Необхідно 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 ґрунтів.

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 повязана 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 травянистою 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 травянистою 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 повязаний 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:

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

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 травяної 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 повязано 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 повязані грунти, що розвиваються під впливом розчинних солей, головним чином натрію. Формування засолених грунтів повязано 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 звязку 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 - вязкий, 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)₂CaSO₄+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+2СNa₂S+2CO₂

Na₂S+CO₂+H₂ONa₂CO₃+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 повязаних 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 повязані 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 відємних 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 торфяного 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 торфяної 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 (Fe₂P₂O₈8H₂O) 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 Fe₂O₃3H₂O. Лімоніт надає ржавого кольору. Двовалентне залізо розчинне у воді, мігрує по профілю, а в місцях наявності кисню випадає в осад. В товщі торфяників утворюються озалізнені прошарки, які часто виступають в якості водоупору. В природних умовах часто зустрічаються озалізнені та вівіонітизовані торфяники.

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

Набування горизонтами специфічного кольору повязано 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 зявляються 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 торяно-глейові та болотні верхові торфяні.

Болотні низині торфяні 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 торфяно-глейові, низинні збіднені торфяні, низинні торфяно-глейові, низинні торфяні.

За глибиною торфяного прошарку болотні грунти поділяються на торфянисто-болотні (Т до 25 см), торфяно-болотні (Т=25…50 см), торфяник неглибокий (Т=50…100 см), торфяник середній (Т=100…200 см) та торфяник 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).

6. Шляхи підвищення родючості ґрунтів

Підвищення родючості ґрунтів та їх окультурювання чітко пов`язане, з однієї сторони, з підвищенням врожаїв сільськогосподарських культур, з іншої - з покращенням агрономічних властивостей ґрунтів (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».

Висновок

В природі існує велика кількість різноманітних грунтів які утворилися за різними процесами грунтотворення. На території господарства спостерігаються грунти: чорнозем типовий глибокий важко суглинковий на лесовидному суглинку, чорнозем середньо змитий важко суглинковий на лесовидному суглинку, чорнозем намитий балковий важко суглинковий на балковому делювії, болотний гідрокарбонатний хлоридносульфатний солончаковий мулувато легкосуглинковий, дерновий розвинений супіщаний на піску підстилається стародавнім псевдо фібровим алювієм, темно - сірий опідзолений слабо - змитий середньо суглинковий 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

1 Атлас почв Украинской ССР Крупского Н.К. и Н.И. Полупана. Киев: Урожай, 1979.

2 Будьонний Ю.В Концепція розвитку системи землеробства Харківської області на період1998-2005 р

3 Веклич М.Ф. Палеоэтапность и стратотипы почвенных образований верхнего кайнозоя. Київ: Наукова думка, 1982.

4 Вильямс В.Р. Собр. соч. т.VI. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. М.: Сельхозгиз, 1951.

5 Герги А.А., Муха В.Д., Тихоненко Д.Г., Горин Н.А. Почвенный покров УССР и рациональное его использование (учебные пособия по проведению учебной практики по почвоведению) // Под ред. А.М. Гринченко. Харьков, 1975.

6 Горин Н.А. Математические методы и моделирование в почвоведении. Лекция. Харьков, 1987.

7 Гринченко А.М. Кафедра почвоведения Харьковского государственного аграрного университета им. В.В. Докучаева: исторический очерк (1894-1979 гг.). Харьков, 1994.

8 Гринченко А.М. Окультуривание почв - основа повышения природно-экономического плодородия. Учеб. Пособ. Харьков, 1984.

9 Гринченко А.М. Плодородие почв и пути его повышения. Лекция. Харьков, 1976.

10 Гринь Г.С. Агрогрунтові райони лісостепової зони лівобережного високого та низовинного Лісостепу /Агрохімія і ґрунтознавство, вип. 12. Київ: Урожай, 1969.