CURS

Conf.dr. LAURA PAULETTE

Capitolul I - Obiectul, rolul si istoricul pedologiei ca stiinta

Pedologie – ştiinţa care se ocupă cu formarea, evoluţia, însuşirile, clasificarea, răspândirea şi folosirea raţională a solurilor. pedon = sol, ogor; Logos = ştiinţă, cuvântare (Frederich Fallou 1862)

Solul – formaţiunea cea mai recentă de la suprafaţa litosferei, reprezentat printr-o succesiune de straturi (orizonturi) care s-au format prin transformarea rocilor şi mineralelor sub acţiunea unor factori fizici, chimici, biologici în zona de contact a atmosferei cu litosfera. Aceste transformări au loc într-un timp îndelungat şi în condiţii diferite de climă şi vegetaţie. Solul reprezintă mediul natural de dezvoltare a rădăcinilor plantelor şi se deosebeşte de roca mamă prin:

este un corp natural fiind rezultatul acţiunii factorilor de mediu. se întinde pe verticală de la suprafaţa uscatului până la roca dură

sau materialul parental (de la câţiva cm la metri) evoluează sub acţiunea dezagregării şi alterării materialului

parental: roca şi organismelor (vegetale şi animale). conţine materie vie, are o compoziţie chimică complexă, este poros

şi este uşor străbătut de rădăcinile plantelor, reţine apa şi aerul, este un rezervor de substanţe nutritive.

FERTILITATEA

• FERTILITATEA proprietatea solului de a pune la dispoziţia plantelor substanţe nutritive, apă, aer în mod permanent, simultan şi în cantităţi îndestulătoare pentru creşterea şi dezvoltarea plantelor.

• FERTILITATEA = Proprietatile solului + Procesele din sol

culturală sau efectivă rezultată în urma intervenţiei factorului antropic (omul), ca urmare a aplicării fertilizanţilor, irigării, lucrărilor solului, etc.

naturală, sau fertilitatea solului în condiţii naturale, fără intervenţia omului.

1.2. Scurt istoric al dezvoltării pedologiei

Şcoala agrochimică – întemeiată de savantul german J. Liebeg care pune bazele cercetării agrochimice în studiul solului. Pe baza unor date experimentale el descoperă teoria nutriţiei minerale a plantelor care contrazicea teoria lui Thaer asupra nutriţiei plantelor cu humus. Rezultatul a fost fabricarea şi aplicarea îngrăsămintelor chimice.

Şcoala agrogeologică – apare tot în Germania la jumătatea sec. XIX şi a fost reprezentată de Friedrich Fallou. Conform acestei şcoli solul reprezintă stratul de la suprafaţa litosferei, format prin dezagregarea şi alterarea rocilor masive iniţiale.

Şcoala naturalistă – are ca întemeietor pe savantul rus V. V. Dokuceaev (1846-1903) a cărui cercetări în acest domeniu au fost determinante în formarea pedologiei ca ştiinţă de sine stătătoare. El a publicat numeroase studii efectuate de-a lungul anilor, în special asupra cernoziomului (1883 monografia Cernoziomul rusesc, 1886 alte 14 volume).

• În concepţia lui Dokuceaev solul este un corp natural de sine stătător, cu o istorie proprie, corp care se dezvoltă după legi proprii şi permanent şi reprezintă produsul acţiunii combinate a factorilor pedogenetici: roca mamă, relieful, clima, organismele vii şi timpul sau vârsta.

• Dokuceaev a formulat de asemenea şi prima clasificare ştiinţifică a solurilor precum şi legile repartiţiei geografice a solurilor pe suprafaţa globului, introducând noţiunile de zonalitate orizontală şi zonalitate verticală.

În Romania

• primele lucrări tipărite cu observaţii şi studii asupra solului aparţin lui Ion Ionescu de la Brad, fondatorul ştiinţei agricole româneşti. Între anii 1860 – 1868 el a publicat 3 monografii a judeţelor Mehedinţi, Putna şi Dorohoi, care urmau să fie precedate şi de hărţile aferente. Această idee a fost continuată de Matei Drăghiceanu, adept al şcolii naturaliste.

• Dezvoltarea pe bază ştiinţifică a solurilor a fost apoi preluată de Gh. Munteanu Murgoci (1872-1967), care între anii 1906-1909 întreprinde expediţii ştiinţifice în sud-vestul Rusiei şi ia contact cu pedologii ruşi. În 1909 apare prima hartă agropedologică a României la scara 1:1 000 000 şi lucrarea Zonele naturale de soluri din România.

• Dispoziţia în benzi paralele a zonelor de sol consecinţă a etajării reliefului, climei şi vegetaţiei.

• P. Enculescu (1879-1957)• Emil Protopopescu-Pache (1882-1967)• Teodor Saidel (1874-1967)• Nicolae Florov (1876-1948)• Constantin Chirita (1955) Pedologie generala, Ed. Agro-silvica de stat, Bucuresti• Nicolae Florea (1921- )• Ioan Munteanu (1929 - )• Prin înfiinţarea în 1929 a Institutului de Cercetări Agrochimice şi în 1933 a

Institutului de Cercetări Silvice cercetările pedologice au cunoscut o şi mai mare dezvoltare şi sunt strâns legate de problemele practice ale producţiei.

• 1970 se înfiinţează Institutul de Cercetări pentru Pedologie şi Agrochimie ICPA Bucureşti

Capitolul 2. FACTORII DE FORMARE A SOLULUI

• APELE FREATICE SI STAGNANTE

• TIMPUL

• RELIEFUL

•ROCA MAMA

•CLIMA•ORANISMELE

•OMUL (factorul antropic)

Capitolul 2. FACTORII DE FORMARE A SOLULUI

Formarea solului se produce sub influenţa unui complex de factori naturali şi constă în:

• dezagregarea rocilor tari şi compacte cu formarea de sedimente afânate

• alterarea materiei minerale a rocii mame cu formare de noi compuşi şi complexul coloidal mineral al solului

• dezvoltarea biocenozei interne (microorganisme, rădăcini de plante) şi a activităţii biologice a acesteia

• formarea şi descompunerea materiei organice, formarea şi acumularea humusului

• acumularea biogenă a substanţelor nutritive• translocarea, depunerea şi acumularea produselor

minerale şi a humusului• gruparea particulelor materiei minerale şi organice în

complexe structurale• formarea porozităţii complexe a solului (apă+aer)

R

C

R

C

A

R

C

A

Bv

O

R

C

A

Bt

O

R

C

A

Bt

O

E

Capitolul 2. FACTORII DE FORMARE A SOLULUI

Materialul originar al solului:

• Materialul mineral - este reprezentat de roca mamă de sol formată din aglomerări poli sau monominerale, tari sau moi cu compoziţie mineralogică variată. Cei mai răspândiţi sunt silicaţii, cuarţul, CaCO3. Reprezintă sursa din care prin procese fizice (dezagregare) şi chimice (alterare) rezultă diverşi constituenţi minerali ai solului.

• Materialul organic – resturi organice ale plantelor (frunze, ace de răşinoase, ramuri, fructe, seminţe, etc din litiera pădurii, mirişti, ierburi uscate, rădăcini, etc) resturi ale microorganismelor vegetale şi animale de la suprafaţă sau din interiorul solului.

• Conţin substanţe organice formate în principal din C, H, O şi N, precum şi Ca, Mg, Fe, K, P,etc. în cantităţi mai mici, care formează un număr mare de compuşi cum sunt:

• celuloze, hemiceluloze• lignine şi derivaţi ai lor• proteine, substanţe organice cu N şi alte elemente• mono şi dizaharide, polizaharide (cu amidon)• uleiuri grase, acizi organici, tanine, etc

Capitolul 2. FACTORII DE FORMARE A SOLULUI

50%

25%

25%

faza solidă – constituenţii

minerali şi organici

•faza lichidă – apa de la suprafaţa particulelor şi din porii solului, substanţele minerale şi organice

•faza gazoasă – aerul din sol amestec de gaze mai bogat în CO2 decât aerul atmosferic, ocupă în sol locul liber lăsat de apă.

TIMPUL

•Formarea solului necesită mii de ani•Gradul de evoluţie a solurilor depinde de vârsta teritoriului, marea majoritate a suprafeţelor sunt unităţi de relief vechi însă pe suprafeţele formate de curând sau în curs de formare cum sunt luncile, gradul de evoluţie a solurilor este redus, ele sunt soluri tinere, în curs de formare deoarece solificarea este foarte slabă sau nu are loc. •Pe unii versanţi, în cazul în care se manifestă eroziunea procesul de solificare este frânat, solurile rămân neevoluate.•teoria lui V.R. Viliams : timpul este condiţia producerii acumulărilor cantitative necesare salturilor calitative, adică de realizare a anumitor tipuri de sol.

Vârsta absolută a regiunilor este considerată din momentul eliberării învelişului de gheţari din cuaternar până la evoluţia lui ca sol. Eliberarea de sub gheţari fiind lentă, deosebirile de vârstă absolută între regiunile îndepărtate ca şi latitudine pot fi de mii sau zeci de mii de ani. Vârsta cernoziomurilor Cîmpiei Ruse este de 8-10 mii de ani iar vârsta podzolurilor Scandinaviei de 5-6 mii de ani.

Vârsta relativă a solului reprezintă gradul de dezvoltare a învelişului de sol, caracterizează viteza procesului de pedogeneză determinată de acţiunea modificatoare a reliefului şi rocii mame.

• influenţează prin temperatură şi precipitaţii. • Tipul de climat determină natura procesului de alterare precum şi

nivelul proceselor fizice şi chimice care au loc. • Temperatura şi precipitaţiile guvernează intensitatea proceselor de

alterare din sol şi permit acumularea la nivelul orizontului de suprafaţă a materiei organice.

• Intensitatea proceselor de levigare este determinată de nivelul precipitaţiilor, care la valori mai ridicate duc la eliminarea din profilul de sol a materialului solubil şi contribuie la diferenţierea profilului de sol.

• Cu cît clima este mai umedă cu atât eluvierea şi iluvierea sunt mai intense. În partea uscată a ţării, de stepă eluvierea este slabă astfel că solul poate conţine carbonat de calciu de la suprafaţă.

• În zonele de silvostepă şi de pădure, carbonatul de calciu este spălat în adâncime, uneori până în pânza de apă freatică iar migrarea coloizilor este intensă, formându-se orizonturi eluviale şi iluviale bine evidenţiate.

CLIMA

Eluvierea =spălare=levigare Iluvierea=acumulare

Coloid=particulă fină ale solului, adică de mărimi coloidale (2 microni în pedologie)

Corespondenţa pedo-termică pentru zona de est a României

Temperatura medie anuală0C Unitatea de sol corespunzătoare

10-11 Kastanoziomuri şi cernoziomuri de stepă

9-10 Cernoziomuri tipice

8-9Soluri de pădure

7-8 Soluri de pădure şi podzoluri

5-7 Soluri montane

<5 Soluri alpine (de goluri înalte)

Corespondenţa pedo-pluviometrică pentru solurile României

Precipitaţii medii anuale (mm)

Unitatea de sol corespunzătoare

240-420 Kastanoziomuri şi cernoziomuri de stepă

420-500Cernoziomuri tipice şi Cernoziomuri

cambice

500-600 Cernoziomuri argice, Faeoziomuri greice

600-750 Soluri de pădure

750-1000 Soluri de pădure şi podzoluri

1000-1500 Soluri montane

>1500 Soluri alpine (de goluri înalte)

• Temperaturile mărunţire a materialului parental (dezagregare)

• efecte directe asupra vegetaţiei din zonă • tipul de vegetaţie bioacumularea• în ţara noastră, în partea mai puţin umedă şi caldă ( zona

de stepă) unde vegetaţia este reprezentată de ierburi de stepă, bioacumularea este intensă în timp ce în partea umedă şi răcoroasă unde vegetaţia este predominant lemnoasă, de pădure, acumularea humusului este slabă.

• Legătura dintre climă şi vegetaţie se exprimă prin indicele de ariditate „de Martonne”, dat de relaţia:

Inghet - dezghet

CLIMA

CLIMA

• Iar = ,

unde:

P – valoarea medie anuală a precipitaţiilor în mm;

T – valoarea medie anuală a temperaturilor, în grade;

10 – coeficient care permite calculul şi în cazul în care temperatura este de 0 sau are valori negative.

• Cu cât Iar este mai mare cu atât climatul este mai umed.

10TP

StepaIar= 20-24

silvostepaIar= 24-28

PadureIar > 29

Corespondenţa dintre Iar şi unităţile de sol din România

Indicele de ariditate

Unitatea de sol corespunzătoare

15-20 Kastanoziomuri şi cernoziomuri de stepă

20-24 Cernoziomuri tipice

24-30 Cernoziomuri cambice

30-35 Soluri de pădure

35-40 Soluri de pădure şi podzoluri

40-45 Soluri montane

>45 Soluri alpine (de goluri înalte)

• Provincia climatică BS, (de stepă), climă uscată, cu veri calde şi secetoase, ierni reci, zonă care prezintă un deficit de umiditate datorită pierderilor de apă prin evaporaţie mai mari decât cantitatea de precipitaţii caracteristică zonei (Delta Dunării, Dobrogea Centrală şi litoralul Mării Negre). Solurile specifice zonei sunt kastanoziomurile şi cernoziomurile.

• Provincia climatică Cf, climă temperată, precipitaţii egale cu evapotranspiraţia sau mai mari, specifică în vestul şi sud-vestul ţării. Solurile sunt reprezentate de faeoziomuri, preluvosoluri, luvosoluri precum şi podzoluri în zonele cu indici de ariditate mai mari de 35.

• Provincia climatică Df, climă boreală cu ierni reci şi umede, cantitatae de apă din precipitaţii este mai mare decât evapotranspiraţia. Caracteristică pentru regiunea carpatică şi intracarpatică, Podişul Transilvaniei, Podişul Moldovei, o parte a Piemontului Getic şi Câmpia Română între Olt şi Ialomiţa. Solurile formate în aceste condiţii climatice sunt de tipul faeoziomurilor argice, faeoziomuri greice (Podişul Moldovei) preluvosoluri roşcate, prepodzoluri şi podzoluri.

• Provincia climatică ET, clima tundrelor, climă foarte rece care apare discontinuu pe crestele înalte ale munţilor Făgăraş, Bucegi, Parîng, Rodnei, caracterizată prin temperaturi foarte scăzute, umiditate excesivă, Iar peste 55, condiţii în care procesele de pedogeneză sunt slabe, solurile formate au un profil scurt, cu caracter scheletic determinat de materialul parental dur.

• materialul care stă la baza formării solului, este determinat de compoziţia mineralogică şi influenţează în mare măsură proprietăţile fizice şi chimice ale solului, precum şi intensitatea proceselor de formare.

• roca mamă = Roca pe seama căreia s-a format solul, în stare nemodificată, adică neafectată de procesul de solificare, formează de cele mai multe ori substratul litologic al solului

• Influenţa rocii asupra procesului de solificare depinde de caracteristicile fizice şi chimice ale acesteia.

MATERIALUL PARENTAL

Roci compacteSolificare lenta,

soluri subtiri, slab fertile

Roci afinate

Solificare rapida, soluri profunde,

mijlociu spre fertile

•bioacumularea este mai slabă şi eluvierea mai intensă decât pe rocile argiloase.

• tipul de rocă imprimă solului din caracteristicile sale. • nivelul fertilităţii solului se corelează cu însuşirile şi

compoziţia rocii de solificare. • roci magmatice acide (granite, granodiorite)

soluri cu fertilitate naturală scăzută. • roci magmatice intermediare şi bazice (gabrouri, bazalte)

bogate în elemente nutritive şi cationi alcalino-pământoşi soluri cu fertilitate ridicată, saturate în

baze, cu reacţie neutră sau slab acidă, cu un conţinut ridicat de humus.

• uşor solificabile: loessul, argile, marne• mijlociu solificabile: roci magmatice şi metamorfice

bogate în elemente bazice (bazalt, peridotit, marmura), calcarele, gresiile.

• greu solificabile: roci magmatice acide (granit, granodiorit), cuarţite, şisturi cristaline, micaşisturi.

MATERIALUL PARENTAL

• textura rocii mame şi a solului format pe seama acesteia determină drenajul intern al solului.

• Rocile şi solurile nisipoase au un drenaj intern exagerat, levigarea substanţelor şi translocarea coloizilor este intensă. Dimpotrivă, în cazul unei texturi fine, luto-argiloasă sau argiloasă, drenajul intern este deficitar, iar în regiunile umede au loc procese de gleizare sau de înmlăştinire superficială a solului.

• Rocile magmatice şi metamorfice sunt masive, conţinut redus de apă şi aer, sunt impermeabile, nu reţin apa şi aerul, nu conţin substanţele nutritive în forme accesibile pentru plante, nu permit dezvoltarea rădăcinilor plantelor.

• Rocile sedimentare sunt afânate, permeabile pentru apă şi aer, permit dezvoltarea rădăcinilor plantelor, asigură (limitat) substanţe nutritive necesare nutriţiei plantelor.

MATERIALUL PARENTAL

• influenţează procesul de solificare, condiţionând vârsta relativă a solului.

• relieful contribuie la diferenţierea solificării prin sistematica tipurilor de relief care determină variaţia climei şi a vegetaţiei cu consecinţă directă asupra învelişului de soluri.

• Ex: dacă teritoriul ţării noastre ar avea un relief uniform (deci şi o climă şi vegetaţie uniformă) şi solurile ar fi uniforme.

• Relieful diferenţiază solificarea prin prezenţa unităţilor de relief, fiecare având un rol determinant în procesul de pedogeneză.

RELIEFUL

Macrorelieful – cuprinde unităţile mari de relief care determină aspectul global al unui teritoriu: câmpie, platou, sistem muntos

Mezorelieful – se referă la formele de relief de dimensiuni medii: dealuri, vălcele, văi, terase

Microrelieful – reprezentat de formele mici de relief care ocupă suprafeţe neînsemnate: moviliţe, depresiuni, crovuri

Corespondenţa pedogeografică altimetrică a solurilor din România

Altitudine (m) Unitatea de sol corespunzătoare

8-30Kastanoziomuri şi cernoziomuri de stepă

uscată

30-150 Cernoziomuri tipice

150-220 Cernoziomuri cambice

220-550 Soluri de pădure

500-1000(1300) Podzoluri

1100-2000 Soluri montane

2000-2500 Soluri alpine (de goluri înalte)

• Solificarea decurge în condiţii normale de umiditate• apa este un factor important în desfăşurarea proceselor de

dezagregare şi alterare, de bioacumulare, eluviere şi iluviere, etc.

• exces de apă, atunci când apa freatică se află la mică adâncime sau datorită excesului pluvial şi stagnării apelor în stratele impermeabile

• apar procese de reducere datorită lipsei aerului, cu formare de compuşi reduşi de fier şi mangan, care prezintă culori specifice, albăstrui vineţii pe care le imprimă solului.

APA FREATICA SI STAGNANTA

Apa freatica GleizareOrizonturi gleice de reducere Gr

Apa de suprafata Stagnogleizare

Orizonturi gleice de oxido-reducere Go

Orizonturi stagnogleice W,w

• solificarea este în esenţa ei un proces de natură biologică

• Vegetatia determina diferenţe cantitative şi calitative a componentei organice a învelişului de sol

ORGANISMELE

Vegetaţia de stepă lasă pe sol cantităţi mai mari de materie organică decât cea de pădure, cu un conţinut mai ridicat de substanţe minerale şi proteine sunt mai uşor descompuse de către microorganisme, iar resturile organice sunt reprezentate în principal prin rădăcini, repartizate la adâncimi mai mari.

Vegetaţia lemnoasă reprezentată în principal de resturi organice superioare, frunze, fructe, se acumulează la suprafaţa solului, sunt mai sărace în proteine şi bogate în celuloze, hemiceluloze, lignine şi derivaţi ai lor iar descompunerea este mai greoaie şi se realizează în principal de către ciuperci

Fauna solului = nevertebrate sau vertebrate care populează solul sau trăiesc la suprafaţa lui.

• Clasificare dupa marime:

ORGANISMELE

microfauna – protozoare, nematozi, rizopode, echinococi – organisme mai mici de 0,2 mm;

mezofauna – insecte, miriapode şi viermi – cu dimensiuni între 0,2 şi 4 mm; macrofauna – viermi de

pământ, moluşte, insecte, furnici, termite, etc – până la 80 mm;

megafauna – insecte mari, crabi, scorpioni, cîrtiţe, şerpi. broaşte, rozătoare mari şi mici, vulpi, bursuci

• microorganismele vegetale din sol, bacterii, actinomicete şi ciuperci care alcătuiesc microflora solului.

• descompun materia organică moartă până la produsele finale CO2, H2O, NH3, H2S, săruri de Ca, Mg, K, P, etc, care la rândul lor sunt folosite din nou de plante pentru resintetizarea materiei organice.

• menţin un echilibru dinamic între formarea materiei organice vii, acumularea materiei moarte, acumularea de humus şi descompunerea materiei organice până la mineralizarea completă întreţinându-se astfel fertilitatea solului şi asigurându-se nutriţia activă a plantelor.

•Lumbricidele (rîmele) - activitate foarte intensă la nivelul solului, determină acumularea în sol de compuşi biochimici specifici. Anual ele trec prin sistemul lor digestiv de la 50 la 600 t de pământ fin la 1 ha.

ORGANISMELE

cea mai mare importanţă !!!!!!!

Caracter vermic – prelucrarea a peste 50% din volumul orizontului superior de către lumbricide

Acţiune pozitivă:• Lucrările agrotehnice îmbunătăţirea regimului aerohidric• Fertilizare raţională creşte starea de aprovizionare cu

substanţe nutritive• Drenaj, desecare, etc. reducerea excesului de apă• Amendare corectarea reacţiei solului

Acţiune negativă:• Despădurire eroziune, alunecări de teren• Lucrări agrotehnice - destructurare,

- mineralizarea materiei organice şi deci la

micşorarea conţinutului de humus

- subsolaj + desfundat= amestecarea

orizonturilor• Fertilizare iraţională acidifiere• Irigare iraţională înmlâştinire

OMUL (Factorul antropic)