Основи польової діагностики грунтів

6.1 Морфологічні ознаки

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 ґрунтів 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 генетичних ознак надають їм назву та умовні позначки (індекси або символи).

Грубизна горизонту вимірюється в сантиметрах від верхньої 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, зеленкувате – 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 маса 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 опідзолених 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, горіхувато-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).

Гранулометричним складом ґрунту називається відсоткове співвідношення в ньому окремих механічних фракцій: піску, пилу, мулу (див. розділ І «Гранулометричний склад»).

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

Новоутворення являють собою локальні скупчення в масі ґрунту речовин різної форми та хімічного складу, 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 стінках шпарин (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).

За хімічним складом новоутворення поділяються на такі групи.

1. Накопичення вуглекислого кальцію та магнію найбільш розповсюджені в чорноземах, каштанових і сірих опідзолених ґрунтах. Вони виділяються у вигляді: а) нальоту, який надає ґрунту “сивини”; б) псевдоміцелію (карбонатної плісняви) – скупчення дуже тонких голчастих кришталів СаСО₃, MgCO₃; в) білозірки – плям кулястої форми діаметром до 1 ‑ 2 см, з різко окресленими краями, які чітко виступають на зрізі ґрунтових горизонтів; г) журавчиків – щільних скупчень карбонатів кальцію й магнію різної форми і розмірів; д) дутиків – пустих всередині кулястих скупчень карбонатів; е) прошарків лучного мергелю, які спостерігаються в гідроморфних ґрунтах у заплавах річок і утворюються внаслідок принесення вуглекислого кальцію підґрунтовими водами й акумуляції його у ґрунтових горизонтах.

2. Накопичення окислів і гідратів заліза й мангану найчастіше спостерігаються у перезволожених ґрунтах. За формою розрізняють: а) нальоти, плівки і вицвіти бурого й темно-бурого забарвлення, які утворюються на поверхні структурних окремостей або на стінках шпарин; б) примазки, плями, натьоки різного забарвлення й відтінку (вохристі, брунатно-бурі, чорні тощо), псевдофібри (тонкі (до 1 см) скупчення Fe – в товщі пісків), ортзанди (скупчення Fe у вигляді прошарків 1 ‑ 3 см), ортштейни (дуже щільні залізисті плити, які утворюються при дуже сильному контрасті окисно-відновних процесів) у піщаних ґрунтах і породах. Псевдофібри, ортзанди й ортштейни мають гідрогенне походження. ґрунти і породи з указаними новоутвореннями бувають міцно зцементованими і мають характерну смугасту будову (“тигрові” піски); г) залізисті трубочки – накопичення сполук заліза по ходах коренів; д) конкреції й бобовини – накопичення сполучень заліза і мангану кулястої форми величиною від дрібного зерна до волоського горіха; е) залізо-манганцеві пунктації – розкидані темно-бурі або чорні цяточки на стінках розрізу.

3. Закисні сполуки заліза утворюються в умовах надмірного зволоження ґрунтів, мають вигляд сизуватих або сизувато-сірих плівок і плям, сизуватих кірочок на поверхні структурних окремостей і на стінках шпарин, а також вигляд блакитно-зелених вицвітів вівіаніту. Сульфіди заліза (гідротроіліт) надає оглеєному ґрунту чорного забарвлення.

4. Накопичення кремнезему спостерігаються в елювіальних горизонтах у вигляді білястої борошнистої присипки на поверхні структурних окремостей, прожилок і накопичень кулястої форми в порах, а також у вигляді затьоків, язиків та кишень у верхній частині ілювіального горизонту, що надходять туди з елювію.

5. Виділення й накопичення органічних речовин являють собою затьоки і плівочки гумусових речовин, які вкривають поверхню структурних окремостей або стінки шпарин з чорним колоїдним лакуванням, а також гумусовані плями, кишені, язики, що утворюються за рахунок переміщення органічних сполук з верхніх генетичних горизонтів у нижче розташовані.

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); кореневини – згнилі великі корені рослин.

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 % ‑ ним розчином НС1. 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, язикоподібною, пилкуватою, кишенеподібною, розмитою тощо.

6.2 Номенклатура і символи (індекси) генетичних горизонтів

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 – гумусовий – 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 чорного 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.

Перехідні горизонти позначаються змішаним символом, який складається із символів суміжніх горизонтів:

Рf – псевдофібровий горизонт;

R – ортзандовий горизонт;

Rt – ортштейновий горизонт;

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 горизонту до материнської породи;

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

НЕ – 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.

Особливі властивості позначаються так:

k – наявність карбонатів;

s – наявність легкорозчинних солей (Cl^-, SO₄^2-);

g – наявність гіпсу;

с – наявність соди;

r – м’які Fe-Mn-конкреції;

rt (n) – тверді Fе-Mn-конкреції;

rk (kn) – карбонатні конкреції;

f – наявність вохристих плям;

mf – метаморфізований горизонт;

les – лесивований (оглинений) горизонт;

q – уламки щільних безкарбонатних порід;

qk – уламки щільних карбонатних порід;

z – копроліти, червороїни, кротовини;

n – орний горизонт;

df – гумусовий еолово-відкладений;

pl – плантажований;

ag – насипні (рекультивовані) горизонти;

m – ознаки пов‘язані з осушенням;

mo – ознаки пов‘язані зі зрошенням;

de(eol) – еолові наносні горизонти на поверхні ґрунту;

dl – делювіальні наносні горизонти на поверхні ґрунту;

al – алювіальні наносні горизонти на поверхні ґрунту;

a (орн) – орні горизонти;

(h), (s), (gl),.... – слабкий прояв морфологічних ознак;

/k, /s, /h,.... – прояв певних морфологічних ознак у нижній частині профілю.

Горизонти, що з’являються внаслідок діяльності людини, але за своїми властивостями не відрізняються від природних, позначаються такими ж літерами, що й природні.