Агрохімічна характеристика сірих лісових грунтів.

Солонцьовий прПСолонцевий 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.

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⁺) ³ 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.

Вивчимо докладно профіль солоді лучної легкосуглинистої.

Розріз закладено на однолесовій терасі річки Уди в районі залізничної станції " Зелений колодязь". Розміщений розріз в замкнутій западині – блюдці. Ділянка розорана, скошено горох. Серед бур'янів виділяються куряче просо, мишій, лобода, ромашка непахуча. Грунт розпилений з поверхні до 1 - 2 см, глибше дуже щільний, тріщинуватий.

Весною, коли відбувається обробіток прилягаючих ділянок, нерідко, в западинах стоїть вода або такі ділянки сильно перезволожені. Прикладом може бути сусіднє нерозоране блюдце, що зайняте болотною рослинністю. Описаний грунт розвивається в умовах систематичного сезонного перезволоження, що стало причиною розвитку процесу осолодіння, який призвів до значного руйнування алюмосилікатної частини в верхньому шарі грунту. В даному випадку грунт зберіг ознаки елювію, які поступово зникають.

Грунти блюдець більш ефективно можуть використовуватися в випадку зміни водного режиму. До цього може призвести обладнання дренажних систем.

В залежності від умов утворення тип солодей розділяють на три підтипи: солоді лучно-степові, солоді лучні та солоді лучно-болотні.

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 %.