грунтоутворювального процес
Грунтоутворювального процес - Розвиток грунту з гірської породи відбувається під впливом одночасно протікають на земній поверхні процесів вивітрювання і грунтоутворення.
При вивітрюванні гірська порода з суцільної перетворюється в пухку породу, яка була пористе тіло, що володіє великою проникністю і незначною влагоемкостью. Виділяються в процесі вивітрювання розчинні сполуки елементів мінерального живлення рослин надходять у великій геологічний кругообіг речовин у природі (між сушею і океаном) і несуться разом з атмосферними опадами в річки і моря. Таким чином, кінцевий продукт вивітрювання - так звана грунтоутворюючих, або материнська, порода - не має велику і стійкою влагоемкостью, елементи зольной їжі рослин з неї абсолютно вимиті, крім того, там немає азоту.
Процес грунтоутворення - це біологічний процес, що виникає і розвивається тільки під впливом живих організмів, головним чином вищих рослин і мікроорганізмів.
Коріння оселилися в гірській породі рослин, проникаючи на значну глибину і охоплюючи великий обсяг, витягають з грунту розсіяні елементи зольного харчування (фосфор, сірку, кальцій, магній, калій і ін.) І азот, поява якого в породі викликано результатом життєдіяльності мікроорганізмів. Використовуючи вуглекислоту повітря, воду, зольні елементи, азот і променисту енергію сонця, рослини синтезують органічну речовину. Залишки відмерлих рослин, що містять зольні елементи, відкладаються на поверхні породи і в її верхньому шарі. Вони служать джерелом їжі та енергії для мікроорганізмів.
В процесі мікробного розкладання одна частина органічних залишків перетворюється в нові органічні речовини - гумусові, які повільно руйнуються мікроорганізмами, накопичуючись в верхньому шарі породи, інша частина минерализуется, звільняючи елементи азотного і зольного харчування. Останні переходять в розчин, утворюючи нові, менш рухливі з'єднання з мінеральною частиною породи і гумусними речовинами, і поглинаються корінням нових поколінь рослин.
Таким чином, в результаті грунтоутворювального процесу розсіяні в породі зольні елементи, а також азот під впливом вищих рослин і мікроорганізмів концентруються, проходять ряд біохімічних перетворень і в новій, менш рухомий формі накопичуються у верхньому шарі породи. Отже, між рослинами і гірськими породами, що перетворюються в грунту, виникає кругообіг зольних елементів і азоту, внаслідок якого у верхньому шарі породи відбувається поступове накопичення одного з факторів ґрунтової родючості - елементів мінерального живлення
Даний кругообіг речовин В. Р. Вільямс запропонував називати малим біологічним кругообігом. На відміну від геологічного тут розчинні продукти вивітрювання і мінералізації органічних речовин перехоплюються рослинами в якості їжі і тим самим частково або повністю затримуються в породі, концентруючись в її верхньому шарі. Накопичення в верхньому шарі породи біологічно активних або життєво необхідних елементів живлення рослин обумовлено притаманною рослинним організмам виборчої поглинальною здатністю.
Малий біологічний кругообіг не є повністю замкнутим або збалансованим циклом. Деяка частина поживних елементів, що звільняються при розкладанні мінеральних і органічних речовин, які не використано рослинами, можуть вимиватися з ґрунту і надходити в геологічний кругообіг.
В процесі грунтоутворення верхні шари породи збагачуються не тільки мінеральними речовинами, а й органічними, багатими хімічної енергією, яка представляє собою перетворену в процесі фотосинтезу променисту енергію сонця. При розкладанні органічних речовин відмерлих рослин хімічна енергія витрачається на розвиток процесів, які не могли б виникнути без органічної речовини в гірській породі. Одноманітна спочатку мінеральна маса гірської породи поступово набуває нового складу, будова, водно - повітряні, теплові та інші фізичні властивості і відокремлюється в особливе природне тіло - грунт.
Основні процеси, що сприяють перетворенню гірської породи в грунт, такі:- вивітрювання гірської породи і мінералів, що приводить до утворення нових мінералів і звільнення в доступній формі елементів зольного живлення рослин;
- витяг з материнської гірської породи, а в подальшому з грунту елементів живлення;
- синтез і накопичення в верхніх шарах породи залишків рослин і тварин, мінералізація і перетворення їх в гумусові речовини (гуміфікація), що супроводжуються звільненням і акумуляцією елементів зольного і азотного живлення;
переміщення і осадження мінеральних, органічних і органо-продуктів грунтоутворення в грунтової товщі.
Між продуктами вивітрювання мінералів, мінералізації і гуміфікації органічних залишків безперервно протікають складні процеси взаємодії, в результаті чого утворюються нові сполуки, абсолютно не характерні для пухкої гірської породи, не порушеної грунтоутворювального процесу. Вони грають важливу роль у формуванні ґрунту та його родючості. Такі з'єднання виходять головним чином ii результаті взаємодії мінеральних речовин і гумікових кислот.
Солі деяких гумінових кислот з лужноземельними металами, особливо кальцієм, нерозчинні у воді. Осідаючи, вони обволікають плівками мінеральні частини грунту, склеюють і цементують їх, накопичуються в дрібних порах і порожнинах між частинками. При взаємодії гумінових кислот з солями алюмінію, заліза та іншими компонентами мінералів утворюються складні органомінеральні сполуки, що володіють різною розчинністю, а отже, і різною здатністю закріплюватися на поверхні мінеральних часток.
Продукти взаємодії мінеральних і органічних речовин, пересуваючись в товщі пухкої породи, осідають на різних глибинах. В результаті одноманітна материнська порода диференціюється на ряд шарів, неоднакових за хімічним і механічним складом, фізичними властивостями і зовнішніми ознаками. Ці шари називають грунтовими горизонтами.
Вимиваються зверху мулисті суспензії, колоїдального розчинні сполуки, а також сольові продукти вивітрювання і грунтоутворення осідають в глибині грунту. Тут при взаємодії речовин, що поступають може проходити вторинне утворення нових мінералів (зокрема, глинистих). В першу чергу осідають частинки мулистих суспензій і колоїдального розчинні речовини. Накопичення їх зовні виражається в зміні механічного складу ґрунту, ущільнення і потемніння шару, в якому відбувається осадження. Солі виносяться глибше. Випадання солей в осад йде в порядку зменшення їх розчинності: першими осідають найменш розчинні карбонати кальцію і магнію, далі йде осадження сульфату кальцію і, нарешті, сульфатів, лугів і хлоридів. Частина солей і гумусових речовин може бути зовсім вимита з грунту.
Мінеральні солі і інші розчинні речовини можуть надходити в грунт також і з глибинних шарів з піднімаються по капілярах грунтовими водами.
Горизонти, де осідають речовини, що надходять з верхніх шарів грунту або знизу з гірських порід, називаються іллювіальний.
Нижче іллювіального горизонту розташовується слабо порушена грунтоутворення материнська порода. Всі горизонти грунтового профілю пов'язані між собою спільністю походження, тому їх називають генетичними грунтовими горизонтами.
Отже, в процесі розвитку грунт набуває характерного для неї будову, яке виражається в чергуванні різних за складом, властивостями і зовнішніми ознаками генетичних горизонтів, відмінних від шарів підстилаючих порід. Сукупність подстилающих горизонтів утворює генетичний профіль грунту.
Одночасно з розвитком грунту зростає її родючість, т. Е. Здатність забезпечувати рослини їжею, водою та іншими умовами. Кількість поживних речовин, доступних коріння рослин, поступово збільшується за рахунок включення в біологічний круговорот зольних елементів, що звільняються при вивітрюванні мінералів, і азоту атмосфери, асимільованого грунтовими азотфиксирующими мікроорганізмами. У міру накопичення гумусу в формі різних його сполук з мінеральною частиною зростає здатність грунту поглинати мінеральні речовини і утримувати їх від вимивання. Одночасно з цим змінюються фізичні властивості грунту: збільшується рихлість, повітро - і водопроникність, вологоємність.
З усього сказаного стає ясно, що грунтоутворення являє собою складний механічний, фізичний, біологічний і фізико - хімічний процес. За визначенням А. А. Роде, грунтоутворювального процесу називається сукупність явищ перетворення і пересування речовин і енергії, що протікають в грунтовій товщі.
Грунтоутворювального процес протікає безперервно, внаслідок чого також безперервно змінюється склад і властивості грунту. Цей процес складається з різних і протилежно спрямованих явищ: синтезу і руйнування органічних сполук, синтезу і руйнування мінералів, акумуляції органічних і мінеральних речовин, їх вимивання і т. Д. У кожній грунті одночасно і взаємно впливаючи один на одного протікають протилежно спрямовані процеси (синтез - руйнування, окислювання - відновлення та ін.), але інтенсивність їх в різних грунтах неоднакова. Один і той же процес в різних горизонтах грунту може проходити з різною швидкістю або йти тільки в одному горизонті. Внаслідок цього формуються грунту з різною будовою генетичного профілю. На структуру і будову грунтового профілю впливають також численні фактори грунтоутворення.
Читайте також