UNIVERSITATEA DE TIINE AGRONOMICE I MEDICIN VETERINAR

DEPARTAMENTUL DE NVMNT LA DISTAN

Conf. dr. Alexandra Teodora RADU

PEDOLOGIE PARTEA I NOIUNI GENERALE

2

3

Putem mbuntii pmntul prin om,

dar suntem mai mult datori s mbuntim omul prin pmnt.

Ion Ionescu de la Brad

INTRODUCERE

Ca suport i surs de via a plantelor superioare, solul este unul din factorii eseniali ai biosferei. n sol, mai ales n orizontul su cu humus, este concentrat cea mai mare parte a substanei vii a uscatului i a energiei poteniale biotice.

Solul ndeplinete dou funcii eseniale: furnizor de elemente nutritive pentru plante i, n acelai timp, recipient i transformator de reziduuri, avnd rol de protecie al ecosistemelor i de purificare a mediului nconjurtor.

Datorit capacitii sale de a ntreine viaa plantelor, definit ca fertilitate, solul constituie principalul mijloc de producie n agricultur cu caracter regenerativ. n cazul unei utilizri raionale, solurile nu se consum ntr-un ciclu de producie, ci i pstreaz fertilitatea natural i chiar se poate ameliora cptnd caracteristici i caliti noi. O bun gestionare a resurselor de sol din ara noastr nu este posibil dect dac sunt cunoscute nsuirile solului, ca mediu fizic de via al plantelor, n strns corelaie cu condiiile naturale concrete n care s-a format i a evoluat.

Acest curs urmrete prezentarea unei imagini generale despre modul de formare i despre caracteristicile solului n contextul problemelor actuale de utilizare a lor n diferite scopuri, oferind cunotine de baz i elemente de metodologie pentru evaluarea resurselor de sol.

4

definirea pedologiei ca tiin

definirea obiectul de studiu al pedologiei

cunoaterea modului de formare a solului

prezentarea principalelor caracteristici ale solului

1.1.Noiuni introductive

1.2.Modul de formare a solului, factorii de solificare

1.3.Caracteristicile solului ca mijloc de producie

1.4.Rezumat

1.5.Bibliografie

1.6.ntrebri

pedologie, pedon, sol, orizonturi pedogenetice, factori de solificare, procese pedogenetice, levigare, humus, sruri minerale, fertilitate

5

1.1 NOIUNI INTRODUCTIVE

Pedologia este tiina care se ocup cu studiul solului din punct de vedere al genezei, evoluiei, caracterelor morfologice, proprietilor fizice, chimice i biologice, clasificrii, repartiiei geografice i utilizrii lui raionale.

Solul constituie obiectul de studiu al pedologiei i este definit ca fiind corpul natural situat la suprafaa uscatului, ce conine materie vie i poate ntreine viaa plantelor . Este un corp poros, polifazic alctuit din:

Partea mineral

Faz solid Partea organic

Faza lichid Apa din sol

Faza gazoas Aerul din sol

Solul este reprezentat printr-o succesiune de straturi numite orizonturi

pedogenetice, care s-au format i se formeaz permanent prin transformarea rocilor i materialelor organice, sub aciunea conjugat a factorilor de mediu n zona de contact a atmosferei cu litosfera. Dezvoltarea solului este pe vertical de la suprafaa uscatului i pn la roca dur sau materialul parental, putnd prezenta grosimi diferite, de la civa centimetri pn la civa metri.

h = Grosimea solului(cm)

Profil de sol - Pedon

Orizonturi pedogenetice

Avnd o compoziie chimic complex i fiind un corp poros, solul poate fii strbtut uor de rdcinile plantelor, poate reine apa, aerul i elementele nutritive, caracteristici ce l deosebesc net de roca din care a provenit, dobndind o proprietate nou i anume fertilitatea.

1.2 MODUL DE FORMARE A SOLULUI, FACTORII DE

SOLIFICARE

Formarea solului apare ca rezultat al interaciunii complexe dintre nveliurile externe ale globului pmntesc - atmosfer, hidrosfer i litosfer. Este cunoscut faptul c solul s-a format ca urmare a aciunii organismelor vii asupra rocilor, aciune ce se desfoar n condiii diferite de clim i relief.

Pedon = Teren, ogor, sol

Logos =Vorbire n sensul de tiin

Din punct de vedere etimologic

termenul pedologie provine din

cuvintele:

A

B

C,R

6

Componenii mediului natural, care particip, prin aciunea lor, la formarea nveliului de sol, se numesc factori pedogenetici sau factori de solificare. Sunt considerai factori pedogenetici:

a) clima b) roca c) organismele vii d) relieful e) apa freatic i apa stagnant f) timpul (vrsta solurilor) g) activitatea omului factor antropic

Aciunea complex a factorilor pedogenetici determin producerea unor procese fizice, chimice i biologice, cunoscute sub denumirea de procese pedogenetice. Factorul pedogenetic cu rolul cel mai important n formarea solului este fauna, care determin acumularea materiei organice i formarea humusului.

O caracteristic a factorilor pedogenetici este c, n procesul de formare a solului toi se manifest egal ca importan i intensitate, lipsa unuia dintre ei excluznd posibilitatea procesului de pedogenez.

a).Clima ca factor de solificare Prin clim nelegem totalitatea condiiilor meteorologice ce

caracterizeaz starea medie a atmosferei, ntr-un anumit loc de la suprafaa globului pmntesc. Clima influeneaz procesele pedogenetice prin principalele sale elemente componente: precipitaii, temperaturi i cureni de aer.

Apa din precipitaii ptrunde n sol i determin splarea unor compui minerali sau organici pe adncime, proces ce este cunoscut sub denumirea de levigare. Intensitatea de manifestare a acestui proces depinde de cantitatea de

ap din precipitaii, astfel: n zonele aride, levigarea este foarte slab, srurile i substanele

coloidale rmn n partea superioar a solului, n zonele umede, levigarea este intens, srurile i substanele

coloidale fiind transportate la diferite adncimi pe profilul solului. Cantitatea de ap din precipitaii influeneaz unele procese

pedogenetice cum ai fi: bioacumularea, argiloiluvierea, alterarea etc. Din aceste

motive, pentru caracterizarea solurilor, se folosete valoarea medie anual a precipitaiilor, exprimat n mm .

Temperatura, n special prin diferenele nregistrate, diurne-nocturne sau sezoniere, contribuie la transformarea materialului mineral prin

dezagregare, alterare, dizolvare i disociere. Astfel; temperaturile ridicate favorizeaz alterarea, disocierea i dizolvarea, temperaturile coborte favorizeaz dezagregarea dar ncetinete

alterarea i dizolvarea. Unitatea de exprimare a valorilor de temperatur este temperatura

medie anual, exprimat n oC. Curenii de aer contribuie la formarea solurilor prin: modelarea reliefului (relief specific de dune), aciunea de roadere, transport i sedimentare. primenirea aerului din sol, ca urmare a circulaiei curenilor de aer

la suprafaa acestuia i intensificarea evaporaiei apei. Caracterizarea condiiilor de clim, pentru un anumit teritoriu, prin

intermediul indicelui de ariditate Iar.

7

unde : P precipitaii medii anuale (mm) T temperaturi medii anuale (oC) 10 termen constant pentru izoterma de 10 astfel nct 1

s nu devin cnd T=0 n procesele de pedogenez un rol deosebit l joac climatul

local sau microclimatul, care reprezint stratul de aer de 2 m nlime, de la suprafaa solului ce este influenat de formele de relief, de expoziia versanilor sau caracterul nveliului vegetal.

b). Roca rolul ei n formarea solurilor Roca reprezint materialul din care s-a format solul. Din

transformrile fizice i chimice suferite de roci a rezultat partea solid, mineral a solului, care reprezint aproximativ 80-90% din masa acestuia.

Ca factor de solificare, roca se subordoneaz celorlali factori pedogenetici, dar n condiii de clim, relief , vegetaie constante i roci diferite, se formeaz tipuri de soluri diferite. Astfel:

n zonele de step, pe marne, se formeaz pseudorendzinele

pe nisipuri se formeaz psamosolurile Natura rocilor sau mai exact, compoziia lor mineralogic, pot

s ncetineasc sau s accelereze procesul de solificare. Pe roci afnate ( loessuri, luturi, etc.) evolueaz soluri profunde cu nivel de fertilitate ridicat, iar pe roci dure (granite, gnaisuri, etc.) evolueaz soluri scurte, cu caracter acid, cu nivel de fertilitate sczut.

c). Organismele vii ca factor de solificare Vegetaia are rolul cel mai important n formarea solului. Prin

transformarea resturilor organice provenite de la plante se formeaz partea organic a solului, fie sub form de compui simpli CO2, ap, sruri minerale, fie sub form de combinaii complexe humusul. Plantele extrag din orizonturile adnci ale solului diferite elemente minerale, acumulndu-le n partea superioar a solului.

O contribuie important n transformarea resturilor organice i acumularea humusului o au microorganismele, acestea influennd circulaia elementelor nutritive n sol i dezvoltarea fertilitii naturale a soului.

Animale au un rol mecanic asupra orizonturilor solului;

important este aciunea lor de amestecare i afnare continu a masei solului, cu efect direct asupra nsuirilor fizice ale solului.

d). Relieful - ca factor de solificare

Relieful este un factor definitoriu n formarea solului, el influennd aproape toi ceilali factori de solificare. Putem aprecia o aciune direct a reliefului n formarea solului, care se manifest prin procesele de eroziune, coluvionare, etc, i un rol indirect, prin faptul c determin umezirea sau nclzirea neuniform a anumitor forme de relief.

P

Iar =

T + 10

8

Orice schimbare de relief se presupune o modificare a

nveliului de sol; aria de rspndire a solului coincide cu formele principale de relief.

e). Apa freatic i stagnant rolul lor n formarea solurilor. Apa de natur freatic influeneaz procesul de formare a

sourilor numai dac se afl la adncime relativ mic i modific regimul hidric al solului, caracterul vegetaiei, etc. Dac excesul freatic este prelungit poate apare procesul de gleizare.

Din apa de natur pluvial care ptrunde n sol, o parte este reinut de acesta, iar surplusul se scurge n subteran ducnd la formarea pnzelor freatice. Dac solul este situat ntr-o form de relief depresionar, iar pe profilul acestuia se ntlnete un orizont greu permeabil ( Bt-B argiloiluvial, ca exemplu) apa poate s blteasc la suprafa genernd procese de pseudogleizare.

f). Timpul este o condiie necesar desfurrii procesului de solificare. Dup modul, de evoluie, n timp a solului se poate stabili:

vrsta absolut (vrst geologic) care reprezint durata procesului de solificare

vrst relativ care poate fi apreciat dup gradul de dezvoltare al profilului.

g). Omul ca factor de solificare Prin activitatea sa, omul poate schimba radical condiiile

naturale de solificare. El intervine contient, nlocuind vegetaia natural cu cea cultivat, irignd regiunile secetoase, desecnd regiunile cu exces de ap, administrnd ngrminte, amendamente, etc., putnd crea n acest mod condiii noi, artificiale de evoluie pentru soluri.

Prin aciunea factorilor pedogenetici are loc nu numai formarea diferitelor tipuri de soluri, ci i formarea nveliului de sol al uscatului, adic distribuia solurilor n spaiu.

1.3. CARACTERISTICILE SOLULUI CA MIJLOC DE

PRODUCIE

Solul trebuie privit din dou puncte de vedere, aa cum rezult din definiia dat anterior; corp natural i mijloc de producie n agricultur i silvicultur.

Proprietatea fundamental a solului, care l deosebete de roca, este fertilitatea i reprezint capacitatea solului de a oferii n mod continuu i n cantiti suficiente ap, hran i celelalte elemente i condiii eseniale pentru dezvoltarea organismelor ce l populeaz. Un rol definitoriu care confer solului aceast proprietate este humusul, produsul organic complex care nu poate fi reprodus artificial.

Prin cultivarea solului, acesta este introdus n circuitul economic ca mijloc de producie, de calitile cruia depinde valoarea produciei agricole obinute.

Privit ca mijloc de producie, solul prezint unele proprieti: este limitat n spaiu nu se poate multiplica la fel ca un

mijloc de producie obinuit, nu se uzeaz n timp, n cicluri de producie succesive,

cu condiia s fie exploatat raional,

9

Folosit n agricultur, solul i schimb multe din proprieti i de aceea trebuie urmrit n timp evoluia acestuia n regim amenajat, astfel nct exploatarea agricol s fie raional, fr s afecteze potenialul natural de fertilitate al solului.

1.4. REZUMAT

Pedologia este tiina care se ocup cu studiul solului din punct de vedere al genezei, evoluiei, caracterelor morfologice, proprietilor fizice, chimice i biologice, clasificrii, repartiiei geografice i utilizrii lui raionale.

Solul constituie obiectul de studiu al pedologiei i este definit ca fiind corpul natural situat la suprafaa uscatului, ce conine materie vie i poate ntreine viaa plantelor .

Factori pedogenetici sau factori de solificare sunt acei

componeni ai mediului natural, care particip ,prin aciunea lor, la formarea nveliului de sol. Sunt considerai factori pedogenetici:

h) clima i) roca j) organismele vii k) relieful l) apa freatic i apa stagnant m) timpul (vrsta solurilor) n) activitatea omului factor antropic

Fertilitatea este proprietatea fundamental a solului, care l deosebete de roca, i reprezint capacitatea solului de a oferii n mod continuu i n cantiti suficiente ap, hran i celelalte elemente i condiii eseniale pentru dezvoltarea organismelor ce l populeaz.

Prin cultivarea solului, acesta este introdus n circuitul economic ca mijloc de producie, de calitile cruia depinde valoarea produciei agricole obinute.

1.5. BIBLIOGRAFIE

Oanea.N., Rogobete Gh. Pedologie general i ameliorativ, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1977.

Florea N. Cercetarea solului ps teren, Editura tiinific, Bucureti, 1964.

Florea N. Degradarea terenurilor i ameliorarea solurilor, Curs practic, Sibiu, 1997.

1.6. NTREBRI

1.Cum se definete pedologia ca tiin ? 2.Care este obiectul de studiu al pedologiei ?

3. Ce nelegei prin factori de solificare 4.Care dintre factori de solificare au rolul cel mai important n procesul

de formare a solului ?

5. Cum influeneaz clima procesul de solificare ? 6. Care este proprietatea fundamental a solului ? 7. Enumerai proprietile solului ca mijloc de producie n agricultur.

10

prezentarea alctuirii mineralogice i petrografice a litosferei,

cunoaterea principalelor procese de transformare suferite de materialul mineral,

definirea modului de formare a prii organice din sol,

caracterizarea humusului,

prezentarea principalelor tipuri de humus,

2.1. Partea mineral a solului 2.1.1.Compoziia mineralogic i petrografic a scoarei terestre 2.1.2.Dezagregarea i alterarea ca procese de formare a prii minerale a solului

2.1.3. Produsele dezagregrii i alterrii 2.2. Partea organic a solului

2.2.1.Sursele de materie organic 2.2.2. Transformarea resturilor organice

2.2.3.Humificarea

2.2.4.Tipuri de humus

2.3.Rezumat

2.4.Bibliograie

2.5.ntrebri

minerale,

roci magmatice,

roci metamorfice,

roci sedimentare,

alterare,

dezagregare,

hidratare,

humificare,

acizi humici

11

2.1. PARTEA MINERAL A SOLULUI

Partea mineral a solului provine din rocile care alctuiesc litosfera, supuse diferitelor procese fizice i chimice de transformare prin intermediul factorilor de mediu. Aceste transformri se produc cu intensiti diferite, n funcie de matura materialului mineral iniial.

Avnd n vedere c la baza formrii solurilor stau sedimente sau roci cu proprieti foarte diferite, pe care le imprim solului, este necesar s cunoatem cteva dintre cele mai frecvent ntlnite minerale i roci cu caracteristicile ce le definesc.

2.1.1.COMPOZIIA MINERALOGIC I PETROGRAFIC A SCOAREI TERESTRE

Mineralele sunt substane anorganice, solide, omogene din punct de vedere fizico-chimic. Ele se clasific n funcie de compoziia chimic n 5 clase, ultima , srurile oxigenate, cuprinznd mineralele cele mai rspndite n litosfer. De remarcat sunt silicaii, care reprezint 75% din greutatea litosferei i sunt minerale componente ale tuturor rocilor.

Recunoaterea mineralelor se face cu ajutorul proprietilor morfologice, fizice i chimice, prin examinarea lor cel mai frecvent, cu ochiul liber.

Clasificarea succint a mineralelor i importana pe care o au asupra solului, este prezentat n tabelul 2.1.

Clasificarea mineralelor

Tabel 2.1. Nr

crt Denumirea

clasei

Minerale componente Proprieti de recunoatere

1 Elemente

native

Sulf (S) Impregnat n diferite roci constituie o surs de aprovizionare a solului i implicit a plantelor cu sulf.

2 Sulfuri Pirita (FeS2) Prezint luciu metalic i o oarecare conductivitate

termic i electric.

Galena(PbS) Prin transformare chimic este pus n libertate sulful.

Blenda(ZnS)

3 Compui halogenai

Sare gem (NaCl)

Prezena n sol sau n apa freatic, este deosebit de toxic pentru plante i duntoare pentru sol. O concentraie mai mare de 0,1% determin apariia proceselor de salinizare.

12

4 Oxizi i hidroxizi

Cuar (SiO2) cristalizat

Mineral inert din punct de

vedere chimic. El fiind

ntlnit n sol sub form de

Silex (SiO2) amorf

nisip, imprim solului reacie acid, condiie nefavorabil dezvoltrii plantelor

Hematit(FeO)

Limonit FeO*nH2O

Divers hidratai n funcie de gardul de hidratare,

prezena lor n sol este pus n eviden de culoarea pe care o imprim orizonturilor; brun rocat, brun glbui. Denumirile solurilor care conin astfel de oxizi pun n eviden prezena lor; sol brun rocat, sol brun etc.

5 Sruri oxigenate

Carbonai Calcit (CaCO3)

Prezena n sol mbuntete proprietile acestuia, ionul de Ca

2+este

indispensabil plantelor

Soda

(Na2CO31

0H2O)

Reacia puternic alcalin pe care o imprim solurilor duce la lor i arderea rdcinilor plantelor,

Sulfai Gips (CaSO4*2

H2O)

Datorit reaciei acide pe care o prezint din punct de vedere chimic, poate

corecta reacia alcalin a unor soluri, folosindu-se ca

amendament

Fosfai Apatita Ca5(PO4)3(Cl, F)

ntlnite n sedimente sau roci sub form de fosforite, fosforul contribuie la

nutriia plantelor

Vivianit

Fe3(PO4)2*H2O

Prezint culoare albstrui, vineiu, verzui, fiind un indiciu al excesului de

umiditate.

Silicai

[SiO44-

Silicai cu structur n lanuri de

tetraedrii

Piroxeni se prezint sub form de puncte negre n masa rocilor

Amfiboli se prezint sub form de bastonae n masa rocilor

Silicai cu

structur n strate infinite de

Mica alb (muscovit)- rezistent la procesul de

alterare, se ntlnete sub form de nisipuri micacee.

13

tetraedrii Mica neagr (biotit) rezisten mic la alterare, elimin fierul, magneziul, potasiul i aluminiul.

Minerale argiloase sunt minerale secundare cu

aspect de mase afnate, deschise la culoare, cu

tueu pmntos. Cea mai important proprietate a lor este capacitatea de schimb

cationic (funcioneaz ca nite schimbtori de cationi).

Silicai cu structur spaial

Ortoza KSi3AlO8, prezint culoare roz

Albit - NaSi3AlO8,

Anortit CaSi2Al 2O8, Prezint culoare alb Ambele minerale prezint reele chimice poroase, fiind deschise la culoare.

Rocile reprezint corpuri bine individualizate, alctuite din amestecuri poliminerale.

Dup modul de formare, rocile se clasific astfel:

A) Rocile magmatice iau natere prin consolidarea magmelor, acestea fiind topituri sau soluii a cror temperatur depete 1000-1300oC, i n care sunt dizolvai oxizi, sulfai, sulfuri etc., saturai n vapori de ap i gaze. n cele mai multe cazuri mineralele dominante sunt siliaii. n funcie de adncimile i temperaturile la care are loc consolidarea magmelor, precum i de compoziia mineralogic, rocile magmatice pot fii:

Clasificarea rocilor magmatice se face n funcie de compoziia mineralogic pe care o prezint (tabelul 2.2)

Roci

A) magmatice B) metamorfice C) sedimentare

Intruzive, cnd consolidarea s-a produs la adncime mare, cu timp de rcire ndelungat i cristalizare nceat.

Efuzive, cnd consolidarea s-a produs la adncime mic, cu timp scurt de rcire i cristalizare parial.

14

Cla

sifi

care

a r

oci

lor

magm

ati

ce

T

abel

2. 2.

Fam

ilia

roci

lor

GR

AN

IT

GR

AN

OD

IOR

IT

SIE

NIT

D

IOR

IT

GA

BR

OU

Den

um

irea

roci

lor

Gra

nit

R

ioli

t G

ranodio

rit

Dac

it

Sie

nit

T

rahit

D

iori

t A

ndez

it

Gab

rou

B

azal

t

Modu

l de

con

soli

dare

Intr

uzi

ve

Efu

zive

Intr

uzi

ve

Efu

zive

Intr

uzi

ve

Efu

zive

Intr

uzi

ve

Efu

zive

Intr

uzi

ve

Efu

zive

Str

uct

ura

Cri

stal

izat

tota

l

Cri

stal

izat

par

ial

Cri

stal

izat

tota

l

Cri

stal

izat

par

ial

Cri

stal

izat

tota

l

Cri

stal

izat

par

ial

Cri

stal

izat

tota

l

Cri

stal

izat

par

ial

Cri

stal

izat

tota

l

Cri

stal

izat

tota

l

Com

pozi

ia

chim

ic

SiO

2

65%

ac

id

SiO

2

65%

ac

id

SiO

2

ntr

e 65%

i

52%

neu

tr

SiO

2

ntr

e 65%

i

52%

neu

tr

SiO

2 2

00

G

roh

oti

uri

B

reci

i

Fra

gm

ente

le d

e ro

ci d

espri

nse

din

ver

sant

sunt

tran

sport

ate,

pri

n

inte

rmed

iul

for

ei g

ravit

aio

nal

e, l

a baz

a ac

estu

ia, fr

agm

ente

le p

reze

nt

nd f

ee

i

much

i as

cui

te.

Asp

ect

mas

iv, dif

erit

colo

rat,

pre

zint

fr

agm

ente

de

roc

cu

fee

i

much

ii a

scui

te.

Bolo

vn

iu

ri

Con

glo

mer

ate

mari

F

ragm

ente

le d

e ro

ci s

unt

tran

sport

ate

de

ap,

dep

use

i

conso

lidat

e.

Asp

ect

mas

iv, dif

erit

colo

rat,

pre

zint

fr

agm

ente

de

roc

cu

fee

i

much

ii r

otu

nji

te.

200-2

0

Pie

tre

Con

glo

mer

ate

mij

loci

i

20-2

P

ietr

i

Con

glo

mer

ate

fin

e

2-0

,2

Nis

ip g

rosi

er

Gre

sie

gro

sier

Rez

ult

din

dez

agre

gar

ea r

oci

lor

dure

, cu

coni

nut

ridic

at

n c

uar

, f

ragm

ente

le

sunt

rula

te d

e ap

pn

aj

ung l

a ac

este

dim

ensi

uni.

Pri

n c

onso

lidar

e a

nis

ipuri

lor

se f

orm

eaz

gre

siil

e

Culo

ri d

ifer

ite,

asp

re l

a

pip

it,

pre

zint

gr

uni

de

nis

ip v

izib

ili

cu

och

iul

liber

. N

u a

u

pro

pri

et

i bune

pen

tru

form

area

solu

rilo

r.

0,2

-0,0

2

Nis

ip f

in

Gre

sie

fin

0,0

2-0

,002

Pra

f, p

ulb

eri

Loes

s P

arti

cule

le t

ransp

ort

ate

de

vn

t su

nt

conso

lidat

e, d

uc

nd l

a fo

rmar

ea

form

aiu

nil

or

eoli

ene.

Gl

bui,

gl

bui

rugin

iu

sau g

lbui

cenui

u,

foar

te p

oro

s i

fri

abil

, co

ni

ne

CaC

O3. C

ea m

ai

bun

roc

de

soli

fica

re

Leh

m

Var

ieta

te d

e lo

ess

mai

luto

as,

fr

C

aCO

3

18

10 m Porozitate drenant (PD)

- pori mijlocii, cu cuprins ntre 0,2-10 m Porozitate util (PU)

- pori fini, cu < 0,2 m Porozitate inactiv (PI)

Porii cu diametrul sub 0,25 mm sunt numii pori capilari, prin acetia apa ptrunde greu, dar este reinut mai mult vreme i se deplaseaz n toate direciile, de la zonele umede la cele uscate.

Porii cu diametrul mai mare de 0,25 mm sunt numii pori necapilari, prin acetia apa circul uor, dar este reinut mai greu. Cu ct sunt mai mari . cu att pierd mai uor apa.

Dimensiunile porilor depind de natura rocilor de formare a solurilor, de

textur, de structur, de activitatea biologic etc. De regul, volumul total al porilor la solurile minerale, variaz ntre 35 i 60 % din densitatea aparent, valori peste 80% fiind nregistrate la solurile cu un coninut ridicat de materie organic, iar sub 35% sunt posibile la cele formate pe marne argiloase foarte bine tasate.

Intre densitatea aparent, pe de o parte, i porozitatea solului, creterea plantelor, mrimea recoltelor etc., pe de alt parte, exist o strns relaie.

4

5

Tab

el 4

.7

CL

AS

E D

E P

OR

OZ

ITA

TE

TO

TA

L

I

DE

NS

ITA

TE

AP

AR

EN

T

Porozitate total (% v/v)

Densitate aparent (g/cm

3)

Den

um

ire

L

imit

e

O

rizo

ntu

ri

cu

mat

eria

l

amorf

incl

usi

v

spodic

e

Ori

zontu

ri

organice

i

org

ano

-

min

eral

e

Alte orizonturi cu textur

N

U

S

L

T

A

Extr

em d

e m

are

Extrem

de mic

> 8

5

< 0

,41

> 9

0

< 0

,21

> 5

3

< 1

,28

> 5

5

< 1

,21

> 5

6

< 1

,18

> 5

8

< 1

,13

> 6

1

< 1

,05

> 6

5

< 0

,94

Foar

te m

are

Foarte mic

81

85

0,4

1-0

50

86-9

0

0,2

1-0

,30

49-5

3

1,2

8-1

,40

51-5

5

1,2

1-1

,34

52-5

6

1,1

8-1

,35

54-5

8

1,1

3-1

,25

57-6

1

1,0

5-1

,18

61-6

5

0,9

4-1

,07

Mar

e

Mic

76

80

051-0

60

81-9

0

0,2

6-0

,50

44-4

8

1,4

1-1

,53

46-5

0

1,3

5-1

,47

47-5

1

1,3

2-1

,45

49-5

3

1,2

6-1

,39

52-5

6

1,1

9-1

,31

56-6

0

1,0

8-1

,20

Mij

loci

e

Mij

loci

e

71

75

0,6

1-0

,75

71-8

0

051-0

75

39-4

3

1,5

4-1

,66

41-4

5

1,4

8-1

,61

42-4

6

1,4

6-1

,58

44-4

8

1,4

0-1

,53

47-5

1

1,3

2-1

,45

51-5

5

1,2

1-1

,34

Mic

Mar

e

61

70

0,7

6-0

,90

34-3

8

1,6

7-1

,79

36-4

0

1,6

2-1

,75

37-4

1

1,5

9-1

,72

39-4

3

1,5

4-1

,66

42-4

6

1,4

6-1

,58

46-5

0

1,3

5-1

,47

Foarte mic

Foar

te m

are

6

0

0

,91

33

1,8

0

35

1,7

6

36

1,7

3

38

1,6

7

41

1,5

9

45

1,4

8

46

4.4. REZUMAT

Textura solului sau compoziia granulometric, reprezint partea mineral a solului care se exprim prin procentele n care fraciunile granulometrice particip la alctuirea solului.

Structura solului reprezint modul de grupare al particulelor elementare n agregate de diferite forme i mrimi denumite agregate structurale.

La formarea agregatelor structurale particip cele trei fraciuni granulometrice i anume; nisipul, praful i argila, mpreun cu partea organic din sol

Solurile luate n cultur, cu timpul i pot pierde structura glomerular stabil. Cauzele degradrii structurii solului pot fi de natur mecanic, fizico-chimic i biologic.

Densitatea solului reprezint masa unitii de volum a fazei solide a solului.

Densitatea aparent reprezint masa unitii de volum a solului uscat n aezare natural.

Porozitatea este nsuirea unui corp, cum ar fi solul, de a prezenta un sistem de pori, care pot fi umplui cu aer sau cu ap.

Totalitatea porilor, exprimat n procente din volumul solului n aezare natural, reprezint porozitatea total.

4.6. NTREBRI

1. Cum se definete textura solului i care sunt principalele clase texturale ?

2. Ce reprezint structura solului i care sunt tipurile de structur ? 3. Care sunt cile de degradare i de refacere a structurii glomerulare ? 4. Cum se definete densitatea aparent i cum poate fi determinat prin

calcul ?

5. Ce este porozitatea total ? 6. Care este criteriul de clasificare al porilor ?

47

definirea i caracterizarea soluei solului

definirea i caracterizarea complexului adsorbtiv al soluli

prezentarea indicilor de caracterizare ai schimbului cationic

definirea i aprecierea aciditii solurilor

5.1.Soluia solului

5.2.Coloizii din sol i proprietile lor

5.3.Indici de caracterizare ai schimbului de cationi

5.4.Aciditatea solului

5.5.Rezumat

5.6.Bibliografie

5.7.ntrebri

soluia solului, substane coloidale, complex adsorbtiv, adsorbie ionic, suma bazelor, suma hidrogenilor, totalul cationilor, grad de saturaie n baze, aciditate.

48

5.1. SOLUIA SOLULUI

Soluia solului este reprezentat de apa din sol care conine sruri minerale dizolvate, compui organici i organo-minerali, gaze i particule fine coloidale i este definit ca faza lichid a solului. Apa care ptrunde n sol, fie din precipitaii atmosferice, scurgeri de suprafa sau pnza freatic, interacioneaz cu faza lichid i gazoas a solului, cu sistemul radicular al plantelor, cu organismele vii care populeaz solul, i schimb compoziia chimic. Coninutul de ap din sol (soluia solului), poate varia n limite foarte largi, ncepnd de la zeci de procente, cnd apa ocup toi porii solului, pn la uniti sau pri de procent, cnd n sol se gsete numai apa adsorbit. Compoziia chimic a soluiei solului depinde de :

compoziia fazei solide a solului; cantitatea de precipitaii ptruns n sol; alctuirea cantitativ i calitativ a materiei organice vie sau

moart din stratul vegetal; activitatea mezofaunei i microorganismelor;

Substanele minerale, orgaice i organominerale care intr n compoziia soluiei solului, se prezint sub form de combinaii solubile sau coloidale.

Substanele coloidale sunt reprezentate de sruri ale acidului silicic, ale oxizilor de fier sau aluminiu i de diferite combinaii organice i organominerale, alctuind o ptrime pn la o zecime din cantitatea de substane ce se gsesc n soluia solului.

Cei mai importani cation din soluia solului sunt; Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Al

3+, Fe

3+, Fe

2+, iar dintre anionii mai rspndii sunt: HCO3-, CO32-

, NO2-

, Cl-,

SO42-

, H2PO4-, HPO4

2-.

Soluia solului, care conine substane minerale i organice, constituie sursa principal de hran pentru plante. Accesibilitatea acesteia depinde de concentraie i de gradul de disociere a substanelor dizolvate, deci de presiunea osmotic a soluiei solului.

5.2. COLOIZII DIN SOL I PROPRIETILE LOR

Compoziia coloizilor depinde de caracterul rocilor de formare a solului i de tipul de solificare.

coloizi minerali - silice, hidroxizi de fier sau

aluminiu, minerale argiloase.

n sol se gsesc: coloizi organici - substane humice;

coloizi organominerali combinarea argilei sau a hidroxizilor de fier i de aluminiu, cu substanele humice

Ei se gsesc n sol fie sub form de pelicule subiri, care mbrac particulele mai mari (gruni de nisip), fie dispersai n soluie sau sub form de precipitate depuse n porii solului.

ntre cele trei categorii de coloizi amintite mai sus, se stabilesc relaii de natur fizic i chimic. Toate aceste particule coloidale alctuiesc complexul coloidal al solului.

49

ntruct proprietatea cea mai important a coloizilor este aceea de reinere a cationilor din soluia solului, pe care i poate elibera n anumite condiii n schimbul altor cationi, complexul coloidal al solului se mai numete i complex adsorbtiv.

Rolul cel mai important n procesul de adsorbie i revine argilei i humusului, motiv pentru care complexul coloidal se mai numete i complex argilo-humic.

Coloizii sunt dispersai n sol sub form de micele coloidale, alctuite dintr-un nucleu, care poate fi o combinaie complex amorf sau cristalin, la suprafaa nucleului se afl stratul determinant de potenial, care reine ionii cu energie potenial, iar n continuare dou straturi de ioni compensatori, unul imobil iar cellalt difuz. Principalele proprieti ale coloizilor sunt: hidrofilia, coagularea, peptizarea, reinerea si schimbul cotionic.

Hidrofilia este proprietatea unor coloizi, cum sunt substanele humice i silicea , de a reine la suprafaa lor molecule de ap i ioni hidratai. Coloizi care au aceast proprietate se numesc hidrofili.

Coagularea i peptizarea. Coloizii din sol se gsesc fie n stare de dispersie coloidal, atunci cnd sunt ncrcai cu sarcini electrice de acelai fel, fie n stare de gel, cnd sunt ncrcai cu sarcini electrice de sens contrar.

Srurile, acizilor i bazele dizolvate n soluia solului se desfac n cationi de Ca

++, K

+, Na

+, H

+ etc. i n anioni de Cl--, OH-, CO3

-i SO4--.

Sarcinile electrice ale particulelor coloidale sunt neutralizate de cationi sau

anioni fixai din soluia solului i care formeaz stratul difuz de ioni compensatori de la suprafaa acestora.

La neutralizarea sarcinilor electrice ale micelelor coloidale mai

contribuie i molecula de ap. Prin concentrarea treptat a soluiei solului cu ioni, potenialul electrocinetic poate ajunge la zero. n aceast situaie, coloidul se afl la punctul izoelectric i coaguleaz. Pe msur ce soluia solului se dilueaz, sunt splai ionii din stratul difuz i, ca urmare, crete potenialul electrocinetic, care se manifest prin valene libere la suprafaa particulelor coloidale. ntru-ct n sol predomin argila, silicea i humusul, ncrcate cu sarcini electrice negative, procesul de coagulare are loc sub aciunea ionilor cu sarcini electrice pozitive (cationi). Valenele diferite ale cationilor determin praguri diferite de coagulare. Coagularea determinat de cationi monovaleni este reversibil, iar cea determinat de cationi bivaleni i trivaleni este ireversibil. Coloizii coagulai de cationi monovaleni rmn n stare de gel numai atta timp ct concentraia cationilor din soluie depete pragul de coagulare. Prin ndeprtarea excesului de cationi, coloizii trec din nou n stare de dispersie coloidal sub aciunea apei.

Aadar, n anumite condiii, un coloid poate trece din stare de dispersie coloidal n stare de gel. Fenomenul poart denumirea de coagulare. Fenomenul poate fi reversibil, dup cum am observat mai sus, adic un coloid poate trece din stare de gel n stare dispersie coloidal numindu-se peptizare.

Reinerea si schimbul cationic. Capacitatea de nmagazinare, reinere i utilizare raional a substanelor nutritive din sol depinde n mare msur de complexul coloidal al solului respectiv. Proprietatea coloizilor de a atrage i reine diferii cationi se numete adsorbie.

Reinerea poate fi de mai multe feluri: - reinere mecanic: reprezint proprietatea solului de a nu

lsa s treac prin porii si particule cu diametre mai mari;

50

- reinere fizic: reprezint proprietatea coloizilor de a fixa la suprafa, prin procese fizice, molecule de ap i moleculele unor gaze;

- reinere fizico-chimic: reprezint procesul de adsorbie a ctionilor, n schimbul altor cationi care trec n soluie, poart denumirea de adsorbie fizico-chimic

Schimbul cationic ce se produce n sol este supus unor reguli sau legi: 1. Legea echivalenei cantitaea de cationi pe care o poate

reine solul din soluie este egal cu cantitatea de cationi pe care solul respectiv o cedeaz soluiei.

2. Legea reversibilitii procesul de schimb cationic este reversibil, adic aceiai cationi pot trece din soluie n complex i din complex n soluie, de mai multe ori consecutiv, de fiecare dat de cte ori sunt ntlnite condii de schimb favorabile.

3. Legea echilibrului n procesul de schimb cationic, se ajunge la o stare de echilibru ntre complexul coloidal i soluia solului( cnd condiiile se menin neschimbate, starea de echilibru este ntotdeauna aceeai).

4. Legea energiei de adsorbie energie de deplasare a cationilor din stare adsorbit n stare soluie, precum i energia lor de adsorbie, depind de valena i gradul de hidratare a cationilor respectiv.

Din cele artate mai sus reiese c un sol poate adsorbi o anumit cantitate de ioni n complexul adsorbtiv i c ionii adsorbii pot fi schimbai cu ionii din soluia solului. Capacitatea de adsorbie a complexului adsorbtiv al unui sol depinde de mediul n care are loc adsorbia i de natura i cantitatea de coloizi ai solului respectiv.

5.3. INDICI DE CARACTERIZARE A SCHIMBULUI CATIONIC

n complexul adsorbtiv al solului se gsesc, la un moment dat, mai multe feluri de cationi, cum ar fi Ca

++, K

+, Na

+, etc. (cu caracter baric) i

cationi de hidrogen (H+)

Cantitatea de cationi care se gsesc la un moment dat n complexul adsorbtiv se exprim n miliechivaleni (m.e.) la 100 g de sol.

Suma tuturor cationilor bazici adsorbii n complexul coloidal, se numete suma barelor de schimb(SB) sau capacitatea de schimb pentru baze, care se exprim n m.e. la 100 g sol uscat la temperatura de 105 oC.

Suma tuturor hidrogenilor adsorbii n complexul coloidal se numete suma hidrogeilor schimbabili (SH) sau capacitatea de schimb pentru hidrogen,

care se exprim n m.e. la 100 g sol uscat la temperatura de 105 oC. Suma bazelor i a hidrogenilor schimbabili din complex formeaz

capacitatea total de adsorbie sau capacitatea total de schimb cationic (T).

Aadar :

T = SB + SH ( m.e.la 100g sol uscat)

Capacitatea total de schimb cationic a solurilor din ara noastr, variaz ntre 5 i 100 m.e.la 100g sol uscat la temperatura de 105 oC.

51

Din punct de vedere practic ne intereseaz s cunoatem procentul pe care l reprezint suma bazelor de schimb din capacitatea total de adsorbie a complexului coloidal, adic gradul de saturaie n baze (V).

Acesta se poate calcula astfel:

SB

V = 100 (%) T

La solurile carbonatice sau salinizate, complexul adsorbtiv este saturat

n baze, SB = T i deci: SB

V = 100 = 100 (%) SB

Pentru interpretarea valorilor gradului de saturaie n baze se folosesc limitele nscrise n tabelul 5.1

Clase de saturaie n baze Tabel 5.1

Denumire Limite, % Denumire Limite, %

V pH 8,3 V Ah

Extrem oligobazic < 10 Oligobazic < 40

Oligobazic 10-30

Oligomezobazic 31-55 Oligomezobazic 40-70

Mezobazic 56-75 Moderat mezobazic 71-90

Submezobazic 81-90

Eubazic 76-83

Eubazic

91-100 84-90

Saturat n baze 91

De regul, odat cu creterea gradului de saturaie n baze, starea general a solului se amelioreaz, fertilitatea solului crete. Excepie fac cazurile n care gradul de saturaie crete pe seama ptrunderii n complex peste o anumit limit a Na+ sau Mg++.

5.4. ACIDITATEA SOLURILOR

Soluia solului conine n stare de dispersie ioni, molecule, substane coloidale n proporii foarte diferite n funcie de intensitatea i natura factorilor care au determinat formarea i evoluia solurilor.

Raportul dintre concentraia ionilor de H+ i OH- determin reacia solului, adic atunci cnd predomin ionii de H+ reacia este acid, iar cnd predomin ionii OH- reacia este alcalin. Egalitatea dintre cele dou categorii de ioni determin o reacie neutr. n mod obinuit se msoar concentraia ionilor de H

+, care exprim aciditatea, motiv pentru reacia se poate exprima i prin noiunea de aciditate.

aciditatea actual (pH) La soluri, se deosebete aciditatea potenial Aciditatea actual (pH-ul solului) este dat de concentraia ionilor de

hidrogen, prezeni la un anumit moment dat n soluia solului. Dup Srensesen pH-ul de definete ca logaritmul negativ al concentraiei efective a hidrogenilor sau, n accepiune mai nou, a activitii ionilor de hidrogen. Concentraia se

52

exprim n iono-gram/litru de soluie. Pentru exprimare, se pornete de la apa distilat cu reacie neutr, n care raportul ionilor de H+ i OH- este egal. Adic:

CH COH = K 10-14

CH = 10-7

i COH = 10-7

unde:

CH = concentraia ionilor H+

COH = concentraia ionilor OH-

K = constant de disociere a apei

Aprecierea reacia solurilor se face conform tabelului 5.2

Clase de reacie a solului (pH n suspensie apoas la raport sol/soluie de l : 2,5)

Tabelul 5.2

Denumirea Limite

Extrem de acid 3,5

Foarte puternic acid 3,6-4,3

Puternic acid 4,4-5,0

Moderat acid 5,1-5,4 5,5-5,8

Slab acid 5,9-6,4 6,5-6,8

Neutr 6,9-7,2

Slab alcalin 7,3-7,8 7,9-8,4

Moderat alcalin 8,5-9,0

Puternic alcalin 9,1-9,4

Foarte puternic alcalin 9,5-10,0

Extrem de alcalin 10,0

Pentru solurile de la noi din ar valorile pH-ului sunt cuprinse ntre 3,5 i 9,5.

Aciditatea potenial este determinat de ionii de hidrogen adsorbii n complexul coloidal al solului, care nu dau aciditate dect prin trecerea lor n soluie.

5.5. REZUMAT

Soluia solului este reprezentat de apa din sol care conine sruri minerale dizolvate, compui organici i organo-minerali, gaze i particule fine coloidale i este definit ca faza lichid a solului.

Substanele minerale, organice i organominerale care intr n compoziia soluiei solului, se prezint sub form de combinaii solubile sau coloidale.

Substanele coloidale sunt reprezentate de sruri ale acidului silicic, ale oxizilor de fier sau aluminiu i de diferite combinaii organice i organominerale, alctuind o ptrime pn la o zecime din cantitatea de substane ce se gsesc n soluia solului.Toate particule coloidale alctuiesc complexul coloidal al solului. Rolul cel mai important n procesul de adsorbie

53

i revine argilei i humusului, motiv pentru care complexul coloidal se mai numete i complex argilo-humic.

Principalele proprieti ale coluizilor sunt: hidrofilia, coagularea, peptizarea, reinerea si schimbul cotionic.

Suma tuturor cationilor bazici adsorbii n complexul coloidal, se numete suma barelor de schimb(SB) sau capacitatea de schimb pentru baze, care se exprim n m.e. la 100 g sol uscat la temperatura de 105 oC.

Suma tuturor hidrogenilor adsorbii n comlexul coloidal se numete suma hidrogeilor schimbabili (SH) sau capacitatea de schimb pentru hidrogen,

care se exprim n m.e. la 100 g sol uscat la temperatura de 105 oC. Suma bazelor i a hidrogenilor schimbabili din complex formeaz

capacitatea total de adsorbie sau capacitatea total de schimb cationic (T). Procentul pe care l reprezint suma bazelor de schimb din capacitatea

total de adsorbie a complexului coloidal, se numete grad de saturaie n baze (V).

Raportul dintre concentraia ionilor de H+ i OH- determin reacia solului, atunci cnd predomin ionii de H+ reacia este acid, iar cnd predomin ionii OH- reacia este alcalin.

n mod obinuit se msoar concentraia ionilor de H+, care exprim aciditatea, motiv pentru reacia se poate exprima i prin noiunea de aciditate.

5.6. BIBLIOGRAFIE

1. Chiri D (1974), Ecopedologie cu baze de pedologie general, Edit. Ceres Bucureti,

2. Oanea N. , Rogobete Gh. (1977) , Pedologie general i ameliorativ E.D.P. Bucureti,

3. Puiu t. (1980) , Pedologie Edit. Ceres Bucureti, 4. Blaga Gh, Rusu I., Udrescu S.,Vasile D (1996), Edit. Didactic i

Pedagogic R.A., Bucureti, 5. Mihai Gh.I.,(1964), Pedologie cu elemente de geologie, Edit. Didactic

i Pedagogic R.A., Bucureti, 6. ICPA (1978 ), Metodologia elaborrii studiilor pedologice vol. 1-3

Bucureti.

54

5.7. NTREBRI 1. Cum se definete soluia solului ? 2. Ce sunt substanele coloidale ? 3. Care este alctuirea unei micele coloidale ? 4. Care sunt cei mai importana coloizi din sol ? 5. Cum se definete complexul adsorbtiv al solului ? 6. Care sunt legile schimbului cationic ce caracterizeaz complexul

adsorbtiv al solului ?

7. Ce reprezint simbolul SB ? 8. Care este unitatea de msur pentru suma hidrogenilor (SH) ? 9. Cum se calculeaz gradul de saturaie n baze ? 10. S se calculeze Suma bazelor (SB) tiind c SH = 29 me. la 100 g

sol i gradul de saturaie n bare este 56%. 11. Care sunt valorile pH-ului care caracterizeaz o reacie slab acid a

solurilor ?

55

descrierea modului n care circul apa n sol

cunoaterea principalelor fore care determin aceast micare

definirea i caracterizarea principalilor indici hidrofizici,

trasarea curbei suciune-umiditate i stabilirea domeniului optim de accesibilitate al apei pentru plante,

stabilirea bilanului apei din sol i caracterizarea tipurilor de regim hidric,

6.1.Forele care acioneaz asupra apei din sol 6.2.Potenialul apei din sol (suciunea) 6.3.Indicii hidrofizici

6.4.Permeabilitatea solului pentru ap 6.5.Pierderea apei din sol

6.6.Regimul hidric al solului

6.7.Rezumat

6.8.Bibliografie

6.9.ntrebri

Potenialul apei din sol, Suciunea solului, Indici hidrofizici,

Evapotranspiraie, Bilanul apei din sol,

Regim hidric.

56

6.1. FORELE CARE ACIONEAZ ASUPRA APEI DIN SOL

Apa din sol constituie un element fundamental al fertilitii acestuia, majoritatea plantelor aprovizionndu-se cu apa necesar existenei lor numai prin intermediul solului.

Circulaia apei n sol, reinerea i n special, accesibilitatea ei pentru plante, este supus unor fore de naturi i mrimi diferite. Cele mai importante sunt: fora gravitaional, fora capilar, fora de adsorbie, fora determinat de tensiunea vaporilor de ap, fora osmotic, fora hidrostatic (de submersie) i fora de sugere a rdcinilor plantelor.

Fora gravitaional acioneaz asupra apei care circul prin porii grosieri ai solului, n condiii de supraumezire produs fie de o ploaie torenial, fie de irigarea cu morme mari de udare. Aceast for face ca apa s circule pe vertical umezind solul n profunzime, surplusul de ap fiind evacuat n pnza freatic.

Fora capilar acioneaz asupra apei care circul prin porii capilari, datorit deficitului de presiune ce se creeaz n aceast categorie de pori. Aceast for determin formarea la suprafaa coloanei de lichid a unui menisc concav, sub care presiunea este mai mic, deci apare aa numitul deficit de presiune. Circulaia apei se face lent, n toate direciile, de la capilare cu diametru mai mare spre capilare cu diametru mai mic.

Fora de adsorbie ( de sorbie) determin reinerea apei la suprafaa particulelor de sol. Este de natur electrostatic i se datoreaz caracterului dipolar al moleculei de ap i energiei libere de la suprafaa particulelor de sol.

Fora determinat de tensiunea vaporilor de ap acioneaz asupra apei sub form de vapori, care sunt supui unei presiuni ( tensiuni) variabile funcie de temperatur i umiditatea solului. Vaporii de ap circul din zonele mai calde i mai umede ale solului spre zonele mai reci i mai uscate.

Fora osmotic acioneaz asupra apei din solurile srturate i se depinde de presiunea osmotic. Cu ct concentraia n sruri solubile este mai mare, cu ct va fi mai mare i presiunea osmotic, apa fiind reinut cu fore din ce n ce mai mari. Din aceast cauz, pe solurile srturate, chiar n condiii de umiditate optim, plantele sufer, deoarece apa circul din celulele plantelor n sol (aa numita secet fiziologic).

Fora hidrostatic (de submersie) acioneaz numai n cazul solurilor supraumezite, atunci cnd la suprafaa solului se gsete un strat de ap. Greutatea stratului respectiv creeaz o for care determin ptrunderea apei n sol ( cum ar fi cazul orezriilor).

Fora de sugere a rdcinilor plantelor reprezint fora cu care plantele extrag apa din sol cu ajutorul periorilor absorbani. La majoritatea plantelor aceast for este de 15-20 atmosfere.

6.2. POTENIALUL APEI DIN SOL (SUCIUNEA)

Reinerea i circulaia apei n sol, accesibilitatea acesteia pentru plante, schimbul cu atmosfera prin evapotranspiraie sunt fenomene ce depind de energia cu care faza solid (matricea solului) reine a molecula de ap. Ca orice corp natural, apa se afl ntotdeauna ntr-un cmp energetic i se deplaseaz n sol din zonele n care energia liber a acesteia este mai ridicat ( zonele umede) ctre zonele n care energia sa este mai sczut (zonele uscate). Putem spune c micarea apei se efectueaz sub influena unei diferene de

57

energie, care se numete potenial al apei din sol (). Din punct de vedere tehnic, potenialul apei din sol se exprim prin lucrul mecanic necesar pentru a transfera o unitate din cantitatea de ap dintr-un punct de referin n altul, neglijnd pierderile de energie prin frecare.

Forele care afecteaz energia liber a apei, fora gravitaional, fora capilar, fora de adsorbie, fora osmotic, fora hidrostatic (de submersie) etc., sunt transformate n energii exprimate n uniti de presiune, astfel nct s poat fi nsumate. Putem spune c fiecrei categorii de fore i corespunde un anumit potenial:

- forei gravitaionale i corespunde potenialul gravitaional (g); - forei capilare i celei de adsorbie le corespunde potenialul

matricial (m); - forei osmotice i corespunde potenialul osmotic (o); - forie hidrostatice i corespunde potenialul hidrostatic sau de

submersie (s). Rezultanta obinut poart denumirea de potenial total al alei din sol

(t) i se calculeaz cu relaia:

t = g + m + o sau s + i (cm col. ap, cm col. mercur etc.)

Potenialul total poate fi exprimat f de presiunea atmosferei la nivelul mrii, care este de 760 mm coloan de mercur, ceea ce reprezint nlimea unei coloane verticale de ap de 1033 cm cu seciunea de 1 cm2

(exprimarea cel mai frecvent utilizat). Se mai poate exprima n bari (1 bar = 10.200 mm coloan de ap ) sau n pascali (Pa).

n mod obinuit solurile sunt nesaturate ( nu prezint exces de ap) i au tendina de a reine apa, aceasta fiind supus unui potenial negativ. Fora cu care apa este reinut n sol poart denumirea de for de suciune sau simplu suciunea solului. Ea poate fi msurat cu ajutorul unui aparat numit tensiometru, care o exprim n cm coloan de ap. Valorile nregistrate variaz ntre 1 cm (cazul solului saturat cu ap) i 10 000 000 cm coloan de ap( cazul solului uscat). Deoarece este incomod de a se lucra cu cifre mari, Schofield a

introdus noiunea de pF care reprezint logaritmul zecimal cu semn schimbat al centimetrilor coloan de ap ce corespunde forei cu care apa este reinut n sol.

Valoarea minim a pF-ului este 0, deoarece logaritmul cifrei 1 este 0 (corespunztoare solului saturat cu ap), valoarea maxim este 7, deoarece logaritm de 10 000 000 (10

7) este 7 (corespunztoare solului uscat). Un sol la care fora de suciune este 1 000 cm coloan de ap are pF = 3, iar la pF = 1 nlimea coloanei de ap este de 10 cm.

Relaia dintre coninutul de ap dintr-un sol i suciunea matricial este reprezentat grafic printr-o curba care se numete curb de suciune sau curba caracteristic a umiditii (fig.6.1). Cnd solul este saturat cu ap, suciunea este zero, pe msur ce umiditatea solului scade, apa este reinut cu fore din ce n ce numai mari adic suciune crete, ajungnd pn pa pF 7, la solul uscat. Suciunea variaz de la un sol altul mai ales n funcie de textur. Astfel, la aceeai cantitate de ap, suciunea crete de la solurile cu textur grosier spre cele cu textur fin.

Simpla cunoatere a coninutului de ap nu este suficient deoarece pentru diferite soluri aceasta poate corespunde la diferite fore de reinere a apei. La un sol argilos cu umiditatea 20-25% (g/g)ce corespunde unui pF 4, apa

58

este inaccesibil plantelor, pe cnd la un sol nisipos cu o umiditate de 10-12% (g/g) ce corespunde unui pF 2, apa este pe deplin accesibil plantelor.

Fig. 6.1. Curba caracteristic a umiditii solului

Modificrile pe care le sufer unele nsuiri ale apei la diferite coninuturi ale acesteia n sol, au determinat separarea mai multor forme de ap:

apa legat corespunde unui pF mai mare de 4,2, este reinut n sol prin fore de adsorbie, este puin mobil i inaccesibil plantelor,

apa capilar corespunde unor valori ale suciunii cuprinse ntre pF 4,2 i pF 2-3, este reinut n porii capilari ai solului prin fore capilare, este mobil i accesibil plantelor,

apa gravitaional corespunde unor valori pF sub 2-3 (pentru solurile nesaturate), este foarte mobil, slab reinut i ca atare se pierde rapid prin infiltraie sau scurgere prin porii largi ai solului, n felul acesta plantele nu o pot folosi,

apa sub form de vapori, de regul saturaia cu vapori de ap a aerului din sol este complet, cu excepia stratului superficial al solului,

apa freatic este apa gravitaional scurs n adncime, care se nmagazineaz deasupra unui strat impermeabil.

Apa freatic prezint importan pentru plante atunci cnd nivelul ei se afl la adncimi relativ reduse (1-3 m), n zonele i ani secetoi putnd constitui o surs din care se pot alimente rdcinile plantelor. La adncimi mai

59

mici de 1-1,5 m, mai ales n ani i zonele ploioase, determin condiii de exces de umiditate n sol i de aeraie necorespunztoare.

6.3. INDICII HIDROFIZICI

Indicii hidrofizici reprezint valori caracteristice ale umiditii la care proprietile apei din sol, n special mobilitatea i accesibilitatea pentru plante, se modific, ca urmare trecerii de la o form de ap la alta. Aceti indici apar ca puncte convenionale pe curba suciune-umiditate. Principalii indici hidrofizici sunt:

Coeficientul de higroscopicitate (CH) reprezint cantitatea de ap pe care solul o poate reine din vaporii de ap din atmosfer cu umiditatea relativ de 94,3%. Valorile coeficientului de higroscopicitate cresc de la solurile

nisipoase (1-2%), la solurile lutoase pn la 8 %, iar la solurile argiloase pn la 14%. Valorile CH corespund unei suciuni de pF 4,7. Apa corespunztoare acestui indice este imobil i inaccesibil plantelor.

Coeficientul de ofilire (CO) reprezint coninutul de umiditate din sol la care se produce ofilirea ireversibil a plantelor, adic fr s i recapete turgecena chiar dac ulterior umiditatea solului crete. Acest coeficient reprezint limita inferioar a apei accesibile plantelor. Pe curba de suciune coeficientul de ofilire corespunde unei valori pF de 4,2 (intervalul pF 4,0-4,4).

Se poate determina prin calcul n funcie de valorile coeficientului de higroscopicitate.

CO = 1,5 CH

Valorile coeficientului de ofilire depind n primul rnd de textur, fiind de 1-2% la solurile extrem nisipoase i 20-22% la cele extrem argiloase (tab 6.1)

Valori orientative ale principalilor indici hidrofizici(medii pe

adncimea 0-100 cm) pentru principalele soluri agricole din Romnia (dup Canarache 1990)

Tabel 6.1

Soluri Valori medii (% g/g) pe adncimea 0-100 cm

Coeficient de

ofilire

Capacitate de

cmp Capacitate

total Capacitate

util

Cernoziom 8-12 20-26 37-41 12-16

Cernoziom

cambic

9-13 21-27 34-38 10-14

Cernoziom

argiloiluvial

10-14 20-26 32-36 17-21

Brun rocat 11-15 20-26 29-33 8-12

Brun luvic i luvisol albic

9-13 21-27 31-35 9-14

Vertisol i sol vertic

16-20 26-32 34-38 8-12

Psamosol 1-3 6-12 30-34 6-10

Sol aluvial 1-18 13-25 34-40 7-16

Capacitatea de cmp (CC) reprezint cantitatea de ap pe care o reine durabil un sol cu permeabilitatea bun i profilul omogen, dup ce a fost umezit n exces i apoi drenat. Valorile acestui coeficient corespund pe curba

60

de suciune la pF 2,5 ( pF 2 pentru solurile nisipoase i pF 3 pentru solurile argiloase i compacte)

Capacitatea de cmp reprezint limita superioar a accesibilitii apei pentru plante, peste aceast umiditate solul nu reine durabil apa. Cantitatea de ap reinut n sol la nivelul capacitii de cmp depinde te textur i de densitatea aparent, variind ntre 5-10% n cazul solurilor nisipoase pn la 30-35 % n cazul solurilor argiloase i respectiv 20-25 % n cazul solurilor argiloase tasate. n tabelul 6.1 sunt redate cteva valori ale capacitii de cmp pentru unele soluri din ara noastr.

Capacitatea de ap capilar reprezint cantitatea maxim de ap pe care o poate reine solul deasupra oglinzii freatice, n zona franjei capilare ( nlimea pn la care se ridic apa prin capilaritate din stratul acvifer). Valorile acestui indice sunt ntotdeauna mai mari dect ale capacitii de cmp cu 1-2 % n solurile argiloase i cu 10-15 % n alte soluri.

Capacitatea total pentru ap (CT) (capacitatea de saturaie) reprezint cantitatea maxim de ap din sol cnd toi porii sunt plini cu ap. Valorile acestui indice hidrofizic se pot determina cu ajutorul porozitii totale i a densitii aparente, dup formula:

PT

CT = n care: DA

CT (% g/g) capacitatea total; PT (% v/v) porozitate total; DA (g/cm

3) densitatea aparent.

Capacitatea de ap util (CU, % g/g) reprezint intervalul de umiditate a solului n care apa este accesibil plantelor i se poate determina cu de relaia:

CU = CC CO n care CC (% g/g) reprezint capacitatea de ap n cmp iar CO (% g/g) coeficientul de ofilire.

Capacitatea de ap util crete de al solurile nisipoase (5-10%) la cele cu textur mijlocie (15%) i scade la cele cu textur fin (5-10%). La aceeai textur, valorile capacitii de ap util sunt mai mici cu 5-10% n solurile tasate comparativ cu cele afnate (tab. 6.1).

Accesibilitatea pentru plante a apei din sol nu este uniform pe tot intervalul umiditii accesibile. Se apreciaz c se realizeaz condiii optime de aprovizionare cu ap a plantelor n parte superioar a intervalului, limita fiind influenat de textura solului.

Plafonul minim al umiditii (PM, % g/g) reprezint nivelul pn la care poate scdea umiditatea n intervalul umiditii accesibile, fr ca recoltele s fie sensibil afectate. Acest indice desparte domeniul umiditii greu accesibile de cel al umiditii uor accesibile plantelor.

Plafonul minim se poate determina prin calcul cu formula:

PM = CO + f (CC-CO) = CO +f CU

unde: PM este plafonul minim (% g/g);

f fracie din intervalul umiditii accesibile pentru care folosim urmtoarele valori:

61

- 2/3 n solurile nisipoase, n solurile nisipo-lutoase puternic tasate, n solurile luto-argiloase moderat i puternic tasate i n solurile argiloase;

- 3/5 n solurile nisipo-lutoase slab i moderat tasate i n solurile luto-argiloase netasate sau slab tasate;

- n solurile luto-nisipoase i lutoase; CO, CC, Cu au semnificaiile cunoscute (% g/g).

6.4 MICAREA APEI N SOL

Permeabiliatate solului pentru ap exprim nsuirea solului de a permite mai uorsau mai greu micarea apei prin el. Se disting dou situaii: curgerea apei n solurile saturate i curgerea apei n solurile nesaturate cu ap.

Curgerea apei n solurile saturate. Starea saturaie cu ap se realizeaz n mod normal la solurile submerse i n orizonturile aflate sub nivelul oglinzii freatice, iar pe cale artificial n orezrii n perioada de submersie. Curgerea apei n solul saturat se desfoar conform legii lui Darcy : V = K I n care V este viteza medie de curgere (cm/s); I-gradientul hidraulic, egal cu variaia forei ce determin micarea pe unitatea de distan ( I = H/L, unde H este diferena de presiune la extremitile coloanei de sol cu lungimea L, n cm); K denumit conductivitate hidraulic saturat, coeficient de filtraie sau coeficient de permeabilitate (cm/s).

Conductivitatea hidraulic saturat depinde de textura solului, de densitatea aparent, de coninutul n materie organic, de condiiile de salinitate i alcalinitate ale solului. Astfel, valorile conductivitii saturate sunt de 0,1-0,2 mm/h sau mai mici, n solurile argiloase tasate; 1-10 mm/h n solurile cu textur i densitate aparent mijlocie i valori de aproximativ 100 mm/h n solurile nisipoase netasate. Valorile orientative ale conductivitii hidraulice saturate la principalele soluri agricole din ara noastr sunt prezentate n tabelul 6.2.

Valori frecvente orientative ale conductivitii hidraulice saturate la principalelesoluri agricole din Romnia

(dup Canarache, 1990) Tabel 6.2.

Soluri

Conductivitatea

hidraulic saturat (mm/h), valori medii pe

adncimea 0-100 cm

Cernoziom 1,5-15

Cernoziom cambic 0,9-9

Cernoziom argiloiluvial 0,4-4

Brun rocat 0,25-2,5

Brun luvic i luvisol albic 0,65-6,5

Vertisol i sol vertic 0,15-1,5

Psamosol 30-300

Sol gleic 2,5-25

Sol aluvial i lcovite drenat cu textur: grosier mijlocie

fin

4-40

0,8-8

0,2-2

62

Curgerea apei n solurile nesaturate. Deoarece n mod obinuit solurile agricole nu sunt saturate cu ap, circulaia apei n acestea se face nu prin procesul de filtraie, ci prin procesul de infiltraie, apa ptrunznd n sol de la suprafa.

La nceput solul venind n contact cu apa, absoarbe o anumit cantitate care se micoreaz treptat i tinde spre o valoare constant (Rode) care sufer doar mici oscilaii. n procesul infiltraiei intereseaz cantitatea de ap infiltrat ntr-o perioad de timp (infiltraia cumulat I, cm) i viteza ca care se infiltreaz apa n unitatea de timp la un moment dat ( viteza de infiltraie VI, cm/s). Aceste valori scad treptat pe msur ce se desfoar procesul de infiltraie. Reprezentarea grafic a cantitii de ap infiltrat n sol n unitatea de timp se face prin curba de infiltraie caracteristic fiecrui sol (fig. 6.2).

Fig. 6.2. Curba de infiltraie

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6

Timpul (ore)

Ap

inf

iltr

at

(mm

)

Curba de infiltraie se poate exprima cu ajutorul formulei lui

Kostiacov:

Vi

Vt = n care: t

Vt este viteza de infiltraie la un moment dat (cm/s); Vi viteza iniial de infiltraie (cm/s); t timpul la care ncepe procesul de infiltraie 8s9; parametru ce caracterizeaz dinamica permeabilitii solului.

Curgerea apei n solul nesaturat se desfoar conform legii lui Darcy generalizate, numit i legea curgerii nesaturate sau legea Darcy-Richards:

V = ku I n care: Ku este conductivitatea hidraulic a solului nesaturat (cm/s), numit i

conductivitate capilar. n acelai timp, trebuie reinut c valorile conductivitii hidraulice

variaz n funcie de umiditatea solului i anume este cu att mai mic, cu ct solul este mai uscat.

Infiltraia depinde n principal de textur i de densitatea aparent, dar mai este influenat n mare msur de structura stratului superficial al solului,

63

de prezena crustei sau a crpturilor, nsuiri ce variaz mult la acelai sol n cursul perioadei de vegetaie.

6.5. PIERDEREA APEI DIN SOL

Principala modalitate de pierdere a apei din sol este evaporaia (E), adic trecerea acesteia n stare de vapori i migrarea n atmosfer.

Mrimea evaporaiei depinde de o serie de factori climatici i anume: deficitul de saturaie n vapori de ap al atmosferei, temperatur, radiaie, vnt, sinteza acestora determinnd evaporaia potenial.

n condiiile climatice ale Romniei, evaporaia potenial este ca medie lunar n timpul verii de 5-6 mm/zi putnd ajunge pn la 12-15 mm/zi n zilele extrem de clduroase, uscate i cu vnt, n timpul iernii tinznd la zero. Stratul de sol care se poate usca prin evaporaie este de cel mult 30-50 cm grosime. Evaporaia fiind o pierdere neproductiv de ap, se recomand acoperirea solului cu un strat de mulci alctuit din resturi vegetale. n unele cazuri, evaporaia poate fii intensificat prin arturi sau alte lucrri energice ale solului efectuate la momentul nepotrivit. La solurile cu aport freatic, evaporaia este puin semnificativ, ele fiind permanent umezite prin ascensiunea capilar a apei freatice.

Transpitaia (T) reprezint consumul util de ap prin intermediul plantelor i se refer la micorarea coninutului de ap din sol datorit consumului de ctre plante. Acestea extrag din sol i elimin, prin transpiraie n atmosfer, cantiti mari de ap, contribuind la micorarea accentuat i pe mare adncime a umiditii solului. Cantitatea de ap utilizat de ctre plante, la care se adaug i pierderile neproductive prin evaporaie i percolare, constituie evapotranspiraia.

Pentru un sol aprovizionat cu ap n optim i acoperit de plante cu un covor bine ncheiat, se folosete noiunea de evapotranspiraie potenial (ETP), care exprimarea consumului apei din sol, iar pentru condiii de umiditate i vegetaie existente la un moment dat, cea de evapotranspiraie real.

Consumul de ap al culturilor agricole n condiiile pedoclimatice ale rii noastre, variaz ntre 300 i 800 mm.

6.6. REGIMUL HIDRIC AL SOLULUI

Suma algebric a cantitilor de ap intrate n sol i ieite din sol, pentru o anumit perioad considerat, poate fi exprimat cu ajutorul ecuaiei de bilan:

Rf Ri = ( P + m +Aaf +S ) ( E +T + Iaf + S`)

n care : Ri i Rf - reprezint rezerva de ap din sol la nceputul i la sfritul perioadei de calcul; P- precipitaiile; m suma normelor de udare ( n cazul terenurilor irigate); Aaf aport freatic; S aport prin scurgeri de pe formele mai nalte de relief; e evaporaia; T transpiraia; Iaf percolarea spre pnza freatic; S`- pierderi prin scurgeri spre formele mai joase de relief. Elementele ecuaiei se exprim n aceleai unitate de msur (m3/ha) pe o anumit adncime a profilului de sol i se poate referi la ntregul an, la perioada de vegetaie sau la alt interval de timp.

64

Regimul hidric al solului reprezint (dup Rode) ansamblul fenomenelor legate de ptrunderea apei n sol, micarea prin sol i modificarea umiditii solului. Principalele tipuri de regim hidric sunt urmtoarele:

a) regim hidric nepercolativ este caracteristic zonelor cu climat secetos, unde ETP > P, iar apa freatic se gsete la adncime mare;

b) regim hidric periodic percolativ este caracteristic zonelor ceva mai umede ETP P, periodic solul este percolat pe ntreaga grosime, pn la pnza freatic,

c) regim hidric percolativ este caracteristic solurilor din climate umede P> ETP, se realizeaz un curent descendent permanent de umiditate, care n fiecare an percoleaz solul pn la pnza freatic:

d) regim hidric exudativ se ntlnete n zonele aride i secetoase, n prezena apei freatice la mic adncime (sub 3-5 m). Pe msur ce apa se pierde din sol, deficitul de umiditate este compensat de apa

freatic, prin ascensiune capilar, astfel nt solul se poate menine permanent supraumezit,

e) regim hidric freatic stagnant se ntlnete n condiii de clim umed, cu pnza freatic aflat la adncimi critice;

f) regim hidric stagnant se ntlnete n condiii de clim umed, la solurile greu permeabile, situate pe suprafee plane sau depresionare. Apa stagneaz deasupra unui orizont greu permeabil (Bt) i solul prezint exces de ap n partea superioar, uneori chiar de la suprafa:

g) regim hidric amfistagnant n partea superioar exces de ap stagnant, iar n partea inferioar exces freatic,

h) regim hidric de irigaie se ntlnete la solurile irigate la care se realizeaz o umectare mai profund i repetat a solului, fr a se schimba regimul hidric natural al solului.

n afar de aceste regimuri, n unele zone se mai pot ntlni i alte tipuri de regim hidric ca: regim hidric exudativ n profunzime sau regim hidric freatic stagnant n profunzime.

6.7. REZUMAT

Circulaia apei n sol, reinerea i n special, accesibilitatea ei pentru plante, este supus unor fore de naturi i mrimi diferite. Cele mai importante sunt: fora gravitaional, fora capilar, fora de adsorbie, fora determinat de tensiunea vaporilor de ap, fora osmotic, fora hidrostatic (de submersie) i fora de sugere a rdcinilor plantelor.

Ca orice corp natural, apa se afl ntotdeauna ntr-un cmp energetic i se deplaseaz n sol din zonele n care energia liber a acesteia este mai ridicat ( zonele umede) ctre zonele n care energia sa este mai sczut (zonele uscate). Putem spune c micarea apei se efectueaz sub influena unei diferene de energie, care se numete potenial al apei din sol ().

Fora cu care apa este reinut n sol poart denumirea de for de suciune sau simplu suciunea solului.

Relaia dintre coninutul de ap dintr-un sol i suciunea matricial este reprezentat grafic printr-o curba care se numete curb de suciune sau curba caracteristic a umiditii.

Indicii hidrofizici reprezint valori caracteristice ale umiditii la care proprietile apei din sol, n special mobilitatea i accesibilitatea pentru plante, se modific, ca urmare trecerii de la o form de ap la alta. Aceti indici apar

65

ca puncte convenionale pe curba suciune-umiditate. Principalii indici hidrofizici sunt: coeficientul de higroscopicitate, coeficientul e ofilire,

capacitatea de cmp, capacitatea total pentru ap, capacitatea de ap util, plafonul minim.

Permeabilitate solului pentru ap exprim nsuirea solului de a permite mai uor sau mai greu micarea apei prin el. Se disting dou situaii: curgerea apei n solurile saturate i curgerea apei n solurile nesaturate cu ap.

Principala modalitate de pierdere a apei din sol este evaporaia, adic trecerea acesteia n stare de vapori i migrarea n atmosfer. Transpitaia reprezint consumul util de ap prin intermediul plantelor i se refer la micorarea coninutului de ap din sol datorit consumului de ctre plante. Regimul hidric al solului reprezint (dup Rode) ansamblul fenomenelor legate de ptrunderea apei n sol, micarea prin sol i modificarea umiditii solului. Principalele tipuri de regim hidric sunt urmtoarele: regim hidric nepercolativ, regim hidric periodic percolativ, regim hidric percolativ, regim hidric exudativ,

regim hidric freatic stagnant, regim hidric stagnant, regim hidric amfistagnant

i regim hidric de irigaie.

6.8. BIBLIOGRAFIE

1. Blaga Gh., Rusu I.,Udrescu S., Vasile D., (1996) - Pedologie, Editura didactic i pedagogic, R.A. Bucureti

2. Bucur N., Lixandru Gh., (1997) - Principii fundamentale de tiina solului. Editura Dosoftei, Iai

3. Canarache A., (1990) - Fizica solurilor agricole. Editura Ceres, Bucureti; 4. Chiri C-tin, (1974) - Ecopedologie cu baze de pedologie general. Editura

Ceres, Bucureti.

6.9. INTREBRI

1. Care sunt forele care acioneaz asupra apei din sol ? 2. Cum poate fi determinat potenialul apei din sol al un moment dat ? 3. Ce reprezint suciune a solului i cum poate fi apreciat ? 4. Care sunt principalii indici hidrofizici ? 5. Cum se poate trasa curba suciune-umiditate? 6. Care este intervalul umiditii accesibile pentru plante ? 7. Care sunt proprietile solului care influeneaz circulaia apei ? 8. Care sunt cile prin care se pierde apa din sol ? 9. Cum se poate calcula bilanul apei din sol pe perioada de vegetaie ? 10. Care sunt principalele tipuri de regim hidric ?

66

caracterizarea aerului din sol

definirea i caracterizarea parametrilor ce influeneaz circulaia aerului n sol

prezentarea semnificaiei pe care o are coninutul diferit al aerului din sol pentru plante

definirea regimului aero-hidric

7.1.Compoziia chimic a aerului din sol 7.2.Permeabilittea solului pentru aer

7.3.Regimul aerului din sol

7.4.Rezumat

7.5.Bibliografie

7.6.ntrebri

permeabilitate pentru aer, porozitate de aeraie, regim aero-hidric, regim de aer deficitar, regim de aer excedentar,

67

7.1. COMPOZIIA CHIMIC A AERULUI DIN SOL

Cantitatea i compoziia aerului din sol au un rol esenial n dezvoltarea plantelor i microorganismelor, asupra migrrii combinaiilor chimice n profilul de sol, asupra intensitii i direciei proceselor de solificare. Totodat solul joac rol de absorbant al gazelor toxice din deponiile industriale, purificnd n acest fel atmosfera de poluarea tehnologic.

n aerul din sol sunt prezente aceleai componente ca i n aerul atmosferic, cu unele deosebiri n ceea ce privete proporia lor ( tabelul 7.1).

Compoziia aerului atmosferic comparativ cu cel din sol Tabel 7.1.

Componente Coninut ( % v/v)

Aerul din sol Aerul atmosferic

Azot

Oxigen

Dioxid de carbon

76-79

18-20

0,15-0,63

79,9

20,95

0,03

Aerul din sol mai conine vapori de amoniac iar uneori i hidrogen sulfurat sau metan. Ajungnd n sol, aerul atmosferic sufer schimbri importante. De exemplu, presiunea parial a dioxidului de carbon se mrete de zeci i sute de ori, chiar mai mult n unele cazuri i devine mult mai dinamic dect aerul atmosferic. Schimbarea compoziiei aerului din sol se produce ca rezultat al activitii microorganismelor, a respiraiei rdcinilor plantelor i faunei din sol, precum i datorit oxidrii substanelor organice din sol. n ceea ce privete semnificaia pentru plante a diferitelor coninuturi de oxigen i dioxid de carbon, se consider valori critice de oxigen mai mici de 10%, iar de dioxid de carbon, mai mari de 5%.

Reglarea condiiilor de aeraie din solurile unde acestea sunt deficitare se poate realiza prin: lucrri de drenaj n scopul eliminrii excesului de umiditate, lucrri de scarificare (afnare adnc), aplicarea unei agrotehnici adecvate.

7.2. PERMEABILITTEA SOLULUI PENTRU AER

Cantitatea de aer coninut de un sol la un nivel oarecare de umezire se poate determina cu relaia:

a = PT w DA

n care: a (% v/v)-coninutul de aer la un moment dat; PT (% v/v)- porozitatea total; w (% v/v)-umiditatea solului n momentul respectiv. Coninutul de aer din sol este influenat de o serie de proprieti ale solului, dintre care un rol important l au textura, structura i gardul de afnare. Textura fin micoreaz capacitatea pentru aer a solului comparativ cu cea grosier, iar prezena unei structuri bine dezvoltate mrete coninutul solului n aer fa de solurile nestructurate. Cantitile cele mai mici de aer le au solurile bogate n argil i cu aezare ndesat, precum i cele cu exces de umiditate.

Caracterizarea solului sub aspectul cantitii de aer, se face la umiditatea corespunztoare capacitii de cmp pentru ap. Volumul de aer

68

aflat n solul umezit la capacitatea de cmp reprezint capacitatea de aer a solului, iar volumul porilor, porozitatea de aeraie. Valorile medii ale capacitii de aeraie sunt cuprinse ntre 30-40% pentru solurile nisipoase, 10-25% pentru cele lutoase i 5-15% pentru cele argiloase. Factorii care contribuie la primenirea aerului n sol sunt: difuziunea gazelor, temperatura, umiditatea, presiunea atmosferic i curenii de aer. Schimbul de gaze ntre sol i atmosfer este foarte important pentru creterea rdcinilor plantelor i pentru activitatea microorganismelor anaerobe, atunci cnd aerul este mbogit n oxigen i de stimulare a procesului de asimilaie clorofilian la plante, cnd predomin dioxidul de carbon. Aeraia solului depinde de o serie de factori care depind att de unele nsuiri intrinsece ale solului ct i de unii factori externi n raport cu solul (Kovda, 1988):

a) Condiiile atmosferice influeneaz aeraia solului prin amplitudinea variaiilor diurne i sezoniere ale temperaturii aerului, variaiile de presiune, turbiditatea aerului atmosferic, cantitatea de precipitaii i caracterul distribuiei lor, precum i intensificarea evapotranspiraiei;

b) nsuirile fizice ale solului influeneaz aeraia solului prin textur, structur, densitate aparent, porozitate de aeraie, regimul de temperatur i umiditate al solului;

c) nsuirile fizice ale gazelor influeneaz aeraia solului prin viteza de difuzie, prin gradienii concentraiei gazelor n profilul de sol, transportul gravitaional al gazelor, posibilitatea de sorbie-desorbie a fazei solide;

d) Reaciile fizico-chimice ale solului influeneaz aeraia solului prin reaciile de schimb ntre complexul adsorbtiv al solului, soluia solului i faza gazoas, reacii de oxidoreducere.

Se consider c, ntr-un sol cu proprieti bune, pe adncimea de 20 cm, aerul poate fi primenit n decurs de 24 ore, iar dup calculele lui Rommel, se asigur condiii bune pentru creterea i dezvoltarea plantelor, dac aerul se primenete n timp de 8 zile, pe aceeai adncime. Omul poate influena intensificarea schimbului de aer dintre sol i atmosfer, prin activitatea sa productiv, contribuind la mbuntirea regimului aerohidric din sol.

7.3. REGIMUL AERULUI DIN SOL

ntruct ntre aerul i apa din sol exist relaii de strict interdependen, se folosete noiunea de regim aero-hidric al solului, care reprezint totalitatea proceselor de ptrundere, micare i ieire a aerului i apei din sol. Un regim bun al aerului nseamn i un bun regim al apei din sol. Cnd regimul aerului este excedentar, regimul apei cade deficitar i invers. Aeraia excesiv sau un regim de aer excedentar atrage dup sine lipsa umiditii i deci o activitate microbiologic redus, o mineralizare rapid a resturilor organice cu acumulare redus de humus, o aprovizionare deficitar cu elemente nutritive i o dezvoltare redus a plantelor etc. Umiditatea excesiv sau un regim de aer deficitar creeaz condiii de anaerobioz, care determin acumularea n sol a compuilor redui, resturile organice se acumuleaz n mare parte n stare nedescompus (humus brut), se elibereaz cantiti mici de elemente nutritive pentru c activitatea microbiologic i mineralizarea sunt reduse, au loc procese de gleizare sau

69

pseudogleizare, toate acestea influennd negativ creterea i dezvoltarea plantelor.

Un regim aero-hidric favorabil pentru dezvoltarea plantelor se

realizeaz n solurile cu textur mijlocie, bine structurate, cu agregate stabile, care prezint un raport optim ntre porozitatea capilar i porozitatea necapilar. Plantele se dezvolt n condiii foarte bune cnd aproximativ 50% din volumul solului este ocupat de pori corespunztor porozitii totale, iar din acetia 15-20% sunt pori capilari.

7.4. REZUMAT

n aerul din sol sunt prezente aceleai componente ca i n aerul atmosferic, cu unele deosebiri n ceea ce privete proporia lor. Coninutul de aer din sol este influenat de o serie de proprieti ale solului, dintre care un rol important l au textura, structura i gardul de afnare. Volumul de aer aflat n solul umezit la capacitatea de cmp reprezint capacitatea de aer a solului, iar volumul porilor, porozitatea de aeraie. Factorii care contribuie la primenirea aerului n sol sunt: difuziunea gazelor, temperatura, umiditatea, presiunea atmosferic i curenii de aer. ntruct ntre aerul i apa din sol exist relaii de strict interdependen, se folosete noiunea de regim aero-hidric al solului, care reprezint totalitatea proceselor de ptrundere, micare i ieire a aerului i apei din sol. Un regim bun al aerului nseamn i un bun regim al apei din sol. Cnd regimul aerului este excedentar, regimul apei cade deficitar i invers.

7.5. BIBLIOGRAFIE

1. Blaga Gh, Rusu I., Udrescu S.,Vasile D (1996), Pedologie, Edit. Didactic i Pedagogic R.A., Bucureti,

2. Udrescu S. (1994), Curs de Pedologie, AMC, USAMV Bucureti.

7.6. NTREBRI

1. Care este compoziia chimic a aerului din sol ? 2. Care sunt proprietile solului care influeneaz cantitatea de aer din

sol ?

3. Ce reprezint regimul aero-hidric al solului ? 4. Care este porozitatea optim care asigur un regim bun al aerului

din sol ?

70

prezentarea condiiilor de formare ale acestor soluri

caracterizarea tipurilor de sol care fac parte din aceast clas

profilul solurilor

proprietile fizice, chimice i morfologice care la caracterizeaz

8.1.Caracterizarea solurilor

8.2.Rezumat

8.3.Bibliografie

8.4.ntrebri

cernoziom, cernoziom cambic, cernoziom argiloiluvial, sol cernoziomoid, sol cenuiu, rendzin, pseudorendzin.

71

8.1. CARACTERIZAREA SOLURILOR

Clasa molisoluri cuprinde solurile care au ca orizont diagnoistic

orizontul A molic i orizont subadiacent, care prezint cel puin n partea superioar culori de orizont molic. Aceast clas cuprinde urmtoarele tipuri: sol blan, cernoziom, cernoziom cambic, cernoziom argiloiluvial, sol cernoziomoid, sol cenuiu, rendzin i pseudorendzin.

1. Solurile blane

Solurile blane sunt cunoscute i sub denumirea de soluri brune deschise de step. Denumirea de sol blan a fost dat de Gh. Munteanu Murgoci. Solul blan se caracterizeaz prin: orizont Am cu crome mai mari de 2 la materialul n stare umed; orizont A/C, care are cel puin n partea superioar valori i crome mai mici de 3,5 la materialul n stare umed; orizont Cca i carbonai de la suprafa. Rspndire. Solurile blane se ntlnesc pe suprafee reprezentative, ndeosebi n Dobrogea, n zona Medgidia Cernavod, de-a lungul Dunrii i al litoralului Mrii Negre, n jurul complexului de lacuri Razelm Sinoe. Suprafaa total ocupat de solurile blane n Romnia este de circa 200.000 ha Condiii naturale de formare. Solurile blane s-au format pe suprafee plane sau slab nclinate cu altitudini ce nu depesc 150 m. Materialul parental este reprezentat prin loess, depozite loessoide sau

luturi.

Din punct de vedere climatic solurile blane s-au format n zonele cele mai aride ale rii noastre, cu valori medii anuale ale precipitaiilor de 350430 mm, ale temperaturii de 10,7-11,3

0C, ale indicelui de ariditate 17-20, ale

evapotranspiraiei poteniale peste 700 mm, regimul hidric fiind parial percolativ sau stepic (ET depete cu mult precipitaiile ). Apa freatic se gsete la adncime mare cu excepia unor zone din jurul complexului de lacuri Razelm-Sinoe i n unele grinduri din Delta Dunrii, unde se afl la adncimi mai mici de 5 m. Vegetaia natural este de step semiarid reprezentat prin pajiti xerofite de Stipa capilata, Stipa joannis, Festuca valesiaca, Arthemisia austriaca etc., care este nlocuit n prezent de culturi agricole. Procese de solificare. Datorit ariditii climatului, procesul de alterare al mineralelor este foarte redus, levigarea este foarte slab astfel nct argila, ca cel mai important produs al solificrii, se formeaz n cantiti mici i de regul numai numai n partea superioar, unde are loc o umezire mai accentuat. Precipitaiile dei reduse, srurile uor solubile au fost splate de la suprafa aproape n totalitate, ns carbonaii de calciu i magneziu au fost numai parial splai, fiind adesea prezeni de la suprafa. Bioacumularea este relativ puin intens datorit vegetaiei slab dezvoltate, pe seama creia se acumuleaz cantiti mici de resturi organice pentru procesul de humificare; n acelai timp, mediul pronunat aerob, contribuie la mineralizarea resturilor organice; ca atare se formeaz o cantitate mic de humus de tip mull calcic, de culoare nu prea nchis (crome mai mari de 2 la materialul n stare umed). Alctuirea profilului. Solul blan are un profil scurt de tip

Am-A/C Cca Orizontul Am are o grosime de 30-42 cm, culoare brun pn la brun-deschis,

72

crome mai mari de 2 la materialul n stare umed, culoarea deschis datorndu-se coninutului redus de humus i prezenei carbonailor n masa solului; textura este luto-nisipoas sau nisipo-lutoase, structura glomerular, mic i medie, moderat dezvoltat, coninutul de humus 1,7 3,1% n partea superioar a orizontului Am i scade pe profil, reacia este slab alcalin: pH = 7,9 8,3 n Am i 8 8,3 n Cca. Orizontul A/C este gros de 14 24 cm, culoare brun n stare umed i brun-cenuiu n stare uscat, structura glomerular slab dezvoltat datorit coninutului mai mic de humus. Orizontul Cca apare sub 50-65 cm, glbui, textura similar cu cea a rocii pe care s-a format, astructurat (masiv), neoformaii de carbonat de calciu sub form de eflorescene, vinioare, tubuoare i concreiuni slab consolidate. Pe ntregul profil se observ crotovine, galerii, canale, datorit activitii intense a faunei din sol.

Proprieti. Solurile blane au o textur mijlocie, uniform pe adncimea profilului; n orizontul Am se poate constata uneori un plus mic de argil. Sunt soluri afnate, cu proprieti fizico-mecanice i hidrofizice favorabile; rezerva de humus este mic, dar sunt bine aprovizionate n fosfor. Sunt cunoscute urmtoarele subtipuri mai importante ale solului blan: tipic cel prezentat, vermic (Am A/C Cca ) prezint c