Реферат: Грунтознaвство

Предмет і зміст ґрунтознавства. Зв’язок його з іншими науками.

Роль окисно-відновних процесів у ґрунтоутворенні та родючості ґрунту.

Водний режим ґрунту, його види і значення.

Генетико-морфологічна будова і властивості бурих лісових ґрунтів Українських Карпат.

Радіоактивне забруднення ґрунтів і заходи боротьби з ним.

1. Предмет і зміст ґрунтознавства. Зв’язок його з іншими науками

Ґрунт - це поверхневий пухкий шар суходолу Земної кулі, якому властива родючість.

Наука про появу, будову, властивості, розвиток, поширення та способи раціонального використання ґрунтів називається ґрунтознавством.

Перші наукові відомості про ґрунт з'являються ще в древній Греції у працях Теофраста. Пізніш, 17-19 ст. нашої ери, були відмічені роботами: Ван-Гельмонта (рослини живляться водою), Теєра (гумусова теорія живлення рослин - рослини засвоюють з ґрунту органічні речовини і воду), Лібіха (теорія мінерального живлення рослин, яку експериментально підтвердили Кнопп і Сакс).

Проте, ґрунтознавство набуло цілісної і системної основи після робіт Василя Васильовича Докучаєва, який є основоположником наукового ґрунтознавства. Він встановив, що ґрунт є самостійним тілом природи, яке виникає та безперервно розвивається. Показав, що ґрунти утворюються під впливом певних факторів і закономірно поширюються на Земній поверхні відповідно до цих чинників.

На основі закону горизонтальної і вертикальної зональності ґрунтів, Докучаєв виділив такі зональні типи ґрунтів: тундровий, підзолистий, сірий лісовий, чорноземний, каштановий, бурий і сірозем.

Великий вклад у розвиток ґрунтознавства також внесли інші вчені.

П.А. Костичев вважав головним фактором ґрунтоутворення біологічний чинник, а також займався питаннями родючості, структури та обробітку ґрунтів.

В.Р. Вільямс встановив, що основна властивість ґрунту - це його родючість, яка виникає за взаємодії біосфери та літосфери, досліджував структуру ґрунту.

О.Н. Соколовський вивчав ґрунтові колоїди та їх вплив на структуру й фізичні властивості ґрунту.

Слід відмітити також роботи в цій галузі В.І. Вернадського, К.К. Гедройца, І.І. Сибірцева, П.С. Косовича, О.Г. Дояренка та ін.

Предмет ґрунтознавство тісно пов’язаний за такими предметами як геофізика, геохімія, агрономія та інші сільськогосподарські дисципліни.

2. Роль окисно-відновних процесів

у ґрунтоутворенні та родючості ґрунту

Ґрунти утворюються під впливом клімату, живих організмів, складу і будови материнських гірських порід, рельєфу місцевості і віку території. Від клімату залежить кількість опадів, що впливає на розвиток рослинності, життєдіяльність мікроорганізмів, розчиненні різних сполук у ґрунті та їх переміщення. Температура впливає на перебіг хімічних і біохімічних реакцій.

У результаті окисно-відновних процесів та багатьох інших складних процесів формується хімічний склад ґрунту. Ґрунт складається з різноманітних мінеральних, органічних та органо-мінеральних сполук.

Ґрунтоутворення - це сукупність різних хімічних, фізичних і біологічних процесів і явищ, які зумовлюють виникнення та дальший розвиток ґрунтів.

Враховуючи, що основною властивістю ґрунту є його родючість, ґрунтоутворення розглядається також як процес виникнення і нагромадження у поверхневому шарі земної кори якісно нової властивості - родючості.

Залежно від чинників цього процесу, В.В. Докучаєв виділив наступні фактори ґрунтоутворення: кліматичний, біологічний, материнська порода, рельєф, вік ґрунту. Пізніше, його наступниками був виділений ще один фактор - господарська діяльність людини.

Утворення і нагромадження гумусу в ґрунті є одночасно результатом розкладання та синтезу органічних продуктів, які утворюються із рослинних і тваринних залишків. Процеси розпаду органічних решток і формування гумусу ґрунту мають складний ферментативний характер і відбуваються за безпосередньої участі мікроорганізмів (в основному - бактерій і грибів).

Одна частина проміжних продуктів розкладання органічних залишків повністю розщеплюється мікроорганізмами до мінеральних елементів, тобто мінералізується, а утворені мінеральні речовини використовуються зеленими рослинами.

Частина йде на живлення самих мікроорганізмів, в результаті чого утворюються нові органічні речовини.

А ще одна частина продуктів розпаду органічних речовин проходить тривалий шлях перетворень (окислення, поліконденсації, полімеризації), які відбуваються поза мікроорганізмами за участі виділених ними ферментів. У результаті цих процесів утворюються гумусові, або перегнійні, речовини, а сам процес їх утворення називається гуміфікацією.

У середньому 80-90% органічних решток мінералізується до кінцевих продуктів і лише 10-20%, а інколи і менше, бере участь в утворенні гумусу або нагромаджується в ґрунтах у формі стійких до розпаду сполук.

Наприклад, з 1 т внесеного підстилкового гною у ґрунтах Полісся утворюється 42 кг, Лісостепу - 54 і Степу - 56 кг гумусу. Тобто, коефіцієнт перетворення гною в гумус становить близько 5%.

Отже, в наслідок зазначених перетворень органічних сполук у ґрунті утворюється складна суміш органічних речовин, таких як малорозкладені рослинні рештки, проміжні продукти їх розкладу, колоїдні комплекси власне гумусових речовин і розчинні (що швидко мінералізуються) органічні сполуки.

Важливість накопичення гумусу в ґрунті зумовлено тим, що: 1) гумус - це джерело мінеральних елементів живлення для рослин; 2) компоненти гумусу з частинками ґрунту утворюють комплекси, які покращують структуру і зумовлюють поглинальну здатність ґрунту; 3) гумусові кислоти прискорюють процеси вивітрювання мінералів тощо.

У сільському господарстві накопичення та збереження наявного рівня гумусу досягається: 1) внесенням органічних добрив; 2) внесенням мінеральних добрив, особливо азотних, які, засвоюючись рослинами, не "дозволяють" забирати мінеральні елементи з гумусу, тим самим запобігається його руйнування; 3) певним обробітком ґрунту, який повинен бути мінімально неглибоким, так як глибоке приорювання верхнього горизонту руйнує його активну мікрофлору і, відповідно, гальмує процеси розкладання органічних речовин; 4) оптимізацією водного, повітряного і теплового режимів ґрунту; 5) науково обґрунтованим чергуванням культур, яке б передбачало розміщення в сівозміні бобових культур, використання парових полів, ущільнюючих та проміжних посівів тощо.

Найважливішою складовою частиною ґрунту є гумус – перегній. Він утворюється з органічних рослинно-тваринних решток, які щорічно потрапляють у ґрунт і під впливом життєдіяльності мікроорганізмів розкладаються й синтезуються.

Хімічний склад ґрунту суттєво впливає на його родючість, на його фізичні та біологічні властивості.

Рослинний опад в лісах і відмерла трав’яна рослинність після розкладу мікроорганізмами дають багато органічної речовини, збільшуючи потужність ґрунту. Частково гумус мінералізується і знову під впримом мікроорганізмів переходить в доступні рослинам мінеральні сполуки.

Ґрунт містить мікроелементи (азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірку, залізо та ін.) і мікроелементи (бор, марганець, молібден, мідь, цинк та ін.), які рослини споживають у невеликих кількостях. Їх співвідношення і визначає хімічний склад ґрунту. Він залежить від вмісту елементів в материнській породі, кліматичних факторів, рослинності. Чим більше зволожений ґрунт, тим переважно бідніше мінеральними сполуками її верхні горизонти.

Хімічний склад ґрунту постійно видозмінюється під впливом життєдіяльності організмів, клімату, діяльності людини. При внесенні добривами ґрунт збагачується живильними речовинами.

В залежності від наявності тих чи інших хімічних елементів виділяють кислотність грунту. Основне природне джерело кислотності грунту – органічні кислоти. Вони утворюються при розкладі рослинних залишків мікроорганізмів без доступу повітря і просочуються в товщу грунту з атмосферною вологою. Підкислення грунту відбувається також, коли осади вимивають кальцій і магній з кореневоживого шару. Кислоти можуть накопичуватися в грунті і від систематичного застосування так званих фізіологічних кислотних добрив (сульфат амонія, хлористий амоній тощо).

Кислотність грунту визивають іони водню, які утворюються при дисоціації кислот і гідролітичних кислих солей, а також поглинуті самими дрібними частинками грунту – коллоідами, які можуть переходити в ґрунтовий розчин.

Підвищення кислотність негативно впливає на ріст і розвиток більшості культурних рослин, заважає сприятливому ходу мікробіологічних процесів в грунті. Особливо чутливі до підвищенної кислотності люцерна, пшениця, кукурудза та ін.

Також виділяють серед хімічних явищ пов’язаних з грунтом засолення грунтів. Засоленням грунтів називається збільшення переважного вмісту легкорозчинних солей в грунті (понад 0,25%), що призводить до утворення солонцюватих і солончакових грунтів. Розумне регулювання хімічного складу грунту може підвищувати родючість грунту, і навпаки, невміле використання мінеральних добрив, неправильна обробка грунту – може змінити хімічний склад грунту в негативну сторону і стати причиною спустошення родючих земель.