Умови ґрунтоутворення, структура ґрунту, ґрунтові горизонти
• робить висновки щодо закономірностей поширення ґрунтів на рівнинній частині України та в горах.
Що таке ґрунти. Люди обробляють ґрунти вже понад 7000 років із часу переходу від збирання дарів природи до землеробства. Але зрозуміти, як утворилися ґрунти та як вони поповнюються поживними речовинами, вдалося лише у другій половині XIX ст. завдяки працям ученого-засновника ґрунтознавства Василя Докучаєва (1846-1903 рр.). Його книга «Російський чорнозем» (1883 р.) стала початком наукового підходу до вивчення ґрунтів. У 1888-1894 рр. він керував фізико-географічними дослідженнями Полтавської губернії. Разом із колегами видав матеріали щодо оцінювання земель Полтавщини, написав книгу «Наш степ раніше й тепер», а кошти, одержані за неї, передав постраждалим від посухи.
До В. Докучаєва тривалий час ґрунти помилково вважали різновидом гірської породи попри їх суттєву відмінність: ґрунти родючі, гірські породи — ні. А згодом навіть почали бачити загрозу поступового виснаження ґрунтів унаслідок мінерального живлення рослин і передрікали людству голодування.
Василь Докучаєв подивися на ґрунти як особливе комплексне природне тіло, яке виникло на поверхні нашої планети в результаті взаємодії живої та неживої природи. Учений навіть пропонував виділяти ґрунти як окрему оболонку Землі.
На таку думку наштовхує склад ґрунтів. До нього входять мінеральні й органічні речовини. Мінеральні речовини надходять у ґрунт із неживої природи. Це вода, повітря, мінеральні солі, пісок і глина. Органічними речовинами поповнюють ґрунт живі істоти. Це гумус (перегній), який являє собою відмерлі рештки живих організмів. Саме гумус забезпечує головну властивість ґрунту — його родючість, тобто здатність забезпечувати рослини мінеральними речовинами. Отже, ґрунти — це верхній пухкий родючий шар Землі.
Внесок Василя Докучаева у світову науку про ґрунти було високо оцінено. У 1882 р. за колекцію ґрунтів він отримав диплом першого ступеня Всеросійської промислово-художньої виставки. У 1883 р. його було нагороджено премією Петербурзької академії за книгу «Російський чорнозем». У 1889 р. Докучаєв отримав золоту медаль і орден «За заслуги у землеробстві» Всесвітньої виставки у Парижі.
Як утворилися ґрунти: чинники ґрунтоутворення. Василь Докучаев вважав питання про утворення ґрунтів найважливішим. Спочатку існувала думка, що ґрунти виникли з морського мулу після відступання моря. Такий спосіб утворення можливий, але лише на невеликій частині суходолу. За сучасними уявленнями, ґрунти утворилися іншим шляхом, під впливом багатьох чинників.
Першим чинником ґрунтоутворення є процес вивітрювання — руйнування та хімічної зміни гірських порід. Воно розпочинається з фізичного (під дією коливань температури) та хімічного (під дією повітря та розчинів води) вивітрювання. Внаслідок цього в пухку породу можуть проникнути повітря та вода. Згодом на поверхню потрапляють бактерії, спори та насіння рослин, які продовжують органічне вивітрювання. Так утворюється шар пухких гірських порід — кора вивітрювання, яка є материнською породою для майбутнього ґрунту.
Після цього приєднується до ґрунтоутворення другий чинник — живі організми. Провідну роль у формуванні ґрунтів відіграють рослини. Скидаючи листя, вони беруть участь у формуванні гумусу. Органічні речовини гумусу, що надходять у ґрунт, розкладають мікроорганізми, перетворюючи їх на доступні рослинам мінеральні речовини. Серед тварин найбільшу роль у ґрунтоутворенні мають землерийні тварини. Вони розпушують ґрунти. А дощові черв’яки, поїдаючи рослинні рештки, сприяють їх швидкому подрібненню та перетворенню, а також створюють зернисту структуру ґрунтів, що сприяє кращому надходженню в них повітря та води.
Важливим чинником ґрунтоутворення є клімат. Надмірне зволоження ґрунтів сприяє вимиванню з них углиб поживних речовин, а також робить їх кислими. Недостатнє зволоження сприяє накопиченню поживних речовин у достатній кількості в шарі гумусу. Бідне зволоження робить ґрунти лужними. Крім того, клімат визначає широку зональність ґрунтів — їх зміну від екватора до полюсів.
Іншими чинниками ґрунтоутворення є також склад материнських гірських порід, рельєф місцевості, ґрунтові води. Останнім часом у процес ґрунтоутворення дедалі більше втручається людина.
Процес ґрунтоутворення дуже тривалий: приміром, 1 см ґрунту, залежно від природних умов певної території, формується протягом 50-200 років. Докучаєв називав це чинником часу та наголошував на тривалості цього процесу.
Ґрунтовий профіль. Будова ґрунтів є результатом тривалої взаємодії усіх процесів ґрунтоутворення. Якщо уважно придивитися до урвистого берега річки або схилу яру, можна помітити, що ґрунти складаються із кількох шарів — горизонтів, які поступово переходять один у другий. Це й є ґрунтовий профіль. Василь Докучаєв запровадив у науку назви ґрунтових горизонтів і запропонував позначати їх латинськими літерами.
Часто на поверхні ґрунтів скупчується відмерла трава, листя, хвоя, гілки та кора дерев. У лісі цей шар називають лісовою підстилкою, у степу — степовою повстиною. Цей горизонт позначають літерою A0.
Будова ґрунтового профілю
Під ним формується гумусовий горизонт (A1). Він має темне, часто чорне забарвлення. Кількість гумусу поступово зменшується зверху вниз і горизонт світлішає. Залежно від чинників ґрунтоутворення товщина гумусового горизонту коливається від кількох сантиметрів до метра.
Глибше у ґрунтах за умови надмірного зволоження формується горизонт вимивання (А2). Це освітлений шар, з якого вимиті опадами органічні та мінеральні речовини потрапляють у більш глибокі шари ґрунтового профілю. Інколи вимивання буває настільки інтенсивним, що залишається лише нерозчинний у воді кремній, який має сірий, як попіл, колір. Тому цей горизонт ще називають підзолистим. За умов недостатнього зволоження горизонт вимивання у ґрунтовому профілі не формується взагалі.
Ще нижче лежить перехідний горизонт (В). Якщо у ґрунтовому профілі присутній горизонт вимивання, тоді горизонт В називають горизонтом вмивання. Він найбільш щільний, збагачений частинками глини. Забарвлення може бути різним, залежно від хімічного складу. Під чорноземами він борошнисто-білий через високий вміст кальцію.
Найглибше лежить материнська порода (С). Це гірська порода, на якій сформувалися ґрунти. Для значної частини території України материнською породою для ґрунтів є лес — світло-жовта тонкозерниста суглинкова порода, яка залишилася після відступання давнього льодовика.
Закономірності поширення ґрунтів. Ще у XIX ст. було встановлено, що розміщення ґрунтів на рівнинах нашої планети підкоряється закону широтної зональності, тобто спостерігається їх закономірна зміна від екватора до полюсів. Типи ґрунтів, які змінюються у такому напрямку, називають зональними.
Крім зональних зустрічаються азональні типи ґрунтів, які формуються вздовж річкових долин на заболочених або засолених ділянках тощо.
У горах ґрунти змінюються згідно з вертикальною (висотною) поясністю, тобто від підніжжя до вершин.
§ 17. Біосфера. Ґрунти
Біосфера (сфера життя) — одна зі складових частин географічної оболонки, яка містить усю сукупність живих організмів та середовище їх існування.
Перші уявлення про біосферу як сферу життя дав французький природознавець Ж.-Б. Ламарк, а термін «біосфера» ввів у науку австрійський геолог Е. Зюсс (1875 p.). Проте цілісне вчення про біосферу створив наш видатний співвітчизник, засновник і перший президент Академії наук України В. Вернадський. За теорією вченого, біосфера не обмежується областю безпосереднього життя. До неї входять речовини літосфери, атмосфери й гідросфери, які змінені життям і зберігають сліди діяльності організмів. Протягом багатьох геологічних епох відбувалася безперервна взаємодія цих складових біосфери. Найважливішу роль у цьому процесі відіграють організми.
Усі організми об’єднують у чотири царства живої природи:
• рослини (близько 500 тис. видів);
• тварини (близько 1,5 млн видів);
• гриби (понад 100 тис. видів);
• мікроорганізми (мікроскопічні, часто одноклітинні організми).
Живі істоти, що належать до різних царств, тісно взаємопов’язані. Рослини здатні створювати органічні речовини з неорганічних, виділяючи кисень. Цей процес називають фотосинтезом. Тварини не здатні самі створювати органічні речовини й отримують їх, споживаючи траву (травоїдні) або інших тварин (хижаки). Кисень, що виділяють рослини, усі живі організми використовують для дихання, а вуглекислий газ, який вони видихають, необхідний рослинам для фотосинтезу. Залишки відмерлих рослин і тварин розкладають бактерії ґрунту, перетворюючи їх на прості неорганічні речовини, які поглинають нові покоління рослин.
Межі біосфери визначаються наявністю умов, необхідних для життя різних організмів.
Верхня межа біосфери розташована в атмосфері, заселеній до озонового екрана, оскільки низькі температури та ультрафіолетове випромінювання згубно діють на живі істоти. На висоті 20—25 км трапляються спори грибів, бактерії. Нижня межа проходить у літосфері. Із глибини 0,5—2 м від поверхні кількість живих організмів швидко зменшується. На глибині 10 м живі істоти не зустрічаються, оскільки велика щільність середовища та підвищення температури обмежують їхнє існування. Проте й тут бувають винятки. У нафтових родовищах на глибині приблизно 2—3 км були знайдені бактерії.
Гідросфера повністю заселена організмами, але найбільша їх різноманітність спостерігається в поверхневих шарах та прибережних зонах, куди проникає сонячне проміння.
Більшість рослин і тварин зосереджена на суходолі. Тут ареали їх поширення насамперед залежать від клімату, тому видовий склад рослин і тварин змінюється зонально від екватора до полюсів та з висотою в горах. Найбільш різноманітним є рослинний і тваринний світ в екваторіальних широтах, де тепло та волого протягом усього року. У тропічних широтах тепла достатньо, але організмам бракує вологи, рослинний покрив розріджений, а тваринний світ бідний. У помірних широтах чітко виражені пори року. Організми мають ряд пристосувань до сезонних змін клімату: взимку дерева скидають листя, трав’яні рослини відмирають, деякі тварини впадають у сплячку. В арктичних широтах холодне повітря панує протягом усього року, тому органічний світ бідний, а в районах полюсів майже відсутній.
2. Біологічні ресурси.
Сукупність організмів, які мають фактичну або потенційну користь або цінність для людства, відносять до біологічних ресурсів. За видами господарського використання розрізняють лісові, пасовищні, мисливські, рибні ресурси, ресурси лікарських рослин тощо. Серед біологічних ресурсів суходолу особливо важливе значення мають лісові ресурси. Загальна площа лісів у світі становить близько 3,8 млрд га (приблизно 27% площі суходолу).
Найбільші лісові масиви планети зосереджені переважно в помірному поясі Північної півкулі (північний пояс) та в екваторіальному й субекваторіальному поясах (південний пояс). Для оцінки лісових ресурсів використовують показники загальної площі лісів, лісистості (відношення площі лісів до території країни, регіону), запасів деревини. Основні лісові ресурси Землі зосереджені в Росії, Бразилії, Канаді, США. За показниками лісистості лідерами є Суринам (90,2 %), Габон (85 %), Сейшельські Острови (89,5 %), деякі острівні країни Океанії; у Європі найбільші лісові багатства мають Швеція (69 %) та Фінляндія (72 %).
Середня лісистість території України становить 15,9 %, а найбільші масиви лісів зростають на заході та північному заході (Закарпатська, Івано-Франківська, Львівська, Волинська, Рівненська, Житомирська обл.).
3. Ґрунт — «дзеркало» ландшафту. Основні ґрунтотвірні чинники.
Ви знаєте, що ґрунт — це тонкий поверхневий шар земної кори, головною властивістю якого є родючість. Географи називають ґрунт «дзеркалом» ландшафту. У ґрунті поєднуються всі компоненти біосфери, формуючи складну систему.
Утворення ґрунтів — це тривалий процес, що відбувається протягом багатьох століть і є результатом активної взаємодії всіх компонентів природи (материнських гірських порід, рельєфу, клімату, води, рослин і тварин). Основний його результат — утворення гумусу (перегною), який містить поживні речовини, необхідні для розвитку рослин. Чим більшим є вміст гумусу, тим вища родючість ґрунту.
Процес утворення ґрунтів відбувається під впливом таких чинників:
• клімат — від нього залежать інтенсивність процесів вивітрювання, надходження вологи й тепла в ґрунт, характер рослинного світу, а отже, збагачення ґрунту органічними речовинами;
• органічний світ. Рослини — основне джерело органічних речовин, які надходять у ґрунт, а потім перетворюються на гумус, причому утворення гумусу проходить під впливом мікроорганізмів. Між ґрунтами й рослинністю існує тісний взаємозв’язок, оскільки кожному типу рослинних угруповань відповідає певний тип ґрунтів (наприклад, під ялиновими лісами утворюються підзолисті ґрунти, під дібровами — сірі лісові тощо). Тварини живляться рослинами, здійснюючи перетворення й переміщення органічних речовин;
• материнська гірська порода — визначає ряд властивостей ґрунту: повітряний і водний режим, хімічний і механічний склад (на вапняках утворюються ґрунти, які багаті на солі кальцію, — карбонатні ґрунти, на засолених породах — солончакові ґрунти);
• рельєф — впливає на перерозподіл сонячного світла, тепла та опадів залежно від характеру поверхні, крутизни схилів тощо. Від рельєфу значною мірою залежить інтенсивність ґрунтової ерозії;
• час — нагромадження гумусу залежить від того, як давно триває процес утворення ґрунтів. Щоб утворився шар ґрунту в 1 см, у якому є гумус, потрібно 250—300 років.
В останні кілька століть суттєво збільшився вплив на ґрунти діяльності людини. Із метою отримання високих урожаїв людина активно втручається у ґрунтотвірний процес: вносить добрива, змінюючи хімічний і механічний склад, здійснює зрошення або осушення ґрунтів, хімічну меліорацію.
4. Типи ґрунтів.
У процесі утворення ґрунтів відбувається їх розшарування та формуються ґрунтові горизонти. Кожний горизонт приблизно однорідний за структурою, складом, властивостями та забарвленням.
Сукупність ґрунтових горизонтів утворює ґрунтовий профіль — вертикальний розріз ґрунту від поверхні до материнської породи (мал. 1). Для нього характерне зменшення вмісту органічних речовин і кількості організмів від верхніх горизонтів ґрунту до нижніх.
Мал. 1. Ґрунтовий профіль. Ґрунтові горизонти позначають літерами: А — гумусово-акумулятивний (у ньому накопичується гумус), часто ще й елювіальний; В — ілювіальний, до якого вмиваються і де частково накопичуються продукти ґрунтоутворення; С — материнська гірська порода. У чорноземах елювіальний горизонт відсутній, тому горизонт В вважається перехідним (від гумусово-акумулятивного до материнської гірської породи).
Залежно від складу, вмісту гумусу, потужності горизонтів виділяють різні типи ґрунтів. Першу у світі їх наукову класифікацію створив відомий вчений і засновник ґрунтознавства В. Докучаєв.
Зональний розподіл ґрунтотвірних чинників, насамперед клімату та рослинності, зумовлює й зональне розміщення основних типів ґрунтів (див. таблицю 1).
ОСНОВНІ ЗОНАЛЬНІ ТИПИ ҐРУНТІВ СВІТУ
Характеристика
Кліматичний пояс
Кліматичні умови
Рослинність
Низька родючість, значний вміст заліза та алюмінію
Високі температури та висока вологість повітря
Малородючі, значний вміст заліза та алюмінію
Наявність сухого та вологого сезонів
Неродючі, малопотужні, часто засолені
Високі температури, низька вологість повітря
Пустельна рослинність (майже відсутня)
Висока потужність гумусового горизонту, але вміст перегною в ньому незначний. Відносно родючі
Потужний гумусовий горизонт, висока родючість
Ознаки, які вкажуть на надмірне зволоження та пересушування ґрунту у кімнатних квітів
Зовнішній вигляд рослин вкаже на надлишок або нестачу вологи для них.
Вода необхідна для всіх життєво важливих процесів, що протікають у рослині: для фотосинтезу, поглинання з ґрунту поживних речовин і доставки їх до стовбура, листя, квіток. За зовнішнім виглядом флори можна визначити, які помилки роблять квітникарі під час поливу, інформує Ukr.Media.
Листя темнішає
Зелений колір листя дає хлорофіл, який утворюється під впливом сонця. Але світло — це лише джерело енергії, що стимулює поглинання мікроелементів з вологого ґрунту, їх переробку і перетворення на кисень. Тому, щоб “запустити” хімічні реакції, рослина має отримувати достатню кількість поживних речовин.
Але у період спокою, коли активність флори зменшується, полив потрібно скоротити до мінімуму, щоб не перевантажувати “спляче” коріння. Занадто велика вологість ґрунту може призвести до його загнивання, що відіб’ється на зовнішньому вигляді листя (молодого) — воно вкриється темними м’якими плямами і почне відмирати. У результаті квітка може загинути.
Пагони чорніють
Від надмірного зволоження ґрунту страждають і інші частини рослини — пагони. Тонкі молоді паростки, вбираючи забагато води, розм’якшуються, в них сповільнюються обмінні процеси і вони підгнивають. Почорніння починається з кінчиків і захоплює весь паросток.
Якщо ви помітили таке явище, то скоротіть полив, дайте ґрунту просохнути, почекайте ще 2-3 дні і починайте зволожувати його невеликими порціями рідини. Почорнілі пагони обріжте якомога ближче до стовбура. Не варто сподіватися, що рослина відновиться за короткий термін, — для створення пишної крони квітці знадобиться не один місяць.
Листя втрачає колір
Ознака надмірного поливу — зміна кольору листя. Якщо зелений відтінок листя втрачає свою насиченість (стає блідим або білястим), а саме листя — млявим, наче ватяним, то необхідно терміново дати ґрунту у горщику просохнути.
Квітку ще можна спробувати врятувати — обрізати пошкоджене листя, поставити вазон у більш тепле освітлене місце, скоротити полив. Якщо не вийшло, то відріжте здорову частину і спробуйте посадити її у вермикуліті.
Кислий запах
Стійкі сорти флори можуть не відразу реагувати на зміни у поливі. Спочатку квітка виглядатиме ослабленою, а листя стане пониклим. Понюхайте ґрунт. Якщо характерний торф’яний запах змінився на кислий або пліснявий, тоді земля перезволожена.
Пересадіть квітку у свіжий ґрунт. Візьміть змішаний склад з піском або торфом, який добре пропускатиме вологу і повітря, і обов’язково укладіть на дно горщика шар дренажу. У дуже щільному ґрунті вода застоюватиметься біля коріння або, навпаки, не потраплятиме вниз.
Перед посадкою очистить коріння рослини від старого ґрунту, промийте, відріжте ділянки, що загнили, а місця зрізу припудріть потовченим активованим вугіллям. У запущених випадках знадобиться обробка фунгіцидними препаратами.
Стовбур розм’якшується
Від надлишку вологи розм’якшується і весь стовбур — рослина завалюється і не тримає форму. Стебло гниє, починаючи від кореневої шийки, і квітка гине. Називається це захворювання “судинна гниль стовбура”.
До такого жалюгідного стану можна довести, наприклад, юку. Звичні для фальшивої пальми природні умови — посушливий клімат і пухкі піщані ґрунти. Можна допомогти рослині, якщо зрізати здорову верхівку і знову проростити її у вермикуліті.
Невибагливе деревце через місяць дасть корінці, а після цього його висаджують у невеликий горщик з легким дренованим ґрунтом. Також можна вкорінити у окремій ємності і здорові частини стовбура. Юка зростає повільно, тому, щоб не втратити дорослий екземпляр, треба правильно доглядати за гарною агавою.
Листя жовтіє
Багато рослин можуть мати потребу у рясному зрошуванні. Наприклад, квітучі і декоративно-листяні види з великим листям потребують значно більше води, ніж сукуленти.
Перша ознака нестачі рідини у ґрунті — пожовтіння і підсихання кінчиків листя. Квітка втрачає декоративність. Такі ушкодження вже не можна відновити — листя можна лише відрізати.
Поливайте рослину повільно доти, доки вода не з’явиться у піддоні. Це означатиме, що волога потрапила до коріння. Злийте зайву рідину, а наступні поливи проводьте у такий самий спосіб після підсихання ґрунту.
Пагони в’януть
Пожовтіння, підсихання, відмирання пагонів — теж ознаки недостатнього зволоження ґрунту. Кущик втрачає пишність — рослина виглядає похмурою. Крона, наприклад, шефлери дуже чутлива до нестачі вологи — квітка припиняє розростатися.
Найбільше страждають від рідкісного і мізерного поливу рослини, що мають довгу кореневу систему. І якщо рідина не потрапляє до основи горщика, то коріння недоотримує поживних речовин, а розвиток квітки сповільнюється. Зрошуйте таку флору не рідше двох разів на тиждень. Кількість використовуваної води залежатиме від виду рослини і об’єму контейнера.
Нижнє листя опадає
Якщо ви помітили, що у квітки почало опадати нижнє листя, то це теж говорить про нестачу вологи. Стовбур при цьому оголюється, а рослина втрачає свій декоративний вигляд.
Найчастіше це відбувається у фікуса еластика і заміокулькаса. Листя в них щільне, кінчики не підсихають, тому воно відпадає цілком, а не частинами. Але не варто лякатися появи жовтизни на нижньому листі юки — це природний процес її життєдіяльності.
Ґрунт зменшується
Якщо грудка землі у горщику зсихається і зменшується у розмірі, то проникність ґрунту погіршується. Вода стікатиме по стінках ємності, не діставатиме до коріння і накопичуватиметься у нижній частині горщика. Квітка припинить отримувати потрібний обсяг поживних речовин з ґрунту.
Щоб цього не сталося, треба виключати появу скоринки, періодично викопуючи ґрунт. А під час пересадки квітки необхідно використовувати землю, перемішану з піском або вермікулітом.