CURSUL I - NOŢIUNI INTRODUCTIVE 1.1. DEFINIŢIA PEDOLOGIEI, PEDOGEOGRAFIEI ŞI A SOLULUI Pedologia = Ştiinţa solului → limba greacă, de la pedon (sol) şi logos (vorbire, ştiinţă). Ştiinţa solului analizează următoarele aspecte legate de sol: constituenţii, organizarea şi relaţiile dintre constituenţi, originea şi evoluţia solului, dinamica actuală a proceselor din sol în raport cu factorii de mediu, proprietăţile şi funcţiile solului, utilizarea solurilor Pedogeografia = Geografia solurilor → ramură a Pedologiei, dar şi a Geografiei. Studiază caracteristicile, geneza, distribuţia solurilor şi relaţiile solului cu factorii de mediu şi protecţia acestuia. Solul = Denumirea de sol provine din limba latină de la solum = suport → indică rolul de suport pentru organismele vii. Solul este în primul rand mediul de dezvoltare al plantelor şi resursă de bază pentru viaţa animalelor şi oamenilor. Concepţiile referitoare la sol au evoluat de-a lungul timpului. În concepţia agrogeologică solul este doar produsul de alterare a rocilor de la suprafaţa scoarţei. În cea agronomică şi agrochimică era considerat doar un mediu poros care asigură apa, aerul şi elementele nutritive necesare plantelor.Şcoala naturalistă rusă afirmă că solul este un corp natural (Dokuceaev, 1883) format în timp sub acţiunea factorilor de solificare, diferenţiat în orizonturi. Este afânat, are diferite profunzimi şi diferă de roca pe seama căreia s-a format. Concepţia sistemică îi conferă solului următoarele atribute: · sistem – mediu structurat, constituenţii aflându-se în strânsă interdependenţă, pe verticală şi pe orizontală; · natural – format sub influenţa factorilor naturali; · complex – produs al interacţiunii a mai multor factori; · polifazic şi eterogen – alcătuit din mai multe faze (solidă, lichidă, gazoasă); · polidispers – faza lui solidă se află în diferite grade de dispersie (moleculară sau ionică – sărurile; coloidală - argila, humusul, hidroxizii; grosieră sau suspensii - praful, nisipul); · deschis – realizează schimburi de materie şi energie cu celelalte geosfere; · polifuncţional – are mai multe funcţii; Deci solul reprezintă un sistem natural complex, aflat la suprafaţa scoarţei terestre, rezultat prin interacţiunea acesteia cu aerul, apa şi organismele vii.1.2. PĂRŢILE COMPONENTE ALE SOLULUI – ASPECTE GENERALE Cele trei părţi ale solului – solidă, lichidă şi gazoasă – se află într-o interacţiune continuă (figura nr. 1) în strânsă legătură cu proprietăţile şi dinamica solului. Partea solidă, care deţine 50% din volumul solului (figura nr. 2) este alcătuită din două componente, mineral şi organic. Fluidele din sol sunt reprezentate de către soluţia solului (apa din sol) şi aerul din sol.Materia solidă minerală este dominantă în majoritatea solurilor, participând cu peste 90-95% la masa solului uscat. Este formată din: - fragmente de rocă şi minerale primare, numite şi claste sau epiclaste minerale provenite prin dezagregarea rocilor iniţiale; predomină în solurile puţin evoluate, bogate în schelet (fragmente cu diametrul mai mare de 2 mm); - minerale nou formate (minerale secundare) apărute fie prin procese de transformare a epiclastelor (în cazul solurilor evoluate pe roci consolidate - compacte), fie prin sinteză din produsele rezultate în urma alterării mineralelor primare.Raportul dintre masa mineralelor primare şi masa mineralelor secundare este funcţie de viteza de transformare a mineralelor primare şi de timpul în care s-au petrecut aceste transformări. Viteza de alterare este la rândul ei funcţie de natura rocii subiacente, de condiţiile climatice etc. Astfel că, proporţia componenţilor masei de alterare poate varia semnificativ de la un sol la altul şi de la o zonă climatică la alta.

Materia solidă organică apare în materialul parental după instalarea plantelor şi animalelor şi prezintă două aspecte: - masa organismelor moarte (rădăcini, resturi organice aeriene căzute la suprafaţa solului, rămăşiţele rezultate din corpul microorganismelor etc.) aflate în diferite stadii de descompunere; - substanţe organice sintetizate în sol, denumite substanţe humice sau humus (acizi humici şi humine). În sol se întâlnesc şi organisme vii, vegetale şi animale. Deşi acestea reprezintă aproximativ 0,1% din volumul masei solului, rolul lor este decisiv în circuitul materiei în natură. De altfel solul nu poate fi conceput fără organismele vii pe care le include. Organismele vii din sol → edafon-ul (microfloră - bacterii, ciuperci, actinomicete şi alge şi faună - insecte, viermi, artropode, moluşte, mici vertebrate) participă la transformarea în humus a resturilor organice acumulate în sol.Soluţia solului → apă încărcată cu diferite substanţe dizolvate; are la origine apa din precipitaţii, uneori apa freatică şi mai rar apa din irigaţii sau cea de condensare. Acest lichid poate să apară (figura nr. 3): - ca ocupant al porilor şi cavităţilor supracapilare din sol → apă liberă care poate circula descendent sub influenţa forţei gravitaţionale; - ca ocupant al porilor capilari din sol → apă reţinută capilar în sol care poate circula în toate direcţiile sub influenţa forţelor de tensiune capilară; - ca peliculă de adsorbţie în jurul particulelor de sol → apa peliculară se poate deplasa dinspre peliculele cu un strat mai gros de apă spre cele cu un strat de apă mai subţire. Gazul (aerul) din sol, are în general o compoziţie chimică apropiată de cea a aerului atmosferic; azotul (N2) şi oxigenul (O2) apar în cantităţi ceva mai mici decât în aerul atmosferic, iar bioxidul de carbon (CO2) în cantităţi mai mari (peste 0,25% faţă de 0,03% cât există în atmosferă). În unele soluri pot să apară şi alţi constituenţi gazoşi, cum sunt cei rezultaţi din procesele biotice, desfăşurate în solurile umede, insuficient aerisite (H2S – hidrogen sulfurat, CH4 – metan etc).1.3. SOLUL - ELEMENT AL PEISAJULUI GEOGRAFIC SI RESURSĂ NATURALĂ Solul, alcătuit dintr-o succesiune de strate (figura nr. 4), reflectă prin caracterele sale acţiunea sinergică a condiţiilor de mediu (figura nr. 5), astfel că trăsăturile peisajelor geografice sunt exprimate în sol. Termenul de peisaj pedogeografic, întăreşte faptul că solul este un component esenţial al mediului, de care trebuie să se ţină seama în programele de dezvoltare durabilă a oricărui teritoriu. Peisajele pedogeografice reprezintă modul în care solurile sunt organizate în diferitele unităţi geografice, caracterizate prin condiţii specifice de mediu, capacităţii pentru producţia vegetală, şi prin o serie de favorabilităţi sau restricţii pentru utilizare. Mai trebuie menţionat că pedopeisajul este un ansamblu constituit din forme de relief şi soluri corespunzătoare, legate indisolubil, într-un ansamblu numit pedoteren sau pedodomeniu.Învelişul de sol, una dintre cele mai importante resurse naturale ale unei regiuni, a avut de-a lungul istoriei umanităţii un rol esenţial în prosperitatea comunităţilor umane din teritoriile respective. Şi în prezent, în comunităţile rurale există un accentuat simţ al proprietăţii, şi un profund ataşament în legătură cu pământul. Solul, ca resursă naturală şi mijloc de producţie în agricultură şi silvicultură, prezintă un cumul de caracteristici: • desfăşurare limitată spaţial (ca întindere şi ca grosime) • imposibilitatea multiplicării • inamovibilitate (nu poate fi deplasat în spaţiu)

• ca produs natural, necesită timp îndelungat de formare • îşi păstrează calităţile prin folosire raţională în producţie, dar poate fi modificat, parţial de către om • utilizat în mod adecvat este condiţionat regenerabil. Utilizarea necorespunzătoare, fără respectarea condiţiilor protective şi conservative, duce la deteriorarea sau chiar distrugerea rapidă a solului, el fiind vulnerabil la diferitele procese de degradare. În urma unei astfel de situaţii nedorite refacerea învelişului de sol se realizează dificil, în timp extrem de lung şi cu costuri ridicate.1.4. FUNCŢIILE SOLULUI Atât în natură, cât şi în societatea omenească, solul îndeplineşte mai multe funcţii:

ecologice,

economice,

energetice,

tehnico-industriale,

informatice.

P1

Zonalitatea - distribuţia solurilor sub forma unor benzi latitudinale este relativ uniformă fiind influenţată şi de poziţia uscatului în raport de mări, oceane sau mari lanţuri montane - dacă uscatul Terrei ar fi continuu şi format doar din câmpii şi dealuri joase zonele s-ar desfăşura egal în sens latitudinal şi longitudinal -legea zonalităţii poate fi urmărită mai ales în interiorul Eurasiei, cu o largă desfăşurare latitudinală Corelaţia între zonele de soluri şi zonele de vegetaţie în Eurasia Zonele de soluri Zonele de vegetaţie Criosolurilor tundră podzolurilor păduri de conifere luvisolurilor păduri de foioase în climat umed cernoziomurilor silvostepă şi stepă kastanoziomurilor stepă semiaridă calcisolurilor pustiuri temperate şi tropicale lixisolurilor şi a acrisolurilor savană feralsolurilor păduri tropical umede

Etajarea - succesiunea altitudinală a etajelor are la bază pedopeisajul zonal urmat de un număr diferit de etaje funcţie de latitudine şi altitudinea munţilor - comparativ cu fâşiile zonale, etajele sunt mai bine individualizate, dar mult mai restrânse ca suprafaţă (oricum suprafaţa lor scade pe măsură ce altitudinile cresc)

- expoziţia, panta versanţilor, fragmentarea sunt factori locali care perturbă desfăşurarea strict altitudinală a etajelor. Manifestarea intrazonalităţii - guvernată de influenţa excesivă a unuia sau a mai multor factori pedogenetici locali cu o poziţie indiferentă în raport cu zonele sau etajele de sol (anumite categorii de roci sau materiale parentale, ape freatice situate la mică adâncime etc.).Din aceste motive, pe suprafaţa uscatului Terrei s-a format o mare diversitate de soluri

Clasificarea naturalistă Pune accentul pe raporturile existente între factorii de mediu, procesele pedogenetice şi proprietăţile solurilor şi cuprinde trei clase. Solurile normale (zonale) răspândite în regiunile de şes, ocupă areale întinse şi s-au format în special sub influenţa factorilor bioclimatici. Solurile de tranziţie spre cele zonale, formate prin influenţa unui factor local, intrazonal (rocă, relief, exces de umezeală). Solurile anormale în a căror pedogeneză devine dominantă influenţa unui factor de solificare intrazonal (rocă, relief, exces de umezeală).

Feralsolurile şi plintisolurile -soluri minerale puternic alterate din regiunile tropicale umede

-climatul cald şi umed, pădurea tropicală şi stabilitatea formelor de relief au favorizat alterarea intensa

-solurile rezultate sunt profunde, relativ uniforme pe toată grosimea lor şi bogate în oxizi şi hidroxizi de fier, de unde culorile roşii şi aluminiu

-oxizi de fier pot forma noduli sau chiar orizonturi întărite

-în cazul plintisolurilor, plintitul (mixtura de cuarţ, argilă şi oxizi de fier) poate cimenta ireversibil când este expus la aer. Acrisolurile şi alisolurile -soluri minerale acide din climat cald şi umed (tropical, subtropical, musonic), dar cu manifestarea unui sezon mai uscat pentru o perioadă scurtă de timp - caracteristici: formarea unui orizont B cu acumulare intensă a argilei şi acidifierea intensă a profilului (la alisoluri se observă şi o îmbogăţire în Al).Nitisolurile şi lixisolurile -soluri minerale caracterizate printr-o acumulare intensă a argilei -Răspândire în climatul tropical şi subtropical -alterarea intensă a mineralelor duce la îndepărtarea bazelor şi silicei şi la acumularea sescvioxizilor (oxizi şi hidroxizi de fier şi de aluminiu) şi a mineralelor argiloase (predominant caolinit-cu capacitate de schimb cationic redusă) -o parte din argila neoformată este preluată de apa din precipitaţii şi depusă pe feţele elementelor structurale, formând pelicule lucioase la nitisoluri -la unele lixisoluri peliculele de argilă sunt mai puţin evidente.În cazul calcisolurilor, gipsisolurilor, solonceacurilor, soloneţurilor şi durisolurilor, condiţiile bioclimatice determină în general procese de alterare slabe. În regiunile mai aride predomină procesele de dezagregare (termică, haloclastism).

Cantităţile reduse de precipitaţii, determină o slabă spălare a sărurilor solubile (cloruri, sulfaţi, carbonaţi) Astfel încât acestea se acumulează în sol la diferite adâncimi în raport de cantitatea de precipitaţii.Calcisolurile, formate în climat arid şi semiarid, prezintă acumulare de carbonat de calciu. Gipsisolurile sunt soluri cu acumulare de gips, din climate arideSolonceacurile, specifice climatelor aride şi semiaride sunt îmbogăţite în săruri uşor solubile. Soloneţurile-climate semiaride/ semiumede; orizont de acumulare a argilei (B) bogat în Na. Durisolurile- climat arid şi semiarid; acumulare de silice secundară care poate cimenta

Curs 2Materia solida minerala

1. ROCI PARENTALE suportul genetic al solurilor, fiind principala sursă care furnizează substanţa minerală existentă în sol. Roca parentală se găseşte: - la baza profilului de sol, reprezentând fundamental natural al solului; - în sol, sub formă de fragmente considerate autohtone, spre deosebire de cele provenite din surse mai îndepărtate (aduse în sol prin diferite mecanisme de transport) consideratealohtone.

1.1.Clasificarea rocilor dupa genezaRocile magmatice → magme (topitură de silicaţi cu un chimism complex)Rocile metamorfice → roci rezultate prin metamorfism (transformarea complexă arocilor preexistente, la temperaturi şi presiuni mari şi datorită fluidelor chimiceprovenite din mase magmatice).Rocile sedimentare → se clasifică în funcţie de originea lor în 3 grupe:- detritice (clastice), formate prin acumularea fragmentelor (clastelor)rezultate din dezagregarea rocilor preexistente;- organogene (biogene), formate prin intermediul organismelor vegetale şianimale, cum ar fi cărbunii de pământ, calcarele biogene etc.;- de precipitare chimică, formate prin precipitarea substanţelor mineralesolubile în apă, cum ar fi carbonaţii, sulfaţii, halogenurile etc.

Clasificarea rocilor dupa criterii pedologice• După conţinutul în silice se împart în:- roci acide (conţin cuarţ) - granite, riolite, granodiorite, dacite, gnaise,micaşisturi, gresii cuarţoase, filite; prin deagregarea lor rezultă scoarţe bogate în cuarţ;- roci bazice (silicaţi relativ săraci în silice, cum sunt olivinele sau feldspatoiziisau conţin alături de silicaţi o cantitate apreciabilă de carbonaţi) - gabbrourile, bazaltele,amfibolitele, şisturile verzi, marnele, tufurile bazaltice şi sticlele bazaltice; sunt în generaluşor alterabile, aşa încât dezagregarea merge în paralel cu alterarea;- rocile neutre (predominant formate din feldspaţi, eventual din filosilicaţi) -diorite, sienite, andezite, tufuri andezitice, trahite, majoritatea rocilor argiloase (care nuconţin cuarţ sau opal);

- rocile ultrabazice (conţin o proporţie ridicată de olivină sau o cantitateapreciabilă de carbonaţi) - peridotite, calcare, marmure, dolomite.• După complexitatea chimică se diferenţiază în:- roci cu chimism complex, în care se găseşte un număr mare de elementechimice, în special baze; aici intră majoritatea rocilor magmatice (mai ales celehipocristaline şi cele vitroase), amfibolitele, gresiile poliminerale bogate în feldspaţi,unele loessuri, tufurile zeolitice, o parte din argilele smectitice etc.;- roci cu chimism simplu, acestea fiind de obicei monominerale sau biminerale(calcare, marmure, cuarţite etc.); solurile dezvoltate pe astfel de roci sunt deficitare înnumeroase elemente chimice.După caracteristicile structurale. structura petrografică este determinată de forma,dimensiunea şi poziţia relativă a granulelor minerale din interiorul unei roci. Între granulepot exista şi spaţii libere (pori) care definesc porozitatea rocii. Porii sunt umpluţi cu osubstanţă fluidă gazoasă sau lichidă. Permeabilitatea unei roci este în funcţie de gradulde continuitate (comunicare) dintre pori.Granulele minerale sunt legate între ele prin puncte sau suprafeţe. Forţa delegătură intergranulară diferă de la caz la caz şi exprimă rigiditatea (duritatea, tăria) rocii.La forţe puternice, roca este rigidă (consolidată). La forţe slabe, roca este mobilă(neconsolidată).Proprietăţile rocilor derivate din relaţiile intergranulare şi natura substanţei dinpori sunt denumite prin numeroşi termeni, mulţi proveniţi din limbajul popular. Uniitermeni sunt folosiţi mai des în pedologie:- rocă moale (rocă mobilă);- rocă afânată (rocă mai mult sau mai puţin mobilă, cu porozitate mare; poriisunt umpluţi cu aer atmosferic);- rocă friabilă (se rupe uşor în fragmente la forţe de forfecare mici; exemplu:loessul);- rocă dură, stâncoasă (rocă rigidă cu forţe intergranulare mari);- rocă umedă (are spaţiul intergranular ocupat de apă).2. AGENTI ŞI PROCESE DE TRANSFORMARE A ROCILOR PARENTALE• agenţii - apa, aerul şi vieţuitoarele.• procesele - dezagregarea şi alterarea chimică.2.1. Dezagregarea rocilor - (fărămiţarea, mărunţirea, alterarea fizică) → procesfizico-mecanic prin care rocile se fragmentează în părţi mai mici, fără modificări denatură chimică. Fragmentele rezultate se numesc claste. Dacă aceste fragmentesunt cristale individuale (sau fragmente de cristal), atunci ele se numesccristaloclaste (granoclaste). Dacă fragmentul este mai mare decât dimensiuneacristalelor, fiind un agregat, atunci se numeşte litoclast.Dezagregarea datorată variaţiilor de temperatură manifestate în lipsa apei(dezagregare termică).în regiuni de pustiu şi munţi înalţi cu amplitudini mari ale variaţiilor diurne aletemperaturi.ziua, sub acţiunea razelor solare, stratul de la suprafaţa rocii se încălzeşte maiputernic şi se dilată mai mult decât stratele mai profunde. Între aceste strate apar fisuriparalele cu suprafaţa rocii.noaptea, când învelişul exterior se răceşte şi se contractă mai mult decât miezul, apar

fisuri perpendiculare pe suprafaţa rocii. În timp, apare o reţea fină de crăpături carefavorizează desprinderea clastelor.procesul este controlat şi de diferitele particularităţi termice ale rocilor:conductibilitatea calorică,coeficientul de dilatare volumică,căldura specifică,contrastul de culoare al cristalelor (cele închise la culoare se încălzesc mairepede decât cele deschise şi transparente).Deci, rocile poliminerale, cu proprietăţi termice inegale, se degradează mai repede decâtrocile monominerale.Dezagregarea datorată îngheţului şi dezgheţului repetat al apei din interiorulrocilor (gelivaţie, gelifracţie, crioclastism).activ în tundră şi în munţii înalţi. Se manifestă, sezonier, şi în zona temperată.apa, pătrunde în crăpăturile preexistente şi în porii rocilor şi, prin îngheţare îşi măreştevolumul (cu aproximativ 9%) exercitând presiuni laterale mari asupra pereţilor spaţiilor încare a pătruns. Gelifracţia se poate manifesta până la 100-200 cm adâncime sau chiarmai mult şi poate disloca blocuri de dimensiuni mari.alături de intensitatea şi frecvenţa ciclurilor gelive (îngheţ-dezgheţ), gelifracţia depindeşi de natura rocilor. Rocile compacte masive (granite, andezite, conglomerate, calcare,gresii etc.) sunt mai gelive decât rocile afânate, neconsolidate.Dezagregarea prin precipitarea cristalelor de săruri din soluţii suprasaturate (haloclastism. În regiunile aride se pot forma soluţii saturate de săruri în fisurile rocii. Prin evaporarea apei, sărurile din soluţiile respective pot cristaliza, producând o presiune mare asupra pereţilor fisurilor.Dezagregarea sub acţiunea vieţuitoarelor (dezagregarea biomecanică). Sedesfăşoară pe areale geografice largi, dar cu o intensitate redusă. Rădăcinileplantelor lemnoase, crescând în lungime şi în grosime exercită presiuni (30-100kg/cm2) asupra rocilor. Totodată favorizează pătrunderea aerului şi a apei, careamplifică procesul dezagregării. Indirect, dezagregarea este favorizată depătrunderea apei şi a aerului în masa rocilor prin galeriile săpate de animalele careîşi desfăşoara activitatea în sol.Dezagregarea sub acţiunea apelor curgătoare, a zăpezilor şi a gheţarilor.În lungul cursurilor râurilor cu pante mari şi scurgeri rapide, fragmentele derocă sunt dislocate şi mărunţite prin izbire. Avalanşele dislocă blocuri de rocăcare se mărunţesc prin izbire, frecare şi rostogolire. Gheţarii în timpul deplasăriilor pe valea glaciară, desprind de asemenea blocuri de rocă pe care lemărunţesc în timpul transportului şi le depun apoi ca morene.Dezagregarea prin acţiunea vântului. Rocile din deşerturi şi regiunile înalte(unde stratul protector de vegetaţie lipseşte sau este foarte slab dezvoltat) suntdistruse şi printr-o acţiune lentă şi îndelungată de şlefuire datorată grăunţilorde nisip transportaţi de vânt.Dezagregarea sub acţiunea forţei gravitaţionale. Se produce în zoneaccidentate, unde fragmentele de rocă desprinse de pe marginea abrupturilor,în cădere, se lovesc de alte roci şi se mărunţesc.Consecintele dezagregarii. Rocile mărunţite formează un strat de dezagregare(alcătuit din bolovani, pietre, pietrişuri, nisip, praf) permeabil pentru aer, apă şi

organisme care vor interacţiona cu suprafaţa de contact mult mărită a rocii, favorizândapariţia alterării. Pentru a înţelege mai bine creşterea suprafeţei de contact, un bunexemplu este cel al unui cub cu latura de 1 cm. care va fi înjumătăţit în toate direcţiile,rezultând 8 cuburi cu latura de 0,5 cm. Cele 8 cuburi rezultate au un volum total de 1cm3 ca şi cubul iniţial însă, în cazul lor, suprafaţa totală (calculată după formula 6 xlatura2) va fi mai mare (12 cm2) în raport cu cea a cubului iniţial (6 cm2).2.2. Alterarea → proces chimic prin care mineralele primare (instabile în condiţiileclimatice actuale) din roci sunt transformate sub influenţa agenţilor externi (apă, aer,organisme), în minerale secundare stabile (aflate în echilibru cu mediul înconjurător).Hidratarea. - proces fiz.-ch. atragerea apei la suprafaţa particulelor minerale /pătrunderea apei în reţeaua cristalină a acestor minerale.- Hidratarea fizică → atragerea moleculelor de apă la suprafaţa particulelor, caurmare a sarcinilor libere ale ionilor de la exteriorul reţelei cristaline. Moleculele de apăatrase formează în jurul cristalului un strat subţire de apă- Hidratarea chimică → pătrunderea apei în reţeaua cristalină a mineralelor şischimbarea naturii minerale.Hidratarea este relativ uşor reversibilă. Prin încălzire sau atunci cândconcentraţia vaporilor de apă în atmosferă scade puternic apare procesul invers,deshidratarea.În regiunile unde sezoanele uscate se succed cu cele umede - zonele musonice,subecuatoriale, temperate (perioadele au o durată mai scurtă), hidratarea şideshidratarea se produc alternativ.• Dizolvarea → dispersia în apă a substanţei minerale până la nivel molecular sauionic.dizolvare → solvent (mediul de dispersie care este apa) + solvat (substanţa saucomponentul dizolvat/solubilizat)În principiu, prin evaporarea solventului, substanţa minerală precipită, adicăapare procesul opus dizolvării. Substanţa precipitată poate fi identică sau nu cusubstanţa solidă iniţială şi, din acest punct de vedere, dizolvările sunt de două tipuri:congruente şi incongruente.- minerale uşor solubile (sarea gemă, silvina);- minerale moderat solubile (gipsul);- minerale relativ greu solubile (carbonatul de calciu);- minerale greu solubile (cuarţul);- minerale practic insolubile (caolinul).• pentru cele mai multe dintre minerale (silicaţi, cloruri oxizi etc.), creşterea temperaturiiduce la creşterea solubilităţii.• alte grupe de minerale, dintre care carbonaţii, au o solubilitate inversă cu temperatura.• în climatul cald şi umed se intensifică dizolvarea silicaţilor şi clorurilor dar nu şi cea acarbonaţilor, care devin mai solubili în climatul rece şi umed.• Hidroliza → transformarea mineralelor ca urmare a înlocuirii cationilor proprii cu ioniide hidrogen din apă. Hidroliza poate fi definită şi prin efectele ei: descompunerea unorsăruri, în prezenţa apei, în acizii şi bazele din care au provenit (procesul inversneutralizării).• apa liberă se disociază în ioni (H+ şi OH-). Deşi disocierea nu afectează decât unnumăr relativ mic de molecule H2O totuşi puţinii ioni H+ rezultaţi pot penetra reţelele

cristaline ale tuturor mineralelor existente în sol.• hidroliza afectează un număr mare de minerale, dar pentru pedogeneză, cea asilicaţilor este cea mai importantă.• prima etapă - debazificarea → eliminarea bazelor din silicaţi → smulgerea cationilor dinsilicaţi de către ionii H+.• următoarea etapă - silicifierea → distrugerea diferiţilor acizi silicici rezultaţi prindebazificare, rezultând silice şi apă. Iniţial, silicea rezultată este coloidală, dar în final,prin evaporarea apei, se depune sub formă de praf albicios (silice secundară).• intensitatea hidrolizei este cu atât mai mare cu cât:- mărimea cristalelor e mai mică; - pH-ul e mai acid; - T apei e mai mare;- debitul curentului de apă descendentă care circulă prin sol în sens verticaleste mai mare - instabilitatea mineralelor este mai mare.Oxidarea şi reducerea. → capacitatea mediului apos sau aerian de a oxida sau de areduce elemente cu care intră în contact poartă numele de potenţial de oxido-reducere(redox) şi se notează cu Eh, exprimat cifric în valori pozitive şi negative.Eh pozitiv → mediul are capacitate de oxidare (este prezent oxigenul liber în mediu),Eh negativ → mediul are capacitatea de reducere (oxigenul liber lipseşte şi sunt prezenţiH2S, CO2 sau ionii H+).De regulă, în scoarţa terestră Eh-ul scade de la suprafaţa solului spre adâncime.Suprafaţa cu Eh = 0 (suprafaţa oxido-reducătoare), este situată de regulă la câţiva metriadâncime (sub pătura de sol). De aceea, în general, solul se găseşte în condiţii cu Eh>0(mediu oxidant), dar există şi excepţii în cazul solurilor hidromorfe.Oxidarea → a) reacţia unei substanţe cu oxigenul din care rezultă oxizi;→ b) pierderea de electroni.Reducerea → inversul oxidării - câştig de sarcini negative•Procesele de oxidare şi reducere se petrec deseori altemativ → proces de oxidoreducere.•Oxidarea predomină în soluri bine aerisite,•iar reducerea în soluri sau orizonturi de sol slab aerisite, cu apă freatică sau stagnantăîn excces.•În stare redusă, compuşii feroşi şi manganoşi sunt solubili, deplasându-se în sol. Înstare oxidată, precipită.•Orizonturile de sol caracterizate prin alternarea proceselor de reducere (din perioadelede umezire excesivă) cu cele de oxidare (din perioadelor de aerobioză) au coloritmarmorat (pe fondul verzui-vineţiu-albăstrui al compuşilor feroşi apar pete ruginii aleoxizilor de fier şi brune-negricioase ale oxizilor de mangan).CarbonatareaPrin dizolvarea în apă a CO2 apare acidul carbonic cu o agresivitate mult mai maredecât CO2 în stare gazoasă.• Acolo unde sezonului umed îi urmează unul uscat, cu evaporaţie puternică,predomină circulaţia ascendentă, fiind posibilă revenirea carbonaţilor în orizonturilesuperioare.• Acesta este procesul de recarbonatare sau carbonatare secundară.• Prin carbonatarea secundară, în regiunile aride, la suprafaţa solului, carbonaţiialcalino-pământoşi formează cruste cu carbonaţi (cruste de deşert).• În natură, carbonatarea şi decarbonatarea (levigarea carbonaţilor din sol) suntprocese reversibile.

• Tendinţa generală este însă de decarbonatare lentă a învelişului de sol (procesuleste direct proporţional cu cantitatea de precipitaţii şi cu conţinutul în CO2).Vieţuitoarele ca agent al alterării. Plantele şi animalele joacă un rol important înprocesele de alterare a mineralelor şi rocilor (paralel cu acţiunea lor mecanică dedezagregare

P2Kastaniozomurile, cernoziomurile şi faeoziomurile au în comun un orizont de suprafaţă gros şi închis la culoare, bogat în humus, format sub o vegetaţie ierboasă care lasă anual în sol o cantitate mare de resturi organice uşor de descompus. Cantitatea anuală de precipitaţii, relativ redusă, determină îndepărtarea din sol doar a sărurilor uşor solubile, solul rămânând bogat în baze schimbabile. În stepa mai umedă şi în silvostepă, umiditatea atmosferică suplimentară, determină o uşoară migrare a argilei, formându-se un orizont B argic (argiloiluvial). Kastanoziomurile sunt soluri de stepă uscată care au orizontul superior brun închis şi cu un conţinut moderat de humus (foto 3); prezintă carbonaţi de calciu. Cernoziomurile sunt soluri de stepă, cu orizontul de suprafaţă negru şi bogat în humus (mai bogat decât al kastaniozomurilor); prezintă carbonaţi de calciu. Faeoziomurile sunt soluri de stepă mai umedă sau silvostepă; orizontul superior este închis la culoare (negru sau brun închis) şi bogat în humus; solul nu are carbonaţi sau aceştia sunt situaţi în profunzimeLuvisolurile, planosolurile, albeluvisolurile sunt caracterizate printr-un profil puternic diferenţiat textural. Luvisolurile, formate în climat temperat umed (sub păduri de foioase), au orizont de acumulare a argilei, cu grad de saturaţie în baze şi capacitate de schimb cationic ridicate. Planosolurile sunt de asemenea bogate în argilă, însă, la ele trecerea între orizontul eluvial şi cel argilos este bruscă (trecere texturală bruscă). La albeluvisoluri, orizontul eluvial, albicios, pătrunde în pene în orizontul argilos, aflat sub el. Podzolurile, formate în climat temperat rece (sub păduri de conifere), mai ales în emisfera boreală au orizont eluvial cenuşiu, bogat în silice reziduală şi orizont de acumulare a oxizilor de fier şi aluminiu şi chiar şi a humusului, de culoare brună-ruginie. Umbrisolurile, formate în climat temperat umed şi mai rece, au un orizont superior închis la culoare şi bogat în humus acid; ele nu prezintă procese de migrare a constituenţilor, ci doar alterare in situ a materialului parental.Criosolurile, soluri din climatul rece subpolar, cu permafrost (sol îngheţat permanent) la o adâncime mai mică de 100 cm. La suprafaţă se acumulează (în sezonul de vegetaţie foarte scurt) materie organică incomplet descompusă, sub formă de turbă.

Curs 3

SCOARŢA DE ALTERARE

Caractere generale

Constituenţi

Direcţii de evoluţie

Tipuri geografice

Scoarţa de alterare → strat afânat, permeabil pentru apă şi gaze;

• apare deasupra rocilor parentale nedegradate prin dezagregarea şi/sau alterarea lor; include în partea ei superioară învelişul de sol.

• mulează suprafaţa reliefului şi are grosimi care variază de la câţiva centimetri sau decimetri până la câteva zeci de metri.

• grosimea este influenţată de: roca pe care se formează, climă, panta şi vârsta formei de relief.

Constituenţii scoarţei de alterare → primari + secundari; scoarţa de alterare este compusă din produsele dezagregării şi alterării rocilor parentale. Constituenţii primari → claste (fragmente de roci şi minerale) rezultate direct din masa rocii parentale prin dezagregare (constituenţi reziduali);

• fragmentele mai mari de 2 mm formează scheletul solului.

• unii constituenţi reziduali (fragmente de cuarţ, muscovit, rutil, zircon etc.) au stabilitate chimică mare rezistând nedefinit în timp.

• alţii, (cei care conţin feldspaţi, sticle vulcanice, olivine etc.) sunt instabili şi tind să dispară prin alterare. Constituenţii secundari → formaţi prin alterarea mineralelor primare sau prin recombinarea în sol a anumitor substanţe;

• frecvent în porii dintre claste sau ca pelicule la suprafaţa lor (materialul pământos al scoarţei de alterare)

• principali sunt: mineralele argiloase, allofanele, oxizii şi hidroxizii, sărurile. Mineralele argiloase → principalele grupe sunt:

•cloritul → prin umectare nu gonflează; nu are capacitate de reţinere şi eliberare a ionilor schimbabili;

•caolinitul, haloisitul → prin umectare nu gonflează şi au capacitate de reţinere şi eliberare a ionilor schimbabili, dar foarte redusă;

•illitul, vermiculitul → prin umectare gonflează şi au capacitate mare de reţinere şi eliberare a ionilor schimbabili;

•montmorillonitul, beidelitul → fac parte din grupa smectitelor şi prezintă cele mai mari variaţii de volum (gonflare/contractare) în funcţie de umiditate; de asemenea, capacitatea lor de reţinere şi eliberare a ionilor schimbabili este mare.

Allofanele (termenul provine din limba greacă şi are înţelesul, care se vede altfel) → geluri amorfe de silice şi hidroxizi de aluminiu, cu aspect sticlos, aflate în solurile vulcanice, cărora le conferă următoarele calităţi: capacitate mare de schimb cationic, de gonflare şi adezivitateOxizii şi hidroxizii

•Oxizi de fier → hematit, magnetit, goethit.

•Hidroxizi de fier → lepidocrocit, limonit (hidrogoethit).

•Oxizi de mangan → piroluzit, hausmanit.

•Hidroxizi de mangan → manganit, psilomelamil.

•Oxizi şi hidroxizi de aluminiu → diaspor, boehmit, gibbsit (hidrargilit); hidrargilitul, foarte frecvent în climatul tropical (umed şi subumed) în laterite;

•Bioxidul de siliciu hidratat (silicea) → opal, calcedonie Sărurile → cele mai răspândite în soluri sunt:

•clorurile (halit, silvină),

•sulfaţii (ghips)

•şi carbonaţii (mai frecvent de Ca şi Mg, din care rezultă carbonaţii alcalino-pământoşi

Direcţiile de evoluţie ale scoarţei de alterare Din punct de vedere al legăturii materialului din scoarţa de alterare cu roca parentală, există două situaţii: o scoarţă autohtonă (primară) → aflată în contact direct cu roca parentală. Faptul că materialul nu a fost transportat pe orizontală, se datorează poziţiei eluviilor pe suprafeţe plane sau uşor înclinate. o scoarţă alohtonă (secundară) → materialul transportat de diferiţi agenţi, remaniat (sub formă de deluvii, coluvii, proluvii, aluviuni etc.) şi stabilizat, poate fi transformat în continuare (prin dezagregare şi alterare), devenind rocă parentală pentru scoarţa de alterare alohtonă. Din punct de vedere al direcţiei de alterare a materialul primar (predominant alumo-silicatic) există două situaţii majore - allitizarea şi siallitizarea. Există şi o situaţie mixtă (alumino-siallitizarea) legată de coexistenţa în unele scoarţe de alterare a produselor allitizării (hidroxizi de Fe şi Al) şi siallitizării (caolinit).

Tipuri de scoarta de alterareScoarţe de alterare litogene (detritic-grosiere) → protoscoarţe foarte subţiri (de la centimetri la decimetri), cu pronunţat caracter scheletic dat de fragmente de rocă şi de minerale primare, dezagregate din rocile compacte.

• Extrem de sărace în mineralele secundare (mai des oxizi de fier), pot fi separate în silicato-litogene şi carbonato-litogene (calcare şi dolomite).

• Sărăcia în produse de alterare este datorată: - climatului polar sau deşertic (inhibă alterarea prin temperatura sau umiditatea foarte scăzute); - sau, indiferent de climă, reliefului accidentat (versanţi povârniţi, formaţi pe roci compacte) cu denudare intensă. Scoarţe de alterare siallitice → conţinutului relativ bogat în minerale argiloase tristratificate i se pot adăuga şi alte minerale:

• carbonaţi (mai ales de calciu) subtipul carbonato-siallitic, din regiunile temperate semiumede, cu stepă şi antestepă şi cu material parental alcătuit frecvent din loess;

•săruri solubile (ghips, cloruri, sulfaţi) subtipul halo-siallitic, din regiunile aride.

• subtipul siallitic propriu-zis, lipsit de carbonaţi şi de alte săruri, caracterizează regiunile temperate umede, cu păduri de foioase

Scoarţe de alterare al(fer)litice → în regiunile tropicale calde şi umede, al(fer)litizarea produce o bogăţie de oxizi şi hidroxizi de aluminiu şi fier cărora, li se pot adauga prin monosiallitizare, o mică cantitate de argile bistratificate (caolin). Scoarţe de alterare de tranziţie → siallito-al(fer)litice şi siallito-feritice. Scoarţa siallito-al(fer)litică caracterizează regiunile tropicale calde subumede, iar cea siallito-feritică (terra rossa), regiunile mediteraneene şi temperate calde cu calcare.

P3Cambisolurile au orizont B cambic, cu diferenţiere slab-moderată a profilului rezultată prin procese nu foarte intense de alterare a materialului parental. Cauza stadiului relativ incipient de evoluţie este timpul limitat de pedogeneză (determinat de echilibrul eroziune-solificare existent pe versanţii moderat înclinaţi; relief şi materiale parentale recente). Proprietăţile arenosolurilor, vertisolurilor şi andosolurilor sunt influenţate în principal de către roca de solificare: - nisipuri (pentru arenosoluri – soluri nisipoase, foarte permeabile); - argile gonflante de tip smectitic (pentru vertisoluri - soluri foarte argiloase, cu procese de gonflare, la umezire şi contractare, la uscare; prezintă crăpături adânci); - roci vulcanice (pentru andosoluri - soluri bogate în compuşi coloidali amorfi, formate în climate umede, pe roci vulcanice).O altă categorie, în cadrul solurilor minerale condiţionate de alţi factori decât cei climatici sunt solurile condiţionate de relief (leptosolurile, regosolurile, fluvisolurile, gleisolurile), care se pot forma în condiţii bioclimatice foarte variate zonal-altitudinal. Există patru situaţii. Prima este specifică leptosolurilor, fiind legată de versanţi povârniţi şi roci dure aproape de suprafaţă; solurile, formate mai ales în areale muntoase sunt foarte subţiri şi bogate în fragmente de rocă. A doua situaţie este cea a regosolurilor, formate pe materiale neconsolidate, dar unde solul se păstrează subţire, datorită eroziunii manifestate pe versanţi. Cea de a treia situaţie este a fluvisolurilor, soluri tinere formate în regiuni inundabile, unde procesul de solificare este întrerupt prin depunerea de noi aluviuni. Ultima situaţie, este cea a gleisolurilor, a căror formare este influenţată de excesul permanent de umiditate, provenit dintr-o pânză freatică situată la mică adâncime.Influenţa antropică (aplicarea intensivă de îngrăşăminte şi lucrarea adâncă a solului, irigarea cu ape bogate în mâluri, fertilizarea cu gunoi de grajd, iarbă, coceni etc.) de lungă durată a modificat partea superioară a solului şi a dus la apariţia antrosolurilor.

Histosolurile sunt soluri organice (materia organică se acumulează la suprafaţa solului sub formă de turbă) formate în areale joase cu umiditate în exces sau în regiuni reci şi umede. Ocupă cele mai mari suprafeţe (peste 50% din total) în regiunile subpolare boreale.

Curs 4

COMPONENTUL ORGANIC AL SOLURILOR1. SURSELE SI ALCĂTUIREA COMPONENTULUI ORGANIC DIN SOLSurse → plante, microorganisme si animale. Plantele, cea mai importantă sursăde materie organică lasă resturi atât în sol (rădăcini) cât si la suprafaŃa acestuia (masaaeriană). Cantitatea de resturi organice lăsate anual, prezintă diferenŃe în cadrulprincipalelor formaŃiuni vegetale (tabelul). În cazul vegetaŃiei de cultură, cele mai maricantităŃi sunt lăsate de plantele ierboase din categoria nutreŃurilor, cerealelor,leguminoaselor (3-5 t/ha/an). Microorganismele, pot lăsa până la 1/3 din cantitatea totalăanuală de resturi organice, datorită numărului extrem de mare de bacterii, ciuperci siactinomicete din sol. Animalele, lasă de regulă anual o cantitate redusă de resturi organice(0,1-0,2 t/ha).Alcătuire → toate substanŃele organice din sol =► resturi organice +organismele vii; resturile organice pot fi transformate (substanŃe humice), parŃialtransformate, netransformate (litieră).2. TRANSFORMAREA MATERIEI ORGANICE SI TIPURILE DE SUBSTANłEHUMICEDescompunerea → desfacerea resturilor organice în compusi tot mai simpli,iniŃial organici, apoi minerali. Pot fi identificate trei etape: hidroliza, oxido-reducerea simineralizarea totală (desfacerea în compusi minerali si a substanŃelor organice simple).Prin mineralizare, rezultă o serie de produsi finali, care diferă însă în funcŃie demediul în care se realizează procesul. În mediul aerob rezultă o serie de acizi minerali(acid nitros, acid nitric, acid sulfuric, acid fosforic), care se combină cu diferitele baze dinsol (calciu, magneziu, potasiu, natriu, amoniu) formând o serie de săruri. În mediulanaerob rezultă metan, hidrogen, azot, hidrogen sulfurat, acid fosforic. Bioxidul decarbon si amoniacul sunt produsi comuni, care apar în ambele medii.Humificarea → formarea în sol a substanŃelor organice complexe → humus →acizii humici, reprezentaŃi de acizii huminici, acizii fulvici si huminele.Acizii huminici → închisi la culoare, cu greutate moleculară mare si capacitatemare de schimb cationic. Apar în cantităŃi mari în solurile de stepă, cu reacŃie slab acidăneutră-slab alcalină. Conferă solului o fertilitate mai mare, comparativ cu acizii fulvici.Acizii fulvici → mai deschisi la culoare (de la gălbui la brun gălbui), cu greutatemoleculară mică si capacitate mai mică de schimb cationic. Se formează în solurileforestiere, cu reacŃie acidă, în condiŃii de climă mai răcoroasă si umedă.Huminele → formează cu mineralele argiloase si hidroxizii de fier si aluminiucompusi foarte stabili care influenŃează structura solului.Raportul C/N → indică nivelul transformării resturilor vegetale. Acestea sunt bogate încarbon, dar sărace în azot, însă prin transformare se îmbogăŃesc în azot. Deci, cu câtvaloarea raportului este mai mică, cu atât transformarea resturilor este mai intensă. Înregiunile relativ calde si cu umiditate nu prea mare, cu vegetaŃie ierboasă si cu reacŃie dela slab acidă la slab alcalină în sol, se formează acizi huminici, în care raportul C/N are

valori mai mici de 15 unităŃi. În regiunile răcoroase si umede, cu păduri si reacŃie acidă însol, valoarea raportului poate depăsi 26 unităŃi, transformarea resturilor organice fiindslabă.Raportul AH/AF → Este influenŃat de condiŃiile bioclimatice în care evolueazăsolul, în stepă/silvostepă predominând acizii huminici. Astfel, în cazul cernoziomurilor,cantitatea acizilor huminici, o poate depăsi de 3 ori pe aceea a acizilor fulvici (Puiu,1980). Spre deosebire de exemplul anterior, în cazul podzolurilor (soluri acide formate înclimat umed si răcoros, sub conifere), raportul amintit este subunitar, predominând aciziifulvici. Valori mari ale raportului indică, predominarea acizilor huminici în raport cu ceifulvici si deci, soluri cu fertilitate superioară.3. HUMUSUL – TIPURI, IMPORTANłĂ, METODE DE ANALIZĂ3.1. Tipurile de humusMullul – forma optimă de humus, de culoare neagră cu aspect fin-pământos,glomerular; indică o activitate biologică intensă în sol, care este desfăsurată predominantde bacterii. Culoarea închisă imprimată orizontului A, se datorează predominării acizilorhuminici; acestia, împreună cu bazele, dau produsi stabili (humaŃi). Materia organică estebine humificată (transformată în totalitate în acizi humici), fiind intim amestecată cupartea minerală a solului, neputând fi separată de aceasta. La noi în Ńară poate fi întâlnitatât în solurile de stepă, cât si sub pădurile de foioase din regiunea de dealuri, pe soluri cureacŃie slab acidă, cu o floră bogată (floră de mull).Moderul – calitate inferioară mullului; procesele de humificare fiind mai puŃinavansate, resturile organice incomplet descompuse, pot fi distinse macroscopic. Deoarecedescompunerea resturilor organice este mai puŃin intensă (se realizează predominant subacŃiunea ciupercilor) si pentru că resturile organice sunt mai bogate în lignină, raportuldintre acizii huminici si cei fulvici este în favoarea celor din urmă. Solurile cu moder auun orizont A mai subŃire, separarea dintre stratul de humus si stratul mineral se facetransant. La noi în Ńară moderul este întâlnit sub pădurile de amestec (foioaserăsinoase),pe solurile sărace, cu o reacŃie acidă.Morrul (humusul brut) – în condiŃiile unui climat rece si umed, la noi în Ńară, înregiunea montană, pe substrate silicioase, puternic acide, cu floră specifică acidofilă încare descompunerea resturilor organice este realizată exclusiv de ciuperci, humificareaînaintând foarte încet. Astfel, resturile organice slab descompuse (structura lor se poatedeosebi cu ochiul liber), se acumulează la suprafaŃa solului în straturi ce pot atingegrosimi mari (până la 10-15 cm). Acest fapt, împiedică în mod mecanic aerisirea soluluisi pătrunderea rădăcinilor plantulelor.Turba – se formează prin acumularea la suprafaŃa solului, în straturi de până lacâŃiva decimetri grosime, a unor resturi organice nealterate (turbificate), în condiŃiile unuiexces permanent de umiditate. Turba oligotrofă se formează într-un mediu saturat cu apă,într-un climat umed si rece, pe soluri cu reacŃie puternic acidă si sărăcite în baze, peseama resturilor organice formate predominant din muschi Sphagnum, care nu se mai potdescompune. Turba eutrofă, se formează sub influenŃa unei pânze freatice bogate însăruri de calciu, pe seama vegetaŃiei de rogozuri, muschi verzi etc., are reacŃie slabalcalină-neutră-slab acidă este bogată în substanŃe minerale si are o culoare închisă(negricioasă).Mranita (compostul) - humus artificial, des utilizat ca îngrăsământ în pepinierelesilvice si în sere. Diferite resturi organice (paie, buruieni, frunze etc.) se adună în groapa

de compost, se adaugă îngrăsăminte azotate, fosfatice, potasice si amendamente calcice(pentru îmbogăŃirea artificială a materialului de descompunere) si periodic, conŃinutul seumezeste cu must de grajd, pentru a fi realizate condiŃii optime de descompunere aresturilor organice de către bacterii. Resturile organice, se vor transforma într-un humuscu aspect fin pământos, glomerular, de culoare neagră, îmbogăŃit în substanŃe nutritiveusor asimilabile.3.2. Importanta humusului în sol· Rezervor de substanŃe nutritive pentru plante· În sol se formează humus, dar se si descompune, eliberându-se elemente nutritive.SubstanŃele humice sunt mai rezistente la atacul microorganismelor decât resturileorganice ca atare, cauză pentru care eliberarea elementelor de nutriŃie este treptată· Humusul prezintă capacitate de reŃinere si schimb cationic, asemenea mineralelorargiloase, împreună formând complexul adsorbtiv (argilohumic)· Humusul (si argila) contribuie la structurarea solului, structura influenŃând pozitivregimul aerohidric si fertilitatea.· ConŃinutul în humus, pe profilul de sol, scade de regulă odată cu adâncimea;curba variaŃiei acestuia pe profil diferă în funcŃie de tipul de sol· De exemplu, în cazul cernoziomurilor această curbă înregistrează o scăderetreptată a humusului, în timp ce la podzoluri, în partea superioară a profiluluiexistă un conŃinut ridicat de humus brut, acesta scăzand brusc în orizontul Es(spodic), crescând apoi din nou în orizontul Bhs (humico-spodic)

Curs 5APA SI AERUL DIN SOLCOMPONENTUL LICHID AL SOLULUIPartea lichidă a solului → apa aflată la un moment dat în masa solului. Apa are o importantă fundamentală în pedogeneză si pentru fertilitatea solului. Sub aspect pedogenetic, majoritatea proceselor de dezagregare, alterare, migratia particulelor si a substantelor si în ultimă instantă diferentierea profilului de sol cu orizonturile sale, se petrec sub influenta apei. Fără apă, fertilitatea solului devine nulă. Apa constituie, pe de o parte, unul din componentele de bază ale fertilitătii (plantele având nevoie de apă în tot timpul perioadei de vegetatie), iar pe de altă parte, solutia solului este un furnizor de substante nutritive, plantele neputând utiliza elementele de hrană din sol decât dacă sunt dizolvate în apă.1. Formele apei din sol; indici hidrofiziciÎn functie de tipul de legătură a apei din sol si de fortele de atractie careactionează asupra acesteia se pot separa mai multe forme de apă.Apa sub formă de vapori → se găseste în porii solului, în cantitate mică (până la0,001%) si provine din evaporarea altor forme de apă sau din pătrunderea în sol a aeruluiatmosferic încărcat cu vapori de apă.În solurile uscate, apa sub formă de vapori este singura formă de deplasare a apei,dinspre locurile cu tensiunea vaporilor mai mare spre cele cu tensiunea vaporilor maimică. Vaporii de apă pot condensa datorită răcirii orizonturilor superioare în timpulnoptii, formând roua internă a solului.Apa legată chimic → apa de constitutie (reprezentată prin ionii H+ OH-) + apa decristalizare (reprezintă moleculele de apă din compozitia moleculelor hidratate) intră înconstitutia chimică a mineralelor fiind imobilă si inaccesibilă plantelor.

Apa legată fizic → de higroscopicitate (puternic legată) + peliculară (slab legată).Apa de higroscopicitate apare sub forme de pelicule retinute foarte puternic la suprafata particulelor de sol, de către fortele de adsorbtie. Nu se deplasează în sol (decât dacă trece în vapori) si nu poate fi folosită de către plante.Apa peliculară apare tot sub forme de pelicule la suprafata particulelor de sol, dar retinute cu forte mai mici (între 50 si 15 atmosfere). Astfel încât, se poate deplasa lent dinspre peliculele mai groase spre cele mai subtiri si poate fi folosită într-o oarecare măsură de către plante Cantitatea de apă peliculară creste de la solurile cu textură nisipoasă spre cele cu textură argiloasă.Apa liberă → capilară + gravitatională. Apa capilară (sprijinită + suspendată) este retinută în porii capilari datorită fortelor capilare .Apa capilară sprijinită (franja capilară) se află în contact cu pânza freatică, sprijinindu-se pe aceasta, în solurile în care nivelul freatic este situat la adâncime mică. Apa capilară suspendată, provine din precipitatii si se găseste în solurile cu nivel freatic la adâncime mare. Între această apă si franja capilară poate există un orizont mort în permanentă uscat.Apa gravitatională se deplasează descendent în sol sub influenta gravitatiei. Nu este retinută în sol si se scurge în adâncime, formând apa freatică.

Mobilitatea si accesibilitatea apei din sol pot fi caracterizate printr-o serie de indici hidrofizici (umiditatea actuală sau momentană a solului, capacitatea totală de apă, capacitatea de apă în câmp, coeficientul de ofilire, capacitatea de apă utilă, coeficientul de higroscopicitate, permeabilitatea pentru apă).Umiditatea actuală sau momentană a solului → cantitatea de apă existentă într-o probă de sol, exprimată în % fată de greutatea solului uscat reprezintă umiditatea actuală dau momentană a solului.În teren, pentru a aprecia orientativ gradul de umiditate, se pot folosi metodeorganoleptice sau hârtia de filtru, stabilindu-se următoarele stări de umiditate:· uscat – eliberează praf, prin umezire se închide la culoare;· reavăn – nu eliberează praf, nu umezeste hârtia de filtru prin presare, dar lasă o senzatie de rece la presarea în palmă;· jilav – proba de sol umezeste prin presare hârtia de filtru, prin uscare, se deschide la culoare· umed – solul strâns în pumn, umezeste bine mâna, apa luceste în palmă, de asemenea, proba de sol umezeste si hârtia de filtru;· ud – proba de sol strânsă în pumn lasă să curgă picături de apă; între agregatele structurale se observă pelicule de apă, iar pe peretii profilului se prelinge apă;· saturat – toti porii solului sunt umpluti cu apă (solul este îmbibat cu apă);

Capacitatea totală de apă → cantitatea maximă de apă dintr-un sol saturat cu apăcu toti porii capilari si necapilari umpluti. Astfel de situatii sunt rare (exces de umiditatefreatic sau stagnant, ploi sau irigări abundente), dar apa fiind în exces, plantele suferă dincauza lipsei totale a aerului. Multe plante de cultură nu pot suporta conditiile din solurilesaturate cu apă decât câteva zile (2-5 zile), una dintre exceptii fiind orezul.De regulă, perioada în care orizontul de suprafată (stratul fertil) este saturată cuapă nu durează foarte mult. După încetarea ploilor sau a irigatiilor abundente, apaprezentă în porii mari se va deplasa gravitational pe verticală spre baza profilului de sol(proces numit drenaj sau percolare), fiind înlocuită de aer. În solurile cu textură nisipoasă,

drenajul este mai intens finalizându-se în câteva ore, în timp ce, în solurile cu texturăargiloasă, drenajul poate dura 2-3 zile.Capacitatea de apă în câmp → cantitatea de apă rămasă în sol, în cea mai mareparte a porilor capilari, mai mult timp, după o ploaie sau o irigare abundentă. Deci, dupăfinalizarea drenajului, porii mari ai solului sunt umpluŃi atât cu apă cât si cu aer, în timpce porii mici sunt încă plini cu apă. Un sol aflat la capacitatea de câmp este în conditiioptime atât de umiditate, întrucât aceasta reprezintă limita superioară a apei utile pentruplante, cât si de aerare.Coeficientul de ofilire → limita inferioară a apei utile pentru plante, limită subcare plantele se ofilesc ireversibil. Treptat, apa înmagazinată în sol este preluată de către rădăcinile plantelor sau se evaporă de la suprafata solului în atmosferă. Fără aport suplimentar de apă solul se va usca progresiv. Solul contine o cantitate foarte redusă de apă (apa higroscopică sipeliculară), care este retinută mai puternic, cu o fortă care o depăseste pe aceea de suctiune a plantelor .Capacitatea de apă utilă → cantitatea de apă din sol accesibilă plantelor, aflatăîntre capacitatea de câmp si coeficientul de ofilire. Înglobează apa peliculară mai slablegată si apa capilară.Capacitatea de apă utilă (disponibilă) depinde în mare măsură de textura si structura solului. Din punct de vedere al texturii, cea mai favorabilă situatie oînregistrează solurile lutoase.Permeabilitatea pentru apă → proprietatea solurilor de a lăsa apa să treacă prinele, depinde de porozitate, la rândul ei functie de textură, structură, grad de afânare sautasare. Solurile nisipoase, cu structură granulară si afânate au permeabilitatea cea maimare.2. Bilantul apei din sol si tipurile de regim hidricBilantul apei în sol → raportul dintre cantitatea de apă intrată în sol si cea pierdută. Intrări =► precipitatii, vaporii de apă din atmosferă, pânza freatică, scurgerea de suprafată, irigatii. Pierderi =► evaporare si transpiratie, drenare în pânza freatică, scurgere laterală.Regimul hidric al solului → circuitul general al apei din sol si gradul de umezire al acestuia, expresie a bilantului apei din sol.Pergelic → din regiunile cu înghet prelungit în sol, când în scurtul sezon cald, partea superioară a solului se dezgheată (molisol) si deasupra stratului înghetat (pergelisol sau permafrost) apa stagnează.Nepercolativ (partial percolativ) → caracteristic solurilor de stepă care, din cauza deficitului de umiditate, nu sunt niciodată umezite în întregime, ci doar până la maxim 100 – 200 cm. În cazul lor apa freatică, situată în adânc, nu le influentează.Periodic percolativ → caracteristic solurilor din climate unde evapotranspiratia potentială este aproximativ egală cu cantitatea de precipitatii medii anuale, iar profilul de sol poate fi umezit în întregime, dar numai în anii ploiosi .Percolativ → din climate umede, unde precipitatiile medii anuale depăsesc evapotranspiratia potentială si profilul de sol este umezit în întregime cel putin o dată pe an. În conditii si mai umede, solul este umezit în întregime de mai multe ori pe an. În această situaŃie se poate separa un regim hidric repetat percolativ.Exsudativ → caracteristic solurilor de stepă si silvostepă cu pânza freatică situate la adâncimi critice. Prin evaporatie, solul pierde o cantitate de apă mai mare decât aceea primită din

precipitatii, însă deficitul de umiditate este compensat de apa din pânza freatică, care se ridică prin capilaritate.În acest fel solul este permanent supraumezit, de jos în sus, până la suprafată sau până aproape de suprafată. În conditiile în care pânza freatică se află ceva mai jos (la adâncimi subcritice), profilul de sol este umezit din această sursă numai în partea inferioară, separându-se un regim hidric exudativ în profunzime .Stagnant → apare în soluri argiloase (greu permeabile) din regiuni umede, în conditii de relief care favorizează stagnarea apei în exces, în partea lor superioară (uneori chiar până la suprafată).Amfistagnant → cu exces de apă provenit atât dintr-o pânză freatică situată la mică adâncime, cât si din stagnarea apei în sol.De irigatie → la solurile irigate, umezite mai profund si repetat.2. COMPONENTUL GAZOS AL SOLULUIComponentul gazos al solului este reprezentat de aerul (gaze + vapori de apă) aflat în porii acestuia. Detine între 15 si 35% din volumul solului în functie de umiditate.Aerul este indispensabil în sol, controlând germinarea semintelor, cresterea plantelor, activitatea microorganismelor si majoritatea proceselor fizice si chimice. Îmbinarea echilibrată între faza solidă, lichidă si faza gazoasă asigură solului conditii optime de fertilitate.Aerul poate fi prezent în sol sub mai multe stări: - liber → influentează cel maimult solul si se află în porii capilari si (mai ales) necapilari; circulă prin sol si realizează schimburi cu cel atmosferic; - captiv → are o influentă extrem de redusă, se află în porii izolati si nu circulă prin sol; nu realizează schimburi cu aerul atmosferic; - adsorbit →este legat la suprafata particulelor minerale; - dizolvat → gazele dizolvate în apa solului; nu influentează aeratia

Comunitatea solurilor cu acelasi regim de temperatură defineste zona pedotermică. Pentru stabilirea acesteia, se poate aplica criteriul regimului de temperaturăa solului definit în clasificarea americană a solurilor (Soil Taxonomy), în care suntprezentate următoarele clase: - hypergelic → soluri cu temperaturi medii anuale sub -100C; - pergelic → soluri cu temperaturi medii anuale sub 0C (cu permafrost); - subgelic soluri cu temperaturi medii anuale între → - 4C si 1C; - criic → soluri cu temperaturi medii anuale între 0C si 8C si veri reci; - frigid → soluri cu temperaturi medii anuale sub 8C si veri calde; - mesic → soluri cu temperaturi medii anuale între 8C si 15C; -thermic → soluri cu temperaturi medii anuale între 15C si 22C; - hiperthermic → soluri cu temperaturi medii anuale peste 22C.

Curs 6

PROCESELE PEDOGENETICETrecând de stadiile initiale de formare, evolutia ulterioară a solurilor esteguvernată de o serie de procese pedogenetice proprii (bioacumularea, eluvierea siiluvierea unor constituenti etc.), manifestate diferentiat, în functie de conditiile de mediu(climă, relief, rocă, vegetatie, apă freatică si stagnantă). Procesele pedogenetice pot fi

clasificate astfel: de transformare, de translocare, de haploidizare, de aport si transport.Procese pedogenetice de transformare → transformă pe loc (in situ) atâtcomponentul mineral cât si pe cel organic. Aici sunt incluse alterarea, bioacumularea,gleizarea si pseudogleizarea.Alterarea → apar două aspecte, primul legat de fazele initiale ale solificăriiiar secundul legat de manifestarea directă în profilul de sol (generează orizonturi specifice). În prima situatie, alterarea se desfăsoara pe două directii, dezagregarea si alterarea. În cea de-a doua situatie, procesele de alterare impugn aparitia orizontului B cambic (de alterare) caracterizat prin usoara îmbogătire în argilă si prin culoarea gălbuie. Alterarea din arealele cu roci vulcanice (cu minerale fără organizare cristalină – allofane) impune aspecte specifice orizontului B cambic.Bioacumularea → proces esential, manifestat la toate solurile → acumularea însol si la suprafata sa, de substante organice, mai ales sub formă de humus. Procesuldepinde în primul rând de cantitatea si calitatea resturilor vegetale lăsate anual de catreplante si de activitatea animalelor si a microorganismelor din sol. În conditiile tăriinoastre, regimul termic si aerohidric al solului, determină două directii de evolutie aprocesului de bioacumulare specifice: humificare si turbificare. În regiunile cu umiditateredusă (în special în stepă-silvostepă) humificarea este dominantă, ducând la intensaacumulare a humusului în sol. În regiunile reci, mai ales în areale cu exces de umiditate,transformarea resturilor organice este foarte lentă, ele acumulându-se în sol sub formă deturbă (resturi vegetale aflate în diferite stadii de descompunere). Când rezultă materieorganică bine humificată si intim amestecată cu partea minerală a solului, se formează unorizont de tip A. Când materia organică este slab humificată (resturile vegetale se găsescîn diferite stadii de descompunere), se formează orizontul organic nehidromorf O si celturbos, T.Gleizarea si stagno(pseudo)gleizarea → procese pedogenetice similare, manifestate doar în conditiile existentei excesului de umiditate în sol. Acesta poate fi freatic, dat de o pânză freatică aflată la o adâncime sub 2 m sau pluvial. În ultima situatie este afectată mai ales partea superioară a profilului de sol, prin acumularea si stagnarea apeidin precipitatii, în zonele cu relief plan sau depresionare, cu precipitatii ridicate si în conditiile existentei unui orizont de sol impermeabil. Excesul de umiditate pluvial se mai poate manifesta la poalele si în partea inferioară a versantilor din regiunea colinară si de podis. Procesele datorate excesului de umiditate pluvial sunt denumite procese de stagnogleizare sau pseudogleizare (pseudo = fals, în sensul de gleizare falsă, arătând că excesul de umiditate nu îsi are originea în pânza freatică). Esenta gleizării si astagno(pseudo)gleizării este dată de activele reactii de oxido-reducere, care imprimă orizonturilor de sol caractere morfologice specifice. În general, elementele chimice caresuferă intense oxidări si reduceri sunt fierul si manganul. Astfel, se formează orizonturile gleice (G) si stagno(pseudo)gleice (W) cu aspect marmorat.Procese pedogenetice de translocare → determină diferentierea profilului desol, prin deplasarea pe verticală, în interiorul solului a unor componenti.Eluvierea → deplasarea prin intermediul apei, pe verticală, a constituentilor(sărurile, argila, oxizii si silicea) în profilul de sol. În functie de modul realizării acesteideplasări, eluvierea poate fi fizico-chimica (levigare) si mecanică (migrare).Manifestarea proceselor de eluviere duce la apariŃia unui orizont eluvial E sărăcit înconstituenŃi. Levigarea - deplasarea sărurilor în solutie; sărurile, diferit solubile suntlevigate spre baza profilului de sol; cele greu solubile (mai ales carbonatul de calciu) se

mentine în profilul solurilor din stepă si silvostepă. Migrarea - deplasarea descendentă însuspensie (sub forma unor particule foarte fine), fără schimbarea compozitiei chimice asubstantelor coloidale (argilă, oxizi, humus, silice). Conditia esentială a migrării esteîndepărtarea prealabilă a sărurilor, care prin efectul lor coagulant, împiedică dispersareacoloizilor si trecerea acestora în suspensie. Migrarea este specifică regiunilor mai umede.Iluvierea → acumularea în partea intermediară/inferioară a constituentilor eluviatidin partea superioară a profilului de sol, în orizonturile B argiloiluvial (îmbogătit înargilă), B spodic (îmbogatit în sescvioxizi si/sau humus) sau C carbonatoiluvial(îmbogătit în carbonat de calciu).În orice tip de climat, cantitatea efectivă de apă (din cantitatea totală de apă carecade din precipitatii la suprafata solului) care participă la procesele pedogenetice deeluviere-iluviere (apa care se infiltrează în sol) depinde de caracteristicile topografice (înprimul rând de declivitate), dar si de unele caracteristici existente în sol (textură,structură, distributia rădăcinilor plantelor).Salinizarea → îmbogătirea solului în săruri solubile .Apare în conditiile unei pânze freatice mineralizate, aflată la mică adâncime si a unuidrenaj defectuos al solului, sau ale unui material parental salifer. Sărurile urcă princapilaritate, îmbogătindu-i orizonturile superioare si ducând la aparitia orizontului salic.Daca procesul este cauzat de irigatii făcute necorespunzător (prin ridicarea nivelului apeidin pânza freatică salinizată sau, folosind ape cu un grad ridicat de mineralizare) → salinizare secundară si este considerat un proces de degradare a solului.Alcalizarea→ îmbogătirea complexului coloidal al solului, în sodiu adsorbit. Conditiile suntasemănătoare salinizării, diferenta constă în pătrunderea în cantitate mare a ionilor de natriu (alcaliu) în complexul coloidal al solului si formarea orizontului natric.Alcalizarea (ca si salinizarea) se asociază frecvent gleizării.Procese pedogenetice de haploidizare → determină uniformizarea profilului de sol.Procesele vertice → apar în soluri sau orizonturi de sol bogate (peste 30%) în argila gonflantă (smectit) si imprimă acestora caractere morfologice specifice. În perioadele uscate prin contractarea argilei se formează crăpături largi care fragmentează masa solului în agregate mari, cu muchii si colturi ascutite . În perioadele mai umede prin gonflarea argilei, agregatele de sol se presează unele asupra celorlalte, alunecă, se întorc sau se răstoarnă, lustruindu-si suprefetele si ducând la aparitia fetelor de alunecare oblice. Presiunile din masa solului si deplasarea agregatelor de sol duc la formarea la suprafata solului a unor mici denivelări (microforme de relief) denumite, la noi în tară, coscove. Pe adâncimea de manifestare a acestor procese, se separă orizontul vertic (y), asociat orizonturilor A, B sau C.

Procesele vermice → animalele din sol, prin galeriile săpate determină deplasareamaterialelor în sol, amestecarea orizonturilor, diminuarea claritătii limitelor si estompareadiferentierilor dintre orizonturile de sol. Procesele vermice (din limba latina, vermus =vierme) sunt frecvente în orizonturile superioare ale solurilor din stepă si silvostepă.Activitatea faunei imprimă solului caractere aparte (coprolite, cervotocine, culcusuri de larve) ducând la aparitia caracterului vermic.Procese criogenice → se manifestă prin gelivatie repetată (specifică regiunilormuntoase înalte) si apar atunci când solurile au stratul superior dezghetat si saturat cuapă, iar stratul inferior înghetat. Fortele mecanice care actionează, duc la aparitia unorcaractere specifice de genul movilelor, cercurilor cu pietre, poligoanelor

Procese de aport si transport → încetinesc pedogeneza si mentin solurile în stadiiincipiente de evolutie.Sedimentarea → implică depunerea la suprafata solului a unui material preluatapoi în solificare. Procesul caracterizează luncile (aluvionare), baza versantilor(coluvionare), regiunile nisipoase (depunerea nisipului). Aportul permanent de materialîntrerupe solificarea, solurile mentinându-se într-un stadiu incipient de evolutie (soluriledin lunci sau din regiuni cu nisipuri).În unele situatii, sub actiunea proceselor de sedimentare (aluvionare, acoperire culoess, nisip sau alte materiale), legătura solului cu mediul subaerian încetează, acest solfiind îngropat . Solurile îngropate îsi păstrează în bună măsură caracterele avute în momentul acoperirii. Sunt frecvente în lunci, în regiuni de dune, terase, câmpii acoperite cu loess etc. , iar vârsta lor poate fi holocenă, pleistocenă sau pot fi mai vechi.În cazul unor soluri dezvoltate în lungul unor contacte (între versanti si terase,vatră depresionară etc.), prin procese de acumulare de material humifer rezultat dinarealele supuse denudării si adus prin siroire, orizontul superior A se poate îngrosa foartemult (fără a fi însă îngropat). Atunci când grosimea orizontului A are cel putin 75 cm sepoate vorbi despre caracterul cumulic al solului respectiv.Denudarea → ca proces de îndepărtare (în primul rând prin apă, dar si prin vânt) amaterialului de sol din partea superioară a profilului, duce la întinerirea permanentă a solurilor(preponderent în regiunile deluroase si muntoase), păstrându-le într-un stadiu incipient deevolutie (regosolurile, litosolurile si partial solurile brune eu-mezobazice). Atunci cândacest echilibru între denudare si formarea de material de sol este rupt prin interventianecugetată a omului, eroziunea îmbracă forme agresive – eroziunea accelerate , ducând chiar la îndepărtarea în totalitate a solului. Manifestarea eroziunii accelerate (în suprafată si în adâncime) duce practic la degradarea învelisului de solDeplasările de teren (procesele gravitationale) → din punct de vedere geomorfologic procesele gravitationale pot fi bruste sau lente. Din categoria celor bruste fac parte: prăbusirile, numite si năruiri sau surpări ;alunecările de teren; curgerile de pe versanti. În categoria proceselor lente intră: deplasările uscate din câmpurile de pietre din deserturile calde; deplasările în depozite prin înghet-dezghet; creepul (reptatia); coraziunea(deraziunea); tasarea; sufoziunea.Toate procesele amintite produc modificări în mersul „normal” al pedogenezei,ducând chiar la deranjarea orizonturilor sau doar la o temporizare a proceselor desolificare. Astfel, spre exemplu, alunecările de teren duc la modificări complexe aleprofilelor de sol. Ele deranjează dispunerea normală a orizonturilor de sol, pozitiaacestora dobândind o anumită înclinare sau o anumită curbură sau, orizonturile de sol potfi chiar răsturnate. În cazul curgerilor noroioase, pe canalul de scurgere a materialuluidesprins, profilul de sol este total distrus.Pe relieful vălurit, rezultat în urma alunecărilor, se impun precumpănitor douăsituatii legate de caracteristicile profilelor morfologice ale solurilor: - în sectoarele convexe solurile au profil foarte scurt, uneori apărând „la zi” chiar roca; - în sectoarele concave solurile au profile mult mai groase, dar prezintă o mare neuniformitate în ceea ce priveste dispunerea orizonturilor, în plus, aceste profile de sol prezintă un intenshidromorfism.