Тропічні грунти

                                                 Зміст 
 

1. Поняття про грунт.

 

2. Методи  дослідження грунту.

 

3. Грунтовий покрив (Педосфера).

 

4. Забарвлення грунту.

 

5. Структура грунту.

 

6. Грунтовий покрив тропіків:

 

• грунти тропічних сухих саван;

 

• грунти тропічних напівпустель і пустель.

 

7. Охорона грунтів.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.

Поняття про грунт нерозривно пов'язане із землеробством. Спочатку грунт ототожнювали з поняттям "земля" – ділянкою поверхні, на якій проживає людина. В XIX ст. його переважно розглядали як орний шар, на якому вкорінюються рослини (так звана агрономічна точка зору), а також як геологічне утворення.

Перше наукове визначення грунту дав В.В.Докучаєв (на фото) у праці "Лекції з грунтознавства" (1901): "грунтом треба називати "денні" або зовнішні горизонти гірських порід (усе одно яких), природно змінених сумісною дією води, повітря і різного роду організмів, живих і мертвих". Учений ставив грунт у ряд самостійних природних тіл, які якісно відрізняються від інших. Це тіло історичне, має свій вік, історію утворення. Воно пов'язане з іншими явищами й природними тілами. Будучи дуже прогресивним, докучаєвське визначення грунту все ж не було достатньо повним для уяви про грунт як про самостійне природне тіло. Зокрема, згідно з визначенням В.В.Докучаєва, встановити різницю між грунтом і корою вивітрювання неможливо. 

 

Одночасно з докучаєвським напрямком, у  якому грунт розглядався перш за все як самостійне природно-історичне тіло, в російській науці розвивався й інший, пов'язаний з іменами П.А.Костичева та В.Р.Вільямса. Ці вчені звертали свою увагу, в першу чергу, на функції грунту, пов'язані з рослинами, що ростуть на ньому. У своєму підручнику П.А.Костичев писав: "... ми перш за все виділяємо верхній шар землі до тієї глибини, до якої доходить головна маса рослинних коренів, і називаємо цей шар грунтом". Це визначення обмежене, оскільки в ньому не йдеться про інші функціональні властивості грунту. В.Р.Вільямс, будучи за своїми поглядами грунтознавцем-докучаєвцем, бачив обмеженість визначення П.А.Костичева й шукав ту головну властивість грунту, що відрізняє його від усіх інших природних тіл. Він вважав, що ця властивість – родючість, тобто здатність грунту безперервно постачати рослини необхідним запасом води та їжі. За В.Р.Вільямсом,"грунт – це пухкий поверхневий горизонт суші земної кулі, здатний продукувати врожай рослин". Проте і це визначення явно однобічне.

Підходи і В.В.Докучаєва, і В.Р.Вільямса, будучи неповними, взаємно доповнюють один одного, характеризуючи в цілому російську  школу грунтознавства. Одну з перших спроб об'єднати ці визначення зробив Д.Г.Віленський (1945): "Грунт являє собою самостійне тіло природи, утворене шляхом сполучення та взаємодії геологічних процесів із біологічними і яке володіє ... родючістю".

Отже, грунт – це складна поліфункціональна, полідисперсна, гетерогенна, відкрита чотирифазна структурна система в поверхневій частині кори вивітрювання гірських порід, що володіє родючістю і є комплексною функцією гірської породи, організмів, клімату, рельєфу та часу.

2.

Грунтознавство як наука використовує два основні методичні принципи:

1. Історико-геоморфологічний, який зобов'язує враховувати умови, шляхи утворення і вік тих елементів рельєфу, на яких розвинуті ті чи інші види грунтів. Різним елементам геоморфології відповідають відмінні за віком і властивостями типи грунтів. Подібні геоморфологічні поверхні мають близькі чи однотипові грунти.

2. Грунтово-геохімічний методичний підхід вивчає хімічні процеси грунтоутворення в часі і просторі, відтворюючи картину руху, диференціації й акумуляції продуктів грунтоутворення в ландшафтах.

При дослідженні  грунтів сучасна наука виходить із концепції ієрархії структурних рівнів організації грунту. В грунті як системі, що володіє структурною організацією, виділяють такі ієрархічні рівні:

- атомарний  – із ним має справу дослідник  при вивченні природної та  штучної радіоактивності грунтів (матеріальними елементами цього рівня будуть радіоактивні ізотопи);

- молекулярний  – об'єктами дослідження виступають  молекули та іони грунтового розчину й повітря, а також ті, що знаходяться на поверхні твердих грунтових частинок;

- елементарних  грунтових частинок (ЕҐЧ), які виділяються з грунту в процесі гранулометричного аналізу у вигляді фракцій різного розміру;

- грунтових агрегатів – містять конкреції, плівки, ортштейни, новоутворення солей гіпсу та вапна;

- грунтових горизонтів – усі властивості й параметри грунту зв'язані визначеним генетичним горизонтом у границі грунтового профілю;

- грунтовий профіль (грунтовий індивідуум або педон) – або власне грунт як особливе тіло природи;

- грунтовий покрив (поліпедон) – комбінації різних грунтів у природі складають мозаїку грунтів.

3.

Грунтовий покрив являє собою самостійну складну специфічну біологічну оболонку земної кулі, що огортає сушу материків і мілководдя морів та озер. Педосфера (грунтовий покрив) знаходиться в безперервній взаємодії з іншими оболонками планети, бере участь у складних процесах обміну й перетворення енергії й речовини на земній кулі та відіграє велику загально-планетарну (глобальну) роль. Грунт виконує глобальні та соціально-економічні функції. Ось найголовніші глобальні функції грунту:

1) забезпечення життя на Землі. Грунт – це наслідок життя й одночасно умова його існування. Грунт – середовище й умова існування рослинності, тварин і мікроорганізмів. Він забезпечує потреби вищих рослин у живленні, створює таким чином ту біомасу, яка використовується тваринами, мікроорганізмами, людиною;

2) забезпечення постійної взаємодії великого геологічного та малого біологічного кругообігу (циклів) речовин на земній поверхні. Життя й грунтотворні процеси на Землі продовжуються мільярди років. За цей час у земній корі сформувались потужні товщі осадових відкладів морського й континентального походження. Потрапляючи на поверхню землі, первинні гірські породи вивітрюються, у верхній частині кори вивітрювання формуються грунти, акумулюючи елементи живлення живих організмів. Вони захоплюються з грунту рослинами і через ряд трофічних циклів повертаються назад у грунт, що і є малим біологічним кругообігом речовин. З грунту елементи частково виносяться опадами в гідрографічну сітку, у Світовий океан, де дають початок утворення нових осадових порід, які можуть або вийти знову на поверхню, або метаморфізуватись. Це і є великий геологічний кругообіг;

3) регулювання хімічного складу атмосфери й гідросфери. О, С, N, Н у різній формі беруть участь у синтезі органічної речовини рослинами, складно перетворюючись у грунті, особливо під впливом грунтової фауни й мікроорганізмів. Газова фаза грунтів знаходиться в стані постійної взаємодії з атмосферним повітрям, віддаючи в нього СО₂, NH₃, NO, N₂, H₂S, метан, водяні пари, поглинаючи гази й особливо – О_г Кругообіг води на земній кулі охоплює як важливу ланку і грунтову вологу. Грунтовий покрив отримує атмосферну вологу й через випаровування та транспірацію віддає її в атмосферу. Водні властивості грунту визначають у великій мірі процеси руху води, її стік і випаровування. Поверхневий стік і грунтові води є основними джерелами живлення рік, морів, океанів. З водою в них надходять мінеральні та гумусові речовини. Отже, хімізм рік пов'язаний з хімізмом грунтового покриву;

4) регулювання біосферних процесів, зокрема щільності життя на Землі, шляхом динамічного відновлення грунтової родючості;

5) акумуляція активної органічної речовини й пов'язаної з нею хімічної енергії на земній поверхні. Грунтовий покрив є важливою умовою фотосинтетичної діяльності рослин, які акумулюють колосальну кількість сонячної енергії, зв'язаної у масі рослинної органічної речовини. Рослинність наземних грунтів акумулює в рік ~ 0,5*10¹⁵ кВт год енергії шляхом фотосинтезу (В.А.Ковда, 1973). Система грунт – рослина – тварина в житті людства є, і ще тривалий час буде головним постачальником трансформованої енергії Сонця.

4.

Забарвлення грунту – це найбільш доступна і, перш за все, помітна морфологічна ознака, суттєвий показник належності грунту до того чи іншого типу, що визначається кольором тих речовин, з яких він складається, а також гранулометричним складом, фізичним станом і ступенем зволоження. 

Багато  грунтів одержали назву відповідно до свого забарвлення – підзол, чорнозем, бурозем, сірозем, червонозем, каштановий, коричневий тощо. Ці назви відомі науковцям усього світу. Вони увійшли у термінологічний апарат світового грунтознавства і ми особливо горді з того, що дослідники всіх країн постійно вживають наші, слов'янські терміни. Не кожен український науковець з інших галузей науки похвалиться подібним.

Забарвлення грунту та його окремих горизонтів може дати багато для розуміння суті процесів, що проходять у грунті, його генезису (походження), оскільки воно відображає хімічний склад твердої фази. Ця морфологічна ознака має велике агрономічне значення. Практики-землероби знають, що родючість грунту залежить від багатства його на гумус, а значить – від наявності та інтенсивності чорного або темно-сірого кольору. 

За С.О.Захаровим, найбільш важливими для забарвлення  грунту є такі три групи сполук: 1) гумус; 2) сполуки заліза; 3) кремнієва кислота, СаСО₃ та каолін.

Різне співвідношення вказаних груп речовин  визначає велику різноманітність грунтових кольорів, відтінків, зведених С.О.Захаровим в одну схему (рис.) 
 
 
 
 

 

Типи  забарвлення грунтів (трикутник Захарова) 

На забарвлення  впливає структурний стан грунту. Агрегати, що знаходяться в грудкуватому, зернистому або глинистому стані, здаються темнішими, ніж безструктурні. 

5.

Структура – це відмінності (агрегати), на які може розпадатися  грунт.

Агрегати  складаються зі з'єднаних між  собою механічних елементів. Форми, розміри і якісний склад структурних  відмінностей у різних грунтах і горизонтах неоднаковий. Розрізняють, за С.О.Захаровим, три основні типи структури, кожен з яких ділиться на дрібніші одиниці (табл.,рис.). Грунт може бути структурним і безструктурним. При структурному стані маса грунту розділена на відмінності тієї чи іншої форми та величини. При безструктурному стані окремі механічні елементи, що складають грунт, не з'єднані між собою, а існують окремо або залягають суцільною зцементованою масою. 

Таблиця

      «Класифікація структурних агрегатів(за С.О.Захаровим)» 

 
 
 

Рис. Найголовніші види структури грунту (за С.О.Захаровим):

I тип: 1 – крупногрудкувата; 2 – грудкувата; 3 – дрібногрудкувата;

4 – крупногоріхувата; 5 – горіхувата; 6 – дрібногоріхувата; 7 – крупнозерниста; 8 – зерниста; II тип: 9 – стовпчаста; 10-призматична; III тип: 11 – сланцювата; 12 – пластинчата; 13 –листова 

Структурні  відмінності в горизонті не бувають  одного розміру і форми. Частіше  структура буває змішаною, при  описі зазначають це двома або  трьома словами в послідовності  зростання кількості відповідних  агрегатів: грудкувато-зерниста, грудкувато-пластинчато-пилувата і т. ін.

Для різних генетичних горизонтів грунтів характерні певні форми структури: грудкувата, зерниста – для дернових, гумусових горизонтів, пластинчато-лускувата – для елювіальних, горіхувата – для ілювіальних у сірих лісових грунтів тощо. 
 

При оцінці грунтової структури потрібно відрізняти морфологічне поняття структури від агрономічного. В агрономічному розумінні оптимальною є тільки грудкувато-зерниста структура розміром від 0,25 до 10 мм. 

6.

Грунтовий покрив тропіків

Серед грунтово-біокліматичних поясів тропічний пояс займає найбільшу територію (біля 42% суші). В зв'язку з різним ступенем зволоження виділено три групи грунтово-біокліматичних областей:

1. Тропічні  вологі й сезонно-вологі лісові  області (Американська, Африканська  й Австрало-Азіатська);

2. Тропічні  саванні та ксерофітно-лісові області (Центральноамериканська, Південноамериканська, Афро-Азіатська, Австралійська);

3. Тропічні  напівпустельні й пустельні області  (Південноамериканська, Афро-Азіатська,  Південноафриканська, Австралійська).

Грунти тропічних сухих саван

Червоно-бурі грунти сухих саван формуються в тропічному поясі при річній сумі опадів 800-1000 мм із сухим сезоном 6 місяців і більше, Кз у сезон дощів 0,6-0,9 в сухий – 0,3-0,4. Рослинний покрив представлений своєрідною формацією, що одержала назву сухої савани. Окремі досить крупні дерева (баобаби, акації та інші) підвищуються над покритою травою місцевістю. Кореневі системи цих дерев розвинуті надзвичайно широко й потужно. Вони забезпечують збереження дерев в сухий період. У вологі літні періоди, коли випадає 75% річної кількості опадів, суха савана зеленіє, трави досягають висоти більше 4 м. Взимку, в період засухи, дерева скидають листя, трави вигорають, органічна речовина мінералізується в основному на поверхні грунту і підстилка не формується. Суттєве значення має діяльність мурах і термітів для оструктурювання грунтів і збагачення їх органічною речовиною шляхом заповнення нею ходів термітів.

Зони  червоно-бурих грунтів чітко виражені в Африці між 15° і 30° пн.ш. та на півдні на підгірних рівнинах Драконових гір. Невеликі масиви цих грунтів є в Мексиці, Бразилії, Індії, Південно-Східній Азії, Австралії.

Червоно-бурі грунти мають фералітний (каолініт-ілліт-монтморилонітовий) склад. 

Будова  профілю червоно-бурих грунтів така:

Н – гумусний, червонувато-бурий, супіщаний або суглинковий, брилисто-грудкуватий, щільний, потужністю 25-30 см;

Нрт – перехідний, темно-червонувато-бурий, глинистий, нечітко виражена призматична структура, щільний, потужністю 15-20 см;

Рhmк – нижній перехідний, червонувато-бурий, глинистий, щільний, з призматичною структурою, потужністю 70-80 см;

Рк – грунтотворна порода жовтувато-червоного забарвлення, глиниста, містить карбонати. 

Гумусовий горизонт слабко розвинений (20-25 см), гумусу в ньому біля 1%. Реакція грунту від слабокислої до слаболужної. Склад гумусу гуматно-фульватний. У нижній частині профілю може спостерігатись ілювіально-карбонатний горизонт, насичений основами. У грунті багато рухомого заліза (що утворюється при фералітизації), яке забезпечує добру мікроструктуру його верхніх горизонтів. Французькі грунтознавці називають ці грунти залізистими. У верхніх горизонтах червоно-бурих грунтів спостерігається зменшення мулу, що пов'язується або з лесиважем, або з більш інтенсивним глиноутворенням в нижній частині профілю. У вологий період грунти сухих саван глибоко промочуються й легкорозчинні солі в більшості випадків вимиваються із зони грунтоутворення. 

Чорні тропічні грунти зустрічаються серед червоно-бурих і коричнево-червоних грунтів. Значні території ці грунти займають в Австралії, Африці їй Індії. Вони утворюються на багатих основами грунтотворних порогах – габбро, базальтах, трапах, на породах вулканічного походження, на осадових безкварцових глинистих породах, а також на вапняках. Вивітрювання багатих основами порід в умовах змінно-вологого клімату веде при нейтральній і слаболужній реакції до утворення глинистих мінералів не каолінітової, а монтморилонітової групи. Чорні грунти мають важкий грансклад, високу ЄП (15-60 мг-екв), насичені Са та Mg, рідко в них зустрічається ввібраний Na. Молекулярне відношення SiО₂:A₂О₃ більш широке (3-5), що відрізняє їх від багатьох тропічних грунтів. Гумусовий горизонт добре розвинений, потужністю 1 м і більше, чорний, але містить дуже мало гумусу (1-1,5%). Це пояснюється особливою формою органічної речовини – найбільш стійкими групами ульміну та гуміну й щільним зв'язком з мінеральною частиною грунту, багатою монтморилонітом. Профіль чорного тропічного грунту:

Н – гумусний, чорного або коричнево-сірого забарвлення, горіхуватої структури, в нижній частині злитий, щільний, можлива наявність карбонатів і залізистих конкрецій, потужністю 50-100 см;

HPm/к – перехідний, темно-жовтувато-бурий, глинистий, з великою кількістю карбонатних новоутворень, інколи виділяються Fe-Мn конкреції;

Р(к) – монтморилонітова глина або інші основні продукти вивітрювання.

Чорні тропічні грунти добре використовуються в сільському господарстві й є найбільш родючими грунтами тропіків. 

Грунти тропічних напівпустель і пустель 

Тропічні  напівпустелі й пустелі є на всіх континентах: Південноамериканська область (північ Чилі і пустелі Тихоокеанського  узбережжя); Афро-Азіатська (південь  Сахари і південь Аравійського півострова); Південноафриканська (пустелі Калахарі й Наміб); Австралійська (центр материка).

Червонувато-бурі грунти – зональний тип грунту тропічних напівпустель, де вони займають площу 460 млн.га. Зустрічаються на півночі Чилі, півдні Африки, в Австралії. Формуються ці грунти під низькотравною розрідженою опустеленою саваною, при річній сумі опадів менше 300 мм, тривалості вологого сезону не більше 1-2 місяців. Відрізняються від попередніх меншим ступенем фералітизації, мають переважно ферсіалітний склад. Забарвлення буре, гумусу до 1%, диференціація мулу по профілю відсутня. Вони карбонатні, але рідко містять солі. Склад гумусу гуматний, профіль: Н+НРк+Рк. Землеробство можливе лише при зрошенні. В пустельній зоні найбільш розповсюджені примітивні пустельні грунти. 

7.

Охорона грунтів – це найгостріша глобальна проблема, з якою безпосередньо пов'язане відтворення біорізноманіття та забезпечення продуктами харчування населення планети. Охорона грунтів – не самоціль. Охорона і раціональне використання грунтів – єдине ціле; це система заходів, спрямованих на захист, якісне поліпшення і науково-обгрунтоване використання земельних фондів. Охорона грунтів необхідна для збереження та підвищення їх репродуктивної функції, для підтримки стійкості біосфери. 

Охороні грунтів і грунтового покриву планети присвячена низка міжнародних програм і угод. У 1972 р. у Стокгольмі прийняті Декларація і План дій з охорони навколишнього середовища, включаючи грунт. У 1977 р. у Найробі прийнятий Всесвітній план дій по боротьбі з опустелюванням. У 1981 р. МРОП прийнята Всесвітня конвенція з охорони природи, до якої приєдналася більшість країн світу. У 1982 р. ФАО прийнята Всесвітня грунтова хартія, а в 1983 р. ЮНЕП прийняла Основи світової грунтової політики. Всі ці міжнародні документи підкреслюють роль грунту як незамінного і загального надбання людства і спрямовані на його збереження на благо сучасного і прийдешнього поколінь людей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  використаної літератури: 

1. «Грунтознавство»І.І.Назаренко,С.М.Польчина, В.А.Нікорич

 

2. «Географія грунтів з основами грунтознавства» Чорний І.Б.

 

3.   «География почв с основами почвоведения» Добровольский В.В.

 

4. «Тлумачний словник з агроґрунтознавства» Т.М.Лактіонова