UNIVERSITATEA VALAHIA DIN TRGOVITE

DEPARTAMENTUL PENTRU NVMNT LA DISTAN I FORMARE CONTINU

Conf. dr. TEFAN ISPAS

P E D O L O G I E

CURS PENTRU STUDENII DE LA FACULTATEA DE INGINERIA MEDIULUI

I BIOTEHNOLOGII SPECIALIZAREA MONTANOLOGIE

ANUL II

T R G O V I T E - 2 0 0 7 -

1

Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2007For Evaluation Only.

C U P R I N S

1. NOIUNI INTRODUCTIVE 4

1.1. Obiectul de studiu ..4 1.2. nsuirile solului ca mijloc de producie n agricultur . 6 1.3. Scurt istoric al dezvoltrii pedologiei.....6 1.4. Importana pedologiei 7 1.5. Evoluia fondului funciar al Romaniei ...8 2. FORMAREA I ALCTUIREA PRII MINERALE A SOLULUI ...10

2.1. Originea prii minerale .10 2.2. Procesele de formare a prii minerale..21 2.3. Alctuirea prii minerale .....26 3. FORMAREA I ALCTUIREA PRII ORGANICE A SOLULUI ..29

3.1. Sursele de materie organic ..29 3.2. Microorganismele i rolullor n transformarea resturilor organice ...29

3.3. Descompunerea resturilor organice i formarea humusului...30 3.4. Tipurile de humus .....32 3.5. Importana humusului n sol..32

4. APA DIN SOL .34 4.1. Sursele de ap din sol ...34 4.2. Forele care acioneaz asupra apei din sol ......34

4.3. Formele de ap din sol ...35 4.4. Pierderea apei din sol ....37 4.5. Bilanul apei n sol i regimul hidric al solului ..38

5. AERUL DIN SOL .41 5.1. Coninutul de aer al solului ..41 5.2. Compoziia aerului din sol ...41 5.3. Aeraia solului ..42 5.4. Regimul aerului din sol ....43

6. FACTORII DE SOLIFICARE ..44 6.1. Rolul organismelor vegetale i animale....44 6.2. Rolul climei...44 6.3. Rolul rocii ..45 6.4. Rolul reliefului ...46 6.5. Rolul apelor freatice i stagnante..47 6.6. Rolul timpului ....47 6.7. Rolul omului ..48

7. FORMAREA I ALCTUIREA PROFILULUI DE SOL................50 7.1. Procesele de formare a profilului de sol...50 7.2. Alctuirea profilului de sol...54

8. PROPRIETILE FIZICE ALE SOLULUI .63 8.1. Culoarea solului.......63 8.2. Textura solului ..........66 8.3. Structura solului ....70

2

9. PROPRIETILE CHIMICE ALE SOLULUI 73 9.1. Soluia solului..73 9.2. Coloizii solului i principalele lor proprieti..74 9.3. Capacitatea de adsorbie a solului....75 9.4. Reacia soluiei solului.....77 9.5. Rolul reaciei solului ...78

10. CLASIFICAREA GENERAL A SOLURILOR 80 11. CARACTERIZAREA SOLURILOR DIN ROMNIA .82 11.1. Clasa cernisoluri .82 11.2. Clasa luvisoluri ..85

11.3. Clasa cambisoluri ..88 11.4. Clasa spodisoluri ...90 11.5. Clasa umbrisoluri ..92 11.6. Clasa andisoluri .....93

11.7. Clasa hidrisoluri ....94 11.8. Clasa salsodisoluri ....96 11.9. Clasa pelisoluri .98 11.10. Clasa protisoluri ..100 11.11. Clasa antrisoluri ..103 11.12. Clasa histisoluri ...104

12. CRITERII DE NCADRARE A TERENURILOR AGRICOLE N CLASE DE CALITATE 106

12.1. Bonitarea terenurilor agricole ...106 12.2. ncadrarea terenurilor agricole n clase de calitate109

Bibliografie selectiv ..113

3

1. NOIUNI INTRODUCTIVE

1.2. OBIECTUL DE STUDIU

Pedologia este tiina care se ocup cu studiul solului sub toate aspectele sale: genez, evoluie, proprieti fizico-chimice, clasificare i rspndire geografic, punnd un accent deosebit pe utilizarea solului ca mijloc de producie n agricultur. Denumirea de pedologie provine de la cuvintele greceti pedon care nseamn sol sau ogor i logos care are sensul de studiu.

Pedogeografia (Geografia solurilor) studiaz solul, n primul rnd, sub aspectul de component al mediului geografic i al relaiilor sale cu ceilali factori de mediu (relieful, vegetaia, apele freatice etc.), fr a neglija problemele legate de genez, evoluie, proprieti fizico-chimice, clasificare, rspndire, folosin i protecie.

ntre cele dou tiine nu exist o limit tranant, fiecare avnd contribuii valoroase la cunoaterea i interpretarea nveliului de sol.

Pedologia are caracterul unei tiine interdisciplinare, fiind situat la grania dintre tiinele naturii (bilogie, geografie, geologie) sau tiiele fizico-chimice (fizic, chimie, biochimie), pe de o parte, i tiinele aplicative agrosilvice (agricultura, agrochimia, silvicultura) sau inginereti (ingineria mediului, mbuntiri funciare, inginerie geologic), pe de alt parte.

Pedogeografia face legtura ntre pedologie i geografie.

Fig.1.1 - Pedologia, tiin interdisciplinar Solul, ca obiect de studiu al celor dou tiine, este stratul afnat de la

suprafaa scoarei terestre, avnd compoziie i nsuiri proprii, care poate asigura creterea vegetaiei. Pe baza cercetrilor din ultimele decenii (Munteanu I., 1984), conceptul de sol a fost extins i n domeniul subacvatic prin neconsiderarea ca soluri, sub denumirea de limnisoluri, i a formaiunilor lacustre submerse n a cror genez un rol important l are materia organic provenit prin descompunerea resturilor vegetaiei plutitoare i subacvatice.

Solul este un corp natural, care se formeaz prin transformarea rocilor i a resturilor organice sub aciunea continu i interdependent a factorilor de mediu. ntregul nveli de sol al Pmntului formeaz pedosfera care, ca grosime i volum, este foarte mic comparativ cu celelalte geosfere (de la 5 - 10 cm n zonele montane, pn la 2 - 3 m n zonele ecuatoriale). Pedosfera are ns o importan

4

deosebit, deoarece n cadrul acesteia au loc unele procese fizice, chimice i biologice deosebit de complexe, n urma crora substanele minerale se transform n substane organo-minerale, care stau la baza existenei vieii pe Pmnt.

Pedosfera funcioneaz ca o zon de interferen la contactul dintre litosfer, atmosfer, hidrosfer i biosfer.

Fig.1.2 Pedosfera (P), zon de ntreptrundere a geosferelor; A Atmosfera; L Litosfera;

H Hidrosfera; B Biosfera

n alctuirea solului se deosebesc trei componente, cunoscute i sub

numele de faze, caracteristice celor trei stri de agregare ale materiei. Acestea sunt: faza solid, faza lichid i faza gazoas. n situaia unui sol bine echilibrat, faza solid reprezint aproximativ 50%, n timp ce faza lichid i faza gazoas reprezint cte 25% fiecare. Faza solid este reprezentat din constitueni minerali (aproximativ 40-45%) provenii din transformarea rocilor i mineralelor i constitueni organici (aproximativ 5-10%) provenii din transformarea resturilor organice ncorporate n sol. Faza lichid (25%) este reprezentat de apa reinut la suprafaa particulelor i n porii solului. Aceasta conine diferite substane minerale i organice, formnd ceea ce se cunoate sub denumirea de soluia solului. Faza gazoas (25%) este reprezentat de aerul din sol, care ocup spaiul liber de ap din porii solului. Spre deosebire de aerul atmosferic, aerul din sol este mai bogat n dioxid de carbon i mai srac n oxigen. Aceste componente mpreun cu organismele vii formeaz o unitate funcional cu organizare proprie, ce are caracter de sistem biogeodinamic deosebit de complex, sistem care prezint permanente schimburi de substan i energie cu mediul nconjurtor. Microorganismele din sol transform resturile organice n humus, care asigur nsuirea de baz a solului, cunoscut sub numele de fertilitate. Cptnd aceast nsuire solul se deosebete fundamental de roca din care a provenit.

Fig.1.3 Alctuirea general a solului

5

Prin fertilitate se nelege capacitatea solului de a pune la dispoziia plantelor substanele nutritive, apa i aerul de care acestea au nevoie pentru creterea i dezvoltarea lor. Fertilitatea solului n condiii naturale sau nemodificate de om poart denumirea de fertilitate natural. Fertilitatea pe care o capt solul n urma interveniei omului (lucrri agrotehnice, agrochimice, ameliorative etc.) poart denumirea de fertilitate artificial, cultural sau tehnogen. Prin urmare, fertilitatea este o nsuire natural a solului strns legat de factorii de mediu, precum i de aciunea omului, de gradul de dezvoltare al tiinei i tehnicii. Uneori, n legtur cu potenialul productiv al solului, n afar de noiunea de fertilitate, se mai folosete i noiunea de productivitate. Aceasta nu trebuie confundat cu fertilitatea, deoarece se refer la ntregul ansamblu de factori care iau parte la obinerea recoltelor: solul, condiiile de mediu, tehnologiile de cultur, potenialul biologic al plantelor (soiuri, hibrizi), organizarea activitii de producie etc. n aceast situaie, soluri cu aceeai fertilitate pot avea productiviti diferite, n funcie de influena celorlali factori. 1.2. NSUIRILE SOLULUI CA MIJLOC DE PRODUCIE

N AGRICULTUR n agricultur, solul este considerat principalul mijloc de producie i obiect al muncii. Prezint ns unele particulariti care l deosebesc esenial fa de alte mijloace de producie. Astfel, solul este un mijloc de producie natural, care se formeaz i evolueaz la suprafaa uscatului, sub influena condiiilor de mediu (clim, vegetaie, roc, ape freatice i stagnante etc.) Spre deosebire de alte mijloace de producie, care pot fi multiplicate, nveliul de sol al unei regiuni sau ri este limitat de spaiul geografic respectiv. Prin urmare, obinerea de producii mai mari (cerute de o populaie n continu cretere) nu se poate face numai prin creterea suprafeei cultivate (agricultur extensiv) ci, cu precdere, prin creterea produciei la hectar (agricultur intensiv). Dac unele ri, ca Rusia, SUA, Canada, Argentina, Australia etc., suprafaa de teren cultivat se poate extinde pn la 50% i chiar mai mult, n Romnia aceast cretere poate fi de numai 2 - 3%. De asemenea, spre deosebire de alte mijloace de producie, care prin folosire se uzeaz, solul, dac este utilizat raional i mrete capacitatea de producie. Prin efectuarea lucrrilor agricole la timp i de calitate, prin folosirea ngrmintelor, amendamentelor i pesticidelor, prin efectuarea lucrrilor de mbuntiri funciare (irigaii, desecri i combaterea eroziunii solului), prin perfecionarea tehnologiilor de cultur etc., productivitatea solului crete asigurnd recolte tot mai mari.

1.3. SCURT ISTORIC AL DEZVOLTRII PEDOLOGIEI ntemeietorul pedologiei ca tiin este considerat V.V.Docuceaev (1848 -1903) care n lucrarea Cernoziomul rusesc a introdus concepia de ,,corp natural asupra solului. Docuceaev, temeietorul colii naturaliste, este autorul primei clasificri tiinifice a solurilor, reuind s schieze legile repartiiei lor geografice i s introduc noiunile de zonalitate latitudinal i etajare pe vertical n distribuia solurilor.

6

Cercetatea solurilor n ara noastr are o veche tradiie, primele observaii despre sol datnd nc din secolele trecute. De exemplu, Dimitrie Cantemir n lucrarea ,,Descriptio Moldavie (1716) scria c ,,solurile Moldovei sunt negre i pline de silitr. Bazele cercetrii sistematice a solurilor s-au pus ns n anul 1906, cnd s-a nfiinat Institutul Geologic al Romniei, n cadrul cruia a funcionat i o secie de cercetate a solului. Gheorghe Muntenu Murgoci (1872 - 1925), conductorul acestei secii, n lucrarea sa ,,Zonele naturale de soluri din Romnia, considerat o adevrat piatr de temelie a pedologiei romneti, arat distribuia solurilor n benzi paralele arcului carpatic, consecin a etajrii reliefului, climei i vegetaiei de la nivelul cmpiilor periferice spre culmile montane. Aceast lucrare este nsoit i de prima hart general a solurilor din ara noastr, realizat la scara 1:2 500 000 i publicat n anul 1911. n cadrul Institutului de Cercetri Agronomice al Romniei, nfiinat n anul 1928, Gheorghe Ionescu Siseti a organizat cercetarea sistematic a strii de fertilitate a principalelor soluri din Romnia. n anul 1933 s-a nfiinat Institutul de Cercetri Forestiere, n cadrul cruia C. D. Chiri a iniiat cercetarea solurilor forestiere din ara noastr. Dup cel de-al II-lea rzboi mondial, cercetarea solului s-a dezvoltat tot mai mult, fiind impulsionat i de nfiiarea Societii Naionale Romne de tiina Solului (1961), care a organizat numeroase conferine de specialitate, precum i cel de-al VIII-lea Congres Internaional de tiina Solului, care a avut loc la Bucureti n anul 1964. Cercetrile pedologice au luat un avnt deosebit dup anul 1970, cnd s-a nfiimat Institutrul de Cercetri pentru Pedologie i Agrochimie din Bucureti (ICPA). Ca urmare a progreselor nregistrate, n anul 1980 a aprut ,,Sistemul romn de clasificare a solurilor, n viziunea cruia s-au efectuat numeroase studii pedologice i s-au editat alte hri de soluri ale Romniei la scrile 1:1 000 000, 1:500 000 i 1:200 000 (compus din 50 de foi). De asemenea, au aprut unele hri cu tematic special, ca de exemplu: Harta eroziunii solurilor, Harta terenurilor cu exces de umiditate etc. n anul 2003 a aprut ,Sistemul Romn de Taxonomie a Solurilor, care reprezint o sintez reuit a progreselor nregistrate pe plan intern i internaional n domeniul tiinei solului.

1.4. IMPORTANA PEDOLOGIEI Ocupndu-se cu studiul solului, care face posibil obinerea de recolte, fr de care omul nu poate exista, pedologia are un rol deosebit de important n dezvoltarea produciei agricole. O agricultur raional, intensiv, nu poate fi conceput fr sprijinul pedologiei care contribuie la rezolvarea unor probleme majore, aa cum sunt:

inerea evidenei fondului funciar unic al rii i mprirea acestuia n fond funciar agricol, silvic, al apelor i blilor, al construciilor i al drumurilor;

repartiia fondului funciar agricol pe categorii de folosine (arabil, puni i fnee, pomi i vi-de-vie);

aplicarea difereniat a tehnologiilor de cultur, a msurilor agrofititehnice, agrochimice i ameliorative;

prevenirea i combaterea degradrii solurilor datorit eroziunii, salinizrii, nmltinirii etc.;

7

creterea suprafeei agricole prin introducerea n circuitul produciei vegetale a unor terenuri degradate sau poluate sub diverse forme. Solul prezint o importan deosebit nu numai pentru agricultur, acesta constituind, n general, una din condiiile materiale necesare existenei i activitii productive a omenirii (loc de aezare, baz spaial de aciune, surs de diferite materii i materiale etc.) Cunoaterea amnunit a nveliului de sol are un rol important i n combaterea polurii mediului nconjurtor, solul avnd rolul de filtru al substanelor poluante existente n atmosfer, ape de suprafa sau freatice. Dup cum se constat, pedologia este o tiin implicat n numeroase probleme, de rezolvarea crora depinde prosperitatea i chiar existena societii umane.

1.5. SITUAIA FONDULUI FUNCIAR AL ROMNIEI Prin fond funciar se nelege totalitatea categoriilor de terenuri de care dispune o regiune sau o ar. Fondul funciar al Romniei este de circa 23,8 mil. ha, repartizat dup cum urmeaz:

fondul funciar agricol.14,8 mil. ha..62% fondul funciar forestier.6,7 ,, ,, ...28% fondul funciar al apelor ....0,9 ,, ,, ..4% fondul funciar al construciilor......................0,6 ,, ,, ...3% fondul funciar al drumurilor..0,5 ,, ,, 2% fondul funciar al terenurilor neproductive.....0,4 ,, ,, ..1% Total general. . 23,8 mil.ha..100%

Fig. 1.4 - Repartiia fondului funciar al Romniei

Fondul funciar agricol, cel care prezint o importan deosebit pentru activitatea agricol, cuprinde urmtoarele categorii de folosin:

terenuri arabile.9,4 mil. ha. puni i fnee.....................4,8 ,, ,, livezi.....................................0,3 ,, ,, vii..........................................0,3 ,, ,,

Total...........................................14,8 mil. ha. Raportnd aceste suprafee la numrul de locuitori, rezult c n Romnia revin 0,65 ha teren agricol i 0,41 ha teren arabil pe cap de locuitor, adic foarte aproape de media pe glob (0,40 ha/loc), dar mult sub aceea din Rusia (0,97 ha/loc), SUA i Canada (0,93 ha/loc) etc.

8

Avnd n vedere c posibilitile de cretere a suprafeei arabile sunt foarte reduse (de numai 2 - 3%), nseamn c principala cale de cretere a produciei agricole n Romnia este creterea produciei la hectar, ceea ce presupune ameliorarea i folosirea intensiv a fondului funciar agricol. ntrebri recapitulative

1. Ce este pedologia? 2. Ai reinut relaiile pedologiei cu alte tiine? 3. Care este alctuirea general a solului? 4. Ce se nelege prin fertilitate? 5. Care sunt nsuirile solului ca mijloc de producie n agricultur? 6. Cunoatei situaia general a fondului funciar al Romniei?

9

2. FORMAREA I ALCTUIREA PRII MINERALE

A SOLULUI

2.1. ORIGINEA PRII MINERALE A SOLULUI Solul s-a format i se formeaz pe seama rocilor de la suprafaa scoarei

terestre. Rocile sunt alctuite din minerale, iar acestea din elementele existente n scoara terestr.

2.1.1. ALCTUIREA MINERALOGIC A SCOAREI TERESTRE

Mineralele sunt substane omogene din punct de vedere fizico chimic, n general solide, formate n scoara Pmntului prin combinarea chimic a elementelor. Mineralele native,formate dintr-un singur element chimic, sunt n numr mai redus (ex. aurul, argintul, platina, diamantul etc.).

Principalele elemente componente ale mineralelor, rocilor i, deci, ale litosferei sunt prezentate n tabelul de mai jos.

Tabelul 2.1 - Compoziia chimic a litosferei pn la adncimea de 18 km (procente din greutate)

Nr. crt. Elementele

Clarke i Washington

A.E. Fersman

B.B. Polnov

A.P. Vinogradov

1 Oxigen 49,52 49,13 49,30 47,20

2 Siliciu 25,75 26,00 25,67 27,60

3 Aluminiu 7,51 7,45 7,50 8,80

4 Fier 4,70 4,20 4,70 5,10

5 Calciu 3,39 3,25 3,39 3,60

6 Natriu 2,64 2,40 2,63 2,64

7 Potasiu 2,40 2,35 2,40 2,60

8 Magneziu 1,94 2,35 1,93 2,10

9 Hidrogen 0,88 1,00 0,87 0,15

10 Fosfor 0,12 0,12 0,10 0,08

11 Sulf 0,04 0,10 0,26 0,05

12 Mangan 0,08 0,10 0,10 0,09

13 Titan 0,58 0,61 0,55 0,60

14 Carbon 0,08 0,35 0,09 0,10

Dup compoziia chimic, mineralele au fost mprite n urmtoarele

clase: sulfuri, sruri haloide, oxizi i hidroxizi i sruri oxigenate.

10

a) Clasa sulfurilor Cuprinde sulfurile simple (combinaiile sulfului cu un metal) i sulfo-

srurile (combinaiile unor sruri cu sulful). Din aceast clas se pot meniona: - pirita (FeS2), cea mai rspndit sulfur din scoara terestr, culoarea

galben deschis, luciu metalic, duritatea 6,0 6,5, greutate specific 5, cristale cubice, agregate grunoase;

- calcopirita (CuFeS2), reprezint una din principalele surse de obinere a cuprului, are culoarea galben nchis, luciu metalic, duritatea 3 4, greutate specific 4, cristalizeaz n sistemul tetragonal;

- galena (PbS), reprezint principala surs de obinere a plumbului, are culoarea cenuie de plumb, luciu metalic, duritatea 2 3, greutatea specific 7,5, cristale cubice;

- blenda (ZnS), constituie principalul mineral din care se obine zincul, are culoare brun nchis i luciu metalic;

b) Clasa srurilor haloide Este reprezentat prin mineralele compuse din srurile halogenilor (fluor,

clor, brom, iod) cu sodiu, potasiu, magneziu, calciu, aur, cupru. Dintre acestea mai rspndite sunt:

- sarea gem (NaCl), cunoscut i sub numele de halit, este utilizat n alimentaie i industria chimic, de obicei este incolor, cu luciu sticlos, duritatea 2,0 2,5 , greutatea specific 2,0 i cristale cubice; se recunoate uor dup gustul srat; sub form fin cristalizat se ntlnete i n unele soluri (srturi);

- silvina (KCl), important surs pentru obinerea ngrmintelor chimice pe baz de potasiu, este incolor, alb lptoas sau chiar roz, prezint luciu sticlos, duritatea 1,5 2,0 greutatea specific 1,9 i cristale cubice; este asemntoare cu sarea gem, de care se deosebete printr-un gust ceva mai amar;

- fluorina (CaF2), este o halogenur mai puin rspndit, avnd culori diferite (galben, verde, albastru, violet), luciu sticlos, duritatea 4, greutatea specific 3 i cristale cubice fluorescente, de unde provine nsi denumirea mineralului.

c) Clasa oxizilor i hidroxizilor Mineralele din aceast clas particip la alctuirea litosferei cu circa 17%

din greutatea acesteia. Oxizii i hidroxizii reprezint combinaiile simple ale diferitelor metale i

metaloide cu oxigenul i gruparea oxidril (OH). Din aceast clas fac parte i prezint importan pedogenetic:

- dioxidul de siliciu (SiO2), care poate fi cristalizat cuarul i necristalizat (stare amorf) opalul i calcedonia; cuarul este cel mai rspndit mineral n scoara terestr, incolor sau divers colorat, nu cliveaz, prezint sprtur concoidal sau neregulat, luciu sticlos, n roci apare sub form de mase grunoase, duritatea 7 (zgrie sticla), greutatea specific 2,6 2,7; din categoria dioxidului de siliciu necristalizat se poate meniona i silicea secundar, amorf, care se formeaz n soluri sub influena proceselor de podzolire, prezentndu-se sub form de pudr albicioas.

- oxizii i hidroxizii de fier cuprind: magnetitul (Fe3O4), hematitul (Fe2O3) i limonitul (Fe2O3 . nH2O); magnetitul reprezint principala surs de obinere a fierului, este de culoare neagr, are luciu semimetalic, prezint puternice proprieti magnetice, duritatea 5,5-6,0, greutatea specific 5, cristalizeaz n sistemul cubic; hematitul i limonitul reprezint alte surse de obinere a fierului, care se gsesc i n sol, cruia i imprim culoarea rocat sau glbuie; uneori,

11

oxizii i hidroxizii de fier mpreun cu oxizii i hidroxizii de mangan contribuie la formarea de concreiuni ferimanganice n sol;

- oxizii i hidroxizii de mangan au ca mineral mai important piroluzita (MnO2); este cel mai important oxid de mangan, are culoarea neagr, luciu semimetalic, clivaj perfect, duritatea 5-6, greutatea specific 5, cristalizeaz n sistemul tetragonal; se gsesc n cantiti mai reduse n soluri, crora le imprim culori nchise, negricioase.

- oxizii i hidroxizii de aluminiu sunt reprezentai prin hidrargilit [Al(OH)3], diasporul (Al2O3H2O) i corindonul (Al2O3); hidrargilitul particip la formarea bauxitei, materia prim de baz pentru obinerea aluminiului, este monoclinic i are culoarea alb.

d) Clasa srurilor oxigenate Cuprinde dou treimi din totalul mineralelor ce se ntlnesc n scoara

terestr. Din punct de vedere chimic, n aceast clas sunt cuprinse srurile naturale ale diferiilor acizi oxigenai.

Nitraii sunt sruri ale acidului azotic (HNO3). Din cadrul lor prezint importan salpetru de sodiu sau de Chile (NaNO3) i salpetru de potasiu sau de India (KNO3), care se folosesc ca ngrminte naturale n agricultur. Aceste minerale se formeaz, n general, n regiunile calde i uscate, prin descompunerea biochimic a unor substane cu coninut mare de azot (escremante de psri i animale).

Carbonaii sunt sruri ale acidului carbonic (H2CO3) i au o rspndire considerabil n scoara terestr. Dintre carbonai, amintim: carbonatul de calciu (CaCO3), prezent n natur sub form de calcit i aragonit; magnezitul (MgCO3); dolomitul CaMg(CO3)2; sideritul (FeCO3), rodocrozitul (MnCO3) i soda (Na2CO3) etc.

Calcitul este foarte rspndit n natur (al doilea ca frecven dup cuar), ntlnindu-se frecvent sub forme concreionare (stalactite, stalagmite etc), incolor sau divers colorat (alb lptos, galben, rocat, cenuiu), luciu sticlos, duritatea 3, greutatea specific 2,6 2,8; face efervescen puternic cu acidul clorhidric, la rece.

Carbonatul de calciu i n special calcitul este un component important al solurilor n cadrul crora se gsete dispersat sau sub form de neoformaii (eflorescene, concreiuni). n agricultur se folosete ca amendament pentru corectarea reaciei acide a solurilor.

Sulfaii constituie sruri ale acidului sulfuric (H2SO4). Cea mai mare rspndire o au sulfaii de calciu, reprezentai prin anhidrit (CaSO4) i gips (CaSO42H2O). Se ntrebuineaz n agricultur ca materiale ameliorative pentru corectarea reaciei alcaline a solurilor halomorfe.

Gipsul este colorat n alb, glbui, roz sau cenuiu, are luciu sticlos sau sidefos, duritatea 2, greutatea specific 2,3; agregate lamelare, fibroase, compacte, se zgrie cu unghia; intr n alctuirea rocilor sedimentare i uneori se ntlnete i n soluri.

Fosfaii reprezint sruri ale acidului fosforic (H3PO4). Dei grupeaz un numr mare de minerale, cantitatea lor, raportat la greutatea litosferei, este redus. Dintre aceste minerale, mai rspndite sunt apatitul [Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)], care intr, de obicei n alctuirea fosforitelor; vivianitul [Fe3(PO4)28H2O], rspndit n unele roci, dar i n solurile formate n condiii de exces de umiditate.

Fosfaii, prin alterare, elibereaz fosforul, constituind sursa primar a fosforului din sedimente. Apatitul i fosforitele se ntrebuineaz la prepararea ngrmintelor minerale cu fosfor.

12

Apatitul este un mineral foarte rspndit n roci magmatice, prezint agregate concreionare, fin cristalizate sau amorfe, cu structur radiar i luciu mat.

Vivianitul prezint culoare alb (care n contact cu aerul devine albstruie), se gsete n solurile cu exces de ap imprimnd culori cenuii-albstrui, cenuiu-verzui, albstrui - nchis sau negru - albstrui (mpreun cu compuii redui de fier).

Silicaii cuprind cel mai mare numr de minerale, cu o participare dominant n scoara terestr (aproximativ 90%). Silicaii au o mare importan n formarea solului, deoarece produii rezultai din alterarea lor (sruri, oxizi i hidroxizi, minerale argiloase, etc.) formeaz principalii componeni ai solului.

Silicaii sunt sruri ale acidului silicic (H4SiO4), fiind compui compleci cu structur cristalin, care au la baz reele ionice. n jurul fiecrui ion de Si4+ se gsesc 4 ioni de O2+, care sunt dispui, astfel nct unind centrele ionilor respectivi, rezult un tetraedru, motiv pentru care aceast grupare a fost denumit tetraedru de siliciu.

Ionii din spaiul central al gruprilor pot fi nlocuii cu ali ioni de acelai volum sau cu volum apropiat. Aa, de exemplu, ionii de siliciu din gruparea tetraedric pot fi nlocuii cu ioni de aluminiu, formndu-se aluminosilicai.

Ioni de siliciu Ioni de oxigen

Fig. 2.1 - Schema tetraedrului de siliciu Dup dispunerea tetraedrilor de siliciu se deosebesc mai multe categorii de

silicai: Silicai cu tetraedrii independeni (zirconiul, olivina, topazul, epidotul,

granaii, etc.). Olivina [(MgFe) SiO4] este cel mai rspndit mineral al acestei grupe, are

culoarea verde-msliniu de unde i trage i numele, duritatea 6,5 - 7,0; greutatea specific 3,5; cristalizeaz n sistemul rombic.

Silicai cu grupe finite de tetraedrii (turmalina i beriliu). Turmalina prezint culoare variat n funcie de coninutul chimic,

duritatea 7,0 - 7,5, greutatea specific 3, cristalizeaz n sistemul trigonal. Dintre piroxeni, cel mai rspndit este augitul, care prezint culoare

nchis (gri-negru sau brun), luciu semimetalic, duritatea 5 - 6, greutatea specific 3,2 - 3,5; n masa rocilor are aspect mpienjenit.

Amfibolul cel mai rspndit este hornblenda; are culoare nchis (neagr sau neagr-verzuie), luciu semimetalic, duritate 5,5 - 6,0; greutatea specific peste 3, n masa rocilor apare sub form de cristale prismatice.

Silicai cu strate infinite de tetraedrii (mic, talc, clorit, caolinit etc). Micele sunt minerale foarte rspndite n natur i intr n alctuirea unui

mare numr de roci. Mai cunoscute sunt mica alb (muscovitul) i mica neagr (biotitul). Muscovitul se prezint sub forme de mase foioase, solzoase, n foi subiri, este incolor, cu luciu sticlos sau sidefos. Biotitul prezint proprieti asemntoare cu ale muscovitului, ns datorit coninutului de fier are culoarea neagr.

13

Talcul are culoare albicioas - verzuie - cenuie, luciu sidefos, aspect unsuros, duritatea 1, greutatea specific 2,8; n roci apare sub form de mase foioase i solzoase.

Silicai cu reele tridimensionale (feldspai i feldspatoizi). Feldspaii sunt aluminosilicai alcalini sau alcalino pmntoi, care se

submpart n ortoclazi (potasici) i plagioclazi (calcosodici). Mai rspndit este ortoza, care aparine feldspailor ortoclazi, are culoarea roz deschis, luciu sticlos sau sidefos, clivaj n unghi de 90 (trepte).

Feldspatoizii sunt aluminosilicai cu un coninut mai mic de siliciu dect al feldspailor, reprezentai n principal prin sodalit i nefelin. Sodalitul se ntlnete sub form de cristale sau mase granulare, este incolor cu nuane albstrui, duritatea 5,5 - 6, greutatea specific 2,2 - 2,6; sistem de cristalizare cubic.

2.1.2. ALCTUIREA PETROGRAFIC A SCOAREI TERESTRE n general, mineralele se gsesc asociate sub form de roci. Dup modul

de formare i proprieti, rocile au fost mprite n trei mari grupe: roci magmatice, roci sedimentare i roci metamorfice.

a) Rocile magmatice Rocile magmatice (denumite i roci primare, n care se includ i rocile vulcanice) au luat natere prin consolidarea magmelor topite de silicai. Exist mai multe criterii de clasificare a acestor roci. Dup locul de consolidare a magmei, se deosebesc: - roci magmatice intruzive (granite, granodiorite, sienite, diorite i gabrouri) care s-au rcit n interiorul scoarei terestre i sunt total cristalizate; - roci magmatice efuzive (riolite, dacite, trahite, andezite i bazalte) care s-au rcit aproape de suprafa i sunt parial cristalizate. Dup compoziia mineralogic i nsuirile chimice, se deosebesc: - grupa granitelor, reprezentat de granite i riolite, n alctuirea crora domin cuarul i feldspaii potasici (ortoz); au culoare deschis (pestri) i sunt roci acide din care iau natere sedimente cu un coninut mare de nisip cuaros i de argil, care duc la formarea de soluri bogate n potasiu, dar srace n calciu; sunt foarte frecvente n Munii Dobrogei, Carpaii Meridionali i Occidentali. - grupa granodioritelor, format din granodiorite i dacite, tot roci acide, de culoare cenuie, cu diferite nuane; influeneaz procesul pedogenetic n mod asemntor cu rocile din familia granitelor; o varietate de granodiorite, foarte rspndite n munii din vestul rii, poart numele de banatite. - grupa sienitelor, din care fac parte sienitele i trahitele, sunt roci care conin mai puin cuar i nu mai sunt acide, ci neutre; au culoare cenuie deschis cu slabe nuane verzui; pe seama lor se formeaz sedimente srace n nisip, bogate n argil, potasiu i fier; - grupa dioritelor, reprezentat de diorite i andezite, de asemenea roci neutre, de culoare cenuie verzuie, care conin feldspai calcosodici pe seama crora se formeaz sedimente bogate n calciu i fier; andezitele se ntlnesc n Munii Apuseni i n munii vulcanici din Carpaii Orientali. - grupa gabrourilor, constituit din gabrouri i bazalte, n alctuirea crora nu se mai gsete cuar, ci feldspai plagioclazi, amfiboli i biotit, ceea ce face ca aceste roci s aib caracter bazic; culoarea este cenuie nchis sau verzuie-negricioas sau chiar neagr; prin alterare dau natere la sedimente grele

14

(argiloase), bogate n fier i calciu; se gsesc n Dobrogea, Munii Parngului i Munii Lotrului.

b) Rocile sedimentare Aceste roci s-au format prin descompunerea mecanic i chimic a rocilor

preexistente (magmatice, metamorfice i chiar sedimentare) i acumularea materialelor rezultate n diferite locuri i medii (aerian, subaerian).

Dup modul de formare se disting urmtoarele categorii de roci sedimentare: roci detritice, roci de precipitare chimic i roci organogene.

Rocile detritice, rezultate prin dezagregarea altor roci, de obicei dure, pot fi mobile sau consolidate (prin cimentare cu liant calcaros, argilos sau silicios), fiind reprezentate de:

- grohotiuri (fragmente coluroase de roc, prin cimentarea crora se formeaz breciile);

- pietriuri (fragmente rotunjite, de obicei transportate de ruri, care prin cimentare formeaz conglomeratele);

- nisipuri (fragmente cu diametrul cuprins ntre 0,02 - 2,0 mm, prin cimentarea crora se formeaz gresiile);

- praf (material format din particule cu diametrul cuprins ntre 0,02 0,002 mm, prin cimentarea crora cu carbonat de calciu rezult loessul);

- argile (particule cu diametrul mai mic de 0,002 mm; cnd sunt bogate n carbonat de calciu, acestea poart numele de marne).

Rocile de precipitare chimic s-au format prin evaporare n golfurile, lagunele i lacurile din regiunile aride. Din aceast categorie fac parte:

- sarea gem (NaCl); - gips (CaSO4 2H2O) i anhidrit (CaSO4); - travertinul (format din calcit, foarte poros i uor); - calcare comune (depozit de CaCO3, numit i piatr de var); - calcare oolitice (cu sfere mici, formate n jurul grunilor de nisip); - dolomitul CaMg(CO3)2 Prin dizolvarea rocilor calcaroase rezult un depozit argilos, bogat n oxizi

de fier i de aluminiu, de culoare roiatic, numit terra rossa. Cnd un astfel de depozit este mai bogat n oxizi de aluminiu, poart numele de bauxit.

Rocile organogene au rezultat prin acumularea de resturi ale unor organisme vegetale sau animale, aa cum sunt:

- calcarele organogene (de ex. calcare cochilifere); - diatomeele (rezult prin acumulri de alge din fitoplancton); - fosforitele (concreiuni de apatit cu numeroase incluziuni de cuar,

glauconit i calcit; n general, se folosesc la fabricarea ngrmintelor cu fosfor); - turbele (se formeaz prin acumulri de resturi organice ntr-un mediu

saturat cu ap) etc. c) Rocile metamorfice

Rocile metamorfice s-au format prin transformarea rocilor magmatice i sedimentare (se produce recristalizarea acestor roci, concomitent cu schimbri de structur, textur, compoziie mineralogic i uneori chimic), n condiiile unor temperaturi i presiuni ridicate existente n scoara terestr. n cea mai mare parte, rocile metamorfice sunt istoase, fapt pentru care au fost denumite n mod generic isturi cristaline. Din aceast categorie fac parte:

- gnaisele (roci alctuite din feldspai i cuar, provenite, n general, din metamorfozarea granitelor; prezint istuozitate slab);

15

- micaisturile (roci constituite din mic - 90% - i cuar; cnd sunt bogate n mic alb dau natere la sedimente mai grosiere, cu un coninut ridicat de potasiu, dar mic de calciu; cnd sunt bogate n mic neagr formeaz sedimente mai fine, bogate n fier; prezint istuozitate ridicat);

- filitele (sunt alctuite din cuar i mic i se formeaz prin transformarea rocilor argiloase; cnd n alctuirea lor pondere mare au sericitul, cloritul, grafitul sau talcul, se prezint sub form de isturi sericitice, cloritice, grafitoase, talcoase; permit formarea de depozite fine, argiloase, bogate n substane nutritive; prezint istuozitate ridicat);

- amfibolitele (conin, n principal, amfiboli i cuar, sunt compacte i duc la formarea de sedimente fine, bogate n fier).

O alt categorie de roci metamorfice, dar n proporie mult mai redus, o reprezint rocile masive, fr istuozitate. Din aceast categorie mai importante sunt:

- cuaritele (sunt alctuite, predominant, din gruni de cuar i au un aspect compact, fiind foarte dure; duc la formarea de sedimente nisipoase cuarifere, care nu sunt favorabile procesului de solificare);

- calcarele cristaline (sunt cunoscute i sub numele de marmure). Rocile magmatice, deci primele roci aprute, sunt alctuite n cea mai

mare parte din silicai, care constituie peste 90% din masa acestor roci. Silicaii sunt mineralele de baz i ai majoritii rocilor sedimentare i metamorfice, precum i ai solurilor. Prin urmare, partea mineral a solului i are originea, n cea mai mare parte, n silicai.

2.1.3. SCOARA DE ALTERARE Rocile de la suprafaa scoarei terestre sunt supuse n permanen

proceselor de dezagregare i alterare, n urma crora rezult o serie de produse care formeaz depozite sedimentare. Aceste depozite, cunoscute i sub denumirea de scoar de alterare, afnate i permeabile, constituie materialele pe seama crora se formeaz i evolueaz solurile.

Scoara de alterare, alctuit din produse rmase pe loc, rezultate prin transformarea direct a rocilor compacte, este considerat rezidual, autohton sau primar.

Scoara de alterare, alctuit din produse care au fost transportate de diferii ageni i apoi sedimentate, reprezint scoara de alterare acumulativ, alohton sau secundar. Acest tip de scoar de alterare contribuie la apariia unor forme de relief specifice, ca de exemplu: piemonturi, cmpii, terase, lunci etc.

a) Scoara de alterare rezidual Este specific arealului muntos al rii i cuprinde mai multe tipuri, a cror

repartiie teritorial este strns legat de rocile din care provin.

Tipul litogen, caracterizat prin predominarea fragmentelor de roc i a mineralelor primare, individualizeaz etajul alpin al Carpailor, aprnd pe roci consolidate, compacte. Apare i n restul regiunii montane pe roci diferite, n areale cu pante accentuate i cu procese intense de eroziune.

Tipul carbonato-litogen pe calcar a fost individualizat deoarece forma tipic a scoarei de alterare carbonato-litogen nu exist n Romnia, dar calcarele

16

i gresiile calcaroase genereaz prin alterare, n primele stadii, o scoar litogen care conine i carbonat de calciu, provenit ns din roca iniial.

Alterarea se produce att n condiii climatice umede, ct i de uscciune, arealul ocupat de acest tip de scoar de alterare atestnd aceste condiii: Munii Apuseni, sudul Carpailor Meridionali, Carpaii Orientali i Dobrogea.

Tipul siallitic se caracterizeaz prin formarea i acumularea de minerale argiloase, alturi de fragmente de roc i minerale primare. Este rspndit n zona forestier montan. Precipitaiile bogate determin levigarea srurilor, n special a celor de Ca i Na, ceea ce face ca reacia s devin acid.

Fig. 2.2 - Tipuri de scoar de alterare n Romnia: 1.aluviuni; 2.nisipuri; 3.mlatini; 4.litogen; 5.carbonato-litogen; 6.siallitic; 7.siallito-feritic; 8.argilo-siallitic cu argilizare slab moderat; 9.argilo-siallitic cu argilizare moderat-intens; 10.argilo-siallitic cu argilizare intens i feritizare slab; 11.carbonato-siallitic; 12.carbonato-siallitic n partea inferioar n argilo-siallitic n cea superioar; 13.halosiallitic (dup Ivanovici i Florea, citai de Grecu, 1997).

Tipul siallito - feritic este destul de puin prezent deoarece apariia sa este legat de condiii bioclimatice anterioare celor actuale sau unor condiii locale. n cadrul unor areale restrnse aparinnd Munilor Apuseni i n regiunea Huedin Cluj apar vechi scoare roii de alterare, formate n condiii mai calde i umede dect n prezent.

n acelai sens, prin alterarea calcarelor, care genereaz argile bogate n oxizi de fier, rezult aceeai scoar de alterare, proces caracteristic pentru Munii Apuseni i mai rar n Dobrogea sudic.

De asemenea, acelai tip de scoar de alterare rezult n urma alterrii rocilor eruptive, bogate n minerale melanocrate existente n regiunea montan din nord-vest.

17

b) Scoara de alterare acumulativ Aceast scoar de alterare este specific regiunilor de dealuri, podiuri i

cmpii i este reprezentat de tipul argilo-siallitic, carbonato-siallitic i hallosiallitic.

Tipul argilo-siallitic ocup cea mai mare parte a arealului forestier, fiind alctuit din depozite variate din punct de vedere al originii i granulometriei, mineralele argiloase aflndu-se n amestec cu mineralele primare rezistente la alterare (cuar, feldspat). Partea superioar a scoarei are reacie acid, cea mai mare parte a bazelor fiind ndeprtate prin levigare.

Avnd n vedere intensitatea diferit de neoformare a mineralelor argiloase, se separ un areal estic, cu argilizare slab - moderat i unul vestic, sud-vestic cu argilizare moderat - intens, diferen generat de influenele climatice diferite.

Tipul carbonato-siallitic se extinde n regiunea de step din Dobrogea, sudul i estul Munteniei, sudul Moldovei i vestul Banatului. Este alctuit, n cea mai mare parte, din loess i depozite loessoide, care s-au acumulat n condiiile unui climat cu precipitaii mai reduse.

Levigarea mai slab a acestui tip de scoar de alterare favorizeaz acumularea carbonailor, n special a celor de calciu i magneziu. Prin urmare, reacia este slab acid pn la slab bazic, devenind bazic n adncime.

Scoara de alterare argilo-siallitic la partea superioar i carbonato-sialitic la cea inferioar, caracteristic zonei de silvostep, reprezint o tranziie ntre cele dou tipuri de scoar de alterare.

Tipul halosiallitic este caracterizat prin diferite depozite mbogite n sruri solubile (cloruri, sulfai) i ocup areale restrnse n zona de extensiune a scoarei de alterare de tip carbonato-siallitic.

2.1.4. DEPOZITELE DE SUPRAFA Depozitele de suprafa, uneori denumite i depozite de cuvertur, sunt, n

cea mai mare parte, de vrst cuaternar i au o importan deosebit din punct de vedere pedogenetic, acestea reprezentnd materialul parental al solurilor.

innd cont de repartiia lor spaial, ct i de agentul care le genereaz, depozitele de suprafa sunt reprezentate prin depozite de versant, depozite aluviale, depozite lacustre, depozite marine, depozite glaciare i depozite eoliene.

Depozitele de versant sunt succesiuni de sedimente foarte diferite din punct de vedere al genezei i litologiei, acumulate pe versani sau la baza acestora, stratificate sau nestratificate. n cadrul acestor depozite se deosebete o grup gravitaional i o grup deluvio-coluvial.

Grupa gravitaional este reprezentat prin depozitele rezultate n urma proceselor crio-nivale, specifice munilor nali. Reprezentative pentru aceast grup sunt grohotiurile, care sunt mase de pietre de diferite dimensiuni, acumulate pe versani sau la baza acestora, cunoscute sub numele de conuri de grohoti sau poale de grohoti.

18

Fig.2.3 - Prin unirea mai multor conuri de grohoti

se formeaz poale de grohoti (dup Josan N., 1986)

Grupa deluvio-coluvial este reprezentat printr-o gam mai larg de depozite, cunoscute sub denumirile de eluvii, deluvii i coluvii.

Depozitele eluviale sunt materialele dezagregate i alterate, care au rmas pe locul de formare, pe suprafee interfluviale cvasiorizontale sau cu pante line, caracteristice regiunilor de dealuri i podiuri. Nu sunt deplasate gravitaional.

Fig. 2.4 - Tipuri de depozite de versant

Depozitele deluviile reprezint materiale coborte din partea superioar a

versantului i rmase pe versant. Pentru c sunt materiale alohtone au structur i compoziie diferit de cea a rocii pe care sunt amplasate. n unele cazuri sunt formate din materiale de sol. Depozitele deluviale sunt dominante n Podiul Transilvaniei, Podiul Moldovei i n regiunea subcarpatic.

Depozitele coluviale sunt materiale acumulate la baza versanilor, de obicei la contactul cu luncile sau cu podul teraselor. Panta suprafeelor coluviale este lin, caracteristic glacisurilor coluviale. Solurile formate pe depozite coluviale au orizonturile de suprafa ngroate.

Depozitele proluviale sunt formate din materiale depuse de toreni sau ruri cu regim torenial la baza versanilor sau la contactul, marcat printr-o scdere nsemnat a pantei, dintre dou regiuni. n relief, depozitele proluviale corespund conurilor de dejecie. Aceste depozite sunt foarte evidente la contactul cmpiilor cu regiunile deluroase.

19

Fig.2.5 - Depozit proluvial (prelucrare dup Strahler A.N.,1973)

Depozitele aluviale sunt sedimentele rezultate din transportul i acumularea de ctre apele curgtoare a materialelor erodate n cadrul bazinelor hidrografice.

Se ntlnesc n lunci i n cmpiile de subsiden (Cmpia Criurilor, Cmpia Timiului, Cmpia Titu, Cmpia Siretului inferior etc.), se prezint stratificate i au o compoziie chimic i mineralogic foarte variat.

n cursul superior al rurilor, unde dominante sunt procesele de eroziune, depozitele aluviale au caracter grosier, fiind reprezentate prin bolovani, pietre i pietriuri.

n luncile din sectorul mijlociu al rurilor se depun pietriuri i nisipuri grosiere, pe care se formeaz soluri aluviale scheletice.

n cursul inferior, unde dominante devin procesele de sedimentare, n luncile rurilor se depun cantiti mari de aluviuni fine, n special mluri i argile, n general carbonatice, pe care se formeaz soluri aluviale cu fertilitate ridicat.

n acelai sector de lunc, depunerile aluviale de lng ru au o compoziie granulometric mai grosier dect cele din lunca central sau cele din lunca extern.

Depozitele lacustre sunt caracteristice unor lacuri nealimentate de ruri. Au o textur extrem de fin, o stratificaie orizontal i sunt adeseori salinizate secundar.

Depozitele marine de litoral se caracterizeaz printr-o textur grosier, nisipoas i au un coninut de cochilii foarte ridicat, n general sfrmate.

Depozitele glaciare se datoreaz aciunii ghearilor cuaternari (pleistocen superior) care au acoperit vrfurile cele mai nalte din Carpaii Meridionali (Munii Bucegi, Fgra, Parng, Retezat), Rodnei.

Sunt reprezentate prin fragmente de roci, de diferite dimensiuni, transportate i depuse de gheari n zona de topire a gheii. Mai sunt cunoscute i sub numele de morene.

Solurile formate pe depozite glaciare (morenaice) au un coninut ridicat de schelet.

Depozitele eoliene au rezultat sub aciunea de eroziune (deflaie), transport i depunere a sedimentelor de ctre vnturi. Sunt formate din particule fine, nu se prezint stratificate i sunt specifice regiunilor de cmpii.

20

Dunele de nisip sunt cele mai reprezentative depozite eoliene. Acestea sunt mai rspndite n sud-vestul Olteniei i n Cmpia de Vest (Carei). Pe areale mai restrnse apar i n Brgan, pe partea dreapt a rurilor Ialomia i Buzu. Solurile formate pe dunele de nisip au o textur grosier, sunt excesiv permeabile i au o fertilitate redus.

Loessul este, de asemenea, un sediment de origine eolian, de culoare glbuie pn la brun-glbui, friabil dar coerent; particulele de 2 50 m reprezint 60 80% i sunt asociate cu argile i nisip fin.

Loessul i depozitele loessoide sunt dominante n cmpiile i podiurile din sudul rii (Oltenia, Muntenia i Dobrogea), dar se ntlnesc i n Podiul Moldovei i Podiul Transilvaniei.

Pe loess s-au format soluri profunde, cu textur mijlocie i fertilitate ridicat.

2.2. PROCESELE DE FORMARE A PRII MINERALE

Rocile de la suprafaa scoarei terestre, sub aciunea factorilor atmosferei, hidrosferei i biosferei, sunt supuse n permanen unor procese de transformare, dintre care mai importante sunt dezagregarea i alterarea.

2.2.1. DEZAGREGAREA Prin dezagregare se nelege procesul de mrunire a rocilor n fragmente din ce n ce mai mici, fr modificarea compoziiei chimice a mineralelor componente. Prin mrunire, roca devine permeabil pentru ap i aer. Dezagregarea se produce datorit variaiilor de temperatur, ngheului i dezgheului, apei, vntului, forei gravitaionale, plantelor i animalelor, ct i datorit omului.

a) Dezagregarea datorit variaiilor de temperatur Rocile i mineralele care le alctuiesc sunt rele conductoare de cldur, ceea ce face ca nclzirea i rcirea acestora s nu se produc uniform de la suprafa spre interior. Astfel, ziua, cnd temperatura este mai ridicat, stratele de la suprafa se nclzesc i se dilat mai mult, iar cele din interior din ce n ce mai puin. Rcirea se produce tot de la exterior ctre interior, mai ales noaptea, cnd stratele de la suprafa se rcesc mai mult, iar cele din interior din ce n ce mai puin. Prin repetarea acestor fenomene, ntre stratele rocilor apar o serie de fisuri, care, intersectndu-se n planuri diferite, duc la fragmentarea rocii n particule din ce n ce mai mici. Cu ct roca este alctuit din mai multe minerale, care se comport diferit fa de temperatur, cu att se fisureaz mai uor. De asemenea, dezagregarea este mai intes cu ct amplitudinea variaiilor de termice este mai mare i se produce ntr-un timp ct mai scurt. Dezagregarea datorit variaiilor de temperatur este specific regiunilor de pustiuri i n zonele montane nalte.

b) Dezagregarea datorit ngheului i dezgheului Acest proces mai este cunoscut i sub numele de gelivaie i se produce prin intermediul apei care ptrunde n fisurile rocilor. Prin nghe, apa i mrete volumul (aproximativ cu 9%), exercitnd presiuni asupra fisurilor i crpturilor, ceea ce duce la lrgirea acestora i chiar la desfacerea rocilor n buci.

21

n general, dezagregarea datorit ngheului i dezgheului este specific munilor nali, dar se produce i n regiunile de dealuri i cmpii din zonele temperate, la nceputul i sfritul iernii. Repetarea fenomenului de nghe dezghe determin fragmentarea agregatelor mari de sol, care rmn n urma arturilor adnci de toamn, contribuind astfel la o mai bun structurare a solului.

c) Dezagregarea datorit apei Dintre toi agenii de dezagregare, apa are cea mai mare importan, iar dezagregarea datorit acesteia este foarte variat.

Aciunea apei n fisuri i pori. Apa n stare lichid ptrunde n fisurile i porii rocilor, unde determin presiuni capabile s duc la mrunirea celor mai tari roci. De asemenea, prin dizolvarea unor compui chimici are loc reducerea coeziunii rocilor, ceea ce mrete posibilitatea de mrunire a acestora.

Aciunea apelor de iroire i a toreilor. n timpul ploilor abundente sau dup topirea zpezilor pe suprafeele nclinate iau natere ape de iroire sau chiar cursuri temporare, cunoscute sub numele de toreni, care prin aciunea de eroziune i transport contribuie la procesul de dezagregare.

Aciunea apelor curgtoare. Apele curgtoare exercit o aciune i mai intens de desprindere a unor materiale din scoara terestr. n timpul transportului, prin procese chimice de dizolvare, dar mai ales prin procese mecanice (izbire, frecare, rostogolire), fragmentele de roc sunt mrunite i depuse n lunci i delte, unde sunt cunoscute sub numele de materiale aluviale.

Aciunea lacurilor, mrilor i oceanelor. Aciunea de dezagregare a lacurilor, mrilor i oceanelor este mult mai redus dect n cazul apelor curgtoare i se manifest n timpul vnturilor puternice, cnd valurile izbesc cu putere malurile, reuind s desprind buci de roci din care acestea sunt alctuite. Fenomenul este specific rmurilor cu falez.

Aciunea zpezilor i ghearilor. n procesul dezagregrii rocilor, aciunea zpezilor i ghearilor este mai evident n zonele montane nalte, unde se acumuleaz mult zpad care se desprinde i alunec pe versani sub form de avalane (lavine). Acestea desprind i antreneaz la vale blocuri mari de roci care se mrunesc n timpul transportului.

n mod asemntor acioneaz i ghearii. Rocile desprinse i mrunite de gheari n timpul transportului poart numele de morene.

d) Dezagregarea datorit vntului Aciunea vntului asupra dezagregrii rocilor cuprinde trei procese distincte:

- de erodare a rocilor (coraziune eolian); - de transport (deflaia sau denudaia eolian); - de sedimentare (depunerea materialului transportat). Erodarea rocilor este produs de vnturile ncrcate cu gruni de nisip, cu

ajutorul crora izbesc blocurile de stnci aprute n cale, pe care le modeleaz n forme diferite (de exemplu, Babele i Sfinxul din Munii Bucegi).

Transportul materialelor se face prin rostogolire sau prin antrenarea lor aerian, n funcie de puterea de transport a vntului i mrimea particulelor.

Sedimentarea ncepe n momentul n care puterea de transport a vntului se reduce foarte mult, iar materialul depus d natere la depozite eoliene. Se consider c loessul este un depozit de origine eolian.

22

Foto. 2.1 Sfinxul, reultat al procesului de coraziune eolian n zona alpin

a Munilor Bucegi

e) Dezagregarea datorit forei gravitaionale Este mai evident n cazul abrupturilor sau versanilor puternic nclinai,

din care se desprind fragmente de roci, care n cdere se mrunesc prin izbire, frecare sau rostogolire.

f) Dezagregarea datorit plantelor i animalelor Rdcinile plantelor, n special ale arborilor ptrund prin crpturile rocilor i pe msur ce se ngroa contribuie la accentuarea fisurilor i crpturilor pn la despicarea rocilor. Animalele care triesc n sol, prin galeriile pe care le sap contribuie la mrunirea i amestecarea orizonturilor de sol. Sistemul radicular al arborilor, ct i activitatea animalelor faciliteaz ptrunderea apei i aerului n sol, care amplific i mai mult fenomenul dezagregrii.

g) Dezagregarea datorit activitii omului Omul favorizeaz procesul de dezagregare al rocilor prin lucrrile pe care le face: exploatri miniere, cariere, lucrri de mbuntiri funciare etc.

2.2.2. ALTERAREA Este procesul de modificare chimic a mineralelor care intr n alctuirea rocilor. Cu ct dezagregarea este mai accentuat, cu att alterarea este mai intens, deoarece suprafaa total a particulelor crete odat cu gradul de mrunire. Alterarea mineralelor se produce pe cale chimic i biochimic.

a) Alterarea chimic Agentul principal al alterrii chimice este apa. n lipsa apei sau atunci cnd

aceasta se afl sub form de ghea, alterarea nu poate avea loc sau este foarte slab. n afara apei, rol important n alterarea chimic l are aerul, care acioneaz direct prin diferiii lui componeni: oxigenul, dioxidul de carbon etc.

Alterarea chimic se desfoar prin mai multe procese, mai importante fiind: hidratarea, dizolvarea, hidroliza, carbonatarea i oxido-reducerea.

Hidratarea este procesul fizico-chimic prin care mineralele ajung s conin ap i este de dou feluri: fizic i chimic.

Hidratarea fizic se produce prin atragerea apei la suprafaa particulelor minerale, unde se formeaz o pelicul sau film de ap. Cu ct materialul mineral este mai mrunit, cu att cantitatea de ap fixat este mai mare.

Hidratarea chimic const n ptrunderea apei n reeaua cristalin a mineralelor, fie sub form molecular (denumit ap de cristalizare), fie sub form

23

de grupe OH (denumit ap de constituie), fapt ce determin formarea de noi minerale. De exemplu, anhidritul prin hidratare cu ap molecular trece n gips, iar hematitul trece n limonit.

CaSO4 + 2H2O CaSO4 x 2H2O Fe2O3 + nH2O Fe2O3 x nH2O

Prin hidratarea hematitului se poate forma i hidroxidul de fier, situaie n care apa de hidratare este reprezentat prin grupe OH.

Fe2O3 + 3H2O 2Fe(OH)3 Procesul prin care mineralele pierd apa este cunoscut sub numele de deshidratare. Apa de hidratare fizic fiind slab reinut se pierde mai uor, n timp ce apa de hidratare chimic se pierde mult mai greu.

Dizolvarea reprezint procesul de trecere a unei substane n soluie, fr ca aceasta s-i modifice natura chimic. Acest proces este mai des ntlnit n cazul rocilor sedimentare, care conin unele sruri solubile, ca de exemplu: nitrai, cloruri, sulfai, carbonai etc. Fenomenul de dizolvare prezint o importan deosebit pentru formarea solului i a fertilitii sale, n sensul c o parte din substanele dizolvate satisfac necesitile plantelor, iar o alt parte sunt levigate pe profilul de sol, dnd natere la orizonturi srcite sau mbogite n anumii compui. Hidroliza este procesul de descompunere a unei sri, sub aciunea apei, n acidul i baza din care este format sarea respectiv.

CaCO3 + 2H2O H2CO3 + Ca (OH)2CaSO4 + 2H2O H2SO4 + Ca (OH)2

Hidroliza constituie principalul proces prin care se produce alterarea silicailor. Deoarece silicaii sunt insolubili, hidroliza lor are loc lent, n urmtoarele etape sau faze: debazificarea, desilicifierea i argilizarea.

Ca urmare a proceselor de mrunire, la suprafaa particulelor de silicai se gsesc diferii ioni, dintre care unii au caracter bazic (K,+ Na+, Mg+, Ca+). Apa care vine n contact cu suprafaa particulelor silicatice disociaz n ioni de hidrogen i oxidril.

n aceast prim etap a hidrolizei, cationii de hidrogen trec n locul cationilor de K,+ Na+, Mg+ i Ca+, care la rndul lor trec n soluie, formnd cu ionii oxidril (rezultai din disocierea apei) o serie de baze.

H2O H+ OH- K+ KOH

Na+ NaOH, Mg+ Mg(OH)2

Ca+ Ca(OH)2

Deoarece cationii bazici de la suprafaa particulelor silicatice sunt nlocuii cu cei de hidrogen, care au caracter acid, procesul se numete debazificare.

n a doua etap a hidrolizei, baza rezultat prin debazificare atac masa silicatului, alctuit n cea mai mare parte din dioxid de siliciu (SiO2), din care se desprinde un praf albicios, denumit silice secundar hidratat, faza purtnd numele de desilicifiere.

n ultima etap a hidrolizei, din silicatul primar, ca urmare a debazificrii i desilicifierii, se formeaz silicai secundari i anume minerale

24

argiloase, care intr n alctuirea argilei. Aceast ultim etap a hidrolizei silicailor poart denumirea de argilizare. Rol important n hidroliza silicailor au condiiile climatice, n primul rnd umiditatea i temperatura.

Astfel, n condiii de umiditate mare, temperatur sczut i reacie acid, silicaii primari sunt supui unei debazificri intense, dar bazele respective trec repede n sruri care sunt levigate n adncime. Datorit lipsei reaciei bazice, desilicifierea este slab, situaie n care se formeaz un mineral srac sau lipsit n cationi bazici, denumit caolinit, iar procesul poart numele de caolinizare.

n zonele cu condiii moderate de umiditate, temperatur i reacie neutr pn la alcalin, are loc procesul de sericitizare. n aceste condiii debazificarea i ndeprtarea srurilor este mult mai lent i, ca urmare, n prima etap se formeaz sericitul, iar apoi illitul, montmorillonitul, beidelitul etc, minerale argiloase bogate n elemente bazice.

n condiii de umiditate i temperatur ridicate, hidroliza silicailor este foarte puternic, silicaii primari fiind desfcui pn la componentele de baz. Silicea rezultat i srurile formate sunt levigate n profunzime, iar la suprafa rmn oxizii de fier i de aluminiu. Materialul rezultat capt o culoare roie-glbuie, fiind denumit laterit, iar procesul lateritizare (later n limba latin nsemnnd igl sau crmid).

Dintre procesele de alterare, hidroliza are cea mai mare importan, contribuind la formarea argilei componentul mineral de baz al solului. De asemenea, prin hidroliza silicailor se elibereaz diferite sruri necesare nutriiei plantelor, precum i diferii oxizi i hidroxizi care intr n alctuirea solului. Carbonatarea este fenomenul de alterare a mineralelor i rocilor sub aciunea dioxidului de carbon dizolvat n ap. n urma procesului de debazificare a silicailor au rezultat hidroxizii de potasiu, sodiu, magneziu i calciu, care intr n reacie cu dioxidul de carbon dizolvat n ap, formndu-se carbonaii respectivi.

2KOH + CO2 + H2O K2CO3 + 2H2O 2NaOH + CO2 + H2O Na2CO3 + 2H2O Mg(OH)2 + CO2 + H2O MgCO3 + 2H2O Ca(OH)2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2H2O Carbonaii de potasiu i de sodiu fiind solubili pot fi levigai n adncime.

Cei de magneziu i calciu fiind greu solubili se depun pe profilul de sol. Totui, atunci cnd CO2 dizolvat n ap este n cantitate mare i carbonaii de magneziu i de calciu devin solubili prin trecerea lor n bicarbonai, procesul fiind reversibil. Acest fapt are o importan deosebit pentru plante care au astfel posibilitatea s se aprovizioneze cu cantitile necesare de magneziu i calciu.

MgCO3 + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Prin scderea coninutului de dioxid de carbon, bicarbonaii de magneziu

i calciu trec n carbonai, care fiind greu solubili se depun. Cu ct precipitaiile sunt mai bogate, iar coninutul de dioxid de carbon este mai ridicat, cu att procesul de decarbonatare a profilului de sol este mai evident. Totui, n situaia n care un climat umed este nlocuit cu unul mai secetos, carbonaii pot reveni n orizonturile superioare (odat cu apa de evaporaie), fenomen cunoscut sub numele de recarbonatare, carbonatare secundar sau regradare.

25

Oxido-reducerea. Prin oxidare se nelege procesul de combinare a unor elemente cu oxigenul. Dintre acestea, fierul i manganul, foarte rspndite n scoara terestr, au mare afinitate fa de oxigen. Procesele de oxidare au loc n mediu aerob, situaie n care fierul i manganul se gsesc sub form de compui oxidai, insolubili, care au culori de la galben pn la rocat (denumite culori de oxidare).

Reducerea este fenomenul invers oxidrii i const n pierderea de oxigen. Procesele de reducere au loc n condiii anaerobe. Formele reduse ale fierului i manganului sunt solubile, deci pot fi transportate de ap i au culori verzui, albstrui, vineii (denumite culori de reducere).

Oxidarea i reducerea au loc mpreun, oxidarea dominnd n solurile bine aerisite, n timp ce reducerea domin n solurile cu exces de umiditate, deci slab aerisite.

b) Alterarea biochimic Reprezint modificarea chimic a mineralelor sub aciunea organismelor, mai ales a microorganismelor i plantelor. Dei masa organismelor reprezint cel mult 0,1% din scoara terestr, datorit rspndirii i caracterului ei activ determin profunde i multiple transformri ale scoarei. Majoritatea reaciilor chimice din partea superioar a scoarei terestre se petrec cu participarea direct a organismelor, adic au un caracter biochimic, sau, cel puin, decurg ntr-un mediu ale crui proprieti fizico-chimice au fost determinate, n cea mai mare parte, de aciunea organismelor n decursul erelor geologice.

Exist organisme care acioneaz direct n procesul de alterare, extrgnd din minerale diferii compui care se acumuleaz n corpul lor. De exemplu, diatomeele i radiolarii extrag silicea din silicai; muchii i lichenii se dezvolt prin instalarea lor direct la suprafaa mineralelor i rocilor, iar unele plante absorb prin rdcini diferii cationi bazici de la suprafaa particulelor minerale etc.

Mult mai important este, ns, rolul indirect al organismelor n procesul de alterare. De exemplu, prin aciunea microorganismelor asupra materiei minerale i organice se elibereaz dioxidul de carbon, diferii acizi minerali i organici, care duc la intensificarea, n general, a proceselor de alterare a mineralelor.

Vegetaia las, n partea superioar a scoarei terestre, cantiti importante de resturi organice, prin descompunerea crora de ctre microorganisme se formeaz acizi, baze i sruri, care contribuie la intensificarea alterrii.

n concluzie, organismele exercit o intens aciune de alterare a mineralelor i rocilor, nct este greu de realizat o delimitare ntre procesele chimice i biochimice de alterare, care se condiioneaz reciproc i se petrec simultan.

2.3. ALCTUIREA PRII MINERALE A SOLULUI n urma proceselor de dezagregare i alterare rezult o serie de produse

care pot rmne pe locul de formare sau sunt transportate i depuse la mari distane. Fie c rmn pe loc, fie c sunt transportate, produsele noi formeaz depozite sedimentare, cu grosimi diferite, afnate i permeabile, pe seama crora evolueaz solurile. Aceste depozite, cunoscute i sub denumirea de scoar de alterare, contribuie la apariia unor forme de relief specifice, ca de exemplu: piemonturi, cmpii, terase, lunci etc.

26

Partea mineral a solului, fiind format prin procesele de dezagregare i alterare, este reprezentat de produsele acestor procese, care se pot grupa n dou mari categorii: produse primare i produse secundare.

2.3.1. PRODUSELE PRIMARE

Produsele primare, provenite prin simpla dezagregare a rocilor, sunt reprezentate prin fragmente de bolovani, pietre, pietri, nisip i praf.

Bolovanii, pietrele i pietriul sunt rezultatul unei dezagregri slabe, nu prezint compoziie chimic i mineralogic specific i se ntlnesc mai rar pe profilul de sol, formnd ceea ce se cunoate sub numele de scheletul solului. Mai departe, prin dezagregare i alterare, pe seama lor, se formeaz alte produse.

Nisipul este rezultatul dezagregrii mai avansate a mineralelor i rocilor i este component al texturii solului. Spre deosebire de nisipul provenit din particule de cuar, care este foarte rezistent, nisipul provenit din roci mai srace n cuar poate fi transformat mult mai uor n alte produse ale dezagregrii i alterrii.

Praful, alctuit din fragmente de dimensiuni mai mici dect nisipul, este, de asemenea, component al texturii solului. Pe seama particulelor de praf, alctuite din diferite minerale, se pot forma, mai departe, alte produse de alterare.

2.3.2. PRODUSELE SECUNDARE

Aceste produse rezult n urma procesului de alterare a mineralelor i rocilor i sunt reprezentate prin compui solubili n ap i prin compui coloidali.

Compuii solubili n ap (srurile) se formeaz n prima faz a hidrolizei, pe seama cationilor bazici (K, Na, Mg, Ca) care, din silicai, prin hidroliz trec n soluie sub form de hidroxizi (KOH, NaOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2). Ulterior, acetia intr n reacie cu diferii acizi care se pot gsi n soluie (acid carbonic, azotic, clorhidric, sulfuric, fosforic etc., formndu-se srurile respective: carbonai, azotai, cloruri, sulfai, fosfai etc.

n funcie de solubilitate srurile pot fi: - uor solubile, mai frecvente fiind srurile acidului azotic (azotaii),

acidului clorhidric (clorurile) i acidului sulfuric (sulfaii); - cu solubilitate mijlocie, mai rspndit fiind gipsul, care apare n unele

soluri formate pe depozite gipsifere din regiunile aride; - greu solubile, reprezentate, n pricipal, prin carbonaii de calciu i de

magneziu. Importan deosebit pentru creterea plantelor prezint srurile care

servesc ca surs de substane nutritive (srurile de azot, fosfor, potasiu, calciu etc.).

Compuii coloidali, adic acei compui care nu se dizolv n ap, sunt: oxizii i hidroxizii, silicea secundar i mineralele argiloase.

Oxizii i hidroxizii se formeaz n cea de-a doua etap a hidrolizei silicailor, rspndire i importan mai mare pentru sol avnd-o oxizii i hidroxizii de fier, aluminiu i mangan.

Oxizii i hidroxizii de fier imprim solului culori mai rocate, n timp ce oxizii i hidroxizii de mangan, ntlnii mai ales n solurile umede, imprim solului culori brun nchise pn la negru. Oxizii de fier i mangan pot migra n masa solului i apoi se depun sub form de concreiuni ferimanganice (bobovine).

27

Silicea secundar se prezint sub form de pulbere foarte fin, de culoare albicioas, care acoper agregatele structurale i se comport ca o substan coloidal.

Mineralele argiloase rezult n cea de-a treia faz a hidrolizei silicailor primari, se prezint sub forma unor particule foarte fine, iar denumirea de minerale argiloase deriv de la faptul c sunt componente principale ale argilei.

Dup structura cristalin i compoziia chimic se deosebesc urmtoarele grupe de minerale argiloase: mice hidratate, smectite (montmorillonit, beidelit, nontronit, saponit), vermiculit i caolinit-halloyst.

Dintre proprietile mineralelor argiloase, o importan deosebit prezint capacitatea de schimb cationic, nelegnd prin aceasta proprietatea mineralelor argiloase de a permite cationilor s treac n soluie sau s fie schimbai cu ali cationi din soluie.

Argila are un rol deosebit de important n stabilirea i caracterizarea texturii solului.

n cazul solurilor care se formeaz pe roci magmatice prin alterare nu se mai rezult minerale argiloase, ci se formeaz minerale amorfe (allofane), care au proprieti asemntoare cu cele ale mineralelor argiloase, adic se comport tot ca substane coloidale.

ntrebri recapitulative: 1. Care este alctuirea mineralogic a scoarei terestre? 2. Care este alctuirea petrografic a scoarei terestre? 3. Enumerai depozitele de suprafa i precizai importana lor asupra

formrii solurilor? 4. Ce este i cum se produce dezagregarea? 5. Prin ce ci se desfoar alterarea chimic? 6. n ce const alterarea biochimic? 7. Din ce este alctuit partea mineral a solului?

28

3. FORMAREA I ALCTUIREA PRII ORGANICE

A SOLULUI

Prezena materiei organice n sol, ndeosebi sub form de humus, constituie caracteristica fundamental prin care solul se deosebete de roca din care s-a format.

3.1. SURSELE DE MATERIE ORGANIC Materia organic a solului provine din plantele, microorganismele i

animalele lipsite de via, aflate n diferite stadii de descompunere.

Vegetaia constituie principala surs de materie organic din sol. Vegetaie natural din ara noastr, reprezentat, n general, prin vegetaia

ierboas i vegetaia de pdure, influeneaz att cantitatea de resturi organice, ct i locul de cantonare al acestora.

Astfel, resturile organice provenite de la vegetaia ierboas, care ajung pn la 10-20 t/ha, provin n cea mai mare parte din rdcinile plantelor, din care cauz sunt cantonate n interiorul solului, mai ales n primii 40-50 cm.

Sub pduri predomin acumularea de resturi organice la suprafaa solului, reprezentate prin frunze, crengi, fragmente de scoar, semine etc., care alctuiesc o ptur continu sub numele de litier (n medie 3-4 t/ha). Aceasta are o grosime mai mare sub pdurile de foioase (3-6 cm) i mai mic sub pdurile de conifere (1-3 cm).

Vegetaia cultivat las n sol cantiti variabile de resturi organice, n funcie de felul culturii. De exemplu, o cultur de trifoi sau de lucern las n sol, n fiecare an, o cantitate de rdcini mult mai mare fa de plantele cultivate anual.

Microflora solului, reprezentat prin numrul mare de microorganisme (bacterii, ciuperci etc.) constituie o alt surs important de materie organic.

Fauna i microfauna din sol contribuie, de asemenea, la sporirea fondului de materie organic, dar ntr-o msur mult mai mic fa de celelalte surse.

Totalitatea resturilor organice, indiferent de proveniena lor, constituie materialul de formare a humusului, adic sursa de substane nutritive pentru plante. Sub acest aspect intereseaz att cantitatea, ct i calitatea resturilor organice. n acest sens, vegetaia ierboas, n comparaie cu cea lemnoas, pe lng faptul c las n sol cantiti mult mai mari de resturi organice, acestea sunt mult mai bogate n proteine i substane minerale, fapt ce favorizeaz procesul de formare a humusului.

3.2. MICROORGANISMELE I ROLUL LOR N TRANSFORMAREA

RESTURILOR ORGANICE DIN SOL Caracteristic pentru materia organic a solului este faptul c se gsete

ntr-o continu transformare, ndeosebi sub influena microorganismelor care populeaz solul, mai importante fiind bacteriile, ciupercile i actinomicetele.

Bacteriile sunt cele mai rspndite microorganisme din sol. Dup modul de nutriie, bacteriile se clasific n dou mari grupe:

29

bacterii autrotrofe, care acioneaz asupra compuilor minerali, fiind, din acest punct de vedere, primele microorganisme care se instaleaz pe suprafaa rocilor (de exemplu, diatomeele sau radiolarii extrag silicea din silicai);

bacterii heterotrofe, care acioneaz asupra compuilor organici. Dup mediul de via, de asemenea, bacteriile se clasific n dou mari

grupe: bacterii aerobe, care i desfoar activitatea n solurile bine aerate; bacterii anaerobe, adic acioneaz n solurile neaerate sau slab aerate. n general, bacteriile au o intes activitate n condiii de reacie neutr, slab

acid ori slab alcalin i constituie principala grup de microorganisme care provoac transformarea resturilor organice provenite de la vegetaia ierboas.

Ciupercile sunt microorganisme heterotrofe, adic se hrnesc numai cu substane organice. Sunt aerobe i, spre deosebire de bacterii, se dezvolt n condiii de reacie acid, acionnd mai mult n transformarea resturilor de vegetaie lemnoas.

Actinomicetele sunt tot microorganisme heterotrofe, care fac legtura ntre bacterii i ciuperci i se dezvolt n condiii de reacie acid pn la alcalin. Spre deosebire de bacterii i ciuperci au o capacitate mare de descompunere a substanelor organice rezistente, aa cum sunt ligninele.

3.3. DESCOMPUNEREA RESTURILOR ORGANICE I FORMAREA HUMUSULUI

Descompunerea resturilor organice se produce cu intensiti diferite n funcie de compoziia lor chimic i de condiiile de mediu.

Astfel, resturile organice provenite de la vegetaia ierboas, mai bogate n proteine i elemente bazice sunt descompuse mult mai rapid n comparaie cu resturile organice provenite de la vegetaia lemnoas, mai bogate n lignine i mai srace n elemente bazice.

Legat de condiiile de mediu, procesul de descompunere se desfoar mai rapid n mediul aerob, cu temperatur ridicat, cu reacie neutr, textur nisipoas i mai lent n mediul anaerob, temperatur sczut, cu reacie acid sau alcalin.

Prin descompunere, resturile organice sunt desfcute n compui mai simpli, mai nti tot de natur organic i apoi n compui minerali, aa cum sunt srurile de N, P, K, Ca, Mg, cu importan deosebit n nutriia plantelor.

Ca urmare a proceselor de descompunere i sintez a resturilor organice se formeaz humusul, component specific al solului, care l deosebete de roc.

Humusul reprezint materia organic naintat transformat, de culoare neagr sau brun, cu caracter coloidal, care rmne dup ce resturile de plante i animale ncorporate n sol au fost transformate sau descompuse (Lupacu Gh., 1998)

Componenii principali ai humusului sunt acizii humici.

3.3.1. Alctuirea i proprietile acizilor humici a) Alctuirea acizilor humici

n alctuirea acizilor humici se pot separa dou categorii de acizi i anume: acizi huminici i acizi fulvici.

Acizii huminici au culoare nchis i se formeaz n urma humificrii resturilor organice provenite de la vegetaia ierboas, mai bogate n substane proteice i elemente bazice, sub influena dominant a bacteriilor, n condiiile

30

unui climat cald i puin umed, n prezena calciului n sol i, deci, a unei reacii neutre, slab acide ori slab alcaline.

Acizii fulvici au culoare deschis i se formeaz n procesul humificrii resturilor organice provenite de la vegetaia lemnoas, cu un coninut redus de substane proteice i elemente bazice, sub influena dominant a ciupercilor, n condiiile unui climat rece i umed, n absena calciului n sol, adic a unui mediu acid. De obicei n alctuirea humusului intr ambele grupe de acizi, dar n proporii diferite. Astfel, n zona de step i silvostep domin acizii huminici, pe cnd n zona de pdure, pondere mai mare au acizii fulvici.

Din punct de vedere calitativ, acizii huminici imprim solului cele mai favorabile nsuiri fizice i chimice, fapt ce duce la concluzia c, cu ct raportul dintre acizii huminici i acizii fulvici este n favoarea acizilor huminici, cu att solurile sunt mai fertile.

Acizii humici au o compoziie elementar foarte complex, n alctuirea lor ntlnindu-se toate elementele care intr n alctuirea plantelor, pondere mare avnd C, H, O i N.

Pentru caracterizarea humusului, un rol foarte important n raportul dintre carbon i azot (C/N). Valorile acestui raport sunt ridicate (60-90) pentru materia organic proaspt, dar pe msur ce are loc procesul de humificare, valorile acestui raport scad, tinznd spre anumite valori caracteristice condiiilor biopedoclimatice. Astfel, n condiiile n care n sol se formeaz predominant acizi huminici (n zona de step) raportul C/N are valori sczute, sub 15. n condiiile n care n sol se formeaz predominant acizi fulvici (n zona de pdure) raportul C/N are valori mai ridicate, uneori peste 26.

Raportul C/N constituie un criteriu foarte important n aprecierea aprovizionrii solului cu azot. Valorile sczute ale raportului indic un coninut ridicat de azot (de exemplu, la cernoziomuri raportul C/N =10), n timp ce valorile ridicate ale acestui raport arat un coninut sczut de azot (de exemplu, la podzoluri raportul C/N =20).

b) Proprietile acizilor humici Acizii humici, ca orice acizi, au n molecula lor cationi de hidrogen; de

asemenea, ca orice acizi, se pot neutraliza. Datorit prezenei n sol a cationilor de Ca, Mg, K, Na etc., acizii humici

fixeaz aceti cationi n locul celor de hidrogen, adic se neutralizeaz sau se satureaz cu baze. Deoarece acizii humici au molecule mari, iar cationii de hidrogen, care pot fi nlocuii cu cei de Ca, Mg, K, Na etc., se gsesc la periferia macromoleculelor, cationii respectivi apar ca adsorbii i pot fi schimbai de ctre ali cationi din soluia solului.

Proprietatea acizilor humici de avea cationi adsorbii i de ai schimba cu ali cationi din soluia solului poart denumirea de capacitate de adsorbie i schimb cationic. Aceast proprietate, ntlnit i la mineralele argiloase, mpreun cu care acizii humici formeaz complexul coloidal sau argilo-humic, constituie una din cele mai importante nsuiri ale solului. Prin adsorbie, cationii de Ca, Mg, K, Na etc., sunt ferii ntr-o oarecare msur de a fi splai n adncime, iar prin trecere n soluie, ca urmare afenomenelor de schimb, pot fi folosii de ctre plante.

Ca urmare a reaciei dintre acizii humici i partea mineral a solului rezult diferite combinaii denumite organominerale. Astfel, n toate solurile se produce reacia dintre acizii humici i mineralele argiloase, mai ales n orizontul

31

superior, rezultnd complexul argilohumic sau coloidal sau adsorbtiv, care constituie partea cea mai important a solului.

3.4 . TIPURILE DE HUMUS Humificarea este un proces deosebit de complex, foarte mult influenat

de condiiile de mediu, care duc la formarea mai multor tipuri de humus. n solurile din ara noastr se ntlnesc urmatoarele tipuri de humus: mullul, moderul, humusul brut (morul) i turba.

Mullul este reprezentat prin materie organic complet humificat, intim amestecat cu partea mineral a solului. Se formeaz n condiii favorabile activitaii microbiologice, care determin transformarea complet a resturilor organice i este de dou feluri: mull calcic i mull forestier .

Mullul calcic este cel mai bun humus posibil, ce se formeaz n prezena calciului din sol, pe seama resturilor organice provenite de la vegetaia ierboas, sub aciunea predominant a bacteriilor; este alcatuit, n special, din acizi huminici si are culoare nchis, pe care o imprim i solului.

Mullul forestier, inferior celui calcic, se formeaz n solurile lipsite sau srace n calciu, din resturile organice provenite de la vegetaiei forestier, sub aciunea, n deosebi, a ciupercilor, fiind alctuit, mai ales, din acizi fulvici. Din acest motiv are o culoare mai deschis.

Moderul este reprezentat prin materie organic mai slab humificat i parial legat de partea mineral a solului. Se formeaz n condiii de clim mai umed i mai rcoroas, de microflor mai srac i mai puin activ. Are o culoare brun i duce la formarea unui orizont bioacumulativ mai subire dect n cazul solurilor cu humus de tipul mull. n funcie de condiiile de mediu acest tip de humus poate fi:

- moder forestier (sub pduri); - moder de pajite (sub pajisti montane acide); - moder calcic (specific solurilor formate pe calcare); - moder hidromorf (specific solurilor cu exces de umiditate).

Humusul brut (morul) este un tip de humus format predominant din resturi organice slab humificate, practic nelegate de partea mineral a solului, cu un procent ridicat de acizi fulvici. Este caracteristic solurilor din zona montan, formate pe roci acide, cu clim rece i umed, condiii n care procesul de humificare este foarte lent.

Turba se formeaz prin acumularea resturilor organice ntr-un mediu saturat cu ap n cea mai mare parte a anului.

Se deosebesc dou feluri de turb : - eutrof (calcic), neutr ori slab alcalin, bogat n substane minerale; - oligotrof, acid i sarac n substane minerale.

3.5. IMPORTANA HUMUSULUI N SOL

Humusul constituie componentul de baz, esenial al solului. Roca supus proceselor de dezagregare i alterare nu se transform n sol pn nu are loc procesul de formare i acumulare a humusului.

Humusul asigur fertilitatea solului. Cu ct solul este mai bogat n humus i acesta este mai de calitate, cu att crete fertilitatea sa.

32

Datorit proprietii de adsorbie a cationilor, humusul, ntr-o oarecare masur, poate reine i feri de levigare o serie de cationi (Ca, Mg, K, Na) pe care i poate elibera n soluia solului, de unde pot fi folosii de ctre plante.

Humusul mpreun cu argila contribuie la formarea unei structuri grunoase, stabile, care determin un regim aerohidric favorabil dezvoltrii plantelor.

De asemenea, humusul contribuie la mbuntirea nsuirilor fizice ale unor soluri. De exemplu, mrete permeabilitatea pentru ap si aer a solurilor argiloase, mrete coeziunea paticulelor de nisip n cadrul solurilor nisipoase etc. Solurile bogate n humus sunt favorabile pentru activitatea i nmulirea microorganismelor.

n funcie de coninutul de humus, n general, solurile se mpart n: - slab humifere (mai puin de 2 % humus); - moderat humifere (ntre 2 4 % humus); - intens humifere (mai mult de 4 % humus).

ntrebri recapitulative: 1. Care sunt principalele surse de materie organic? 2. Cine transform resturile organice n humus? 3. Ce este humusul i care este rolul su n sol? 4. Care sunt principalele tipuri de humus?

33

4. APA DIN SOL

Apa are o importan deosebit n formarea i evoluia solului, ct i n determinarea fertilitii sale. Astfel, majoritatea proceselor de dezagregare, alterare i de transport a unor componeni pe profilul de sol au loc sub influena apei. Apa din sol, n care sunt dizolvate diferite substane nutritive, asigur creterea i dezvoltarea normal a vegetaiei.

Prezena apei n cantitate prea mare sau prea mic scade mult fertilitatea solului. Pstrarea unui regim optim de ap n sol se poate realiza prin aplicarea unor msuri ameliorative, aa cum sunt irigaiile sau desecrile.

4.1. SURSELE DE AP DIN SOL Precipitaiile atmosferice constituie sursa general de aprovizionare a

solurilor cu ap. Tot ca surs general, dar mai puin important, este i apa reprezentat de vaporii din atmosfer, care prin ptrundere i condensare n sol pot trece sub form de ap lichid.

Alte surse de ap pot fi reprezentate prin: pnzele freatice, atunci cnd acestea se afl la adncimi mici i

influeneaz profilul de sol; scurgerile de suprafa, n cazul solurilor aflate la baza versanilor sau

n zone depresionare; din irigaie, n cazul solurilor irigate;

4.2. FORELE CARE ACIONEAZ ASUPRA APEI DIN SOL

Din momentul ajungerii sale n sol, apa este supus aciunii unor fore de natur diferit, care provoac reinerea sau micarea acesteia.

Forele datorate tensiunii vaporilor de ap acioneaz asupra apei aflate n sol sub form de vapori, ale cror tensiuni sau presiuni sunt influenate de umiditatea i temperatura solului. Astfel, la umiditate constant, tensiunea vaporilor crete cu temperatura, iar la temperatur constant, crete cu umiditatea.

Forele de adsorbie sau de sorbie determin reinerea apei la suprafaa particulelor de sol cnd acesta are un coninut redus de umiditate.

Forele capilare acioneaz asupra apei din porii capilari ai solului. La un coninut moderat de umiditate, apa reinut n capilarele solului se mic lent, n toate direciile, inclusiv de jos n sus. n cazul porilor cu diametru diferit, apa circul de la capilarele mai mari, spre capilarele mai mici, unde presiunea sau fora capilar este mai mare. Fora cu care apa este atras i reinut de sol, n condiii normale de umiditate, poart denumirea de for de suciune sau suciune.

Forele gravitaionale se manifest cnd solul este saturat cu ap. Sub influena gravitaiei, apa din porii necapilari (adic apa n exces) se deplaseaz de sus n jos, uneori ajungnd pn n pnza freatic. n cazul terenurilor nclinate, forele gravitaionale determin i deplasarea apei din locurile mai nalte spre cele mai joase, fie prin scurgere la suprafa, fie prin sol.

34

Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2007For Evaluation Only.

Forele hidrostatice acioneaz numai atunci cnd deasupra solului bltete un strat de ap. n aceast situaie, datorit greutii stratului respectiv de ap, forele hidrostatice sau de submersie determin ptrunderea apei n adncime.

Forele de sugere a rdcinilor plantelor determin deplasarea apei din sol nspre rdcini, prin intermediul crora ajunge n plante.

Forele osmotice sunt specifice solurilor srturate i determin reinerea puternic a apei care nu este cedat plantelor. Prin dizolvarea srurilor solubile, n apa din sol se formeaz o soluie care prezint o presiune osmotic cu att mai mare, cu ct cantitatea de sruri este mai mare.

4.3. FORMELE DE AP DIN SOL n funcie de mobilitatea i accesibilitatea pentru plante, n sol se gsesc

urmtoarele forme de ap: apa sub form de vapori, apa de higroscopicitate, apa pelicular, apa capilar, apa gravitaional i apa freatic.

Apa sub form de vapori. Se gsete n porii solului, provine din evaporarea altor forme de ap sau din atmosfer i poate trece din nou, prin condensare, n orice form de ap. Un fenomen important de formare de ap lichid i de mrire a umiditii solului l constitue aa numita rou subteran sau roua intern a pmntului. Astfel, noaptea, cnd orizonturile inferioare ale solului se rcesc mai puin dect cele superioare, tensiunea vaporilor de ap este mai mare, motiv pentru care acetia se deplaseaz spre orizonturile superioare unde, datorit temperaturii mai sczute, trec sub form de ap lichid. Vaporii de ap din atmosfer pot atenua efectul secetei att prin aportul de ap n sol, ct i prin modul de protecie pe care l exercit asupra prii aeriene a vegetaiei.

Apa de higroscopicitate. Reprezint apa reinut de forele de adsorbie la suprafaa particulelor de sol. Aceast form de ap nu se poate deplasa (dect dac trece sub alt form de ap) i nu poate fi cedat plantelor, pentru c este reinut cu o for mai mare dect fora de sugere a rdcinilor.

Coeficientul de higroscopicitate reprezint unul din cei mai importani indici hidrofizici ai solului i reprezint cantitatea maxim de ap pe care solul o poate absorbi dintr-o atmosfer saturat cu vapori. Aceasta depinde n mare msur de textura solului. Astfel, cu ct textura este mai fin, cu att suprafaa de contact ntre sol i ap este mai mare i deci, catitatea de ap de higroscopicitate este mai mare.

Apa pelicular. Dup ce solul a reinut apa de higroscopicitate, n continuare fixeaz alte molecule de ap, pn la satisfacerea total a capacitii de adsorbie. Apa pelicular, fiind reinut cu fore mai mici dect cea de higroscopicitate, circul lent de la particulele mai groase spre cele mai subiri i poate fi folosit ntr-o oarecare msur de ctre plante.

Apa capilar. Reprezint apa reinut n porii capilari ai solului datorit forelor capilare. Cantitatea de ap capilar depinde de textur i structur, crescnd de la solurile nisipoase spre cele argiloase i de la solurile nestructurate spre cele structurate.

35

Fig. 4.1 - Reprezentatea schematic a apei de higroscopicitate i a apei capilare i micarea acesteia

n comparaie cu apa de higroscopicitate i pelicular, care sunt puternic i slab legate, apa capilar este considerat ap liber, deoarece circul n toate direciile (inclusiv de jos n sus), solubilizeaz substanele nutritive i poate fi folosit de ctre plante. Datorit acestui fapt reprezint categoria de ap cea mai important din sol. n funcie de sursa de umezire a solului se deosebesc: ap capilar sprijinit i ap capilar suspendat. Apa capilar sprijinit rezult pe seama apei ridicat prin capilaritate, din pnza freatic, pn la una anumit nivel, dup care rmne constant redus. Stratul de sol cuprins ntre oglinda apei freatice i nivelul constant al apei capilare se numete franj capilar. Dac pnza freatic se afl la o adncime mic, de la care apa freatic se ridic prin capilaritate pn la suprafaa solului, nseamn c apa capilar din solul respectiv este o ap capilar sprijinit. Apa capilar suspendat caracterizeaz partea superioar a profilului de sol, provine din ploi, zpezi, irigaii etc. i nu are legtur cu pnza freatic situat la adncimi mari. n aceast situaie, ntre apa capilar suspendat i apa capilar sprijinit (franja capilar) se gsete un strat de sol cu o umiditate constant redus, denumit orizont mort.

Apa gravitaional. Reprezint apa care se poate gsi pentru scurt timp n porii necapilari (dup ploi abundente, topirea zpezilor, irigaii) i care se scurge repede n adncime sub influena gravitaiei, din care cauz nu prezint importan pentru aprovizionarea plantelor.

Apa freatic. Apa gravitaional scurs n adncime se nmagazineaz deasupra unui strat impermeabil, fomnd apa sau pnza freatic. Apa freatic influeneaz profilul de sol n funcie de adncimea la care se afl i gradul de mineralizare (coninutul de sruri).

Dup adncime se deosebesc: ape freatice situate la adncimi critice (2 - 3m), situaie n care franja

capilar se ridic pn la suprafaa solului, exercitnd o influen negativ asupra acestuia;

ape freatice aflate la adncimi subcritice (3-6m), situaie n