрунтово-екологічного прогнозування відповідно до формули Докучаєва-Єнні (подання ґрунту як функції факторів ґрунтоутворення: S = f(cl, o, r, p, t...)).

Антропогенне ґрунтоутворення

У науковій літературі для земель після гірничих робіт та інших порушень ґрунтового покриву закріпилася узагальнена назва «техногенні ландшафти», а вивчення ґрунтоутворення у цих ландшафтах оформилося у «рекультиваційне ґрунтознавство». Було запропоновано також термін «техноземи», що по суті є спробою об'єднати Докучаєвську традицію «-земів» з техногенними ландшафтами.

Наголошується, що логічніше застосовувати термін «технозем» до тих ґрунтів, які спеціально створюються в процесі технології гірничих робіт шляхом розрівнювання поверхні та насипання спеціально знятих гумусових горизонтів або потенційно родючих ґрунтів (суди). Використання цього терміну для генетичного ґрунтознавства навряд чи виправдане, оскільки підсумковим, клімаксним продуктом ґрунтоутворення буде не новий «зем», а зональний ґрунт, наприклад, дерново-підзолистий, або дерново-глеєвий.

Для техногенно-порушених ґрунтів пропонувалося використовувати терміни «ініціальні ґрунти» (від «нуль - моменту» до появи горизонтів) та «молоді ґрунти» (від появи до оформлення діагностичних ознак зрілих ґрунтів), що вказують на головну особливість таких ґрунтових утворень – тимчасові етапи їх еволюції з недиференційованих порід у зональні ґрунти.

Класифікація ґрунтів

Єдиної загальноприйнятої класифікації ґрунтів не існує. Поруч із міжнародною (Класифікація грунтів ФАО і що змінила їх у 1998 року WRB) у багатьох країнах світу діють національні системи класифікації грунтів, часто засновані принципово різних підходах.

У Росії до 2004 спеціальною комісією Ґрунтового інституту ім. В. В. Докучаєва, керованої Л. Л. Шишовим, підготовлено нову класифікацію ґрунтів, що є розвитком класифікації 1997 року. Проте російським ґрунтознавцями продовжує активно використовуватися і класифікація ґрунтів СРСР 1977 року.

З відмінних рис нової класифікації можна назвати відмову від залучення для діагностики факторно-екологічних і режимних параметрів, що важко діагностуються і часто визначаються дослідником суто суб'єктивно, фокусування уваги на ґрунтовому профілі та його морфологічних особливостях. У цьому ряд дослідників бачать відхід від генетичного ґрунтознавства, що робить основний упор на походження ґрунтів та процесах ґрунтоутворення. У класифікації 2004 року запроваджуються формальні критерії віднесення ґрунту до певного таксону, залучається поняття діагностичного горизонту, прийняте у міжнародній та американській класифікаціях. На відміну від WRB та американської Soil Taxonomy, у російській класифікації горизонти та ознаки не рівноцінні, а строго ранжовані за таксономічною значимістю. Безперечно, важливим нововведенням класифікації 2004 року стало включення до неї антропогенно-перетворених ґрунтів.

В американській школі ґрунтознавців використовується класифікація Soil Taxonomy, що має поширення також в інших країнах. Характерною її особливістю є глибоке опрацювання формальних критеріїв віднесення ґрунтів до того чи іншого таксону. Використовуються назви грунтів, сконструйовані з латинських та грецьких коренів. У класифікаційну схему традиційно включаються ґрунтові серії - групи ґрунтів, відмінних лише за гранулометричним складом, які мають індивідуальну назву - опис яких почався ще при картуванні Ґрунтовим бюро території США на початку XX століття.

Класифікація грунтів - система поділу грунтів за походженням та (або) властивостями.

• Тип ґрунту - основна класифікаційна одиниця, що характеризується спільністю властивостей, зумовлених режимами та процесами ґрунтоутворення, та єдиною системою основних генетичних горизонтів.
  • Підтип грунту - класифікаційна одиниця в межах типу, що характеризується якісними відмінностями в системі генетичних горизонтів і за проявом процесів, що накладаються, що характеризують перехід до іншого типу.
    • Рід ґрунту – класифікаційна одиниця в межах підтипу, що визначається особливостями складу ґрунтово-поглинаючого комплексу, характером сольового профілю, основними формами новоутворень.
      • Вид грунту - класифікаційна одиниця в межах роду, яка кількісно відрізняється за ступенем вираженості грунтоутворювальних процесів, що визначають тип, підтип і рід грунтів.
        • Різновид ґрунту - класифікаційна одиниця, що враховує поділ ґрунтів за гранулометричним складом всього ґрунтового профілю.
          • Розряд грунту - класифікаційна одиниця, що групує грунти за характером грунтоутворювальних та підстилаючих порід.

Закономірності розповсюдження

Клімат як фактор географічного поширення ґрунтів

Клімат - один із найважливіших факторів ґрунтоутворення та географічного поширення ґрунтів - значною мірою визначається космічними причинами (кількістю енергії, одержуваної земною поверхнею від Сонця). З кліматом пов'язаний прояв найзагальніших законів географії ґрунтів. Він впливає на ґрунтоутворення як безпосередньо, визначаючи енергетичний рівень та гідротермічний режим ґрунтів, так і побічно, впливаючи на інші фактори ґрунтоутворення (рослинність, життєдіяльність організмів, ґрунтоутворюючі породи і т. д.).

Безпосередній вплив клімату на географію ґрунтів проявляється у різних типах гідротермічних умов ґрунтоутворення. Тепловий і водний режими ґрунтів впливають на характер та інтенсивність усіх фізичних, хімічних та біологічних процесів, що протікають у ґрунті. Ними регулюються процеси фізичного вивітрювання гірських порід, інтенсивність хімічних реакцій, концентрація ґрунтового розчину, співвідношення твердої та рідкої фази, розчинність газів. Гідротермічні умови впливають на інтенсивність біохімічної діяльності бактерій, швидкість розкладання органічних залишків, життєдіяльність організмів та інші фактори, тому в різних районах країни з неоднаковим тепловим режимом швидкість вивітрювання та ґрунтоутворення, потужність ґрунтового профілю та продуктів вивітрювання суттєво різні.

Клімат визначає найбільш загальні закономірності поширення ґрунтів – горизонтальну зональність та вертикальну поясність.

Клімат є результатом взаємодії кліматоутворюючих процесів, що протікають в атмосфері та діяльному шарі (океанах, кріосфері, поверхні суші та біомасі) – так званій кліматичній системі, всі компоненти якої безперервно взаємодіють один з одним, обмінюючись речовиною та енергією. Кліматоутворюючі процеси можна розділити на три комплекси: процеси теплообігу, вологообігу та атмосферної циркуляції.

Значення ґрунтів у природі

Грунт як місце існування живих організмів

Грунт має родючість - є найбільш сприятливим субстратом або середовищем проживання для переважної більшості живих істот - мікроорганізмів, тварин і рослин. Показово також, що з їхньої біомасі грунт (суша Землі) майже 700 разів перевершує океан, хоча частку суші припадає менше 1/3 земної поверхні.

Геохімічні функції

Властивість різних ґрунтів по-різному акумулювати різноманітні хімічні елементи та сполуки, одні з яких необхідні для живих істот (біофільні елементи та мікроелементи, різні фізіологічно-активні речовини), а інші є шкідливими або токсичними (важкі метали, галогени, токсини та ін.) , проявляється на всіх рослинах і тварин, що живуть на них, включаючи і людину. В агрономії, ветеринарії та медицині такий взаємозв'язок відомий у вигляді так званих ендемічних хвороб, причини яких були розкриті лише після робіт ґрунтознавців.

Грунт істотно впливає на склад і властивості поверхневих, підземних вод і всю гідросферу Землі. Фільтруючись через ґрунтові шари вода витягує з них особливий набір хімічних елементів, характерний для ґрунтів водозбірних територій. А оскільки основні господарські показники води (її технологічна та гігієнічна цінність) визначаються вмістом та співвідношенням цих елементів, то порушення ґрунтового покриву проявляється також у зміні якості води.

Регулювання складу атмосфери

Ґрунт є головним регулятором складу атмосфери Землі. Зумовлено це діяльністю ґрунтових мікроорганізмів, що у величезних масштабах продукують різноманітні гази.

Завдяки своїй родючості вона дає життя рослинам. Більшу частину ґрунту складають органомінеральні сполуки. Іншими складовими є рідкі та газоподібні елементи. На зростання та розвиток рослин впливають , макро- та мікроелементи.

Безперервне використання земель має негативний характер. Починаючи з вісімдесятих років минулого століття стали непридатними 10 млн. га ріллі. Більшість ґрунтів Росії була закислена, засолена, перезволожена, а також зазнала хімічного та радіоактивного забруднення. Негативно на родючості ґрунтів позначається вітрова та водна ерозія.

Типи та карта ґрунтів Росії

Величезна довжина, різноманітність клімату, рельєфу та водного режиму сформували строкатий ґрунтовий покрив. Кожному регіону відповідає свій тип ґрунтів. Найважливішим показником родючості є товщина гумусного горизонту. Гумусом називають верхній родючий шар ґрунту. Він утворюється завдяки діяльності мікроорганізмів, які переробляють залишки рослинного та тваринного походження.

На території Росії найбільш поширені такі типи ґрунтів:

Арктичні ґрунти

Арктичні грунти знаходяться на Північному Льодовитому. Вони практично не містять гумусу, ґрунтоутворювальні процеси на низькому рівні через . Арктичні райони використовуються як мисливські угіддя або збереження популяцій унікальних видів тварин.

Тундрові ґрунти

Тундрові грунти розташовані в уздовж узбережжя морів Північного Льодовитого океану. У цих районах панує вічна мерзлота. Лишайники та мохи, що утворилися в літній період, не є добрим джерелом для формування гумусу. Через багаторічну мерзлоту грунт за коротке літо відтає лише на 40 см углиб. Землі часто засолені. Вміст гумусу в ґрунті тундрової зони незначний через слабку мікробіологічну активність. Землі використовуються місцевими жителями як пасовища для оленів.

Підзолисті ґрунти

Підзолисті грунти поширені в змішаних лісах. Території займають 75% загальної площі Росії. Велика кількість води і холодний клімат створюють кисле середовище. Через неї органічні речовини йдуть на глибину. Гумусовий обрій не перевищує десяти сантиметрів. У ґрунті мало поживних речовин, але багато вологи. За правильної обробки вона придатна для сільського господарства. На збагачених добривами підзолистих ґрунтах дають гарний урожай злакові, картопля та зернові.

Сірі лісові ґрунти

Сірі лісові ґрунти розташовуються у Східному Сибіру, ​​його лісостепах та широколистяних лісах. На формування флори регіону впливає помірний клімат та рельєф. Землі є поєднанням підзолистих і чорноземних грунтів. Велика кількість рослинних залишків, літні дощі та повне їх випаровування сприяє накопиченню перегною. Ліси багаті землями із вуглекислим кальцієм. Завдяки високій родючості 40% сірих лісових ґрунтів активно використовуються для потреб сільського господарства. Десята частина припадає на пасовища та сіножаті. На інших землях вирощують кукурудзу, буряк, гречку та озимі культури.

Чорноземні ґрунти

Чорноземні ґрунти знаходяться на півдні країни, біля кордонів з Україною та Казахстаном. На товстий гумусний шар вплинув рівнинний рельєф, теплий клімат та невеликі опади. Такий тип ґрунтів вважається найродючішим у всьому світі. Росії належить близько 50% світових запасів чорноземів. Велика кількість кальцію перешкоджає вимиванню корисних речовин. У південних районах спостерігається нестача вологи. Землі обробляють сотні років, але й досі вони залишаються родючими. Більше інших культур чорноземи засівають пшеницею. Високий урожай дає цукровий буряк, кукурудза та соняшник.

Каштанові ґрунти

Каштанові ґрунти переважають в Астраханській області, Мінусинських та Приамурських степах. Тут спостерігається нестача гумусу через високі температури і нестачу вологи. Земля щільна, набухає при зволоженні. Солі погано вимиваються водою, ґрунт має слабокислу реакцію. Вона придатна для землеробства, якщо підтримувати регулярне зрошення. Тут вирощують люцерну, бавовник, пшеницю та соняшник.

Бурі та сіро-бурі ґрунти

Бурі та сіро-бурі ґрунти зустрічаються на Прикаспійській низовині. Їхньою характерною ознакою є пориста кірка на поверхні. Вона утворюється через високі температури і слабку зволоженість. Гумус тут незначна кількість. У ґрунті накопичуються карбонати, солі та гіпс. Родючість земель низька, більшість територій використовують під пасовища. На зрошуваних ділянках вирощують рис, бавовник та баштанні культури.

Ґрунти природних зон Росії

Карта природних зон Росії

Природні комплекси змінюють один одного з півночі на південь країни, загалом їх налічується вісім. Кожна природна зона Росії характеризується своїм унікальним грунтовим покривом.

Ґрунти арктичної пустелі

Ґрунтовий покрив практично не виражений. На невеликих ділянках ростуть мохи та лишайники. У теплу пору над землею з'являється трава. Все це виглядає як невеликі оази. Рослинні залишки що неспроможні сформувати гумус. Талий шар землі влітку не перевищує 40 см. Перезволоження, а також літнє висушування призводять до розтріскування поверхні землі. У ґрунті багато заліза, через що вона має буре забарвлення. В арктичній пустелі практично немає боліт, озер, у суху погоду на поверхні утворюються сольові плями.

Ґрунти тундри

У ґрунти перезволожені. Це пояснюється близьким заляганням вічної мерзлоти та недостатнім випаром вологи. Темпи гуміфікації дуже сповільнені. Рослинні залишки не можуть перегнити і залишаються на поверхні у вигляді торфу. Кількість поживних речовин мінімальна. Земля має сизувате або іржаве забарвлення.

Ґрунти лісотундри

Лесотундра характеризується переходом від тундрових ґрунтів до тайгових. Рідколіси вже нагадують ліс, у них поверхнева коренева система. Вічна мерзлота починається на рівні 20 см. Верхній шар добре прогрівається влітку, що сприяє утворенню пишної рослинності. Волога погано випаровується через низькі температури, тому поверхня заболочена. Ділянки лісотундри є поєднанням підзолистих і торф'яно-глеєвих грунтів. Тут мало гумусу, землі закислені.

Ґрунти тайги

У практично відсутня зона мерзлоти, тому ґрунти підзолисті. Залізо руйнується під дією кислот і вимивається у глибокі шари ґрунту. У верхніх шарах утворюється кремнезем. У тайзі слабо розвинений підлісок. Опала хвоя і мох довго розкладаються. Зміст гумусу мінімальний.

Ґрунти широколистяних та змішаних лісів

У широколистяних та змішаних лісах переважають дерново-підзолисті та бурі ґрунти. Ця природна зона є домом для дубів, модрин, кленів, беріз і лип. Опад дерев формує багато гумусу. Шар дерну скорочує потужність землі, тому дерново-підзолистий ґрунт бідний на фосфор та азот. Бурі ґрунти збагачені поживними елементами. Гумус надає їм темного забарвлення.

Ґрунти лісостепу

Лісостепи характеризуються високим випаром вологи, у літній період спостерігається посуха та суховії. У цій природній зоні формуються чорноземні та сірі лісові ґрунти. Шар гумусу великий, при цьому мінералізація уповільнена. Завдяки особливій родючості землі лісостепи активно культивуються багато років поспіль. Розорані території піддаються вивітрюванню та висиханню.

Ґрунти степу

Представлена ​​темно-каштановими, звичайними та малогумусними чорноземами. У ґрунті достатня кількість поживних речовин. Гумусу в каштанових грунтах менше, тому вони світліші за інші.

Ґрунти пустель та напівпустель

У переважають каштанові ґрунти. Через недостатнє зволоження відбувається накопичення солей. Рослинність не утворює суцільного покриву. У рослин глибоке коріння, здатне добувати вологу далеко від поверхні. Подекуди зустрічаються солончаки. Гумус мало, в нижніх шарах можна виявити гіпс.

У якому регіоні Росії ґрунти найбільш родючі?

Чорнозем – це найродючіший тип ґрунту. Його неможливо сформувати штучно. Чорнозем займає лише 10% від загальної території країни, але його врожайність значно перевищує інші ґрунти. Цей тип багатий на гумус і кальцій. За структурою ґрунт важкий, пухкий, пористий, тому вода і повітря легко проникають до коріння рослин. Чорнозем зустрічається в Центрально-Чорноземному економічному районі, що включає Воронезьку, Курську, Білгородську, Липецьку і Тамбовську області. Підзолисті ґрунти при правильній агротехніці також дають високий урожай. Вони поширені в європейській частині Росії, на Далекому Сході та у Східному Сибіру.