Compozitia si proprietatile solului

Compozitia si proprietatile solului

1.1. Compozitia solului

Sub denumirea de sol se intelege acea parte a scoartei terestre in care se petrec procese biologice. Sub aspect fizic, solul este format din particule solide de forme si dimensiuni variabile, cunoscute sub denumirea de grunji sau granule. De fapt, granula reprezinta particula cea mai mica, care rezista la deformarea mecanica.

Spatiile libere intre granulele de sol formeaza porii solului, iar volumul total al porilor constituie porozitatea. Porozitatea solului depinde de marimea granulelor, de asezarea si uniformitatea acestora. Cu cat particulele sunt mai mari, cu atat volumul total al porilor este mai mic. De asemenea, asezarea neregulata sau lipsa de uniformitate a grunjilor reduc porozitatea.

Din punct de vedere al biologiei solului, solul este un sistem enzimatic in care enzimele acumulate au, alaturi de enzimele microorganismelor proliferate, o semnificatie deosebita, participand la ciclurile biologice ale elementelor si contribuind la fertilitatea solului, la crearea conditiilor favorabile pentru nutritia plantelor superioare si, implicit, la perpetuarea vietii pe planeta noastra.

Aceasta legatura dintre viu si neviu alcatuieste solul. Inca de la inceputul secolului se cunoaste ca solul are toate elementele necesare pentru a fi considerat un organism viu:

Materie organica proprie (humusul);

Respira (consuma oxigen si elimina dioxid de carbon);

Este sediul unor procese fizologice si biochimice complexe

„Digera” materiile organice incorporate si le asimileaza.

Calitatea solului (definita de Soil Science Society of America, SSSA, in 1998) este capacitatea de a functiona in cadrul ecosistemelor in vederea sustinerii productivitatii, mentinerii calitatii mediului si a sanatatii florei si faunei.

Compozitia solului. Solul este alcatuit dintr-o faza solida (componenti minerali si organici), o faza lichida (solutia solului) si o faza gazoasa (aer din sol), conform tabelului 1.1.

Tabelul 1.1. Componentii solului.

Compozitia mineralogica cuprinde minerale din clasa silicatilor, oxizilor si hidroxizilor, minerale dispuse pe diferite clase granulometrice:

• fractiunea grosiera este reprezentata prin: cuart, feldspat, mice si calcita;
• fractiunea fina este reprezentata prin: argile (caolinit, montmorilonit, illit, vermiculit, clorit), silice, carbonati, oxizi, hidroxizi etc.

Compozitia organica cuprinde diferite fractiuni ale materiei organice din sol, inclusiv substantele humice si nehumice:

fractiunea organica vie care cuprinde mocroorganismele, fauna solului, radacinile plantelor. Impreuna acesti componenti alcatuiesc biomasa solului.

Lucrare: Proiect didactic Muntii Carpati - geografia Romaniei Referat: Comuna Cotnari - istoric

fractiunea organica nevie care cuprinde organisme moarte in curs de descompunere, substante humice (cea mai mare parte a materiei organice din sol) si nehumice (necaracteristice solului: proteine, lipide, glucide, enzime, acizi organici etc.).

1.2. Principalele proprietati ale solului

Compozitia si proprietatile (fizice, chimice si biologice) solului determina modul de raspuns al acestuia la agresiunea factorilor externi si tipul proceselor la care sunt supusi poluantii in sol.

Structura mecanica a solului determina o serie de calitati sau proprietati fizice, cum ar fi: permeabilitatea solului, sau proprietatea de a fi strabatut de aer si apa, capilaritatea, temperatura, selectivitatea.

Textura solului sau alcatuirea granulometrica indica proportia in care diferite fractiuni granulometrice intra in alcatuirea solului. Textura se exprima prin continutul masic procentual de argila, praf, nisip, pietris si bolovanis (tabelul 1.2).

Tabelul 1.2. Limitele dimensionale ale fractiunilor granulometrice din sol

Permeabilitatea pentru aer a solului depinde de marimea porilor si nu de volumul total al acestora. In acest sens solurile formate din particule mari ca pietrisul si nisipul sunt poarte permeabile pentru aer, desi porozitatea lor este redusa. Cu cat solul contine o cantitate mai mare de aer, cu atat procesele biologice care se petrec in sol sunt mai active si cu atat solul este mai salubru. Cantitatea de aer din sol este in functie de presiunea atmosferica si de cantitatea si miscarea apei subterane.

In general, ca urmare a proceselor biologice si biochimice care se petrec in sol si in primul rand de descompunerea substantelor organice, calitatea aerului teluric este diferita de cea a aerului atmosferic, procentul de oxigen fiind mai scazut, iar cel de CO₂ mai ridicat. Tot ca urmare a proceselor de biodegradare a substantelor organice in compozitia aerului din sol, pot aparea si alte gaze cum ar fi amoniacul, hidrogenul sulfurat, metanul. Cu cat compozitia aerului teluric este mai apropiata de compozitia aerului atmosferic, cu atat solul este curat. De altfel, intre aerul teluric si aerul atmosferic este un permanent schimb determinat, mai ales de temperatura si presiunea de la suprafata solului.

Permeabilitatea pentru apa a solului este determinata de marimea porilor, dar si de volumul total al acestora. In acest sens se cunosc

soluri permeabile in mare ca pietrisul si nisipul care sunt usor stabatute de apa;

soluri permeabile in mic ca argila si turba, care retin apa si sunt greu strabatute de apa.

Cu cat porozitatea unui sol este mai mare, cu atat retinerea apei in porii solului este si ea mai mare; nisipul are o porozitate in jur de 35%, pe cand argila de peste 65%.

In linii mari, apa din sol se gaseste asezata in straturi succesive cunoscute sub denumirea de zonele lui Hoffman:

• Zona de evaporare este cea superficiala si este permanent supusa fluctuatiilor determinate de variatiile de temperatura ale atmosferei.
• Zona de filtrare este zona strabatuta de apa, dar care retine diversele impuritati si are un rol deosebit de important in protectia calitatii apelor subterane.
• Zona de capilaritate este zona in care apa subterana se ridica in porii solului, mentinand o continua stare de imbibitie.
• Zona apei propriu-zise sau a stratului purtator de apa cu o grosime variabila, reprezinta de fapt panza de apa subterana. Sub aceasta zona se gaseste stratul de sol impermeabil.

Apa din sol are un rol important, mai ales in intretinerea vegetatiei, dar si in diversele procese biologice si biochimice care se petrec in sol. Eliminarea aerului si inlocuirea sa cu apa in porii solului, are un efect nefavorabil asupra gradului de salubritate a solului. In absenta aerului, procesele biologice sunt incetinite, iar solul se considera insalubru. In acelasi timp insa solurile care sunt cu usurinta strabatute de apa, nu au capacitatea de a proteja in suficienta masura apa subterana.

Capilaritatea este o alta proprietate a solului dependenta de structura mecanica a acestuia. Ea reprezinta capacitatea solului de a permite apei subterane sa se ridice prin porii sai catre straturile superficiale. Capilaritatea se gaseste intr-un raport invers cu permeabilitatea; cu cat solul este mai permeabil pentru apa, cu atat capilaritatea este mai redusa, ea fiind dependenta in primul rand de porozitate sau de volumul total al porilor. In cazul solurilor cu o porozitate mica (nisipul), timpul de ridicare al apei este scurt, de ordinul minutelor, iar nivelul de inaltime este redus (0,3 – 0,5 m), in timp ce in cazul solurilor cu porozitate mare (argila), timpul de ridicare este de ordinul orelor, iar inaltimea este mare (1,5 – 2 m).

Selectivitatea este o proprietate fizica importanta a solului, prin ea intelegandu-se calitatea pe care o are aceasta de a retine in porii sai diferite impuritati care il strabat, acestea fiind purtate de aer dar si de apa.

Selectivitatea are la baza fenomenul de absorbtie sau mai exact de retinere a impuritatilor pe granule de sol. In general, solurile greu permeabile sunt si soluri cu grad mare de selectivitate. Deci, impuritatile care sunt retinute, in primul rand sunt cele in suspensie, inclusiv microorganismele. Astfel, daca se trece printr-un strat de sol o suspensie microbiana, iar apa care strabate solul este insamantata pe medii de cultura, ea poate fi practic sterila. Dar, selectivitatea solului se adreseaza deopotriva si elementelor in solutie. Astfel, daca se filtreaza prin sol o solutie de fucsina, apa filtrata poate deveni incolora. Selectivitatea solului este una din cele mai importante calitati ale acestuia prin care se realizeaza protectia apelor subterane.

Temperatura este proprietatea solului dependenta de structura mecanica, dar si de natura si compozitia chimica a solului. Solul primeste caldura de la soare prin radiatiile calorice ale spectrului solar, dar si de la masa incandescenta din centrul pamantului si caldura degajata de procesele biochimice exogene care se petrec in sol.

Solul, in general, este rau conducator de caldura, conductibilitatea sa termica fiind determinata de structura sa mecanica, de compozitia chimica, de gradul de umiditate etc. Solurile cu granule fine si umede se incalzesc greu, dar se si racoresc greu, ele inmagazinand caldura. Solurile cu granule mari sau compacte au o conductibilitatea termica mare, ele se incalzesc repede, dar si pierd usor caldura inmagazinata. Culoarea solului are, de asemenea, un rol important in pastrarea caldurii; solurile deschise la culoare, cum ar fi nisipul, reflecta o marea cantitate de radiatii solare, pe cand solurile inchise la culoare , cernoziomul, retin radiatiile calorice si sunt mult mai favorabile dezvoltarii culturilor.

Datorita conductibilitatii sale termice reduse solul inregistreaza cu intarziere variatiile temperaturii atmosferice. Astfel, daca la suprafata solului temperatura maxima se constata la ora 13,00 la 0,05 m adancime aceasta este la ora 17,00, iar la 1 m adancime variatiile de temperatura nu se mai resimt.

Temperatura exercita influente deosebite asupra proceselor biologice si biochimice care se petrec in sol ca si la intretinerea vietii diverselor microorganisme (bacterii, protozoarele, larvele de insecte) ce impurifica solul.

pH-ul sau reactia solului indica aciditatea sau alcalinitatea solului. Variatia pH-ului este intre 3,5 (la soluri extrem de acide) pana la 11 (in cazul solurilor extrem de alcaline).

Solurile acide au un pH < 7 si prezinta dezavantajul aparitiei ionilor de Al³⁺, ion extrem de toxic pentru activitatile microbiene din sol. Cu cat un sol are pH-ul mai acid cu atat procesele de mobilizare a metalelor grele creste, crescand totodata si toxicitatea lor pentru componenta biologica a solului.

Solurile bazice au un pH > 7 si prezinta pericolul imobilizarii microelementelor si nutrientilor, cu exceptia molibdenului care se gaseste in abundenta in solurile bazice.

Functiile solului pot fi grupate in trei categorii (tabelul 1.3). De-a lungul timpului aceste functii au ramas nealterate datorita proprietatilor fizice, chimice si biologice ale solurilor. In ultima jumatate de secol, datorita intensificarii exploatarii materiilor prime, mai ales a combustibililor fosili si a minereurilor, capacitatea de regenerare a calitatii solurilor s-a micsorat mult, solurile intrand intr-un continuu proces de degradare.

Tabelul 1.3. Categoriile si functiile solului.