Методологія і методи дослідження грунту

Методологічною основою науки є діалектичний метод пізнання, що розглядає процеси і системи у постійній динаміці, розвитку та взаємозв'язку.

 

Грунтознавство як наука використовує два основні методичні принципи:

1. Історико-геоморфологічний, який зобов'язує враховувати умови, шляхи утворення і вік тих елементів рельєфу, на яких розвинуті ті чи інші види грунтів. Різним елементам геоморфології відповідають відмінні за віком і властивостями типи грунтів. Подібні геоморфологічні поверхні мають близькі чи однотипові грунти.

2. Грунтово-геохімічний методичний підхід вивчає хімічні процеси грунтоутворення в часі і просторі, відтворюючи картину руху, диференціації й акумуляції продуктів грунтоутворення в ландшафтах.

 

Ці два підходи до вивчення грунтового покриву здійснюються шляхом використання ряду конкретних методів дослідження грунтів.

Профільний метод лежить в основі всіх грунтових досліджень. Він потребує вивчення грунту з поверхні на всю глибину його товщі, послідовно, по генетичних горизонтах до материнської породи.

Морфологічний метод – ефективний спосіб пізнання властивостей грунту за зовнішніми ознаками: забарвленням, структурою, складенням, новоутвореннями, глибиною й послідовністю залягання горизонтів тощо. Він є базисним при проведенні польових грунтових досліджень і складає основу польової діагностики грунтів. Містить три види морфологічного аналізу: макро- — неозброєним оком; мезо- — із застосуванням лупи й бінокуляра, мікро- — із допомогою мікроскопа.

Порівняльно-географічний метод грунтується на зіставленні грунтів і відповідних факторів грунтоутворення в їх історичному розвитку й просторовому поширенні в різних ландшафтах.

Порівняльно-історичний метод дає можливість дослідити минуле грунтів і грунтових горизонтів у порівнянні із сучасними процесами. В основі лежить палеогрунтознавство – наука про минуле грунтів.

Метод грунтових ключів грунтується на детальному генетико-географічному аналізі невеликих репрезентативних ділянок та інтерполяції одержаних таким шляхом висновків на великі території.

Метод грунтових монолітів базується на принципі фізичного моделювання грунтових процесів (переміщення вологи, солей, обміну іонів) на грунтових колонках (монолітах) непорушеної будови.

Метод грунтових лізиметрів використовується для вивчення процесів вертикальної міграції речовин у природних грунтах із використанням великих посудин.

Метод грунтово-режимних спостережень застосовується для вивчення кінетики сучасного грунтоутворення на основі замірів тих чи інших параметрів (умісту солей, гумусу, азоту, інших елементів живлення) протягом вегетаційного періоду, року, декількох років через задані проміжки часу.

Балансовий метод використовується при вивченні надходження й витрат речовин в одиниці об'єму грунту за визначений проміжок часу.

Метод грунтових витяжок базується на тому, що розчинник (вода, розчини різних кислот, лугів або солей різної концентрації, органічні розчинники – спирт, ацетон, бензол) екстрагує з грунту визначену групу сполук, елементів. Метод застосовується для вивчення доступних рослинам елементів живлення, фракційного складу грунтового гумусу, рухомих сполук у грунтах, процесів міграції та акумуляції різних сполук, елементів.

Аерокосмічний метод охоплює візуальне вивчення фотографій земної поверхні, одержаних у різних діапазонах спектра з різної висоти, а також пряме дослідження з літаків і космічних апаратів спектрального відбиття або поглинання грунтом в різних областях спектра.

Радіоізотопні методи застосовуються для вивчення міграції елементів на основі мічених атомів (радіоактивних ізотопів); співвідношення різних ізотопів у грунтах, використовується для визначення віку грунту.

Лабораторно-експериментальні методи (фізичні, фізико-хімічні, хімічні й біологічні аналізи) використовуються для аналізу речовинного складу грунтів (гранулометричного, мінералогічного, хімічного тощо).

 

При дослідженні грунтів сучасна наука виходить із концепції ієрархії структурних рівнів організації грунту. В грунті як системі, що володіє структурною організацією, виділяють такі ієрархічні рівні:

- атомарний – із ним має справу дослідник при вивченні природної та штучної радіоактивності грунтів (матеріальними елементами цього рівня будуть радіоактивні ізотопи);

- молекулярний – об'єктами дослідження виступають молекули та іони грунтового розчину й повітря, а також ті, що знаходяться на поверхні твердих грунтових частинок;

- елементарних грунтових частинок (ЕҐЧ), які виділяються з грунту в процесі гранулометричного аналізу у вигляді фракцій різного розміру;

- грунтових агрегатів – містять конкреції, плівки, ортштейни, новоутворення солей гіпсу та вапна;

- грунтових горизонтів – усі властивості й параметри грунту зв'язані визначеним генетичним горизонтом у границі грунтового профілю;

- грунтовий профіль (грунтовий індивідуум або педон) – або власне грунт як особливе тіло природи;

- грунтовий покрив (поліпедон) – комбінації різних грунтів у природі складають мозаїку грунтів.