PROFILUL DE SOL. FORMARE SI ALCATUIRE

PROFILUL DE SOL. FORMARE SI ALCATUIRE

6.1. FORMAREA PROFILULUI DE SOL

Formarea profilului de sol = pedogeneza = solificare → proces indelungat si complex (include procese fizice, chimice si biologice), desfasurat asupra partii superioare a scoartei terestre, sub actiunea sinergica a factorilor de mediu, care genereaza transformari si translocari ale substantelor si importante schimburi materiale si energetice. Punctul initial al pedogenezei este roca/materialul parental, iar punctul final stadiul climax (de echilibru) intre conditiile de mediu, procesele pedogenetice si aspectul profilului de sol. Astfel, diferitele tipuri de sol, se afla in diferite momente evolutive, intre punctul initial si climax.

Prin transformarea rocilor initiale rezulta o scoarta de alterare, permeabila pentru aer si apa insa, nu putea fi vorba despre sol, in absenta componentei organice, care este esenþiala. Procesul de formare al solului nu poate incepe ºi nu poate avea loc decat in prezenþa organismelor vii (vegetale, animale, microorganisme). Primele aparute, organismele inferioare (muºchi, licheni, ciuperci), creaza in timp condiþii favorabile ºi instalarii organismelor superioare. Plantele preiau din scoarþa de alterare variate substanþe minerale solubile ºi le transforma, in propriul corp, ulterior descompus de catre microorganisme, dupa incetarea ciclului biologic. O parte dintre substanþele rezultate, se intorc in sol sub forma de elemente minerale utile, iar o alta parte se acumuleaza in sol, sub forma de humus.

6.2. ALCATUIREA PROFILULUI DE SOL

In timpul solificarii, constituenþii minerali ºi organici sufera deplasari, acumulari ºi transformari, diferenþiandu-se o serie de strate naturale cu caracteristici morfologice ºi analitice proprii, denumite orizonturi de sol, a caror succesiune de la suprafata pana la roca parentala, reprezinta profilul de sol. Acesta reprezinta unitatea naturala de studiu in domeniul pedologiei si se identifica practic cu o secþiune verticala intr-un sol.

6.2.1. Principalele caracteristici ale orizonturilor de sol

Asa cum s-a aratat anterior, orizonturile de sol se diferentiaza intre ele prin caracteristici morfologice si analitice. Morfologic, orizonturile de sol se diferenþiaza dupa culoare, structura, textura, continut in schelet, prezenþa unor neoformaþii etc, iar analitic, prin indicele de diferenþiere texturala, conþinutul in humus, contin 818g65i utul in carbonati de calciu, reactia solutiei, gradul de saturaþie in baze, etc.

Culoarea solului → proprietate fizica, morfologica, care permite separarea si caracterizarea morfogenetica a orizonturilor de sol, totodata, poate avea si caracter de diagnostic pentru incadrarea solurilor in diferite unitati taxonomice ale unor sisteme de clasificare a solurilor. Culoarea este determinata de compozitia solului, care la randul ei este influentata de diferitele procese pedogenetice, aflate in stransa corelatie cu conditiile de mediu. Humusul determina aparitia culorilor inchise (de la brun la negru); silicea, carbonatul de calciu si sarurile usor solubile dau culori albicioase; oxizii si hidroxizii de fier dau culori de la galbui la roscat-ruginiu; compusii ferosi, aparuti in urma proceselor de reducere dau culori verzui-albastrui-vinetii; la solurile hidromorfe supuse alternativ proceselor de reducere si oxidare (procese de gleizare si pseudogleizare) aspectul este marmorat existand pete galbui-ruginii (datorate oxidarii) si pete cenusii-vinetii (datorate reducerii; prezenta in proportie mare a concretiunilor ferimanganice sau a celor de carbonat de calciu, dau deasemenea solului un caracter pestrit.

Structura solului → proprietatea solului de a avea particulele componente asociate in agregate cu diferite forme si marimi. Exista insa si doua situatii in care orizonturile de sol pot fi nestructurate, acestea sunt:

- orizonturi necoezive, foarte nisipoase; se formeaza fie direct pe depozite nisipoase, fie prin eluvierea intensa a elementelor mai fine, care pot avea rol de liant (la orizontul eluvial al podzolurilor);

- orizonturi masive, cu particulele de sol cimentate intre ele intr-un strat continuu, nefisurat; masivitatea poate aparea in cazul unor strate nisipoase umezite (nisipul devine coeziv in stare umeda), prin cimentare cu carbonat de calciu sau oxizi, in cazul orizonturilor gleice de reducere, cand excesul freatic de apa duce la eliminarea liantului dintre particulele de sol sau in cazul orizonturilor cu fenomene intense de tasare.

Atunci cand orizonturile de sol sunt structurate, pot fi separate trei situatii, din punctul de vedere al gradului de structurare:

orizonturi slab structurate, cu putine agregate structurale (sub 25%), greu observabile, cu o rezistenta redusa la actiuni mecanice sau hidrice;

orizonturi moderat structurate, cu destul de multe agregate structurale vizibile (intre 25 si 75%), dar cu o rezistenta moderata la actiuni mecanice sau hidrice;

orizonturi bine structurate, cu numeroase agregate structurale distincte (peste 75%), rezistente la actiunea de dispersare.

In general, agregatele structurale pot avea urmatoarele forme:

- glomerulara - agregate sferoidale, cu pori macroscopici, cu fete rotunjite si dimensiuni sub 5 mm, asezare afanata, permeabilitate buna pentru apa si aer; agregatele sunt usor friabile, dar prezinta o buna stabilitate hidrica datorita bogatiei in humus de tip mull calcic; caracterizeaza orizontul A molic;

- granulara (grauntoasa) agregate sferoidale mai mari (sub 10 mm), cu muchii si colturi relativ rotunjite, asezare afanata; caracterizeaza orizontul A bogat in humus al solurilor, dar stabilitatea hidrica si calitatea este inferioara structurii glomerulare;

- poliedrica angulara - agregate structurale dezvoltate aproximativ egal in directia celor trei axe rectangulare, cu fete plane care se intersecteaza in muchii ascutite, asezarea este indesata, iar dimensiunile sunt cuprinse intre 6 si 50 mm; caracterizeaza orizonturile de sol afectate de pseudogleizare, determinand o aerisire si permeabilitate relativ slaba;

poliedrica subangulara asemanatoare celei poliedrice angulare, dar cu muchii fete si colturi rotunjite; caracterizeaza orizontul B cambic si tranzitia AB;

- prismatica - agregate dezvoltate mai mult vertical, cu forma de prisma, cu fete plane, muchii si colturi ascutite, asezare indesata; latura bazei are dimensiuni cuprinse intre 10 - 100 mm, agregate-le putandu-se desface prin presare in agregate poliedrice; caracterizeaza orizonturile de tip B argiloiluvial, bogate in argila;

- columnara - similara celei prismatice, dar agregatele au capetele rotunjite (sub forma de coloana); caracterizeaza orizontul B argiloiluvial natric al soloneturilor; agentul coagulator fiind o sare usor solubila, agregatele structurale au o stabilitate hidrica foarte redusa, solul "mocirlindu-se" dupa ploaie;

- lamelara (sistoasa, foioasa) - agregate dezvoltate pe orizontala sub forma de lamele sau placi cu grosimea cuprinsa intre 1 si 10 mm; formarea acestei structuri este determinata de existenta unor roci sistoase, de acumularea silicei sau a oxizilor in straturi succesive, de alternanta proceselor de inghet-dezghet in orizonturi cu texturi luto-nisipoase sau de tasarea solurilor luate in cultura; caracterizeaza orizonturile E albic, tranzitia  BC (la solurile formate pe roci sistoase), orizonturile tasate.

Textura solului → participarea procentuala a diferitelor categorii de particule (nisip, praf, argila), la alcatuirea unui sol.

Tabelul nr. 5 Clasele texturale (dupa Institutul de cercetari pedologice si agrochimice din Romania)

Scheletul solului → fragmentele de roca dura cu dimensiuni mai mari de 2 mm; aparitia scheletului este o caracteristica a solurilor formate pe roci dure situate la mica adancime. Continutul in schelet este exprimat in procente din volumul de sol, putandu-se delimita mai multe clase de continut in schelet (tabelul nr. 6).

Tabelul nr. 6 Clase de continut in schelet (dupa Institutul de cercetari pedologice si agrochimice din Romania)

Neoformatiile → acumulari si separatii de diverse substante, aparute in timpul procesului de pedogeneza, ca urmare a eluvierii-iluvierii, oxidarii, reducerii, actiunii animalelor si plantelor etc. Se diferentiaza pe profil prin culoare, forma, compozitie.

Neoformatii rezultate din acumularea de saruri → apar la solurile cu fenomene de eluviere-iluviere a sarurilor. Dupa felul sarurilor, se deosebesc neoformatii de carbonati (mai ales de calciu), de saruri solubile (indeosebi cloruri) si de gips. Neoformatiile de carbonat de calciu caracterizeaza orizontul C carbonatoiluvial, iar cele de saruri solubile, orizontul salic.

Dupa formele pe care le au, se diferentiaza: - pseudomicelii (depuneri fine care au aspectul miceliilor de ciuperci); - eflorescente, vinisoare (depuneri alungite pe traseele radacinilor care s-au descompus); - tubusoare (depuneri mai groase decat vinisoarele); - pete (depuneri pe peretii crapaturilor sau pe fetele agregatelor structurale); - pungi sau cuiburi, concretiuni (depuneri concretionare, cu grad de cimentare mai mare sau mai mic, care apar in cazul carbonatiilor de calciu

Neoformatii rezultate din acumularea de oxizi → apar ca urmare a manifestarii a doua tipuri de procese de solificare, eluvierea-iluvierea oxizilor (caracteristic solurilor podzolice) si gleizarea/pseudogleizarea (caracteristica solurilor hidromorfe).

In primul caz, oxizi de fier, mangan, aluminiu sunt solubilizati si migreaza, acumulandu-se intr-un orizont iluvial sescvioxidic, rezultand:

- graunti de nisip cu invelis colorat - oxizii din orizonturile superioare migreaza si se depun in cele inferioare, in jurul grauntilor de nisip, care capata astfel culori galbui sau ruginii (date de oxizii de fier) sau brune (date de oxizii de mangan); - concretiuni grezoase - in orizonturile de sol formate din material nisipos se poate produce cimentarea sub forma concretionara, oxizii de fier fiind liantul predominant; - orizont de orstein (alios) - strate continui, cimentate mai ales cu oxizi de fier; fac parte din orizonturile iluviale spodice ale podzolurilor formate pe roci foarte acide.

In al doilea caz, intensitatea mare a reactiilor de oxidare si reducere, caracteristice solurilor afectate de procese de hidromorfism, poate duce la aparitia: - petelor de oxizi de mangan - dau o culoare bruna-negricioasa; - petelor de oxizi de fier - dau culori galbui-ruginii; - petelor de reducere - datorate compusilor fierului feros, care dau culori cenusii, verzui sau albastrui; - concretiunilor ferimanganice (bobovine sau alice de pamant)

Neoformatii rezultate din acumularea argilei → reprezinta un caracter definitoriu in identificarea orizontului B argiloiluvial; apar prin procese de eluviere-iluviere a argilei, aceasta migrand din parte superioara a profilului de sol si depunandu-se mai jos, sub forma de pelicule in jurul grauntilor de nisip sau pe fetele agregatelor structurale.

Neoformatii reziduale → in solurile cu procese intense de eluviere a coloizilor (argila, humus, sescvioxizi), procese ce duc la dezbracarea de pelicula coloidala a particulelor grosiere de sol sau la pudrarea acestora si a agregatelor structurale cu o pulbere fina silicioasa. Se pot intalni urmatoarele tipuri de neoformatii reziduale: - aglomerari de particule de sol (graunti de nisip) lipsite de pelicula coloidala - sunt frecvente la solurile foarte acide (spodosoluri), in orizontul eluvial; - pudrari de silice-pete albicioase date de aglomerarile fine de silice care acopera suprafata agregatelor structurale sau a particulelor grosiere de sol; pot sa apara in orizonturile eluviale, cat si in tranzitia E+B.

Neoformatii biogene → apar in urma actiunii in sol a animalelor si a radacinilor plantelor si pot fi enumerate urmatoarele tipuri: - coprolite - dejectii de rame sub forma unor graunciori de pamant; - crotovine - galerii de harciogi, cartite etc. care pot fi umplute sau nu cu material din alt orizont; - cervotocine - canale de rame sau alte animale mici; - culcusuri (lacasuri) de larve; - cornevine - canale mari ramase in urma putrezirii unor radacini lemnoase; uneori sunt umplute cu material venit de regula din orizontul A; - dendrite - urme de radacini imprimate pe suprafata agregatelor structurale.

6.2.2. Principalele orizonturi de sol

Orizonturile de sol se noteaza cu literele alfabetului, fara a fi respectata o regula unica in acest sens. Astfel, unele sunt notate dupa pozitia pe care o au in profilul de sol (A, B, C), altele cu initiala procesului care le genereaza E (eluvial), G (gleic), W (stagnogleic, de la initiala cuvintelor wasser sau water = apa, in germana sau engleza), R (roca dura), O (organic nehidromorf), T (turbos). De asemenea, unele orizonturi se noteaza cu asocieri de litere mici, salic (sa), natric (na), vertic (y).

Orizonturile de sol pot avea anumite caracteristici definitorii, constituite in criterii pentru definirea unitaþilor taxonomice de sol, dintr-un anumit sistem de clasificare al acestora. In acest caz, orizonturile respective sunt considerate de diagnostic.

Din punct de vedere al alcatuirii lor, orizonturile de sol se diferenþiaza in organice si minerale.

A. Orizont organic → orizontul format deasupra solului mineral, prin acumularea resturilor organice aflate in diferite stadii de descompunere. Pot fi identificate doua tipuri de orizonturi organice: - turbos sau organic hidromorf (T): fibric (Tf), hemic (Th), sapric (Ts); in conditii de exces de umiditate, materia organica putrezeste in mediu anaerob; - organic nehidromorf (O): de litiera (Ol), de fermentatie (Of), de humificare (Oh); sub paduri in conditii de umiditate normala.

B. Orizont mineral → orizont de sol alcatuit din material mineral fara sau cu putina materie organica.

a. Principalele orizonturi minerale sunt A, B, E, C, R ('orizonturi de baza', in raport cu cele de asociere).

Orizontul A (bioacumulativ) este un orizont in general bine structurat (grauntos, glomerular). Gasindu-se la suprafata solului, are o asezare afanata. Procesul de bioacumulare (acumularea materiei organice si transformarea acesteia) este un proces general intalnit la toate solurile. Cu cat este mai bogat in humus, cu atat are o culoare mai inchisa (care poate sa mearga pana la neagra), oricum, culoarea sa este mai inchisa decat a altor orizonturi. In general, orizontul A se gaseste la suprafata tuturor solurilor, dar exista si exceptii. Astfel, sunt soluri (cele de sub padure, unde transformarea resturilor organice se realizeaza mai lent) care au la suprafata un orizont organic nehidromorf - O. Sub orizontul O se gaseste orizontul A. Alta situatie, este cea legata de existenta la suprafata solului, a orizontului turbos - T, alcatuit din materie organica putrezita intr-un mediu cu exces de umiditate. Cea de a treia exceptie este legata de solurile minerale, care au avut orizont A, dar acesta a fost indepartat prin eroziune, este cazul erodosolurilor.

Orizontul E (eluvial) este un orizont  mineral intermediar, saracit in argila si/sau sescvioxizi si materie organica, fata de orizontul subiacent si imbogatit relativ in cuart rezidual. Din acest motiv, textura sa devine ceva mai grosiera decat a orizontului A, sub care se gaseste, si evident mai grosiera decat a orizontului B (in care se iluviaza componentii migrati din orizontul E) aflat sub el.

De asemenea, culoarea sa este deschisa (galbui-cenusiu, albicios, galbui-albicios, cenusiu-albicios, cenusiu). Poate fi nestructurat sau poate prezenta o structura (de regula slab exprimata) poliedrica sau mai rar, lamelara.

Orizontul B (de subsuprafata) este un orizont mineral format sub un orizont A sau E, prin alterarea materialului parental, care poate fi sau nu asociata cu o imbogatire in argila (prin iluviere) si/sau in sescvioxizi (prin iluviere) si/sau in materie organica (prin iluviere).

Orizontul B rezultat doar prin alterarea materialului parental, are culori mai inchise (sau cu crome mai mari sau in nuante mai rosii) si textura in general mai fina decat materialul pe seama caruia s-a format. Structura este de regula poliedrica subangulara.

Orizontul B cu acumulare de argila iluviala, prezinta pelicule de argila pe fetele elementelor structurale si o structura prismatica sau poliedrica angulara. Culorile sunt mai inchise decat cele ale materialului parental.

Orizontul B format prin acumulare de sescvioxizi si/sau materie organica, are o textura grosiera, mijlociu-grosiera, mai rar, mijlocie. Are culori brune-ruginii (cand are si materie organica) sau galbui-ruginii (cand are numai sescvioxizi).

Orizontul C (materialul subiacent) este un orizont mineral situat la baza profilului, constituit din material neconsolidat (nisip, loess, argila, marne, marne argiloase, argile marnoase etc.). Diferentierile sunt legate de prezenta neoformatiilor de carbonat de calciu.

Orizontul R (roca subiacenta consolidata) este un orizont mineral situat la baza unor profile de sol. Este alcatuit din roci compacte, la care se includ conventional si pietrisurile si poate fi sau nu, roca parentala a orizonturilor de deasupra. Prezenta carbonatilor de calciu in roca (in cazul calcarelor, dolomitelor), genereaza aspecte specifice procesului de solificare.

Alaturi de orizonturile minerale 'de baza', prezentate anterior, se mai pot separa doua categorii de orizonturi minerale, orizonturile de tranzitie si orizonturile de asociere.

b. Orizonturile de tranziþie, realizeaza trecerea intre doua orizonturi diferite, prezentand intr-un mod echilibrat caracteristicile ambelor acestor orizonturi si notandu-se prin alaturarea simbolurilor celor doua: AC, AR, AB, EB, BC, BR. O situatie speciala este cea legata de orizontul E+B la care, trecerea intre cele doua orizonturi, se realizeaza prin intrepatrunderea lor, sub forme de limbi (trecere glosica).

c. Orizonturile de asociere reprezinta orizonturi de sol formate prin asocierea a doua sau mai multe procese pedogenetice. Se noteaza prin alaturarea simbolurilor orizonturilor de sol (Ay, AGo, Btna, Eaw etc.). Exceptie face orizontul gleic de reducere Gr, care se poate nota si de sine statator. In continuare vor fi enumerate principalele orizonturi de asociere.

Orizontul natric (na) - imbogatit in Na⁺ prin alcalizare; se asociaza unui orizont B imbogatit in argila iluviala si are o structura de regula columnara. Orizontul salic (sa) - imbogatit prin salinizare, in saruri usor solubile. Poate prezenta neoformatii caracteristice.

Orizontul gleic (G) - format in partea mediana sau inferioara a profilelor de sol, in conditiile unui mediu saturat in apa, cel putin o parte din an, datorita apei freatice aflate la mica adancime. In functie de intensitatea procesului, poate avea un colorit de reducere (albastrui - verzui - cenusiu) uniform, sau cel putin sub forma de pete. Se asociaza cu orizonturile A, B sau C.

Orizontul stagno(pseudo)gleic (W) - format in conditiile unui mediu saturat in cea mai mare parte a anului, cu apa acumulata din precipitatii si stagnata deasupra unui orizont impermeabil sau slab permeabil; petele de reducere ocupa mai mult de 50% din suprafata. Se asociaza unui orizont A, E sau B (cu acumulare de argila iluviala).

Orizontul cu fragipan (x) - cu un continut foarte scazut de substanta organica, densitate aparenta mare, permeabilitate redusa, textura mijlocie (mai rar grosiera-mijlocie); in stare uscata prezinta consistenta dura sau foarte dura, iar in stare umeda friabilitate moderata, la presarea intre degete materialul este casant (se sfarama brusc); se asociaza cu orizonturi B.

Orizontul vertic (y) - cu un continut de cel putin 30 % argila (frecvent peste 50 %), predominant gonflanta, ceea ce determina aparitia unor fete de alunecare oblice, agregate structurale mari (cu muchii ascutite) si a unor crapaturi largi (in perioada uscata a anului). Se asociaza orizonturilor A, B, C.

Gradul de evolutie a profilelor de sol este mai mare cu cat numarul de orizonturi este mai mare, in acest sens exista mai multe tipuri de profile de sol: - A - C (aluviosoluri, regosoluri); - A - R (litosoluri); A - AC - C (cernoziomuri, faeoziomuri); A - AR - R (rendzine); A - B - C sau R (preluvosoluri, eutricambosoluri, districambosoluri, prepodzoluri, criptopodzoluri); A - E - B - C sau R (luvosoluri, podzoluri).