§ 50. Чому ґрунт називають «особливим природним тілом»

Що таке ґрунт та як він утворюється. Ґрунти нашої планети унікальні. Вони утворюють ґрунтову оболонку – особливу природну «плівку», що регулює взаємодію біосфери, гідросфери й атмосфери Землі. Крім того, ґрунт – середовище проживання більшості живих істот (мікроорганізмів, тварин і рослин).

Ґрунт – це верхній родючий шар поверхні Землі, що сформувався внаслідок взаємодії гірських порід, клімату, рельєфу, організмів протягом тривалого часу (мал. 1).

Мал. 1. Ґрунтотвірні чинники

Утворення ґрунтів починається з вивітрювання гірських порід. Під час вивітрювання вони розтріскуються й розсипаються. На цій породі розселяються спочатку лишайники та мохи. У результаті їхньої життєдіяльності з’являється шар темного порошкоподібного матеріалу – дрібнозему. Він заповнює тріщини в брилах, у яких укорінюються «скельні» рослини.

Поступово, протягом тисячоліть, однорідна гірська порода перетворюється на особливе природне тіло – ґрунт, розділений на горизонтальні шари.

Рекорди природи.

1-2 см ґрунту утворюються приблизно за 100-150 років!

Ґрунтовий покрив – це сукупність ґрунтів, що вкривають поверхню певної місцевості.

Родючість – основна властивість ґрунту. Найважливіша складова частина ґрунту – перегній (гумус). Від цієї органічної речовини залежить родючість ґрунту, тобто здатність забезпечувати рослини поживними речовинами й вологою.

Поживні речовини накопичуються під час розкладання рослинних залишків під дією тепла та вологи. Що більше гумусу в ґрунті, то він родючіший.

Гумус – речовина темного кольору, тому що темніший ґрунт, то він родючіший.

Якщо ґрунт сухий, усі поживні речовини перебувають у ньому у твердому стані, і коріння не може їх засвоїти. Під час поливу вода розчиняє ці речовини й переводить їх у поживний розчин, який і потрапляє в організм рослин через коріння. Тому вода є ще однією необхідною умовою родючості ґрунту. І звичайно, корінню рослин потрібне повітря.

Найродючішими ґрунтами є чорноземи, верхній шар яких раніше міг перевищувати 100 см і містити до 10-12 % перегною.

У ґрунті визначають три основних шари:

• 1) поверхневий – максимально насичений корінням, збагачений органічними речовинами, багатий життям;
• 2) перехідний;
• 3) нижній, підґрунтовий (ґрунтоутворювальний) (мал. 2).

Мал. 2. Етапи формування ґрунту: 1 – поверхневий; 2 – перехідний; 3 – підґрунтовий

Неправильно було б думати, що родючість ґрунту визначається властивостями тільки поверхневого шару. Родючість залежить від усіх шарів ґрунту.

Практична робота

Порівняння властивостей ґрунту і гірської породи

Мета: встановити відмінності між ґрунтом і гірською породою.

Обладнання: зразки ґрунту і гірської породи (граніт), лупа.

Розгляньте уважно за допомогою лупи зразки ґрунту і гірської породи (граніту). Знайдіть риси подібності й відмінностей в їх будові і властивостях.

Що таке карта ґрунтів. Неоднорідність ґрунтового покриву Землі вимагає врахування своєрідності ґрунту для того чи іншого виду землекористування. Карта ґрунтів сприяє плануванню й розвитку сільського господарства. Наявність карти ґрунтів створює можливість визначати способи вирощування культурних рослин, шляхи поліпшення властивостей ґрунту й застосування мінеральних та органічних добрив.

Карта ґрунтів – це графічне зображення в певному масштабі просторового розміщення різних ґрунтів території. На ній відтворено ґрунти з притаманними їм властивостями.

Карта ґрунтів узагальнює результати ґрунтових досліджень; вона має бути точною, тому що від цього залежить ефективність її використання. Основні способи зображення ґрунтів — це забарвлення, штрихування, індекси (мал. 3).

Мал. 3. Картосхема ґрунтів України

Першу карту ґрунтів світу (Північної півкулі) склав геолог Василь Докучаєв. Вона була представлена 1900 р. на Всесвітній виставці в м. Парижі. Карта ґрунтів відображає їхнє поширення на поверхні Землі.

Як господарська діяльність людини впливає на ґрунтовий покрив, рослинний та тваринний світ суходолу й океану. З давніх-давен люди вирощували сільськогосподарські рослини, полювали на тварин, ловили рибу, тобто впливали на тваринний світ і рослинність. Тоді цей вплив був незначним. Із зростанням кількості населення, з розвитком науки й техніки він збільшився (мал. 4).

Сучасна людина інтенсивно розвиває господарську діяльність. Для забезпечення населення планети продовольством необхідно вирощувати дедалі більше зерна, овочів, розводити свійських тварин, що пов’язане з посиленим використанням ґрунтового покриву. Постійне розорювання ґрунтів веде до збіднення їхніх природних властивостей та зниження родючості. Отже, люди мають дбати про поліпшення родючості ґрунтів, боротися з їхньою ерозією, проводити меліоративні роботи.

Мал. 4. Вплив людини на ґрунти

Під впливом діяльності людини в біосфері постійно відбуваються зміни. Багато видів рослин і тварин знищуються. Щороку вирубується майже 150 тис. км 2 лісів. Особливо швидко вирубуються тропічні ліси. Це призводить до наступу пустелі на ці території.

Від стану атмосфери Землі залежить стан усіх природних систем, особливо рослин нашої планети.

Забруднення повітря призводить до виникнення так званих кислотних дощів. У диму, що утворюється під час спалювання вугілля, бензину тощо, містяться гази – двоокис сірки та двоокис азоту. Розчиняючись у крапельках атмосферної води, ці гази утворюють слабкі розчини кислот, що потім випадають на землю з дощем. Кислотні дощі завдають великої шкоди природному середовищу: ґрунтам, рослинному покриву (мал. 5).

Утворення кислотних дощів можна обмежити ощадливим використанням палива, будівництвом очисних споруд на заводах, зменшенням кількості автомобілів.

Мал. 5. Утворення кислотних дощів

Знищення лісів і трав’янистої рослинності, глибока оранка призводять до ерозії ґрунтів – руйнування їхньої структури, змивання родючого шару водою та розвіювання вітром.

Ерозія (від лат. erosio) – процес руйнування ґрунту.

Нині ерозія ґрунтів стала всесвітньою проблемою. Ґрунти забруднюються шкідливими речовинами з промислових підприємств, отрутохімікатами, мінеральними добривами, які використовують у сільському господарстві. Значні площі сільськогосподарських земель руйнуються під час видобування корисних копалин.

Розгляньте карту ґрунтів України. Назвіть послідовно з півночі на південь типи ґрунтів, що сформувалися на рівнинній частині України. Визначте типи ґрунтів, що є на території вашої області, користуючись географічним атласом.

Коротко про головне

Василь Докучаев у 1883 р. назвав ґрунт «особливим тілом природи». З цього часу бере початок наука про ґрунти – ґрунтознавство.

Наукове вивчення ґрунту дало змогу виявити особливу речовину – гумус, яка визначає родючість ґрунту. Розвиток ґрунту забезпечується мікроорганізмами та ґрунтовими тваринами.

Перевіряємо себе

1. Як ви вважаєте, чому гумус має темне забарвлення?

2. Чому відомий учений-ґрунтознавець В. Докучаев сказав, що «чорнозем – ідеальний ґрунт»?

3. Як ви вважаєте, чому ґрунт вважають природною лабораторією з перероблення залишків тваринного й рослинного світів?

4. Доведіть правильність твердження: «Ґрунт не лише годує, а й лікує».

5. Поясніть, чому карти ґрунтів потрібно часто оновлювати?

6. Лист самому собі. Напишіть короткий лист на 4-5 речень, оцінюючи свою діяльність на уроці. Лист повинен розпочинатися з привітання і закінчуватися побажаннями.

Як ви вважаєте, чому в багатьох куточках світу порушується зональний розподіл ґрунтів?

Ґрунти та їх роль у біосфері

Ґрунтом називають тонкий поверхневий пухкий шар земної кори, що утворився внаслідок тривалої взаємодії рослинності, тваринного світу, мікроорганізмів, гірських порід, сонячного тепла і води. Засновником наукового ґрунтознавства є видатний російський учений В.В. Докучаєв (1846—1903 pp.), який вперше дав визначення терміна “ґрунт”, охарактеризував його основні ознаки і властивості, розкрив суть процесу ґрунтоутворення, сформулював закони широтної та вертикальної зональності ґрунтового покриву.

На думку відомого російського вченого в області ґрунтознавства В. А. Ковди (1989 p.), ґрунтовий покрив є своєрідним “екраном життя” на нашій планеті, подібним до озонового “екрану”. Озоновий шар захищає життя на Землі від космічних променів. Ґрунти ж забезпечують саме існування автотрофної рослинності і разом з нею підтримують умови для функціонування біосфери, численного світу гетеротрофних організмів різного рівня розвитку.

Багато вчених вважає, що ґрунтовий покрив і гумусова оболонка суші, мілководь і шельфу є загальнопланетарним утвором — педосферою, подібною до літосфери, гідросфери і атмосфери, з якими жива речовина утворює біосферу планети. Педосфера є загально земною природною системою, що має здатність до саморозвитку, самоуправління і створення умов для відновлення живої речовини. Враховуючи це, розглянемо деякі особливості будови ґрунтів та їх значення в біосфері.

Добре розвинений або зрілий ґрунт має характерний профіль. У його будові простежується від верху до низу три-чотири основних горизонти, які позначаються індексами (буквами). Ці горизонти відрізняються за кольором, вологістю, структурою, щільністю, складом і товщиною. Горизонт Н — гумусовий — є верхнім шаром ґрунту. Він містить найбільше органічних речовин і продуктів їх розкладу, які і надають йому чорного або темно-сірого забарвлення. Середній горизонт у чорноземних, каштанових, бурих, лучних і дернових ґрунтах позначають HP, він називається перехідним. Горизонт Р є безструктурною і позбавленою будь-якого вмісту гумусу ґрунтоутворюючою, або материнською, породою. Це, як правило, вивітрена осадова гірська порода, з якої відбувалося формування мінеральної товщі ґрунту.

Якщо ґрунти розвиваються під хвойним лісом і в умовах переважання кількості опадів над величиною випаровування, в їх профілі можуть сформуватися елювіальний та ілювіальний горизонти. Вони позначаються індексами відповідно Е та /. Елювіальний горизонт морфологічно добре виражений через своє білясте або світле забарвлення, утворюється він в процесі інтенсивного руйнування мінеральної частини ґрунту і вимивання продуктів руйнування в шари, що залягають нижче. Інколи опідзолення може розвиватися в нижній частині горизонту Н, де утворюється таким чином гумусово-елювіальний горизонт НЕ або Не (ознаки опідзолення ще менше виражені). Ілювіальний горизонт формується під елювіальним або гумусовим горизонтом і дуже добре виявляється внаслідок своєї підвищеної щільності і бурого забарвлення. Цей колір йому надають оксиди заліза, алюмінію і марганцю, які вмиваються в нього з шарів, що залягають вище. Горизонти елювіальний (його ще називають горизонтом вимивання) та ілювіальний (або горизонт вмивання) особливо притаманні підзолистим, дерново-підзолистим і ясно-сірим лісовим ґрунтам.

Головні фактори, які впливають на формування ґрунтів, — це клімат, рослинність і ґрунтові організми, рельєф, материнські породи і час. Внаслідок їх сукупної дії сформувалися різні типи ґрунтів на поверхні землі (рис. 23).

Ґрунтовий покрив знаходиться на межі взаємодії літосфери, атмосфери, гідросфери і біосфери. Одночасно він є компонентом біосфери. Це зумовлює його специфічну роль у цій складній системі геосфер, його глобальні функції. В.А. Ковда і Б.Г. Розанов (1988 p.) виділяють п’ять глобальних функцій ґрунту.

1. Ґрунт забезпечує існування життя на Землі. Майже всі живі організми суші одержують елементи мінерального живлення з ґрунту. Ґрунт є основою для закріплення вищих рослин, його населяють мікроорганізми, нижчі рослини, тваринні організми. Отже, ґрунт одночасно є наслідком і умовою існування життя. У цьому полягає діалектична єдність біосферних процесів.

Рис. 23. Співвідношення площ основних тилів ґрунтів світу, %

2. Ґрунт є сферою постійної взаємодії великого геологічного і малого біологічного кругообігу речовини на Землі. У ґрунті відбуваються процеси вивітрювання мінералів і гірських порід. Продукти вивітрювання частково виносяться атмосферними опадами в гідрографічну сітку, а звідси — до Світового океану, де вони утворюють осадові породи, які внаслідок тектонічних рухів можуть знову опинитись на поверхні Землі і зазнати вивітрювання. За такою схемою відбувається великий геологічний кругообіг речовин.

Одночасно водорозчинні елементи засвоюються з ґрунту рослинами і через ланцюг трофічних ланок знову повертається в ґрунт. Так здійснюється малий біологічний кругообіг речовин.

• 3. Ґрунт здійснює регулювання біосферних процесів на Землі. Завдяки динамічному відтворенню родючості в ґрунті і на його поверхні підтримується висока насиченість живими організмами.
• 4. Ґрунт здійснює акумуляцію активної органічної речовини і хімічної енергії. Основною формою органічної частини ґрунту і носієм енергії є гумус. Акумульовані в ґрунті органічна маса і енергія економно витрачаються для підтримання життя і кругообігу речовин у природі.
• 5. Ґрунт регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери. Фізичні, хімічні і біологічні процеси, які відбуваються в ґрунті (дихання живих організмів, “дихання ґрунту”, міграція хімічних елементів), підтримують певний склад приземного шару атмосферного повітря та визначають хімічний склад континентальних вод.

Ґрунтовий покрив відіграє функцію біологічного поглинача, руйнівника і нейтралізатора різних забруднювачів, які потрапляють у землю або осідають на ній. Завдяки фільтруючій ролі ґрунтів і осадових гірських порід відбувається захист ґрунтових і підземних вод від забруднення побутовими відходами і токсичними хімічними речовинами. Але очищувальні й обеззаражувальні функції земель небезмежні, внаслідок тривалого і сильного забруднення вони припиняють виконувати роль природного фільтра в біосфері, продуктивність ґрунтів знижується, а інколи вони внаслідок такого антропогенного впливу стають непридатними для сільськогосподарського використання.

Таким чином, ґрунти є незамінним посередником між неживою і живою природою і дуже важливою ланкою в різноманітних кругообігах, які наскрізь пронизують географічну оболонку. Якщо ця ланка буде зруйнована або знищена (наприклад, ерозією ґрунтів або різними антропогенними впливами), то природне функціонування біосфери необоротно порушиться. Тому нині, коли землі повсюдно інтенсивно використовуються для цілей землеробства та інших господарських потреб, особливо актуальною є охорона ґрунтів — важливої загальнопланетарної умови існування і відновлення живої речовини і життя на Землі.