Jorden

Jorden
Studerede i soil science og soil science
Modsatte klippe
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Jord  er et naturligt objekt , der er dannet som et resultat af transformationen af ​​overfladelagene på jordens land under kombineret påvirkning af jorddannelsesfaktorer .

Jorden består af jordhorisonter , der danner en jordprofil , karakteriseret ved frugtbarhed [1] [2] . Jordens mangfoldighed afspejles i forskellige jordtyper [3] . Jordbund studeres af en særlig videnskab - jordbundsvidenskab , såvel som agronomi , geologi , jordbundsvidenskab , geokemi og andre videnskabelige områder. Jordbund og undervandsslam danner en særlig skal af Jorden - pedosfæren , som aktivt interagerer med nabogeosfærer .

Jord, der er blevet væsentligt omdannet som følge af langvarig agroteknisk påvirkning, kaldes agrozems [4] .

Historien om udtrykket

Før V.V. Dokuchaevs værker blev jord betragtet som et geologisk og agronomisk udtryk:

V. V. Dokuchaev siden 1883 [7] betragter for første gang jorden som en uafhængig naturlig krop , dannet under påvirkning af jorddannelsesfaktorer: "et sæt årsager ( jord , klima , relief , alder og vegetation)". Han præciserer faktorerne for jorddannelse og definitionen af, at jord "er en funktion (resultat) af moderbjergarten (jord), klima og organismer, ganget med tid" [8] .

Morfologi

Vilkår i henhold til GOST 27593-88 :

I processen med jorddannelse, primært under påvirkning af lodrette (stigende og faldende) strømme af stof og energi, såvel som heterogeniteten af ​​fordelingen af ​​levende stof, er den oprindelige sten lagdelt i genetiske horisonter . Jordbund dannes ofte på oprindeligt vertikalt heterogene binomiale bjergarter, hvilket efterlader et aftryk på jorddannelsen og kombinationen af ​​horisonter.

Horisonter betragtes som homogene (på skalaen af ​​hele jordens tykkelse) dele af jorden, indbyrdes forbundne og indbyrdes afhængige, der adskiller sig i kemisk, mineralogisk, granulometrisk sammensætning, fysiske og biologiske egenskaber. Det kompleks af horisonter, der er karakteristisk for en given type jorddannelse, danner en jordbundsprofil .

For horisonterne vedtages en bogstavbetegnelse, som gør det muligt at registrere profilens opbygning. For eksempel for torv-podzoljord : A 0 -A 0 A 1 -A 1 -A 1 A 2 -A 2 -A 2 B-BC-C [10] .

Der skelnes mellem følgende typer af horisonter [11] :

Jordfaste stoffer

Jorden er meget spredt og har en stor samlet overflade af faste partikler: fra 3-5 m²/g for sandjord til 300-400 m²/g for lerjord. Grundet spredningen har jorden betydelig porøsitet: Porevolumenet kan nå fra 30 % af det samlede volumen i vandlidende mineraljord til 90 % i organisk tørvejord. I gennemsnit er dette tal 40-60%.

Densiteten af ​​den faste fase (ρ s ) af mineraljord varierer fra 2,4 til 2,8 g/cm³, organisk: 1,35-1,45 g/cm³. Jorddensiteten (ρ b ) er lavere: henholdsvis 0,8-1,8 g/cm³ og 0,1-0,3 g/cm³. Porøsitet (porøsitet, ε) er relateret til tætheder med formlen:

ε = 1 - ρ b /ρ s

Den mineralske del af jorden

Mineralogisk sammensætning

Omkring 50-60% af volumenet og op til 90-97% af jordens masse er mineralske komponenter. Jordbundens mineralogiske sammensætning adskiller sig fra sammensætningen af ​​klippen, hvorpå den blev dannet: Jo ældre jorden er, jo stærkere er denne forskel.

Mineraler, der er restmateriale under forvitring og jorddannelse, kaldes primære . I hypergenesezonen er de fleste af dem ustabile og ødelægges i en eller anden hastighed. Olivin , amfiboler , pyroxener og nefelin er blandt de første, der bliver ødelagt . Mere stabile er feldspat , som udgør op til 10-15% af massen af ​​jordens faste fase. Oftest er de repræsenteret af relativt store sandpartikler. Epidote , disthene , granat , staurolit , zircon , turmalin udmærker sig ved høj modstand . Deres indhold er normalt ubetydeligt, men det gør det muligt at bedømme oprindelsen af ​​moderbjergarten og tidspunktet for jorddannelsen. Den mest stabile er kvarts , som forvitrer over flere millioner år. På grund af dette, under forhold med langvarig og intens forvitring, ledsaget af fjernelse af mineralske ødelæggelsesprodukter, sker dens relative akkumulering.

Jorden er karakteriseret ved et højt indhold af sekundære mineraler , dannet som følge af dyb kemisk omdannelse af primære mineraler, eller syntetiseret direkte i jorden. Særligt vigtig blandt dem er lermineralernes rolle  - kaolinit , montmorillonit , halloysit , serpentin og en række andre. De har høje sorptionsegenskaber, stor kapacitet til kation- og anionbytning, evnen til at svulme og tilbageholde vand, klæbrighed osv. Disse egenskaber bestemmer i høj grad jordens absorptionskapacitet, dens struktur og i sidste ende frugtbarhed.

Det høje indhold af mineraler-oxider og hydroxider af jern ( limonit , hæmatit ), mangan ( vernadit , pyrolusit , manganit ), aluminium ( gibbsit ), etc. stærkt forvitret tropisk jord, deltager i redoxprocesser. Karbonater spiller en vigtig rolle i jord ( calcit , aragonit , se carbonat-calcium balance i jord ). I tørre områder ophobes letopløselige salte ( natriumchlorid , natriumcarbonat osv.) ofte i jorden, hvilket påvirker hele forløbet af den jorddannende proces.

Bedømmelse

Jord kan indeholde partikler med en diameter på mindre end 0,001 mm og mere end nogle få centimeter . En mindre partikeldiameter betyder en større specifik overflade, og det betyder igen større værdier af kationbytterkapacitet , vandholdende kapacitet, bedre aggregering, men mindre porøsitet. Tung (ler) jord kan have problemer med luftindhold, let ( sandet ) - med vandregime.

For en detaljeret analyse er hele det mulige udvalg af størrelser opdelt i sektioner kaldet fraktioner . Der er ingen enkelt klassificering af partikler. I russisk jordbundsvidenskab er skalaen for N. A. Kachinsky vedtaget . Karakteristikken for den granulometriske (mekaniske) sammensætning af jorden er givet på grundlag af indholdet af fraktionen af ​​fysisk ler (partikler mindre end 0,01 mm) og fysisk sand (mere end 0,01 mm), under hensyntagen til jordtypen dannelse.

I verden er bestemmelsen af ​​jordens mekaniske sammensætning i henhold til Ferre-trekanten også meget brugt: på den ene side aflejres andelen af ​​silt ( silt , 0,002-0,05 mm) partikler, på den anden - ler ( ler ) , <0,002 mm), på den tredje - sandet ( sand , 0,05-2 mm) og skæringspunktet mellem segmenterne er placeret. Inde i trekanten er opdelt i sektioner, som hver svarer til en eller anden granulometrisk sammensætning af jorden. Der tages ikke hensyn til typen af ​​jorddannelse.

Den organiske del af jorden

Jorden indeholder en del organisk stof. I organogen ( tørve ) jord kan den dominere, men i de fleste mineraljorde overstiger dens mængde ikke et par procent i de øvre horisonter.

Sammensætningen af ​​jordens organiske stof omfatter både plante- og dyrerester, der ikke har mistet træk ved den anatomiske struktur, samt individuelle kemiske forbindelser kaldet humus . Sidstnævnte indeholder både uspecifikke stoffer af kendt struktur ( lipider , kulhydrater , lignin , flavonoider , pigmenter , voks , harpikser osv.), som udgør op til 10-15% af den samlede humus, og specifikke dannede humussyrer fra dem i jorden .

Humussyrer har ikke en specifik formel og repræsenterer en hel klasse af makromolekylære forbindelser. I sovjetisk og russisk jordbundsvidenskab er de traditionelt opdelt i humussyre og fulvinsyre .

Grundstofsammensætning af humussyrer (efter masse): 46–62 % C, 3–6 % N, 3–5 % H, 32–38 % O. Sammensætning af fulvinsyrer: 36–44 % C, 3–4,5 % N , 3-5% H, 45-50% O. Begge forbindelser indeholder også svovl (fra 0,1 til 1,2%), fosfor (hundrededele og tiendedele %). Molekylvægte for humussyrer er 20-80 kDa (minimum 5 kDa, maksimum 650 kDa), for fulvinsyrer 4-15 kDa. Fulvinsyrer er mere mobile, opløselige i hele pH -området (humussyrer udfældes i et surt miljø). Kulstofforholdet mellem humus- og fulvinsyrer (C GC /C FC ) er en vigtig indikator for jordens humusstatus.

I molekylet af humussyrer er en kerne isoleret, bestående af aromatiske ringe , herunder nitrogenholdige heterocykler. Ringene er forbundet med "broer" med dobbeltbindinger, hvilket skaber forlængede konjugationskæder, hvilket forårsager stoffets mørke farve [12] . Kernen er omgivet af perifere alifatiske kæder, herunder kulbrinte- og polypeptidtyper. Kæderne bærer forskellige funktionelle grupper ( hydroxyl , carbonyl , carboxyl , aminogrupper osv.), hvilket er årsagen til den høje absorptionskapacitet - 180-500 meq/100 g.

Meget mindre er kendt om strukturen af ​​fulvinsyrer. De har samme sammensætning af funktionelle grupper, men en højere absorptionskapacitet - op til 670 meq/100 g.

Mekanismen for dannelse af humussyrer ( befugtning ) er ikke fuldt ud forstået. Ifølge kondensationshypotesen [13] (M. M. Kononova, A. G. Trusov) er disse stoffer syntetiseret ud fra organiske forbindelser med lav molekylvægt. Ifølge hypotesen fra L. N. Aleksandrova [14] dannes humussyrer under interaktionen af ​​højmolekylære forbindelser (proteiner, biopolymerer ), derefter oxideres og nedbrydes gradvist. Ifølge begge hypoteser deltager enzymer , hovedsagelig dannet af mikroorganismer, i disse processer. Der er en antagelse om en rent biogen oprindelse af humussyrer . I mange egenskaber ligner de de mørke farvede pigmenter fra svampe .

Jordstruktur

Vilkår ifølge GOST :

Jordstruktur [9]  er den fysiske struktur af jordens faste del og porerum, bestemt af størrelsen, formen, det kvantitative forhold, arten af ​​forholdet og placeringen af ​​både mekaniske elementer og tilslag, der består af dem.

Den faste del af jorden [9]  er et sæt af alle typer partikler, der er i jorden i fast tilstand på et naturligt fugtniveau.

Porerummet i jorden [9]  er hullerne mellem mekaniske elementer og jordtilslag af forskellige størrelser og former, optaget af luft eller vand.

Mineralske jordpartikler kombineres altid til aggregater af forskellige styrker, størrelser og former. Hele sættet af aggregater, der er karakteristiske for jorden, kaldes dens struktur. Aggregatdannelsesfaktorer er: hævelse, sammenpresning og revnedannelse af jorden under cyklusser af fugtning-tørring og frysning-optøning, koagulering af jordkolloider (rollen af ​​organiske kolloider er den vigtigste i dette), cementering af partikler med dårligt opløselige forbindelser , dannelse af brintbindinger , bindinger mellem ukompenserede ladninger af krystalgittermineralerne , adsorption , mekanisk adhæsion af partikler med hyfer af svampe , actinomycetes og planterødder , aggregering af partikler når de passerer gennem tarmene på jorddyr .

Jordens struktur påvirker indtrængning af luft til planternes rødder, tilbageholdelse af fugt og udviklingen af ​​det mikrobielle samfund. Kun afhængig af størrelsen af ​​aggregaterne kan udbyttet variere med en størrelsesorden. Den optimale struktur til planteudvikling domineres af aggregater i størrelse fra 0,25 til 7-10 mm (agronomisk værdifuld struktur). En vigtig egenskab ved strukturen er dens styrke, især vandmodstand.

Den fremherskende form for tilslag er et vigtigt diagnostisk træk ved jorden. Der er [15] rund-kubisk (granulær, klumpet, klumpet, støvet), prismeformet (søjleformet, prismatisk, prismatisk) og pladelignende (pladeagtig, skællende) struktur, samt en række overgangsformer og gradueringer i størrelse. Den første type er typisk for de øvre humushorisonter og forårsager en stor porøsitet, den anden - for illuviale, metamorfe horisonter, den tredje - for eluviale.

Neoplasmer og inklusioner

Neoplasmer  - ophobninger af stoffer dannet i jorden under dannelsesprocessen.

Neoplasmer af jern og mangan er udbredte , hvis vandringsevne afhænger af redoxpotentialet og kontrolleres af organismer, især bakterier . De er repræsenteret af konkretioner , rør langs rodstierne, skorper osv. I nogle tilfælde er jordmassen cementeret med jernholdigt materiale. I jord, især i tørre og halvtørre områder, er kalkholdige neoplasmer almindelige: plak, udblomstring, pseudomycelium, konkretioner, skorpeformationer. Gipsneoplasmer , også karakteristiske for tørre områder, er repræsenteret af plaques, druser, gipsroser og skorper. Der er nye formationer af letopløselige salte, silica (pulver i eluviaal-illuvial differentierede jorde, opal- og chalcedon - mellemlag og skorper, rør), lermineraler (kutaner - incrustationer og skorper dannet under den illuviale proces), ofte sammen med humus.

Inklusioner omfatter alle genstande, der er i jorden, men som ikke er forbundet med jorddannelsesprocesserne (arkæologiske fund, knogler, skaller af bløddyr og protozoer, klippefragmenter, affald). Tildelingen af ​​koprolitter, ormehuller, muldvarpebakker og andre biogene formationer til indeslutninger eller neoplasmer er tvetydig.

Jordens flydende fase

Jordens flydende fase, ellers kaldet Soil Solution , er en vandig opløsning af forskellige mineralske og organiske stoffer, hvori en række kolloide partikler er suspenderet. Sammensætningen af ​​jordløsninger varierer meget afhængigt af jordtype, vejr og andre faktorer.

Jordopløsningen er det medium, hvorfra den mineralske ernæring af planter opnås, såvel som habitatet for adskillige jordmikroorganismer .

Vandforhold i jord

Jord er opdelt i bundet og frit vand. De første jordpartikler holdes så fast, at de ikke kan bevæge sig under påvirkning af tyngdekraften, og frit vand er underlagt tyngdeloven. Bundet vand er til gengæld opdelt i kemisk og fysisk bundet.

Kemisk bundet vand er en del af nogle mineraler. Dette vand er konstitutionelt, krystalliseret og hydreret. Kemisk bundet vand kan kun fjernes ved opvarmning, og nogle former (konstitutionelt vand) ved kalcinering af mineraler. Som følge af frigivelsen af ​​kemisk bundet vand ændres kroppens egenskaber så meget, at man kan tale om en overgang til et nyt mineral.

Jord holder fysisk bundet vand af overfladespænding . Da størrelsen af ​​overfladeenergien stiger med en stigning i den samlede samlede overflade af partiklerne, afhænger indholdet af fysisk bundet vand af størrelsen af ​​de partikler, der udgør jorden. Partikler større end 2 mm i diameter indeholder ikke fysisk bundet vand; denne evne besidder kun partikler med en diameter mindre end den specificerede. I partikler med en diameter på 2 til 0,01 mm er evnen til at tilbageholde fysisk bundet vand svagt udtrykt. Det øges med overgangen til partikler mindre end 0,01 mm og er mest udtalt i præ-kolloide og især kolloide partikler. Evnen til at tilbageholde fysisk bundet vand afhænger af mere end blot partikelstørrelse. Partiklernes form og deres kemiske og mineralogiske sammensætning har en vis indflydelse. Humus og tørv har en øget evne til at tilbageholde fysisk bundet vand. Partiklen holder på de efterfølgende lag af vandmolekyler med mindre og mindre kraft. Det er løst bundet vand. Når partiklen bevæger sig væk fra overfladen, svækkes tiltrækningen af ​​vandmolekyler ved den gradvist. Vandet går i fri tilstand.

De første lag af vandmolekyler, det vil sige hygroskopisk vand, tiltrækker jordpartikler med en enorm kraft, målt i tusindvis af atmosfærer. At være under så højt et tryk, er molekylerne af tæt bundet vand meget tæt på hinanden, hvilket ændrer mange af vandets egenskaber. Den får sådan set egenskaberne fra en solid krop. Jorden bevarer løst bundet vand med mindre kraft, dens egenskaber er ikke så skarpt forskellige fra frit vand. Ikke desto mindre er tiltrækningskraften stadig så stor, at dette vand ikke adlyder jordens tyngdekraft og adskiller sig fra frit vand i en række fysiske egenskaber.

Kapillær driftscyklus bestemmer absorptionen og tilbageholdelsen af ​​fugt bragt af atmosfærisk nedbør i suspenderet tilstand . Indtrængning af fugt gennem kapillærporerne i dybden af ​​jorden er ekstremt langsom. Jordgennemtrængelighed skyldes hovedsageligt ikke-kapillært arbejdsfri forhold. Diameteren af ​​disse porer er så stor, at fugt ikke kan holdes i dem i suspenderet tilstand og siver ind i jorden uden hindring.

Når fugt kommer ind i jordoverfladen, bliver jorden først mættet med vand til tilstanden af ​​markens fugtkapacitet, og derefter sker filtrering gennem ikke-kapillære brønde gennem de vandmættede lag. Gennem sprækker, spidsmuspassager og andre store brønde kan vand trænge dybt ned i jorden, forud for vandmætning op til markkapaciteten.

Jo højere den ikke-kapillære arbejdscyklus er, jo højere er jordens vandgennemtrængelighed.

I jord er der udover lodret filtrering vandret bevægelse af fugt i jorden. Fugt, der kommer ind i jorden, støder på et lag med reduceret vandgennemtrængelighed på sin vej, bevæger sig inde i jorden over dette lag i overensstemmelse med retningen af ​​dets hældning.

Interaktion med den faste fase

Jordabsorptionskompleks

Jorden kan tilbageholde stoffer, der er trængt ind i den gennem forskellige mekanismer (mekanisk filtrering, adsorption af små partikler, dannelse af uopløselige forbindelser, biologisk absorption), hvoraf den vigtigste er ionbytning mellem jordopløsningen og overfladen af ​​jordens faste fase. . Den faste fase er overvejende negativt ladet på grund af spaltningen af ​​krystalgitteret af mineraler, isomorfe substitutioner , tilstedeværelsen af ​​carboxyl og en række andre funktionelle grupper i sammensætningen af ​​organisk stof, derfor er jordens kationbytterkapacitet mest udtalt . Imidlertid er de positive ladninger, der er ansvarlige for anionbytningen , også til stede i jorden.

Helheden af ​​jordkomponenter med ionbytningskapacitet kaldes jordabsorptionskomplekset (SAC). De ioner, der udgør PPC'et, kaldes bytte- eller absorberede ioner. Et kendetegn ved CEC er kationbytterkapaciteten (CEC) - det samlede antal udskiftelige kationer af samme art, som jorden besidder i en standardtilstand - samt mængden af ​​udskiftelige kationer , der karakteriserer jordens naturlige tilstand og ikke altid sammenfaldende med CEC.

Forholdet mellem de udskiftelige kationer af PPC falder ikke sammen med forholdet mellem de samme kationer i jordopløsningen, det vil sige, at ionbytningen forløber selektivt. Kationer med en højere ladning absorberes mere fortrinsvis, og hvis de er lige store, med en højere atommasse , selvom egenskaberne af PPC-komponenterne kan være noget i modstrid med dette mønster. For eksempel absorberer montmorillonit mere kalium end hydrogenprotoner , mens kaolinit gør det  modsatte.

Udskiftelige kationer er en af ​​de direkte kilder til mineralernæring for planter, sammensætningen af ​​NPC afspejles i dannelsen af ​​organominerale forbindelser, jordens struktur og dens surhed.

Jordens surhedsgrad

Jordluft

Jordluft består af en blanding af forskellige gasser:

  1. ilt , som kommer ind i jorden fra atmosfærisk luft; dets indhold kan variere afhængigt af jordens egenskaber (for eksempel dens sprødhed), på antallet af organismer, der bruger ilt til respiration og metaboliske processer;
  2. kuldioxid , som dannes som følge af åndedræt af jordorganismer, det vil sige som følge af oxidation af organiske stoffer;
  3. metan og dets homologer (propan, butan), som dannes som følge af nedbrydning af længere kulbrintekæder;
  4. hydrogen ;
  5. hydrogensulfid ;
  6. nitrogen ; dannelsen af ​​nitrogen i form af mere komplekse forbindelser (for eksempel urinstof) er mere sandsynlig.

Og det er ikke alle de gasformige stoffer, der udgør jordluften. Dens kemiske og kvantitative sammensætning afhænger af de organismer, der er indeholdt i jorden, indholdet af næringsstoffer i den, jordens vejrforhold osv.

Jordens biologi

Jord er levested for mange organismer. Væsner, der lever i jorden, kaldes pedobionter. De mindste af disse er bakterier , alger , svampe og encellede organismer , der lever i jordvand . Op til 10¹⁴ organismer kan leve i en m³. Jordluften er beboet af hvirvelløse dyr som mider , edderkopper , biller , springhaler og regnorme . De lever af planterester , mycelium og andre organismer. Hvirveldyr lever også i jorden , en af ​​dem er muldvarpen . Han er meget godt tilpasset til at leve i helt mørk jord, så han har en rigtig god hørelse og er praktisk talt blind.

Jordens heterogenitet fører til, at den for organismer af forskellig størrelse fungerer som et andet miljø.

Rumlig organisation

I naturen er der praktisk talt ingen situationer, hvor en enkelt jord med egenskaber, der er uændrede i rummet, strækker sig over mange kilometer. Samtidig skyldes forskelle i jordbund forskelle i faktorerne for jorddannelse.

Den regelmæssige rumlige fordeling af jord i små områder kaldes jorddækningsstrukturen (SCC). Den oprindelige enhed af SPP er det elementære jordareal (EPA) - en jordformation, inden for hvilken der ikke er jordbundsgeografiske grænser. ESA'er vekslende i rummet og til en vis grad genetisk beslægtede danner jordbundskombinationer .

Jordbundsdannelse

Jorddannende faktorer [9] :

Primær jorddannelse

I russisk jordbundsvidenskab er der et koncept [16] om, at ethvert substratsystem, der sikrer vækst og udvikling af planter "fra frø til frø" er jord. Denne idé kan diskuteres, da den benægter Dokuchaev-princippet om historicitet, som indebærer en vis modenhed af jordbund og opdelingen af ​​profilen i genetiske horisonter, men er nyttig til at forstå det generelle koncept for jordudvikling.

Den rudimentære tilstand af jordbundsprofilen før fremkomsten af ​​de første tegn på horisonter kan defineres ved udtrykket "startjord" [17] . I overensstemmelse hermed skelnes den "indledende fase af jorddannelsen" - fra jorden "ifølge Veski" indtil det tidspunkt, hvor en mærkbar differentiering af profilen i horisonter vises, og det vil være muligt at forudsige jordens klassificeringsstatus. Udtrykket "ung jord" foreslås til at tildele stadiet af "ung jorddannelse" - fra fremkomsten af ​​de første tegn på horisonter til det tidspunkt, hvor det genetiske (mere præcist, morfologisk-analytisk) udseende er tilstrækkeligt udtalt til diagnose og klassificering fra jordbundsvidenskabens generelle positioner.

Genetiske karakteristika kan gives allerede før profilens modenhed med en forståelig andel af prognostisk risiko, for eksempel "initial soddy jorde"; "ung propodzoljord", "ung karbonatjord". Med denne tilgang løses nomenklaturvanskeligheder naturligt, baseret på de generelle principper for jord-økologiske forudsigelser i overensstemmelse med Dokuchaev - Jenny -formlen (repræsentation af jord som en funktion af jorddannelsesfaktorer: S = f(cl, o) , r, p, t ...)) .

Antropogen jorddannelse

I den videnskabelige litteratur for jorder efter minedrift og andre forstyrrelser af jorddækket var det generaliserede navn "teknologiske landskaber" fastlagt, og studiet af jorddannelsen i disse landskaber tog form i "genvindingsjordvidenskaben" [18] . Udtrykket " technozems " [19] blev også foreslået , som faktisk repræsenterer et forsøg på at kombinere Dokuchaev-traditionen med "-lande" med menneskeskabte landskaber.

Det bemærkes, at det er mere logisk at anvende udtrykket "technozem" på de jordarter, der er specielt skabt i processen med minedriftsteknologi ved at udjævne overfladen og hælde specielt fjernede humushorisonter eller potentielt frugtbar jord ( løss ). Brugen af ​​dette udtryk for genetisk jordbundsvidenskab er næppe berettiget, da det endelige klimaksprodukt af jorddannelse ikke vil være en ny "-jord", men en zonejord, for eksempel soddy-podzol eller soddy-gley.

For teknologisk forstyrrede jorde blev det foreslået at bruge udtrykkene "startjord" (fra "nul-øjeblikket" til udseendet af horisonter) og "unge jorde" (fra udseende til dannelse af diagnostiske træk ved modne jorde), hvilket indikerer hovedtræk ved sådanne jordformationer er tidsstadierne i deres udvikling, udvikling fra udifferentierede bjergarter til zonejorde.

Jordklassificering

Der er ingen enkelt almindeligt accepteret klassificering af jord. Sammen med den internationale (FAO Soil Classification og WRB , som erstattede den i 1998 ), har mange lande rundt om i verden nationale jordklassificeringssystemer, ofte baseret på fundamentalt forskellige tilgange.

I Rusland, i 2004, en særlig kommission fra Soil Institute. V. V. Dokuchaev , ledet af L. L. Shishov , udarbejdede en ny klassificering af jord, som er en udvikling af 1997-klassifikationen. Russiske jordforskere fortsætter dog aktivt med at bruge USSR-jordklassifikationen fra 1977.

Blandt de karakteristiske træk ved den nye klassifikation kan nævnes afvisningen af ​​at bruge faktor-miljø- og regimeparametre til diagnosticering, som er svære at diagnosticere og ofte bestemmes af forskeren rent subjektivt, med fokus på jordprofilen og dens morfologiske træk. En række forskere ser dette som en afvigelse fra genetisk jordbundsvidenskab, der fokuserer på jordbundens oprindelse og jorddannelsesprocesserne. Klassifikationen fra 2004 introducerer formelle kriterier for tildeling af jord til en bestemt taxon og bruger begrebet en diagnostisk horisont, som er accepteret i de internationale og amerikanske klassifikationer. I modsætning til WRB og den amerikanske jordtaksonomi er horisonter og karakterer i den russiske klassifikation ikke ækvivalente, men er strengt rangeret efter deres taksonomiske betydning. En vigtig nyskabelse i 2004-klassifikationen var utvivlsomt inkluderingen af ​​menneskeskabt transformeret jord i den.

Den amerikanske skole for jordbundsforskere bruger klassifikationen Soil Taxonomy, som også er udbredt i andre lande. Dets karakteristiske træk er den dybe udarbejdelse af formelle kriterier for tildeling af jord til en bestemt taxon. Jordnavne konstrueret fra latinske og græske rødder bruges. Klassifikationsskemaet omfatter traditionelt jordserier - grupper af jord, der kun adskiller sig i partikelstørrelsesfordeling og har et individuelt navn - hvis beskrivelse begyndte, da US Soil Bureau kortlagde territoriet i begyndelsen af ​​det 20. århundrede.

Vilkår i henhold til GOST 27593-88 (2005) [20] :

Jordklassificering er et system til opdeling af jord efter oprindelse og (eller) egenskaber.

Fordelingsmønstre

Klima som en faktor i jordbundens geografiske fordeling

Klima  - en af ​​de vigtigste faktorer i jordbundens dannelse og den geografiske fordeling af jord - er i høj grad bestemt af kosmiske årsager (mængden af ​​energi modtaget af jordens overflade fra Solen ). Manifestationen af ​​de mest generelle love for jordgeografi er forbundet med klima. Det påvirker jorddannelsen både direkte, bestemmer jordbundens energiniveau og hydrotermiske regime og påvirker indirekte andre faktorer i jorddannelsen ( vegetation , vital aktivitet af organismer, jorddannende klipper osv.).

Klimaets direkte indflydelse på jordbundens geografi manifesteres i forskellige typer hydrotermiske forhold for jorddannelse. Jordens termiske og vandmæssige regimer påvirker arten og intensiteten af ​​alle fysiske, kemiske og biologiske processer, der forekommer i jorden. De regulerer processerne med fysisk forvitring af sten , intensiteten af ​​kemiske reaktioner , koncentrationen af ​​jordopløsning , forholdet mellem de faste og flydende faser og opløseligheden af ​​gasser . Hydrotermiske forhold påvirker intensiteten af ​​den biokemiske aktivitet af bakterier , hastigheden af ​​nedbrydning af organiske rester, organismers vitale aktivitet og andre faktorer, derfor i forskellige dele af landet med ulige termiske forhold , hastigheden af ​​forvitring og jorddannelse, tykkelsen af ​​jordprofilen og forvitringsprodukter er væsentligt forskellige.

Klimaet bestemmer de mest generelle mønstre for jordfordeling - horisontal zonalitet og vertikal zonalitet .

Klimaet er resultatet af vekselvirkningen mellem klimadannende processer, der forekommer i atmosfæren og det aktive lag ( have , kryosfære , landoverflade og biomasse ) - det såkaldte klimasystem, som alle komponenter løbende interagerer med hinanden og udveksler stof og energi. Klimadannende processer kan opdeles i tre komplekser: processerne med varmeveksling , fugtcirkulation og atmosfærisk cirkulation .

Jord er ifølge Dokuchaev det ydre lag af sten, der er ændret under påvirkning af vand, luft og forskellige organismer. Ifølge Khlopin er jorden det øverste lag af skorpen, hvorpå organisk liv rede.

Jordens betydning i naturen

Jord som levested for levende organismer

Jorden har frugtbarhed  - det er det mest gunstige substrat eller levested for langt de fleste levende væsener - mikroorganismer, dyr og planter. Det er også væsentligt, at med hensyn til deres biomasse er jorden (Jordens land) næsten 700 gange større end havet, selvom andelen af ​​land udgør mindre end 1/3 af jordens overflade.

Geokemiske funktioner

Forskellige jordbunds egenskaber til at akkumulere forskellige kemiske elementer og forbindelser på forskellige måder, hvoraf nogle er nødvendige for levende væsener (biofile elementer og mikroelementer , forskellige fysiologisk aktive stoffer), mens andre er skadelige eller giftige ( tungmetaller , halogener , toksiner, osv.), manifesterer sig i alle planter og dyr, der lever på dem, inklusive mennesker. I agronomi , veterinærvidenskab og medicin er et sådant forhold kendt i form af såkaldte endemiske sygdomme , hvis årsager først blev afsløret efter jordforskernes arbejde.

Jorden har en betydelig indflydelse på sammensætningen og egenskaberne af overflade , grundvand og hele jordens hydrosfære. Ved at filtrere gennem jordlagene udvinder vand fra dem et særligt sæt kemiske elementer, der er karakteristiske for jorden i oplandet. Og da de vigtigste økonomiske indikatorer for vand (dets teknologiske og hygiejniske værdi) bestemmes af indholdet og forholdet mellem disse elementer, manifesterer forstyrrelsen af ​​jorddækket sig også i en ændring i vandkvaliteten.

Regulering af atmosfærens sammensætning

Jord er den vigtigste regulator af sammensætningen af ​​jordens atmosfære. Dette skyldes aktiviteten af ​​jordmikroorganismer, som producerer forskellige gasser i stor skala - nitrogen og dets oxider , oxygen, kuldioxid og -monoxid, metan og andre kulbrinter, hydrogensulfid og en række andre flygtige forbindelser. De fleste af disse gasser forårsager en " drivhuseffekt " og ødelægger ozonlaget , som et resultat af hvilke ændringer i jordens egenskaber kan føre til klimaændringer på Jorden. Det er ikke tilfældigt, at det aktuelt forekommende skift i den klimatiske balance på vores planet i høj grad er forbundet af specialister med forstyrrelser i jorddækket. .

Økonomisk betydning

Jorden kaldes ofte den største rigdom i enhver stat i verden, da omkring 90% af menneskehedens mad produceres på den og i den. Jord blev også brugt i antikken som byggemateriale. Jordforringelse er ledsaget af afgrødesvigt og hungersnød, fører til staternes fattigdom, og jordbundens død kan forårsage hele menneskehedens død. Omkring en tredjedel af jordens jord er allerede nedbrudt, dette skyldes moderne landbrugsmetoder, skovrydning. Det tager omkring tusind år at skabe et tre centimeter lag jord, og hvis den nuværende nedbrydningshastighed fortsætter, kan muldjord rundt om i verden forsvinde inden for omkring 60 år. [21]

Studiehistorie

Mennesket har været opmærksom på beskrivelsen af ​​jordbundens egenskaber og deres klassificering siden landbrugets fremkomst . Men fremkomsten af ​​jordbundsvidenskab som en videnskab fandt først sted i slutningen af ​​det 19. århundrede og er forbundet med navnet V.V. Dokuchaev .

Akademiker V. I. Vernadsky kaldte jorden en bio-inert formation, det vil sige bestående af levende og ikke-levende stof.

International Year of Soils

Den 20. december 2013 udråbte FN's Generalforsamling [22] 2015 til det internationale år for jordbund (IYS), og den 5. december fejres årligt som World Soil Day.

Implementeringen af ​​IHP i 2015 er overdraget til De Forenede Nationers Fødevare- og Landbrugsorganisation med inddragelse af Global Soil Partnership og i samarbejde med landes regeringer og sekretariatet for FN-konventionen om bekæmpelse af ørkendannelse.

Formålet med IYP er at øge offentlighedens bevidsthed om jordbundens betydning for fødevaresikkerhed og kritiske økosystemfunktioner .

Se også

Noter

  1. ↑ Soil Archival kopi af 27. december 2018 på Wayback Machine i Great Russian Encyclopedia, 2018.
  2. ↑ Gerasimov I.P. Begrebet "jord - naturlig krop" og dens derivater ("jord - regime", "jord - reproduktion", "jord - hukommelse"): Til vores diskussioner // Jordbundsvidenskab. 1983. nr. 4. S. 5-12.
  3. ↑ Jordbund i Rusland - de vigtigste jordtyper i Rusland . geographyofrussia.com. Hentet 11. maj 2018. Arkiveret fra originalen 19. december 2018.
  4. ↑ Agrozems  / M. Yu. Lychagin // A - Spørgsmål. - M  .: Great Russian Encyclopedia, 2005. - S. 196. - ( Great Russian Encyclopedia  : [i 35 bind]  / chefredaktør Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 1). — ISBN 5-85270-329-X .
  5. ↑ Sokolov, D. I. Geognosy-kursus udarbejdet af Corps of Mining Engineers, Oberst, St. Petersburg University, Professor D. Sokolov Arkiveksemplar af 20. december 2016 på Wayback Machine . Del 3. - St. Petersborg. : i typ. Eduard Prats i K˚, 1839. - IV, 320 s.
  6. ↑ Dal V.I. Forklarende ordbog over det levende store russiske sprog. SPb.-M.: type. M. O. Volf, 1882 T. 3. S. 369.
  7. ↑ Dokuchaev V.V. Russisk chernozem. St. Petersborg: type. Decleron og Evdokimov, 1883. [4], IV, IV, 376 s.
  8. ↑ Dokuchaev V.V. Jordbundsvidenskab [Forelæsninger, cit. statistisk personale i Poltava-provinsen. zemstvos] // Landmand. 1900. nr. 25. S. 363-366; nr. 26, side 383-385; nr. 27, s. 396-399; nr. 28, side 407-409; nr. 29, side 423-426; nr. 30, side 441-445; Den samme // Zemsky-samling af Chernigov-provinser. 1900. nr. 8. S. 101-165; Det samme under hovedet. Om jordbundsvidenskab. // Forelæsninger af prof. V.V. Dokuchaev og A.V. Fortunatov. Poltava: Økonomi. kontor Poltava. læber. Zemstvo, 1901. S. 5-74.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 GOST 27593-88 ). JORD. Begreber og definitioner. UDC 001.4:502.3:631.6.02:004.354
  10. ↑ Jordbund i USSR. Ed. G. V. Dobrovolsky. M.: Tanke, 1979, s.129
  11. ↑ Rozanov B. G. Jordbundens morfologi. - M .: udg. Moscow State University, 1983
  12. ↑ Orlov D.S. Humussyrer i jord. M.: Forlag ved Moscow State University, 1974.
  13. ↑ Kononova M. M. Jordens organiske stof. - M.: 1963.
  14. ↑ Alexandrova L. N. Jordens organiske stof og omdannelsesprocesserne. - L .: 1980.
  15. ↑ Ifølge S. A. Zakharov. En særlig klassificering af jordstruktur blev også foreslået af S. S. Nikiforov (Nikiforoff SS Morfologisk klassifikation af jordstruktur. "Soil. Sci.", 1941, bind 52, nr. 2.), egen klassificering bruges af FAO, USA Landbrugsministeriet mv. d.
  16. ↑ Veski R.E. Om nogle måder til videreudvikling af studiet af jordbund // Jordbundsvidenskab. 1985. nr. 3. S. 75-86.
  17. ↑ Nakaryakov A.V. Landindvinding efter udviklingen af ​​placers i Ural og problemerne med indledende jorddannelse // Rapporter fra V International Conference of Soil Scientists. Prag, 1981. V.1. s. 110-111.
  18. ↑ Trofimov S.S., Taranov S.A. Besynderligheder ved jorddannelse i teknogene økosystemer // Jordbundsvidenskab. 1987. nr. 11. S. 95-99.
  19. ↑ Eterevskaya L. V., Donchenko M. T., Lekhtsier L. V. Systematik og klassificering af teknogene jordarter Arkivkopi dateret 5. marts 2016 på Wayback Machine // Plants and Industrial Environment. - Sverdlovsk: Ural Universitets Forlag, 1984. - S. 14-21.
  20. ↑ GOST 27593-88(2005). JORD. Begreber og definitioner. UDC 001.4:502.3:631.6.02:004.354
  21. ↑ Chris Arsenault: "Hvis jordforringelsen fortsætter, har vi 60 afgrøder tilbage" Kun 60 års landbrug tilbage, hvis jordforringelsen fortsætter Arkiveret 20. oktober 2007.  (engelsk) Scientific American , 5. december 2014
  22. ↑ De Forenede Nationers officielle dokument . Hentet 27. juli 2022. Arkiveret fra originalen 30. september 2020.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier