Основні грунтові розрізи призначені для визначення грунтової різниці, а також для взяття грунтових зразків для хімічних аналізів і монолітів.

Кількість основних розрізів, які закладаються, визначається масштабомгрунтової зйомки, складністю рельєфу, строкатістю грунтового покриву.

Розміри основних грунтових розрізів також не є постійними і не залежать відпотужності грунтового профілю. В умовах тайговій зони їх ширина орієнтовно,дорівнює 60-80см, а довжина 1,2-2,0 м, а глибина коливається від 0,5-до 2,0 м іобмежується материнською породою або грунтовими водами. На дрібних грунтах,сформованих на щільних породах, а також при близькому заляганні грунтових водрозміри розрізу зменшуються. Контрольні грунтові розрізи призначені дляуточнення варіацій морфологічних ознак грунтової різниці, ступеняоподзоленності, гумусованості та ін, тобто для установки підтипів, видів ірізновидів грунтів, а також для розтину верхньої межі материнської породиабо грунтових вод. Їх розміри в середньому в два рази менше, ніж розміри основнихрозрізів.

Грунтові прикопки мають глибину 50-75 см., тобто розкривають 2-3 верхніх горизонту. Прикопки служать для встановлення контурів поширення різних грунтів,визначення однорідності грунтового покриву. Їх зазвичай закладають в місцяхймовірної зміни однієї грунту інший.

Основнірозрізи для конкретної ділянки закладають в типовому за рельєфом, умовамзволоження і рослинності місці, розташованому на кордоні крон дерев і неближче 25-30м від доріг, просік, візирів і т.д. Вибравши місце, на поверхнінамічають контури майбутнього розрізу. Його зазвичай розташовують з таким розрахунком,щоб до моменту спостереження лицьова (коротка) сторона висвітлювалася сонцем. Насхилах лицьову сторону орієнтують вгору.

Прикопки розрізу грунт викидають тільки на бокові (довгі) сторони: дернину ігумусовий горизонт в одну, а нижче лежащие горизонти в іншу. Навпаки лицьовоїстінки зберігають в незайманому вигляді надгрунтовий покрив, не забруднюють його і неущільнюють. Недотримання останньої вимоги призводить до руйнування верхніхгоризонтів, зміни їх потужності та спотворення результатів досліджень.

Лицьову і бічні стінкирозрізу виконують рівними прямовисними, а з боку протилежної лицьовоїроблять сходинки, ширина яких залежить від механічного складу грунтів – дляпіщаних вона більше (25-40см), ніж для глинистих. Кількість сходиноквизначається глибиною грунтового розрізу. Відразу ж після викопування розрізувідбирають зразок материнської породи для її діагностики.

При засипці грунтовогорозрізу спочатку укладають нижні, а потім верхні горизонти. Дернинуукладають зверху.

Дляперегляду і проведення аналізів в лабораторних умовах грунтові зразкивідбирають з основних розрізів. Зразки беруть з усіх генетичних горизонтів.Для відбору зразка знаходять середину горизонту і окреслюють прямокутник.Зазначений прямокутник не повинен мати будь-яких відхилень від загального фонугоризонту. Не можна, наприклад, брати зразки в місцях, які переритіземлериїв або опробірованних на скипання від кислоти. Прямокутник розташовуютьвертикально, при цьому його межі не повинні доходити до верхньої і нижньої межгоризонту на 1-2см. Відбір зразків грунту починають з верхніх горизонтів. Як виключення, на грунтах з легким механічним складом, з метоюзапобігання забрудненню легкоруйнуючихся лицьового боку розрізу, зразкипочинають відбирати з нижніх горизонтів.

Етикеткигрунтових зразків готують до виходу в поле. Під час польового обстеженняетикетки підписуємо простим олівцем. У сирих грунтових зразках вкладена етикетка повинна бути захищена непромокаючим мішечком. На паперовому пакеті даніетикетки обов'язково дублюють. Зразок виймають з допомогою ножа (стамески) нацупкий аркуш паперу або на руку, злегка подрібнюють (не порушуючи структуру) іупаковують в паперовий пакет, в який вкладають етикетку.

Прививченні орних земель, лісових розсадників найчастіше беруть змішані зразки.Для цього в декількох типових відносно однорідних місцях поля виробляютьвиїмку зразків, які ретельно змішують на великому аркуші паперу. Потімповерхню грунтової маси вирівнюють і ділять на квадратики. З останніх вшаховому порядку набирають змішану пробу вагою до 1кг.

Зберігання сирих грунтових зразків не допускається, так як під впливоммікробіологічних процесів в сирих зразках змінюються хімічні властивостігрунту. Тому зразки консервують, тобто доводять їх до повітряно-сухогостану, розсипавши тонким шаром на папір.

Грунтовий моноліт - це вертикальний зразок грунту, взятий без порушення її природногододавання. При камеральній обробці матеріалів досліджень їх використовують дляперевірки і доповнення зроблених в поле спостережень, а також для зіставлення тавиявлення характерних ознак грунтів різних ділянок.

Моноліти беруть в дерев'яні або металеві ящики, орієнтовний розмір яких дорівнює 100x25x8 см. Верхня і нижня кришки монолітного ящика повинні бутизнімними.

У полікришки відгвинчують, прикладають рамку скриньки до лицьового боку розрізу інамічають її внутрішні контури. По контуру вирізають прямокутнуколонку, на яку надягають рамку ящика до суміщення площин лицьовоїстінки колонки і нижній частині рамки.

Нерівності грунту обережно зрізують і прикручують нижню кришку рамки. Щоб не пошкодити моноліт, грунт з боків ящика виймають на конус, а у його верхній площині,відступивши від останньої на 8-10см, поступово лопатою відокремлюють колонку монолітувід стінки розрізу. При цьому знизу моноліт підтримують до тихпір, поки він невідділиться від стінки грунтового розрізу. Моноліт обережно виймають з розрізу,встановлюють горизонтально і акуратно зрізують надлишок грунту до площиниверхньої кришки. Під кришку вкладають етикетку (місце взяття, номер розрізу,назву грунту, дата, прізвище виконавця) і пригвинчують кришку до рамки.Запис, аналогічну вкладеної під кришку, роблять на бічній короткій сторонірами і на даху ящика.

Морфологічні ознаки ґрунтів

У різних ґрунтових горизонтах відбуваються різні процеси, які впливають на агрономічні властивості ґрунту в цілому. Генетичні горизонти ґрунту відрізняються один від одного морфологічними ознаками, складом і властивостями.

Морфологічні ознаки віддзеркалюють характер ґрунтотворного процесу, властивості ґрунтів і є діагностичною характеристикою.

До основних морфологічних ознак відносяться: грубизна ґрунту і окремих його горизонтів, забарвлення, вологість, структура, складання, гранулометричний склад, новоутворення, скипання від соляної кислоти, включення, характер переходу від одного горизонту до іншого.

Для вивчення будови ґрунту і морфологічних ознак окремих його горизонтів викопують ґрунтові розрізи (ями) до глибини залягання материнської породи або до підґрунтових вод.

У ґрунтовому профілі виділяють генетичні горизонти і на основі морфологічних ознак надають їм назву та умовні позначки (індекси або символи).

Грубизна горизонту вимірюється в сантиметрах відверхньої до нижньої його межі. Грубизна окремих горизонтів свідчить про напрямок, інтенсивність ґрунтових процесів і агрономічну цінність ґрунту. Отже, глибокий гумусовий горизонт вказує на інтенсивну акумуляцію гумусу та поживних речовин, наявність глибокого і добре вираженого елювіального горизонту говорить про інтенсивні процеси вимивання і низьку родючість ґрунтів.

Загальна грубизна профілю ґрунту вимірюється від поверхні до материнської породи і залежить від напрямку ґрунтотворного процесу і стадії розвитку ґрунту.

Забарвлення є основною ознакою для визначення назв більшості ґрунтів. Забарвлення генетичних горизонтів залежить від їх хімічного і мінералогічного складу. Основні кольори – чорний, червоний, білий. Сполучення та кількісне співвідношення цих кольорів надає горизонту різноманітних відтінків (трикутник С. О. Захарова).

Чорне, темно-сіре забарвлення надають ґрунту гумусові речовини, сульфіди заліза, гідрооксиди мангану; жовте, іржаво-червоне – оксиди і гідрооксиди заліза і алюмінію; біле – кварц, карбонат кальцію, гіпс, розчинні солі, каолініт; сизувате, блакитне, зеленувате – закисні сполуки заліза. При визначенні забарвлення горизонту ґрунту виділяють основний колір і відтінки. Наприклад, у жовто-бурому забарвленні другий колір основний.

При однорідному забарвленні дають тільки його назву. При неоднорідному забарвленні вказують, що на фоні основного кольору виділяють плями, стрічки іншого кольору.

Вологість ґрунту впливає на інтенсивність забарвлення, структуру ґрунту. На дотик виділяють такі ступені вологості: сухий – від дотику не відчувається свіжість, ґрунт утворює пил; свіжий – від дотику відчувається свіжість, але рука не забруднюється; вологий – волога на дотик не відчувається, але при стисненні в долоні утворює грудку; сирий – ґрунт липне і забруднює руки; мокрий – при стисненні у долоні виділяється вода, зі стінки розрізу точиться вода.

Структурою називають сукупність агрегатів різного розміру та форми, на які розпадається ґрунт під час обробітку. Ґрунтова масам може бути представлена відокремленими механічними агрегатами (безструктурна), а також буває склеєна у грудки (структурна). Вид структури описується в кожному генетичному горизонті ґрунту за класифікацією Захарова С. О.

Брилиста структура притаманна глинистим, болотним ґрунтам; грудкувато-зерниста – гумусовим і перехідним горизонтам чорноземів, каштанових ґрунтів; горіхувата і призматична – ілювіальним горизонтам підзолистих і опідзолистих ґрунтів; стовпчаста і призматична – солонцевим горизонтам; плитчаста, пластинчаста, листувата – елювіальним горизонтам підзолистих, солонцюватих, такироподібних ґрунтів. У природі структура ґрунту частіше буває змішаною. Наприклад, грудкувато-зерниста, горыхувато-призматична. У такому випадку останнє слово у складній назві означає кількісну перевагу призматичних агрегатів.

Складання називається зовнішнє виявлення щільності й пористості ґрунту.

За будовою розрізняють ґрунти: тонкопористі (переважають пори діаметром менше 1 мм); пористі (1 – 3 мм); губчаті (3 – 5 мм); ніздрюваті (5 – 10 мм); коміркуваті (більше 10 мм); трубчасті (червороїни); тонкошпаруваті (шпарини завширшки менше 3 мм); шпаруваті (3 – 5 мм); щілюваті (шпарини завширшки більше 10 мм).

За щільністю ґрунти поділяються на пухкі (ніж заглиблюється в масу ґрунту без зусиль, яма копається легко); ущільнені (ніж входить на всю довжину леза ( 15 – 20 см) з помітним зусиллям); щільні ( у ґрунт лезо ножа входить тільки на 5 – 6 см); дуже щільні, або злиті (копати яму лопатою майже неможливо, доводиться використовувати лом; лезо ножа заглиблюється в масу ґрунту на 1 – 2 см); розсипчасті (при скиданні з лопати маса ґрунту легко розпадається на структурні елементи; така будова характерна для піщаних і супіщаних ґрунтів).

Залежно від площі пор на стінках розрізу, будова горизонтів може бути злитою (пори візуально не визначаються); пористою (площа пор займає менше половини площі зрізу); дуже пористою (площа пор займає більше половини площі зрізу).

Новоутворення являють собою локальні скупчення в масі ґрунту речовин різної форми та хімічного склад, які є наслідком ґрунтотворного процесу. Розрізняють хімічні й біологічні новоутворення.

Хімічні новоутворення поділяються на вицвіти й нальоти (хімічні речовини виступають на поверхні ґрунту або на стінках розрізу у вигляді тонкої плівочки); кірочки, примазки, затьоки на зрізі ґрунту або стінкахшпарин (хімічні речовини утворюють прошарки невеликої товщини); прожилки і трубочки (речовини займають ходи черв'яків або коренів, пори та шпарини ґрунту); конкреції та стягнення (скупчення різних речовин кулястої форми); прошарки (речовини скупчуються у великій кількості, просочуючи окремі шари ґрунту).

Біологічні новоутворення (тваринного і рослинного походження) можуть мати такі форми: червороїни – хвилясті ходи-канальці черв'яків; копроліти – екскременти дощових черв'яків у вигляді невеликих клубочків. Це шматочки землі, що пройшли крізь травний апарат черв'яків і просочені (склеєні) їх виділеннями; кротовини – пусті та заповнені ходи риючих тварин (ховрахів, байбаків, кротів тощо); кореневими – згнилі великі корені рослин.

Гранулометричним складом ґрунту називається відсоткове співвідношення в ньому окремих механічних фракцій: піску, пилу, мулу.

У польових умовах гранулометричний склад ґрунту визначають органолептичним методом шляхом мокрого скачування ґрунту в кульку, шнур і кільце.

Скипання ґрунту від соляної кислоти.Під час морфологічного опису ґрунту визначають наявність у ґрунтовому профілі карбонатів, які можна побачити,зробивши пробу на закипання ґрунту з 10% розчином HCl. Скипання буває: сильне, середнє, слабке і відсутність скипання.

Включеннями називаються різні відокремлені тіла, розташовані в масі ґрунту, утворення яких не пов’язане з ґрунтотворним процесом. Це корені та інші частини рослин різного ступеня розкладу (кореневища, цибулини, заорані пожнивні залишки і гній, залишки лісової підстилки); черепашки і кістки тварин, валуни, уламки гірських порід, шматочки цегли, вугілля, скла, заліза тощо.

Описуючи кореневу систему, слід вказувати, до якої групи вона належить: кореневища, бульби, цибулини трав'янистих рослин, корені трав’янистих рослин, корені дерев і кущів. Необхідно також оцінити величину біологічної маси. Цю оцінку проводять відносно до об'єму ґрунтового горизонту за такими градаціями кількості коренів: дуже рідкі – менше 5%; рідкі – 5-25%; звичайні – 25-50%; густі – більше 50% від об'єму ґрунту.

Перехід одного горизонту до іншого визначають за забарвленням, структурою, складанням, новоутворенням і гранулометричним складом. За ступенем виразності лінія переходу між горизонтами буває: різкою – коли смуга зміни одного забарвлення іншим становить менше 2 см, ясною – 2-5 см, поступовою – більше 5 см.

За формою границя між горизонтами буває: рівною, хвилястою, ящикоподібною, пилкуватою, кишенеподібною, розмитою тощо.

Розділ 4

Номенклатура ґрунтів

У ґрунтознавстві широко розповсюджена система індексів горизонтів, запропонована В.В.Докучаєвим. За цією класифікацією генетичні горизонти позначаються першими літерами латинського алфавіту:

А — гумусово-акумулятивний горизонт,

В — перехідний до материнської породи,

С — материнська порода.

Ця символіка горизонтів розроблена для чорноземів, а потім була перенесена на інші типи ґрунтів. Недоліком такого індексування було те, що ці символи вказують тільки на порядок їх розташування у ґрунтовому профілі і вони однакові в різних за генезисом ґрунтах.

В Україні нині використовується символіка генетичних горизонтів, введена академіком О. Н.Соколовським. За цією індексацією кожен генетичний горизонт у профілі ґрунту позначається початковими латинськими літерами слів, які вказують на генезис і властивості горизонту.

Індексація і характеристика основних генетичних горизонтів:

Т — торфовий — складається більш ніж на 70% з рослинних решток

різного ступеня розкладу;

ТН — торфово-перегнійний — складається зі спресованих гуміфікованих рослинних решток, має слабку пилувато-грудкувату структуру, чорний колір. Спостерігається на окультурених торфовищах;

ТС — торфово-мiнералiзований — складається із сильноподрібнених мінералізованих рослинних решток. Вони порохоподібні, гідрофобні. Пролягають на переосушених торфовищах;

Но— лісова підстилка — надґрунтовий поверхневий шар різного ступеня розкладу, лісовий опад (Нл) або залишки трав’янистої рослинності (повстина ) (Нс);

Нd — дернинний — складається більше ніж наполовину з живих і мертвих коренів трав’янистої рослинності ;

Н — гумусови й — горизонт акумуляції гумусу, який рівномірно забарвлює його у чорний колір i тісно пов’язаний з мінеральною частиною ґрунту, зернистої або грудкуватої структури;

E —елювіальний — збіднений на органічні та мінеральні колоїди речовини внаслідок їх вимивання. Має ясно-сірі й білясті кольори, горизонтально-подільний;

I — ілювіальний — збагачений колоїдами (глинистими часточками, рухомими півтораоксидами й органічними речовинами). Має бурувато-червоний, м’ясо-червоний, бурувато-брунатний, темно-сірий колір, щільний, призматичної , горіхуватої структури;

І (SL) — солонцевий — ґрунтова маса дуже сильно пептизована, збагачена на колоїди (глину, півтораоксиди, органічні речовини ) сірого або ч орного кольору, стовбчастої, призматичної, горіхуватої структури;

Gl —глейовий — мінеральний або органо-мінеральний горизонт оливкового, сталево-сірого, блакитного чи сизого кольору, безструктурний, що утворився внаслідок відновних процесів у гідроморфних умовах;

М — мергелистий — горизонт акумуляції мергелю гідрогенним шляхом.

EI — елювiально-ілювiальний — перехідний горизонт, у якому проявляються ознаки двох суміжних горизонтів , у даному разі елювіального та ілювіального;

Нр — верхня частина перехідного горизонту — спостерігається в ґрунтах з поступовим переходом ознак гумусового горизонт у до материнської породи;

Рh —нижня частина перехідного горизонту, що межує з материнською породою;

Н Е — гумусово-елювiальний горизонт — характеризується тим, що в ньому разом з накопиченням гумусу відбувається гідроліз мінералів і частковий винос продуктів руйнування (колоїдів, солей тощо);

НІ — гумусово-iлювiальний — горизонт, у якому акумулюються органічні і мінеральні колоїди, солі, що вимиті з верхніх елювіальних горизонтів;

Р —материнська порода — гірська порода, з якої утворився ґрунт.

Д —пiдстилаюча порода — порода, що залягає нижче материнської.

Майже всі ознаки , що виділяються в основних горизонтах, можуть

проявлятися по-різному: в одних випадках — бути основними ознаками, а в інших — допоміжними, де вони проявляються в меншій мірі. У такому випадку їх позначають такими ж самими, але маленькими літерами і пишуть праворуч від основного символу, наприклад Не, Нрі, Ір.

Розділ 5

Основні типи ґрунтотворення

Ґрунтотворення - це складний природний процес утворення грунтів із гірський порід, що складають земну поверхню, їх розвиток, функціонування та еволюція під дією факторів ґрунтотворення в природних або антропогенних екосистемах Землі.

В результаті розвитку різних типів ґрунтотворення сформувалися різноманітні грунти.

С.С.Неуструєв, слідуючи К.Д.Глинці, виділив всього п'ять типів ґрунтотворення: латеритний, підзолистий, солонцьовий, степний та болотний.

Грунти Лісостепу України, в тому числі і грунти південного сходу лісостепу, розвивалися під дією чотирьох ґрунтотворних процесів: підзолистого, гумусово-акумулятивного, солонцьового і болотного.

На підвищених еродованих ділянках під лісовим покривом відбувається підзолистий процес ґрунтотворення. Цей процес розвивається під впливом лісової рослинності в умовах вологого клімату, проявляючись в руйнуванні мінеральної частини грунту, розпаді її на глини, який відбувається як під дією органічних кислот та вуглекислого газу, так і під впливом деяких мікроорганізмів. Утворення підзолистих грунтів пов'язано з розвитком процесів опідзолення, елювіально-глейового процесу та лессіважу.

В результаті підзолистого процесу на території південного сходу лісостепу України утворилися сірі, світло-сірі, темно-сірі грунти, чорноземи опідзолені. Світло-сірі, сірі та темно-сірі грунти відрізняються між собою за хімізмом; вони мають в різній мірі кислу реакцію, вміст гумусу знижується від темно-сірих до світло-сірих грунтів.

Гумусово-акумулятивний процес відбувається під впливом трав'яної рослинності, яка є як джерелом гумусу і агентом переносу мінеральних речовин із глибинних в верхній, гумусовий горизонт, так і фактором, що впливає на водний режим грунту. Особливо сприятливо дерновий процес розвивається під лучною та лучно-степовою трав'янистою рослинністю. З розвитком дернового процесу пов'язано утворення окрім дернових ґрунтів тайгово-лісової зони, широкого ряду грунтів і в інших зонах: чорноземів, каштанових, дернових алювіальних, лучних глейових грунтів та ін.

Дерновий процес полягає насамперед у збагаченні гумусом верхнього більш або менш глибокого горизонту. В грунтах дернового типу ґрунтотворення відсутні розчинені кислі речовини, в їх материнських породах багато вуглекислого вапна та поглиненого мулуватою фракцією кальцію, завдяки чому вони вилуговані значно менше, ніж інші породи, особливо лісові (підзолисті). Вологи, що проникає в грунт дернового типу, достатньо лише для усунення легкорозчинних солей, внаслідок чого ці грунти, як правило, не засолені. Багатство чорноземів та лучних грунтів колоїдами (перегноєм та глиною), а також насиченість їх кальцієм надають їм дуже цінних фізичних та механічних властивостей, що разом з величезним запасом поживних речовин та високою біологічною активністю цих грунтів обумовлює високу їх родючість та відмінні агрономічні якості.

На території південного сходу лісостепу України зустрічаються галогенні солончакові та солонцьові грунти, що утворилися в результаті солонцьового процесу ґрунтотворення.

Формування засолених грунтів пов'язано з накопиченням солей в ґрунтових водах та породах і з умовами, що сприяють їх акумуляції в грунтах.

В солонцьовому процесі вирішальне значення має іон натрію, джерелом якого є скупчення натрієвих солей, що містяться в земній корі в осадочних породах, які залишені морем, а також у вигляді пластів, штоків, соляних бань та пов'язаних з ними ґрунтових вод. Цей процес призводить до утворення таких грунтів: солончаків, солонців, солодей.

Болотний процес грунтотворення розвивається не лише при надмірному зволоженні, що веде за собою оглеєння та консервацію органічних решток у вигляді торфу, але й навпаки, коли при накопиченні рослинних решток, що не розклалися, утворюються передумови для затримки води, в результаті чого відбувається заболочення. Такі грунти придатні для землеробства після осушення в умовах регулювання водно-повітряного режиму.

Більш детально про ці типи ґрунтотворення буде розповідатися в слідуючих розділах.

Дерновий (гумусово-акумулятивний) процес ґрунтотворення

Цей процес розвивається під степовою та різнотравно-степовою трав'янистою рослинністю. Цей процес знаходить найбільш типове відображення в чорноземних грунтах, що формуються головним чином на карбонатних породах (леси, лесовидні суглинки, супісі, карбонатна морена, продукти вивітрювання багатих кальцієм корінних порід) в умовах помірно вологого клімату.

Гумусово-акумулятивний процес обумовлює утворення глибокого гумусовоакумулятивного горизонту, накопичення елементів живлення рослин та оструктурення профілю.

Природна рослинність характеризується значним щорічним відчуженням в опад органічної маси (40-60% всієї біомаси). При цьому біля 40-60% опад складають корені рослин.

Багатство рослинного опаду лісостепу зольними елементами та азотом при значній загальній масі щорічного опаду визначає максимальне надходження в грунт азоту та зольних елементів. Якщо під хвойними лісами щорічно поступає з опадом 40-300 кг/га азоту та зольних елементів, то під рослинністю чорноземів ця величина досягає 600-1400 кг/га. Отже, найважливішою особливістю біологічного кругооберту речовин при чорноземоутворенні є щорічне надходження в грунт з опадом великої кількості азоту та зольних елементів.

Найбільш сприятливе утворення гумусу при розкладі опаду рослин відбувається при лужній реакції, достатній кількості кисню, оптимальному зволоженні, без інтенсивного вилуговування, в умовах забезпеченості рослинних решток білковим азотом та основами.

Найкращі умови для процесу гуміфікації в Чорноземній зоні створюються весною та раннім літом. В цей час в грунті сприятливі температури і ще достатній запас вологи від осінньо-зимових опадів та весняного сніготанення. В період літньої посухи та періодичного зволоження мікробіологічні процеси помітно ослаблюються, що сприяє захисту гумусових речовин, які утворюються, від швидкої мінералізації.

Деяке покращення водного режиму восени активізує мікробіологічні процеси, але цей період обмежується швидким зниженням температур. Взимку при промерзанні грунту відбуваються процеси денатурації гумусових речовин. Багатство рослинного опаду кальцієм призводить до безперервного утворення біологічного кальцію та його міграції у вигляді Са(НСО₃)₂. Тому гуміфікація йде в умовах надлишку кальцієвих солей, що майже повністю виключає формування та винос вільних водорозчинних органічних продуктів.

Таким чином, особливість біологічного кругооберту речовин трав'яними асоціаціями чорноземів полягає також в тому, що гідротермічні умови зони сприяють розкладу багатого основами та азотом опаду по типу гуміфікації з утворенням складних висококонденсованих перегнійних сполук типа гумінових кислот, закріпленню яких в грунті сприяє безперервне утворення в середовищі біогенного кальцію і формування карбонатного ілювіального горизонту.

Н
еобхідно підкреслити якісні особливості органічної частини чорнозему – гуміновий характер гумусу, складність гумінових кислот, високий ступінь їх окисленості та ароматизації та переважне закріплення їх у формі гуматів кальцію, майже повна відсутність вільних фульвокислот і більш складна їх будова у порівнянні з фульвокислотами підзолистих грунтів.

Так як гумусові кислоти швидко нейтралізуються основами опаду та кальцієм грунтового розчину, не спостерігається помітного розкладу грунтовых мінералів під дією гумусових речовин.Головні риси взаємодії органічних продуктів ґрунтотворення з мінеральною частиною грунту при чорноземному процесі – утворення органо-мінерального комплексу із стійких органо-мінеральних сполук.

Разом з накопиченням гумусу при гумусово-акумулятивному процесі йде закріплення у формі складних органо-мінеральних сполук найважливіших елементів живлення рослин – N, P, S, Ca та ін. Гумус дає грунту основне забарвлення, що поступово змінюється з глибиною. Рівномірність забарвлення пов'язана з метаморфозами розчинних продуктів розкладу – "діяльного перегною".

Розвиток потужної кореневої системи лучно-степової та степової рослинності і утворення гуматів кальцію створює сприятливі умови для оструктурення профілю грунту. Характерною рисою генезису чорноземів є також сезонна динаміка карбонатів в їх профілі.

Особливості будови профілю чорноземів ілюструються на графіку за Неуструєвим.

Найбільш сприятливі умови чорноземоутворення там, де створюється максимальна кількість рослинної маси та найкращим чином складається гідротермічний режим грунту.

Для профілю чорнозему характерні:

• глибока гумусованість;

• поступове зниження вмісту гумусу з глибиною;

• зерниста структура;

• однорідний механічний склад по профілю;

• рихле зложення;

• дуже поступові переходи горизонтів;

• новоутворення;

• наявність кротовин.

Тип чорнозему підрозділяється на слідуючі підтипи: чорнозем вилугований, чорнозем типовий, чорнозем звичайний та чорнозем південний.

При дерновому (гумусово-акумулятивному) процесі ґрунтотворення утворюються не лише чорноземні грунти, але й дернові, карбонатні грунти, дернові алювіальні, лучні глейові, темнокольорові грунти прерій (бруніземи) та ін. Дернові грунти мають добре виражений гумусовий горизонт комкувато-зернистої структури, відсутність або слабку вираженість опідзоленості, високий вміст гумусу (від 3-4% до 12-15% та більше), високу ємкість вбирання, слабокислу, нейтральну або слаболужну реакцію, підвищений валовий запас азоту та зольних елементів живлення рослин. Існує три типа дернових грунтів: дерново-карбонатні (рендзіни), дернові літогенні та дерново-глейові.

Для прикладу візьмемо чорнозем типовий важкосуглинистий на лесовидному суглинку.

Розріз закладено на території ХНАУ Харківської області на широкому міжбалочному водорозділі, який обмежений двома великими балками. Територія зайнята природною трав'янистою рослинністю.

Даний грунт володіє найбільш характерною рисою чорноземоутворюючого процесу – інтенсивним накопиченням гумусу, азоту та зольних елементів живлення рослин, неглибоким вимиванням карбонатів, відсутністю різкої диференціації грунтового профілю.

Серед чорноземів типових виділяють такі види, як середньоглибокі, глибокі, дуже глибокі, слабогумусні, малогумусні та середньогумусні. Глибина гумусового горизонту у середньоглибоких видів коливається від 65-85 см, у глибоких – від 85 до 120 см. Характерною особливістю профілів чорноземів типових є поступове спадання гумусового забарвлення з глибиною та значна переробка землериями в основному перехідних горизонтів. Найбільша зритість у глибоких та дуже глибоких видів, це в значній мірі обумовлює розтягнутість гумусового профілю. Більш висока рухомість фосфатів спостерігається у слабогумусованих та малогумусованих видів чорноземів, низька – в середньогумусних, знаходячись в оберненій залежності від насиченості грунтів основами.

Порівнюючи чорноземи типові та вилужені можна лише уточнити, що в чорноземах вилугованих вміст гумусу на 0,5-1,0% менше ніж в типових; наявність під горизонтом Нр вилугованого від карбонатів горизонта НР. Цей горизонт має добре виражений буруватий колір, гумусові натіки та примазки, горіхувато-призматичну або призматичну структуру. Чорноземи сильновилуговані звичайно приурочені до знижень рельєфу – нижніх частин схилів та їх шлейфів, западин. Вивчаючи чорноземи на схилах необхідно відмітити, що в результаті дії на схилах водної ерозії, існують ще чорноземи слабозмиті, середньозмиті та сильнозмиті. Профіль цих грунтів відрізняється в деякій мірі від чорноземів типових. У слабозмитих грунтів змита частина верхнього горизонту, у середньозмитих грунтів змитий увесь верхній горизонт, у сильнозмитих грунтів змиті перший та другий горизонти на поверхню виходить нижній перехідний горизонт. Для збереження та покращення родючості на таких грунтах необхідна сувора система агротехнічних, меліоративних та протиерозійних заходів.

Проявом дернового процесу ґрунтотворення є розвиток дернових грунтів. Розріз такого грунту закладено в межах борової тераси на деякому підвищенні. Територія зайнята природною рослинністю: типчак, вівсяниця Беккера, молочай, чебрець, полин, еспарцет та ін.

Грунт - дерновий розвинутий супіщаний на похованому піщаному чорноземі.

Дерновий слаборозвинутий грунт відрізняється від розвинутого лише глибиною гумусового горизонту. В ході практики в слаборозвинутих дернових грунтах він складає 11-12 см , хоча він може досягати 25 см. Дерновий розвинутий грунт може мати гумусовий горизонт більше 25 см. Ці грунти родючі, але все ж вони використовуються для лісових насаджень.

Підзолистий процес ґрунтотворення

Підзолистий процес ґрунтотворення розвивається під впливом лісової рослинності а умовах вологого клімату, проявляючись в руйнуванні мінеральної частини грунту, розкладу її на глини, яке відбувається як під впливом органічних кислот (кіренових або фульвокислот) та СО₂, так, очевидно, і деяких мікроорганізмів.

На основі експериментальних даних розвиток підзолистого процесу можна уявити слідуючим чином.

В найбільш чистому вигляді підзолистий процес протікає під пологом хвойного лісу з бідною трав'янистою рослинністю або без неї.

Відмираючі частини деревної рослинності накопичуються переважно на поверхні грунту у вигляді лісової підстилки. Ці залишки містять мало кальцію та багато важкорозчинних сполук, таких як лігнін, воски, смоли та дубильні речовини.

При розкладі лісової підстилки утворюються різні водорозчинні органічні сполуки. Низький вміст поживних речовин та основ в підстилці, а також переважання грибної мікрофлори сприяють інтенсивному утворенню кислот, серед яких найбільш поширені фульвокислоти та низькомолекулярні органічні кислоти (мурашина, оцтова, лимонна). Кислі продукти розкладу підстилки частково нейтралізуються основами, що звільнюються при її мінералізації, більша ж їх частина попадає в грунт, взаємодіючи з її мінеральною частиною. До кислих продуктів лісової підстилки додаються органічні кислоти, що утворюються в процесі життєдіяльності мікроорганізмів безпосередньо в самому грунті, а також виділені коренями рослин. Але незважаючи на прижиттєву роль рослин і мікроорганізмів в руйнуванні мінералів, найбільша роль в опідзолюванні належить кислим продуктам специфічної та неспецифічної природи, що утворюються в процесі перетворення залишків лісової підстилки.

В результаті промивного водного режиму і дії кислих сполук в верхніх горизонтах лісового грунту видаляються в першу чергу всі легкорозчинні речовини. При подальшій дії кислот руйнуються і більш стійкі сполуки первинних та вторинних мінералів. Насамперед руйнуються мулисті мінеральні часточки, тому при підзолоутворенні верхній горизонт поступово збіднюється на мул.

Продукти руйнування мінералів переходять в розчин і в формі мінеральних та органо-мінеральних сполук рухаються з верхніх горизонтів до нижніх: калій, натрій, кальцій, магній переважно у вигляді солей вугільної та органічних кислот, кремнезем у формі розчинних силікатів натрію та калію, частково псевдокремнієвої кислоти Si(OH)₄; сірка у вигляді сульфатів. Фосфор утворює головним чином важкорозчинні фосфати кальцію, заліза та алюмінію і практично вимивається слабо.

Залізо та алюміній при опідзолюванні мігрують у формі органо-мінеральних сполук. До складу водорозчинних органічних сполук підзолистих грунтів входять різноманітні сполуки: фульвокислоти, поліфеноли, низькомолекулярні органічні сполуки, кислі полісахариди та ін.

В результаті підзолистого процесу під лісовою підстилкою виділяється підзолистий горизонт, що володіє слідуючими основними ознаками та властивостями: внаслідок виносу заліза та марганцю та накопичення залишкового кремнезему колір горизонту з червоно-бурого чи жовто-бурого стає світло-сірим або білявим; горизонт збіднений елементами живлення, півтораоксидами та мулистими часточками; має кислу реакцію та сильну ненасиченість основами; в суглинистих та глинистих різновидах приймає пластинчасто-листувату структуру або стає безструктурним.

Частина речовин, що винесені з лісової підстилки та підзолистого горизонту, закріплюється нижче підзолистого горизонту. Утворюється горизонт вмивання або ілювіальний горизонт, збагачений мулистими часточками, півтораоксидами заліза та алюмінію та іншими сполуками. Інша частина речовин, що вимиваються, досягають ґрунтових вод і, переміщаючись разом з ними, виходять за межі грунтового профілю.

В ілювіальному горизонті завдяки вмитим сполукам можуть утворюватися вторинні мінерали типу монтморилоніту, гідрооксидів заліза та алюмінію та ін. Ілювіальний горизонт набуває помітної ущільненості, іноді деяку цементованість. Гідроксиди заліза та марганцю в окремих випадках накопичуються в профілі грунту у вигляді залізо-марганцевих конкрецій. В легких грунтах вони приурочені найчастіше до ілювіального горизонту, а в важких – до підзолистого.

На однорідних за механічним складом породах ілювіальний горизонт звичайно формується у вигляді темно-бурої або коричневої лакіровки на гранях структурних окремостей. На легких породах цей горизонт виражений у вигляді жовто-бурих або червоно-бурих ортзандрових прошарків або виділяється коричнево-бурим кольором.

В деяких випадках в ілювіальному горизонті піщаних підзолистих грунтів накопичується значна кількість гумусових речовин. Такі грунти називають підзолистими ілювіально-гумусовими.

Таким чином, підзолистий процес супроводжується руйнуванням мінеральної частини грунту і виносом деяких продуктів розкладу за межі грунтового профілю. Частина продуктів закріплюється в ілювіальному горизонті, утворюючи нові мінерали.

Деревна рослинність, поглинаючи з грунту елементи живлення, створює і накопичує в процесі фотосинтезу велику масу органічної речовини, що досягає в зрілих ялинових насадженнях 200-250 т/га, з вмістом від 0,5 до 3,5% зольних речовин. Деяка частина синтезованої органічної речовини щорічно повертається з лісовим опадом на поверхню грунту (2-7 т/га). Деяка кількість органічних та мінеральних речовин, що утворюються при розкладі лісової підстилки, може закріплятися в верхньому шарі грунту. Але так як при розкладі та гуміфікації лісової підстилки виникають переважно рухомі гумусові речовини, а також внаслідок незначного вмісту кальцію, що сприяє закріпленню гумусових речовин, гумусу звичайно накопичується мало.

Інтенсивність гумусового процесу залежить від сполучення факторів ґрунтотворення. Одна з умов його прояву – низхідні водотоки: чим менше промочується грунт, тим слабше протікає підзолистий процес.

Тимчасове надлишкове зволоження грунту, що відбувається під впливом рельєфу, також буде посилювати або послаблювати розвиток підзолистого процесу.

Розвиток підзолистого процесу багато в чому залежить від материнської породи, зокрема від її хімічного складу. На карбонатних породах цей процес значно послаблюється, що обумовлено нейтралізацією кислих продуктів розкладу вільним вуглекислим кальцієм породи та кальцієм опаду. Крім того, в розкладі опаду збільшується роль бактерій, що призводить до утворення менш кислих продуктів розкладу, аніж при грибному розкладі.

На ступінь прояву підзолистого процесу значно впливає також склад деревних порід. Під листяними, зокрема під широколистяними, лісами процес відбувається слабше, аніж під хвойними.

Особливості підзолистого грунту (підзолу) схематично показані на графіку за Неуструєвим

Поряд з опідзолюванням розвиток підзолистих грунтів пов'язаний з лессиважем. Теорія лессіважу бере свій початок в поглядах К.Д.Глинки, який вважав, що при підзолоутворенні з верхніх горизонтів грунту виносяться мулисті часточки без їх хімічного руйнування. Основними ознаками для відокремлення підзолистих грунтів від лессівованих ряд дослідників вважає склад мулу (співвідношення SiO₂:R₂O₃) та наявність "орієнтованої" глини, тобто пластинок глини певної орієнтації, що дозволяє визначити їх переміщення з низхідними водотоками.

В результаті підзолистого процесу ґрунтотворення формуються підзолисті та опідзолені грунти.

На види підзолисті грунти поділяють:

1. За ступенем опідзоленості: слабопідзолисті, середньопідзолисті, сильнопідзолисті, підзоли.

2. За глибиною опідзолювання: поверхенво-підзолисті – до 5 см; мілкрпідзолисті – до 20 см; неглибокопідзолисті – до 30 см; глибокопідзолисті – більше 30 см.

Опідзолені грунти представлені чотирма типами: світло-сірі опідзолені, сірі опідзолені, темно-сірі опідзолені, чорноземи опідзолені. Ці грунти формуються під впливом двох типів ґрунтотворення, а саме підзолистого та гумусовоакумулятивного.

Нижче розглянемо профілі деяких опідзолених грунтів, які є частиною грунтового покриву південного сходу лісостепу України.

Почнемо описом профілю сірого лісового грунту.

Розріз був закладений на схилі балки. Територія зайнята лісовою рослинністю: дуб, клен, ясен, липа. Серед трав'яної рослинності переважає осока, гравилат. За морфологічними ознаками прояву дернового та підзолистого процесів, а також за іншими властивостями сірі лісові грунти займають проміжне становище між світло-сірими та темно-сірими лісовими грунтами. В порівнянні з світло-сірими грунтами підзолистий процес в них ослаблений, а дерновий не досягнув ще тієї інтенсивності, яка характерна для темно-сірого грунту.

Сірі грунти характеризуються чіткою диференціацією профілю за підзолистим типом, але на відміну від світло-сірих лісових грунтів в них елювіальний горизонт виражений слабо, гумусово-елювіальний більш потужний (до 35 см) і забарвлення його більш темне.

Механічний склад сірих лісових грунтів – від супіщаного до суглинистого, світло-сірих від супіщаних до легкосуглинистого, темно-сірого – більш важкого механічного складу.

В порівнянні з світло-сірими грунтами вони краще забезпечені поживними речовинами та вище їх за родючістю, але загальний рівень забезпеченості середній та нижче середнього. Але темно-сірі грунти належать до категорії високородючих , так як за властивостями та морфологічними ознаками вони наближаються до чорноземів опідзолених, але відрізняються низкою суттєвих ознак.

Підвищення родючості таких грунтів пов'язано з внесенням органічних та мінеральних добрив та вапнуванням.

Їм властиві: рівномірна та глибока гумусованість, наявність кротовин, а також чітка диференціація профілю по елювіально-ілювіальному типу, білява присипка в гумусовому шарі, ущільнення та оглинення в середній частині профілю, глибока вилугованість від карбонатів. Особливістю гумусового профілю чорноземів опідзолених є порівняно швидке зменшення вмісту гумусу з глибиною. Розглянемо профіль чорнозему опідзоленого середньосуглинистого на лесовидному суглинку.

Солонцьовий процес ґрунтотворення

З цим процесом ґрунтотворення пов'язані грунти, що розвиваються під впливом розчинних солей, головним чином натрію. Формування засолених грунтів пов'язано з накопиченням солей в ґрунтових водах та породах та з умовами, що сприяють їх акумуляції у грунті. При вивітрюванні порід утворюється значна кількість солей. Щорічне надходження легкорозчинних солей в океан з суші становить 2735 млн.т.

Багато легкорозчинних солей може утворюватися при виверженні вулканів; гази та пари, щи виділяються, містять сірку та хлор, які переходять в сульфати та хлориди.

Велика роль в акумуляції водорозчинних солей в грунтах належить рослинності. При аеробному розкладі органічних залишків в умовах посушливого клімату може накопичуватися велика кількість легкорозчинних солей. Одним з джерел накопичення солей в грунті слугують неглибоко залягаючі мінералізовані грунтові води.

Велику роль в перерозподілі солей грають поверхневі та грунтові води. Інтенсивність перерозподілу та накопичення їх в грунті визначається кліматом – кількістю опадів та величиною випаровування, а також фільтраційними властивостями грунтів, грунтотворних порід та розчинністю солей.

По К.К.Гедройцу галогенні грунти розвиваються в три стадії: солончак, солонець та солодь.

Солончаки – це грунти, що мають підвищену концентрацію легкорозчинних солей, які негативно впливають на рослини. Солончаки утворюються при близькому заляганні грунтових мінералізованих вод в умовах випітного типу водного режиму; при випаровуванні грунтів верхні горизонти грунтів збагачуються водорозчинними солями. Ці грунти утворюються також і на засолених грунтотворних породах. Солончаки нерідко виникають при неправильному зрошенні, а також внаслідок грунтового перерозподілу солей в зв'язку з зміною рельєфу.

Велике значення в утворенні солончаків має рослинність. Солі, що утворюються при мінералізації рослинних решток, в умовах аридного клімату накопичуються в верхніх шарах грунту.

Рослинний покрив на солончаках неоднорідний і визначається характером їх засолення та складом солей. На солончаках з дуже високим ступенем засоленості рослинність рідка і представлена різним видами солянок.

Високий вміст солей в солончаках визначає особливості будови їх профілю та властивості. В ньому виділяють гумусовий горизонт Н, перехідний НР та ґрунтотворну породу Р. По всьому профілю солончака помітні вицвіти солей, особливо після підсихання стінки розрізу. Нерідко в нижній частині, а іноді і по всьому профілю відмічаються ознаки оглеєння, що проявляються у вигляді охристих вкраплень або сизих плям.

Солончаки підрозділяються на два типи – гідроморфні та автоморфні. Гідроморфні солончаки розділяють на підтипи: типові гідроморфні, лучні, болотні, приморські, мерзлотні, вторинні та пустельні.

Автоморфні солончаки підрозділяються на літогенні, залишкові та еолово-бугристі.

Якісний склад солей відбивається на зовнішніх ознаках солончаків. Серед них розрізняють коркові, пухлі, мокрі, чорні. В солончаках з переважанням хлориду натрію на поверхні утворюється кірка, при значному вмісту хлориду кальцію та магнію розвиваються мокрі солончаки, якщо в складі солей домінує сульфат натрію – утворюються пухлі солончаки.

За характером розподілу солей солончаки розділяють на види: поверхневі (солі в шарі 0-30 см) та глибокопрофільні (солі по всьому профілю до ґрунтових вод).

Важливо враховувати також глибину залягання солевих горизонтів. Якщо водорозчинні солі залягають в межах 0-30 см, то грунти відносять до солончакових, 30-80 см – до солончакуватих, 80-150 см – до глибокосолончакуватих, глибше 150 см – до незасолених.

Одна з характерних особливостей типових солончаків – рівномірний розподіл мулистих часточок, кремнію та півтораоксидів. Причиною слабкої диференціації профілю цих грунтів є наявність легкорозчинних солей, що відіграють роль електролітів. Вміст гумусу в верхніх горизонтах солончаків коливається від 0,5 до 5-8%. В складі гумусу переважають фульвокислоти. В солончаках мало азоту та зольних елементів.

Солончаки характеризуються низькою природною родючістю. Культурні рослини по-різному відносяться до засолення, що визначається їх біологічними особливостями, ступенем та хімізмом засолення грунтів, вологістю та запасом в них поживних речовин. Засолені грунти рекомендують використовувати під пасовища, сінокоси, а слабозасолені – під посадку солевитривалих рослин.

При зупинці грунтового живлення водою не лише зупиняється підняття солей знизу, але й вступає в дію вимивання солей та розсолення солончака. Після чого наступає друга стадія солонцьового процесу – утворення солонцю.

Солонцями називають грунти, що містять в поглиненому стані велику кількість обмінного натрію, а іноді і магнію в ілювіальному горизонті. Вони мають різку диференціацію профілю і характеризуються несприятливими агрономічними властивостями.

В процесі розвитку профілю солонцю розділяється на ряд чітко виражених горизонтів: гумусово-елювіальний (надсолонцьовий) ЕН, солонцьовий (або ілювіальний) IHs, підсолонцьовий IPHs та ґрунтотворну породу Ps.

Гумусово-елювіальний горизонт грудкуватий або пластинчатий за структурою, шаруватий, пористий, збіднений на мулисту фракцію, а тому більш легкого механічного складу. Колір його різний – від світло-бурого до темно-сірого, майже чорного.

Солонцьовий горизонт більш темного кольору – темно-бурий з коричневим відтінком, стовпчастий за структурою, рідше призматичний, горіхуватий або глибистий. Горизонт в сухому стані щільний, тріщинуватий, в вологому – в'язкий, безструктурний, мажеться.

Підсолонцьовий горизонт більш світлий за кольором, призматичної або горіхуватої структури, звичайно містить гіпс та карбонати. За ним виділяється горизонт максимального скупчення солей.

Профіль солонцю диференціюється за глиною, гумусом, півтораоксидами. Ця своєрідна диференціація профілю солонцю показана на мал. 8.

Згідно колоїдно-хімічної теорії К.К.Гедройца, солонці утворилися при розсоленні солончаків, засолених нейтральними солями натрію.

Наводимо профіль солончака каштанового приморського, хлоридно-сульфатного глеєвого середньосуглинкового на оглеєному засоленому суглинку.

В грунтах, що містять велику кількість солей натрію, створюються умови для насичення вбирного комплексу іонами натрію шляхом витіснення інших катіонів з нього. Грунтові часточки насичені натрієм втрачають агрегатний стан внаслідок значної гідратації іону натрію. Колоїди, що збагачені натрієм, володіють властивістю утримувати на своїй поверхні воду, сильно набухають, набувають стійкості проти коагуляції та значну рухомість. При високому вмісту натрію зростає також розчинність органічних та мінеральних сполук грунту в результаті прояву лужності грунту. Така реакція утворюється внаслідок гідролізу мінералів та обмінної реакції між натрієм, що знаходиться в вбирному комплексі, та кальцієм вуглекислих сполук грунтового розчину.

[ГВК]Na⁺ + Ca(HCO₃)₂ [ГВК]Ca²⁺ + 2NaHCO₃

Підлуговування розчину сприяє подальшій диспергації ґрунтових колоїдів. Вони із-за значної рухомості вилуговуються з верхнього горизонту та на деякій глибині під дією електролітів з стану золя перетворюються в гель, накопичуються, що призводить до утворення ілювіального горизонту.

На стадії розсолення солончаків Гедройц виділяв три фази: видалення розчинних солей, утворення соди; диспергація ґрунтових часточок та винесення їх вниз по профілю.

Послідуючими дослідами було встановлено, що солонці при розсоленні солнчаків можуть утворюватися лише в тому випадку, коли в складі солей солончака Na⁺ : (Ca²⁺+Mg²⁺)  4.

Збагачення грунтів легкорозчинними солями призводить до насичення вбирного комплексу натрієм, і несолонцюваті грунти поступово перетворюються в солонець.

Процес перерозподілу колоїдів підсилюється при утворенні соди в грунті. Сода може виникати внаслідок взаємодії нейтральних солей з карбонатами лужних грунтів.

Na₂SO₄+Ca(HCO₃)₂CaSO₄+2NaHCO₃

Сода в грунті утворюється внаслідок обмінної реакції між натрієм вбирного комплексу та кальцієм карбонатів або воднем вугільної кислоти грунтового розчину:

[ГВК]Na⁺ + H₂CO₃ [ГВК]Н⁺ + Na₂CO₃

Сода також утворюється і біологічним шляхом – при мінералізації рослинних залишків виникають солі азотної, сірчаної та інших кислот. Аніони поглинаються рослинами, а катіон натрію з вуглекислотою та бікарбонатами грунтового розчину дають соду. Сода утворюється в результаті біохімічних процесів відновлення сульфату натрію за допомогою сульфатредукуючих бактерій в присутності органічної речовини.

Na₂+2СNa₂S+2CO₂

Na₂S+CO₂+H₂ONa₂CO₃+H₂S

Сода різко посилює проходження солонцьового процесу, створює лужність в межах від рН=9 до 12, що визначає інтенсивний лужний гідроліз органічної та мінеральної частин грунту.

Солонці мають дуже погані фізичні властивості (дуже запливають, утворюють при висиханні дуже щільну кірку), водно-фізичні властивості, мають високу лужність, дуже незначну мікробіологічну активність та низький рівень родючості. Солонці поділяють на три типи за характером їх водного режиму та комплексу пов'язаних з ним властивостей: солонці гідроморфні, напівгідроморфні та автоморфні.

Солонці автоморфні формуються в умовах глибокого залягання грунтових вод (глибше 6 м). Солонці напівгідроморфні формуються на першій та другій надзаплавних терасах, в приозерних пониженнях в умовах додаткового грунтового або змішаного зволоження. Гідроморфні солонці формуються в заплавах річок та в приозерних пониженнях.

За зональним принципом солонці класифікують на: солонці чорноземні, каштанові та напівпустельні.

Наводимо профіль солонцю лучного коркового содово-хлоридно-сульфатного на оглеєному лесовидному суглинку.

Крім солонців виділяють слабо-, середньо- та сильносолонцюваті грунти.

За глибиною надсолонцьового горизонту (ЕН) солонці бувають: коркові (ЕН до 3 см), мілкі (3-10 см), середні (10-18 см) та глибокі (більше 18 см). За ступенем гумусованості надсолонцьового горизонту розрізняють: високогумусні – гумусу в горизонті ЕН більше 6%, середньогумусні – 3-6%, малогумусні – менше 3%.

В кінці кінців солонець перетворюється в підзоловидний грунт – деградований солонець або солодь.

Згідно уявленням К.К.Гедройца, солоді утворюються з солонців шляхом деградації їх в результаті заміщення Na⁺ на Н⁺. В умовах лужної реакції відбувається руйнування грунтового вбирного комплексу.

Однією з найхарактерніших ознак осолоділих грунтів та солодей є наявність в них аморфної кремнекислоти, що розчиняється в 5% КОН. Ця кислота утворюється внаслідок деякого розкладу алюмосилікатної частини грунту під дією лужних розчинів, а також внаслідок життєдіяльності діатомових водоростей та інших живих організмів. Значна кількість SiO₂ може накопичуватися в солодях біогенним шляхом.

В утворенні солодей велика роль належить явищам анаеробіозу, що розвивається при надлишковому зволоженні. Періодичний анаеробіоз сприяє утворенню активних органічних кислот та рухомих форм заліза та марганцю, які здатні утворювати комплексні органо-мінеральні сполуки, в формі яких і здійснюється винос з верхніх горизонтів заліза та марганцю.

Різка диференціація профілю солодей чітко визначається за механічним складом. Верхній осолоділий горизонт збіднений мулистими часточками, а ілювіальний збагачений ними.

Солоді на роди підрозділяють з врахуванням остаточних ознак солонцюватості та засолення. Виділяють солоді безкарбонатні, незасолені та несолонцюваті, солонцюваті та солончакові. Солоді лучні розділяють на види за ступенем вираження оглеєння на глейові та глеюваті.

За вмістом гумусу в дерновому горизонті солоді розділяють на малогумусні – менше 3%, середньогумусні – 3-6%, та високогумусні – більше 6%.Солоді мають низьку природну родючість. Тому для підвищення родючості солодей необхідно вносити органічні та мінеральні добрива, проводити вапнування, глибоке рихлення і ін.

Болотний процес ґрунтотворення

Формування та розвиток болотних грунтів нерозривно пов'язані з надлишковим зволоженням, яке виникає внаслідок різних факторів та може бути викликано поверхневими та ґрунтовими водами.

Поверхневі води можуть застоюватися в котловинах, западинах та інших від'ємних елементах рельєфу, куди вода надходить з оточуючої місцевості. Вода може застоюватися і на рівнинах у випадку слабкого поверхневого стоку або його відсутності при щільному водоупорному горизонті в товщі грунту або ґрунтотворної породи.

При неглибокому заляганні грунтові води близько підходять до денної поверхні, насичуючи верхні горизонти грунту до повної вологоємкості, створюють сприятливі умови для розвитку болотної рослинності, яка в силу своєї особливої будови може розвиватися при нестачі повітря в грунті. Це осоки, мохи, рогіз. Крім видового складу рослинності, анаеробні умови створюють своєрідну обстановку для розкладу рослинних решток. При нестачі кисню відмерлі рослинні рештки не зазнають процесів мінералізації та гуміфікації. Мінералізація призводить до повного розкладу рослинних решток до вуглекислого газу та мінеральних солей. Гуміфікація визначається формуванням особливої органічної речовини різної природи та властивостей. В болотних грунтах і мінералізація і гуміфікація не проходять. Тому відмерлі рослинні рештки накопичуються в грунті у вигляді торф'яного прошарку (Т).

Болотні грунти формуються під впливом двох процесів – торфоутворення та оглеєння.

Торфоутворення – це накопичення на поверхні грунту рослинних решток, що зазнали напіврозкладу, внаслідок затримки їх гуміфікації та мінералізації в умовах надлишкового зволоження.

Характерною особливістю болотних грунтів є накопичення рослинних залишків у вигляді торфу. В анаеробних умовах проходить лише анаеробний розклад рослинних решток під дією анаеробних мікроорганізмів. Під їх впливом рослинна маса розкладається лише частково, як правило, анаеробний розклад охоплює моно- та полісахариди. Під впливом цих мікроорганізмів в грунті утворюються різні органічні кислоти: молочна, масляна, оцтова. Кислоти, що утворилися сприяють консервації рослинних решток у вигляді торфу. Глибина шару торфу залежить від інтенсивності заболочування та від його типу. Вона змінюється від 20 см до 10 м. Найбільш глибокі торф'яні горизонти формуються при заростанні водойм. Поряд з формуванням торф'яної маси при болотному процесі значних змін зазнає мінеральна частина грунту. В анаеробних умовах відбуваються відновні процеси, тому змінюється насамперед валентність тих елементів, які схильні до цього – залізо, марганець, сірка та ін.

Окисні форми заліза в анаеробних умовах переходять в закисні, які надають ґрунтовій масі оливкового або синюватого кольору в залежності від аніону.

Найбільш часто в болотних грунтах утворюється фосфорутримуюче залізо типу вівіоніту (Fe₂P₂O₈·8H₂O) та сидерита FeCO₃. Дво- та тривалентне залізо по-різному розчинні у воді. Тривалентне залізо нерозчинне у воді, в місцях окислення воно випадає в осад у вигляді лімоніту Fe₂O₃·3H₂O. Лімоніт надає ржавого кольору. Двовалентне залізо розчинне у воді, мігрує по профілю, а в місцях наявності кисню випадає в осад. В товщі торф'яників утворюються озалізнені прошарки, які часто виступають в якості водоупору. В природних умовах часто зустрічаються озалізнені та вівіонітизовані торф'яники.

Крім цього в анаеробних умовах утворюється велика кількість газів: водню, сірководню, аміаку, метану та ін. В зв'язку з цим газова фаза взаємодіє з продуктами болотного процесу ґрунтотворення. При цьому утворюються сульфіди, які накопичуються в торф'яниках на різній глибині. Таким чином утворюється пірит, халькопірит, піролюзит.

Набування горизонтами специфічного кольору пов'язано з процесами оглеєння. Це складний біохімічний процес відновлення, що проходить в умовах перезволоження при анаеробіозі та періодичній наявності органічної речовини та участі анаеробних мікроорганізмів.

Грунтові горизонти, в яких накопичуються мінерали, називаються глейовими. Розвиток оглеєння суттєво погіршує агрономічні властивості грунтів, а для їх покращення необхідна корінне перетворення водного режиму осушувальними меліораціями.

При розвитку болотного процесу ґрунтотворення формуються болотні грунти, а при сполученні болотного процесу з дерновим з'являються лучні та лучно-болотні грунти.

Болотні грунти представлені головним чином низинними та верховими болотними грунтами.

Болотні верхові грунти утворюються найчастіше на водорозділах в умовах зволоження прісними стоячими водами. За ступенем розвитку процесу грунтотворення розрізняють два підтипи болотних верхових грунтів – болотні тор'яно-глейові та болотні верхові торф'яні.

Болотні низині торф'яні грунти формуються в глибоких депресіях рельєфу на водорозділах, давньо-заплавних терасах та в зниженнях річкових долин. За ступенем розвитку процесу ґрунтотворення розрізняють чотири підтипи болотних низинних грунтів: низинні збіднені торф'яно-глейові, низинні збіднені торф'яні, низинні торф'яно-глейові, низинні торф'яні.

За глибиною торф'яного прошарку болотні грунти поділяються на торф'янисто-болотні (Т до 25 см), торф'яно-болотні (Т=25…50 см), торф'яник неглибокий (Т=50…100 см), торф'яник середній (Т=100…200 см) та торф'яник глибокий (Т більше 200 см). За ступенем мінералізації торфу розрізняють: грунти, що не розклалися, грунти, що слабо розклалися, середньо розклалися та сильно розклалися.

Використання болотних грунтів в сільському господарстві маже йти в двох напрямках: як джерело органічних добрив і як об’єкт для освоєння та перетворення в культурні угіддя. Після осушення та культуртехнічних та агротехнічних заходів вони можуть бути перетворені в високопродуктивні угіддя (рілля, сінокоси, пасовища).

Розділ 6

Шляхи підвищення родючості грунтів

Підвищення родючості грунтів та їх окультурювання чітко пов`язане, з однієї сторони, з підвищенням врожаїв сільськогосподарських культур , з іншої – з покращенням агрономічних властивостей грунтів (структури, гумусового стану, кислотних-лужних показників), регулюванням їхніх режимів (поживного – агрономічними прийомами; водного – меліоративними; катіонного обміну – вапнуванням, гіпсуванням і т.д.). Одночасний вплив на всі фактори, які визначають рівень врожайності вирощуваних рослин, здійснюється диференційовано в залежності від ландшафтних особливостей того чи іншого біокліматичного поясу. В сучасних умовах, коли реформуються земельні відносини в Україні та інших країнах СНД, основні прийоми підвищення родючості грунтів слід конкретизувати з огляду на поліваріантні моделі господарювання при різних формах власності на землю. В зоні розповсюдження чорноземів особливу увагу необхідно звернути на прийоми охорони цих еталонно родючих грунтів від деградації та забруднення.

Шляхи підвищення родючості чорноземів

Найважливішою задачею в умовах сільськогосподарського виробництва на чорноземних грунтах є максимальне використання їх високої потенціальної родючості. Основні заходи в рішенні цієї проблеми – найбільш раціональні прийоми обробітку, накопичення і правильного використання вологи, внесення добрив, покращення структури грунту, покращення структури посівних площ, введення найбільш цінних і високоврожайних культур і сортів.

Центральними питаннями збільшення ефективної родючості чорноземних грунтів є накопичення вологи в грунті та її раціональне використання. Найбільш гостро ці питання стають в підзонах розповсюдження звичайних і південних чорноземів. До таких заходів відносяться правильні прийоми обробітку, направлені на максимальне накопичення та збереження вологи в грунті: введення чистих парів, рання глибока оранка, коткування та своєчасне боронування грунтів, обробіток впоперек схилів.

Чорноземні грунти, незважаючи на високу їх потенціальну родючість, ефективно відповідають на використання добрив. При використання азотних добрив в умовах кожного підтипу треба мати на увазі те, що їх ефективність збільшується від глинистих і важкоглинистих грунтів до легкосуглинкових і супіщаних. Це пояснюється кращою нітрифікаційною здатністю чорноземних грунтів важкого механічного складу, що є наслідком порівняно великого вмісту перегною та кращої агрегатністю. Особливе значення має застосування фосфорнокислих добрив на карбонатних і солонцюватих чорноземах, так як ці грунти бідні на рухомий фосфор. Тут найкращий ефект дає рядкове внесення гранульованого суперфосфату. Застосування калійних добрив на чорноземах перш за все необхідне під такі культури, як цукрові буряки, соняшник, тютюн.

Універсальним добривом на чорноземних грунтах є перегній, особливо на чорноземах легкого механічного складу, і преш за все під зернові кульутри (пшениця, кукурудза), цукрові буряки та картоплю.

Шляхи підвищення родючості опідзолених грунтів

Для окультурювання опідзолених грунтів, збільшення їх родючості та отримання високих урожаїв сільськогосподарських культур необхідно провести комплекс агротехнічних та інших заходів, найбільш важливим з яких є: правильний обробіток грунту, застосування органічних та мінеральних добрив, вапнування грунтів, посів багаторічних трав, створення потужного окультуреного орного шару грунту, боротьба з перезволоженням грунтів, очистка грунтів від каміння.

Опідзолені грунти збіднені поживними речовинами, але достатньо зволожені, тому використання добрив дає тут високий ефект. Оскільки опідзолені грунти бідні на гумус, збагачення їх органічними речовинами позитивно впливає не лише на вміст поживних речовин і склад мікрофлори, але й на фізичні властивості грунту: покращується структура, аерація, вологоємкість. Крім гною велике значення в підвищенні родючості торф`яно-перегнійні , торф`яні та інші компости.

Серед мінеральних елементів найбільшу нестачу рослини відчувають в азоті та фосфорі, менше в калії. На деяких грунтах під окремі культури є ефективними добрива, які містять Mn, Mo, Cu, B та інші мікроелементи.

На кислих грунтах використовують фосфоритне борошно, яке на нейтральних або лужних грунтах не дає відповідного ефекту. Пояснюється це тим, що фосфор фосфоритного борошна знаходиться у формі нерозчинного трьох заміщеного фосфату кальцію Са₃(РО₄)₂, недоступного або малодоступного для рослин. На кислих грунтах під впливом потенційної кислотності він переходить в розчинне становище (СаНРО₄ або Са(Н₂РО₄)₂) і використовується рослинами. На нейтральних і лужних грунтах цього не відбувається.

Для збагачення грунтів необхідними мікроорганізмами і поліпшення умов живлення сільськогосподарських культур необхідно використовувати бактеріальні добрива (нітрагін, азотобактерин, фосфоробактерин та інші). найкращий результат їх використання можливий на грунтах, багатих органічними речовинами при слабокислій та нейтральній реакції.

Шляхи підвищення родючості солонцьових грунтів

Солонці – значний резерв розширення сільськогосподарських угідь в нашій країні. Але без корінного поліпшення вони непридатні для освоєння, так як характеризуються низькою родючістю. Тому найбільш ефективним заходом підвищення родючості солонцьових грунтів є заміна натрію на кальцій гіпсу або іншої кальцієвмісної солі.

Гіпсування – найбільш ефективний засіб підвищення родючості солонців з содовим засоленням, що відрізняються значним вмістом поглиненого натрію та значної лужності грунтового розчину. Гіпсування дозволяє різко покращити водно-фізичні та хімічні властивості солонців.

Дозу гіпсу визначають за вмістом обмінного натрію, що звичайно складає для лучних солонців з содовим засоленням біля 8-10 т/га, для лучно-степових та степових хлоридно-сульфатних солонців – 3-5 т/га. Кількість гіпсу, необхідної для заміни надлишку поглиненого натрію кальцієм, визначають за формулою:

CaSO₄•2H₂O = 0,086 (Na•0,05T) Нп•dс, де

Na – вміст поглиненого натрію, в мг-екв на 100 г грунту;

Т – ємність поглинання, в мг-екв на 100 г грунту (0,05Т – при розрахунку норм гіспу допускають, що 5% натрію від ємності поглинання може залишатися у грунті, так як така його кількість не викликає негативного впливу на рослини);

Нп – глибина орного шару, в см ;

dс - об`ємна вага солонцьового горизонту;

0,086 – значення 1 мг-єкв гімсу, в г.

В систему агромеліоративних заходів по корінному поліпшенню солонців, крім глибокого обробітку входять внесення органічних та мінеральних добрив, а також травосіяння на фоні зрошення.

Органічні добрива активізують мікробіологічну діяльність та покращують фізичні властивості солонців, збагачують їх елементами живлення. Найбільш позитивно впливає на солонцьові грунти внесення органічних добрив (перегною) разом з мінеральними. З мінеральних добрив в першу чергу вносять азотні та фосфорні.

Шляхи підвищення родючості болотних
грунтів

Болотні грунти, різні за своїм генезисом, складом та властивостями, також мають різну цінність і як сільськогосподарські угіддя. Більш важливими в сільськогосподарському відношенні є низинні болотні грунти, що володіють високою зольністю, високим вмістом гумусу, а також сприятливою реакцією.

Використання болотних грунтів в сільському господарстві може йти в двох напрямках: 1) як джерело органічних добрив та 2) як об`єкт для освоєння та перетворення в культурні угіддя.

Способи застосування торфу в якості добрив різні; найбільшу цінність торф представляє при використанні його у вигляді різних компості, торф можна вносити в грунт як добриво використовувати для отримання торф`яного гною.

Болотні грунти представляють собою цінний земельний фонд, який після проведення осушення і культуртехнічних та агротехнічних заходів може бути з успіхом перетворений в високопродуктивні сільськогосподарські угіддя (рілля, сінокоси, пасовища).

В задачу осушення входить не лише відвід залишку вологи з того чи іншого болотного масиву, а головним чином двостороннє регулювання водного режиму торф`яних грунтів шляхом шлюзування та будови водосховищ, що забезпечать безперебійне водопостачання сільськогосподарських культур в період вегетації.

При осушенні болотних грунтів корінним чином змінюється напрямок грунтотворного процесу. При цьому відбувається мінералізація органічної частини грунту, різко зростає аерація, тому інтенсивно проходить окислення закисних сполук і болотний грунт стає більш родючішим.

Однак більшість болотних грунтів бідні на фосфор та калій. Тому при обробці сільськогосподарських культур на освоєних болотах необхідне систематичне внесення фосфорних та калійних, а також азотних добрив, особливо в перші роки освоєння болотних грунтів.

Вище було сказано про те, що реформування земельних відносин в Україні проходить без врахування агроекологічної характеристики грунтів, чим наноситься відчутна шкода довкіллю, аграрному сектору економіки та соціальній сфері. Україна продовжує лідирувати серед держав світу, які мають найбільшу розораність території. Поряд з цим надзвичайно контрастно проявилися хиби широкомасштабних проектів, здійснених в радянські часи без врахування екологічних наслідків. Найяскравішим прикладом прорахунків подібного трансформативного (природо-перетворювального) підходу служить повне затоплення заплави Дніпра серією мілководних водосховищ. Під водами одного лише Каховського водосховища опинилися родючі алювіальні грунти, площа яких дорівнює всій орній площі Ізраїлю, який сьогодні експортує зерно. Чи були альтернативні моделі господарювання в ті часи? На це запитання слід відповісти ствердно. Академік О.Н.Соколовський попереджав про небезпечні екологічні наслідки затоплення, та й жодна з європейських країн не пішла на ризик затоплення заплав рівнинних річок, але в епоху здійснення гігантських меліоративних проектів до таких думок ніхто не прислухався – і греблі будувалися, в т.ч. на Харківщині, в реліктовому Поосколлі, на Сіверському Дінці, р, Харків тощо.

Нові концептуальні підходи пов`язані з розробкою “моделей родючості грунтів”, підняли вивчення закономірностей культурного грунтотворення на більш високий рівень, залишивши рекомендації по підвищенню родючості грунтів за рамки традиційних параметрів, ув`язали ці рекомендації з біоекологічними потребами вирощуваних с.-г. культур і їхньою продуктивністю. Залучення до процедури грунтово-екосистемного моделювання сучасних ЕОМ прискорило її в сотні мільйонів років – такого епохального стрибка не знала раніше жодна із сфер людської діяльності. Подібне грунтово-екоситемне моделювання буде безперспективним, якщо його не випередить збір достовірної геоінформації, якою слід максимально завантажити пам`ять сучасних ЕОМ. В такому “банку даних” здійснюється перемодельна інтеграція зібраної грунтово-екологічної, соціально-економічної, юридичної інформації про землю та її мешканців. Цей перемодельний етап пошуку та акумуляції міждисциплінарної інформації стає обов`язковою передумовою моделювання в агрономічному грунтознавстві.

Виходячи зі сказаного, наводимо деякі перспективні моделі окультурювання грунтів для поліваріантних моделей господарювання на етапі реформування земельних відносин (табл. 5). Розробку цих моделей ми здійснювали на основі базової моделі М.М.Розова, і якій межа розораності земельного фонду не перевищує 12%, тобто складає біля 1% планетарної площі с.-г. угідь. Для Харківської області за основу ми взяли модель Ю.В.Будьоного – табл. 6. Сьогоднішня розораність земельного фонду України перевищує 81% площі її с.-г. угідь або 57% земельної площі нашої держави. Розораність багатьох господарств Харківської області теж сягає 85% і більше відсотків від площі с.-г. угідь та 75-80% від усієї земельної площі. В Лісостепу Україні в цілинному вигляді збереглися лише 200 га чорноземів типових в Лебединському районі на Сумщині (Заповідник “Михайлівська цілина”). Тож скорочення площі ріллі навіть на чорноземних грунтах, а тим більше на їх змитих аналогах, реставрація природних ландшафтів в яружно-балочних системах, відродження культурного луківництва в річкових заплавах та інші екологічно обгрунтовані акції, які є складовою частиною екологізованих моделей адаптивного землекористування, з його головною метою – “виховання нової людини – господаря оновленої землі” .

Додаток

Розріз№1 Розріз№2

Розріз№3 Розріз№4

Розріз№5 Розріз№6 Розріз№7

Висновок

В природі існує велика кількість різноманітних грунтів які утворилися за різними процесами грунтотворення. На території господарства спостерігаються грунти чорнозем типовий глибокий важкосуглинковий на лесовидному суглинку, чорнозем слабозмитий важкосуглинковий на лесовидному суглинку, чорнозем намитий вододільний важкосуглинковий на балковому делювії, болотний карбонатно-хлоридно-сульфатний солончаковий мулувато легкосуглинковий, дерновий розвинений супіщаний на піску, що підстилається стародавнім псевдофібровим алювієм, темно-сірий опідзолений слабозмитий середньосуглинковий опіщанений на супіску.

На процеси грунтотворення сприяли різні фактори та умови. На чорнозем середньо змитий важко суглинковий на лесовидному суглинку який утворився за рахунок дернового процесу грунтотворення фактором і умовою для цього грунту є рельєф та поступове змивання верхнього шару грунту, він знаходиться на улоговині стоку. Чорнозем намитий балковий важко суглинковий на балковому делювії утворився за рахунок дернового процесу грунтотворення він розташований на низовинні і під дією потоку вод поступово намивався пошарово грунт, фактором та умовами грунтотворення будуть для цього грунту – рельєф та антропогенна діяльність. Чорнозем типовий глибокий важко суглинковий на лесовидному суглинку утворився за дерновим процесом грунтотворення для якого факторами та умовами буде рельєф та рослинність. Болотний гідрокарбонатний хлоридносульфатний солончаковий мулувато легкосуглинковий утворився за болотним та солонцевим процесами грунтотворення. Дерновий розвинений супіщаний на піску підстилається стародавнім псевдо фібровим алювієм сформувався за дерновим процесом грунтотворення, на місці розрізу колись протікала річка і це спричинило утворенню материнської породи. Темно – сірий опідзолений слабо – змитий середньо суглинковий опіщанений на супіску сформувався за дерновим та підзолистим процесами грунтотворення, факторами та умовами для цього грунту буде клімат, рельеф та рослинний покрив.

Література