Агрохімічна характеристика чорноземів.

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 СО ₂, 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.

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 (мал. 7)

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 SiO ₂: R ₂ O ₃) 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. Щільність орних шарів у сірих грунтів коливається в межах від 1, 32 до 1, 40 г/см ³, у світло-сірих від 1, 20 до 1, 40 г/см ³, у темно-сірих від 1, 20 до 1, 42 г/см ³. Сірі в порівнянні з світло-сірими грунтами більш вологоємкі.

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.

Чорноземи опідзолені суміщають ознаки чорноземів типових та темно-сірих лісових грунтів. 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.