ПИТАННЯ 1. Ґрунт як полідисперсна система

ЛЕКЦІЯ 3. СКЛАДОВІ КОМПОНЕНТИ ГРУНТУ

1. Ґрунт як полідисперсна система.

2. Мінеральні сполуки ґрунту.

3. Гумусові сполуки ґрунту.

4. Колоїдні сполуки ґрунту.

ПИТАННЯ 1. Ґрунт як полідисперсна система

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

Як ми вище зазначено, грунт - багатофазне полідисперсне природне тіло. Але що ж таке фаза? Дисперсна природа ґрунтів зумовлює наявність між "каркасними" частинками пустот або пор, що заповненні водою чи повітрям, чи одночасно тим і іншим. У ґрунтознавстві ці компоненти прийнято називати фазами.

Система, що складається з однієї речовини, може бути одночасно і фазою, якщо її фізичні властивості повсюди будуть однорідними (водне тіло, що повністю замерзло). Така система - гомогенна (однорідна). Але система, що складається з однієї хімічної речовини, може бути і гетерогенною (неоднорідною), якщо ЇЇ фізичні властивості в різних частинах будуть різними (суміш води та льоду: хімічно - однорідна, але фізично - гетерогенна). Однофазною може бути і система, що складається з декількох речовин (розчини солей у воді: фізично - гомогенна, але хімічно - неоднорідна). Тому можна стверджувати, що ґрунтова вода з розчиненими у ній речовинами є рідкою фазою. Ґрунтове повітря буде називатись газовою фазою. Тверді частинки об'єднуються за своїми подібними властивостями щодо густини та твердості у тверду фазу.

Таким чином, у природному стані ґрунт являє собою полідисперсну систему, яка складається із чотирьох основних фаз (рис. 3.1):

à твердої;

à рідкої;

à газової;

à живої.

Тверда фаза ґрунту – це полідисперсна і полі компонентна органо-мінеральна система, яка утворює твердий каркас ґрунтового тіла. Вона складається із залишків мінералів або уламків гірських порід і вторинних продуктів ґрунтоутворення – рослинних решток, продуктів їх часткового розкладу, вторинних глинистих мінералів, простих солей та окисів елементів, утворених під час вивітрювання породи на місці або принесених зі сторони агентами геохімічної міграції різноманітних ґрунтових новоутворень.

Тверда фаза ґрунту характеризується відповідним гранулометричним, мінералогічним і хімічним складом, щільністю складення, структурою, пористістю (шпаруватістю).

Рідка фаза грунту- це ґрунтовий розчин, який динамічний за об'ємом і складом та заповнює шпари ґрунту. Вміст і властивості ґрунтового розчину залежать від водно-фізичних властивостей ґрунту та від його стану.

У районах з низькими температурами в холодний сезон вода ґрунту переходить у твердий стан (замерзає), перетворюючись у лід; у випадку підвищення температури частина ґрунтової води може випаровуватись, переходячи в пару, тобто газову фазу ґрунту.

Рідка фаза - це "кров" грунту, яка служить основним чинником диференціації ґрунтового профілю, оскільки вона забезпечує, переміщення в ньому речовин у вигляді суспензій або розчинів і колоїдів.

Газова, або газоподібна, фаза ґрунту- це ґрунтове повітря, пара води, а також: гази, які виділяються під час гниття різних органічних залишків чи надходять з навколишнього середовища. Ґрунтове повітря - важливий і необхідний компонент ґрунту. Газова фаза у ґрунті займає частину шпар, які не зайняті водою, тому її вміст залежить від загальної пористості та вологості ґрунту. У свою чергу ця залежність зумовлюється типом ґрунту, його структурою і ступенем окультурення.

Ґрунтове повітря є основним джерелом кисню для дихання коренів рослин, а також для ґрунтових аеробних мікроорганізмів. У випадку нестачі кисню у ґрунтовому повітрі розвиваються анаеробні мікроорганізми, які викликають відновлювальні процеси (денітрифікацію, утворення шкідливих оксидів заліза, марганцю тощо).

Важливим компонентом ґрунтового повітря є вуглекислий газ (СО₂). Його вміст у ґрунті коливається від 0,1 до 1,5 %. Збільшення вмісту СО₂ і зміна його кількості у складі ґрунтового повітря пов'язані з біохімічними процесами: диханням коренів, життєдіяльністю мікроорганізмів і витрачанням кисню в окисно-відновних процесах під час розкладання органічної речовини ґрунту. Високі концентрації вуглекислого газу (понад 0,2 %) згубно діють на розвиток кореневої системи, проростання насіння тощо.

У різних ґрунтах тверда, рідка і газова фази займають неоднаковий об'єм. Існує така закономірність, що на тверду фазу переважно припадає 50 % об'єму ґрунту, а на рідку та газову фази інших 50 % об'єму ґрунту. У природних умовах рідка і газові фази часто змінюються, але наиоптимальніше співвідношення між ними встановлюється тоді, коли за об'ємом вони рівні.

Особливою фазою ґрунту є жива фаза,що представлена організмами, які беруть безпосередню участь у процесі ґрунтоутворення. До них належать мікроорганізми (бактерії, гриби, актиноміцети, водорості), представники ґрунтової мікро- і мезофауни (найпростіші, черв'яки, комахи та ін.) та кореневі системи рослин.

Бактерії- це найпростіша група мікроорганізмів. Залежно від типу ґрунту їх кількість в 1 г ґрунту коливається від 300 до 30 000 млн. За способом живлення вони поділяються на гетерогенні та автотрофні, а за типом дихання - на аеробні та анаеробні.

Гетерогенні аеробні бактерії окислюють складні органічні сполуки, які є компонентом мертвих рослин і мікробних решток, до аміаку, води і вуглекислого газу. Гетерогенні анаеробні бактерії викликають процес гниття компонентів рослинних і мікробних залишків також до простих, але недоокислених, органічних, а вже потім до мінеральних сполук. Гетеротрофні бактерії викликають такі процеси, як амоніфікація і денітрифікація або десульфофікація.

Автотрофні бактерії сприяють у грунті окисленню недоокислених мінеральних сполук, які утворюються у процесі життєдіяльності гетеротрофів. За рахунок цього у грунті відбуваються нітрифікація, сульфофікація, окислення заліза і водню.

Гриби грунту є гетеротрофами, які вимагають наявності у грунті органічної речовини. Роль грибів зводиться до того, що вони за допомогою свого ферментативного апарату розкладають жири, вуглеводи, лігніни, білки та інші органічні сполуки грунту. Гриби досить інтенсивно розкладають свіжу лісову підстилку і цим самим сприяють процесу ґрунтоутворення.

Актиноміцети, або променеві гриби, своєю формою займають проміжне місце між бактеріями і звичайними грибами. Вони відрізняються тим, що утворюють одноклітинний міцелій та виділяють у грунт леткі речовини, які надають йому специфічного запаху.

Гетеротрофні актиноміцети вимагають для свого розвитку готової органічної речовини та доступу вільного кисню. До активних актиноміцетів належать споріднено близькі до них проактиноміцети, мікробактерії, мікромоноспори та ін.

Водорості - рослинні мікроорганізми, які мають властивість за допомогою сонячної енергії утворювати органічну речовину і нагромаджувати її у ґрунті. Серед водоростей поширені такі, як синьо-зелені, зелені та діатомові. Кількість їх у ґрунті залежить від різних умов, але перш за все від його вологості та тепла.

Лишайники, як і водорості, беруть специфічну участь у процесах ґрунтоутворення. За рахунок виділення лишайниками щавлевої кислоти руйнуються мінерали гірських порід із виділенням доступних для вищих рослин фосфору, сірки, кальцію, заліза, магнію та інших зольних елементів.

Ґрунтову фауну представляють і тваринні організми - представники найпростіших, безхребетних та хребетних тварин.

Найпростіші представлені різними тваринними організмами, відомими під назвою протозоа. До них належать джгутикові, корененіжки, інфузорії. За способом живлення найпростіші є переважно гетеротрофами. Вони живляться мікроорганізмами, які населяють ґрунт (бактеріями, водоростями, спорами грибів і т. д.), серед них є і сапрофіти (джгутикові), які живляться органічними речовинами рослинних залишків.

Велику роль у ґрунті відіграють черв'яки. Живляться вони здебільшого коренями рослин. У результаті дії секреторних речовин і вуглекислого кальцію, що його виділяють стінки шлунка, створюються міцні грудочки (агрегати). Викинуті із шлунків залишки у формі екскрементів називають капролітами. Вони збагачені органічними речовинами і кристаликами кальцію. Черв'яки поліпшують не тільки фізичні властивості, але й хімічний склад ґрунту.

Великий вплив на ґрунт мають також різноманітні комахи - мурашки, терміти, джмелі, жуки та ін. Вони змінюють фізичні властивості ґрунту, розпушуючи верхні його шари, створюючи більшу шпаруватість та переміщуючи масу ґрунту.

Разом із черв'яками та комахами у зміні ґрунтової маси і ґрунтотворної породи велику роль відіграють хребетні тварини: кроти, ховрахи, сліпці, байбаки, сурки, суслики та ін. Вони риють ходи (нори) або кротовини, чим збільшують шпаруватість ґрунту, а отже, змінюють й інші водно-фізичні та фізико-хімічні властивості ґрунту.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Методические рекомендации и задания	\|	ПИТАННЯ 2. Мінеральні компоненти ґрунту

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.