Ґрунт як результат взаємодії біосфери з іншими оболонками

Великою є роль живих організмів у створенні особливого природного утворення — ґрунту. Грунт - верхній, тонкий шар земної кори (від десятків сантиметрів до 2—4 м), який, як правило, покритий рослинністю і має природну родючість. Під родючістю розуміють здатність ґрунту забезпечити рослини поживними речовинами, водою й повітрям, тобто створити сприятливі фізичні й хімічні умови для їхнього розвитку й росту.

Під впливом чинників ґрунтоутворення в ґрунті виникають генетичні горизонти з певним хімічним складом, хімічними та фізичними властивостями, насиченістю органічними речовинами. Зображення генетичних горизонтів із вказанням їхніх глибин та буквених індексів називають ґрунтовим або генетичним профілем ґрунту.

Верхній горизонт називають гумусово-акумулятивним. Він густо пронизаний корінням рослин і переважно темніший за інші горизонтів. Тут відбувається процес накопичення (акумуляції) органічних речовин і утворення гумусу.

Другий основний горизонт називають горизонтом вимивання, або ілю-віальним. У ньому накопичуються речовини, що були вимиті з верхніх шарів. Нижче лежить перехідний до підстилаючої ґрунт породи.

За ступенем вираженості окремих горизонтів, їх потужністю та вмістом гумусу визначають тип ґрунту.

Важливе значення для родючості ґрунту має механічний склад гірських порід, на яких він сформувався, тобто співвідношення між частинками різного розміру, якими утворена гірська порода. Найчастіше такими ґрунто-утворюючими материнськими породами є пісок і глина.

Оскільки співвідношення піску і глини може бути різним, то ґрунти за механічним складом поділяють на глинисті, суглинисті, супіщані й піщані.

Під структурою ґрунтів розуміють здатність частинок ґрунту об'єднуватися у стійкі грудки різного розміру й форми. Структура ґрунту може бути брилистою, грудкуватою, горіхуватою, зернистою. Від неї залежить водний і повітряний режим ґрунту, а отже і його родючість.

Існують й безструктурні ґрунти. В основному, це малородючі, з малим умістом гумусу, піщані, а іноді й супіщані ґрунти.

Ґрунтоутворюючі гірські породи (магматичні, метаморфічні, осадові) також визначають мінералогічний і хімічний склад сформованого на них ґрунту, а отже, його хімічні та фізико-хімічні властивості.

Рельєф значною мірою визначає тепловий і водний режим на окремих ділянках земної поверхні і є важливим чинником ґрунтоутворення. Зростання абсолютної висоти місцевості призводить до зниження температури й збільшення кількості опадів, а тому з висотою змінюються типи і родючість ґрунтів.

Вплив клімату на утворення ґрунту досить складний. Основний механізм його дії визначається співвідношенням тепла й вологи для певної місцевості.

Опосередкований вплив клімату на ґрунтоутворення здійснюється через органічний світ. Теплий і вологий клімат сприяє розвитку рослинності. Відмираючи, вона швидко розкладається і перетворюється на перегній. Надмірна суворість чи сухість клімату уповільнюють діяльність живих організмів, збіднюють видовий склад та біологічну продуктивність.

У процесі ґрунтоутворення приймають участь ті ж організми, що і у вивітрюванні. Рослини є основним джерелом надходження в ґрунт органічних сполук, які переробляються мікроорганізмами, переважно бактеріями та грибами. Так, в 1 г ґрунту може бути до кількох мільярдів нітрифікуючих, амоніфікуючих, залізо- та інших видів бактерій.

Активну участь у процесі ґрунтоутворення відіграють тварини - найпростіші, комахи, черви, дрібні хребетні та інші. Кількість найпростіших у ґрунті, хоч і менша, ніж бактерій, але досить значна - від 10 до 100 тис. на 1 г. Велика роль у процесі ґрунтоутворення належить дощовим черв'якам, які сприяють утворенню гумусу, розпушують і перемішують ґрунт. Так, на одному гектарі родючого чорнозему може жити 2 т дощових черв'яків, які за рік переробляють до 80 т ґрунтової маси.

Комахи, їх личинки та дрібні хребетні, які живуть у ґрунті, також розпушують його, збільшуючи водо- та повітряпроникність, переробляють рослинні рештки, збагачують ґрунт гумусом та елементами мінерального живлення рослин.

Отже, внаслідок життєдіяльності живих організмів у поверхневому шарі материнської породи накопичуються органічні речовини, що є основною умовою утворення родючості.

Між ґрунтом, материнською породою та організмами встановлюється обмін речовин, який дістав назву малого біологічного кругообігу (рис 2).

Рис. 2. Взаємодія середовищ – малий біологічний кругообіг.

Вивчення грунту в початковій школі

Грунт та грунтовий покрив своєї місцевості учні вивчають безпосередньо в класі та на екскурсіях. Отже теоретично діти ознайомлюються з типами грунтів та умовами їх утворення. Встановлюють що живі організми є частиною природи, яка найтісніше пов'язана з ґрунтом. Рослини, відмираючи, стають джерелом накопичення органічних речовин у грунті, утворюючи перегній (гумус). Одночасно відмерлі рослини повертають у грунт такі хімічні елементи, як азот, вуглець, тощо. Рослинний покрив захищає ґрунт від вітрової та водної ерозії (видування і змиву верхнього родючого шару).

Тваринні організми, що живуть у грунті, розпушують його, подрібнюють рештки відмерлих рослин, сприяють їх розкладанню.

Роботу з перетворення органічних решток на перегній завершують мікроорганізми (бактерії, мікроскопічні гриби). Вони розкладають його на мінеральні речовини.

У процесі господарської діяльності людина суттєво впливає на якість ґрунтового покриву Землі. При правильному, науково обґрунтованому обробітку й використанні ґрунтів вдається значно підвищити їхню родючість. Водночас є багато прикладів, коли необдумане господарювання спричиняє їхнє руйнування та "отруєння".

У польових умовах знайомляться з грунтовим профілем та морфологічними (зовнішніми) ознаками грунту, використанням грунтів. В лабораторних умовах вивчають фізичні, хімічні та агрономічні властивості грунту, уточнюють деякі морфологічні ознаки.

В польових умовах механічний склад грунту вивчають в усіх горизонтах, а назву дають за складом верхнього. Памятайте, що забарвлення(колір) грунту змінюється в залежності від вологості та освітлення. Механічний склад грунту визначають за допомогою лупи та скачуванням між пальцями. Глинисті грунти розкачуються в шнурок, з якого можна зліпити кільце. Супіщані – виліплюється кулька. Піщані – кулька не виліплюється.

Визначення перегною проводять при прожарюванні грунту. Зменшення ваги грунту і запах доказують про наявність перегною.

Можна провести досліди для визначення наявності карбонатів (вуглесолей). При наявності у грунті карбонатів розчин соляної кислоти чи оцту призводить до скипання поверхні грунтової грудки.

Визначення води у грунті можна здійснювати візуально при нагріванні грунту, або при контрольному зважуванні висушеної грудки.