Definitia solului

Prin sol se intelege stratul superficial al scoartei terestre rezultat in urma dezagregarii si alterarii

rocilor sub actiunea factorilor de clima si biologici care asigura viata organismelor.

Rolul solului

Solul este mediul de viata al foarte multor organisme vii, respiratia solului schimba

compozitia troposferei, umiditatea solului stabileste de fapt compozitia chimica a apelor

subterane, a riurilor, lacurilor si intr-o oarecare masura si pe cea a oceanului planetar.

Suprafata totala a fondului de uscat al planetei este de circa 134 milioane de Km2-din

care 14 milioane sunt ocupate de ghetari. Din aceasta suprafata, cea considerata productiva este

de numai 86 milioane din care terenuri agricole numai 45 (restul sunt pasuni si paduri).

Suprafata terenului agricol adica prelucrata, reprezinta numai 3% din suprafata uscatului. In

marea majoritate a tarilor dezvoltate terenul agricol s-a stabilizat, in timp ce in tarile in curs de

dezvoltare suprafata acestora continua sa creasca. Ca o alta data statistica de ex, in secolul trecut

intrre 1947 si 1970 suprafata arabila s-a dublat, dar tendinta se mentine si astazi. Aceasta

dezvoltare extensiva nu rezolva si nu va rezolva problemele legate de fondul de hrana necesar,

mai ales ca pierderile de pamint arabil sunt imense datorita exploatarilor nerationale. Suprafata

totala de paminturi degradate in decursul istoriei este de 20milioane Km2 mult mai mare decit

suprafata arabila utilizata in prezent. Acest lucru a fost posibil prin: constructii, minerit, pustiiri,

salinizari. Agricultura mondiala pierde anual intre 50.000 si 70.000 Km2 de sol. Terenurile

agricole sunt intr-o dinamica continua: pe de o parte sunt intergrate acestei categorii de sol

terenuri noi prin defrisari, distrugeri de pasuni, iar pe de alta parte sunt pustiite suprafete enorme.

Suprafata padurilor tropicale se micsoreaza cu o viteza de 1% pe an, iar padurile planetei cu 20

ari/min.

FACTORII EDAFICI

Factorii edafici reprezinta complexe de interactiuni stabilite intre organisme si

proprietatile fizico-chimice ale solului.

In sol au loc permanent si concomitent procese chimice, fizice si bilogice dintre care cele de

oxidare fermentativa, catalitica si de reducere sunt cele mai importante. In urma acestor procese

solul se imbogateste cu substante organice si anorganice necesare vietii si de asemenea se

realizeaza circuitul substantei si energiei in natura.

Fertilitatea solului reprezinta capacitatea sa de a satisface necesitatile de substante nutritive, apa

si aer pentru cresterea si dezvoltarea plantelor.

In satisfacerea acestor necesitati un rol hotaritor il au proprietatile solului. Solul este un sistem

heterogen, multifazic constituit dintr-o faza solida, scheletul mineral, o faza lichida, apa solutii

apoase ale diferitelor substante anorganice si diversilor componenti biologici si o faza gazoasa,

aerul.

Solul este un sistem biomineral dinamic in interactiune materiala si energetica cu mediul, si

partial inchis prin circuitul elementelor .

Compozitia solului

Solul reprezinta un amestec neomogen de substante minerale provenite din dezagregarea rocilor-

si oraganice rezultate in urma descompunerii substantei organice moarte.

Constituentii minerali ai solului:

Argila este constituentul mineral principal

Din punct de vedere chimic argila este un material compozit format din silicati complexi

hidratati: hidroxizi de fier, de aluminiu, de mangan, silice coloidala etc foarte fin dispersati.

Capacitatea sa de absorbtie a apei si a cationilor ( Ca, Fe, Mn,Na,K) in general este mare;

argila este de diferite culori: galbena, cenusie, bruna negricioasa

Compusi minerali

Cele mai fercvente saruri minerale din sol sunt: CaCO3, CaSO4, SiO2, KNO3, Na2SO4,

NaCl, hidroxid de fier, hidroxizi de mangan, fosfati ferosi, fosfati de calciu, si compusi ai

microelementelor Co, Zn,Cu. Sarurile minerale sunt dizolvate si antrenate proces numit

levigare- de apa si retinute in sol la diverse adincimi in functie de solubilitatea acestora.

Pulberi -praf, mil, sunt particule foarte fine de minerale: cuart, feldspat, micasilice

amorfa si se gasesc in toate solurile.

Nisip- particule mici de roci si minerale in special cuart. Se caracterizeaza printr-o

deosebita permeabilitate pentru apa si aer si o capacitate de absorbtie foarte mica. Solurile fertile

contin in medie 30-80% nisip

Pietris- este constituit din fragmente mai mari de roci. Scade coeziunea solului si creste

permebilitatea. Reprezinta rezerva de noi minerale in sol.

Cosntituentii organici

Componenta organica a solului este constituita din substante humice ce servsc drept

hrana microrganismelor.

Stratul de frunze, ramuri, fructe moarte poarta nulele de litiera; are rolul de a apara solul

de eroziune, asigura patrunderea lenta a apei in sol si este o importanta sursa de substate organice

generatoare de humus care se formeaza prin descompunera, sub influenta microflorei- bacterii

ciuperci, si microfaunei- viermi, insecte, a resturilor organice moarte. Humusul este alcatuit in

special din acizi humici de culoare de la brun la cenusiu.

La formarea fertilitatii un rol important il joaca microorganismele bacteriile, ciuperci,

alge microscpice ce pot ajunge in total la un miliard pe un gram de sol.. Microflora solului poate

ajunge la 2 t de masa uscata la un ha. La circuitul substantelor in sol un rol important il au

bacteriile- fac parte din descompunatori deci care descompun substantele organice pina la

substante minerale.

Clasificare:

anaerobe

aerobe

Bacteriile anaerobe sunt reducatoare descompun azotatii pina la amoniac- adica infaptuiesc

procesul de amonizare, altele il reduc pina la N si realizeaza denitrificarea solului. Acest

proces de oxido reducere consta in oxidarea glucozei si reducerea azotatului de potasiu

KNO3.

Bacteriile sulforeducatoare produc desulfoxidarea

H2SO4+8H = H2S +4H20

Bacteriile aerobe produc oxidarea compusilor minerali rezultati din metabolismul bacteriile

anaerobe, si transformarea acestora in in nutrienti. De ex bacteriile ce produc nitrificarea

2NH3+3O2= 2HNO2 +2H2O

2HNO2+O2 =2HNO3

Sulfobacteriile, extrem de raspindite in sol, fixeaza sulful din hidrogenul sulfurat

2H2S +O2=2 H2O+2S

2S+3O2 +2H2O =2H2SO4

Ferobacteriile numeroase in solurile mlastinoase, oxideaza Fe+2

la Fe+3

.

4Fe2CO3 +O2+6H2O= 4Fe(OH)3+4CO2

Proprietatile solului

1. pH-ul solului variaza in functie de compoitia sa si in special de continutul in acizi humici.

Organismele se clasifica:

euriionice (amfitolerante) tolereaza foarte bine variatiile de pH: pot trai practic la orice

valoare a pH-lui, ex: coada soricelului, troscot, rima si unele protozoare.

Stenoionice tolereaza variatii foarte mici de pH, adica traiesc practic numai in anumite

conditii de pH;se clasifica in :

Specii acidofile ex muschiul de turba, afinul,

Neutrofile sunt majoritatea plantelor de cultura: cereale, finete,

Bazofile:

2.Temperatura solului: influenteaza germinatia semintelor, cresterea palntelor si capacitatea de

absorbtie a radacinilor. Solurile calde sunt biologic mai active decit

cele reci, iar solurile calcaroase sunt mai calde decit cele silicioase. Temperatura solului variaza

cu latitudinea si cu adincimea, iar temepratura solului superficial variaza in limite mai largi decit

cea a atmosferei.

3.Umiditatea este deosebit de importanta, ea depinde de higroscopicitatea rocilor componenete

de apa capilara, gravitationala si de precipitatii.

4.Aeratia solului. Compozitia aerului din sol difera de cea din atmosfera si variaza cu adincimea

si cu constituenta mineralogica a solului. Astfel, in solul nisipos se gaseste o cantitate mai mare

de aer in care concentratia de O este de aprox. 20% iar de CO2 1.5% in timp ce in solul argilos

concentratia de CO2 este mai mare spre 2% iar de O2 mai mica, 18%. Datorita concentrarii CO2

si a altor gaze rezultate in urma descompunerii substantei organice moarte este necesara

realizarea unui schimb permanent intre aerul din sol si cel atmosferic.

Importanta solului pentru vietuitoare

este mediu de viata si sursa de hrana;

plantele se fixeaza de sol prin intermediul radacinilor

animalele traiesc pe sol sau in sol (cu exceptia celor acvatice) si prezinta modificari

morfofiziologice in functie de consistenta de textura solului.

Clasificarea animalelor terestre in functie de mediul de viata:

Geobionte traiesc in sol

Geofile

Goexene

Animale geobionte traiesc numai in sol la diferite adincimi: aici se hranesc, se inmultesc:

cirtita, are corpul alungit, cilindric, picioarele din fata scurte, puternice cu gheare care le

ajuta sa sape galerii, ochii rudimentari adesea nefunctionali.

Nevertebrate protozore, viermi.

Animale geofile traiesc partial in sol unde isi au culcusul pentru odihna si inmultire, pentru

cautarea hranei ies la suprafata: insecte, broaste, salamandre.anumite pasari.

Animale geoxene traiesc la suprafata dar citeodata isi fac culcusul in sol: majoritatea

pasarilor si mamiferelor terestre.

Textura solului influenteaza atit structura organelor locomotorii cit si viteza de delasara a

animalelor; copitatele care traiesc pe soluri tari compacte sau pietroase au copite mici

impare. Animalele ce traiesc in biotopuri cu soluri moi mlastinoase sau nisipoase au copite

largi, mari, pare pentru a mari suprafata de sustinere. Pasarile de savana cu sol compact

au un numar redus de degete la picioare pentru a reduce contactul cu solul, in acest mos a

crescut viteza de deplasare (pasarea nandu are trei degete iar strutul doua)

La unele animale culoarea variaza in functie de cea a solului.

Biomasa variaza intre 300 si 700Kg/ha , valorile cele mai mari se gsesc in solurile de brdet si

fget. Dintre animalele de litiera activitatea cea mai intensa o au acarienii care decupeaz si rod

paren epiderma. Multe specii ale acestui grup de consumatori saprofiti avind invelisuri chitinoase

protectoare pot trai si in litiera uscata. La maruntirea litierii participa activ si alte grupe de

consumatori din clasa artropode cum sunt formicide, coleoptere, larve de diptere, deosebit de

numeroase (de ordinul sutelor de mii si chiar milioane pe m2) sunt nematodele saprofite.

Consumatorii saprofiti care participa la procesul de detrificare constitue sursa de hrana pentru

artropodele pradatoare din grupele acarienilor, nematodelor etc, formindu-se numeroase lanuri

trofice la acest nivel. Prin activitatea intensa a acestei faune , intregul material organic se

transforma intr-un detritus brun, alcatuit din fragmente de parti de plante si excrementele

animalelor care conin inca foarte multe ramasite de celuloza si lignina nedigerate.

Faza de alterare detritusului prin microflora

Detritusul contine un mediu extem de vaforabil pentru dezvoltarea microorganismelor.

El este populat de bacterii, actinomicete, si ciuperci microscopice care actioneaza in primul

rind asupra substanelor uor digerabile, zaharuri, amidon, hemiceluloze, proteine, pe care le

folosesc ca material de sinteza si material energetic. Prin resintetizarea unei parti din aceste

substante folosind azotul din desciompunerea proteinelor, microflora isi sintetizeaza substante

organice proprii pentru metabolism si inmultire. O parte dintre radicalii organici formati in

procelul descompunerii initiale scapa de actiunea enzimelor si intra in procesul de formare a

humusului prin combinare cu produsele rezultate in urma descompunerii ligninei. Restul

substanelor sunt oxidate cu ajutorul oxigenului pina la CO2 si apa. Acest proces poarta numele

de respiraia solului prin analogie cu desasimilatia metabolica. Pe de alta parte microflora

actioneaza prin diferite mecanisme enzimatice asupra substanelor organice cu structura

complexa pectine, celuloza, lignina. Microrganismele pectinolitice ( din categoria Baccilus,

Clostridium, Asper-gillns, penicillinium sa prin enzimele pe care le produc actioneaza asupra

pectinei (pectina reprezinta liantul ce fixeaza celule in tesuturile celulozice ) pe care o

descompun. In acest mod se destrama tesuturile si se faciliteaza actiunea bacteriilor si ciupercilor

celulozitice. In conditii aerobe bacteriile de tipul Cytofaga si cellvibrio desfac celuloza in

molecule mai simple de celobioza si glucoza si le resintetizeaza in compusi cu greutate

moleculara mai mare care intra in biochimia de formare a humusului. In conditii anaerobe,

celuloza este transformata de bacteriile din clasa Clostrtidium si Plectridium in acizi grasi

(acetic, butiric) cu degajare de CO2 si H2, iar acesti acizi sunt fermentati de methanobacterium

pina la Co2, H2 si CH4. Substanta care se descompune cel mai greu este lignina care contitue

intre 10 si 30% din masa materialului organic mort al plantelor. Lignina este iun polimer natural

de tip fenolic, foarte rezistent care este descompus numai de polifenoloxidaze, enzime produse

de bacteriile bazidiomicete. Compusii acestor procese degradative sunt derivati fenolici.

Formarea humusului

Derivatii fenolici din lignina, cei glucidici rezultati din descompunerea celulozei,

aminoacizii sau amoniacul rezultati din peptide sunt ingerate odata cu particolele minerale de

catre viermii oligocheti. In tubul digestiv al acestora tot acest material este supus unui proces

complex de sinteza in care intervin si anumite enzime specifice tubului digestiv al viermilor.

Produsul principal al acestui proces biochimic sunt acizii humici bruni.

Secretiilegasrtice ale lumbricidelor si enchitreidelor neutralizeaza si chiar alcalinizeaza masa

care trece prin tubul lor digestiv. Astfel, excrementele lor constitue mediu pentru alte

microorganisme implicate in sinteza unui alt tip de humus humusul coprogen. In solurile bogate,

slab acide sau neutre, principalul rol in formarea humusului il au viermii obisnuiti, pe cind in

solurile sarace in substante, mai acide, acest rol revine viermilor albi. In sol numarul

lumbricidelor este foarte mare, citeva zeci de mii la hectar, iar cantitatea de sol ce trece anual

prin tubul digestiv al unui vierme este de aproximativ 500g, circa 25 tone de sol sunt astfel

imbogatite in humus brun si coprogen. In acest proces se pot forma si compusi complexi

argilohumici.

O alta cale de formare a humusului este cea microbiana.. Microorganisme din clasa Fungi, cum

ar fi Aspergillus niger, elaboreaz compui apropiai ca structura biochimica de humus. Dupa

moartea lor aceti c neagra ramin in sol. Pe de alta parte, prin autoliza in masa a bacteriilor

celulozolitice se elibereaz protoplasma si enzimele acestora se amesteca cu gelul din sol.

Enzimele provoac reacii de depolimerizare in urma carora rezulta monozaharide, aminoacizi,

derivai chinonici. Prin reactii ulterioare de repolimerizare se formeaz acizii humici cenuii.

Acest proces se numete neo formarea humusului pe cale microbiana la care nu participa lignina

ci numai celuloza si proteinele. In solurile foarte acide iau natere produi melanici de culoare

neagra sraci in azot care sunt precursori ai humusului. Ei se acumuleaz in sol, mpreuna cu o

parte din miceliul foarte abundent al ciupercilor, sub forma humusului brut (humus micogen).

Lanturi trofice implicate in procesul de formare a humusului

Din analiza fluxului de necromasa, de la maruntirea litierei pina la formarea humusului

rezulta o structura foarte complexa de lanuri trofice implicate in fiecare etapa a acestui proces de

descompunere a resturilor organice moarte. Astfel, in etapa de maruntire nematodele saprofage

serves drept hrana altor nematode pradatoare iar acestea sunt consumate de acarieni si artropode

pradatoare. In etapa de descompunere a detrisului prin microflora, miceliilesi corpurile

ciupercilor formarea lanturilor trofice ale acarienilor si colembolelor micofage care reprezinta

hrana miriapodelor pradatoare samd. Bacteriile celulolitice constitue hrana numeroaselor

protozoare care se gasesc cu milioanele intr-un gram de sol si care controleaza desfasurarea

procesului de humificare si de mineralizare a humusului.

Mineralizarea humusului

Mineralizarea humusului reprezinta ultima etapa in circuitul substantei, in care ultimele resturi

de compusi organici constitunti ai humusului sunt mineralizati.

Humusul reprezinta un produs biochimic foarte complex, greu de descompus cu profunde

implicatii ecologice. Fluxul materiei organice la nivelul solului prezinta o etapa lenta in evolutia

sa, dar acest proces de formare a solului are implicatii multiple asupra productivitatii si

stabilitatii biocenozelor .

Una dintre etapele extrem de importante ale acestui proces este cea a formarii complexilor

argilohumici si chelatici, care maresc stabilitatea solului, si ii cresc rezistenta la actiunea de

mineralizare. De asemenea, acesti compusi confera solului anumite proprietati de structura, ii

influenteaza capacitatea de adsorbtie si de solubilizarea a cationilor metalici importanti pentru

metabolismul vegetal.

Procesul de mineralizare este catalizat intr-o prima etapa de o anumita microflora care

descompun moleculele complexe pinal al CO2 si NH3 . Acesta este etapa de amonificare. Daca

substratul este sarac in produsi glucidici, bacteriile chimiosintetizante isis sintetizeaza glucoza

din CO2 aflat in sol utilizind ca sursa de energie oxidarea amoniacului la nitriti si nitrati.

NH4+ + 3/2O2 ) NO2

- + 2H

+ + H2O + energie

NO2- + 3/2O2 NO3

- + energie

Azotul din nitrati poate fi din nou utilizat de plante ca si dioxidul de carbon care rezulta

in etapa de amonificare. Etapa finala a procesului de mineralizare este cea de formare a azotului

molecular care are loc sub actiunea bacteriilor denitrificatoare ce utilizeaza acidul azotic ca

acceptor de protoni si reduc azitul pina la starea de oxidare zero.

Mineralizarea

Eroziunea solului

Apa este un element primordial in ecosistemele din sol, practic toata apa din sol se afla intr-un

strat cu grosmiea de max 2m ceea ce reprezinta aprox. 10% din greutatea sa.

Structura solului este foarte poroasa datorita existentei porilor propriuzisi, a capilarelor, fisuri,

canale, trasee de radacini samd. Porii sunt amplasati in interiorul elementelor structurale ale

solului si sunt de doua tipuri asa zisii pori mici si mari.

Porii mici sunt inconjurati de umiditate, umiditate care nu contribuie la procesul de migrare a

umezelii, este o umiditate legata. Procesul de transport al apei in sol are loc prin porii mari si

crapaturi.

Din punct de vedere al participarii la transportul apei in sol se deosebesc 4 tipuri de nivele:

*Stratul superficial controleaza infiltrarea apei de precipitatii evaporarea apei din sol, scurgerile

de apa de pe suprafata solului.

*Stratul superior coincide cu zona in care se gasesc radacinile.

*Stratul inferior unde apa ajunge in urma filtrarii ;

*Pinza de apa freatica.

In zona temperata in circuitul apei in sol un rol important il au anotimpurile, astfel,

Iarna si Primavara predomina scurgerile de suprafata , datorita precipitatiilor

abundente;

Toamna are loc cea mai mare scurgere de apa prin sectiunea solului de la suprafata

spre straturile profunde

Vara au loc procese de evaporare in sens invers.

Actiunile antropogene asupra solului sunt mai puternice si mai profunde decit asupra celorlalti

factori ai biosferei. Acste actiuni pot fi clasificate in doua categorii:

Actiuni asupra compozitiei solului si in special asupra stratului de humus prin

modificarea continutului in substante nutriente;

Actiuni aspra structurii solului.

Una dintre cele mai profunde interventuii este legata de modificarea bilantului de apa in sol, prin

defrisari, si irigari.

Principalele cauze ale degradarii paminturilor arabile sunt:

Pierderile mari de apa prin filtrare

Constructia Canalelor de irigatie in pamint fara hidroizolatie;

Consumarea necontrolata a apei;

Irigarea cu apa mineralizata;

Irigare fara drenaj.

O consecinta a irigarii nerationale a pamintului arabil este aparitia salinitatii secundare.

Salinizarea secundara reprezinta procesul de acumulare in stratul superficial a sarurilor

daunatoare plantelor cum sunt: Na2SO3, Na2SO4, CaCO3, MgCO3, NaCl

Explicatia: prin irigare creste cantitatea de apa ce stagneaza la suprafata si prin sistemul de vase

comunicante din sol apele de adincime foarte bogate in minerale urca la suprafata. Astfel la

irigarea prin metoda curgerii pe suprafata apele subterane urca aprox cu 1 m /an iar in metoda

ploaie cu 0,7m/an. Pentru evitarea acestor neajunsuri trebuiesc utilizate metode speciale, de ex

conducte, irigare in ploaie de intensitate mica, drenarea apelor subterane, utilizarea apelor cu

continut scazut de minerale.

Alt factor de distrugere a pamintului eroziunea: distrugerea , naruirea solului sub influenta

suvioaielor de apa si a vintului.