PAGE 87

UNIVERSITATEA DUNAREA DE JOS GALATI

PEDOLOGIE SI BONITARE CADASTRALA

NOTE DE CURS

ANUL I

Conf. dr. ing. Maria CONTOMAN

2012

CURS 1

OBIECTUL I ROLUL PEDOLOGIEI

1.1. Difiniia i rolul pedologiei

Pedologia este stiina care se ocup cu formarea, evoluia, nsusirile, clasificarea, rspndirea i folosirea raional a solurilor. Termenul de origine greac (pedon = teren, ogor, sol i logos = tiin).

Solul ca obiect de studiu al pedologiei se definete ca un corp natural ce corespunde stratului superior, afnat al litosferei. Acesta este format dintr-o succesiune de orizonturi care s-au format i se formeaz permanent prin transformarea rocilor i materialelor organice, sub aciunea conjugat a factorilor fizici, chimici i biologici, n zona de contact a atmosferei cu litosfera.

Ocupndu-se cu studiul solului, mediul de via al plantelor de care depinde obinerea de recolte, pedologia are un rol important n dezvoltarea produciei agricole i contribuie la rezolvarea unor probleme majore ca:

evidena fondului funciar unic al rii i imprirea acestuia n fond funciar agricol, silvic, al apelor, al construciilor industriale i social-culturale, al drumurilor;

evidena fondului funciar agricol i repartizarea acestuia pentru arabil (culturi de cmp i legume), pauni i fnee naturale, pomi i vi de vie;

stabilirea la nivelul teritoriilor administrative i mai departe a unitilor de producie a celor mai indicate culturi, specii, soiuri i hibrizi;

fixarea i aplicarea difereniat a tehnologiilor de cultur (asolamente, lucrri ale solului, combaterea buruienilor, etc), a msurilor agrochimice (utilizarea ngrmintelor, a amendamentelor, etc) i a lucrrilor hidroameliorative (irigatii, desecri, drenri, ndiguiri);

prevenirea i combaterea degradrii solurilor datorit fenomenelor de eroziune, salinizare, nmltinire, poluare, etc;

organizarea teritoriilor agricole;

fundamentarea dotrii tehnico-materiale n agricultur;

creterea suprafeei arabile prin amenajarea i luarea n cultur a unor terenuri nefolosite n agricultur (lunci inundabile, perimetre cu lacuri i bli);

recuperarea de terenuri agricole printr-o mai bun sistematizare a aezrilor omeneti i a diferitelor obiective i reamenajarea suprafeelor folosite in exploatrile curente.

1.2. Scurt istoric al dezvoltarii pedologiei

Datele privind solul au evoluat de-a lungul timpului.

n comuna primitiv nu se cunotea agricultura ca preocupare stabil i abia din antichitate au rmas o serie de mrturii despre agricultur ca preocupare de baz a omului, n scrierile unor filozofi (Hipocrate, Xenophon, Aristotel, Theoprost, Plinius cel Btrn care a scris Istoria natural n 37 volume, Lucius Junius Moderatus Columella care a scris tratatul de agronomie De re rustic)

n evul mediu, Europa de vest a cunoscut n secolele al XII-lea i al XIII-lea o perioad de nflorire cultural. Calugrul dominican Albert le Grand prezint unele explicaii privind nutriia vegetativ. Urmeaz o perioad de decdere a tiinelor din cauza dogmatismului i obscurantismului caracteristic inchizitiei. n secolul al XVI-lea, n perioada renaterii Paracelsus a adus un suflu nou n tiin prezentnd importana substanelor chimice. Cel mai mare savant n Frana n perioada Renaterii a fost Bernand Palissy care a adus contribuii importante n domeniul chimiei i geologiei. In perioada 1600-1750 s-au conturat concepte importante care vor duce la apariia stiinei solului (Jean Boulaine Stiine naturale, Johann Rudolph Glauber a descoperit aciunea fertilizant a salpetrului, rolul potasiului i al azotului ca ngrminte n agricultur, Georges Loius de Bouffon i Carl Von tinne). n perioada 1750 1849 stiina solului cunoate mari progrese, (Johan Gattschalk Wallerius fondatorul Chimiei solurilor, Lavoisier principiul conservrii materiei.

Un loc important n dezvoltarea tiinei l-a avut teoria despre humus.

Nicolas Theodore de Saussure s-a ocupat de fiziologia vegetal i de chimie (lucrarea Cercetri chimice asupra vegetaiei); Albrecht Daniel Thaer considera humusul ca surs unic de hran pentru plante (cartea "Fundamentele unei agriculturi raionale"). Ali mari oameni de tiin care au contribuit la cunoterea solului sunt: J.J.Berzelius, Gustav Schubler, Carl Sringel. In anul 1840 Justus von Liebig a publicat cartea "Chimia aplicat la agricultur i fiziologie" care st la baza industriei de ingrminte chimice. Numeroi oameni de stiin au studiat rolul microorganismelor n sol (Marcelin Berthelot bacterii cu rol n nutriia azotului, Serghei Nicolaevici Winogrodskg fondatorul microbiologiei solului).

In a doua jumtate a secolului al XIX-lea a aprut n Rusia direcia naturalist a crei scoal a pus bazele pedologiei ca stiin, fondatorul acesteia fiind considerat V.V.Dokuceaev. concluziiile tiinifice i practice ale acestei coli sunt valabile i astzi i sunt formulate astfel:

solul se formeaz conform unor legi naturale, sub influenta unui complex de factori naturali de solificare i anume: clim, vegetaie i vieuitoarele animale, roca, relieful, timpul (vrsta);

fiecare tip de sol, format n conditii naturale specifice, reprezint o individualizare aparte, caracterizat prin nsuiri fizice, chimice i biologice proprii;

sub influenta factorilor de solificare se nasc soluri diferite, repartizate n anumite zone caracteristice.

i n ara noastr au existat preocupri privind studierea solului. Primele nsemnri ne-au rmas de la Dimitrie Cantemir n Descriptio Moldaviae (1716) n care arat c, pmnturile Moldaviei sunt negre i pline de silistr. Ion Ionescu de la Brad este primul romn care se ocup de studiul solului, elabornd monografii asupra judeelor Putna (1860), Dorohoi (1866) i Mehedini (1868) n care prezint i descrie solurile.

Fondatorul pedologiei ca tiin n ara noastr a fost Gheorghe Munteanu Murgoci care mpreun cu colaboratorii si P.Enculescu i Em.Protopopescu-Pache a ntocmit harta general de soluri a Romniei la scara 1:2.500.000 (1911), nsoit de o schi climatologic. Harta a fost completat prin extindera cercetrilor i lrgirea grupului de colaboratori cu T.Saidel i N.Florov, harta a fost completat i publicat la Scara de 1:1.500.000 (1927), reprezentnd la acea vreme, una dintre primele hri din lume alctuit pe baza unui concepii tiinifice moderne. Aceasta hart a pus bazele cercetrii tiinifice, tiina solului s-a dezvoltat permanent. G.M.Murgoci a fost unul dintre iniiatorii convocrii primei conferine internaionale de agrogeologie (pedologie) care a avut loc la Budapesta (1909). Activitatea desfurat de G.M.Murgoci i colaboratori a fost continuat de mari personaliti ale tiinei solului ca: N.Cernescu, M.Popov, N.Bucur, C.D.Chiri, Gr.Obrejeanu, etc.

n 1961 s-a infiinat Societatea Naional Romn pentru Stiina Solului afiliat la Societatea Internaional de Stiina Solului

n prezent, cercetarea pedologic este coordonat la nivel central de Institutul de Cercetari pentru Pedologie i Agrochimie (ICPA), care funcioneaz n cadrul Academiei de Stiine Agricole i Silvice (ASAS). La nivel de judee funcioneaz Oficiile Judeene de Studii Pedologice i Agrochimice (OJSPA). Toate Staiunile de Cercetri agricole au i laboratoare specializate pentru studiul solului.

1.2. Fertilitarea solului

Fertilitatea reprezint proprietatea solului de a pune la dispoziia plantelor substane nutritive, ap i aer care pot s asigure creterea i dezvoltarea lor. Ea este o rezultant a studiului de dezvoltare a solului, a alctuirii i proprietilor lui, a proceselor fizico-chimice i biochimice care se petrec n sol.

Fertilitatea pe care o are solul n condiii naturale, fr intervenia omului, poart denumirea de fertilitate natural. Prin luarea n cultur a solurilor, omul a urmrit s obin productii mari i de calitate, intervenind cu mecanizarea, chimizarea i irigaiile. Prin aceste intervenii solul a captat o fertilitate cultural sau efectiv.

Fertilitatea solului este o proprietate dinamic care depinde pe lng nsuirile solului i de condiiile de mediu i de stadiul de dezvoltare al tiinei i tehnicii.

Atributul fundamental al solului este de a fi mediu de via al plantelor, fcnd posibil obinerea de producii vegetale, aceast calitate datorndu-se faptului c solul este un mediu fizic, chimic i biologic care asigur un ansamblu de condiii necesare creterii plantelor, suport pentru acestea, spaiu de dezvoltare a rdcinilor, surs de substane nutritive i ap, etc.

Solul, ca mijloc de producie n agricultur, prezint anumite caracteristici, dintre care amintim:

este un mijloc de produie n agricultur, care se formeaz i evolueaz la suprafaa litosferei n timp, sub aciunea factorilor naturali;

este un mijloc de producie limitat n spaiu care nu se poate multiplica, creterea produciilor realizndu-se numai printr-o folosire intensiv a solului;

solul, folosit raional, nu se uzeaz ca alte mijloace de producie, putnd s dea producii sigure n permanen;

este un corp care conine materie vie (microflor, flor, microfaun, faun) i n care au loc procese specifice vieii (asimilaie i dezasimilaie, sintez i descompunere a materiei organice, concentrare i eliberare de energie);

este un corp n care elementele de nutriie sunt reinute i acumulate sub form de substane organice, humus, materie organic specific solului) care se elibereaz n timp prin mineralizarea acestora;

este un corp cu o compoziie organo-mineral complex, fiind principala surs de substane nutritive.

corp poros, afnat, care poate fi strbtut de rdcini, reine ap, conine aer;

Prin complexitatea i multitudinea problemelor pe care le rezolv pedologia este o tiin indispensabil unei agriculturi moderne.

Prin studiule efectuate de catre institutiile de cercetare, mpreun cu organizaiile agricole judeene, terenurile agricole au fost grupate n clase de calitate lundu-se n considerare anumite criterii.

Clasa I. Terenuri de calitate foarte bun cuprinde suprafeele arabile lipsite de restricii sau fenomele de degradare, cu soluri profunde i cu textur bun, situate pe pante sub 5%.

Clasa II. Terenuri de calitate buna care grupeaz suprafee n care fenomenele de degradare se manifest foarte slab, situate pe pante de 5-10%.

Clasa III. Terenuri de calitate mijlocie include suprafee pe care procesul de degradare se manifest moderat, cu pante de 10-15%.

Clasa IV. Terenuri de calitate slab pe care procesele de degradare se manifest puternic, cu pante de 15-25%.

Clasa V. Terenuri de calitate foarte slab pe care procesele de degradare se manifest foarte puternic, cu pante peste 25%.

Clasa VI. Terenuri din fondul agricol care au devenit neproductive, cum sunt: ravene, rpi, alunecri fr vegetaie, depozite de steril, straturi de nisip i pietri crud depuse de toreni.

CURS 2

FACTORII DE FORMARE A SOLULUI

Factorii de formare a solului sunt componeni ai mediului natural, prin aciunea crora se formeaz nveliul de sol al suprafeei planetei noastre. Formarea solului apare ca rezultat al interaciunii complexe ce se petrece ntre partea superioar a litosferei i biosfera, atmosfera i hidrosfera.

2.1. Climan procesul de formare a solului cea mai mare importan o au indicatorii climatici caracterizati prin condiiile de temperatur i umiditate, de ei fiind legat regimul de ap i cel termic al solurilor i procesele biologice. Rolul climei n procesul de solificare const n urmtoarele:

climatul este factorul indispensabil dezvoltrii proceselor biologice i biochimice;

climatul atmosferic are o influen deosebit asupra regimului aerohidric, termic i oxidoreductor al solului;

condiiile climatice influenteaz n mod direct procesele de transformare a combinaiilor minerale din sol;

climatul influeneaz procesele de eroziune a solurilor prin vnt i ap.

nelegerea proceselor care au loc n sol este condiionat de cunoaterea indicatorilor climatici caracterizai prin condiiile de temperatur i umiditate. nfluena condiiilor climatice (dup Visotki i Ivanov) poate fi caracterizat cu ajutorul coeficientului anual de umezire (CU) care reprezint raportul dintre suma precipitatiilor i mrimea evaporaiei care poate s aib urmtoarele valori:

1,38 pentru zona de pdure,

1,0 pentru silvostep;

0,67 pentru cernoziomuri,

0,33 pentru zona de step uscat.

n ara noastr, pentru exprimarea difereniat a climatului (Cernescu i Chiri) se folosete indicele de ariditate anual De Martonne:

Iar= P _

T+10 , unde : P reprezint precipitatiile,

T temperaturile (medii anuale).

Un rol important n procesul de pedogenez l joac climatul local (microclimat), incluznd stratul de aer de lng sol pn la nlimea de 2 m, determinat n special de formele de relief, de expoziia versantilor i de caracterul nveliului vegetal.

2.2. Vegetaia.

Unul dintre cei mai puternici factori cu rol n pedogenez l reprezint organismele vii reprezentate prin plante i microorganisme.

Rolul vegetaiei ierboase i lemnoase, de pdure i de step sau lunc este diferit.

n zona de pdure procesul de solificare este orientat spre podzoluri, solurile formate au o mare aciditate, sunt nesaturate n baze, humificare slab, coninut sczut de fertilitate, n special n pdurile de conifere. n pdurile de foioase se antreneaz un circuit de 2-3 ori mai multe elemente nutritive, la procesul de humificare lund parte i plantele ierboase.

Vegetaia ierboas de step las multe resturi organice din care rezult cantiti nsemnate de humus de calitate, saturat n calciu, de tip mull, formndu-se soluri de tip cernoziom, cu o fertilitate natural foarte ridicat.

n procesul de pedogenez o influen mare o au i reprezentanii faunei din sol. O aciune intens asupra solului o au rmele prin activitatea crora se acumuleaz n sol compuii biochimici specifici. Rol asemntor l au i larvele unor insecte i alte animale din sol. Animalele din sol acumuleaz n corpul lor elemente de hran i sintetizeaz compui cu caracter proteic.

Microorganismele din sol ndeplinesc o serie de funcii importante n transformarea substanelor i a energiei n procesul de solificare cum ar fi: transformarea substanelor organice, formarea diferitelor sruri simple din combinaiile minerale i organice din sol;

- particip la descompunerea mineralelor din sol i la migrarea i acumularea compuilor de pedogenez. De asemenea contribuie la desfurarea proceselor biochimice, nutritive, oxidoreductoare i de aeraie ale solului. Fiecare tip de sol are o distribuire specific pe profil a microorganismelor.

2.3. Rolul rocilor

Roca parental reprezint materialul pe seama cruia se formeaz solul. Compoziia exercit o mare influen asupra alcturii granulometrice, chimice i minerologice a solurilor, a nsuirilor fizice, fizico-mecanice, a regimului de aer, cldur i hran.

Compoziia i nsuirile rocii de solificare influenteaz procesul de pedogenez i directia acestora, precum i nivelul de fertilitate.

Exemplu: rocile magmatice (granite, gnaise), nisipurile rezult soluri cu un nivel sczut de fertilitate; nisipurile au o permeabilitate mare, sunt mai srace n humus i n substane nutritive; solurile formate pe roci argiloase prezint o permeabilitate redus, sunt bogate n humus i substane nutritive.

Aciunea rocii parentale, ca factor de formare a solului este subordonat altor factori pedologici (clim, vegetaie).

Rocile parentale se pot grupa dup origine, compoziie i unele proprieti.

Dup originea lor, rocile se mpart n 3 grupe magmatice, metamorfice i sedimentare.

Rocile magmatice s-au format din magna rcit la adncime sau la suprafa. Ele constituie material parental al solului numai n regiunile vulcanice.

Rocile metamorfice sunt masivo-cristaline, consolidate secundar, formate ca urmare a metamorfozrii rocilor magmatice i sedimentare (ex. granitele prin metamorfozare se transform n guaise, gresii, cuarite, calcarele n marmur, argilele n ituri argiloase sau filite).

Rocile sedimentare sunt cele mai ntlnite (75% din suprafaa uscatului).

2.4. Rolul reliefului.

Relieful acioneaz n formarea, evoluia i diversificarea nveliului de sol, ndeosebi prin influena pe care o exercit asupra celorlalte condiii de solificare, redistribuind pe suprafaa pamntului precipitaiile, lumina i cldura. El este suportul pe care se produce solificarea.

Macrorelieful include formele de relief de gradul nti i este reprezentat de muni, cmpii i podiuri. Originea lui este determinat de procesele tectonice care se produc n scoara terestr.

Mezorelieful include formele de relief cu dimensiuni medii care sunt pri constitutive ale macroreliefului: coline, dealuri, vlcele, versani, terase.

Microrelieful este reprezentat de formele mai mici de relief cum ar fi: movile, depresiuni mici, deluvii de alunecare, crovuri. Condiiile de relief cum ar fi munii, podiurile, cmpiile, etc., determin influene climatice diferite, care condiioneaz existena unor tipuri de vegetatie de step, silvostep, pduri de foioase. Variaia climei i a vegetaiei, n funcie de relief determin formarea de soluri diferite, dispuse altitudinal. Ele influeneaz caracterele depozitelor de solificare, ct i regimul hidric care la rndul lor diversific tipologic nveliul solului. Regimul hidric variaz de la o form de relief la alta, influennd procesul de solificare. Relieful influenteaz i regimul hidric al terenurilor, cantitatea de cldur primit de sol este condiionat, afar de latitudine i anotimp, de panta i expoziia acestuia.

Influena reliefului mai ales n redistribuirea precipitaiilor separ urmtoarele grupe de soluri:

soluri automorfe se formeaz pe suprafee plane n conditiile unui flux liber al apelor de suprafa, apa freatic fiind la adncime mai mare de 6 m;

soluri semihidromorfe se formeaz prin stagnarea apelor de suprafa pentru scurt timp, sau n prezena apelor freatice la adncime de 3-6 m (franja capilar poate ajunge n zona sistemului radicular);

soluri hidromorfe se formeaz cnd apele de suprafa stagneaz o perioad ndelungat, sau apele freatice se gsesc la adncime mai mic de 3 m (franja capilar poate ajunge la suprafaa solului).

2.5. Rolul timpuluiProcesele de formare i evoluie a solului sunt condiionate de timpul sau durata de aciune a factorilor pedogenetici, ntr-un anumit loc. Durata procesului de solificare poart denumirea de vrst absolut a solului i ea depinde de vrsta reliefului respectiv. Cea mai mare vrst se ntlnete n zonele tropicale iar cea mai mic n luncile i deltele rurilor.

Formarea i evoluia solurilor poate fi frnat sau accelerat de o serie de factori locali, care determin vrsta relativ a solurilor i care se apreciaz n funcie de gradul de dezvoltare a profilului. n funcie de vrst, se deosebesc trei categorii de soluri: actuale, motenite, fosile.

Solurile actuale sunt formate n condiii climatice asemntoare cu cele existente n prezent pe teritoriul respectiv i pot fi neevoluate (soluri aluviale, litosoluri, regosoluri) i evoluate sau mature (cernoziomuri, soluri cenuii).

Solurile mostenite sunt formate sub influena unor condiii naturale diferite fa de cele actuale i pot s fie monofazice (evolueaz n conditii bioclimatice apropiate de cele din trecut) i polifazice (pstreaz anumite orizonturi genetice la baza profilului, formate n alte condiii naturale).

Solurile fosile (paleosolurile) s-au format n condiii de mediu diferite fa de cele actuale i n prezent sunt acoperite cu depozite terigene (loess, nisipuri, luturi) pe care se formeaz solul actual.

2.6. Rolul apelor freatice i stagnante

Solificarea decurge, de regul, n condiii normale de umiditate, sub aciunea precipitaiilor, cantitatea acestora influennd procesele de eluviere i luviere, bioacumularea, etc.

Uneori solificarea are loc n condiii de exces de ap, care poate fi din precipitaii sau freatic.

n zonele umede n care apele freatice sunt slab mineralizate i se gsesc la mic adncime, iau natere soluri care au la suprafa un orizont inelenit i gleizat de culoare brun-cenuie, cu acumulri de humus, dup care urmeaz un orizont de glei format sub aciunea apei freatice (soluri gleice). Cnd apa freatic este foarte aproape de excesul de umiditate, rezult soluri mltinoase, puternic gleizate. In anumite situaii se pot forma soluri turboase i turbrii. Cnd apele freatice situate aproape la suprafa conin sruri solubile (1 1,5%), procesele care au loc se numesc procese de salinizare (acumulare de sruri solubile sub form de cloruri i sulfai) i procese de alcolizare (soloneizare), cnd complexul coloidal al solului se mbogete n sodiu.

n zonele uscate caracterizate prin existena unor perioade de secet n timpul anului (zona de step), apa freatic dac este aproape de suprafaa solului poate determina existena proceselor de salinizare, dnd natere la srturi (solonceacuri i soloneuri).

2.7. Factorul antropic n pedogenez.

Omul poate modifica evoluia natural a solului prin activitatea sa agroproductiv. Sub influena direct a omului, n urma cultivrii solului, orizonturile superioare sunt omogenizate, tipul originar de humus suferind transformri importante. Prin intensificarea tehnologiilor agricole de ctre om, acestea actioneaz att asupra mediului nconjurtor, ct i asupra solului prin diferite mijloace: maini, ngrminte, pesticide, irigaii. De asemenea, poluarea industrial, poluarea tehnogen, duc la schimbri eseniale n sistemele ecologice naturale. Distrugnd sistemele ecologice naturale, care sunt complexe, stabile (pduri, lunci, stepe, etc) i nlocuindu-se cu sisteme agricole mai puin slabile, omul contribuie la schimbarea proceselor de formare a solurilor. Prin aplicarea unor tehnologii de cultur corespunztoare, a msurilor ameliorative, omul contribuie la ridicarea productivitii solurilor cu fertilitate natural sczut i pentru meninerea i pstrarea celor cu o fertilitate natural ridicat.

CURS 3

FORMAREA I ALCTUIREA PRII MINERALE A SOLULUI.

3.1. Originea prii minerale a solului.

In prima faz a formrii, partea superioara a litosferei era alctuit din roci masive, rezultate prin rcirea i consolidarea magnei vulcanice. Prin aciunea distructiv a factorilor de mediu, acestea au suferit modificri fizico-chimice profunde, ducnd la mruntirea i afnarea acestora, suprafaa superioar a litosferei acoperindu-se cu roci sedimentare i mai puin cu roci dure (magmatice, metamorfice). Rocile mrunite au fost supuse aciunii factorului biologic, determinnd alturi de transformrile fizico-chimice i transformri biochimice, care n final au dus la formarea solurilor.

3.1.1. Compoziia chimica a scoarei terestre

Litosfera are o grosime de aproximativ 80 km i este alctuit din minerale i roci.

Mineralele sunt corpuri formate pe cale natural, omogene din punct de vedere fizico-chimic, cu aceeai structur cristalografic n toat masa lor, care s-au format prin combinarea elementelor chimice.

Rocile au rezultat prin asocierea pe cale natural a dou sau mai multe minerale. n scoara terestr se gsesc toate elementele chimice cuprinse n tabelul lui Mendeleev, in proporii diferite.

Zece din aceste elemente formeaz aproximativ 99% din scoar, celelalte elemente fiind n jur de 1%.

Oxigenul, siliciul i aluminiul care intr n compoziia silicailor formeaz 83% din scoara terestr, silicaii reprezentnd proporia cea mai mare n alctuirea solului (75%).

3.1.2. Compoziia mineralogic i petrografic a scoarei terestre.

In alctuirea litosferei numai cteva din elemente se gsesc n stare nativ (Au, Ag, Pb, S, C), celelalte gsindu-se sub form de combinaii chimice naturale (mineralele).

Din peste 3000 minerale cunoscute n scoara terestr, doar 100 sunt mai rspndite. n funcie de compoziia lor chimic i structura cristalin, mineralele se grupeaz n 4 clase: sulfuri, sruri haloide, oxizi i hidroxizi, sruri oxigenate.

Clasa sulfurilor cuprinde combinaii ale sulfului cu diferite metale sau metaloizi (pirit, blenda).

Clasa sarurilor haloide rezult din combinarea hgalogenilor cu diferite metale (sarea gem, fluorina, silvin).

Clasa oxizilor i hidroxizilor rezult din combinarea metalelor i metaloizilor cu oxigenul sau cu gruparea OH cum ar fi oxizii de siliciu (cuar, calcedone, opal, silex); oxizii de fier (limonit, hematit, magnetit); oxizii de mangan (piroluzita).

Clasa srurilor oxigenate cuprinde sruri naturale ale acizilor oxigenai, incluznd 2/3 din totalul mineralelor componente ale litosferei. Din aceast grup fac parte: nitraii, carbonaii, sulfaii, fosfaii, silicaii.

Mineralele se asociaz pe cale natural i formeaz rocile.

Scoara terestr poate fi alctuit din trei grupe de roci: roci magnetice (eruptive), metamorfice i sedimentare.

3.2. Procesele de formare a prii minerale a solului.

Componentele minerale ale solului sunt supuse permanent unor procese intense de transformare sub aciunea agenilor atmosferei, hidrosferei i biologici. Procesele care au determinat transformri ale scoarei terestre poart denumirea de dezagregare i alterare.

3.2.1. Procesele de dezagregare.

Dezagregarea este un proces fizico-mecanic i bio-mecanic de mrunire a rocilor i mineralelor n particule de diferite mrimi, fr ca materialul respectiv s sufere diferite transformri chimice. Dezagregarea se desfoar sub influena atmosferei, hidrosferei i biosferei.

Dezagregarea sub influena atmosferei este determinat de aciunea variaiilor de temperatur i de vnturi.

Dezagregarea datorit variaiilor de temperatur (termodinamic).

Mineralele i rocile prin inclzire se dilat iar prin rcire se contract, mai intens la suprafa dect n interior. Datorit contractrii mai puternice a straturilor exterioare se produc fisuri perpendiculare pe suprafaa rocii. Prin repetarea permenent a proceselor de dilatare i contractare are loc mrunirea rocilor i mineralelor n particule din ce n ce mai mici. Intensitatea degradrii termodinamice este influenat de urmtorii factori.

amplitudinea variaiilor de temperatur: cu ct diferena dintre temperaturile maxime i minime este mai mare, cu att dezagregarea este mai puternic,

frecvena variaiilor de temperatur: cu ct variaiile de temperatur se succed mai des, cu att dezagregarea este mai intens.

Culoarea rocilor: rocile de culoare nchis absorb mai mult cldur i deci se dilat mai puternic;

Heterogenitatea rocilor:favorizeaz dezagregarea prin comportarea diferit a mineralelor componente.

ngheul i dezgheul sub influena variaiilor de temperatur produce dezagregarea rocilor (gelivaie).

Dezagregarea prin aciunea vntului

Vntul antreneaz particulele minerale de la suprafaa scoarei terestre, le izbete de stnci provocnd roaderea acestora. Aciunea mecanic a vntului cuprinde trei procese distincte: erodare, transport, sedimentare.

Dezagregarea prin intermediul hidrosfere

Hidrosfera acioneaz n procesul de dezagregare prin intermediul apei care ptrunde n fisuri i pori, a apei de iroire i a torenilor, a apelor curgtoare i a apei sub form de zpad i gheuri.

Dezagregarea prin intermediul biosferei

Dezagregarea rocilor i mineralelor se produce prin aciunea organismelor vegetale i animale a cror intensitate este mai redus dect a atmosferei i a hidrosferei.

Aciunea organismelor vegetale se produce n special, datorit radcinilor care ptrund n fisurile rocilor i care prin ngroare, exercit presiuni laterale mari, provocnd mrunirea acestora. Radcinile au i o actiune chimic de dizolvare, slbind coeziunea dintre particule. Dup moartea i mineralizarea rdcinilor n fisurile respective ptrunde apa care prin nghe i dezghet continu dezagregarea.

Aciunea organismelor animale este realizat prin galerii, canale, cuiburi ale acestora. Rmele, furnicile, hrciogii, crtiele sap galerii pentru procurarea i depozitarea hranei, producnd mrunirea solului.

Mrunirea rocilor i mineralelor se produce i sub aciunea forei gravitaionale. De pe marginea prpstiilor i a zonelor abrupte se desprind blocuri de stnci prin cderea crora se produce mrunirea. De pe versani cu pant mare se deplaseaz fragmente care prin izbire, frecare i rostogolire se mrunesc.

3.2.2. Procesele de alterare.

Alterarea este procesul chimic de transformare a mineralelor i rocilor din care rezult produi cu proprietai deosebite de ale vechilor minerale. Alterarea se produce concomitent cu dezagregarea. Procesul de alterare se petrece sub aciunea factorilor atmosferei, hidrosferei i biosferei.

Aciunea atmosferei

Se manifest prin componentele aerului atmosferic care conine aproximativ 79% azot, 20,97% oxigen, 0,03% CO2. Aciunea cea mai intens o are oxigenul prin procesul de oxido-reducere i dioxidul de carbon prin procesul de carbonatare.

Oxidarea este procesul de combinare a unei substane cu oxigenul: Ex. 2SO2 + O2 ( 2 SO3 sau de pierdere de hidrogen: Ex. 2H2S + O2 ( 2H2O + 2S; sau de trecere a unei substane ce corespunde unui oxid mai bogat n oxigen.

Cele mai frecvente procese de oxidare se ntlnesc la compuii fierului, manganului i sulfului. n reeaua cristalin a silicailor, fierul i manganul se pot gasi sub form redus, ca ioni feroi i manganoi. Prin oxidare trec sub form de oxizi ferici i manganici.

Oxidarea duce la atenuarea propriettilor bazice i la accentuarea celor acide, mineralele devin mai stabile, fiind favorizat depunerea lor n masa solului.

De asemenea, au loc i procese de oxidare a materiei organice, care n condiii aerobice este descompus n produi finali: CO2, H2O.

Reducerea este fenomenul invers oxidrii, acesta fiind un proces chimic n care se pierde oxigen, se ctig hidrogen sau orice proces prin care un element trece de la o valen superioar la una inferioar.

Ex. Fe2O3 + H2 (2FeO + H2O

Reducerea poate s aib loc alternativ cu procesul de oxidare, mediul aerob favoriznd oxidarea iar cel anaerob reducerea. Procesele de reducere din sol sunt determinate fie de apa stagnant de la suprafata solurilor argiloase, fie de apa subteran la mic adncime. Prin alternarea perioadelor umede cu cele secetoase se pot realiza condiii succesive anaerobe i aerobe. Dac n aceasta alternan sunt prezeni compuii fierului sub form oxidat i redus fenomenul poarta denumirea de gleizare. Reducerea determin accentuarea proprietatilor bazice, compuii redui devin solubili i pot migra pe profilul solului. Coninutul solului n azot este influenat de procesele de oxido-reducere. Azotul atmosferic se oxideaz sub influena descrcrilor electrice, este divolvat n apa de ploaie i prunde n sol unde trece n nitrai sau poate fi redus la amoniac.

Carbonatarea are loc sub aciunea dioxidului de carbon dizolvat n ap, care actioneaz asupra bazelor rezultate din alterarea diferitelor minerale formnd carbonai i bicarbonai. Ex: n urma procesului de debazificare a silicailor, rezult hidroxizi de potasiu, de sodiu, de calciu, de magneziu, baze care n prezena apei i a dioxidului de carbon, trec n carbonai.

2KOH + CO2 + H2O ( 2 H2O

Ca(OH)2 + CO2 + H2O (CaCO3 + 2H2O

Carbonaii de calciu i de magneziu sunt foarte greu solubili. Dac dioxidul de carbon este n cantitate mai mare n sol acetia trec n bicarbonai care sunt usor solubili. Procesul este ireversibil.

K2CO3 + CO2 + H2O 2KHCO3CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2

n regiunile secetoase unde sunt frecveni curenii ascendeni de ap, n special vara, bicarbonaii pot avea n straturil fenomen se numete carbonatare secundar (recarbonatare sau regradare).

Actiunea hidrosferei

Principalele procese de alterare datorate apei sunt hidratarea i hidroliza.

Hidratarea este procesul prin care apa se leag de mineralele din sol sub form de molecule, fie sub form de grupri OH i este de dou feluri: fizic i chimic.

Hidratarea fizic const n atragerea apei la suprafaa particulelor minerale fie datorit energiei libere de la suprafaa acestora, rezultat n urma degradrii minerale, fie datorit caracterului de dipol al moleculei de ap. Prin hidratarea fizic volumul cationilor din reeaua cristalin a mineralului crete determind apariia de fisuri i n final mrunirea mineralului. Aceasta nu produce modificri chimice substaniale dar nlesnete aciunea altor procese de alterare.

Hidratarea chimic const n ptrunderea apei n reeaua cristalin a mineralelor fie sub form molecular (apa de cristalizare), fie sub form OH (ap de constituie) determinnd transformri profunde i apariia de noi minerale.

Ex. anhidritul (CaSO4), prin hidratare chimic, trece n gips

(CaSO4 2H2O), hematitul (Fe2O3) poate trece n limonit (Fe2O3 nH2O) sau n hidroxid de fier (Fe(OH)3).

Deshidratarea

Apa reinut prin hidratare fizic se pierde mai uor, chiar la temperaturi obinuite, n timp ce apa reinut prin hidratare chimic se pierde la temperaturi foarte mari.

Prin deshidratare se micoreaz volumul determinnd mrunirea mineralelor. Hidratarea puternic a mineralelor poate distruge reeaua mineralelor. Hidratarea puternic a mineralelor poate distruge reeaua cristalin, componenii trecnd n soluie, proces numit dizolvare.

Hidroliza reprezint procesul de descompunere a unei sri n acidul i baza din care a fost format, n prezena apei. Srurile pot hidroliza acid, neutru sau bazic, n funcie de natura acidului sau a bazei.

Principalele etape sunt debazificarea, desilicifierea i argilizarea.

Debazificarea in urma proceselor de dezagregare, la suprafaa fragmentelor de minerale se gsesc diferii ioni (K, Na, Mg, Ca). Apa care vine in contact cu particulele dezagregate i care are CO2 dizolvat disociaz n ioni de H+ i OH- (H2O ( H+ + OH -). Ionii de hidrogen au o energie de schimb foarte mare, ptrund cu uurin n reeaua cristalin, scond ionii de K, Na, Mg, Ca care trec n soluie i formeaz cu gruprile OH, diferite baze (KOH, NaOH, Mg(OH)2, Ca(OH2)

K+ K+

Ex.silicatK+ + H+ + OH-(silicatH + KOH

K+ K+

Bazele, rezultate n urma debazificrii silicailor primari reacioneaz cu apa acidulat cu CO2 formnd carbonai i ap:

KOH + H2O + CO2 (K2CO3 + 2H2O.

Desilicifierea este etapa n care, din reeaua silicatului primar se pune n libertate o parte din dioxidul de siliciu (SO2) sub form de silice secundar hidratat.

Silicaii primari sunt constituii n mare parte din SO2, care n prezena srurilor puternic alcaline, este parial solubilizat.

Argilizarea

Nucleele alumino-silicice rmase dup debazificare i desilicifiere sufer procese de hidratare i afnare rezultnd silicate noi (silicai secundari), care sunt principalii constituieni ai argilei (argilizare). Intensitatea procesului de hidroliz difer de la o zon la alta i este cu att mai intens cu ct mineralele sunt mai mrunite, silicaii primari sunt mai bogai n elemente bazice, iar concentraia soluiei n ioni de hidrogen este mai mare.

Actiunea factorilor biotici

Alterarea biochimic se realizeaz cu ajutorul vieuitoarelor i este determinata, n mare msur, de organismele vegetale. Reaciile chimice din natur se petrec cu participarea direct sau indirect a organismelor.

Unele organisme actioneaz direct asupra rocilor i mineralelor de unde i extrag elementele nutritive. Ex. Diatomeele i radiolarii extrag siliciu din silicai.

Lichenii i muchii extrag elementele nutritive direct din roc.

Unele microorganisme atac feldspaii, apatitul de unde extrag potasiul.

Sub aciunea microorganismelor asupra materiei minerale i organice din scoar se elibereaz dioxid de carbon, diferii acizi minerali (azotic, sulfuric, etc) i organici (acetic, tartric, citric, etc) care intensific alterarea chimic.

Rdcinile plantelor absorb diferii cationi bazici aflai la suprafata particulelor minerale, secret acizi organici, contribuind la alterare,

Sub aciunea microorganismelor asupra resturilor organice, rezult acizi, baze, sruri, humus care intensific alterarea mineralelor.

Organismele animale au o contribuie mai redus n procesul de alterare, acionnd prin secretarea diferitelor substane chimice, cu ajutorul crora descompun materia mineral i organic, schimbndu-i compoziia chimic.

Procesele de dezagregare i alterare manifestate de-a lungul timpurilor au provocat o substanial modificare fizic i chimic a mineralelor i rocilor.

Dezagregarea a determinat transformarea mineralelor i rocilor masive n fragmente i particule de diferite dimensiuni, iar alterarea la formarea de minerale i compui chimici noi.

3.3. Produsele rezultate prin dezagregare i alterare

Produsele rezultate n urma procesului de dezagregare sunt alctuite din particule grosiere iar cele de alterare sunt compui noi, foarte fini, care n contact cu apa dau soluii sau suspensii coloidale.

Principalele produse ale dezagregrii i alterrii sunt: srurile, oxizi i hidroxizi, silice coloidal, minerale argiloase, praf, nisip, pietri i bolovani, care constituie partea mineral a solului. Produsele dezagregrii i alterrii, rmase pe loc sau transportate i apoi depuse, au dus la formarea de depozite sau roci sedimentare pe seama crora evolueaz, de obicei, solurile, procesele de dezagregare i alterare continundu-se i n cadrul solificrii propriu-zise.

Srurile s-au format prin reacia dintre baze i diferii acizi care se gsesc n soluia solului. Acestea au rezultat n urma alterrii mineralelor primare i reprezint componentele de baz ale solului i sursa de hran pentru plante. Srurile se mpart n urmtoarele grupe:

- Sruri uor solubile srurile acidului azotic, clorhidric i unele sruri ale acidului sulfuric.

- Srurile mijlociu solubile reprezentate prin sulfatul de calciu (gipsul),

- Srurile greu solubile carbonatii de calciu i magneziu.

- Srurile foarte greu solubile fosfaii de fier i aluminiu.

Oxizii i hidroxizii au rezultat n procesul de alterare, prin scoaterea ionilor respectivi din silicai i trecerea lor sub forma de oxizi i hidroxizi. Cei mai rspndii n masa solului sunt cei de fier, aluminiu, mangan i siliciu.

Mineralele argiloase sunt silicai secundari rezultai prin alterarea silicailor primari, cu structur cristalin feroas i nu prezint o compoziie chimic constant. n compozia lor intr Si, O, Al, H, Fe, Mg, Ca, Na, K .

Mineralele argiloase se prezint sub form de particule foarte fine (cu diametrul sub 0,002 mm) fcnd parte din categoria coloizilor i avnd proprietaile acestora, dintre care cea mai important este capacitatea de reinere i schimb cationic.

Sunt componente foarte importante ale solurilor i rocilor sedimentare pe seama crora se formeaz solurile (argile, marme, loessuri, luturi). n sol mineralele argiloase alctuiesc argila din sol care particip alturi de praf i nisip la definirea texturii i care mpreun cu humusul formeaz complexul argilohumic sau coloidal care reprezint partea cea mai important a solului.

Unele soluri (andosolurile) s-au format pe seama unor roci magmatice necristalizate (roci vulcanice) prin alterarea crora nu rezult minerale argiloase ci aa-numitele materiale amorfe (allofane), cu proprietui asemntoare mineralelor argiloase.

Praful (pulberea) este un produs al dezagregrii, alctuit din particule cu diametrul cuprins ntre 0,02 0,002 mm i prezint n cea mai mare parte aceeai compoziie chimico-mineralogic cu a rocii sau a mineralului din care a provenit. Se ntlnesc n procent mare n unele roci sedimentare (loess, aluviuni) ct i n solurile formate pe aceste roci iar la formarea lui particip i alterarea.

Nisipul este un produs al dezagregrii cu diametrul particulelor de 2-0,02 mm i n funcie de compoziia chimico-mineralogic poate fi omogen sau heterogen.

Dup dimensiunile particulelor este grosier (2-0,2 mm) i fin (0,2-0,02 mm).

Constituie una dintre cele trei fraciuni granulometrice care definesc textura solului (nisip, praf, argil).

Pietriul, pietrele, bolovaniul sunt produse de dezagregare formate din fragmente minerale sau roci cu diametrul de peste 2 mm (pietri 2-20 mm, pietre 20-200 mm, bolovni peste 200 mm). Acestea mai poart denumirea de scheletul solului i pot fi formate dintr-un singur mineral sau pot avea o compoziie heterogen.

CURS 4

FORMAREA I ALCATUIREA PARII ORGANICE A SOLULUI

4.1. Originea prii organice a solului

Materia organic a solului provine de la plante, microorganisme i animale. Cea mai important surs de materie organic o constituie plantele. Cantitaile de biomas, de resturi animale i de humus, variaz pe glob n funcie de formaiunile vegetale ale principalelor zone bioclimatice. n condiiile din ara noastr vegetaia este reprezentat prin vegetaia ierboas i cea de pdure. Resturile organice ale vegetaiei ierboase provin din partea aerian, dar mai ales din cea subteran, reprezentat de rdcini.

Ierburile au rdcinile foarte bine dezvoltate i repartizate pe grosime mare (peste 100 cm, cu concentrare maxim n primii 40-50 cm). Acestea mor n fiecare an, de aceea vegetaia ierboas las n sol cantiti mari de resturi organice repartizate pe adncime.

Ex: pajitile de step mas aerian i rdcinile las n medie n sol 10000 20000 kg/ha materie organic.

In cazul vegetaiei de pdure, cea mai mare parte din materialul vegetal provine din frunzele care cad n fiecare an (litiera pdurii) i din vegetaia ierboas din luminiurile pdurii.

Aportul masei radiculare este nensemnat datorit perenitii vegetaiei arborescente. Masa de frunze ce cade anual pe suprafaa solului de pdure depinde de felul vegetaiei arborescente, de desimea arborilor i de vrsta lor. Cantitatea de resturi organice este mai mic dect la vegetatia ierboas, fiind n medie, n tara noastr de 3500 4000 kg/ha, anual.

n cazul solurilor cultivate, materialul vegetal provine din rdcini i din resturile diferitelor recolte (paie, vreji, tulpini), precum i din masa vegetal a buruienilor care acoper temporar solul. Plantele anuale cultivate intervin cu mas radicular mai redus fa de cea a ierburilor perene. Masa radicular rmas n sol dup recoltarea cerealelor este n mod obinuit de 1-2 t/ha, putnd ajunge la 3-4 t/ha.

Dup cultura de trifoi, n podzoluri nelenite, masa radicular rmas n sol este de 6-7 t/ha, la lucerna irigat, de 12 t/ha. Cele mai mari cantitai rmn n cazul culturilor de plante cu caracter ierbaceu din categoria nutreurilor, cerealelor, leguminoaselor. Alte culturi, cum sunt cele de sfecl, pomi, vi de vie, las n sol cantiti foarte mici de resturi organice.

O alt surs de materie organic o constituie microflora. Masa total a microorganismelor, datorit numrului mare de bacterii, ciuperci i actinomicete, vitezei de nmulire a acestora poate ajunge pn la o treime din cantitatea total de resturi organice.

La alctuirea fondului de materie organic contribuie i animalele, ndeosebi fauna i microfauna solului, nsumnd anual 100-200 kg la hectar.

Compoziia resturilor organice

Rolul cel mai important n alctuirea materialului organic din sol, l au substanele care intr n alctuirea membranei celulare (celuloze, hemiceluloze, lignina i substane pectice), urmate de substanele albuminoase (proteine) care intr n alctuirea protoplasmei celulare. Dei aportul celorlalte substane reprezentate prin zaharuri solubile, hidrai de carbon, acizi organici, sruri, grsimi, rini, substane tanante, sub aspectul cantitativ, poate prea neglijabil, rolul lor n procesele biochimice ce se petrec n sol este totui apreciabil. Resturile organice sunt alctuite din substane organice constituite din C, H, O, N, mpreun cu cantiti mici de P, K, S, Mg, Ca, Fe, etc.

Pentru caracterizarea compoziiei resturilor organice, importan prezint alctuirea acestora sub aspectul grupelor de substane organice, ct i a elementelor chimice din cenua rezultat prin incinerarea resturilor organice (Ca, K, Na, Mg, Al, Fe, P, S, Si). Proporia diferitelor substane organice, ca i cantitatea de cenus, variaz n funcie de proveniena resturilor organice.

Vegetaia ierboas, comparativ cu cea lemnoas, las cantiti mai mari de resturi organice i de calitate superioar. Coninutul ridicat de elemente minerale arat o bun aprovizionare a solului cu astfel de substane, dar i condiii mai prielnice formrii humusului.

4.2. Transformarea resturilor organice n sol.

Resturile organice sufer n sol transformri profunde i complexe, sub aciunea microorganismelor. Dintre acestea, importan mai mare pentru sol o au bacteriile, ciupercile i actinomicetele.

Descompunerea resturilor organice

Prin descompunere, resturile organice sunt desfcute n compui mai simpli, mai nti, tot de natur organic i n final, minerali. n descompunerea resturilor organice se deosebesc trei etape: hidroliza, reactiile de oxido-reducere i mineralizarea total. n cazul hidrolizei substanele organice complexe se desfac n compusi organici mai simpli.

Exemplu: hidroliza substanelor proteice duce la formarea de peptide, aminoacizi;

din hidratii de carbon rezult hexoze, pentoze, aminozaharuri;

lipidele se descompun in glicerin si acizi grai. Produsele hidrolizei sunt supuse n continuare unor procese de oxidare sau reducere i transformate, fie n substane organice simple, fie n compui minerali.

Exemplu: oxido-reducerea produselor de hidroliz ale substanelor proteice duce la formarea de acizi organici, acizi grai, alcooli, hidrai de carbon, amoniac, dioxid de carbon, apa, metan hidrogen sulfurat, etc.

In ultima etap a descompunerii, mineralizarea total, are loc desfacerea in compui minerali i a substanelor organice simple formate n faza precedent. Produii finali ai mineralizrii totale difer n funcie de condiiile aerobe sau anaerobe n care a avut loc descompunerea resturilor organice.

n primele etape ale descompunerii rezult o serie de produi intermediari, pe seama crora, sub aciunea microorganismelor se formeaz humusul, substana organic specific solului. In urma mineralizrii totale a materiei organice (inclusiv a humusului), rezult substane minerale de nutriie a plantelor.

Humificarea const n transformarea resturilor organice n substane organice complexe, specifice solului, care alctuiesc humusul.

4.3. Humusul

Humusul reprezint materia organic a solului, intens transformat care are drept componeni eseniali acizii humici. Acetia se formeaz pe seama resturilor organice, sub actiunea microorganismelor, prin procese complexe de descompunere-sintez-polimerizare.

Materia organic moart din sol este alctuit din substane humice specifice care reprezint 85-90% i substane organice nespecifice de aprox. 10-15% (resturi vegetale, animale i produse ale acestora, rini, ceruri, linguine).

Substanele humice specifice sunt reprezentate prin acizii himici, care se mpart n 3 grupe i anume: acizi huminici, acizi fulvici i humine.

4.3.1 Alctuirea i proprietile acizilor humici

Acizii humici reprezint o categorie aparte de acizi organici specifici solului i constituie totalitatea acizilor ce intr n alctuirea humusului. Acestia sunt de doua feluri: acizi huminici si acizi fulvici.

Acizii huminici se formeaz pe seama resturilor organice provenite de la vegetaia ierboas, bogat n substane proteice i elemente bazice, de microflor predominant bacterian, de clim cald i puin umed, de reacie, slab alcalin neutr slab acid.

Acizii fulvici rezulta din resturi organice provenite de la vegetaia lemnoas, srace n substane proteice i elemente minerale, de microflor reprezentat mai ales prin ciuperi, de clim mai umed i rcoroas, de reacie acid. n alctuirea humusului intr ambele feluri de acizi, ceea ce difer este raportul dintre acizii huminici i acizii fulvici (H/F). La solurile din ara noastr cea mai mare proporie de acizi huminici se ntlnete la solurile din zona de step (cernoziomuri raportul H/F poate ajunge la 3). La solurile din zonele mai umede i mai reci reportul H/F se micoreaz, iar la unele soluri pot s predomine acizii fulvici (soluri podzolice).

Sub raportul compoziiei acizii huminici sunt superiori celor fulvici, iar cu ct raportul H/F este mai mare, cu att humusul este mai de calitate i deci solul mai fertil.

Acizii humici au o compoziie foarte complex, n compoziia lor intrnd toate elementele care se gsesc n compoziia plantelor i microorganismelor, cea mai mare pondere avnd-o C, O, H, N (C 40-68%, H 3-6%, O 31-48%, N 2-8%), urmate de Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, Mn, P, S. Azotul coninut n humus constituie principala rezerv i surs natural de aprovizionare a plantelor.

Acizii humici sunt compui macromoleculari, cu structur foarte variat i complex, motiv pentru care, pn n prezent nu s-a ajuns la stabilirea unei formule precise.

Dup Dragunov, molecula acizilor humici ar avea o form liniar i ar fi alctuit din nuclei aromatici, heterocicli cu azot, catene periferice cu azot i resturi de hidrati de carbon. n prile periferice ale moleculei exist diferite grupri functionale, dintre care mai importante ar fi cele hidroxilfenolice (-OH) i carboxilice (-COOH).

4.3.2. Proprietile acizilor humici.

Capacitatea de adsorbie i de schimb cationic

Acizii humici conin la periferia moleculelor grupri OH i COOH. Cationii de H din aceste grupri pot fi nlocuii cu ali cationi care de obicei sunt: Ca, Mg, K i Na, iar acetia la rndul lor pot fi schimbai cu ali cationi de H sau de ali cationi.

Aceast proprietate poart denumirea de capacitate de absorbie i schimb cationic i este una dintre nsuirile importante ale solului.

n msura n care se formeaz, acizii humici nu rmn ca atare, ei intr n reacie cu partea mineral, rezultnd combinaii denumite organo-minerale. Importan prezint combinaiile (aluminohumai) i complexele adsorbtive (argilohuminele sau complexul argilohumic al solului).

Acizii huminici i compuii lor cu partea mineral a solului pot fi de la solubili pn la insolubili. In ap, acizii fulvici i compuii lor cu partea mineral a solului sunt solubili, iar acizii huminici i compusii lor sunt insolubili (cu excepia humatilor de Na i K).

Acizii huminici i combinaiile lor cu partea minerala a solului au o rezisten mare la actiunea de despompunere de ctre microorganisme, fapt explicat prin acumularea lor in sol i eliberarea treptat, pe parcurs, a substanelor nutritive coninute.

Sub aspectul strii de dispersie, acizii huminici i compuii lor cu partea mineral a solului, se ncadreaz n general, n categoria substanelor coloidale.

Acizii huminici i compuii lor au culoare nchis i deci i solurile care-i conin prezint aceeai culoare, iar acizii fulvici i compuii lor au culoare deschis pn la cel mult brun.

4.3.3. Tipuri de humus.

n clasificarea humusului se ine cont de condiiile procesului de humificare i de caracteristicile morfologice, fizice i chimice ale materiei organice i ale orizonturilor humifere.

n tiina solului s-au elaborat numeroase clasificri ale humusului care stabilesc principalele tipuri i subtipuri de humus. Pe baza acestora i a particularitilor de solificare, n ara noastr s-au stabilit urmtoarele tipuri de humus:

- Mullul este reprezentat de materia organic complet humificat i amestecat intim cu partea minerala a solului. Este caracteristic solurilor aerate cu o intens activitate a microorganismelor, care realizeaz transformarea complet a resturilor organice n acizi humici. Se disting dou grupe de mulli.

- mullul calcic puternic saturat cu cationi bazici, predominant calciu este cel mai bun humus, datorit procentului ridicat al acizilor huminici, strns legai de coloizii minerali, ct i a stabilitii lui la aciunea de mineralizare,

- mullul forestier se formeaz n solurile srace n calciu, acoperite de pduri de foioase sub actiunea ciupercilor. Este alctuit din acizi huminici slab i moderat polimerizai; respectiv acizi fulvici. Au o reactie slab spre moderat acid i se observ tendina de migrare uoar spre orizonturile subiacente.

- Moderul - este alctuit din materie organic mai slab humificat i parial legat de partea mineral a solului. Se formeaz pe solurile slab aerate, cu umiditate ridicat i temperaturi mai mici, n prezena unei microflore srace i cu o activitate redus, ntr-un interval de timp scurt. Aceste condiii nu permit humificarea complet a resturilor organice n decursul anului i nici formarea de agregate hidrostabile ntre argila i coloizii organici ai solului.

- Morul (humusul brut) este alctuit din resturi organice slab humificate, puin mrunite sau transformate biochimic. Este foarte slab legat de partea mineral a solului, slab polimerizat, cu un procent ridicat de acizi fulvici. Este caracteristic solurilor din zona montan, formate sub pdure de conifere (molid, pin) sau sub pajiti alpine. Este puternic acid, srac n azot, srac n elemente bazice i bogat n acizi solubili care exercit o puternic aciune de alterare i migrare a prii minerale a solului.

- Turba se formeaz n mediu saturat cu ap, n depresiuni, prin acumularea de resturi organice ale unor plante hidrofile.

4.3.4. Rolul humusului n definirea fertilitii solului.

Prin proprietile i compoziia chimic, humusul reprezint componenta eseniala a solului. Alturi de humus, care este relativ durabil, un rol important l prezint materia organic, parial humificat, cu caracter efemer, care, prin descompunere, elibereaz n mod continuu substane nutritive uor accesibile plantelor (amoniac, azotati, fosfai, sulfai). Humusul i materia organic din sol reprezint rezerva permenent a solului n elemente nutritive, care-i determin nsi fertilitate. Humusul i materia organic constituie un substrat prielnic pentru activitatea i dezvoltarea microorganismelor din sol. Ca urmare a activitii acestora se degaj cantiti mari de CO2, care determin mbogirea soluiei n cationi de hidrogen, intensificarea proceselor de alterare a mineralelor primare i modificarea reaciei solului.

Humusul mpreun cu argila, prin proprietile de adsorbie cationic, reine i atenueaz levigarea unor cationi ai solului (Ca++, Mg++, K+, Na+, NH+4).

Humusul contribuie la mbuntirea insuirilor fizice ale solurilor, avnd o influen puternic asupra acestora.

Acizii huminici imprim solurilor culori nchise, mrind absorbia radiatiilor calorice i gradul de nclzire.

Datorit nsuirii pe care o are mpreun cu argila, de a cimenta particulele elementare, humusul influeneaz favorabil formarea structurii glomerulare i grunoase. Indirect are un rol important asupra porozitatii, permeabilitii i consistenei solului. Avnd o capacitate mare de reinere a apei, humusul contribuie la mrirea valorilor caracteristice indicilor hidrofizici, asigurnd reinerea i conservarea acesteia In sol.

Sub aspectul calitaii, cel mai bun humus este cel de tip mull (calcic), apoi humusul brut i turba.

CURS 5

FORMAREA I ALCTUIREA PROFILULUI DE SOL

Profilul de sol reprezint roca, care, n timp, sub aciunea factorilor pedogenetici, a fost difereniat n straturi denumite orizonturi.

Numrul, felul i succesiunea orizonturilor este caracteristic pentru fiecare tip de sol i reprezint manifestarea concret a condiiilor de solificare.

5.1. Formarea profilului de sol i a orizonturilor.

Formarea profilelor de sol are loc sub influena factorilor pedogenetici datorit unor procese complexe denumite procese de evoluie a solului, procese genetice sau procese tipogenetice. Principalele procese genetice care au loc n solurile din ara noastr, specifice zonei temperate, sunt: bioacumularea, argilizarea, argiloiluvierea, podzolirea humico-feriiluvial, gleizarea, pseudogleizarea, salinizarea, alcalinizarea.

Procesele de bioacumulare

Constituie esena procesului de pedogenez i const n acumularea elementelor biogene n orizontul de la suprafaa solului, n urma activitaii organismelor vegetale i animale care triesc n sol. Bioacumularea este un proces general, ntlnit la toate solurile, dar n funcie de condiiile de solificare, cantitatea i calitatea humusului variaz foarte mult, ducnd la formarea de orizonturi bioacumulative diferite (notate cu simbolul A, sau un orizont de acumulare a materiei organice, notat cu O sau T).

Procesele de eluviere-iluviereEluvierea const n deplasarea sub influena apei a unor componeni pe adncimea profilului, iar iluvierea n depunerea lor.

Datorit acestor procese se formeaz straturi srcite n componeni eluviai denumite orizonturi eluviale i straturi mbogite n componeni iluviai, denumite orizonturi iluviale.

Este un proces general, dar are intensiti diferite, n funcie de condiiile de solificare, indeosebi de cele climatice (fiind cu att mai accentuate, cu ct clima este mai umed). Procesele de eluviere-iluviere duc la formarea orizonturilor: eluvial-luvic (El), eluvial-albic (Ea), eluvial spodic (ES), B argiloiluvial sau textural (Bt), Bt natric (Bt na), B spodic (Bs sau Bhs) i orizontul carbonatoiluvial (Cca).

Procese specifice de alterare

In anumite situaii alterarea poate duce la formarea unui orizont specific, B cambic (Bv).

Denumirea de cambic provine din limba latin (cambiare schimbare).

Aici denumirea de cambic reprezint orizontul rezultat din material parental modificat datorit alterrii, iar notarea cu V vine de la cuvntul german Verwitterung care nseamn alterare (Bv = B de alterare).

Procese de gleizare i pseudogleizare

n condiiile unui exces de umiditate periodic sau permanent, n profilul de sol unele orizonturi au aspect marmorat (pestrie), deoarece se formeaz i se acumuleaz diferii compui, n special de fier i mangan. Condiiile de anaerobioz, prezena pnzei de ap n profilul de sol sau stagnarea apei din precipitaii determin reducerea fierului i manganului i acumularea de astfel de compui. Procesul de reducere a fierului i manganului, care are loc n profilul de sol datorit prezenei apei freatice, se numete gleizare iar orizontul afectat de acest proces se numete orizont gleic i se noteaz cu simbolul G.Orizontul gleic, saturat cu ap, o mare parte din an are culoare caracteristic: vineie, albstrie, verzuie i poart denumirea de orizont gleic de reducere (Gr).

Uneori deasupra orizontului Gr, se formeaz un orizont de oxidare i reducere, datorit oscilaiei perioadice a nivelului apei freatice (Go). Acest orizont are aspect caracteristic, marmorat, pete ruginii, glbui, pe fond vineiu, cenuiu sau albstrui.

Procesul de reducere a fierului i manganului, care are loc datorit stagnrii apei din precipitaii n profilul de sol, deasupra unui orizont impermeabil sau slab percutabil se numete pseudogleizare. Orizontul astfel format poart denumirea de orizont pseudogleic (W). Orizontul este marmorat cu pete ruginii, cenuii, concreiuni negre, negre-roiatice, ferimanganice. Cnd excesul de ap este mai puin accentuat, pe lng culorile de reducere apar i pete de oxidare, orizontul se numeste gleizat (W). Aceste orizonturi sunt specifice pentru solurile hidromorfe (G pentru lcoviti i soluri gleice; W pentru solurile negre clinohidromorfe i pseudogleice).

Procese de salinizare i alcalizare

Prin salinizare se nelege acumularea n sol a srurilor solubile (de sodiu), iar prin alcalinizare mbogirea complexului coloidal n Na adsorbit, procese care au loc de obicei, atunci cnd apele freatice sunt la adncime mic i sunt bogate n sruri de sodiu. Salinizarea duce la formarea unui orizont salic (sa) sau salinizat (sc), iar alcalinizarea la separarea de orizont salic sau natric (na) ori alcalizat.

Orizontul salic este specific pentru solonceacuri, iar orizontul natric, pentru soloneuri (soluri halomorfe).

Orizontul alcalizat i cel salinizat sunt specifice pentru subtipurile alcalizate i saliniizate ale diferitelor tipuri de sol (molisoluri, soluri hidromorfe).

Procesele vermice

n unele soluri de step (soluri blane i cernoziomuri) i silvostep (cernoziomuri cambice), structura glomerular este datorat activitii faunei, ndeosebi a rmelor. Datorit faunei bogate, n aceste orizonturi sunt frecvente crotovinele i cervotocinele. Toate aceste urme de vieuitoare din sol alctuiesc aa-numitele caractere vermice, specifice pentru subtipurile de sol de step (vermes = vierme).

Procesele vertice

n unele soluri cu un coninut ridicat de argil (30-50%) au loc unele procese specifice, cum ar fi:

- n perioadele uscate ale anului, ca urmare a contraciei puternice a materialelor argiloase, se formeaz crpturi largi (mai mari de 1 cm), care au drept consecint formarea de agregate mari;

- n perioadele umede, datorit gonflrii, agregatele apas unele asupra altora, alunec unele peste altele, sunt ntoarse sau rsturnate, iar suprafeele lor sunt lustruite.

n acest fel se formeaz un orizont vertic (verto = a ntoarce), notat cu Y, respectiv Ay, By, Cy, etc. Acest orizont este specific pentru vertisol i pentru subtipurile vertice a altor tipuri de sol.

Procese andice

Sunt specifice pentru solurile formate pe unele roci magmatice, necristalizate (n special piroclastice) i constau n alternarea acestora n realizarea unui complex coloidal alctuit din materiale amorfe numite allofane. n afar de andosol (limba japoneza-ando = vulcan), mai apar i la subtipurile andice ale altor soluri formate pe materiale parentale vulcanice (sol brun lumezobazic, sol brun acid, sol negru acid i erodisol).

5.2 Orizonturile de sol (pedogenetice).

ntre procesul de pedogenez i condiiile fizico-geografice exist o strns interdependent. n funcie de durata i intensitatea cu care au acionat factorii de pedogenez, n profilul de sol au loc anumite procese genetice. Prin dominana repetat a anumitor procese genetice la anumite niveluri ale profilului de sol, n aa numitele orizonturi se acumuleaz compui specifici (minerali, organici i organo-minerali). Aceste orizonturi genetice, cu nsuirile lor caracteristice sunt folosite pentru identificarea i diferenierea, din punct de vedere sistematic, a solurilor. Unele orizonturi se pot ntlni la mai multe soluri. Orizonturile ce caracterizeaz anumite soluri se numesc orizonturi de diagnostic.

Orizontul A

Este format n partea superioar a solului, prin acumulare de materie organic humificat i poate fi de mai multe feluri:

- Am (A molic) ( de la mollis, moale, n sensul de afnat, datorit structurii bune, humusului de calitate mull calcic), nchis la culoare, structurat (agregate glomerulare, grunoase sau poliedrice) i afnat, cu saturaie mare n baze (V 55%, gromise > 25 (20) cm;

- Ame(A molic-eluvial) este un A molic cu acumulare rezidual de gruni de cuar, deci avnd i caracter de orizont eluvial;

- Au (A umbric) (de la umbra, umbr, n sensul de loc umed i rcoros, condiii ce determin formarea de soluri nchise la culoare i acide), asemntor orizontului Am n ce privete culoarea, structura, afnarea i grosimea, dar acid, nesaturat n baze V% 12%).

Orizont R

Este situat la baza profilului, reprezentat prin roci compacte, dure (granite, graisuri, conglomerate) cu exceptia celor prezentate la orizontul Rrz).

Orizont Rrz (rz rendzin, tip de sol la care acest orizont este de diagnoz. Este un orizont constituit din calcare, dolomite, gips, roci metamorfice ori eruptive bazice i ultrabazice (roci compacte, cu caracter bazic).

Orizont O(organic)

Este format prin acumularea la suprafaa solului de material organic n curs de descopunere, n condiii de mediu nesaturat cu ap (orizont organic nehidromorf).

Orizont T(turbos sau organic), hidromorf.

Este format prin acumulare de materie organic practic nedescopus (turbificat), provenit din muchi, Cyperaceae, Juncaeae i alte plante hidrofile, n condiii de mediu saturat cu ap.

Orizont G (de gleizare)

Este format sub influena unui exces de ap provenit din pnza freatic i poate fi de dou feluri:

- Gr, G de reducere (orizont gleic) n condiii predominant de anaerobioz (de reducere a fierului i a altor elemente) i avnd colorit uniform sau aspect marmorat, n care culorile de reducere specifice (albstrui, vineiu, verziu) sunt n proporie de peste 50%.

- Go, G de oxidare (orizont gleizat), n condiii de alternare de anaerobioz i aerobioz (reducere-oxidare), cu aspect marmorat in care culorile de reducere particip cu 16-50% iar cele de oxidare (rocate, glbui) cu peste 16%, se grefeaz pe alte orizonturi (Ao, Go, Bv GO, Cgo, etc).

- Orizont W (orizont pseudogleic)

Este format n condiii n care solul este o bun parte din an saturat cu ap stagnant, acumulat din precipitaii, aspect marmorat, n care culorile de reducere sunt n procent de peste 50%, se grefeaz pe orizonturi A,E sau B (AoW, EaW, BtW, etc).

Orizont y (orizont vertic)

Are un coninut de cel puin 30% argil (>50%), predominant gonflat, nestructurat (masa solului divizat n fragmente foarte mari, oblice, care nu funcioneaz ca agregate structurale), compact i dur, n stare uscat, gonflare i contracie intens la variaia umiditii (crpturi mai largi de 1 cm), fee de alunecare oblice (10-600 n raport cu orizontala); se asociaz cu alte orizonturi (Bvy, Bty, Cy, etc), dar n cazul unui orizont A constituie orizontul Ay sau A vertic.

Orizont Sa (orizont salic)

Are o acumulare intens de sruri solubile (dac tipul de salinizare este cloruric, cel puin 1%, iar dac este sulfatic minimum 1,5%), grosime mai mare de 10 cm, se asociaz cu alte orizonturi (AoSa, AmSa, CGoSa, etc).

Orizont Sc (orizont salinizat)

Are un coninut mai mic de sruri solubile dect orizontul sa (0,10 1% dac este salinizarea cloruric i 0,15-1,5% dac este sulfuric); se asociaz cu alte orizonturi (AoSc, Brsc, CGosc, etc).

Orizont na (orizont alcalic sau natric)

Are saturaie n Na schimbabil >15% din T; se asociaz cu alte orizonturi (Byna, C, CGona).

Orizont ac (orizont alcalizat)

Are saturaie n Na schimbabil mai mic dect orizontul na (5-15%); se asociaz cu alte orizonturi (Aoac, Bvac, CGoac, etc)

Orizont D (orizont desfundat)

Este rezultat prin amestecul mai multor orizonturi deranjate pe loc (in situ) prin desfundarea sau alt aciune mecanic, poate conine fragmente din orizonturile amestecate, grosime de cel puin 50 cm.

Orizonturi de tranziie

Se formeaz ntre dou orizonturi, cu proprieti din ambele orizonturi i sunt n principal de urmtoarele tipuri: A/C, A/B, A/R, A/G, E/B, E+B (E ptrunde n B sub form de limbi numit i orizont glosic (glossa = limb), B/C, B/R, B/G, C/G.

Orizonturi de asociere

Se formeaz prin asocierea caracterelor a dou sau mai multe orizonturi din care unele apar n succesiune pe profil ca orizonturi separate, exemplu: AW, Aw, Amsa, Aosana, BW, Btysc, BvyW, CGosc, CGona, etc.

CURS 6

CARACTERISTICILE MORFOLOGICE ALE SOLULUI

6.1. Culoarea este nsuirea solului determinat de alctuirea material a fazei i constituie criteriul principal de separare a orizonturilor pe profil, de recunoastere i denumire a solurilor (cernoziom sol negru, sol cenuiu, sol brun rocat, sol rou, etc). Culorile solurilor se datoresc componenilor lui minerali i organici: ex.

humusul neagr, brun, brun-rocat

argila, CaCO3, silicea hidratat, srurile solubile, hidroxidul de aluminiu alb, albicioas, alb-cenuie

oxizii i hidroxizii de fier: roie, ruginie, galben,

oxizii i hidroxizii de mangan: neagr, brun,

compuii redui de fier: vineie, vineie- albstruie, verziue.

n prezent, pentru nlturarea aprecierii subiective, precum i n scopul exprimrii n termeni universal valabili, culoarea solului se determin folosind Atlasul Munsell de culori pentru soluri.

Fiecare culoare de pe plan este notat cu un simbol (alctuit din cifre i litere), precum i semnificaia acestuia n cuvinte (denumirea culorii) exemplu: 10 YR 2/2 brun foarte nchis, 10YR 5/2 brun-cenuiu, 10YR 6/4 brun glbui.

Definirea i notarea culorilor n sistemul Munsell se face n funcie de trei atribute ale culorilor i anume: nuana, (culoarea dominant spectral), valoarea, (strlucirea relativ a culorii) i croma (saturaie, intensitatea, puritatea relativ a culorii).

Aceasta const n compararea culorilor solului, cu o scar de culori standard, pentru a gsi culoarea cea mai apropiat de aceea pe care o are solul. Atlasul Munsell de culori pentru soluri cuprinde 7 plane cu 196 culori standardizate, sistematic aranjate dup notaia Munsell. Pentru definirea fiecrei culori, Munsell ia n considerare cele trei atribute principale ale culorii: nuana (culoarea), valoarea (strlucirea, luminozitatea) i chroma (saturaia, intensitatea), care sunt notate n aceasta ordine (fig. 5.1.)

Scara nuanelor cuprinde 10 culori de baz, care se noteaz cu iniialele culorii in limba englez, fiind format din cinci culori principale: R (rou red), Y (galben yellow), g (verde - green), B(albastru blue), P (purpuriu purple) i 5 intermediare : YR, GY, BG, PB, RP. Fiecare nuant la rndul ei poate fi divizat n zece trepte, care se noteaz cu cifre arabe de la 1 10, aezate naintea iniialelor culorii de baz. Nuana (culoarea) se scrie deasupra planei, sus n dreapta, n exemplul dat 5 YR.

Vertical este reprezentat scara valorii, care se refer la gradul de strlucire a culorii i care se apreciaz n raport cu cenuiul neutral (N), avnd 10 trepte; de la 0 (negru pur teoretic), pn la 10 (alb pur teoretic), culoarea devenind mai deschis de la baza fiei n sus, pe masur ce valoarea creste.

Orizontal, la baza fiei este notat chroma, care se refer la intensitatea culorii indicat de gradul de deprtare a culorii respective fa de cenuiul natural cu aceeai valoare. Scara cromatic este divizat de la 0 cenuiu neutral, pn la 1-14 sau mai mult, n funcie de saturaia culorii.

Notaia se face n urmtoarea ordine: inti nuana care este scris deasupra, n dreapta planei sus, sub form de simbol, apoi valoarea i chroma, care se redau sub form de raport numeric. Exemplu: 5YR 5/6 (glbui-rocat) sau 5YR 5/3 (brun-rocat) sau 5 YR 6/3 (brun rocat-deschis).

Cu ct numrtorul este mai mare, cu att culoarea este mai deschis i cu ct numitorul este mai mare, cu att culoarea este mai intens.

Proba de sol se introduce, pentru comparare, n orificiile corespunztoare fiecrei culori, iar cnd corespondena nu este perfect, se alege culoarea cea mai apropiat. Utilizarea acestui atlas are avantajul ca inltur subiectivitatea n aprecierea culorii, iar notaia Munsell d posibilitatea corelrii pe plan internaional a solurilor, definirea culorii avnd termeni comuni. Se obine astfel o uniformitate, sau pe ct posibil un acord intre cercettorii din diferite ri, crendu-se posibilitatea de prelucrare statistic a datelor cu privire la culorile solului.

Figura 5.1

Plan de culori n sistemul Munsell

V A L O A R E A8/

7/

6/

5/

4/

3/

2/Alb

8/3 8/4

Brun foarte pal

7/3 7/4

7/6 7/8

8/1

8/2

7/1

Cenuiu deschis

6/1

Cenuiu

5/1

7/2

Cenuiu brun

deschis

6/2Brun pal

6/3Brun glbui deschis

6/4Galben Bruniu

8/6 8/8

Brun cenuiu

5/2

5/3

Brun

4/3

Brun inchis

3/3Brun glbui

5/4 5/6 5/8

4/4 4/6

Brun glbui deschis

3/4 3/6

Cenuiu nchis

4/1Brun cenuiu nchis

4/2

Cenuiu foarte

nchis

3/1Brun cenuiu nchis

3/2

Negru

2/1Brun foarte nchis

2/2

/1 /2 /3 /4 /6 /8

C h r o m a

Neoformaiile sunt acumulri i separaii de diverse substane, rezultate n urma proceselor de pedogenez, precum i urme i modificri n profilul de sol rezultate n urma aciunii organismelor din sol. Se deosebesc prin culoare i compoziie chimic. Sunt constituii din cabonai, gips, sruri uor solubile, oxizi (de Fe, Mn, s.a).

Neoformaiile rezultate din acumularea de sruri se prezint sub form de:

- pseudomicelii: depuneri fine de sruri, cu aspect de miceliu de ciuperci,

- eflorescente: depuneri fine de sruri de-a lungul traseelor de circulaie a soluiei solului;

- tubuoare: asemntoare vinioarelor, dar cu canale de-a lungul axei longitudinale;

- pete; depuneri de sruri pe feele elementelor structurale sau pe pereii crpturilor;

- pungi (cuiburi): acumulri de sruri care umplu spaiile libere;

- bieloglasca; concreiuni slab cimentate de carbonai;

- concreiuni: acumulri de sruri (obinuit, carbonai sau oxizi)cimentate.

Neoformaii rezultate din acumularea argilei; sunt sub forma de pelicule cutanate.

Neoformaii reziduale se prezint sub form de pudr de silice (pete albicoase pe gruni fini, minerali) sau gruni de cuar (fr pelicula coloidal).

Neoformaii rezultate din acumularea de oxizi, se prezint sub form de dendrite, pete i concreiuni.

Neoformatiile biogene (de origine biologic) sunt denumite:

- coprolite gruni rotunjii, formai din material trecut prin tubul digestiv al rmelor i insectelor;

- crotovine : galerii de animale ce triesc n sol;

- cervotocine: canale de rme sau insecte;

- cornevine: canale mari produse de rdcini lemnoase;

- culcuuri; lcauri de larve.

Neoformaiunile constituie un important indice morfologic al proceselor activitilor biologice din sol.

6.2. Structura

Una din caracteristicile importante ale solului o constituie starea structural, ceea ce i confer o porozitate complex, nentlnit la rocile pe care s-a format. Structura solului reprezint modul de grupare a particulelor elementare n agregate de diferite mrimi i forme (C.Chiri, 1974).

Asocierea particulelor n agregate structurale este determinat, n special, de ctre coloizii din sol (argil i humus), care prin coagulare formeaz un ciment ce leag particulele de sol mai mari (nisip i praf). Cea mai bun structurare a solului rezult cnd humusul este n cantitate mare i de calitate (de tip mull), coninutul de argil moderat, complexul argilohumic saturat cu cationi de Ca.

Cnd argila i humusul sunt n cantitate mic, complexul coloidal este saturat cu H, iar n humus predomin acizi fulvici, structura solului este slab. Dac solul conine sruri solubile sau are complexul coloidal saturat, n mare parte, cu ioni de Na (soluri halomorfe) structura solului este nefavorabil.

Agregatele structurale care se formeaz n diferite soluri i orizonturi se deosebesc, n principal, dup form, distingndu-se urmatoarele tipuri de structur.

Structura glomerular particulele de sol sunt dispuse n agregate aproximativ sferice, poroase, de forma unor glomerule friabile. Este caracteristic solurilor cu orizont Am bine aprovizionat cu humus de tip mull calcic (cernoziom).

Structura grunoas (granular) particulele elementare sunt mai puin ndesate, cu porozitate mai redus, aproximativ sferice, fr fee de alipire intre ele. Este caracteristic solurilor cultivate intens, unde are loc o degradare a structurii glomerulare (cernoziom cambic, brun rocat).

Structura poliedric angular agregatele structurale au dimensiuni egale pe cele trei axe, cu fee neregulate plane i muchii ascuite. Se ntlneste n orizonturile Bt ale solurilor brune argiloiluviale.

Strucutra poliedric subangular este similar cu cea poliedric angular, ns elementele structurale prezint muchii mai teite, terse i suprafee neregulate. Se ntlnete n orizonturile Bv ale solurilor brune eu-mezobazice i ale cernoziomurilor cambice.

Structura prismatic este alctuit din agregate alungite, orientate vertical, cu fee plane i muchii ascuite, capetele prismelor rotunjite. Este caracteristic orizonturilor Bt ale solurilor brune luvice, luvisolurilor albice, etc.

Structura columnoid prismatic este asemntoare celei prismatice, dar are muchiile rotunjite.

Structura columnar - este asemntoare celei prismatice, dar capetele agregatelor structurale sunt rotunjite. Este caracteristic orizontului Btna (orizont genetic al soloneurilor).

Structura lamelar (foias sau sistoas) este format din agregate sub forma de plci sau lamele, fragmente orientate orizontal.

Este specific solurilor tasate, cu hardpan i orizonturilor El i Ea (caracteristice solurilor luvice).

Tipurile de structur se determin pe teren prin caracterizarea morfologic a profilului de sol.

Pentru practica agricol, starea structural a solului prezint importan deosebit, cu referire la orizontul superior. Printr-un sol bine structurat se nelege o structur glomerular sau grunoas n orizontul superior. Aceste soluri asigur plantelor condiii optime, din aceast cauz fertilitatea solului este strns legat de starea lui structural. n solurile fr structur particulele fiind inegale ntre ele, formeaz o reea de spaii mici, de obicei capilare, prin care apa de precipitaii nu ptrunde la o adncime prea mare.

Solurile nestructurate pierd uor apa prin evapotranspiraie, locul apei de ploaie din capilare fiind luat de aer, deci au un regim de ap i aer nefavorabil.

Cu timpul structura pri superioare a solului este supus degradrii, cauzele fiind de natur mecanic, chimic i biologic.

Degradarea solului pe cale mecanic are loc datorit tasrii solului prin circulaia repetat a tractoarelor, atelajelor, animalelor. Cea mai frecvent cauz a degradrii o reprezint lucrarea necorespunztoare a solului.

Degradarea solului pe cale chimic se datoreaz fie acidifierii solului prin nlocuirea cationilor de Ca din complex cu cationi de H, fie alcalizrii prin nlocuirea Ca cu Na. In ambele cazuri, complexul argilohumic i pierde capacitatea de legare a particulelor in agregate, iar structura se degradeaz.

Degradarea pe cale biologic se datoreaz descompunerii de ctre microorganisme a humusului.

Prevenirea degradrii structurii solului se poate face prin evitarea tuturor cauzelor care au produs-o.

CURS 7

APA DIN SOL

Apa joaca un rol important n procesele de alterare i dezagregare a mineralelor i rocilor, ca i n formarea profilului de sol, transportul diferitelor combinaii chimice, minerale sau organice. Are un rol important n fertilitatea solurilor deoarece determin solubilizarea, transportul i asimilarea substanelor minerale de ctre plante i asigur schimbul permanent de substane nutritive ntre sol i plant.

7.1. Forele care actioneaz asupra apei din sol

Dintre forele care actioneaz asupra apei din sol prezint importan deosebit urmtoarele: fora gravitaional, fora capilar, fora de adsorbie, fora datorat tensiunii vaporilor de ap din sol, fora de suciune (sugerea rdcinilor plantelor, fora hidrostatic).

Fora gravitaional acioneaz asupra apei din porii necapilari dup o ploaie abundent sau dup o irigare cu cantiti mari de ap. Sub actiunea forei gravitationale apa se deplaseaz pe vertical, umezind solul in profunzime, surplusul trece in pnza de ap freatic. Pe terenurile in pant o parte din ap este deplasata din amonte n aval tot sub influena gravitaiei.

Forta capilar acioneaz asupra apei care se alf n porii capilari ai solului i este determinat de deficitul de presiune ce se creaz n capilarele solului care au lungimi i diametre diferite. Apa capilar nu este antrenat de fora gravitational ci se mic lent, n toate direciile, de la capilarele cu diametrul mai mare spre cele cu diametrul mai mic.

Fora de adsorbie (de sorbie) determin reinerea apei la suprafaa particulelor de sol. Este o for de natur electrostatic i se datoreaz caracterului dipolar al moleculei de ap i a energiei libere de la suprafaa particulelor de sol. Apa hidroscopic este reinut cu ajutorul acestei fore.

Fora determinata de tensiunea vaporilor de ap

Aceasta for acioneaz asupra apei sub forma de vapori. n porii solului plini cu aer se gsesc vapori de ap care sunt supui unei anumite presiuni (tensiuni) n funcie de temperatura i umiditatea solului.

La aceeai umiditate tensiunea vaporilor crete cu temperatura, iar la aceeai temperatur crete cu umiditatea. Vaporii de ap vor circula ntotdeauna de la zonele mai calde i mai umede (tensiune mai mare) spre zonele mai reci i mai uscate (tensiune mai mic).

Fora de sugere a rdcinilor plantelor

Aprovizionarea plantelor cu ap se face prin intermediul periorilor absorbani care se gsesc pe radcini. Fora de suciune la plante este de 15-20 atmosfere. Pe masur ce apa din apropierea rdacinilor este consumat, o alt cantitate de ap, de la distane mai mari i ia locul, formndu-se un curent spre rdcina plantelor.

Fora osmotic se manifest numai la solurile srturate i depinde de presiunea osmotic. Cu ct concentraia srurilor solubile este mai mare i presiunea osmotic este mai mare, iar apa va fi retinut mai puternic n sol. Din aceast cauz, pe solurile srturate chiar cnd au umiditate suficient, plantele sufer deoarece apa trece din celulele plantelor n soluia solului (seceta fiziologic).

Fora hidrostatic (de submersie) este evident cnd la suprafaa solului se gsete un strat de ap. Sub greutatea acestui strat se creaz o for care determin ptrunderea apei n sol (aspect ntlnit pe terenurile cu bltire i n orezrii).

7.2 Indicii hidrofizici ai solului

Reprezint anumite valori ale umiditii din sol, exprimat n procente sau valori pF, la care se petrec modificri evidente in ce provete reinerea, mobilitatea i accesibilitatea apei pentru plante. Principalii indici hidrofizici sunt; coeficientul de higroscopicitate, coeficientul de ofilire, capacitatea pentru ap n cmp, echivalentul umiditii, capacitatea pentru ap capilar i capacitatea total pentru ap a solului.

Coeficientul de higroscopicitate (CH)

Reprezint cantitatea maxima de ap pe care o proba de sol, uscat la aer, o poate reine la suprafaa particulelor atunci cnd este aezat ntr-o atmosfer saturat de vapori. Valoarea acestui coeficient depinde de textur, de coninutul n humus i n diferite sruri i de natura cationilor din sol. Valorile acestuia sunt cuprinse ntre 1% (soluri nisipoase) i 14% (soluri argiloase). Se determin n laborator folosind o soluie de H2SO4 10%, care s creas ntr-un mediu nchis o saturaie n vapori de 94%.

Serveste la aprecierea texturii i se folosete la calcularea coeficientului de ofilire (Co = CH x 1,5) i a echivalentului umidittii (EU = CH x 2,73). Indiferent de sol, pe curba caracteristic umiditii CH corespunde la un pF = 4,7.

Coeficientul de ofilire (CO) reprezint limita minim de ap din sol la care plantele se ofilesc ireversibil. Valoarea CO depinde de aceeai factori ca i CH i este de cca. 2% la solurile nisipoase, pn la 12% la cele lutoase i pna la 24% la cele argiloase. Umiditatea la CO caracterizeaz tipul de sol, depinde de gradul de mrunire al solului i este independent de plant. Cu ct solul are o textur mai fin valorile CH i CO sunt mai mari. Coeficientul de ofilire se poate determina pe cale biologic, folosind o plant test sau prin calcul cu relaia CO = CH x 1,5.

Pe curba umiditii, indiferent de sol, corespunde unui pF 4,2.

Capacitatea total pentru ap (CT) reprezint cantitatea maxim de ap pe care o conine solul cnd toi porii sunt plini cu ap. Se determin n laborator pe probe recoltate din teren, n aezare natural, cu cilindri metalici. Mrimea capacitatii totale depinde de porozitatea total a solului CT % + PP/DA. Pe curba caracteristic a umiditii corespunde la un pF=O (suciunea este nul la aceast umiditate). Cnd umiditatea se gsete la capacitatea total, n sol sunt condiii de anaerobioz, plantele suferind din lipsa de aer.

De obicei, solul nu contine ap pn la saturaie dect n anumite situaii: dup ploi abundente sau irigri cu cantiti mari de ap, ap stagnant, de submersie.

Capacitatea pentru ap n cmp (capacitatea de cmp CC) reprezint cantitatea maxim de ap pe care solul (saturat cu ap) o poate reine n spaiile capilare o perioada mai lung de timp i pe care o poate pune n mod treptat la dispoziia plantelor, n absena umezirii freatice.

La aceasta stare de umiditate se ajunge n cazul unui sol saturat prin pierderea de ap datorit scurgerii gravitaionale n adncime (apa din porii capilari i chiar o parte din apa din porii capilari), iar a unui sol uscat prin umezire pn la umplerea cu ap a majoritii porilor capilari. Capacitatea pentru ap n cmp depinde de textur i de structur.

Exemplu: la solurile nisipoase este de circa 6%, la cele lutoase 32% iar la cele argiloase pn la 42% ( procent din volum). Pe curba caracteristic a umiditii corespunde unui pF = 2,5.

Cunoasterea CC are importan mare, deoarece reprezint limita superioara apei utile pentru plante. Solul aflat la capacitatea de cmp se gsete n condiii optime de umiditate, aisgurnd condiii bune de dezvoltare pentru plante. mpreun cu coeficientul de ofilire, capacitatea de cmp ajut la calcularea normei de irigare, a normei de udare, a plafonului minim i a capacitii de ap util a solului.

Capacitatea de ap util reprezint cantitatea de ap accesibil plantelor pe care o poate reine solul. Apa care depete umiditatea corespunztoare capacitii de cmp este accesibil plantelor, dar nu se pstreaz n sol, pierzndu-se prin scurgere n adncime, iar cnd umiditatea scade pn la coeficientul de ofilife apa nu mai este accesibil plantelor, fiind reinut cu fore mai mari dect cele de sugere ale rdcinilor.

Pentru aprovizionarea plantelor intereseaz apa cuprins ntre CC i CO, denumit ap util. Capacitatea de ap util depinde i se calculeaz n funcie de CC i CO. Din datele prezentate n tabelul 8.2 se observa ca valorile CU variaz n funcie de tipul de sol.

Tabelul 8.2

Variaia valorilor unor indici hidrifizici la principalele tipuri de sol

SolulValori maxime (% volume)

CHCOCCCU

Nisipos1264

Lutos8123220

Argilos14244218

Cunoaterea acestui indice hidrofizic (CU) prezint importan deoarece indic domeniul de valori n cadrul cruia poate oscila apa folositoare plantelor, arat capacitatea solului de a nmagazina apa util plantelor din precipitaii sau irigaii, servete la calcularea plafonului minim.

Echivalentul umiditii (EU) reprezint cantitatea maxim de ap pe care o prob de sol saturat cu ap o poate reine atunci cnd este supus unei fore de centrifugare de 1000 ori fora gravitaional. Se determin n laboratopr prin metoda centrifugrii i reprezint echivalentul capacittii de ap n cmp care se determin mai greu n condiii de teren.

Deasemenea, se mai poate folosi i umiditatea la 1/3 atmosfer, care exprim apa reinut de solul supraumezit i supus unei presiuni de 1/3 atmosfer. Se determin n laborator folosind aparatul de presiune cu plac poroas.

7.3. Formele de ap din sol

Principalele surse de aprovizionare a solului cu ap sunt precipitaiile, ascensiunea capilar din pnza freatica i irigaiile. Apa din sol este supus unor fore complexe de reinere , care i imprim anumite nsuiri i se mparte n mai multe categorii: ap legat n combinaii chimice, ap legat fizic i apa liber.

Apa legat chimic se gsete sub form de ap de constituie i ap de cristalizare.

Apa de constituie intr n reeaua cristalin a mineralelor sub form ionic (OH-), exemplu: Fe (OH)3; Al (OH)3. Este strns legat de reeaua cristalin i este cedat la temperaturi mai mari de 4000C, prin descompunerea mineralului.

Apa de cristalizare este legat de reeaua cristalin a mineralelor sub form molecular (H2O) i se elimin la temperaturi mai joase (2000C), fr descompunerea substanei: Exemple de minerale cu ap de cristalizare: 2Fe2O3; CaSO4 3H2O; CaSO4 3H2O; MgSO4 H2O, etc.

Apa legat fizic este reinut la suprafaa particulelor de sol datorit energiei libere de care dispun acestea i a structurii dipolare a moleculelor de ap. Particulele rezultate prin dezagregarea i alterarea mineralelor i rocilor prezint la suprafa ioni cu sarcini libere pozitive sau negative, care atrag moleculele de ap cu un pol sau altul.

Dup intensitatea reinerii se disting dou forme de ap legat fizic: ap higroscopic i apa pelicular.

Apa higroscopic (de higroscopicitate) se formeaz prin condensarea vaporilor din atmosfera solului n jurul particulelor de sol pn la satisfacerea energiei libere de la suprafaa acestora. Se mic foarte greu (numai prin evaporare) i nu este accesibil plantelor (fiind retinut cu fore ce depesc pe cele de sugere a rdcinilor).

Higroscopicitatea fiind un fenomen de suprafa, apa higroscopic variaz cu gradul de mrunire al particulelor de sol. Solurile argiloase vor reine o cantitate mai mare de ap higroscopic, fiind urmate de cele lutoase i apoi de cele nisipoase. (fig. 8.2)

Apa pelicular (apa slab legat) este reinut prin fore de sorbie (peste apa de higroscopicitate), are o mobilitate slab i o accesibilitate redus pentru plante (cnd umiditatea solului scade pn la acest nivel plantele se ofilesc). Fiind reinut la suprafaa particulelor texturale, cantitatea de ap pelicular crete de la solurile nisipoase la cele argiloase.

Apa liber (apa nelegat) se realizeaz n sol dup satisfacerea apei legate fizic i este reprezentat prin apa capilar i apa gravitaional.

Apa capilar este reinut de porii capilari datorit forelor capilare, circul relativ uor, are o bun accesibilitate pentru plante, constituie apa util din sol . (Fig. 8.3)

Poate fi sprijinit (Fig.8.4).

Cnd are legatur cu apa freatic (din care provine prin ascensiune capilar) i ap suspendat (Fig.8,5),

Cnd nu are legtur cu apa freatic aceasta fiind la mare adncime (n acest caz , n apa provenit din precipitaii i apa ridicat din pnza freatic se gsete un strat permanent uscat, denumit orizont m