Ґрунт, природні зони та ландшафти. Типи ґрунтів Росії Співвідношення ґрунтів та природних зон

Ґрунти

Російська Федерація характеризується великою різноманітністю біокліматичних умов, яким обумовлено розмаїття грунтів її території. Крім відмінностей у специфіці клімату та сучасних екосистем, різноманітність ґрунтів Росії визначається складністю геологічної будови та історії верхнього чохла відкладень на земній поверхні. Зазвичай, кожному типу природних біогеоценозів відповідає певний тип чи група типів грунтів. Спільно з кліматичними параметрами ґрунту зумовлюють характер використання земель у сільському господарстві. Географічне поширення грунтів регулюється законами географії грунтів, насамперед широтної зональності та вертикальної поясності. Нижче наводиться характеристика ґрунтів основних природних зон Росії.

Ґрунти арктичної зони.Арктична зона займає в Росії порівняно невелику територію: вона поширена на островах Північного Льодовитого океану, таких як Земля Франца-Йосифа, Нова Земля, Північна Земля, північна частина Новосибірських островів, а також на північному краю півострова Таймир (мис Челюскін). В арктичній зоні ґрунту займають лише вільні від льоду місця, де ростуть лишайники та мохи, а місцями – куртинки злаків. Відтають вони на 2–3 міс на рік на глибину 20–30 см. У гранулометричному складі цих ґрунтів переважають щебнисті та великопіщані фракції. Вміст органічного вуглецю в ґрунтах не перевищує 1,0–1,5% у поверхневому горизонті, реакція середовища близька до нейтрального. Для ґрунтів, що формуються на узбережжях океану, характерне накопичення солей, подекуди сольові вицвіти на поверхні.

Ґрунти тундри та лісотундри.Тундрова зона тягнеться вздовж узбережжя Північного Льодовитого океану по всій Російській Півночі. Вона характеризується більш м'якими, ніж арктична зона, кліматичними умовами та відносно безперервним ґрунтово-рослинним покривом, який відсутній тільки на виходах скельних порід (т.з. скальників) та на льодовиках.

Тундра поділяється на три підзони: арктичну тундру, типову (лишайниково-моховую) тундру та південну (чагарникову) тундру.

Арктична тундра займає вузьку смугу океанським узбережжям безпосередньо на південь від арктичної зони. Типовими ландшафтами є плямисті тріщинно-полігональні тундри, де плями, позбавлені ґрунтово-рослинного покриву, можуть займати до 40-80% загальної площі. Основні площі зайняті т.з. арктотундровими ґрунтами. Вони формуються під чагарниково-трав'яно-лишайниково-мохової рослинністю на суглинистих і глинистих відкладах різного генези і мають малопотужний (3-6 см) гумусово-акумулятивний горизонт, під яким залягає бурофарбований серединний горизонт із сизими плямами. Подібне забарвлення діагностує огляд – процес відновлення заліза та марганцю в умовах дефіциту кисню через тривале насичення ґрунту вологою. Для багатьох ґрунтів цієї зони типові в їх профілі кріотурбації – ознаки перемішування ґрунту внаслідок його промерзання та відтавання. Ґрунти характеризуються відносно високим вмістом органічного вуглецю в поверхневому горизонті (2,0–3,5%) та глибоким його проникненням у товщу ґрунту, реакцією середовища – нейтральним або близьким до нейтрального, високим вмістом обмінних основ, серед яких переважає кальцій.

Типова тундра займає великі простору на півночі країни, особливо в Азіатській її частині, і характеризується більш різноманітними та розвиненими ґрунтами, ніж арктична тундра. Істотну частину ґрунтового покриву складають тундрові глеєві ґрунти (див. Глеєземи ), які відрізняються від арктотундрових ґрунтів більш глибоким профілем, що протує до 40-100 см, і яскравішим проявом оглеіння, яке свідчить про тривале перезволоження. Для тундрових ґрунтів Європейської частини Росії характерне поверхневе осмотрение, а грунтів Східного Сибіру – надмерзлотное. На відміну від ґрунтів арктичної тундри, тундрові глеєві ґрунти типової тундри характеризуються кислою реакцією середовища у верхньому горизонті, яка змінюється слабокислою з глибиною. Крім тундрових глеєвих ґрунтів, у цій зоні великі площі займають тундрові болотяні ґрунти та підбури. Тундрові болотяні ґрунти формуються на знижених, погано дренованих елементах рельєфу. Їх характерні постійний застійний водний режим і сповільнене розкладання рослинних залишків, що призводить до утворення поверхні торфу; потужність торф'яного покладу в тундрі, як правило, незначна через низьку біологічну продуктивність тундрових екосистем. На щебнистих і піщаних породах з гарною водопроникністю утворюються підбури - кислі, без ознак огляду ґрунту з іржаво-бурим горизонтом під мохово-чагарниковою рослинністю. Загальною особливістю ґрунтового покриву тундри є його строкатість і комплексність, тобто часте чергування дрібних плям різних ґрунтів і голих, позбавлених рослинності ділянок, що пов'язано з суворими кліматичними умовами. Родючість тундрових грунтів невелика, проте мохи і лишайники, що ростуть на них, служать кормом для північних оленів.

Південна чагарникова тундра, що на південь переходить у лісотундру, характеризується широким поширенням чагарникових чагарників у долинах річок. У Європейській частині Росії ці чагарники складаються з полярної верби, кущистої вільхи, але в Далекому Сході представлені переважно кедровим стлаником. Ґрунти південної тундри подібні загалом із ґрунтами типової тундри, але потужність діяльного шару і відповідно потужність ґрунтового профілю тут більша.

Лесотундра, що отримує більше тепла, ніж північні зони, характеризується впровадженням розріджених і пригноблених деревостанів в безлісний простір тундри. Це призводить до утворення в цих умовах глеєпідзолистих ґрунтів, які переважають у ґрунтовому покриві північної тайги. У цих ґрунтах на тлі оглеения відбувається також винесення тонких глинистих частинок з верхніх ґрунтових горизонтів вниз профілю. На породах легкого гранулометричного складу переважають підбури та карликові підзоли.

Ґрунти тайгово-лісової зони.Зазвичай у Росії тайговая зона підрозділяється на північну, середню і південну тайгу.

Це справедливо для більшої частини території Росії, крім Західного Сибіру, ​​де ясної межі між північною та середньою тайгою не спостерігається як у геоботанічному, так і у ґрунтовому відношенні. Ґрунтовий покрив сильно відрізняється у Європейській та Азіатській частині країни.

Для тайги Європейської території Росії характерно формування ґрунтів підзолистого ряду, в яких відбувається винесення мулистого матеріалу з верхніх горизонтів у серединні горизонти ґрунту. За рахунок цього процесу у верхній частині профілю формується вибілений обрій полегшеного гранулометричного складу. Серединний горизонт (горизонт B) збагачується глинистим матеріалом, який утворює плівки та натіки на ґрунтових агрегатах та в порах. Для збагаченого глиною (текстурного) горизонту характерні жовтувато-бурі або червонувато-бурі кольори, ущільненість і добре виражена призматична структура.

У північній тайзі з малою кількістю сонячного тепла і надмірним зволоженням в профілях глееподзолистых грунтів, що формуються тут, спостерігається оглеіння, пов'язане з застоєм вологи у верхніх горизонтах. У ґрунтовому покриві також присутні торф'яні болотні та оглеєні ґрунти. Тайгові глеєземи представлені досить різноманітними ґрунтами, загальною рисою яких є або огляд всього профілю, або наявність яскраво вираженого глейового горизонту, що залягає безпосередньо під відорфованою лісовою підстилкою або торф'яним поверхневим горизонтом. Мінеральні горизонти глеєземів на суглинистих породах зазвичай безструктурні, перезволожені, з явними ознаками мерзлотних деформацій ґрунтового профілю. На піщаних і щебнистих породах поширені ілювіально-гумусові та гумусово-залізисті підзоли. Їх особливістю є наявність чітко вираженого вибіленого підзолистого горизонту і темного або іржаво-бурого гумусово-залізистого горизонту, що залягає під ним. Хоча підзолисті ґрунти та підзоли мають риси подібності і тому раніше включалися в один тип, ці дві групи ґрунтів суттєво відрізняються як за процесами, що їх формують, так і за властивостями та використанням.

Для великих просторів середньої тайги найбільш типові підзолисті ґрунти. Вони формуються тут під ялиновими, ялицево-ялицевими та змішаними ялиново-березовими лісами на суглинистих відкладах. У зв'язку з незначною участю трав'янистої рослинності у грунтовому покриві середньотайгових лісів у типових підзолистих ґрунтах немає дернини та гумусового горизонту. Безпосередньо під лісовою підстилкою залягає світлий, слабо забарвлений т.з. потічним гумусом кислий підзолистий горизонт.

У ґрунтовому покриві південнотаїжних змішаних хвойно-листяних лісів переважають дерново-підзолисті ґрунти, у профілі яких є як гумусово-акумулятивний, так і освітлений підзолистий обрій (див. у статті Підзолисті ґрунти). На суглинистих породах міститься 3–5% гумусу(З глибиною його зміст швидко знижується). Для цих ґрунтів характерна кисла реакція ґрунтового розчину, при цьому кислотність максимальна в лісовій підстилці та у верхніх мінеральних горизонтах ґрунту.

Дерново-підзолисті ґрунти складають основний фонд орних земель нечорноземних областей і за належної системи добрив успішно використовуються у сільському господарстві для вирощування різноманітних зернових, овочевих, плодово-ягідних та кормових культур.

Підзолисті ґрунти звичайні й у ряді районів Сибіру, ​​проте загалом ці ґрунти не переважають у тайзі Азіатської частини Росії. У Середньому та Східному Сибіру широко поширені тайгові мерзлотні ґрунти (кріоземи), профіль яких складається з відорфованої лісової підстилки, малопотужного перегнійного або грубогумусного горизонту, що переходить у перемішаний в результаті замерзання та відтавання горизонт сірувато-бурого кольору; нижня частина профілю ґрунту насичена вологою, у вологому стані тиксотропна, тобто розріджується при механічному впливі, безструктурна. Глибина літнього протаювання вбирається у 1 м. Своєрідні мерзлотно-тайговые палеві грунту Центральноякутської низовини біля Якутії. Вони займають тут великі площі під модринами лісів і характеризуються слабодиференційованим ґрунтовим профілем. Під верхнім гумусовим горизонтом розташований світлий, жовтувато-бурий горизонт, що поступово переходить у лесоподібний карбонатний суглинок. Реакція ґрунтів нейтральна або слабокисла у верхніх горизонтах і слаболужна у нижніх. При належній меліорації та внесенні добрив вони придатні для вирощування зернових, овочів та трав.

На багатих за мінералогічним складом піщаних породах у добре дренованих умовах утворюються тайгові підбури без ознак огляду та опідзолювання. Вони відрізняються наявністю відорфованої лісової підстилки, безпосередньо під якою лежить бурий ілювіально-залізисто-гумусовий горизонт, що поступово переходить у грунтоутворюючу породу. У їхньому профілі немає освітленого підзолистого горизонту.

На Середньому Уралі, в передгір'ях Алтаю та Саян, на Далекому Сході під південнотажними, частково та середньотайськими лісами поширені своєрідні буротаїжні грунти. Профіль цих ґрунтів слабодиференційований на генетичні горизонти. Вони відрізняються високим вмістом гумусу (до 7–15%) та рухомих сполук заліза у верхньому горизонті, кислою реакцією ґрунтового розчину. У ландшафтах із утрудненим дренажем, що сприяє застою поверхневих вод та розвитку елювіально-глейового процесу, формуються оглеєні буротаїжні ґрунти.

Ще більшою своєрідністю відрізняються вулканічні охристі шарувато-попелові грунти Камчатки. Характерною рисою їхнього генези є періодичне переривання грунтоутворення випаданням нових порцій вулканічного попелу. В результаті їх профіль складається з накладених один на одного елементарних профілів, у кожному з яких виділяються органогенний та серединний горизонти; останній може бути фарбований гумусом у кавові тони або гідроксидами заліза – у охристі. Вулканічні ґрунтивідрізняють легкий гранулометричний склад, висока водопроникність, переважання слабо окристалізованих алюмосилікатних та залізистих мінералів. Реакція вулканічних охристих ґрунтів кисла, ємність поглинання катіонів низька. Ефективне використання цих ґрунтів у лісовому господарстві.

Величезні площі північних регіонах Росії, особливо у Західному Сибіру і Далекому Сході, займають болотяні грунти . Вони надмірно вологі протягом усього року і тому характеризуються уповільненим розкладанням рослинних решток, що призводить до формування торф'яної товщі.

Торф'яні ґрунти поділяються за потужністю торф'яного покладу, за ботанічним складом торфу, за вмістом мінеральної частини (зольної частини) та за ступенем розкладання органічних залишків. Принципово розрізняються болотні низинні та верхові торф'яні ґрунти. Низинні торфовища формуються при підтопленні мінералізованими ґрунтовими водами, у них високо вміст золи, торф складений переважно осоками та деревиною, ступінь розкладання органічних залишків висока, реакція середовища слабокисла або нейтральна. Верхові торф'яні грунти формуються при насиченні низькомінералізованими дощовими водами: зольність торфу низька, складний він переважно сфагновими мохами, що слабко розклалися, реакція середовища кисла.

Болотні низинні ґрунти можна використовувати в землеробстві лише після проведення осушувальних меліорацій, болотні верхові ґрунти придатні лише для лісівництва. Хоча переважаючі в зонах північної та середньої тайги типи грунтів практично непридатні для використання в сільському господарстві, їхнє значення надзвичайно велике, тому що вони є основою для зростання та розвитку лісів. Торф'яно-болотні ґрунти та торф'яні поклади у цих природних зонах значною мірою визначають гідрологічний режим північних територій, зберігають величезні кількості вуглецю та азоту, запасені у вигляді органічних речовин.

На карбонатних породах у Середньому та Східному Сибіру звичайні дерново-карбонатні ґрунти (див. Рендзіни) із слабокислою або слаболужною реакцією, високим вмістом гумусу (до 5–12%); вони багаті на елементи живлення рослин, але, як правило, мають невелику потужність і в різній мірі вилужені або опідзолені. В умовах вологого прохолодного клімату в підзонах північної та середньої тайги на карбонатних породах утворюються перегнійно-карбонатні ґрунти, що відрізняються від дерново-карбонатних ще більш високим вмістом гумусу (до 20% і більше).

У заплавах та дельтах річок під заливними луками поширені алювіальні ґрунти, що формуються в умовах періодичного затоплення та накопичення річкових наносів (алювія) Великі простори займають алювіальні ґрунти вздовж великих річок Сибіру та Далекого Сходу: Обі, Єнісея, Олени та Амура. Вони різноманітні за режимом, будовою та властивостями в залежності від складу алювію, розташування в тій чи іншій областях річкової заплави, а також від географічного розташування самої заплави. У лісовій зоні ґрунти річкових заплав характеризуються кислою реакцією, порівняно високим вмістом органічної речовини, оглядом у профілі ґрунтів низької заплави та заболочуванням у притерасній заплаві.

Для широколистяних і хвойно-широколистяних лісів півдня Далекого Сходу, а також гірських схилів Кавказу, Алтаю та Сихоте-Аліня характерні буроземи зі слабкою диференціацією ґрунтового профілю та бурим забарвленням, що створюється внаслідок акумуляції оксидів та гідроксидів заліза. Реакція – від слабокислої до нейтральної. Зміст гумусу у верхньому, зазвичай добре оструктураному горизонті до 10% і більше. Помірно теплий і вологий клімат визначає багатство та різноманітність ґрунтової біоти. У різних умовах рельєфу та складу грунтоутворюючих порід у буроземах виявляються ознаки опідзоленості або поверхневого оглеіння. На вирівняних погано дренованих ділянках зустрічаються підбіли, що відрізняються різкою диференціацією ґрунтового профілю: під гумусовим горизонтом знаходиться білого або світло-сірого кольору горизонт з комковато-плитчастою структурою і великою кількістю залізисто-марганцевих стяжень.

Практично всі ґрунти тайгово-лісової зони відрізняються низькою природною родючістю та вимагають внесення органічних та мінеральних добрив, у т. ч. вапнування для зниження ґрунтової кислотності. У північній та середній тайзі основним напрямком у сільському господарстві є молочне та м'ясне тваринництво, тому ґрунти використовуються під вирощування багаторічних трав та під пасовища. Місцями успішно розвивається овочівництво. У південній тайзі використання ґрунтів у сільському господарстві суттєво розширюється: обробляються такі культури, як жито, овес, ячмінь, гречка. Основними проблемами при освоєнні та використанні ґрунтів у тайговій зоні є їхнє підкислення за відсутності регулярного вапнування, виснаження при недостатньому внесенні добрив, підтоплення при порушенні гідрології ґрунтових вод, а також водна ерозія. Для осушених торфових грунтів характерна прискорена спрацювання торфу.

Сірі лісові ґрунти традиційно поділяються на збільшення гумусованості та зниження опідзоленості на світло-сірі, сірі та темно-сірі лісові. Для всього типу сірих лісових ґрунтів характерні більша, порівняно з дерново-підзолистими ґрунтами, гумусність, від 2–3% у світло-сірих до 8% і більше у темно-сірих, і горіхувата структура, за що раніше їх називали горіховими землями. Сірі, особливо темно-сірі, лісові ґрунти родючі. На них вирощують озиму та яру пшеницю, цукрові буряки, кукурудзу, картоплю, льон та ін. та районів лісостепової зони.

У лісостеповій та степовій природних зонах великі площі припадають на чорноземи, глибокі темнозабарвлені гумусовані ґрунти. Для чорноземів характерні нейтральна реакція, висока ємність поглинання, сприятливі агрофізичні властивості, обумовлені значною мірою водоміцною комковато-зернистою структурою гумусованої частини профілю. Вони дуже різноманітні і поділяються за зональним принципом на лісостепові (опідзолені, вилужені, типові) та степові (звичайні та південні). Для типових чорноземів характерні темний, майже чорний колір, високий, до 10–12%, вміст гумусу, велика потужність гумусового горизонту, що досягає 80–100 см і більше, плавне зменшення кількості гумусу вниз за профілем та наявність горизонту з різноманітними формами новостворених карбонатів кальцію. . Чорноземи опідзолені та вилужені утворюють великі ареали на північ від типових і відрізняються слабкою елювіально-ілювіальною диференціацією профілю за вмістом глини та зниженням рівня залягання карбонатного горизонту. На суглинистих і глинистих рівнинах степової зони панують звичайні та південні чорноземи, що мають гумусовий горизонт потужністю 40-80 см; карбонатні новоутворення представлені білоокою – слабосцементованими стягненнями карбонатів у вигляді округлих білих плям – очок діаметром 1–2 см. Вміст гумусу становить 5–8% у звичайних та 3–6% у південних чорноземах. За провінційними особливостями, тобто за формами виділення карбонатів, що відображають водний режим, чорноземи діляться на міцелярно-карбонатні, кріогенно-міцелярні, борошнисто-карбонатні та ін.

У Предкавказзі, на Азово-Кубанській рівнині, поширені чорноземи звичайні та південні міцелярно-карбонатні. Вони відрізняються великою потужністю гумусового горизонту (до 120 см і більше), карбонати з'являються у верхній частині гумусового горизонту або з поверхні. У степовому Криму на лесах розвинені чорноземи південні та міцелярно-карбонатні; на заході півострова та біля підніжжя північних схилів Кримських гір на щільних карбонатних породах широко представлені чорноземи залишково-карбонатні, а на Керченському півострові на засолених глинах – чорноземи злиті.

Серед чорноземних ґрунтів за зниженими елементами рельєфу та при близькому заляганні ґрунтових вод (2–5 м) розташовуються лугово-чорноземні та чорноземно-лугові ґрунти. Лугово-чорноземні ґрунти ще темніші в порівнянні з чорноземами; вони відрізняються більшою потужністю гумусового шару та глеюватістю нижніх горизонтів. На відміну від них, чорноземно-луговим ґрунтам властиві більш інтенсивне огляд, вищий рівень ґрунтових вод та менша потужність гумусового шару. Лугово-чорноземні ґрунти високородючі, за винятком солончакуватих і солонцюватих.

У сухостеповій зоні переважають каштанові ґрунти, які містять гумусу менше, ніж чорноземи: від 2 до 5%. Крім того, у них менша потужність гумусового горизонту (від 15 до 50 см) та більш високо залягає карбонатний горизонт; у нижній частині профілю утворюється гіпс. Вони нерідко солонцюваті та ущільнені.

Каштанові ґрунти поділяються на підтипи за змістом гумусу та ряду ін. властивостей на темно-каштанові, каштанові та світло-каштанові, причому останні зустрічаються переважно в напівпустелях. Темно-каштанові та каштанові ґрунти на значній площі розорані та використовуються для вирощування зернових культур.

Серед каштанових ґрунтів за зниженнями рельєфу зустрічаються лугово-каштанові ґрунти, що відрізняються від каштанових лише більшою гумусованістю та кращою забезпеченістю вологою. Лугово-каштанові ґрунти найчастіше утворюють комплекси з каштановими ґрунтами, солонцямита солончаками.

У степовій та сухостеповій зонах, щонайменше в лісостепу значні площі займають засолені ґрунти, що містять у поверхневому горизонті або у всьому профілі легкорозчинні солі; ще більшою мірою процеси засолення проявляються в напівпустелях.

Найбільш яскраво процеси соленокопіння у ґрунтах виражені у солончаках. Ці ґрунти містять у поверхневому горизонті понад 1–2% легкорозчинних солей. За складом солей розрізняють солончаки хлоридні, сульфатні, содові та змішані (хлоридно-сульфатні, сульфатно-хлоридні та ін), а за складом катіонів – натрієві, магнієві, кальцієві.

Сільськогосподарське використання солончаків можливе лише за умови проведення корінної меліорації, причому найбільш ефективною є меліоративне промивання з видаленням солей із ґрунту та відведенням їх у дренажну систему.

Солончакові ґрунти відрізняються від солончаків меншим вмістом легкорозчинних солей. Їх поділяють на сильно-, середньо-і слабозасолені. До засолених грунтів примикають солонці – лужні грунти, які містять легкорозчинних солей чи містять їх над верхніх горизонтах, але в деякій глибині. Лужна реакція обумовлена ​​високим вмістом обмінного натрію у ґрунтах. Їх верхній гумусово-акумулятивний горизонт змінюється стовпчастим, дуже щільним, збагаченим глиною солонцевим горизонтом із лужною реакцією; внизу він переходить у підсолонцевий горіхуватий горизонт із карбонатами та гіпсом. Поширені солонці переважно у сухих напівпустельних степах, а також у степовій та навіть лісостеповій зонах. Найчастіше вони зустрічаються у складі т.з. солонцевих комплексів, що включають солончаки, солончакові, лучні, каштанові ґрунти або чорноземи.

З солонцями та солонцюватими ґрунтами генетично пов'язані солоди. Вони утворюються під впливом застою вологи та вилуговування солей із ґрунтового профілю. Солоді звичайні під березовими колками в лісостепу Західного Сибіру; зустрічаються вони і в блюдцеподібних пониженнях у степах та лісостепах. Характерною ознакою солоді є різка диференціація ґрунтового профілю на генетичні горизонти з обов'язковим включенням світлого горизонту із залізисто-марганцевими стяженнями та наявністю під ним щільного коричнево-бурого ілювіального горизонту. Для світлих осолоділих горизонтів характерна слабокисла реакція, також у ньому відзначається залишкова акумуляція кремнезему.

Ґрунти лісостепової, степової та сухостепової зон є основою ґрунтового фонду країни для потреб сільського господарства, що пов'язано як з оптимальними кліматичними умовами, так і з високою природною родючістю ґрунтів. Ґрунти використовуються під озиму та яру пшеницю, кукурудзу, соняшник, сою, овочеві та садові культури. Максимальна освоєність чорноземів: практично всі ґрунти чорноземної зони, за винятком поселень, незручностей і територій, що особливо охороняються, розорані і використовуються в сільському господарстві. Каштанові ґрунти також переважно розорані; частково каштанові ґрунти використовуються під випасання. У степовій та сухостеповій зонах як чорноземи, так і каштанові ґрунти місцями вимагають краплинного зрошення. Освоєння та землеробське використання солонців можливе, але потребує цілої системи меліоративних та агротехнічних заходів, включаючи гіпсування, спеціальне глибоке оранку з подальшим травосіянням.

Ґрунти напівпустель.У Росії півпустелі займають порівняно невелику територію, переважно у межах Прикаспійської низовини. Там на давньоалювіальних пісках та суглинистих лісоподібних відкладах поширені бурі пустельно-степові ґрунти(напівпустельні) - малогумусні, малопотужні, щільні і часто солонцюваті. Кількість гумусу в них рідко перевищує 1,5-2,0%, потужність гумусового горизонту не більше 10-15 см, нижче йде щільний коричнево-бурого кольору горизонт, що змінюється, у свою чергу, ілювіальним карбонатним; на глибині 80-100 см - скупчення гіпсу, під яким виявляються легкорозчинні солі. За зниженням рельєфу під різнотравно-злаковою рослинністю зустрічаються лучно-бурі ґрунти, що відрізняються більшою гумусністю. Ґрунтовий покрив напівпустельної зони характеризується строкатістю з частим чергуванням ґрунтів – світло-каштанових, бурих пустельно-степових, солонців та солончаків.

Ґрунтовий покрив напівпустельної зони сприятливий у розвиток пасовищного тваринництва, а, за зниженням з лугово-каштановыми і лугово-бурыми грунтами – баштанництва. При їх зрошенні необхідний ретельний моніторинг стану ґрунтів у зв'язку з можливим розвиткомїх вторинного засолення. Перевипас худоби призводить до швидкої деградації пасовищ, до опустелювання та переущільнення верхніх ґрунтових горизонтів.

Субтропічні ґрунти.Субтропічні ґрунти представлені на території Росії жовтоземами та коричневими ґрунтами. Жовтоземи займають вузьку смугу землі узбережжям Чорного моря у районі Туапсе – Сочі; вони характеризуються підвищеним вмістом рухомих оксидів заліза, алюмінію та марганцю. Їх профіль включає вилужений горизонт жовтого кольору з кислою реакцією середовища, що переходить донизу в ілювіальний світло-жовтий горизонт з великою кількістю залізисто-марганцевих конкрецій.

Жовтоземи використовуються для вирощування чаю, цитрусових, плодових та овочевих культур, але потребують органічних та мінеральних добрив, а також захисту від водної ерозії.

Коричневі ґрунти поширені в гірському Дагестані та на півдні Кримського півострова під сухими рідкісними лісами та чагарниками з трав'янистим покривом в умовах теплого та сухого субтропічного клімату. У них розрізняють гумусовий горизонт (коричнево-сірого забарвлення комковато-зернистої структури, містить 4-6% гумусу), перехідний буро-коричневий комковато-горіхуватий оглиняний горизонт і світліший горизонт з виділенням карбонатів кальцію по порах.

Коричневі ґрунти використовуються під сади та виноградники, вони потребують захисту від водної ерозії.

Гірські ґрунти.Гірські ґрунти займають понад 1/3 загальної площі країни. До них відносяться ґрунти гірських територій Криму, Кавказу, Уралу, Алтаю, Східного Сибіру та Далекого Сходу. Ґрунтовий покрив гір характеризується високою складністю. У порівнянні з рівнинними гірські ґрунти відрізняє менша потужність вертикального профілю, хороша дренованість, висока щебнистість та кам'янистість. Для ґрунтового покриву гір типово велика кількість ґрунтів, порушених внаслідок схилових процесів, таких як обвали, зсуви, селі, поверхнева та ярова ерозія. Більшість гірських ґрунтів можуть бути віднесені до відповідних ґрунтових типів, що сформувалися на рівнинах. Деякі типи можуть розглядатися як специфічно гірські: наприклад, гірсько-лугові та гірські лугово-степові ґрунти не мають аналогів на рівнинах. Гірсько-лугові ґрунти утворюються в умовах вологого клімату під добре розвиненим трав'янистим покривом. У них розвинений дерновий та гумусовий горизонти (зміст гумусу становить до 20%) з комковато-зернистою структурою; ці ґрунти характеризуються кислою реакцією по всьому профілю. Гірські лугово-степові ґрунти більш сухі, у них менше гумусу, вони нейтральні.

Гірські лісові ґрунти мають велике значення у лісовому господарстві країни, а також у природоохоронній справі. При вирубці гірських лісів їх ґрунтовий покрив швидко піддається ерозії, що спричиняє заноси та забруднення річок, повені на прилеглих територіях, порушення гідрологічного режиму на великих просторах басейнів річок. Гірничо-лугові та гірські лугово-степові ґрунти використовуються в пасовищному тваринництві. Вони потребують протиерозійного захисту.

Антропогенно-перетворені та антропогенні ґрунти.На природне розмаїття та стан грунтів істотно впливає виробнича, переважно сільськогосподарська, діяльність людини. Змінюються і перетворюються різною мірою будова, властивості, режими ґрунтів, створюються штучні ґрунти тощо. Фахівці Ґрунтового інституту ім. В. В. Докучаєва розробили нову класифікацію ґрунтів Росії (2004) з урахуванням ступеня їхньої антропогенної трансформації. У цій класифікації ті ґрунти, які суттєво змінені людиною, але не втратили ознак вихідних природних ґрунтів, виділяються як антропогенно-перетворені. Найменування таких ґрунтів утворюється додаванням компонента «агро-» до назв типів природних ґрунтів; наприклад, агропідзолисті, агрочорноземи тощо. Якщо ж природні ґрунтизмінені настільки, що в них не збереглося типових ознак або вони повністю створені штучно, вони класифікуються як антропогенні. Це агроземи(Ґрунти, повністю змінені в процесі окультурення), стратоземи (насипні ґрунти) та ін.

Закономірності поширення ґрунтів.У поширенні грунтів біля Росії простежуються географічні закономірності, пов'язані з сукупним впливом біокліматичних і геолого-геоморфологических чинників почвообразования. Ці закономірності відображаються в системі ґрунтово-географічного районування Російської Федерації(Добровольський, Урусівська, 2006). Відповідно до цієї системи на території країни виділяються полярний, бореальний, суббореальний та субтропічний ґрунтово-біокліматичні пояси, а всередині них – ґрунтово-біокліматичні області та фації, ґрунтові зони, підзони та провінції. У напрямку з півночі на південь виділяються зони арктичних та тундрових ґрунтів, підзолистих тайгових, сірих лісових, чорноземів лісостепових та степових, каштанових сухостепових, бурих напівпустельних, субтропічних коричневих та жовтоземних ґрунтів.

На території Росії за рівнем континентальності клімату чітко виділяються 4 ґрунтово-біокліматичні фації: Європейська помірно континентальна, Західно-Сибірська континентальна, Східно-Сибірська екстраконтинентальна та Далекосхідна мусонна. Території цих фацій настільки різні і з ін. природним особливостям, як-от рельєф, почвообразующие породи і геологічна історія, що їх можна як не лише особливих біокліматичних фацій, а й особливих грунтово-геологічних країн.

Сукупність впливу біокліматичних та геолого-геоморфологічних факторів у кожній із виділених фацій, що включають відрізки широтних ґрунтових зон, визначає особливості поширених у них ґрунтів та структур ґрунтового покриву.

Європейська помірковано континентальна фація характеризується чітко вираженою широтною зональною структурою ґрунтового покриву; Західно-Сибірська континентальна фація відрізняється від неї значно ширшим поширенням оглеєних, болотних, торф'яних і торф'яно-глеєвих ґрунтів у тайгових зонах, лугових, лугово-чорноземних, солонцюватих, солоділих і солончакуватих ґрунтів у лісостепових ґрунтах у лісостепових. Східно-Сибірська екстраконтинентальна фація характеризується повсюдним поширенням постійно мерзлих ґрунтів та пов'язаними з ними кріогенними процесами у ґрунтах. Широтна зональність ґрунтового покриву виражена у ній слабо. В умовах гірського рельєфу на щільних осадових та масивно-кристалічних породах переважають різні щебнисті малопотужні тундрові та тайгові мерзлотні ґрунти. На продуктах вивітрювання трапів та на карбонатних породах утворюються неопідзолені ґрунти типу дерново-карбонатних, тайгових підбурів, грануземів зі структурою у вигляді округлих гранул, гумусовані та збагачені рухомими сполуками заліза ґрунти без ознак опідзоленості. Далекосхідна мусонна ґрунтово-біокліматична фація характеризується великою різноманітністю ґрунтів, що сформувалися в умовах рівнинного та гірничого ґрунтоутворення. У зв'язку з меридіональною витягнутістю території цієї фації вздовж тихоокеанського узбережжя від Чукотки до півдня Приморського краю широтна зональність ґрунтів виражена ясно, але у вигляді порівняно невеликих відрізків ґрунтово-географічних зон тундри, північної, середньої та південної тайги та хвойно-листяних лісів. Загальною особливістю грунтів Далекосхідної мусонної фації як на півночі, так і на півдні є підвищена їх вологість, тому тут широко поширені тундрово-болотні, торф'яно-болотні, дерново-глеєві, буротажні глеєві, підбіли, лучно-болотні, лугово-чорноз амурських прерій») ґрунту.

Унікальну ґрунтову провінцію представляє півострів Камчатка, де ґрунтоутворення здійснюється в умовах активної вулканічної діяльності.

Широтна біокліматична зональність проявляється у географії грунтового покриву у вигляді рівнинних грунтових зон, а й у різній структурі вертикальної поясності гірських країн залежно від своїх географічного местоположения. Наприклад, система вертикальної зональності Північного Уралу представлена ​​всього трьома висотними поясами: нижнім северотаёжным темнохвойним з глееподзолистыми грунтами і тайговими підбурами, середнім поясом тундрово-глейових і тундрових підбурів і верхнім поясом гільцевим примітивних гірських грунтів і кам'янистих гірських грунтів. У структурі вертикальної зональності Середнього Уралу в нижньому поясі під середньояговими ялиновими та ялицево-ялицевими лісами переважають підзолисті ґрунти, в середньому – буротаїжні; вище вони змінюються гірсько-луговими ґрунтами, а потім тундровими підбурами. Вертикальна зональність Південного Уралу представлена ​​шістьма вертикальними поясами. Нижній пояс біля південного краю гірського масиву утворений лісостепом із сірими лісовими ґрунтами, серед яких по міжгірських депресіях і схилах південної експозиції з'являються вилужені чорноземи. Вище розташований пояс широколистяних лісів із сірими лісовими ґрунтами, який у міру наростання абсолютної висоти та збільшення вологості змінюється хвойно-широколистяним поясом із буроземними ґрунтами, а потім поясом темнохвойних лісів із буротаїжними гірськими ґрунтами; ще вище слід пояс гірських лук з гірсько-луговими грунтами. На висоті прибл. 1500 м гірські луки переходять у гірську тундру з тундровими підбурами та тундровими торф'янисто-глеєвими ґрунтами (див. рис. 1).

Специфіка вертикальної зональності ґрунтів у горах залежить не тільки від широти місцевості, а й від розташування гірського масиву по відношенню до панівного напрямку атмосферної циркуляції, експозиції схилів та інших факторів. Так, на західному чорноморському схилі Великого Кавказу в районі Сочі – Туапсі нижній гірський пояс представлений волого-субтропічним ландшафтом із жовтоземними ґрунтами, що переходять вище в пояс широколистяних та хвойно-широколистяних лісів на буроземах. На східній частині схилу Великого Кавказу до Каспійського моря нижній пояс представлений різноманітними сухими лісами та чагарниками середземноморського типу на гірсько-коричневих ґрунтах, ще вище – гірсько-лугові та гірничо-степові ґрунти. Мал. 2 ілюструє вплив експозиції на структуру вертикальної поясності хребта Танну-Ола (Республіка Тива).

Поряд із географічними закономірностями поширення ґрунтів, зумовленими переважно біокліматичними факторами, не менш суттєві геолого-геоморфологічні умови ґрунтоутворення. Вони визначають кількісні співвідношення і просторове розташування рівнинних і гірських ґрунтів, відокремлення мінералого-геохімічних ґрунтових провінцій і геолого-геоморфологічних ґрунтових округів і районів, гранулометричний склад ґрунтоутворювальних порід і ґрунтів, формування особливих літогенних типів ґрунтів. Останні формуються в тих випадках, коли грунтоутворюючі породи мають визначальний вплив на генезис та властивості ґрунтів. Такі дерново-карбонатні ґрунти (рендзини), що зустрічаються в різних біокліматичних зонах, охристі вулканічні ґрунти, що утворюються під безпосереднім впливом вулканічного попелу.

Характеристика грунтів Росії наведена відповідно до легенди нової ґрунтової карти Росії (2017, масштаб 1:15 000 000).

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'язки всіх живуть землі і землі організмів (зокрема і людини) з літосферою , гидросферой і 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 ґрунт склалося у процесі розвитку античного натурфілософського природознавства. У період Римської Імперії було накопичено велика кількістьемпіричних спостережень над властивостями ґрунту та розроблені деякі агрономічні прийоми його 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, згідно з якою рослини засвоюють із ґрунту мінеральні речовини, а з перегною – лише вуглець у вигляді 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 проводилася велика і складна роботазі складання Ґрунтової 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.

Всі 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, тією 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 сполуки і, нарешті, гірські породи. породи набували здатності утримувати у собі вологу, має велике значення задля забезпечення рослин водою.

Однак самі собою 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 біологічний важливий елемент, Як азот, споживаний 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 залишками, що відмирають. 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 наступні: материнські (грунтоутворюючі) породи, рослинність, тваринний світ і 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 чинник, інші чинники є лише тло, 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 почвообразовательных 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 зумовлюють 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 у 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 степово-лугово-рослинної формацією.

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 опосередкований вплив формування ґрунтового покриву. Його роль зводиться, в основному, до перерозподілу тепла та зволоження. Значна зміна висоти місцевості тягне за собою суттєві змінитемпературних умов (з висотою стає холоднішим). 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.

Грунт – природне тіло, що перебуває у постійному розвитку, і той вид, який сьогодні мають усі існуючі на Землі грунти, є лише однією зі стадій у тривалому та безперервному ланцюзі їх розвитку, а окремі теперішні грунтові 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.

Однак у 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 в 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. Ґрунтові 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. 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 із них впливає не тільки на ґрунт, а й один на одного. 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 см. 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, В, 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 та Al. Проте реалізація цих загальних закономірностей залежить від складу ґрунтоутворюючих 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 ґрунтову товщу. Склад ґрунтової вологи визначається процесами ґрунтоутворення, рослинністю, загальними особливостямиклімату, 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. біологічних процесів. 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 його поверхні випаровується в атмосферу, а частина випаровується безпосередньо з поверхні ґрунту. 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 в умовах цього режиму щорічно ніби промивається гравітаційною 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 значно менше випаровуваності (умовної величини, що характеризує максимально можливе випаровування в цій 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, в ґрунтах, які живляться не тільки атмосферними опадами, але й вологою грунтових вод неглибоко розташованих. 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, у результаті відбувається заболочування грунту. Цей тип водного режиму типовий для знижень у рельєфі.

Мерзлотний (криогенний) 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 і 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 на оцінці умов освіти і пов'язаних з ним генетичних особливостей різних типів грунтів, а на обліку морфологічних ознак грунтів, що легко виявляються, в першу чергу на вивченні 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 повинна 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 почвообразования, 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 великими 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 ґрунтова зональність не має загальнопланетарного поширення, вона характерна лише для дуже широких рівнинних територій, наприклад, Східноєвропейської рівнини, частини Африки, північної половини Північної Америки, Західного Сибіру, ​​рівнинних просторів Казахстану та Середньої Азії. 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 напівстепів, зона степів, зона степів пустель, зона саван і рідкісних лісів, зона змінно-вологих (у тому числі мусонних) лісів і зона вологих вічнозелених лісів. Кожній із цих природних зон властиві цілком певні типи автоморфних ґрунтів. 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 зв'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 підлога, що залягає нижче, (D) іншого складу.

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 грунт має значну пористість: обсяг пір може досягати від 30 %. загального обсягуу 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% обсягу 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, також сильно впливають на властивості ґрунту - вони беруть участь у формуванні структури, ґрунтового поглинаючого комплексу 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 перебіг 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: з одного боку 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 грунту 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 ґрунтах, 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. Підвищеною здатністю 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 катионообмінна здатність грунту. Проте 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 живуть 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 ґрунті все життя (сліпки, сліпушонки, цокори, кроти Євразії, золотокроти Африки, сумчасті кроти Австралії та ін). 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.

Зазначається, 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 міжнародної (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 грунту - класифікаційна одиниця, що враховує поділ грунтів за гранулометричним складом всього грунтового профілю.
          • Розряд грунту - класифікаційна одиниця, що групує грунти за характером грунтоутворювальних і 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 і 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 місцем існування 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.

Ґрунти класифікуються за типами.Першим ученим, який класифікував ґрунти, був . На території Російської Федерації зустрічаються такі типи ґрунтів: Підзолисті ґрунти, глеєві ґрунти, арктичні ґрунти, мерзлотно-тайгові, сірі та бурі лісові ґрунти та каштанові ґрунти.

Тундрові глеєвіґрунти знаходяться на . Утворюються без особливого впливу на них. Ці ґрунти знаходяться в областях, де є (у Північній півкулі). Найчастіше глеєві ґрунти – це місця, де мешкають та годуються влітку та взимку олені. Прикладом тундрових грунтів у Росії може бути , а світі — це Аляска США. На території з такими ґрунтами люди займаються землеробством. На такій землі росте картопля, овочі та різні трави. Для поліпшення родючості тундрових глеєвих грунтів застосовуються такі види робіт: найбільш насичених вологою земель і зрошення посушливих районів. Також до методів поліпшення родючості цих ґрунтів відносять внесення до них органічних та добрив.

Арктичні ґрунтивиходять в результаті відтавання. Такий ґрунт досить тонкий. Максимальний шар гумусу (родючого шару) становить 1-2 см. У цього типу грунтів низьке кисле середовище. Грунт цей не відновлюється через суворий. Ці ґрунти поширені біля Росії лише у (низці островів ). В силу суворого клімату та маленького шару гумусу, на таких ґрунтах нічого не росте.

Підзолисті ґрунтипоширені у лісах. У ґрунті всього 1-4% гумусу. Підзолисті ґрунти виходять завдяки процесу підзолоутворення. Відбувається реакція із кислотою. Саме тому цей тип ґрунту ще називається кислий. Підзолисті ґрунти першим описав Докучаєв. У Росії підзолисті ґрунти поширені в Сибіру та на . У світі підзолисті грунти є в , і Канаді. Такі грунти необхідно правильно обробляти. Їх треба удобрювати, вносити до них органічні та мінеральні добрива. Такі ґрунти швидше корисні на лісозаготівлях, ніж у сільському господарстві. Адже дерева на них ростуть краще, ніж сільськогосподарські культури. Дерново-підзолисті ґрунти – це підтип підзолистих ґрунтів. За складом вони схожі з підзолистими грунтами. Характерною особливістю цих ґрунтів є те, що вони можуть повільніше вимиватися водою на відміну від підзолистих. Дерново-підзолисті ґрунти знаходяться в основному (територія Сибіру). У цьому ґрунті міститься до 10% родючого шару на поверхні, а на глибині шар різко знижується до 0,5%.

Мерзлотно-тайгові ґрунти утворювалися в лісах, в умовах вічної. Вони лише в умовах континентального клімату. Найбільші глибини цих ґрунтів не перевищують 1 метра. Це спричинено близькістю від поверхні вічної мерзлоти. Зміст гумусу всього 3-10%. Як підвид, існують гірські мерзлотно-тайгові ґрунти. Вони утворюються в тайзі, які покриваються льодом тільки взимку. Ці ґрунти є. Зустрічаються вони на . Найчастіше гірські мерзлотно-тайгові ґрунти зустрічаються поруч із невеликими водоймами. За межами Росії такі грунти є і на Алясці.

Сірі лісові ґрунтиутворюються біля лісів. Неодмінною умовою формування таких грунтів є наявність континентального клімату. Листяних лісів та трав'яної рослинності. Місця утворення містять необхідний для такого ґрунту елемент – кальцій. Завдяки цьому елементу вода не проникає у глиб грунтів і не розмиває їх. Ці ґрунти сірого кольору. Зміст гумусу в сірих лісових ґрунтах становить 2-8 відсотків, тобто родючість ґрунтів середня. Сірі лісові ґрунти поділяються на сірі, світло-сірі та темно-сірі. Ці ґрунти переважають у Росії біля від до . На ґрунтах вирощують плодові та зернові культури.

Бурі лісові ґрунтипоширені в лісах: змішаних, хвойних та широколистих. Ці ґрунти є лише в умовах. Колір ґрунту бурий. Зазвичай бурі ґрунти виглядають так: на поверхні землі шар опалого листя, близько 5 см заввишки. Далі йде родючий шар, який становить 20, а іноді 30 см. Ще нижче слід шар глини в 15-40 см. Бурих ґрунтів буває кілька підтипів. Підтипи варіюються залежно від температури. Виділяють: типові, опідзолені, глеєві (поверхневоглеєві та псевдопідзолисті). На території Російської Федерації грунти поширені Далекому Сході і в передгір'їв . На цих ґрунтах вирощують невибагливі культури, наприклад, чай, виноград та тютюн. Добре на таких ґрунтах росте.

Каштанові ґрунтипоширені в і. Родючий шар таких ґрунтів становить 1,5-4,5%. Що каже середньої родючості ґрунту. Цей ґрунт має каштановий, світло-каштановий та темно-каштановий колір. Відповідно існує три підтипи каштанового ґрунту, що різняться за кольором. На світло-каштанових ґрунтах землеробство можливе лише при рясному поливанні водою. Основне призначення цієї землі – це пасовища. На темно-каштанових ґрунтах добре ростуть і без поливу такі культури: пшениця, ячмінь, овес, соняшник, просо. Є невеликі відмінності ґрунту і в хімічному складі каштанового ґрунту. Поділ її на глинисту, піщану, супіщану, легкосуглинисту, середньосуглинисту та важкосуглинисту. У кожній з них незначний хімічний склад. Хімічний склад каштанового ґрунту різноманітний. У ґрунті є магній, кальцій, розчинні у воді солі. Каштановий ґрунт має властивість швидко відновлюватися. Її товщина підтримується травою, що щорічно опадає, і листям рідкісних у степу дерев. На ній можна отримувати непогані врожаї за умови, якщо є багато вологи. Адже степи зазвичай посушливі. Каштанові ґрунти в Росії поширені на території Кавказу,

Глава 11. КЛАСИФІКАЦІЯ ГРУНТ. ОСНОВНІ ТИПИ ГРУНТ РІЗНИХ ПРИРОДНИХ ЗОН

Різноманітність природних умов Землі призвело до формування різних грунтів по природним зонам. Всі ці ґрунти було б неможливо пізнати, вивчити та раціонально використовувати без їхнього певного угруповання, тобто. класифікації. Класифікаціяґрунтів – є об'єднання ґрунтів у групи з генези, будови, найважливіших властивостей та родючості. Вона включає встановлення принципів класифікації, розробку системи таксономічних одиниць, номенклатуру (систему наукових назв) та діагностику ґрунтів (ознаки, за якими ґрунти можуть бути виділені в польових умовах та на картах). Таксономічна одиницявизначає послідовність обліку генетичних характеристик та точність встановлення положення ґрунту в системі класифікації.

§1. Основні таксономічні одиниці класифікації ґрунтів

Сучасна схема класифікації грунтів, розроблена Ґрунтовим інститутом ім.В.В.Докучаєва («Вказівки з класифікації та діагностики грунтів», 1977) ) , більш повно враховує морфологічну будову ґрунтового профілю, склад та властивості ґрунтів, основні процеси та режими ґрунтоутворення. Ця генетична класифікація ґрунтів, що відображає їх морфологічні, екологічні та еволюційні особливості. Вона побудована на логічній системі таксономічних одиниць, де типи ґрунтів згруповані за зонально-екологічними поєднаннями, кожна з яких характеризується типом рослинності, сумою температур ґрунту на глибині 20 см від поверхні, тривалістю замерзання ґрунту, коефіцієнтом зволоження.

Основна таксономічна одиниця класифікації – генетичний ґрунтовий тип, об'єднує ґрунти, що розвиваються в однотипних умовах ґрунтоутворення (однотипність надходження та трансформації органічної речовини, мінеральної маси, характеру міграції та акумуляції речовини, подібність будови профілю та ін) протягом тривалого часу, а тому мають однакові найбільш суттєві та характерні риси. Наприклад, підзолистий тип формується в результаті тривалого знаходження ґрунтів під хвойною деревною рослинністю на безкарбонатній породі за умов промивного водного режиму, чорноземний тип – під впливом трав'янистої рослинності в умовах непромивного водного режиму на карбонатних породах. Генетичні типи ґрунтів включають: підтипи, пологи, види, різновиди, розряди.

Підтипи -групи ґрунтів у межах типу, в яких на провідний ґрунтоутворювальний процес накладається будь-який додатковий процес та загальні ознаки ґрунтового типу доповнюються окремими рисами в їх профілі. Специфіка підтипів обумовлена ​​особливостями положення в межах ґрунтової зони, динамікою основної ознаки типу (наприклад, підзолисто-глеєва, чорнозем вилужений).

Пологивиділяють у межах підтипу для уточнення місцевих умов, пов'язаних властивостями ґрунтоутворюючих порід, складом та глибиною залягання ґрунтових вод, наявністю реліктових ознак та антропогенного навантаження (чорнозем.

У межах роду виділяють види ґрунтівяк певні групи, що відрізняються за ступенем розвитку ґрунтоутворювального процесу, що проявляється в потужності горизонтів, ступеня опідзоленості, інтенсивності накопичення гумусу, карбонатів, легкорозчинних солей та ін. Наприклад, чорнозем потужний, дерново-підзолистий середньоопідзолений.

У межах виду виділяють різновиди ґрунтів, Що відбивають відмінності їх по гранулометричному складу верхніх горизонтів

Розрядигрунтів визначають за генетичними особливостями грунтоутворювальних порід (алювіальні, моренні та ін).

Номенклатурна назва грунтів включає всі одиниці, починаючи з типу. Наприклад, чорнозем (тип) звичайний (підтип), солонцюватий (рід), середньогумусний потужний (вид), середньосуглинистий (різновид) на лісоподібному суглинку середньому (розряд).

§2. Ґрунти різних природних зон

Поширення основних типів ґрунтів на суші підпорядковане певній закономірності. Вперше закономірності географічного розміщення грунтів виявлено В.В.Докучаєвим щодо широтного розподілу грунтів Російської рівнини, виходячи з яких він сформулював закон горизонтальній зональності. Відповідно до цього закону, зональність факторів ґрунтоутворення (збільшення кількості тепла та зменшення коефіцієнта зволоження з півночі на південь) тягне за собою певний, теж зональний, розподіл ґрунтів на материках Земної кулі. Отже, кожен ґрунтовий тип переважає на певній території та утворює ґрунтову зону(ареал зонального ґрунтового типу та супутніх йому інтразональних та азональних ґрунтів). Вони є смуги неоднакової ширини, закономірно змінюють одне одного з півночі на південь, можуть розпадатися деякі острівці тощо. У Південній Америці, Австралії спостерігається меридіанальне розміщення ґрунтів.

Застосування закону горизонтальної зональності в гірських районах виявило наявність вертикальної поясності: ґрунтові зони змінюють закономірно один одного знизу вгору так, як змінюються ґрунтові зони рівнинних територій з півдня на північ, виключаючи ті умови, виникнення яких не можуть повторитися в гірських районах. Є також типи ґрунтів, поширені тільки в горах, а на рівнинах не зустрічаються (альпійські гірничо-лугові ґрунти та ін.).

Деякі типи ґрунтів не утворюють самостійних ґрунтових зон, а зустрічаються всередині кількох природних зон. Такі ґрунти називаються інтразональними– їх освіта визначається одним основним фактором ґрунтоутворення, інші малоістотні (солонці, солончаки, солоді) та азональними- Слаборозвинені ґрунти, які практично однакові у всіх природно-кліматичних зонах внаслідок своєї молодості (алювіальні).

Ґрунти тундрової зони. Зональним типом ґрунтів тундрової зони є тундрово-глеєві ґрунти, що формуються під впливом певних факторів ґрунтоутворення, характеристика яких наведена нижче.

Клімат- холодний з низькою середньорічною температурою, тривалою холодною зимою, коротким літом, малою кількістю опадів і слабкою випаровуваністю (через низьку температуру), тому на поверхні грунтів затримується вода і грунтоутворення йде при постійному надлишку вологи. Характерна риса - наявність вічної мерзлоти, над якою лежить малопотужний шар, що замерзає взимку і відтає влітку - діяльний горизонт, де і відбувається ґрунтоутворення.

Тип водного режиму- Застійно-мерзлотний (КУ - 1,33 - 2,0).

Ґрунтоутворюючі породипереважно льодовикові, озерні та морські різного механічного складу.

Рельєфв основному рівнинний з невисокими пагорбами та пониженнями, зайнятими водою.

Рослинністьслаборозвинена, карликова, складається із рослин, адаптованих до короткого вегетаційного періоду. Переважають мохи, лишайники, деякі осоки та злаки, види сем. Гвоздичні, що ростуть «подушками», дерновинами. Відмінна риса тундри - безлісся (у перекладі з фінського "тундри" - безлісові місця). У міру просування на південь зустрічаються карликова береза, морошка, брусниця, верес та ін.

Грунтоосвітній процесйде в умовах постійного надмірного зволоження (оскільки вічна мерзлота перешкоджає проникненню вологи вглиб) і нестачі тепла. Короткий вегетаційний період та низькі температури перешкоджають інтенсивному розвитку біологічних процесів, діяльність мікроорганізмів пригнічена. Слабко протікає і хімічне вивітрювання. Рослинність дає невеликий щорічний опад, що містить мало зольних елементів, тому гумусовий горизонт дуже малий або не виражений зовсім, проте наявність вічної мерзлоти перешкоджає сильному вилуговування (вимивання елементів) та опідзолювання грунту. Активно йдуть анаеробні процеси, результатом чого є утворення закисних сполук заліза (II), що проявляються зовні у вигляді сизувато-бурого або зеленого забарвлення, і накопичення мертвого органічного речовини у вигляді торфу, тобто. Характерною рисою ґрунтоутворення в тундрі є оглеіння та торфонакопичення.

Тундрово-глейові ґрунти мають торф'янисту підстилку (А 0), під нею грубогумусовий горизонт темно-сірого або буро-сірого кольору (А), нижче – мінеральний глейовий горизонт (G) з рудими плямами оксиду заліза (III).

Агрохімічні властивості:гумус фульфатного типу, реакція середовища кисла (рН КС l = 3,5 – 5,5), бідні N, P, K, Ca, невелика насиченість основами, ємність катіонного обміну (Т) 5 – 8 мг×екв/100 г ґрунту .

Тундрові ґрунти використовуються як пасовища для оленів, в основному для парникового господарства, обмежено можливе ведення культури відкритого ґрунту, особливо на легких ґрунтах. Вирощують картоплю, капусту, цибулю, ячмінь на зелену масу, травосуміші. Для покращення мікробіологічного та харчового режимів необхідно вносити високі дози органічного добрива (до 150 – 200 т/га) та повне мінеральне добриво, проводити вапнування.

Ґрунти тайгово-лісової зони.Таїжна зона ділиться на три підзони: північна тайга з глеєпідзолистими ґрунтами, середня тайга з підзолистими та південна тайга з дерново-підзолистими (у південну підзону входить Білорусь). Достатньо велика територія зумовлює значні зміни факторів ґрунтоутворення з півночі на південь та із заходу на схід.

Кліматпомірно холодний та досить вологий. Порівняно з тундровою зоною клімат тепліший із менш суворими зимами, більше випадає опадів та триваліший вегетаційний період. Клімат західних областей м'який, близький до морського (вплив Атлантичного океану), при пересуванні на схід стає континентальнішим. Середня річна температура змінюється від + 4 о С до – 7…– 16 о С. Річна сума опадів від 600 – 700 мм на заході до 150 – 300 мм у центральній частині Євразії. Максимум опадів випадає у теплий період, але невеликі температури виключають їх інтенсивне випаровування.

Тип водного режиму- Промивний (КУ - 1,10 - 1,33).

Ґрунтоутворюючі породипереважно льодовикові (карбонатні та безкарбонатні суглинки), водно-льодовикові відкладення, які представлені пісками, супесями, рідше суглинками, озерно-льодовикові та покривні суглинки та глини. У центральних та південних районах велике місце займають леси, лісоподібні суглинки та органогенні відкладення (торф). У гірських областях європейської частини, Східного Сибіру, ​​Далекого Сходу грунтоутворювальні породи представлені в основному елювієм і діленням корінних порід. У Північній Америці – переважно карбонатні морени, часто перекриті карбонатними лісоподібними суглинками.

Рельєфвідрізняється великою різноманітністю та складністю. Рівнини змінюються горбистими перетнутими долинами і пониженнями, які чергуються з височинами, горами, системою річкових долин, що перетинають місцевість у різних напрямках. Європейська частина зони розташована в основному в межах Російської рівнини, гористий рельєф на Скандинавському півострові, Уралі, Середньому та Східному Сибіру, ​​Далекому Сході, Північній Америці. У Західному Сибіру виділяється велика Західно-Сибірська низовина з плоским рельєфом та сильною заболоченістю. Така різноманітність рельєфу впливає на перерозподіл клімату, зміну рослинності та обумовлює велику строкатість ґрунтового покриву.

Рослинність.Переважною рослинністю є ліси. У північній зоні – зріджені хвойні та хвойно-листяні ліси з моховою та болотною рослинністю. Трав'яний покрив слабо розвинений. Багато боліт, переважно сфагнових. У підзоні середньої тайги представлена ​​темнохвойними лісами з цілісним моховим покривом і сильно зрідженою трав'янистою рослинністю, багато боліт, на піщаних породах розвиваються бори-біломошники. У підзоні південної тайги переважають хвойні ліси з домішкою широколистяних порід та змішані широколистяно-хвойні ліси, у Західному Сибіру – листяні ліси. Добре розвинена трав'яниста рослинність.

Грунтоосвітній процесйде в умовах промивного водного режиму при великій різноманітності факторів ґрунтоутворення, що зумовлює розвиток кількох ґрунтоутворювальних процесів: підзолистого, дернового та болотного (див. глави 2 і 12). Типовими для ґрунтів зони є перезволоження, кисла реакція середовища, велика кількість полуторних оксидів. Представником типових ґрунтів тайги є підзолисті ґрунти.

Підзолисті ґрунтирозташовані в основному на надзаплавних терасах і зандрових рівнинах, утворених безкарбонатними пісками під пологом хвойних лісів з мохово-лишайниковим грунтом. Формуються під дією підзолоутворювального процесу (див. розділ 12). Під лісовою підстилкою А 0 залягає білястий підзолистий горизонт А 1 А 2 , що перетікає в А 2 В, потім залягають горизонти В (В 1 , В 2) і С (ВС g).

Агрохімічні властивості: вміст гумусу невеликий 1,0 – 2,0 %, фульватного типу, реакція середовища кисла (рН = 4,0 – 4,5), Т = від 2 – 4 до 12 – 17 мг×екв/100 г ґрунту (низька ), ступінь насиченості основами до 50%, поглинені основи – переважно Н + , Al 3+ . Зміст рухливих форм Al, Mn часто є токсичним для рослин. Ґрунти бідні на поживні речовини, мають несприятливі фізичні властивості, безструктурні.

При окультуренні необхідно внесення великої кількості вапна, органічних та мінеральних добрив, регулювання водного режиму, посів багаторічних трав.

Ґрунти лісостепової зони.Лісостепова зона займає проміжне положення між тайгово-лісовою та степовою зонами, типовими для неї є сірі лісові ґрунти (чергуються з бурими лісовими, чорноземами вилуженими та опідзоленими).

Кліматє перехідним від вологого клімату лісової зони до посушливого клімату степів – помірно теплий та помірно вологий, з теплим літом та помірно холодною зимою, суворість та континентальність клімату збільшується із заходу на схід природної зони. Опадів менше, ніж у лісовій зоні, причому максимум випадає у теплий час. Загалом для лісостепової зони характерне сприятливе співвідношення тепла та вологи.

Тип водного режиму– періодично промивний (КУ – 0,8 – 1,2).

Ґрунтоутворюючі породив основному леси та лесоподібні суглинки, що містять карбонати. Зустрічаються піщані та супіщані породи на стародавніх терасах великих річок.

Рельєфпереважно рівнинний, слабохвилястий, пагорби з витягнутими довгими схилами, сильно порізаними ярами внаслідок ерозії. Особливість рельєфу цієї природної зони - наявність на поверхні невеликих заглиблень (5 - 100 м у поперечнику і глибина до 0,5 - 1,5 м), званих западинами, або блюдцями.

РослинністьЗони характеризується чергуванням лісових ділянок із степовими. Представлена ​​широколистяними лісами з трав'янистим пологом - дуб, ясен, граб, бук, липа, береза ​​та ін.

Грунтоосвітній процесйде під впливом опаду широколистяних лісів та трав'янистого покриву, що сприяє протіканню дернового процесу ґрунтоутворення. У такому опаді багато зольних елементів, серед яких переважають Ca, Mg, K, багато азоту, фосфору, мало важкорозкладних залишків, що сприяє діяльності мікроорганізмів та інтенсивної гумифікації. Утворюється потужний гумусовий обрій. Проте в лісостеповій зоні проявляється і підзолоутворювальний процес, хоча й дуже слабкою мірою, внаслідок промивання профілю низхідними струмами води під час весняного сніготанення та осінніх опадів. З верхнього горизонту вимиваються частково легкорозчинні солі, основи, полуторні оксиди, мулисті частки і накопичуються в ілювіальному горизонті. Спостерігається накопичення кварцу в горизонті вимивання як присипки лежить на поверхні частинок. Таким чином, формування сірих лісових ґрунтів йде під основним впливом дернового процесу ґрунтоутворення у поєднанні з опідзаливанням та оглиненням (винесення мулистих частинок з горизонту А та накопичення в горизонті В).

Сірі лісові ґрунти на поверхні мають горизонт лісової постилки, або дернини (А 0) 2 – 5 см, далі йде темно-сірий або сірий гумусовий горизонт (А 1) 15 – 35 см, нижче – перехідний гумусово-елювіальний (А 1 А 2 ) 10 - 20 см. Нижче його розташований коричнево-бурий ілювіальний горизонт потужністю 70 - 90 см, що переходить в материнську породу (С), зазвичай карбонатну.

Агрохімічні властивості: вміст гумусу 2 - 8%, гуматно-фульватного типу; слабокислі (рН КС l = 5,0 - 6,5), ступінь насиченості основами - 60 - 90%; Т = 15 – 30 мг×екв/100 г ґрунту.

Сірі лісові ґрунти мають сприятливий тепловий, водний режими, запас поживних елементів і, маючи досить високу природну родючість, придатні для вирощування багатьох сільськогосподарських культур – пшениці, цукрових буряків, кукурудзи, гороху, гречки, проса та ін. На цих землях широко розвинене садівництво. Раціональне використання цього типу грунтів пов'язані з застосуванням оптимальної системи землеробства, спрямованої створення більш потужного орного шару, збільшення запасів гумусу, азоту, калію, фосфору шляхом систематичного внесення органічних і мінеральних добрив, використання зелених добрив, посівів трав, вапнування. Так як ґрунти легко піддаються водній ерозії, слід проводити комплекс протиерозійних заходів: оранку поперек схилу, збільшення внутрішньоґрунтового стоку, посадка лісосмуг та ін.

Ґрунти степової зони.На південь від зони широколистяних лісів у Євразії знаходиться зона лугових степів з типовими для неї чорноземними ґрунтами, які поширені із заходу Східно-Європейської рівнини до південного кордону Західного Сибіру та півночі Казахстану. На території Північної Америки формуються у межах Великих рівнин (США).

Кліматхарактеризується теплим літом та помірно холодною зимою. Кількість опадів у середньому 350 - 550 мм, випадають у спекотні літні місяці у вигляді злив і не промочують ґрунт на велику глибину. При просуванні із заходу на схід зменшується кількість тепла та опадів, наростає контитентальність клімату.

Тип водного режиму– непромивний (КУ – 0,5 – 0,66).

Ґрунтоутворюючі породив основному представлені лесом і лесоподібними суглинками різного гранулометричного складу, в Сибіру - глинисті породи. Відмінною рисою ґрунтоутворювальних порід чорноземів є їх карбонатність і велика кількість монтморилонітових мінералів (забезпечує високу ємність поглинання катіонів з переважанням серед них кальцію та магнію).

Рельєфпредставлений на більшості території слабохвилястою рівниною.

Рослинністьстепової зони являла собою різнотравно-типчаково-ковилові степи, де в основному зустрічалися ковила ( Stipa), типчак ( Festucasulcata), степове багаття, житняк, осоки, конюшина, луговий мятлик, шавлія та ін. Природна рослинність збереглася тільки на окремих ділянках, так як основні масиви степу розорані.

Грунтоосвітній процеспротікає під покровом трав'янистої лугово-степової рослинності, яка щорічно дає велику кількість опаду (в 2 рази більше, ніж у широколистяних лісах), причому більша його частина припадає на частку кореневих залишків. Опад відрізняється найвищим вмістом зольних елементів (7 – 8 %) та азоту (1 –1,4 %), багатий кальцієм та магнієм, що сприяє збереженню нейтральної реакції верхніх горизонтів та розвитку рясної мікрофлори з переважанням бактерій та актиноміцетів. Непромивний тип водного режиму з чергуванням періодів зволоження – висушування, надлишок кальцієвих солей, достатній доступ кисню та нейтральна реакція сприяють переважання процесів гумусоутворення. Причому гуміфікація протікає з переважанням гумінових кислот та їх швидкою нейтралізацією та закріпленням у ґрунті у вигляді гуматів кальцію, що не викликає помітного розкладання ґрунтових мінералів під дією гумусових речовин. Вільних фульвокислот утворюється відносно мало, і їх вплив на ґрунтоутворювальний процес невеликий. У вологі періоди вниз за профілем відбувається міграція кальцію та формування карбонатного ілювіального шару.

Таким чином, провідним процесом ґрунтоутворення при формуванні чорноземів є дерновий процес під степовою рослинністю, внаслідок якого розвивається потужний гумусово-акумулятивний горизонт із накопиченням біогенних елементів та цінною зернистою структурою.

Ґрунтовий профіль чорноземів складається з горизонтів А 0 , А 1 , K ,С k . Гумусові горизонти темнозабарвлені, потужність досягає 80 см. Нижче розташований горизонт.

Агрохімічні властивості:вміст гумусу – 5 – 12 %, гуматного типу, нейтральні (рН КС l » 7), Т = 40 – 60 мг×екв/100 г ґрунту, висока насиченість основами – до 99 %, у складі поглинених катіонів переважає кальцій.

Чорноземи мають оптимальні фізичні властивості, водоміцну структуру, хорошу водо- і повітропроникність, вологоємність, запас біогенних елементів, тобто. мають високу потенційну родючість (трофність), за що В.В.Докучаєв назвав їх «царем ґрунтів». Однак на цих землях часто бувають неврожаї, головною причиною яких є нестача вологи у ґрунті. Посухи влітку і сильні суховії призводять до вітрової ерозії, а там, де сприяють рельєф і ґрунтоутворюючі породи, у вологий час – до розмивання ґрунтів та виникнення водної ерозії. Інтенсивне сільськогосподарське використання призводить до збіднення ґрунту внаслідок дефіциту поживних елементів, що наростає. Тому для збереження та підтримки родючості необхідний комплекс заходів, спрямованих насамперед на збереження та накопичення вологи в ґрунті, підтримання високої родючості (посадка лісосмуг, снігозатримання, глибока оранка, зрошення водою без легкорозчинних солей, внесення мінеральних та органічних добрив, мікроелемент). з ерозією (лісозахисні смуги, безвідвальне оранка, смугове розміщення культур).

Ґрунти зони сухих степів. Зональним типом є каштанові ґрунти, що змінюють чорноземи на півдні. Розташовуються вузькою смугою на заході Східної Європи вздовж Чорного моря, яка розширюється Схід Євразії і займає найбільші площі Монголії та Казахстані.

Кліматрізко континентальний із спекотним посушливим тривалим літом і слабосніговою холодною зимою. Опадів випадає мало (180 – 350 мм), випаровуваність у кілька разів перевищує їх кількість, у результаті у ґрунті створюється дефіцит вологи. Влітку дмуть суховії, що сильно висушують землю. Сухість клімату збільшується у східному та південному напрямку.

Тип водного режимунепромивний, слабо виражений випотний (КУ»0,5 - 0,6).

Ґрунтоутворюючими породаминайчастіше є лесоподібні карбонатні суглинки, глини, рідше – лёс. Часто ґрунтоутворюючі породи засолені.

Рельєфє плоскою або слабохвилястою рівниною з добре вираженим мікрорельєфом, що обумовлює нерівномірний розподіл вологи і призводить до строкатості ґрунтового покриву (на невеликій площі можна зустріти кілька типів ґрунтів – каштанові, солончаки, солонці).

Рослинністьдосить бідна порівняно із зоною чорноземів, зріджена, низькоросла. Типчаково-ковилові степи на півночі змінюються полиново-типчаковими з великою кількістю ефемерів і ефемероїдів (бум'яник цибулинний, тюльпани, іриси та ін). Рослинність не створює суцільного покриву, а росте окремо. Деревні породи (спірея, бересклет бородавчастий, дуб та ін) приурочені до долин річок та балок.

Грунтоосвітній процесйде в умовах посушливого клімату під зрідженою трав'яною рослинністю. Невелика кількість рослинних залишків, менш сприятливі умови їхньої гумифікації (у посушливий період діяльність мікроорганізмів припиняється, а у вологий – відбувається швидка мінералізація) призводять до уповільнених темпів накопичення гумусу та його невеликої кількості, тобто міцність. дерновий процес виражений слабше, ніж у зоні чорноземів. У складі гумусу зменшується кількість гумінових кислот, тому забарвлення каштанове. При аеробному розкладанні органічної речовини (особливо в полинових угрупованнях) у ґрунт разом із кальцієм, кремнієм, магнієм надходять лужні метали, які є причиною появи солонцюватості цього типу ґрунтів. Отже, особливістю ґрунтоутворювального процесу в зоні сухих степів є накладення солонцюватого процесу на дерновий. Ґрунти легкого механічного складу менші, а важкого – більш солонцюваті, на карбонатних породах засоленість не проявляється або проявляється слабо.

Генетичний профіль каштанових грунтів складається з горизонтів А0, А1, АВ, В Са, С. Гумусові горизонти А1 і АВ (перехідний) потужністю близько 35 – 45 см від темно-сірого з коричневим відтінком до світло-коричневого кольору. Закипають із глибини 45 – 50 см (іноді вище). Ілювіально-карбонатний В К буро-жовтого кольору, багато скупчень карбонатів у нижній частині горизонту, який поступово переходить в малозмінену материнську породу С. Вона світліша, залягають гіпс і легкорозчинні солі (з 2 м).

Агрохімічні властивості: вміст гумусу – 2 – 5 %, гуматного типу (але співвідношення З ГК: З ФК менше, ніж у чорноземах), реакція верхніх горизонтів слаболужна (рН КС l 7,2 – 8,0), Т – 8 – 40 мг× екв/100 г ґрунту, висока насиченість основами, у складі поглинених основ Са (70 – 75 %), Mg (20 – 25 %), Na до 4 %. Наявність поглинених натрію та калію позначається на структурі ґрунтів – вона менш водоміцна.

Каштанові грунти мають високу природну родючість і при високій агротехніці дають хороші врожаї. Головний недолік – невелика кількість вологи, тому в цій зоні ще більш актуальними є заходи щодо накопичення вологи: снігозатримання, посадка лісосмуг, спеціальні агротехнічні прийоми, зрошувальна меліорація. Велике значення мають заходи щодо охорони каштанових ґрунтів від вітрової ерозії (оскільки тут часто дмуть сильні вітри), краще їх використовувати як пасовища. Засолені ґрунти покращують гіпсуванням, внесенням органічних добрив.

Ґрунти напівпустельної зони.Зональним типом пустельно-степової зони (напівпустинної) є бурі аридні ґрунти.

Кліматрізко континентальний, сильно посушливий з довгим спекотним літом і малосніжною холодною зимою. Опадів мало (50 - 400 мм), більшість їх випадає влітку, і сильна випаровуваність 1100 - 2000 мм створюють великий дефіцит вологи в грунті.

Тип водного режимувипітною протягом усього року (КУ» 0,05 – 0,33).

Ґрунтоутворюючими породамиу цій зоні є лесоподібні суглинки, алювіально-озерні відклади різного ступеня засоленості, вулканічні породи, іноді трапляється вапняк.

Рельєфрівнинний, слабохвилястий, місцями гірський.

Рослинністьзріджена (20 - 35% від площі), ксерофітна, полиново-типчакова, з великою кількістю ефемерів і ефемероїдів, галофітів, з деревних зустрічається джузгун, тамарікс, у заплавах річок - осика, тополя, саксаул.

Грунтоосвітній процеспротікає в специфічних умовах і зумовлений посушливістю клімату, засоленістю ґрунтоутворювальних порід та низькою продуктивністю рослинного покриву (0,1 – 2,5 ц/га, представлена ​​в основному корінням). Процес гумифікації дуже короткочасний і протікає лише у весняний період, коли у ґрунті сприятливі умови зволоження. Тому вміст гумусу в ґрунті невеликий. Цьому сприяє і швидка мінералізація органічної речовини внаслідок переважання аеробних процесів у верхніх горизонтах грунту (обумовлені високою температурою і малою кількістю вологи). При мінералізації накопичується велика кількість зольних елементів (до 200 кг/га), у яких велика частка натрію. Внаслідок неглибокого вимивання натрій накопичується в ППК та викликає розвиток солонцевого процесу. Солонцюватість – характерна зональна особливість бурих ґрунтів.

Гумусовий горизонт А бурих ґрунтів має потужність 10 – 15 см і сірувато-буре або палево-буре забарвлення. Нижче розташований гумусово-ілювіальний В 1 темнішого буро-коричневого кольору, під ним залягає жовтувато-бурий ілювіально-карбонатний В Са з білуватими плямами карбонатів, материнська порода З зазвичай містить скупчення гіпсу або легкорозчинних солей.

Агрохімічні властивості: вміст гумусу низький – 1 – 2,5 %, фульватного типу, реакція слаболужна (рН КС l – 7,3 – 8,5), Т – 3 – 10 мг×екв/100 г ґрунту у піщаних, 15 – 25 мг ×екв/100 г ґрунту в суглинистих ґрунтах, серед поглинених катіонів переважають Са, Мg, у невеликій кількості – Na.

Для бурих ґрунтів характерні безструктурність, невелика глибина промочування, низькі запаси вологи, невисока природна родючість. Тому більшість напівпустельних грунтів використовуються як пасовища. Землеробство можливе тільки при зрошенні (використовують для вирощування баштанних, зернових, деяких овочевих культур), проте проводити його необхідно обережно, оскільки можливе вторинне засолення ґрунтів внаслідок неглибокого залягання легкорозчинних солей. Необхідно також проводити заходи боротьби з сильно розвиненою у цій зоні вітрової ерозією. Для підвищення родючості необхідне поєднання регулювання водного режиму із застосуванням добрив – органічних та мінеральних (азотних та фосфорних). Можна застосовувати лиманне зрошення (зволоження ґрунту проводять один раз навесні шляхом затоплення талими водами), що значно підвищує продуктивність пасовищ.

Ґрунти сухих субтропіків (передгірно-пустельних степів).У сухих степах субтропічного пояса найбільш поширені сіроземи. Розташовані переважно у передгір'ях Середню Азію, навколо Тянь-Шаню та інших.

Кліматсухий та жаркий континентальний з м'якою, теплою, короткою зимою. Кількість опадів зі збільшенням висоти зростає і коливається від 100 до 500, переважна більшість випадає у весняний період. Випаровування велике – 1000 – 1350 мм. Засолені ґрунтові води залягають глибоко і не призводять до збагачення ґрунту легкорозчинними солями.

Тип водного режимувипотний (КУ» 0,12 - 0,33).

Ґрунтоутворюючі породипредставлені найчастіше суглинистими еоловими лесовидними відкладеннями і лесом, карбонатні, можуть містити невелику кількість гіпсу.

Рельєф- Великі похилі передгірні рівнини, що переходять в горбисті передгір'я.

Рослинністьпереважно злакова, багато ефемерів та ефемероїдів під час дощів, з багаторічників зустрічаються полини, зонтичні, у заплавах річок – ліси з тополі, верби.

Грунтоосвітній процеспротікає в особливих гідротермічних умовах, які характеризуються двома різко відокремленими періодами: весняним – теплим та вологим, але нетривалим, та літнім – сухим, жарким та тривалим. Навесні активно розвиваються рослинність, мікрофлора, інтенсивно протікає процес гумифікації та водночас мінералізації. З травня по жовтень йде висушування ґрунту та біологічна активність практично припиняється, легкорозчинні солі пересуваються вгору, обумовлюючи сезонне засолення сіроземів, у вологий час відбувається їхнє розсолення. Органічних залишків у ґрунт потрапляє небагато (6 – 10 т/га), переважно у вигляді коренів. Кліматичні умови сприяють накопиченню карбонатів на глибині 20 – 60 см та вимиванню хлоридів та сульфатів униз за профілем у вологий період.

Сіроземи, незважаючи на промивання в осінньо-весняний період, мають слабодиференційований профіль, забарвлення всього профілю світло-сіре з палевим відтінком. Гумусовий горизонт А 1 більш темного кольору переходить поступово (є перехідний А 1 В) в Са, в якому більш виражений палевий відтінок і є скупчення карбонатів, з глибиною переходить в грунтоутворюючу породу С.

Агрохімічні властивості: вміст гумусу – 1 – 4 %, фульватного типу (але С ГК: С ФК наближається до 1), реакція лужна (рН КС l 8,0 – 8,5), Т = 8 – 10 мг×екв/100 г ґрунту , У складі поглинених катіонів переважають Са, Мg, К, Na менше 5%.

Сіроземи мають добрі фізичні властивості, запас фосфору, калію, мікроелементів, які рівномірно розподілені у профілі. Основний недолік - украй невеликий вміст гумусу, у зв'язку з цим неміцна макроструктура, і нестача вологи. Сіроземи є основним районом вирощування бавовни, баштанних культур, деяких зернових. Великі площі займають сіножаті та пасовища. Заходи щодо підвищення родючості включають внесення органічних та мінеральних (особливо азотних) добрив, зрошення (з контролем за вмістом солей, щоб уникнути вторинного засолення, та щільністю ґрунту).

Ґрунти вологих субтропіків.Зональним типом ґрунтів є червоноземи, які поширені на Чорноморському та Каспійському узбережжі, південних островах Японії, Південно-Східному та Центральному Китаї, Південній Америці, Болгарії, Італії та ін.

Кліматхарактеризується великою тривалістю вегетаційного періоду, теплий, вологий, з великою кількістю опадів (2000 – 3000 мм), що випадають переважно у вигляді злив, випаровування 700 – 900 мм. Довге літо та м'яка коротка зима. Температура слабко змінюється за сезонами.

Тип водного режимупромивний (КУ від 1,3 до 5,0).

Ґрунтоутворюючі породипредставлені в основному червонокольоровою корою вивітрювання магматичних порід, глинисті та важкосуглинисті.

Рельєф– передгір'я та низькі гори, сильно розчленований, що сприяє широкому розвитку ерозії.

Рослинністьпредставлена ​​зімкнутими листяними лісами – дубово-грабовими та буково-каштановими з вічнозеленим підліском з рододендронів, азалії, лавровишні та ін, перевитими ліанами.

Грунтоосвітній процеспочався ще в третинному періоді і не переривався зледеніннями, протікає у сприятливих кліматичних умовах за активної діяльності мікроорганізмів. Незважаючи на велику кількість опаду, гумусу у верхніх горизонтах накопичується порівняно небагато, тому що в умовах високих температур та постійної вологості ґрунту активно йде мінералізація органічної речовини. Зазвичай гумус рівномірно розподіляється у ґрунтовому профілі. Ґрунтоосвітній процес протікає в умовах промивного режиму в кислому середовищі, що веде до активного розпаду первинних мінералів та їх вимивання. Більш рухливі продукти вивітрювання (Са, Мg, K, Na) вилуговуються, а в якості кінцевих у великих кількостях накопичуються менш рухливі оксиди полуторні Fe і Al і рівномірно забарвлюють профіль від яскраво-червоного до жовтого в залежності від їх співвідношення і кількості. Цей процес називається фералітизацією- стадія вивітрювання гірських порід, на якій більшість первинних мінералів руйнується і утворюються вторинні мінерали, переважно групи полуторних оксидів, оксидів кремнію мало, оскільки вони швидко вивітрюються. Винесення продуктів руйнування вказує на наявність процесу запізнювання, проте ознаки підзолоутворення виявляються слабо і не скрізь, оскільки винос хімічних елементів з верхніх горизонтів частково компенсується великою кількістю основ, які утворюються при розкладанні органічної речовини та нейтралізують кислі продукти (на основних породах вилуговування менш інтенсивне, ніж на кислі). Отже, провідним процесом ґрунтоутворення червоноземів є вилуговування, на який накладаються процеси метаморфізму (фералітизація та алітизація – накопичення алюмінію).

У профілі червоноземів виділяється А 0 досить великої потужності – до 10 см, під яким лежить гумусовий А 1 темно-коричневого або червоно-коричневого кольору потужністю близько 20 см. Змінюється перехідним горизонтом В оранжево- або буро-червоного кольору потужністю 40 – 70 см чорними точками залізисто-марганцевих включень. Нижче знаходиться материнська порода, помаранчева, червона, іноді смугаста, що містить включення марганцю, заліза, плями кремнезему.

Агрохімічні властивості: вміст гумусу 2 – 4 %, фульватного типу, реакція середовища кисла по всьому профілю (рН КС l = 4,2 – 5,2), Т – 10 – 12 мг×екв/100 г ґрунту (низька), ступінь насиченості основами невелика – 10 – 30 %, у складі поглинених катіонів переважають Al і Н (кисле середовище обумовлено переважно Al).

Красноземи мають високу продуктивність у лісових біоценозах. Вирізняються високою водопроникністю, пористістю, вологоємністю, водоміцною структурою, але мають мало доступного фосфору, часто виявляється дефіцит азоту. Вирощують цитрусові, чайний кущ, ефіроносні культури, тютюн. Особливу увагу слід приділяти боротьбі з водною ерозією, оскільки їй сприяють клімат та рельєф. Застосовують терасування схилів, міжрядові посадки сої та інших бобових з подальшим їх заорюванням як добрива або задерновування багаторічними травами, створення буферних лісових смуг, пристроїв для регулювання поверхневого стоку.

Інтразональні ґрунти.До інтразональних ґрунтів відносяться солончаки, солонці та солоді, що зустрічаються в напівпустельному, пустельному, лісостеповому, степовому, тайговому та деяких інших зонах. Ці ґрунти належать до засолених, тобто. містять у своєму профілі легкорозчинні солі в токсичних для рослин кількостях. Найчастіше в засолених ґрунтах зустрічаються NaCl, Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , MgCl 2 , MgCO 3 , CaCl 2 , CaCO 3 , Ca(HCO 3) 2 , CaSO 4 .

Солончаки– ґрунти, що містять > 1 % легкорозчинних солей із самої поверхні. За складом переважаючих аніонів можуть бути: хлоридні, сульфатні, содові, хдоридно-сульфатні, сульфатно-хлоридні, за складом катіонів: натрієві, кальцієві, магнезіальні. Утворюються різними шляхами: 1) за наявності засоленої грунтоутворюючої породи; 2) при близькому заляганні засолених ґрунтових вод внаслідок їх капілярного підняття; 3) дома висохлих озер; 4) при перенесенні солей вітром з морів чи засолених озер; 5) при неправильному зрошенні (вторинне засолення); 6) при акумуляції солей рослинами-галофітами (після їх мінералізації).

Клімат

Тип водного режимунепромивної, найчастіше випотної (КУ» 0,5).

Ґрунтоутворюючі породи- глини, важкі суглинки залишково засолені.

Рельєф- Плоска рівнина з мікрорельєфом у вигляді блюдець, западин.

Рослинністьу природних умовах або відсутня або представлена ​​специфічною спільнотою рослин-галофітів (солянки, солерос, деякі види лободи, полин білий, чорний саксаул та ін.)

Ґрунтоутворюючий процес– солончаковий, полягає у накопиченні легкорозчинних солей у ґрунтовому профілі.

Солончаки мають слабо диференційований профіль, характерною рисою якого є однорідність гранулометричного та валового хімічного складу.

Вирізняють горизонт А, перехідний і материнську породу З.

Агрохімічні властивості: вміст гумусу 0,5 – 3 % (у лугових солончаках до 8 %), фульватного типу, реакція середовища від слаболужного (рН = 7,5) у засолених нейтральними солями до сильнолужного (рН КС l = 11) у содових солончаків, Т = 10 – 20 мг×екв/100 г ґрунту (низька), ступінь насиченості основами близько 100 %, поглинені основи – Ca, Mg, Na.

Солончаки характеризуються низькою природною родючістю, оскільки на засолених ґрунтах порушується обмін речовин та харчування рослин. Освоєння можливе лише після меліоративних заходів – гіпсування, промивання (видалення солей прісною водою). Висаджують солестійкі культури – бавовник, просо, ячмінь, соняшник, рис та ін. або використовують як пасовища. Використовують посадку деревних рослин, які посилено випаровують вологу та сприяють зниженню ґрунтових вод.

Солонці –ґрунти, в ППК яких міститься натрію > 20 %, легкорозчинні солі перебувають над самому верхньому горизонті, але в деякій глибині. Найчастіше зустрічаються в сухостеповій та степовій, пустельній зонах. Виникають: 1) при розсолі солончаків, засолених нейтральними солями натрію; 2) внаслідок життєдіяльності галофітної рослинності; 3) при впливі на ґрунт слабомінералізованих розчинів, що містять соду; 4) за наявності засоленої грунтоутворюючої породи. Як правило, у природі спостерігається спільна дія кількох факторів, що призводить до сильнішого прояву засолення.

Кліматсухий, жаркий (континентальний).

Тип водного режимунепромивний (КУ = 0,6 - 0,8).

Ґрунтоутворюючі породи– глини, важкі суглинки карбонатні залишково засолені.

Рельєф- Плоска рівнина з мікрорельєфом.

Рослинністьзалежить від типу солонців. Ксерофітна, частіше зріджена, злаково-полинові асоціації (полин чорний, полин білий, полин солончаковий, камфоросма, типчак та ін.)

Ґрунтоутворюючий процес: розсол - процес вимивання легкорозчинних солей з профілю. У ґрунтах, де багато натрієвих солей, поглинаючий комплекс насичується іонами натрію шляхом витіснення інших катіонів. Колоїди, збагачені натрієм, утримують на поверхні багато води, набухають і стають рухливими, у лужному середовищі зростає також розчинність органічних та мінеральних сполук ґрунту. Ці компоненти через велику рухливість вилуговуються з верхнього горизонту, на деякій глибині перетворюються на гелі в результаті дії електролітів і накопичуються, утворюючи ілювіальний горизонт (в даному випадку солонцевий). Через велику кількість Na у солонців розвиваються вкрай погані водно-фізичні та фізико-механічні властивості.

Профіль солонців чітко диференційований на горизонти на відміну від солончаків. Під гумусовим або надсолонцевим (А 1) горизонтом, що має основні властивості зонального типу ґрунтів (колір, структуру та ін.), лежить солонцевий (В 1 – ілювіальний), темніший, в'язкіший у мокрому стані, у сухому – дуже щільний, розтріскується і утворює стовпчасту структуру. Під ним знаходиться підсолонцевий або сольовий В 2 більш світлий, менш щільний, ніж В 1 містить карбонати, гіпс, солі легкорозчинні, нижче - грунтоутворююча порода (С).

Агрохімічні властивості: вміст гумусу залежить від зони формування солонців – від 1 % до 6 – 8 % на чорноземах, гуматно-фульватного або фульватно-гуматного типу, лужна реакція (рН КС l = 8,5 – 10), Т = 15 – 30 мг× екв/100 г ґрунту (у чорноземних більше), насичені основами, у складі поглинених катіонів Na (> 20 %), Ca, Mg.

У природному стані солонці є малопродуктивними пасовищами і використовувати їх можна у сільськогосподарському виробництві лише після попередньої меліорації, насамперед хімічної – гіпсування. Якщо неглибоко залягає гіпсоносний горизонт, то застосовують самомеліорацію - глибоке оранку для перемішування гіпсу з солонцевим горизонтом. Після цього прийому збільшення родючості вносять органічне добриво і застосовують травосіяння і натомість зрошення.

Солоді– ґрунти, що утворюються при промиванні та вилуговуванні солонців. Зазвичай розвиваються у пониженнях рельєфу, де складаються умови підвищеної вологості, переважно у лісостеповій, степовій зонах.

Кліматсухий, теплий. Тип водного режиму- В основному непромивний.

Рельєф- Зниження слабо дренованих рівнин з близьким розташуванням (2 - 3 м) ґрунтових вод гідрокарбонатно-натрієвого або хлоридно-сульфатно-натрієвого типу.

Рослинністьдеревно-чагарникова (осика, верба, береза ​​та ін.), розташована колками, лучно-болотна.

Ґрунтоутворюючий процесє осолодження - перетворення солонців на солоді, відбувається в лужному середовищі, що призводить до посиленого руйнування алюмосилікатів на прості сполуки (кремнієву кислоту, полуторні оксиди). Рухливі сполуки (гумати натрію, оксиди заліза, марганцю, алюмінію та ін.) вимиваються з верхніх горизонтів, утворюючи горизонт, а кремнієва кислота накопичується в них. Нагромадження силікатів іде біогенним шляхом: після відмирання діатомових водоростей і кремнійсодержащих рослин вони залишаються у грунті. Кислі продукти розкладання та тимчасовий анаеробіоз сприяють утворенню фульвокислот, заміні більшої частини катіонів ППК на іон Н+, ненасиченості основами А1 та А2, кислу реакцію. Верхні горизонти, збагачуючись кремнеземом, стають білястими, і солоді стають схожими на дерново-підзолисті ґрунти.

Ґрунтовий профіль різко диференційований на горизонти: А 0 , А 1 , А 2 , В (іноді поділяється на кілька), С. А 1 – гумусовий або оторфованний, якщо утворюється на болотах, малопотужний, А 2 – осолоділий, білий, плитчастої структури, з іржаво-охристими плямами, бідними мулистими частинками і полуторними оксидами, багатий кремнеземом, під ним лежить горизонт коричнево-бурий, що зберігає залишки стовпчастої структури солонцевого горизонту, багато мулистих частинок, часто містить карбонати, С – жовто-бурий, карбонатний .

Агрохімічні властивості: вміст гумусу 3 – 4 % (іноді до 10 %), фульватного типу, кисла реакція (рН КС l = 3,7 – 6,5), у нижніх горизонтах нейтральна, Т = 10 – 15 мг×екв/100 г ґрунту (В горизонті В до 30 - 40), в поглиненому стані Ca, Mg, Na і Н.

Солоди – ґрунти з низькою природною родючістю, містять мало азоту, фосфору, калію, безструктурні, перезволожені, оброблені – сильно запливають і утворюють кірку, необхідно вносити великі дози гною, вапнувати. Однак природна лісова рослинність розвивається непогано, і ці ґрунти краще залишати під лісом.

Ґрунти річкових заплав.Заплава – це частина долини річки, яка періодично затоплюється під час повені. Повсюдно за заплавами річок формуються алювіальні ґрунти.

Добре розвинена заплава має три частини: прируслову, центральну та притеррасну. Прируслова частина, яка перебуває під впливом сильної течії, представляє зазвичай систему паралельних валів, складених великими піщаними відкладеннями. Тут утворюються слаборозвинені легкі ґрунти з малодиференційованим профілем. Центральна частина рівна, з пониженнями, озерами-старицями, складається з пилуватих і мулистих частинок, часто перезволожена. Найнижча і віддалена від русла – притерасна частина, де відкладається тонкий мул, перезволожена та часто заболочена.

Рослинністьформується в умовах частого затоплення, представлена ​​в основному лучними різнотравно-злаковими угрупованнями. Найбагатша і найрізноманітніша рослинність у центральній заплаві, прируслова – бідніша, у притерасній розвинена вологолюбна рослинність. Зростають і дерева, склад яких визначається природною зоною: у лісовій – береза, ялина, осика, верба, вільха, тополя, у степовій – клен, в'яз, дуб, верба, тополя, у напів- та пустельній – шовковиця, саксаул, тамарикс, тополя та ін.

Ґрунтоутворюючий процеспротікає в особливих умовах: затоплення паводковими водами заплави та її розмивання, принесення та відкладення алювію на її поверхні, що містить велику кількість поживних речовин, розвиток багатої трав'янистої рослинності. Провідним процесом ґрунтоутворення є дерновий, у деяких типах у поєднанні з іншими (оглеєнням, солонцевим та ін.).

Для всіх алювіальних ґрунтів характерні деякі особливості:

1) ґрунти формуються одночасно з ґрунтоутворюючою породою, так як алювій не вимагає довгої підготовчої стадії вивітрювання і є необхідні елементи живлення (швидке ґрунтоутворення), порода шарувата і неоднорідна;

2) переривчастість ґрунтоутворення, нерівномірна зміна вмісту гумусу з глибиною;

3) заплавні ґрунти різних природних зон менше відрізняються один від одного, ніж позазаплавні ґрунти однієї зони.

Алювіальні (заплавні) дернові ґрунти утворюються при глибокому заляганні ґрунтових вод зазвичай на височинах прируслової частини, на піщаному алювії, мають шаруватий профіль (дернові шаруваті). Заплавні лучні розвиваються на суглинистому алювії центральної частини при неглибокому заляганні ґрунтових вод, багаті на гумус, мають добре виражений перегнійний горизонт, з добре вираженою зернистою структурою, часто оглеєні внизу (називають їх ще дернові зернисті).

Агрохімічні властивості: вміст гумусу коливається від 1 до 10 % залежно від підтипу ґрунтів, реакція ґрунту від кислого до слаболужного залежно від природної зони.

Алювіальні ґрунти мають велике значення, насамперед як природні кормові угіддя. Використовуються як орні, оскільки мають високу природну родючість (хороші теплові, водно-фізичні властивості, легкі в обробці, містять багато поживних елементів). Необхідне внесення фосфорних, калійних та органічних добрив.