ГРУНТ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФОРМУВАННЯ, СКЛАД, ШАРИ, ТИПИ - СЕРЕДОВИЩЕ - 2025

Грунт є верхній шар літосфери , викликаного вивітрювання корінних порід під дією кліматичних та біологічних об'єктів. Розуміння шляхом вивітрювання фрагментації гірської породи, що утворює неконсолідований матеріал із визначеною структурою та текстурою.

Сукупність твердих частинок, що складають ґрунт, визначає його структуру, а відносна частка частинок менше 2 мм визначає текстуру. Ці частинки групуються у три загальні класи, починаючи від більшого та меншого діаметру: піску, мулу та глини.

Грунт. Джерело: Дорога до Гаї

Дія кліматичних факторів, таких як опади та температура, а також живих організмів є відповідальною за формування ґрунту. Ці фактори чинять дію на основний матеріал або основу, фрагментуючи його протягом тривалих періодів часу.

Цей процес породжує складну пористу структуру, що складається з різних мінералів, води, повітря та органічних речовин. Ця структура зустрічається у більш-менш визначених горизонтах або шарах з характерним кольором, складом, текстурою та структурою.

Існує велика різноманітність типів ґрунтів, які описуються та класифікуються за різними системами класифікації. Грунт є основою підтримки рослинного покриву, як природного, так і сільськогосподарського, є основним елементом екосистеми.

Однак ґрунт деградує та втрачається через ерозію, наслідок кліматичних факторів та дії людини. У той час як забруднення деградує ґрунт, вводячи в нього токсичні речовини або впливаючи на його фізичні, хімічні та біологічні властивості.

Характеристики ґрунту

Грунт - це матриця, складена з абіотичних елементів, таких як мінерали, вода та повітря, з біотичними факторами, за певних умов клімату та рельєфу. Ця матриця має певну текстуру, структуру, щільність і пористість і являє собою екосистему з характерною біотою.

- текстура

Текстура ґрунту визначається відносною часткою піску, мулу та глини, присутніх у ньому. Це становить дрібну фракцію ґрунту (дрібнозернисту), де пісок має більш грубі частинки, діаметром від 2 до 0,08 мм. Другий за діаметром компонент - мул з 0,08 до 0,02 мм і, нарешті, глиняний з менш 0,02 мм,

Цей склад залежить від основного матеріалу або основи, що породив грунт, а також факторів, які брали участь у його формуванні. Будь-який фрагмент діаметром більше 2 мм вже вважається грубою фракцією ґрунту чи гравію.

Пісок

Склад піску здебільшого є діоксидом кремнію, оскільки це найпоширеніший мінерал у гірських породах на Землі. Однак є також вапняні піски від ерозії коралів або вулканічний пісок з вулканічних порід.

Лімузини

Це неоднорідний осад проміжних фракцій, що складається як з неорганічних, так і з органічних елементів.

Глина

Глини є гідратованими силікатами глинозему і вважаються хімічно активними в ґрунті. Вони мають колоїдну поведінку, електрично заряджені і важливі для утримання вологи та мінеральних елементів.

- будова

Структура ґрунту задається об'єднанням твердих частинок ґрунту, що утворюють грудки або структурні одиниці, що називаються колючками. Утворення цих структур є продуктом процесу флокуляції чи агрегації, викликаного фізико-хімічними подіями.

Будова ґрунту. Джерело: Не надано машиночитаного автора. Пастранек припускав (на основі претензій щодо авторських прав).

Це відбувається завдяки залученню між частинками протилежних електричних зарядів, за участю води, перегною та оксидів алюмінію та заліза.

Гумінові комплекси

Гумус - це колоїдна речовина, спричинене розкладанням органічної речовини завдяки дії розкладаються бактерій та грибів. Агрегати гумусу утворюють комплекси, які аглютинують ґрунтові частинки, утворюючи пір.

Живі організми, які додають грунт

Коріння рослин та речовини, які вони виділяють, також сприяють аглютинації частинок, що утворюють структуру в ґрунті. Таким же чином такі організми, як дощові черв'яки, є основоположними при обробці ґрунту та визначенні його структури.

- Щільність і пористість

Текстура та структура ґрунту визначають існування в ній пор, що мають різний діаметр. Склад і пористість ґрунту також визначають змінну щільність, оскільки чим менша пористість, тим вище щільність ґрунту.

Пори ґрунту важливі, оскільки вони складають систему просторів, через які в ґрунті циркулюють вода та повітря. І вода, і повітря в ґрунті є життєво важливими для розвитку життя на ній і всередині неї.

- Інтерфейс та екосистема

У ґрунті взаємодіють мінеральні елементи літосфери, вода гідросфери, повітря атмосфери та живі істоти біосфери. Грунт підтримує обмін хімічних елементів з водою, а також газів з атмосферою, таких як O2 та CO2.

З іншого боку, живі істоти з ґрунту отримують поживні речовини та воду, забезпечуючи органічні речовини та мінерали. У цьому контексті ґрунт є екосистемою, де абіотичні та абіотичні фактори взаємопов'язані.

Ризосфера

Саме довкілля оточує коріння рослин у ґрунті і формує особливий стан у ґрунті. У цьому середовищі коріння отримують воду та мінеральні поживні речовини з ґрунту та забезпечують різноманітні ексудати, крім встановлення симбіотичних зв’язків.

Ризосфера - це там, де проходить більша частина життєдіяльності ґрунту, оскільки там більше вуглецю.

- Родючість

Основною властивістю ґрунту є його родючість, оскільки він містить необхідні мінеральні елементи для розвитку наземних рослин. Серед цих мінералів є такі макроелементи, як азот, фосфор і калій, а також мікроелементи (залізо, бор, цинк, марганець, нікель, молібден).

- Вода

Вода циркулює в пористій частині своєї структури, прилягає до колоїдних частинок (глини) і відіграє фундаментальну роль у формуванні структури ґрунту. Основним джерелом води для рослинності є ґрунт і в ньому розчиняються необхідні для рослин мінерали.

Формування ґрунтів

Процес ґрунтоутворення або педогенез є продуктом дії декількох факторів. Вони варіюються від скелі, яка спричиняє її, до факторів, які її вивітрюють.

- Батьківський матеріал

Основа, що утворює літосферу, є суцільним шаром різноманітного мінералогічного складу залежно від її природи. Вони можуть бути осадовими, метаморфними або магматичними породами, утвореними різними процесами.

Вид на породу. Джерело: Дорога до Гаї

Реголіт

Під дією кліматичних та біологічних факторів гірська порода поступово розпадається або уламки, утворюючи змінний шар товстого матеріалу, що називається реголітом. Клімат і живі істоти продовжують діяти на цьому матеріалі до тих пір, поки вони не утворюють грунт.

- Погода

Земна поверхня піддається різним кліматичним умовам, створюючи градієнт температури і вологості. У кожному регіоні діє режим опадів, вітру та температури, який змінюється протягом дня та року.

Ці умови діють на материнський матеріал, деградуючи його та надаючи йому особливу структуру, створюючи різні типи ґрунтів.

Опади

Вода впливає на грунтоутворення як фізичним ерозивним впливом на скелю, так і самим водопостачанням. Вода, як універсальний розчинник, є основним елементом хімічних реакцій, що відбуваються при утворенні ґрунту.

Крім того, надлишок вологи та чергування вологих та сухих періодів впливають на тип ґрунту, який формується.

Температура

Високі температури сприяють різним хімічним процесам, які сприяють утворенню ґрунту. Хоча надзвичайні перепади температур сприяють структурним навантаженням у породі, генеруючи руйнування.

- Біотичні фактори

Активність живих істот, які населяють ґрунт і на ньому, є визначальною у формуванні ґрунту.

Рослинність

Наявність рослинного покриву відіграє роль у стійкості субстрату, забезпечуючи середовище, сприятливе для ґрунтоутворення. Без рослинного покриву наростає ерозія і, як наслідок, втрата ґрунту при формуванні.

З іншого боку, коріння рослин та їх ексудати сприяють фрагментації батьківського матеріалу та є ґрунтовими сполучниками.

Інші організми

Мікроорганізми та макроорганізми, які населяють ґрунт, істотно сприяють його утворенню. Розкладачі, такі як бактерії, археї, гриби та найпростіші, переробляють органічні речовини та утворюють перегній.

Дощові черви бурять тунелі та заглиблюють ґрунт, обробляючи органічні речовини таким чином, що вони сприяють створенню структури в ґрунті. Це збільшує пористість грунту і, отже, потік води та повітря.

Існує також велика кількість більших копаючих тварин, які також сприяють утворенню ґрунту, такі як кроти, землерийки та інші.

- полегшення

Це дуже важливо при формуванні ґрунту, тому що крутий схил перешкоджає постійності ґрунту у формуванні. З іншого боку, рівнина або западина поблизу гірської місцевості отримає промитий ґрунтовий матеріал.

- Погода

Формування ґрунтів вимагає тривалого процесу вивітрювання грунтових покривів та переробки реголіту. Тому фактор часу є основоположним для еволюції ґрунту до досягнення його кульмінації.

- клімакс підлога

Після досягнення балансу в процесі формування щодо умов навколишнього середовища формується клімакс. На даний момент вважається, що розглянутий ґрунт досяг свого найвищого еволюційного рівня.

Склад ґрунту

Склад ґрунту змінюється залежно від гірської породи, яка спричинила його, та ґрунтоутворюючих процесів.

Корисні копалини

Майже всі відомі мінерали можна знайти в ґрунті, найбільш поширені групи - силікати, оксиди, гідроксиди, карбонати, сульфати, сульфіди та фосфати.

Органічний матеріал

Залежно від біома, де він розвивається, ґрунт матиме більший або менший вміст органічних речовин. Таким чином, у тропічному дощовому лісі більша частина органічної речовини знаходиться в поверхневій підстилці (горизонт 0), а підземний ґрунт бідний гумусом.

У помірному листяному лісі більша швидкість накопичення розкладеної органічної речовини, а в пустельних районах це накопичення органічної речовини дуже низьке.

Вода

У пористий матриці ґрунту вода циркулює як у рідкому вигляді, так і у вигляді водяної пари. Частина води сильно приєднується до колоїдних частинок ґрунту.

Повітря

Пориста матриця має повітря, а отже, кисень, вуглекислий газ та атмосферний азот. Повітря у ґрунті важливе для підтримки життєдіяльності в ґрунті, включаючи радикальне дихання.

Шари (горизонти)

У ґрунтоутворенні гравітація, інфільтрація води, розмір частинок та інші фактори створюють шарувату структуру. Ці горизонтальні шари розташовані у вертикальному градієнті і називаються ґрунтовими горизонтами, разом утворюючи так званий ґрунтовий профіль.

Ґрунтові горизонти. Джерело: Маріаяна QM

Традиційно 3 основні горизонти ототожнюються у ґрунті, визначеному зверху вниз літерами A, B і C. У той час як персонал відділу обстеження ґрунтів США визначає 5 основних горизонтів та 2 можливі шари.

Горизонт 0

Це наявність шару поверхневої органічної речовини з мінеральним складом менше 50 об. У цьому випадку рівень розкладання органічної речовини, що присутній, не має значення.

Горизонт А

Це поверхневий горизонт або нижче горизонту 0, який характеризується вмістом гумусу, змішаного з мінеральним компонентом. Він темного кольору і є коріння, а також зміни через біологічну активність.

Горизонт Е

Переважає пісок і мул через втрату глини, проявляючи світлий колір.

Горизонт В

Це горизонт, багатий мінералами з накопиченням глини та інших речовин, які можуть утворювати непроникні глиняні блоки або шари.

Горизонт С

Це горизонт, найближчий до породи і тому менш піддається процесам педогенезу. Він складається з уламків гірських порід, скупчень гіпсу або розчинних солей, серед інших речовин.

Шар R

Визначте шари твердої породи, яка потребує використання важкого обладнання для буріння.

Шар W

Цей шар нещодавно був доданий для позначення шару води або льоду на будь-якому рівні. Тобто цей шар може бути розташований між будь-яким із вищезгаданих горизонтів.

Типи ґрунту

Існують різні критерії класифікації ґрунтів, від дуже простих схем на основі текстури або клімату, до складних систем. Серед останніх - Міністерство сільського господарства США (USDA) та ФАО-ЮНЕСКО.

- За текстурою

Він заснований на текстурі ґрунту, відповідно до його частки піску, мулу та глини. Для його визначення використовується ґрунтовий текстурний трикутник (ФАО чи Міністерство сільського господарства США).

Таким чином, створюються класи текстур, що представляють піщані, глинисті або мулисті ґрунти, а також різні комбінації, такі як глинисто-піщаний ґрунт.

- За погодою

Ця класифікація стосується ґрунтів, у формуванні яких основним елементом є клімат та породжують так звані зональні ґрунти.

Вологі кліматичні ґрунти

Висока вологість прискорює процеси ґрунтоутворення, одночасно розчиняючи карбонат кальцію та руйнуючи силікати та польові шпати. Переважають залізо та алюміній, будучи ґрунтами низької родючості та великим вмістом органічних речовин, наприклад, латеритові типи тропічного лісу.

Сухі кліматичні ґрунти

Низька вологість затримує процес ґрунтоутворення, тому вони тонкі та з наявністю ледь витриманого материнського матеріалу. Вони містять мало органічних речовин, враховуючи дефіцитну рослинність, яку вони підтримують, і рясний карбонат кальцію, наприклад, аридизоли.

Грунти з помірним кліматом

Умови вологості та температури помірні, а з часом формуються глибокі і родючі ґрунти. Вони містять значну кількість органічної речовини та нерозчинних мінералів, таких як залізо та алюміній, як у альфізолах.

- USDA

Саме система ґрунтової систематики Міністерства сільського господарства США визнає 12 порядків вищою категорією. Він слідує за підрядними категоріями з 64 класами, групами з більш ніж 300 класами та підгрупами з понад 2400 класами.

Діагностичні характеристики

Ця система використовує як діагностичні елементи для віднесення ґрунту до класу, типу вологості ґрунту, а також температурного режиму. Так само наявність певних горизонтів як на поверхні (епіпедони), так і всередині ґрунту (ендопедони).

ФАО-ЮНЕСКО

Найвища категорія в цій системі, еквівалентна порядку в системі USDA, - Група основних ґрунтів і включає 28 класів. Наступний рівень в ієрархії - це грунтова одиниця і охоплює 152 класи.

Ролі та значення

Грунт є фундаментальним компонентом наземних екосистем і основою більшості людських видів діяльності.

Підтримка та живлення наземної рослинності

Грунт забезпечує опору, на якій встановлюються наземні рослини через їх кореневу систему. Крім того, він забезпечує мінеральні поживні речовини та воду, необхідні рослинам для їх розвитку.

Основи сільського господарства та селекції

Це важливий фактор виробництва в сільському господарстві, хоча існують сучасні методи, які не обходяться ним, наприклад, гідропоніка. Однак масове виробництво більшості культур можливе лише на великих ґрунтах.

Вуглецевий цикл і секвестр

У своєму газообміні з атмосферою ґрунт постачає та поглинає CO2. У цьому сенсі ґрунт сприяє зменшенню парникового ефекту і, отже, глобального потепління.

Вічна мерзлота

Це шар органічного ґрунту, замерзлий у циркумполярних широтах, який становить важливий запас CO2 у ґрунті.

Будівельний фундамент

Грунт є основою підтримки людських споруд, таких як дороги, канали, будівлі, серед багатьох інших.

Ерозія грунту

Ерозія - це втрата ґрунту внаслідок дії кліматичних факторів або діяльності людини. Екстремальна ерозія ґрунту спричиняє опустелення і є однією з найбільших загроз для сільськогосподарських ґрунтів.

Ерозія грунту. Джерело: Служба риб і тварин у США

Водна ерозія

Опади спричиняють втрати ґрунту через вплив крапель води на агрегати та подальший поверхневий стік. Чим сильніше оголена земля і крутіший схил, тим більший затяг, спричинений стоком.

Еолічна ерозія

Вітер переносить частинки ґрунту, особливо в посушливих умовах, де він сухий і з незначною адгезією. Рослинність виступає як вітровий бар'єр, тому його відсутність сприяє посиленню наслідків вітрової ерозії.

Антропічна ерозія

Серед найбільш ерозивних видів діяльності - вирубка лісів та інтенсивні посіви, особливо завдяки механізації сільського господарства. А також видобуток шахт, особливо відкритих шахт, та будівництво інфраструктури.

Забруднення ґрунтів

Грунти можуть бути забруднені як природними, так і техногенними причинами, але найбільш серйозні випадки пов’язані з діяльністю людини.

Агрохімікати

Застосування хімічних пестицидів та добрив є однією з основних причин забруднення ґрунту. Багато з цих продуктів є залишковими, потребують тривалого періоду часу для біологічного розкладання.

Стоки та стічні води

Причиною забруднення є погано каналізовані та неочищені стічні води, а також стічні води з міських та промислових районів. Води стічних вод вивозять такі відходи, як мастильні матеріали, моторні масла та залишки фарби, які забруднюють землю.

Видобуток

Ця діяльність не тільки фізично погіршує грунт, але також є джерелом забруднюючих речовин. Такий випадок ртуті та миш'яку, які використовуються при видобутку металів, таких як золото.

Таким же чином використання потужних гідропневматичних насосів для розмивання ґрунту в пошуках металу вивільняє забруднюючі важкі метали.

Нафтова промисловість

Розливи нафти на бурових спорудах та витоки від дамб, що утримують грязь, забруднюють землю.

Кислотний дощ

Карта кислотного дощу. Джерело: Alfredsito94

Кислотні дощі, що утворюються промисловими газами, реагуючи в атмосфері з водяною парою, викликають підкислення ґрунтів.

Сміття

Накопичення твердих відходів, особливо пластмас та електронних відходів, є джерелом забруднення ґрунту. Крім усього іншого, пластмаса виділяє діоксини, а електронні відходи вносять важкі метали в ґрунт.

Список літератури

1. ФАО (2009). Посібник з опису ґрунтів. Продовольча та сільськогосподарська організація ООН.
2. INIA (2015). День відкритих дверей тижня науки та технологій. Національний інститут сільськогосподарських досліджень, Tacuarembó.
3. Джарамільо, ДФ (2002). Вступ до ґрунтознавства. Факультет наук, Національний університет Колумбії.
4. Лал, Р. (2001). Деградація ґрунту ерозією. Деградація та розвиток земель.
5. Морган, RPC (2005). Ерозія ґрунтів та їх збереження. Видавництво Блеквелл.