|
|
|
SUBSTANTELE HUMICE
Sunt reprezentate in sol prin acizi organici denumiti humici care constituie totalitatea acizilor care alcatuiesc humusul si care se impart in acizi huminici, acizi fulvici si humine.
Acizii huminici reprezinta compusi macromoleculari ciclici, de culoare inchisa si cu un grad ridicat de polimerizare, care apar in cantitati mari la solurile de stepa. Au greutate moleculara mare, sunt insolubili in apa, dar solubili in solutii alcaline diluate. In contact cu acizii minerali (clorhidric, sulfuric) precipita, in combinatie cu amoniul sau sodiul formeaza saruri (humati) usor solubile, iar cu Ca, Mg, Fe, Al, saruri greu solubile.
Contin 52-68% carbon, 3-6% hidrogen, 31-39% oxigen, 2-8% azot si au capacitate mare de schimb cationic (300-600 me/100 g).
Acizii fulvici sunt solubili in apa si se formeaza in solurile forestiere cu umiditate multa. Au greutate moleculara mica, au caracter acid, culoare galbuie la bruna-galbuie, sunt solubili in acizi. Contin 40-52% carbon, 42-48% oxigen, 4-6% hidrogen, 2-6% azot. Au capacitate mai mica de schimb cationic (300-350 me), iar cu metalele formeaza saruri solubile in apa.
Huminele reprezinta fractiunea cea mai stabila a humusului si deseori sunt majoritare. Formeaza cu mineralele argiloase si hidroxizii de fier si aluminiu compusi foarte stabili cu influenta asupra structurii solului.
Pentru caracterizarea humusului se folosesc doi indicatori: raportul carbon-azot si raportul acizi huminici-acizi fulvici.
Raportul C/N ofera astfel informatii despre stadiul transformarii resturilor vegetale, tipul de humus, ponderea acizilor huminici si fulvici, continutul in azot al solului.
Raportul AH/AF
Este influentat de conditiile bioclimatice in care evolueaza solul, in stepa/silvostepa predominand acizii huminici, raportul avand valori de 1,5-2,5. In stepele uscate, valoarea raportului scade la 1,5-1,7.
In regiunile aride sau in padurile temperate, valoarea raportului scade la <1.
Mullul este reprezentat prin materie organica bine humificata, transformata in intregime in acizi humici de catre bacterii, intim amestecata cu partea minerala. Se formeaza in soluri bine aerisite cu activitate microbiologica activa, raportul C/N = 10, cel mai fertil tip de humus.
Poate exista mull calcic si mull forestier, primul reprezentand cel mai fertil tip, are culoare inchisa fiind alcatuit mai ales din acizi huminici si este saturat cu calciu. Cel de-al doilea apare in cazul solurilor sarace in calciu de sub vegetatie forestiera, este mai deschis la culoare si este alcatuit mai ales din acizi fulvici. Poate exista si mull hidromorf.
Moderul este un humus intermediar intre mull si mor, este alcatuit din materie organica humificata dar si din resturi organice in curs de transformare sau netransformate. Apare sub padurile de rasinoase sau pajisti, in conditii de aerisire mai slaba, de climat mai racoros si mai umed si cu o activitate microbiologica mai slaba. Raportul C/N este de 15-25 iar cel AH/AF <1. Moderul poate fi forestier, de pajiste, calcic sau hidromorf.
Morul sau humusul brut reprezinta materie organica slab transformata, neamestecata cu partea minerala, cu un procent scazut de acizi humici. Se formeaza sub actiunea ciupercilor, in etajul molidului si cel subalpin si alpin cu conditii nefavorabile humificarii: activitate microbiologica redusa, temperature scazute, aciditate ridicata. Este acid si cu un continut scazut de azot, raportul C/N = 30-40.
Turba sau anmoorul este constituita din resturi organice care au evoluat in regim de exces de apa.
Turba poate fi oligotrofa, formata intr-un mediu saturat cu apa lipsita de saruri, sub vegetatie de muschi (sphagnum), care este acida si saraca in substante minerale sau eutrofa, formata intr-un mediu saturat cu apa bogata in saruri sub vegetatie de rogoz, sau muschi (Hypnum), are reactie neutra si este bogata in elemente minerale.
Un tip aparte de humus este cel care apare la solurile halomorfe de tipul solonetului denumit humus alcalin.
Datorita precipitarii sarurilor din solutii
Se produce in regiunile aride acolo unde exista saruri in solutie care patrund in fisurile existente in roci si datorita pierderii apei prin evaporare precipita sub forma de cristale care preseaza asupra peretilor fisurilor determinand sfaramarea rocilor.
Datorita actiunii vietuitoarelor (biomecanica)
Desi se desfasoara pe areale geografice extinse este mai redusa ca intensitate comparative cu celelalte tipuri de dezagregare.
Se datoreaza actiunii radacinilor plantelor lemnoase dezvoltate in regiuni cu relief fragmentat si cu versanti inclinati. Astfel, plantele isi infig radacinile in orice mica fisura pe care apoi o largesc datorita cresterii radacinilor in grosime si lungime (30-100 kg/cm2) si sfarma roca, efectul producandu-se pe adancimi mai mari decat in celelalte cazuri.
Animalele si omul exercita o influenta indirecta, usurand patrunderea aerului si apei prin intermediul galeriilor, carierelor, exploatarilor miniere.
Dezagregarea biomecanica prin faptul ca usureaza patrunderea aerului si apei amplifica actiunea celorlalte tipuri.
Datorita actiunii apelor curgatoare, zapezii sau ghetarilor
Apele curgatoare disloca si maruntesc prin izbire, frecare si rostogolire fragmentele de roca, in special in cursul lor superior unde viteza de scurgere este mare.
Zapezile isi manifesta influenta in regiunile montane, unde in timpul avalanselor sunt desprinse si apoi maruntite prin izbire, frecare si rostogolire blocuri de roca.
Ghetarii in timpul deplasarii lor pe valea glaciara, desprind si maruntesc in timpul transportului rocile, pe care le depun sub forma de formatiuni morenaice.
Datorita actiunii vantului
Este frecventa in regiunile aride si montane cu covor vegetal sarac, acolo unde vantul desprinde prin coraziune fragmente de roca si apoi le marunteste in timpul transportului (tarare, rostogolire, izbire).
De asemenea, vantul transporta si fragmente de roca rezultate prin alte tipuri de dezagregare, pe care le sfarma.
Datorita fortei gravitationale
Se manifesta in regiunile fragmentate si cu versanti inclinati, acolo unde, fragmentele de roca se desprind sub influenta gravitatiei si in timpul rostogolirii se sfarma (frecare, izbire).
Consecintele dezagregarii
Cea mai importanta este aceea ca pregateste si intensifica alterarea chimica prin marirea suprafetei de contact a fragmentelor de roca cu agentii alterarii apa si aerul.
Materialul mineral rezultat in urma dezagregarii reprezinta un strat afanat si permeabil (strat de dezagregare) care reprezinta prima faza a formarii solurilor.
ALTERAREA CHIMICA
Procese
influentate de apa
Hidratarea
Reprezinta un proces fizico-chimic prin intermediul caruia, apa este atrasa la suprafata particulelor minerale sau patrunde in reteaua cristalina a acestora.
Hidratarea fizica implica atragerea moleculelor de apa la suprafata particulelor rezultate prin dezagregare. Apa imbraca aceste particule sub forma unui strat foarte subtire numit film sau pelicula de apa adsorbita si este denumita apa legata fizic sau apa peliculara.
Hidratarea fizica reprezinta cea mai slaba reactie intre apa si particulele minerale si nu implica schimbarea compozitiei chimice a acestora.
Hidratarea chimica implica patrunderea apei in reteaua cristalina a mineralelor si implicit schimbarea compozitiei chimice a acestora.
anhidrit (mineral anhidru, CaSO4) + 2H2O = gips (mineral hidratat, CaSO4 . 2H2O)
Din cauza ca apa patrunsa in reteaua cristalina a mineralului ramane in stare moleculara (H2O), ea poate fi pierduta prin evaporare trecandu-se din nou la anhidrit. Acest proces contrar celui de hidratare se numeste deshidratare. Hidratarea este specifica regiunilor umede iar deshidratarea celor uscate, in regiunile cu sezoane umede si uscate desfasurandu-se alternativ.
Dizolvarea
Reprezinta procesul de dispersare a materiei minerale in apa, pana la nivel molecular sau ionic.
Solutia minerala care rezulta in urma dizolvarii este alcatuita din solvent (lichidul in care s-a produs dizolvarea, apa) si solvat (substanta dizolvata).
Dupa viteza cu care se dizolva (solubilizeaza) mineralele pot fi:
usor solubile: sarea gema, silvina
moderat solubile: gipsul, carbonatul de calciu
greu solubile: cuartul
insolubile: caolinul
Totusi viteza de solubilizare mai depinde si de alti factori: temperatura, pH-ul si compozitia apei (solventului). La temperatura ridicata se solubilizeaza mai repede clorurile, silicatii si oxizii, iar la scaderea acesteia carbonatii. pH-ul influenteaza dizolvarea cuartului care creste cu scaderea pH-ului. Cand apa contine bioxid de carbon, carbonatul de calciu (calcit) trece in bicarbonat de calciu usor solubil, iar prin pierderea apei revine la starea initiala (formarea speleotemelor).
Dizolvarea influenteaza alterarea rocilor cu ciment calcaros, levigarea carbonatilor, aprovizionarea plantelor cu ememente nutritive, levigarea sarurilor solubile in panza freatica.
Hidroliza
Reprezinta procesul de transformare a mineralelor datorita inlocuirii cationilor proprii cu ioni de hidrogen. Totodata, din punctual de vedere al efectului produs, hidroliza reprezinta procesul chimic de descompunere a unor saruri in acidul si baza din care sau format (procesul contrar neutralizarea).
In cazul silicatilor nu rezulta insa acid si baza, ci silice, apa si baza, deoarece acidul silicic este foarte instabil si se descompune imediat. Exista cazuri in care rezulta minerale argiloase de tipul caolinitului (la mice feldspatul potasic) silice si apa.
Procesul are ca prima etapa debazificarea, adica scoaterea bazelor din mineral, urmata de silicifiere, adica descompunerea acidului silicic in silice si apa, in climatul cald si umed procesul fiind simultan. Poate exista si un process contrar acestuia de neoformare de minerale cand se formeaza mineralele argiloase.
Intensitatea de manifestare a hidrolizei este influentata de gradul de maruntire a particulelor, pH, temperatura apei, debitul apei care se infiltreaza, gradul de instabilitate al mineralelor.
Hidroliza cea mai puternica are loc cu cat particulele sunt mai mici, pH-ul mai acid, temperatura si debitul apei mai ridicate si mineralele mai instabile.
Procese influentate de aer
Oxidarea si reducerea
Mineralele cel mai usor de oxidat sunt cele care contin fier si mangan in stare bivalenta. Oxidarea reprezinta practice procesul de imbogatire in oxigen fie direct fie prin intermediul apei mai ales cand este incarcata cu bioxid de carbon.
Cei mai des intalniti sunt oxidul feric (hematitul Fe2 O3) de culoare rosie 1-6% din masa solului, la laterite pana la 20-80% si hidroxidul de fier de culoare galbuie rezultat din combinarea oxidului feric cu apa. Apar de asemenea, oxidul manganic si hidroxidul de mangan de culoare bruna-negricioasa. Oxidari sufera si compusii cu sulf.
In regiunile aride, oxizii de fier si mangan sunt depusi la suprafata formand "patina desertului". Oxidarile sunt intense in solurile aerisite.
Reducerea reprezinta procesul contrar oxidarii prin care au loc pierderi de oxigen in conditii de anaerobioza sub actiunea microorganismelor (bacterii anaerobe).
Practic este vorba despre aparitia oxizilor ferosi si manganosi (FeO, MnO, solubili) prin reducerea oxizilor ferici si manganici (insolubili).
Actiune reducatoare au bacteriile anaerobe care au nevoie de oxigen, acidul carbonic, hidrogenul si hidrogenul sulfurat.
Deoarece regimul aerohidric al solului fluctueaza pe parcursul unui an, oxidarea si redicerea se produc alternativ procesul fiind numit oxido-reducere.
Fierul feros (FeO) are culoare verzui-albastrui-vinetii, iar oxizii manganosi si sulfura feroasa (FeS) culori negricioase.
In cazul manifestarii procesului de oxido-reducere solurile capata un aspect marmorat.
Acest tip de procese au un rol foarte important in solubilizarea transportul si depunerea in sol a fierului si manganului.
Carbonatarea
Reprezinta procesul de imbogatire in carbonati, fie prin depunerea celor existenti in soutie, fie prin formarea lor.
Carbonatii se formeaza in prezenta acidului carbonic prin combinarea acestuia cu un hidroxid (NaOH+H2CO3= Na2CO3+H2O) . Cei mai multi dintre carbonati sunt indepartati din soluri pentru ca sunt mai usor solubili cu exceptia celor de calciu si magneziu. Chiar si acestia din urma, prin recombinare cu acid carbonic se transforma in bicarbonati usor solubili procesul fiind denumit decarbonatare (CaCO3+ H2CO3=Ca(HCO3)2.
In regiunile in care alterneaza sezoanele umed si uscat, carbonatii de la baza profilului de sol sunt readusi spre suprafata, procesul numindu-se recarbonatare care conduce la aparitia crustelor de saruri (saraturi, cruste de desert).
Procese
influentate de vietuitoare
Alterarea biologica (alterarea biochimica)
In afara rolului lor in dezagregarea rocilor, plantele, animalele si microorganismele influenteaza si alterarea chimica a acestora, process numit alterare biologica.
Influenta lor este atat directa, cat si indirecta, prin produsele rezultate din activitatea sau descompunerea lor.
Microorganismele se fixeaza pe minerale din care extrag substantele necesare sau secreta substante acide care conduc la alterarea acestora, creand conditiile pentru instalarea plantelor superioare.
Plantele secreta substante acide, extrag din minerale si roci anumite substante sau produc acizi organici, toate acestea conducand la alterarea rocilor si mineralelor.
Rolul indirect este poate mai important, substantele rezultate prin descompunerea organismelor vii determinand alterarea chimica, in special oxidarea si carbonatarea.
