Pamantul

Pamantul
Studiat în știința solului și știința solului
Opus stâncă
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Solul  este un obiect natural care se formează ca urmare a transformării straturilor de suprafață ale pământului sub influența combinată a factorilor de formare a solului .

Solul este format din orizonturi de sol , formând un profil de sol , caracterizat prin fertilitate [1] [2] . Diversitatea solului se reflectă în diferite tipuri de sol [3] . Solurile sunt studiate de o știință specială - știința solului , precum și agronomie , geologie , știința solului , geochimie și alte domenii științifice. Solurile și nămolurile subacvatice formează o înveliș specială a Pământului - pedosfera , care interacționează activ cu geosferele învecinate .

Solurile care au fost transformate semnificativ ca urmare a impactului agrotehnic pe termen lung sunt numite agrozems [4] .

Istoria termenului

Înainte de lucrările lui V.V. Dokuchaev, solul era considerat un termen geologic și agronomic:

V. V. Dokuchaev din 1883 [7] consideră pentru prima dată solul ca un corp natural independent , format sub influența factorilor de formare a solului: „un set de cauze ( sol , climă , relief , vârstă și vegetație)”. El clarifică factorii de formare a solului și definiția conform căreia solul „este o funcție (rezultat) a rocii-mamă (solul), a climei și a organismelor, înmulțită cu timpul” [8] .

Morfologie

Condiții conform GOST 27593-88 :

În procesul de formare a solului, în primul rând sub influența fluxurilor verticale (ascendente și descendente) de materie și energie, precum și eterogenitatea distribuției materiei vii, roca originală este stratificată în orizonturi genetice . Solurile se formează adesea pe roci binomiale eterogene inițial vertical, ceea ce lasă o amprentă asupra formării solului și asupra combinației de orizonturi.

Orizonturile sunt considerate ca părți omogene (la scara întregii grosimi a solului) ale solului, interconectate și interdependente, care diferă prin compoziția chimică, mineralogică, granulometrică, proprietăți fizice și biologice. Complexul de orizonturi caracteristic unui anumit tip de formare de sol formează un profil de sol .

Pentru orizonturi, se adoptă o desemnare a literei, care face posibilă înregistrarea structurii profilului. De exemplu, pentru sol sod-podzolic : A 0 -A 0 A 1 -A 1 -A 1 A 2 -A 2 -A 2 B-BC-C [10] .

Se disting următoarele tipuri de orizonturi [11] :

Solide din sol

Solul este foarte dispersat și are o suprafață totală mare de particule solide: de la 3–5 m²/g pentru solurile nisipoase până la 300–400 m²/g pentru solurile argiloase. Datorită dispersității, solul are o porozitate semnificativă: volumul porilor poate ajunge de la 30% din volumul total în solurile minerale îmbinate cu apă până la 90% în solurile organogenice de turbă. În medie, această cifră este de 40-60%.

Densitatea fazei solide (ρ s ) a solurilor minerale variază de la 2,4 la 2,8 g/cm³, organogenă: 1,35-1,45 g/cm³. Densitatea solului (ρ b ) este mai mică: 0,8–1,8 g/cm³ și, respectiv, 0,1–0,3 g/cm³. Porozitatea (porozitatea, ε) este legată de densități prin formula:

ε = 1 - ρ b /ρ s

Partea minerală a solului

Compoziția minerală

Aproximativ 50-60% din volum și până la 90-97% din masa solului sunt componente minerale . Compoziția mineralogică a solului diferă de compoziția rocii pe care s-a format: cu cât solul este mai vechi, cu atât această diferență este mai puternică.

Mineralele care sunt materiale reziduale în timpul intemperiilor și formării solului sunt numite primare . În zona de hipergeneză, majoritatea sunt instabile și sunt distruse într-un ritm sau altul. Olivina , amfibolile , piroxenii și nefelina sunt printre primele care au fost distruse . Mai stabili sunt feldspații , care reprezintă până la 10-15% din masa fazei solide a solului. Cel mai adesea ele sunt reprezentate de particule de nisip relativ mari. Epidotul , distena , granatul , staurolitul , zirconul , turmalina se disting prin rezistenta ridicata . Conținutul lor este de obicei nesemnificativ, totuși, face posibilă aprecierea originii rocii părinte și momentul formării solului. Cel mai stabil este cuarțul , care durează peste câteva milioane de ani. Din acest motiv, în condiții de intemperii prelungite și intense, însoțite de îndepărtarea produselor de distrugere a mineralelor, are loc acumularea relativă a acesteia.

Solul se caracterizează printr-un conținut ridicat de minerale secundare , formate ca urmare a transformării chimice profunde a mineralelor primare, sau sintetizate direct în sol. Deosebit de important printre acestea este rolul mineralelor argiloase  - caolinit , montmorillonit , haloysit , serpentină și o serie de altele. Au proprietăți de sorbție ridicate, o capacitate mare de schimb de cationi și anioni, capacitatea de a umfla și reține apa, lipiciitate etc. Aceste proprietăți determină în mare măsură capacitatea de absorbție a solurilor, structura acestuia și, în cele din urmă, fertilitatea.

Conținutul ridicat de minerale-oxizi și hidroxizi de fier ( limonit , hematit ), mangan ( vernadit , piroluzit , manganit ), aluminiu ( gibbsite ), etc. solurile tropicale puternic afectate de intemperii), participă la procesele redox. Carbonații joacă un rol important în sol ( calcit , aragonit , vezi echilibrul carbonat-calciu în sol ). În regiunile aride, sărurile ușor solubile ( clorură de sodiu , carbonat de sodiu etc.) se acumulează adesea în sol, afectând întregul curs al procesului de formare a solului.

Notare

Solurile pot conține particule cu un diametru mai mic de 0,001 mm și mai mult de câțiva centimetri . Un diametru mai mic al particulei înseamnă o suprafață specifică mai mare, iar aceasta, la rândul său, înseamnă valori mai mari ale capacității de schimb cationic , capacitate de reținere a apei, o agregare mai bună, dar o porozitate mai mică. Solurile grele (argiloase) pot avea probleme cu conținutul de aer, ușoare ( nisipoase ) - cu regimul apei.

Pentru o analiză detaliată, întreaga gamă posibilă de dimensiuni este împărțită în secțiuni numite fracții . Nu există o clasificare unică a particulelor. În știința solului rusesc, scara lui N. A. Kachinsky este adoptată . Caracteristica compoziției granulometrice (mecanice) a solului este dată pe baza conținutului fracției de argilă fizică (particule mai mici de 0,01 mm) și nisip fizic (mai mult de 0,01 mm), ținând cont de tipul de sol. formare.

În lume, determinarea compoziției mecanice a solului conform triunghiului Ferre este, de asemenea, utilizată pe scară largă: pe de o parte, se depune proporția de particule de nămol ( nămol , 0,002–0,05 mm), pe a doua - argilă ( argilă ) , <0,002 mm), pe a treia - nisipos ( nisip , 0,05-2 mm) și se află intersecția segmentelor. În interiorul triunghiului este împărțit în secțiuni, fiecare dintre ele corespunde uneia sau alteia compoziții granulometrice a solului. Tipul de formare a solului nu este luat în considerare.

Partea organică a solului

Solul conține ceva materie organică. În solurile organogenice ( turbă ), poate predomina, dar în majoritatea solurilor minerale, cantitatea sa nu depășește câteva procente în orizonturile superioare.

Compoziția materiei organice a solului include atât rămășițe vegetale, cât și animale care nu și-au pierdut caracteristicile structurii anatomice, precum și compuși chimici individuali numiți humus . Acesta din urmă conține atât substanțe nespecifice cu o structură cunoscută ( lipide , carbohidrați , lignină , flavonoide , pigmenți , ceară , rășini etc.), care reprezintă până la 10-15% din totalul humusului, cât și acizi humici specifici formați. din ele în sol .

Acizii humici nu au o formulă specifică și reprezintă o întreagă clasă de compuși macromoleculari. În știința solului sovietică și rusă, aceștia sunt împărțiți în mod tradițional în acizi humic și fulvic .

Compoziția elementară a acizilor humici (în masă): 46–62% C, 3–6% N, 3–5% H, 32–38% O. Compoziția acizilor fulvici: 36–44% C, 3–4,5% N , 3-5% H, 45-50% O. Ambii compuși mai conțin sulf (de la 0,1 la 1,2%), fosfor (sutimi și zecimi de a%). Greutățile moleculare pentru acizii humici sunt 20-80 kDa (minim 5 kDa, maxim 650 kDa), pentru acizii fulvici 4-15 kDa. Acizii fulvici sunt mai mobili, solubili în întreg intervalul de pH (acizii humici precipită într-un mediu acid). Raportul de carbon al acizilor humic și fulvic (C GC /C FC ) este un indicator important al stării de humus al solurilor.

În molecula de acizi humici , este izolat un miez, constând din inele aromatice , inclusiv heterocicluri care conțin azot. Inelele sunt legate prin „punți” cu duble legături, creând lanțuri de conjugare extinse, provocând culoarea închisă a substanței [12] . Miezul este înconjurat de lanțuri alifatice periferice, inclusiv tipuri de hidrocarburi și polipeptide. Lanțurile poartă diverse grupe funcționale ( hidroxil , carbonil , carboxil , grupări amino etc.), motiv pentru care capacitatea mare de absorbție - 180-500 meq/100 g.

Se știe mult mai puțin despre structura acizilor fulvici. Au aceeași compoziție de grupe funcționale, dar o capacitate de absorbție mai mare - până la 670 meq/100 g.

Mecanismul de formare a acizilor humici ( humificarea ) nu este pe deplin înțeles. Conform ipotezei de condensare [13] (M. M. Kononova, A. G. Trusov), aceste substanțe sunt sintetizate din compuși organici cu greutate moleculară mică. Conform ipotezei lui L. N. Aleksandrova [14] , acizii humici se formează în timpul interacțiunii compușilor cu molecule înalte (proteine, biopolimeri ), apoi se oxidează și se descompun treptat. Conform ambelor ipoteze, la aceste procese iau parte enzimele , formate în principal din microorganisme. Există o presupunere despre o origine pur biogenă a acizilor humici . În multe proprietăți, ele seamănă cu pigmenții de culoare închisă ai ciupercilor .

Structura solului

Condiții conform GOST :

Structura solului [9]  este structura fizică a părții solide și a spațiului porilor solului, determinată de dimensiunea, forma, raportul cantitativ, natura relației și amplasarea atât a elementelor mecanice, cât și a agregatelor formate din acestea.

Partea solidă a solului [9]  este un set de toate tipurile de particule care se află în sol în stare solidă la un nivel natural de umiditate.

Spațiul porilor din sol [9]  reprezintă golurile dintre elementele mecanice și agregatele de sol de diferite dimensiuni și forme, ocupate de aer sau apă.

Particulele minerale de sol sunt întotdeauna combinate în agregate de diferite rezistențe, dimensiuni și forme. Întregul set de agregate caracteristice solului se numește structura acestuia. Factorii de formare a agregatelor sunt: ​​umflarea, compresia și fisurarea solului în timpul ciclurilor de umezire-uscare și îngheț-dezghețare, coagularea coloizilor din sol ( rolul coloizilor organici este cel mai important în acest sens), cimentarea particulelor de către compuși slab solubili. , formarea legăturilor de hidrogen , legăturile între sarcinile necompensate ale mineralelor rețelei cristaline , adsorbția , aderența mecanică a particulelor de către hifele fungilor , actinomicete și rădăcinile plantelor , agregarea particulelor la trecerea prin intestinele animalelor din sol .

Structura solului afectează pătrunderea aerului la rădăcinile plantelor, reținerea umidității și dezvoltarea comunității microbiene. În funcție doar de mărimea agregatelor, randamentul poate varia într-un ordin de mărime. Structura optimă pentru dezvoltarea plantelor este dominată de agregate cu dimensiuni cuprinse între 0,25 și 7-10 mm (structură valoroasă din punct de vedere agronomic). O proprietate importantă a structurii este rezistența sa, în special rezistența la apă.

Forma predominantă a agregatelor este o caracteristică importantă de diagnosticare a solului. Există [15] structuri rotunde-cubice (granulare, cocoloase, cocoloase, prăfuite), în formă de prismă (columnară, prismatică, prismatică) și de tip placă (platy, solzoasă), precum și o serie de forme și gradații de tranziție în mărimea. Primul tip este tipic pentru orizonturile superioare de humus și provoacă o porozitate mare, al doilea - pentru orizonturile iluviale, metamorfice, al treilea - pentru cele eluviale.

Neoplasme și incluziuni

Neoplasme  - acumulări de substanțe formate în sol în procesul de formare a acestuia.

Neoplasmele de fier și mangan sunt larg răspândite , a căror capacitate de migrare depinde de potențialul redox și este controlată de organisme, în special de bacterii . Sunt reprezentate de concrețiuni , tuburi de-a lungul căilor radiculare, cruste etc. În unele cazuri, masa de sol este cimentată cu material feruginos. În soluri, în special în regiunile aride și semiaride, sunt frecvente neoplasmele calcaroase : placă, eflorescență, pseudomiceliu, concrețiuni, formațiuni de crustă. Neoplasmele de gips , caracteristice și regiunilor aride, sunt reprezentate de plăci, druse , trandafiri de gips și cruste. Apar noi formațiuni de săruri ușor solubile, silice (pulbere în soluri diferențiate eluvio-iluvionale, interstraturi și cruste de opal și calcedonie , tuburi), minerale argiloase (cutans - incrustații și cruste formate în timpul procesului iluvial), adesea împreună cu humus.

Incluziunile includ orice obiecte care se află în sol, dar care nu sunt asociate cu procesele de formare a solului (descoperiri arheologice, oase, cochilii de moluște și protozoare, fragmente de rocă, resturi). Alocarea coproliților, găurilor de vierme, dealurilor și altor formațiuni biogene incluziunilor sau neoplasmelor este ambiguă.

Faza lichidă a solului

Faza lichidă a solului, denumită altfel Soluție de sol , este o soluție apoasă de diferite substanțe minerale și organice în care sunt suspendate o varietate de particule coloidale. Compoziția soluțiilor de sol variază foarte mult în funcție de tipul de sol, vreme și alți factori.

Soluția de sol este mediul din care se obține nutriția minerală a plantelor, precum și habitatul a numeroase microorganisme din sol .

Condițiile apei în sol

Solul este împărțit în apă legată și apă liberă. Primele particule de sol sunt atât de ferm ținute încât nu se poate mișca sub influența gravitației, iar apa liberă este supusă legii gravitației. Apa legată, la rândul său, este împărțită în legată chimic și fizic.

Apa legată chimic face parte din unele minerale. Aceasta apa este constitutionala, cristalizata si hidratata. Apa legată chimic poate fi îndepărtată numai prin încălzire, iar unele forme (apa constituțională) prin calcinarea mineralelor. Ca urmare a eliberării apei legate chimic, proprietățile corpului se schimbă atât de mult încât se poate vorbi de o tranziție într-un nou mineral.

Solul reține apa legată fizic de tensiunea superficială . Deoarece mărimea energiei de suprafață crește odată cu creșterea suprafeței totale totale a particulelor, conținutul de apă legată fizic depinde de dimensiunea particulelor care alcătuiesc solul. Particulele mai mari de 2 mm în diametru nu conțin apă legată fizic; această capacitate este deținută numai de particulele cu un diametru mai mic decât cel specificat. În particulele cu un diametru de 2 până la 0,01 mm, capacitatea de a reține apa legată fizic este slab exprimată. Acesta crește odată cu trecerea la particule mai mici de 0,01 mm și este cel mai pronunțat la particulele precoloidale și în special coloidale. Capacitatea de a reține apa legată fizic depinde de mai mult decât de dimensiunea particulelor. Forma particulelor și compoziția lor chimică și mineralogică au o anumită influență. Humusul și turba au o capacitate crescută de a reține apa legată fizic. Particula reține straturile ulterioare de molecule de apă cu o forță din ce în ce mai mică. Este apă legată lejer. Pe măsură ce particula se îndepărtează de suprafață, atracția moleculelor de apă de către aceasta scade treptat. Apa intră în stare liberă.

Primele straturi de molecule de apă, adică apa higroscopică, atrag particulele de sol cu ​​o forță extraordinară, măsurată în mii de atmosfere. Fiind sub o presiune atât de mare, moleculele de apă strâns legate sunt foarte apropiate, ceea ce modifică multe dintre proprietățile apei. Ea dobândește calitățile unui corp solid, așa cum ar fi. Solul reține apa slab legată cu mai puțină forță, proprietățile sale nu sunt atât de puternic diferite de apa liberă. Cu toate acestea, forța de atracție este încă atât de mare încât această apă nu se supune forței de gravitație a pământului și diferă de apa liberă într-o serie de proprietăți fizice.

Ciclul de lucru capilar determină absorbția și reținerea umidității aduse de precipitațiile atmosferice în stare suspendată . Pătrunderea umezelii prin porii capilari în adâncimea solului este extrem de lentă. Permeabilitatea solului se datorează în principal raportului non-capilar în afara serviciului. Diametrul acestor pori este atât de mare încât umiditatea nu poate fi reținută în ei în stare suspendată și se infiltrează în sol fără piedici.

Când umiditatea intră pe suprafața solului, solul este mai întâi saturat cu apă până la starea capacității de umiditate a câmpului, iar apoi filtrarea prin puțuri necapilare are loc prin straturile saturate cu apă. Prin crăpături, pasaje de scorpie și alte fântâni mari, apa poate pătrunde adânc în sol, înaintea saturației cu apă până la capacitatea câmpului.

Cu cât ciclul de lucru non-capilar este mai mare, cu atât este mai mare permeabilitatea la apă a solului.

În sol, pe lângă filtrarea verticală, există o mișcare orizontală în interiorul solului a umidității. Umiditatea care intră în sol, întâlnind pe drum un strat cu permeabilitate redusă la apă, se deplasează în interiorul solului deasupra acestui strat în conformitate cu direcția pantei acestuia.

Interacțiunea cu faza solidă

Complex de absorbție a solului

Solul poate reține substanțele care au pătruns în el prin diferite mecanisme (filtrare mecanică, adsorbție de particule mici, formare de compuși insolubili, absorbție biologică), dintre care cel mai important este schimbul de ioni între soluția solului și suprafața fazei solide a solului. . Faza solidă este predominant încărcată negativ din cauza ruperii rețelei cristaline a mineralelor, substituțiilor izomorfe , prezenței carboxilului și a unui număr de alte grupe funcționale în compoziția materiei organice, prin urmare capacitatea de schimb de cationi a solului este cea mai pronunțată. . Cu toate acestea, încărcăturile pozitive responsabile pentru schimbul de anioni sunt prezente și în sol.

Totalitatea componentelor solului cu capacitate de schimb ionic se numește complex de absorbție a solului (SAC). Ionii care alcătuiesc PPC se numesc ioni de schimb sau absorbiți. O caracteristică a CEC este capacitatea de schimb cationic (CEC) - numărul total de cationi schimbabili de același fel deținuți de sol în stare standard - precum și cantitatea de cationi schimbabili care caracterizează starea naturală a solului și nu. coincid întotdeauna cu CEC.

Raporturile dintre cationii schimbabili ai PPC nu coincid cu rapoartele dintre aceiași cationi din soluția de sol, adică schimbul de ioni are loc selectiv. Cationii cu o sarcină mai mare sunt absorbiți mai preferabil și, dacă sunt egali, cu o masă atomică mai mare , deși proprietățile componentelor PPC pot încălca oarecum acest model. De exemplu, montmorillonitul absoarbe mai mult potasiu decât protonii de hidrogen , în timp ce caolinitul face  opusul.

Cationii schimbabili sunt una dintre sursele directe de nutriție minerală pentru plante, compoziția NPC se reflectă în formarea compușilor organominerale, structura solului și aciditatea acestuia.

Aciditatea solului

Aerul solului

Aerul din sol este format dintr-un amestec de diferite gaze:

  1. oxigen , care intră în sol din aerul atmosferic; conținutul său poate varia în funcție de proprietățile solului însuși (friabilitatea acestuia, de exemplu), de numărul de organisme care folosesc oxigenul pentru respirație și procesele metabolice;
  2. dioxid de carbon , care se formează ca urmare a respirației organismelor din sol, adică ca urmare a oxidării substanțelor organice;
  3. metanul și omologii săi (propan, butan), care se formează ca urmare a descompunerii catenelor de hidrocarburi mai lungi;
  4. hidrogen ;
  5. hidrogen sulfurat ;
  6. azot ; formarea azotului sub formă de compuși mai complecși (de exemplu, uree) este mai probabilă.

Și acestea nu sunt toate substanțele gazoase care alcătuiesc aerul din sol. Compoziția sa chimică și cantitativă depinde de organismele conținute în sol, de conținutul de nutrienți din acesta, de condițiile de intemperii ale solului etc.

Biologia solului

Solul este un habitat pentru multe organisme. Creaturile care traiesc in sol se numesc pedobionti. Cele mai mici dintre acestea sunt bacteriile , algele , ciupercile și organismele unicelulare care trăiesc în apa din sol . Într-un m³ pot trăi până la 10¹⁴ organisme. Aerul solului este locuit de nevertebrate cum ar fi acarienii , păianjenii , gândacii , cozile și râmele . Se hrănesc cu resturi de plante , miceliu și alte organisme. În sol trăiesc și vertebrate , una dintre ele este alunița . Este foarte bine adaptat să trăiască în pământ complet întunecat, așa că are un auz foarte bun și este practic orb.

Eterogenitatea solului duce la faptul că pentru organismele de dimensiuni diferite acesta acționează ca un mediu diferit.

Organizare spațială

În natură, practic nu există situații în care un singur sol cu ​​proprietăți neschimbate în spațiu se extinde pe mulți kilometri. În același timp, diferențele de sol se datorează diferențelor factorilor de formare a solului.

Distribuția spațială regulată a solurilor în zone mici se numește structura de acoperire a solului (SCC). Unitatea inițială a SPP este suprafața elementară a solului (EPA) - o formațiune de sol în care nu există limite geo-sol. ESA alternând în spațiu și într-o oarecare măsură înrudite genetic formează combinații de sol .

Formarea solului

Factori de formare a solului [9] :

Formarea primară a solului

În știința solului din Rusia, există un concept [16] conform căruia orice sistem de substrat care asigură creșterea și dezvoltarea plantelor „de la sămânță la sămânță” este sol. Această idee este discutabilă, întrucât neagă principiul Dokuchaev al istoricității, care presupune o anumită maturitate a solurilor și împărțirea profilului în orizonturi genetice, dar este utilă în înțelegerea conceptului general de dezvoltare a solului.

Starea rudimentară a profilului solului înainte de apariția primelor semne de orizont poate fi definită prin termenul de „soluri inițiale” [17] . În consecință, se distinge „etapa inițială de formare a solului” - de la sol „după Veski” până la momentul în care apare o diferențiere vizibilă a profilului în orizonturi și se va putea prezice starea de clasificare a solului. Termenul de „soluri tinere” este propus pentru a atribui stadiul de „formare a solului tânăr” – de la apariția primelor semne de orizont până la momentul în care aspectul genetic (mai precis, morfologic-analitic) este suficient de pronunțat pentru diagnostic și clasificare. din poziţiile generale ale ştiinţei solului.

Caracteristicile genetice pot fi date chiar înainte de maturitatea profilului, cu o pondere de înțeles a riscului prognostic, de exemplu, „solurile inițiale murdare”; „pământuri propodzolice tinere”, „soluri carbonatice tinere”. Cu această abordare, dificultățile de nomenclatură sunt rezolvate în mod natural, pe baza principiilor generale de prognoză ecologică a solului în conformitate cu formula Dokuchaev - Jenny (reprezentarea solului în funcție de factorii de formare ai solului: S = f(cl, o). , r, p, t ...)) .

Formarea antropică a solului

În literatura științifică pentru terenuri după minerit și alte perturbări ale acoperirii solului, a fost fixată denumirea generalizată de „peisaje tehnogene”, iar studiul formării solului în aceste peisaje s-a conturat în „știința solului de recuperare” [18] . A fost propus și termenul de „ tehnozeme ” [19] , care reprezintă de fapt o încercare de a combina tradiția Dokuchaev a „-pământurilor” cu peisajele create de om.

Se observă că este mai logic să se aplice termenul „tehnozem” acelor soluri care sunt create special în procesul de tehnologie minieră prin nivelarea suprafeței și turnarea orizonturilor de humus special îndepărtate sau a solurilor potențial fertile ( loess ). Utilizarea acestui termen pentru știința genetică a solului este cu greu justificată, deoarece produsul final, punctul culminant al formării solului nu va fi un nou „-pământ”, ci un sol zonal, de exemplu, soddy-podzolic sau soddy-gley.

Pentru solurile perturbate tehnologic, s-a propus folosirea termenilor „soluri inițiale” (de la „momentul zero” până la apariția orizontului) și „soluri tinere” (de la apariție până la formarea caracteristicilor de diagnostic ale solurilor mature), indicând principala caracteristică a unor astfel de formaţiuni de sol o constituie etapele de timp ale dezvoltării lor.evoluţia de la roci nediferenţiate la soluri zonale.

Clasificarea solului

Nu există o singură clasificare general acceptată a solurilor. Alături de cea internațională (FAO Soil Classification și WRB , care a înlocuit-o în 1998 ), multe țări din întreaga lume au sisteme naționale de clasificare a solurilor, adesea bazate pe abordări fundamental diferite.

În Rusia, până în 2004, o comisie specială a Institutului Solului. V. V. Dokuchaev , condus de L. L. Shishov , a pregătit o nouă clasificare a solurilor, care este o dezvoltare a clasificării din 1997. Cu toate acestea, oamenii de știință ai solului ruși continuă să folosească în mod activ clasificarea solului URSS din 1977.

Printre trăsăturile distinctive ale noii clasificări, se poate numi refuzul utilizării parametrilor factori-mediu și de regim pentru diagnosticare, care sunt greu de diagnosticat și deseori determinati de către cercetător pur subiectiv, concentrându-se pe profilul solului și caracteristicile sale morfologice. O serie de cercetători văd acest lucru ca pe o abatere de la știința genetică a solului, care se concentrează pe originea solurilor și pe procesele de formare a solului. Clasificarea din 2004 introduce criterii formale de atribuire a solului unui anumit taxon și folosește conceptul de orizont de diagnostic, care este acceptat în clasificările internaționale și americane. Spre deosebire de WRB și de Taxonomia americană a solului, în clasificarea rusă, orizonturile și caracterele nu sunt echivalente, ci sunt ordonate strict în funcție de semnificația lor taxonomică. Fără îndoială, o inovație importantă a clasificării din 2004 a fost includerea în ea a solurilor transformate antropic.

Școala americană de cercetători ai solului folosește clasificarea Taxonomiei solului, care este răspândită și în alte țări. Trăsătura sa caracteristică este elaborarea profundă a criteriilor formale de atribuire a solurilor unui anumit taxon. Sunt folosite denumiri de sol construite din rădăcini latine și grecești. Schema de clasificare include în mod tradițional serii de sol - grupuri de soluri care diferă doar în distribuția dimensiunii particulelor și au un nume individual - a căror descriere a început când Biroul Solului din SUA a cartografiat teritoriul la începutul secolului al XX-lea.

Termeni conform GOST 27593-88 (2005) [20] :

Clasificarea solurilor este un sistem de împărțire a solurilor după origine și (sau) proprietăți.

Modele de distribuție

Clima ca factor în distribuția geografică a solurilor

Clima  - unul dintre cei mai importanți factori în formarea solului și distribuția geografică a solurilor - este în mare măsură determinată de cauze cosmice (cantitatea de energie primită de suprafața pământului de la Soare ). Manifestarea celor mai generale legi ale geografiei solului este asociată cu clima. Afectează formarea solului atât direct, determinând nivelul energetic și regimul hidrotermal al solurilor , cât și indirect, influențând alți factori de formare a solului ( vegetație , activitatea vitală a organismelor, rocile formatoare de sol etc.).

Influența directă a climei asupra geografiei solurilor se manifestă în diferite tipuri de condiții hidrotermale de formare a solului. Regimurile termice și hidrice ale solurilor afectează natura și intensitatea tuturor proceselor fizice, chimice și biologice care au loc în sol. Acestea reglează procesele de alterare fizică a rocilor , intensitatea reacțiilor chimice , concentrația soluției solului , raportul dintre fazele solide și lichide și solubilitatea gazelor . Condițiile hidrotermale afectează intensitatea activității biochimice a bacteriilor , rata de descompunere a reziduurilor organice, activitatea vitală a organismelor și alți factori, prin urmare, în diferite părți ale țării cu condiții termice inegale , rata de intemperii și formarea solului, grosimea profilului solului și produsele de intemperii sunt semnificativ diferite.

Clima determină cele mai generale modele de distribuţie a solului – zonalitatea orizontală şi zonalitatea verticală .

Clima este rezultatul interacțiunii proceselor de formare a climei care au loc în atmosferă și stratul activ ( oceane , criosferă , suprafață terestră și biomasă ) - așa-numitul sistem climatic, ale cărui componente interacționează continuu între ele, schimbând materie si energie. Procesele de formare a climei pot fi împărțite în trei complexe: procesele de schimb de căldură , circulația umidității și circulația atmosferică .

Solul, conform lui Dokuchaev, este stratul exterior de roci modificate sub influența apei, a aerului și a diferitelor organisme. Potrivit lui Khlopin, solul este stratul superior al crustei pe care cuibărește viața organică.

Importanța solurilor în natură

Solul ca habitat pentru organismele vii

Solul are fertilitate  - este cel mai favorabil substrat sau habitat pentru marea majoritate a ființelor vii - microorganisme, animale și plante. De asemenea, este semnificativ faptul că, în ceea ce privește biomasa lor, solul (țara Pământului) este de aproape 700 de ori mai mare decât oceanul, deși ponderea pământului reprezintă mai puțin de 1/3 din suprafața pământului.

Funcții geochimice

Proprietatea diferitelor soluri de a acumula diferite elemente chimice și compuși în moduri diferite, dintre care unele sunt necesare ființelor vii (elemente și microelemente biofile , diverse substanțe active fiziologic), în timp ce altele sunt dăunătoare sau toxice ( metale grele , halogeni , toxine, etc.), se manifestă în toate plantele și animalele care trăiesc pe ele, inclusiv în oameni. În agronomie , știință veterinară și medicină, o astfel de relație este cunoscută sub forma așa-numitelor boli endemice , ale căror cauze au fost dezvăluite numai după munca cercetătorilor în sol.

Solul are un impact semnificativ asupra compoziției și proprietăților apelor de suprafață , subterane și a întregii hidrosfere a Pământului. Filtrandu-se prin straturile de sol, apa extrage din acestea un set special de elemente chimice, caracteristice solurilor din bazinele hidrografice. Și întrucât principalii indicatori economici ai apei (valoarea sa tehnologică și igienă) sunt determinați de conținutul și raportul acestor elemente, perturbarea acoperirii solului se manifestă și printr-o modificare a calității apei.

Reglarea compoziției atmosferei

Solul este principalul regulator al compoziției atmosferei Pământului. Acest lucru se datorează activității microorganismelor din sol, care produc diferite gaze la scară mare - azot și oxizii săi , oxigen, dioxid de carbon și monoxid, metan și alte hidrocarburi, hidrogen sulfurat și o serie de alți compuși volatili. Majoritatea acestor gaze provoacă un „ efect de seră ” și distrug stratul de ozon , drept urmare modificările proprietăților solului pot duce la schimbări climatice pe Pământ. Nu este o coincidență că schimbarea care se produce în prezent în echilibrul climatic al planetei noastre este asociată în mare măsură de către specialiști cu perturbări ale acoperirii solului. .

Importanța economică

Solul este adesea numit principala bogăție a oricărui stat din lume, deoarece aproximativ 90% din hrana omenirii este produsă pe el și în el. Pământul era folosit și în antichitate ca material de construcție. Degradarea solului este însoțită de eșecuri și foamete, duce la sărăcia statelor, iar moartea solurilor poate cauza moartea întregii omeniri. Aproximativ o treime din solurile lumii s-au degradat deja, acest lucru se datorează metodelor agricole moderne, defrișărilor. Este nevoie de aproximativ o mie de ani pentru a crea un strat de sol de trei centimetri, iar dacă rata actuală de degradare continuă, solul vegetal din întreaga lume ar putea dispărea în aproximativ 60 de ani. [21]

Istoria studiului

Omul a acordat atenție descrierii proprietăților solurilor și clasificării acestora încă de la apariția agriculturii . Cu toate acestea, apariția științei solului ca știință a avut loc abia la sfârșitul secolului al XIX-lea și este asociată cu numele de V.V. Dokuchaev .

Academicianul V. I. Vernadsky a numit solul o formațiune bio-inertă , adică formată din materie vie și nevie.

Anul Internațional al Solurilor

Pe 20 decembrie 2013, Adunarea Generală a Națiunilor Unite [22] a proclamat 2015 Anul Internațional al Solurilor (IYS), iar 5 decembrie este sărbătorită anual ca Ziua Mondială a Solurilor.

Implementarea IHP în 2015 este încredințată Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, cu implicarea Parteneriatului Global pentru Sol și în cooperare cu guvernele țărilor și secretariatul Convenției ONU de Combatere a Deșertificării.

Scopul IYP este de a crește gradul de conștientizare a publicului cu privire la importanța solurilor pentru securitatea alimentară și funcțiile critice ale ecosistemului .

Vezi și

Note

  1. ↑ Soil Archival copie din 27 decembrie 2018 la Wayback Machine în Great Russian Encyclopedia, 2018.
  2. ↑ Gerasimov I.P. Conceptul de „sol – corp natural” și derivatele sale („sol – regim”, „sol – reproducere”, „sol – memorie”): La discuțiile noastre // Soil Science. 1983. Nr 4. S. 5-12.
  3. ↑ Solurile din Rusia - principalele tipuri de soluri din Rusia . geographyofrussia.com. Preluat la 11 mai 2018. Arhivat din original la 19 decembrie 2018.
  4. ↑ Agrozems  / M. Yu. Lychagin // A - Întrebări. - M  .: Marea Enciclopedie Rusă, 2005. - S. 196. - ( Marea Enciclopedie Rusă  : [în 35 de volume]  / redactor-șef Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 1). — ISBN 5-85270-329-X .
  5. ↑ Sokolov, D. I. Curs de geognozie alcătuit de Corpul Inginerilor de Mine, Colonel, Universitatea din Sankt Petersburg, Profesor D. Sokolov Copie de arhivă din 20 decembrie 2016 la Wayback Machine . Partea 3. - Sankt Petersburg. : în tip. Eduard Prats i K˚, 1839. - IV, 320 p.
  6. ↑ Dal V.I. Dicționar explicativ al Marii Limbi Ruse Vie. SPb.-M.: tip. M. O. Volf, 1882 T. 3. S. 369.
  7. ↑ Dokuchaev V.V. Cernoziom rusesc. Sankt Petersburg: tip. Decleron și Evdokimov, 1883. [4], IV, IV, 376 p.
  8. ↑ Dokuchaev V.V. Știința solului [Prelegeri, cit. personalul statistic al provinciei Poltava. zemstvos] // Agricultor. 1900. Nr. 25. S. 363-366; Nr. 26, p. 383-385; nr. 27, p. 396-399; Nr. 28, pp. 407-409; Nr. 29, p. 423-426; Nr. 30, pp. 441-445; Aceeași // colecția Zemsky a provinciilor Cernigov. 1900. Nr. 8. S. 101-165; La fel sub cap. Despre știința solului. // Prelegeri ale prof. V.V. Dokuchaev și A.V. Fortunatov. Poltava: Economie. biroul Poltava. buze. Zemstvo, 1901. S. 5-74.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 GOST 27593-88 ). SOLURI. Termeni și definiții. UDC 001.4:502.3:631.6.02:004.354
  10. ↑ Solurile URSS. Ed. G. V. Dobrovolsky. M.: Gândirea, 1979, p.129
  11. ↑ Rozanov B. G. Morfologia solurilor. - M .: ed. Universitatea de Stat din Moscova, 1983
  12. ↑ Orlov D.S. Acizi humici ai solurilor. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1974.
  13. ↑ Kononova M. M. Materia organică din sol. — M.: 1963.
  14. ↑ Alexandrova L. N. Materia organică a solului și procesele de transformare a acesteia. - L.: 1980.
  15. ↑ Potrivit lui S. A. Zaharov. O clasificare specială a structurii solului a fost propusă și de S. S. Nikiforov (Nikiforoff SS Morphological classification of soil structure. "Soil. Sci.", 1941, vol. 52, No. 2.), clasificarea proprie este utilizată de FAO, SUA Departamentul Agriculturii etc. d.
  16. ↑ Veski R.E. Despre unele moduri de dezvoltare ulterioară a studiului solurilor // Soil Science. 1985. Nr 3. S. 75-86.
  17. ↑ Nakaryakov A.V. Recuperarea terenurilor după dezvoltarea placerilor în Urali și problemele formării inițiale a solului // Rapoartele celei de-a V-a Conferințe Internaționale a Solisturilor. Praga, 1981. V.1. pp.110-111.
  18. ↑ Trofimov S.S., Taranov S.A. Particularități ale formării solului în ecosistemele tehnogene // Soil Science. 1987. Nr 11. S. 95-99.
  19. ↑ Eterevskaya L. V., Donchenko M. T., Lekhtsier L. V. Sistematica și clasificarea solurilor tehnogenice Copie de arhivă din 5 martie 2016 la Wayback Machine // Plants and Industrial Environment. - Sverdlovsk: Editura Universității Ural, 1984. - S. 14-21.
  20. ↑ GOST 27593-88(2005). SOLURI. Termeni și definiții. UDC 001.4:502.3:631.6.02:004.354
  21. ↑ Chris Arsenault: „Dacă degradarea solului continuă, mai avem 60 de culturi” Au mai rămas doar 60 de ani de agricultură dacă degradarea solului continuă Arhivat 20 octombrie 2007.  (engleză) Scientific American , 5 decembrie 2014
  22. ↑ Documentul Oficial al Națiunilor Unite . Preluat la 27 iulie 2022. Arhivat din original la 30 septembrie 2020.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii