1. Предмет і зміст ґрунтознавства. Зв’язок його з іншими науками
Ґрунт - це поверхневий пухкий шар суходолу Земної кулі, якому властива родючість.
Наука про появу, будову, властивості, розвиток, поширення та способи раціонального використання ґрунтів називається ґрунтознавством.
Перші наукові відомості про ґрунт з'являються ще в древній Греції у працях Теофраста. Пізніш, 17-19 ст. нашої ери, були відмічені роботами: Ван-Гельмонта (рослини живляться водою), Теєра (гумусова теорія живлення рослин - рослини засвоюють з ґрунту органічні речовини і воду), Лібіха (теорія мінерального живлення рослин, яку експериментально підтвердили Кнопп і Сакс).
Проте, ґрунтознавство набуло цілісної і системної основи після робіт Василя Васильовича Докучаєва, який є основоположником наукового ґрунтознавства. Він встановив, що ґрунт є самостійним тілом природи, яке виникає та безперервно розвивається. Показав, що ґрунти утворюються під впливом певних факторів і закономірно поширюються на Земній поверхні відповідно до цих чинників.
На основі HYPERLINK "javascript:if(confirm('http://www.tspu.edu.ua/subjects/4/Silske_gos/images/GRUNT_AGRO/Karta_Gr_UKR.jpg \\n\\nThis file was not retrieved by Teleport Pro, because it was unavailable, or its retrieval was aborted, or the project was stopped too закону горизонтальної  і вертикальної зональності ґрунтів, Докучаєв виділив такі зональні типи ґрунтів: тундровий, підзолистий, сірий лісовий, чорноземний, каштановий, бурий і сірозем.
Великий вклад у розвиток ґрунтознавства також внесли інші вчені.
П.А. Костичев вважав головним фактором ґрунтоутворення біологічний чинник, а також займався питаннями родючості, структури та обробітку ґрунтів.
В.Р. Вільямс встановив, що основна властивість ґрунту - це його родючість, яка виникає за взаємодії біосфери та літосфери, досліджував структуру ґрунту.
О.Н. Соколовський вивчав ґрунтові колоїди та їх вплив на структуру й фізичні властивості ґрунту.
Слід відмітити також роботи в цій галузі В.І. Вернадського, К.К. Гедройца, І.І. Сибірцева, П.С. Косовича, О.Г. Дояренка та ін.
Предмет ґрунтознавство тісно пов’язаний за такими предметами як геофізика, геохімія, агрономія та інші сільськогосподарські дисципліни.
2. Роль окисно-відновних процесів
у ґрунтоутворенні та родючості ґрунту
Ґрунти утворюються під впливом клімату, живих організмів, складу і будови материнських гірських порід, рельєфу місцевості і віку території. Від клімату залежить кількість опадів, що впливає на розвиток рослинності, життєдіяльність мікроорганізмів, розчиненні різних сполук у ґрунті та їх переміщення. Температура впливає на перебіг хімічних і біохімічних реакцій.
У результаті окисно-відновних процесів та багатьох інших складних процесів формується хімічний склад ґрунту. Ґрунт складається з різноманітних мінеральних, органічних та органо-мінеральних сполук.
Ґрунтоутворення - це сукупність різних хімічних, фізичних і біологічних процесів і явищ, які зумовлюють виникнення та дальший розвиток ґрунтів.
Враховуючи, що основною властивістю ґрунту є його родючість, ґрунтоутворення розглядається також як процес виникнення і нагромадження у поверхневому шарі земної кори якісно нової властивості - родючості.
Залежно від чинників цього процесу, В.В. Докучаєв виділив наступні фактори ґрунтоутворення: кліматичний, біологічний, материнська порода, рельєф, вік ґрунту. Пізніше, його наступниками був виділений ще один фактор - господарська діяльність людини.
Утворення і нагромадження гумусу в ґрунті є одночасно результатом розкладання та синтезу органічних продуктів, які утворюються із рослинних і тваринних залишків. Процеси розпаду органічних решток і формування гумусу ґрунту мають складний ферментативний характер і відбуваються за безпосередньої участі мікроорганізмів (в основному - бактерій і грибів).
Одна частина проміжних продуктів розкладання органічних залишків повністю розщеплюється мікроорганізмами до мінеральних елементів, тобто мінералізується, а утворені мінеральні речовини використовуються зеленими рослинами.
Частина йде на живлення самих мікроорганізмів, в результаті чого утворюються нові органічні речовини.
А ще одна частина продуктів розпаду органічних речовин проходить тривалий шлях перетворень (окислення, поліконденсації, полімеризації), які відбуваються поза мікроорганізмами за участі виділених ними ферментів. У результаті цих процесів утворюються гумусові, або перегнійні, речовини, а сам процес їх утворення називається гуміфікацією.
У середньому 80-90% органічних решток мінералізується до кінцевих продуктів і лише 10-20%, а інколи і менше, бере участь в утворенні гумусу або нагромаджується в ґрунтах у формі стійких до розпаду сполук.
Наприклад, з 1 т внесеного підстилкового гною у ґрунтах Полісся утворюється 42 кг, Лісостепу - 54 і Степу - 56 кг гумусу. Тобто, коефіцієнт перетворення гною в гумус становить близько 5%.
Отже, в наслідок зазначених перетворень органічних сполук у ґрунті утворюється складна суміш органічних речовин, таких як малорозкладені рослинні рештки, проміжні продукти їх розкладу, колоїдні комплекси власне гумусових речовин і розчинні (що швидко мінералізуються) органічні сполуки.
Важливість накопичення гумусу в ґрунті зумовлено тим, що: 1) гумус - це джерело мінеральних елементів живлення для рослин; 2) компоненти гумусу з частинками ґрунту утворюють комплекси, які покращують структуру і зумовлюють поглинальну здатність ґрунту; 3) гумусові кислоти прискорюють процеси вивітрювання мінералів тощо.
У сільському господарстві накопичення та збереження наявного рівня гумусу досягається: 1) внесенням органічних добрив; 2) внесенням мінеральних добрив, особливо азотних, які, засвоюючись рослинами, не "дозволяють" забирати мінеральні елементи з гумусу, тим самим запобігається його руйнування; 3) певним обробітком ґрунту, який повинен бути мінімально неглибоким, так як глибоке приорювання верхнього горизонту руйнує його активну мікрофлору і, відповідно, гальмує процеси розкладання органічних речовин; 4) оптимізацією водного, повітряного і теплового режимів ґрунту; 5) науково обґрунтованим чергуванням культур, яке б передбачало розміщення в сівозміні бобових культур, використання парових полів, ущільнюючих та проміжних посівів тощо.

Найважливішою складовою частиною ґрунту є гумус – перегній. Він утворюється з органічних рослинно-тваринних решток, які щорічно потрапляють у ґрунт і під впливом життєдіяльності мікроорганізмів розкладаються й синтезуються.
Хімічний склад ґрунту суттєво впливає на його родючість, на його фізичні та біологічні властивості.
Рослинний опад в лісах і відмерла трав’яна рослинність після розкладу мікроорганізмами дають багато органічної речовини, збільшуючи потужність ґрунту. Частково гумус мінералізується і знову під впримом мікроорганізмів переходить в доступні рослинам мінеральні сполуки.
Ґрунт містить мікроелементи (азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірку, залізо та ін.) і мікроелементи (бор, марганець, молібден, мідь, цинк та ін.), які рослини споживають у невеликих кількостях. Їх співвідношення і визначає хімічний склад ґрунту. Він залежить від вмісту елементів в материнській породі, кліматичних факторів, рослинності. Чим більше зволожений ґрунт, тим переважно бідніше мінеральними сполуками її верхні горизонти.
Хімічний склад ґрунту постійно видозмінюється під впливом життєдіяльності організмів, клімату, діяльності людини. При внесенні добривами ґрунт збагачується живильними речовинами.
В залежності від наявності тих чи інших хімічних елементів виділяють кислотність грунту. Основне природне джерело кислотності грунту – органічні кислоти. Вони утворюються при розкладі рослинних залишків мікроорганізмів без доступу повітря і просочуються в товщу грунту з атмосферною вологою. Підкислення грунту відбувається також, коли осади вимивають кальцій і магній з кореневоживого шару. Кислоти можуть накопичуватися в грунті і від систематичного застосування так званих фізіологічних кислотних добрив (сульфат амонія, хлористий амоній тощо).
Кислотність грунту визивають іони водню, які утворюються при дисоціації кислот і гідролітичних кислих солей, а також поглинуті самими дрібними частинками грунту – коллоідами, які можуть переходити в ґрунтовий розчин.
Підвищення кислотність негативно впливає на ріст і розвиток більшості культурних рослин, заважає сприятливому ходу мікробіологічних процесів в грунті. Особливо чутливі до підвищенної кислотності люцерна, пшениця, кукурудза та ін.
Також виділяють серед хімічних явищ пов’язаних з грунтом засолення грунтів. Засоленням грунтів називається збільшення переважного вмісту легкорозчинних солей в грунті (понад 0,25%), що призводить до утворення солонцюватих і солончакових грунтів. Розумне регулювання хімічного складу грунту може підвищувати родючість грунту, і навпаки, невміле використання мінеральних добрив, неправильна обробка грунту – може змінити хімічний склад грунту в негативну сторону і стати причиною спустошення родючих земель.
3. Водний режим ґрунту, його види і значення
Ґрунти характеризуються певними водними властивостями, такими як водопроникність, водопіднімальна, випаровувальна та водоутримуюча здатності.
Водопроникністю називають здатність ґрунту пропускати за одиницю часу певну кількість води з верхніх у нижні горизонти. Процес водопроникності ділять на вбирання та фільтрацію. Вбирання проявляється за неповного насичення ґрунту вологою, тобто тоді, коли пори неповністю заповнені водою, а також включаються сорбційні та капілярні сили. Фільтрація виникає за максимального насичення ґрунту вологою. Вимірюють водопроникність висотою стовпа води, яка просочилась у ґрунт за певний час, і називається ця величина коефіцієнтом фільтрації.
Водопроникність ґрунту залежить від механічного складу і структури ґрунту. Піщані та структурні ґрунти швидше пропускають воду, ніж глинисті і безструктурні. На водопроникність впливає також кількість органічної речовини та колоїдів, які затримують велику кількість вологи.
Водопіднімальна здатність - здатність ґрунту піднімати воду капілярами з нижніх горизонтів у верхні. Швидкість і висота піднімання води залежить від діаметра пор, а значить, від механічного складу і структури ґрунту.
Вода у ґрунті піднімається тим вище, чим тонші капіляри, але швидкість руху води зменшується. Так, у глинистих ґрунтах вода в капілярах піднімається повільно, але на більшу висоту, в піщаних - швидше, але на меншу висоту.
У безструктурних ґрунтах, порівняно із структурними, вода швидше рухається капілярами і непродуктивно витрачається випаровуючись в атмосферу.
Випаровувальна здатність - це властивість ґрунту випаровувати воду. Власне випаровування - це перехід води в стан водяної пари, що зумовлює безпосередні втрати її з ґрунту. Цей процес залежить від таких факторів, як наявність енергії (тепла) для переходу води з рідкого стану в газоподібний, здатність повітря переносити водяну пару від випаровуючої поверхні, наявність води на випаровуючій поверхні.
Водоутримуюча здатність - це властивість ґрунту утримувати в собі воду. За умови високого вмісту води водоутримуюча здатність низька, а під час зменшення кількості води - швидко зростає.
Кількість та доступність рослинам ґрунтової води характеризується вологоємністю ґрунту, яка визначається, як вміст води в ґрунті, виражений у відсотках від його маси або об'єму.
О.А. Роде виділив п'ять показників вмісту води в ґрунті: максимальну адсорбційну вологоємність, максимальну гігроскопічність, вологість стійкого в'янення рослин, найменшу, або польову, вологоємність і повну вологоємність.
Максимальна адсорбційна вологоємність - це максимальна кількість води, яку може утримати ґрунт за рахунок сил адсорбції. Ця вода недоступна для рослин.
Максимальна гігроскопічність характеризується максимальною здатністю ґрунту вбирати газоподібну вологу із повітря, відносна вологість якого не нижче 94%. Ця волога недоступна для рослин.
Вологість стійкого в'янення рослин - запас вологи, за якого спостерігається постійне в'янення рослин, яке не зникає і у вологій атмосфері. Відповідно, в ґрунті залишається тільки недоступна для рослин вода. Цю кількість води в ґрунті також називають коефіцієнтом в'янення.
Найменша, або польова, вологоємність (НВ) - відповідає такій кількості води, яка складається із всіх форм ґрунтової вологи, крім підґрунтової, гравітаційної та капілярно-підпертої. Це верхня межа доступної рослинам ґрунтової вологи після стікання гравітаційної води.
Повна вологоємність (ПВ) - найбільша кількість вологи, яку здатний утримувати ґрунт, коли всі пори (капілярні і некапілярні) заповнені водою і поглинальна здатність ґрунту повністю реалізована.
Таким чином, інтервал доступної рослинам вологи обмежується двома величинами - повною вологоємністю і вологістю стійкого в'янення. Оптимальною для більшості сільськогосподарських рослин є вологість ґрунту - 60% ПВ або 80% НВ.
Сукупність фізичних та фізико-хімічних явищ, що зумовлюють зміну кількості вологи в ґрунті та швидкості її пересування, називають водним режимом ґрунту. До водного режиму ґрунту належить надходження, вбирання та затримання ним води, її переміщення та витрачання, зміна її фізичного стану тощо.
Залежно від цих процесів виділяють різні типи водного режиму (за Г.Н. Висоцьким): промивний, періодично промивний, непромивний, випітний, а також (за О.А. Роде) іригаційний і мерзлотний.
Промивний. Опадів випадає більше, ніж втрачає ґрунт, і вода, просочуючись донизу, промиває його горизонти. Цей тип водного режиму характерний для Поліської і Північно-Західної Лісостепової зон України.
Періодично промивний характерний для реґіонів, де чергуються періоди повного промивання ґрунту із обмеженим промоканням. Характерний майже для всього Лісостепу України.
Непромивний тип поширений у районах, де випадає мало опадів, і між верхнім вологим шаром ґрунту та підґрунтовими водами знаходиться незволожений горизонт. Зустрічається на чорноземних і каштанових ґрунтах Південного Степу України.
Випітний тип водного режиму зустрічається в районах, де кількість вологи, яку втрачає ґрунт, значно перевищує кількість опадів. Такий водний режим характерний для пустель та Південного сухого степу України.
Іригаційний водний режим - це водний режим поливних земель.
Мерзлотний тип водного режиму характеризується накопиченням надлишкової води у верхньому шарі ґрунту за рахунок непроникності нижніх замерзлих горизонтів на фоні невеликої кількості опадів. Характерний для Тундрової зони Півночі.
До заходів регулювання водного режиму ґрунтів відносять заходи боротьби з посухою - затримання снігу, дощової води, збільшення водопроникності та вологоємності ґрунту, збереження ґрунтової вологи, штучне зрошення та з перезволоженням ґрунту - осушувальні заходи.
Генетико-морфологічна будова і властивості бурих лісових ґрунтів Українських Карпат
Для грунтів гірських обалстей характерна широтна зональність на рівнині і вертикальна зональність в Карпатах. На рівнинах переважають три типи широтно-зональних грунтів: опідзолені чорноземи, сірі опідзолені і дерново-підзолисті.
У Карпатах теж виділяються три типи грунтів: опідзолені буроземи, гірські підзолисті і гірсько-лучні.
Типовими грунтами для гірських провінцій Карпат і Криму є бурі лісові, хоч тут формуються й інші відміни, які зустрічаються на рівнинних територіях, особливо під лісовою рослинністю.    
 Бурі лісові грунти утворюються під лісовою рослинністю і високо гірськими луками в умовах посиленого сезонного промивного типу водного режиму та підвищеної відносної вологості повітря. Інтенсивність буроземного процесу залежить від грунтоутворюючої породи і типу лісів. Він сильніше проявляється у грунтах, які сформувались на безкарбонатних породах, ніж на карбонатних, а також під буком і грабом, ніж під хвойними.
Бурі лісові грунти отримали свою назву за характерний жовто-палевий або бурий колір, який обумовлений інтенсивним глиноутворенням в умовах підвищеної вологості й температури. Характерною властивістю буроземних грунтів є збільшена кількість у них несилікатних форм сполук заліза та рівномірний їх розподіл за профілем.
Глибина грунтового профілю - 20-90 см визначається глибиною залягання щільних порід. Диференціюється він на гумусовий, потужністю 15-25 см, і два перехідних горизонти.
Як рельєф, так і грунтовий покрив гірських областей формувалися під дією різноманітних природних умов.
На території парку переважають бурі гірсько-підзолисті, а також дернові та гірсько-лучні грунти. Тут їх зустрічається 26 різновидів. Поширені вони виключно в гірській частині в межах лісового поясу до висоти 1500-1550 м н.р.м. У межах хвойно-широколистяних лісів переважають світлобурі грунти, а вище, в межах смерекових лісів – темнобурі.
Гірсько-підзолисті грунти залягають на середніх і високих терасах карпатських рік, на делювіальних шлейфах схилів, вирівняних частинах вододілів на висотах 400-600 м н.р.м. Їх зустрічається 9 різновидностей.
Гірсько-лучні грунти поширені в субальпійському та альпійському поясах на висотах понад 1500-1550 м н.р.м. Сформувалися вони під трав’янистою та чагарниковою рослинністю високогір’я. Ці грунти представлені 3 різновидами.
Дернові грунти представлені 4 різновидами і знаходяться в межах заплави і першої-третьої надзаплавних терас рік. Утворилися вони під трав’яною та чагарниковою рослинністю.
Зустрічаються на території парку також торфовища та торфово-болотні різновиди грунтів, а також виходи на поверхню корінних порід.
Гірські області, як правило, розташовані у кількох геоморфологічних областях – Зовнішніх Карпат, Вододільно-Верховинській та Полонинсько-Чорногірській, які, в свою чергу, поділяються на ряд геоморфологічних районів.
Чорногора має складчасто-покривну будову, що складається з невеликих лусок та покривів, насунутих у північно-східному напрямку на Скибову зону, що надає Чорногірському хребту чіткої асиметрії. Його північно-східні схили крутіші, ніж південно-західні. Тут переважають форми давнього зледеніння та радіальне розчленування.
Чорногірський масив має п’ять паралельних хребтів, витягнутих з північного заходу на південний схід. На північній границі височать гори Говерла (2061 м), Брескул (1911 м), Туркул (1935 м). Північніше – Козмеска (1592 м) та Маришевська (1587 м), які мають вигляд округлих конусів або куполів.
Третя група хребтів має найвищі вершини Гига (1325 м), Мариш (1342 м) та Кострище (1148 м); четверта – Кукул (1540 м), Озірний (1323 м); п’ята – Гостру Клеву (1226 м), Кострицю (1386 м), Кострич (1344 м) та інші.
В околицях Ворохти переважає низькогірний рельєф.
В межах Горган є декілька відокремлених хребтів, які мають напрямок з північного заходу на південний схід. У крайній південно-східній частині розміщений хребет Явірник, у пригребеневій частині якого утворились кам’яні розсипи. На правобережжі ріки Прут хребет Явірник продовжується хребтом з вершинами Ягідний (1216.5 м), Куніклива (1262 м), Чорний Погар (1266.2 м), Гордя Доброківська (1356.8 м), Гордя (1478 м).
В групі вершин вододілу Прутця Чемигівського вирізняються Шекелівка (1284 м) та Гига (1117 м). На правобережжі – вершини Малі Погари (1076.6 м) та Горган (1049.1 м). Переважають на цих хребтах обвально-осипні схили та кам’яні розсипи. Такі форми рельєфу зустрічаються і в басейні ріки Жонка на схилах хребта з вершиною Синячка (1401.5 м).
Терасовий комплекс ріки Прут та її приток відображають специфічні особливості геолого-геоморфологічної будови. Глибина врізу зменшується від 600-1000 м (в районі смт.Ворохта) до 500-600 м (в околицях міста Яремче). Долина ріки звужується в урочищах Женець, Дрибка та розширюється поблизу сіл Ворохта, Микуличин, міста Яремче. В розширеннях простежується комплекс терас з двох рівнів заплави (голоценовий вік) та 17 надзаплавних терас, з яких 1-8 є плейстоценовими, а 9-17 – пліоценові. Останній факт підтверджує, що долина ріки Прут пройшла в своїй історії тридцять п’ять етапів.
5. Забруднення ґрунтів і заходи боротьби з ним.
Земля, грунт є основою сільськогосподарського виробництва та лісового господарства. На землі вирощують зернові, технічні та лісові культури, кормові трави, сади і ягідники. Сільськогосподарське виробництво забезпечує людину продуктами харчування, а промисловість — різноманітною сировиною.
Кількість і якість продуктів харчування залежить від обробітку грунту, підживлення рослин тощо.
Грунти - органічно-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла й світла. Ці природні утворення характеризуються родючістю, забезпечують рослини поживними речовинами (калієм, вуглецем, азотом, фосфором тощо) і всім необхідним для їхньої життєдіяльності.
Грунти виконують активну фільтруючу роль у очищенні природних і стічних вод.
Грунтово-рослинний покрив планети е регулятором водного балансу суходолу, оскільки він поглинає, утримує й перерозподіляє велику кількість атмосферної вологи. Це — універсальний біологічний фільтр і нейтралізатор багатьох видів антропічних забруднень.
В Україні нараховують понад 38 типів грунтів. Вони відрізняються між собою структурою, мінеральним складом, вмістом гумусу та поживних елементів, фізичними й хімічними властивостями, родючістю, придатністю для сільськогосподарського використання.
З усіх видів грунтів найродючіші чорноземи. Родючість грунтів визначає такий компонент, як гумус (перегній). Це органічна речовина, що утворилася з решток відмерлих організмів, а також у результаті життєдіяльності організмів, які переробляють ці рештки, розкладають, збагачують вуглекислим газом, водою, аміаком та іншими речовинами. Процес утворення грунту (ґрунтоутворення) — важлива частина біологічного кругообігу речовин й енергії. Грунт забезпечує рослини калієм, вуглецем, азотом, фосфором тощо.
Родючість грунту залежить від кількості цих речовин у гумусі, вмісту гумусу в грунті та товщини шару грунту. Кращі чорноземи містять до 70—90% гумусу (залежно від того, живий він чи мертвий).
Російський ґрунтознавець В.В.Докучаєв писав, що чорнозем дорожчий за золото, дорожчий за вугілля. У Міжнародному інституті метрології у Парижі поряд з еталонами метра, кілограма та інших мір поміщено моноліт чорнозему з Воронезької області, як еталон найродючішого грунту в світі.
Основні причини зниження агрономічних властивостей грунту - це, насамперед, багаторазовий обробіток його різними знаряддями за допомогою потужних і важких колісних тракторів і комбайнів; водна та вітрова ерозії (цей процес різко зростає внаслідок низької культури землеробства, застарілих методів обробітку грунту тощо); споживацьке ставлення до землі, намагання якнайбільше від неї взяти і якнайменше їй повернути, що призводить до виснаження гумусу; перехід на індустріальні та інтенсивні технології, тобто застосування високих доз мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин, яке супроводжується забрудненням грунту баластними речовинами (хлоридами, сульфатами), накопиченням отрутохімікатів у грунтах і підгрунтовних водах. Грунти забруднюються відпрацьованими газами тракторів, комбайнів, автомобілів, мастилами та пальним, які витікають з них під час роботи на полях, а також техногенними викидами промислових підприємств -сульфатами, оксидами азоту, важкими металами, радіонуклідами. Безповоротної шкоди завдає грунтам відведення сільськогосподарських земель, особливо ріллі, під будівництво фабрик, заводів, електростанцій, відкритих гірничих розробок, доріг та міст, військових полігонів тощо.
Отже, катастрофічний стан наших земель вимагає невідкладних науково-обгрунтованих заходів, спрямованих на підвищення родючості грунтів та отримання екологічно чистих продуктів харчування.
Заходи, спрямовані на збереження грунтів. Найважливішим заходом збереження грунтів є правильне формування культурного агроландшафту. У кожній екосистемі має бути своє, науково обгрунтоване співвідношення між полем, лісом, луками, болотами, водоймами. Це дасть найвищий господарський ефект і збереже довкілля.
Не менш важливою справою є організація і дотримання польових, кормових та інших сівозмін.
Зберегти грунт допоможуть і перехід на прогресивні форми обробітку землі, ефективні та легкі машини й механізми, скорочення повторного обробітку грунту, перехід на безплужний обробіток.
Впровадження поряд з ультрахімізованим методом господарювання органічного (біологічного) землеробства без застосування отрутохімікатів і неякісних мінеральних добрив.