ГЕОГРАФО-ГЕНЕТИЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ГУМУСОВОГО СТАНУ ОПІДЗОЛЕНИХ ҐРУНТІВ ПАСМОВОГО ПОБУЖЖЯ

Краткое содержание

            Проводилося дослідження історії формування території Пасмового Побужжя з використанням матеріалів Г.Тейсейра (1934), А.Маліцького (1936), Г.Зільбера (1957). Особливості геологічної будови вивчались, базуючись на матеріалах П.Цися (1962), В.Бондарчука (1959), ґрунтоутворюючих порід, зокрема, лесоподібних суглинків - А.Богуцького (1981, 1985), І.Герасимчука, Р.Сливки (1974), гідрогеології – Ф.Руденка (1972), О.Штогрина, К.Гавриленка (1968). Кліматичні особливості подані за результатами досліджень К.Геренчука (1972), В.Дмитренка (1989). Характеристика рослинності – за І.Амеліним (1963), Ю.Шеляг-Сосонком (1989). Геоморфологічне районування Пасмового Побужжя приведено за Я.Кравчуком і Ю.Зіньком (1989), П.Цисем (1962), К.Геренчуком (1972).

Особливості генези та географії ґрунтів Пасмового Побужжя

            На території досліджень підвищені рівні пасом зайняті сірими, місцями ясно-сірими опідзоленими ґрунтами, а вододіли з нижчими гіпсометричними рівнями – темно-сірими опідзоленими ґрунтами та чорноземами опідзоленими. На території Пасмового Побужжя ясно-сірі опідзолені ґрунти поширені невеликими ділянками в західній частині північних пасом (Смереківське, Куликівське, Малехівське, Грядецьке пасма), незначну площу займають на сході Пасмового Побужжя, поблизу с. Красне; сірі опідзолені ґрунти поширені в межах Смереківського та Куликівського пасом. Найбільші площі пасом і схилів Пасмового Побужжя займають темно-сірі опідзолені ґрунти (східна частина Смереківського, західна частина Куликівського пасом, Винниківське та Дмитровицьке пасма). Чорноземи опідзолені є домінуючими у східній частині Дмитровицького пасма, яке, порівняно з іншими пасмами, є найнижчим за абсолютними висотами у регіоні досліджень, а також на Смереківському, Куликівському, Винників­ському пасмах.

            У міжпасмових пониженнях поширені ґрунти гідроморфного ряду.

Методика досліджень

З метою вивчення особливостей ґрунтового покриву Пасмового Побужжя, зокрема гумусового стану ґрунтів, застосовували порівняльно-географічний, морфо­лого-генетичний (профільний) і порівняльно-аналітичний методи.

Вибрано чотири модальні ділянки. Досліджувалися сільськогосподарсько освоєні та цілинні ґрунти (під лісом). У межах модальних ділянок розрізи закладалися на одновисотних вододільних поверхнях, у подібних елементах мікрорельєфу, на однотип­них материнських породах, у межах однієї ґрунтової відміни, у післявегетаційний період. Не вдалося знайти неосвоєних темно-сірих опідзолених ґрунтів і чорноземів опідзолених, оскільки територія Пасмового Побужжя є районом давньої культури землеробства і більшість родючих ґрунтів регіону розорані.

Проведено морфологічні дослідження ґрунтових профілів та їхніх генетичних горизонтів. Відбір зразків ґрунту – трикратний, пошаровий із врахуванням генетичних горизонтів. Фізичні, фізико-хімічні властивості опідзолених ґрунтів вивчали за загальноприйнятими методиками. Вміст гумусу визначали за методом Тюріна в модифікації Нікітіна; груповий і фракційний склад гумусу – за методом Тюріна в модифікації Пономарьової та Плотнікової; вміст валового азоту – за Кьєльдалем. Визна­чення величин оптичної щільності гумінових кислот проводилось у 0,1н NaOH-витяжці після декальцинації в широкому діапазоні хвиль у видимій частині спектру (М.Коно­нова, 1963), без попереднього вирівнювання гумінових розчинів за вмістом вуглецю (В.Пономарьова, Т.Плотнікова, 1967); 1 і 3 фракцій – при довжині хвиль 430 нм, 465 нм і 665 нм. Результати досліджень виражались у показнику Ес_гк, мг/мл. Коефіцієнт оптичної щільності при концентрації гумінових кислот 0,01 мг/мл визначали по перера­хунку за формулою Бугера-Бера.

Проведено статистичну обробку отриманих результатів польових і лабораторних досліджень за загальноприйнятими методиками (Б.Доспєхов, 1968; Є.Дмітрієв, 1972).

Морфологічні особливості ґрунтів

Дослідженнями виявлені відмінності у морфологічній будові профілю від ясно-сірих опідзолених ґрунтів до чорноземів опідзолених, що полягає у зменшенні величини прояву процесу опідзолення, зростанні ступеня і глибини гумусованості профілю. Так, середньостатистичні потужності гумусових горизонтів опідзолених ґрунтів Пасмового Побужжя становлять: 15,8-25,0 см у ясно-сірих опідзолених ґрунтах, 27,0-35,3 см – у сірих опідзолених, 68,8 см – у темно-сірих опідзолених, 106,1 см – у чорноземах опідзолених.

У освоєних ясно-сірих і сірих опідзолених ґрунтах відзначене збільшення потужності гумусово-елювіального горизонту; інтенсивності сірого забарвлення верхніх горизонтів – з 10YR6(7)/2 в цілинних ґрунтах на 10YR5/2 в орних аналогах (за шкалою Мансела); підвищення глибини залягання карбонатів кальцію. Сільськогосподарське освоєння сірих опідзолених ґрунтів Малехівського пасма призвело до зменшення глибини появи ознак оглеєння, намітилася тенденція до полегшення гранулометричного складу ілювіального горизонту та ін.

Фізичні властивості ґрунтів

Ґрунти Пасмового Побужжя характеризуються легкосуглинковим грануло­метричним складом, іноді з підвищеним вмістом піску. Значно переважає фракція грубого пилу (0,01-0,05 мм), вміст якої коливається в межах 48-75%.

Профіль опідзолених ґрунтів диференційований за вмістом мулу, максимальне накопичення якого наявне в середній частині профілю ясно-сірих опідзолених ґрунтів Куликівського пасма і сірих опідзолених Малехівського пасма. Суттєво не змінюється розподіл гранулометричних частинок у профілях ґрунтів в процесі їх сільськогосподар­ського освоєння.

Опідзолені ґрунти Пасмового Побужжя характеризуються добре вираженою мікроструктурою, що відзначається високою водотривкістю. Високий фактор диспер­сності у верхніх горизонтах цілинних ясно-сірих опідзолених ґрунтів Куликівського пасма і сірих опідзолених ґрунтів Малехівського пасма зумовлений переважанням у складі гумусу фульвокислот, що не створює сприятливих умов для мікроагрегації. Потенційна здатність до оструктурення гумусових горизонтів освоєних ґрунтів є вищою, порівняно з тими ж горизонтами цілинних ґрунтів.

Найкращу структуру серед досліджуваних орних ґрунтів Пасмового Побужжя мають чорноземи опідзолені глеюваті Дмитровицького пасма. Низький рівень агрокуль­тури ґрунтів зумовив збільшення в орних шарах вмісту брилуватих агрегатів, зменшилася водотривкість агрегатів. Досліджувані сірі опідзолені ґрунти Малехівського пасма знаходяться у приватному секторі, де рідко використовується важка техніка, регулярно вносяться органічні добрива, що пояснює кращу оструктуреність цих ґрунтів порівняно з темно-сірими опідзоленими ґрунтами Смереківського пасма, які зазнають механічного руйнування при їх обробітку важкою сільськогосподарською технікою.

Чорноземи опідзолені Дмитровицького пасма і темно-сірі опідзолені ґрунти Смереківського пасма відзначаються найнижчими значеннями щільності твердої фази (2,54-2,60 г/см3 в межах гумусового горизонту), що пояснюється значним вмістом гумусу по всьому профілю цих ґрунтів. За класифікацією щільності будови орних ґрунтів М. Качинського (1965) опідзолені ґрунти території досліджень характеризують­ся як середньо щільні (1,28-1,37 г/см3 в шарі 0-20 см).

Величина загальної шпаруватості орних шарів є нижчою 50%. Найвища шпару­ватість (52-66%) відзначена у верхніх горизонтах цілинних ґрунтів, крім того, половина усіх шпар – шпари аерації. Результати досліджень свідчать, що тривале сільськогоспо­дарське використання опідзолених ґрунтів зумовлює ущільнення верхніх горизонтів і зменшення шпарового простору.

Фізико-хімічні властивості ґрунтів

            Результати досліджень показали, що опідзолені ґрунти Пасмового Побужжя характеризуються високими показниками ємності катіонного обміну, переважанням кальцію в складі увібраних катіонів. Ступінь насичення основами змінюється від 40-60% у верхніх горизонтах цілинних ясно-сірих і сірих опідзолених ґрунтів Куликів­ського і Малехівського пасом до 87-95% в орних опідзолених ґрунтах. Сільськогоспо­дарське освоєння позитивно вплинуло на ємність катіонного обміну та склад увібраних катіонів ясно-сірих і сірих опідзолених ґрунтів. За цими показниками окультурені ясно-сірі опідзолені ґрунти Куликівського пасма наближаються до сірих опідзолених.

Переважаюче утворення з лісової підстилки фульвокислот є причиною дуже високої кислотності верхніх горизонтів цілинних ясно-сірих опідзолених ґрунтів Куликівського пасма (рН сольове – 3,5-3,6) і сірих опідзолених ґрунтів Малехівського пасма (рН сольове – 3,4-3,7). У верхніх горизонтах орних ясно-сірих опідзолених ґрунтів рН сольове становить 5,1-5,5, сірих опідзолених ґрунтів – 5,7-6,0.

Вивчено динаміку величини рН сольового в орному шарі опідзолених ґрунтів Пасмового Побужжя за 40 років. Не відзначено суттєвих змін у кислотності ґрунтів за цей період, що зумовлено, очевидно, проведенням агрохімічних меліорацій, зокрема, вапнуванням кислих ґрунтів.

Унаслідок окультурення ясно-сірих опідзолених ґрунтів у 3-5 разів знизилася їхня гідролітична кислотність (до 1,8-2,2 ммоль/100 г ґрунту). Дуже високою (7,9-11,6 ммоль/ 100 г ґрунту) є гідролітична кислотність у верхніх горизонтах сірих опідзолених ґрунтів під лісом, тоді як в освоєних аналогах цих ґрунтів вона більше як у 5 разів нижча. Низькою гідролітичною кислотністю відзначаються темно-сірі опідзолені ґрунти і чорноземи опідзолені.

Гумусовий стан ґрунтів

У цьому розділі узагальнено літературні дані щодо гумусового стану ґрунтів, розглянуто проблеми номенклатури гумусових речовин (Л.Александрова, 1975, 1980, І.Тюрін, 1951, М.Кононова, 1963, Д.Орлов, 1975, 1990, М.Лактіонов, 1998), гіпотези гуміфікації (В.Фляйг, 1964, Л.Александрова, 1980, М.Кононова, 1972, Д.Орлов, 1992), окреслено нерозв’язані на сьогодні завдання у вивченні гумусу, вказано на зміни, яких зазнає гумус при окультуренні цілинних ґрунтів.

Гумусовий стан ґрунтів – це сукупність різних форм, хімічного складу і процесів трансформації та міграції органічних речовин у генетичному профілі ґрунтів (Л.Грі­шина, 1986). Для оцінки гумусового стану опідзолених ґрунтів Пасмового Побужжя ми використали систему показників гумусового стану, розроблену Л.Грішиною та Д.Орло­вим (1978, 1981).

Географо-генетичні особливості гумусового стану опідзолених ґрунтів Пасмового Побужжя

Гумусовий профіль опідзолених ґрунтів відзначається складною будовою. Ясно-сірі опідзолені ґрунти Куликівського пасма досліджувалися під вторинним грабовим лісом. Лісова підстилка малопотужна – 2 см. Вміст гумусу дуже низький. Зниження вмісту гумусу в освоєних ясно-сірих опідзолених ґрунтах пов’язане із приорюванням горизонту Еh, зменшенням надходження органічних решток і посиленням мінералізації гумусу. За показниками гумусового стану запаси гумусу у ясно-сірих опідзолених ґрунтах дуже низькі і сягають у ґрунтах під лісом 28,3 т/га в шарі 0-20 см і 93,8 т/га в метровому шарі, в ґрунтах на перелозі, відповідно, 42,3 і 102,9 т/га.

Сірі опідзолені ґрунти Малехівського пасма досліджувалися під грабово-дубово-сосновим лісом із середньопотужною лісовою підстилкою (3 см). Крива розподілу гумусу має регресивний характер у верхній частині профілю. Найвищий вміст гумусу (2,78%) відзначений у шарі 0-10 см, нижче по профілю вміст гумусу помітно зменшується, відзначене незначне його збільшення в ілювіальному горизонті - до 1,26%.

У профілі орних сірих опідзолених ґрунтів розподіл гумусу є більш рівномірним. Суттєво знизився вміст гумусу в шарі 0-10 см, відзначено накопичення гумусу в НЕ і верхній частині Іеh горизонтів, що підтверджено статистично. Запаси гумусу становлять у шарі 0-20 см – 51,7 т/га, в шарі 0-100 см – 185,0 т/га (низькі), а в орних аналогах ґрунтів, відповідно, – 48,4 т/га (дуже низькі) і 183,2 т/га (низькі).

Вміст гумусу у профілі темно-сірих опідзолених ґрунтів Смереківського пасма рівномірно знижується до ґрунтоутворюючої породи і характеризується як дуже низь­кий. Його запаси низькі в шарі 0-20 см (52,8 т/га) і в метровій товщі (166,8 т/га).

Найвищою акумуляцією гумусу відзначаються чорноземи опідзолені глеюваті Дмитровицького пасма. В орному шарі цих ґрунтів вміст гумусу сягає 2,93-2,99% (низький), поступово знижується до ґрунтоутворюючої породи. Середній вміст гумусу в метровій товщі ґрунтів становить 2,15%. Запаси гумусу у верхньому шарі характеризуються як низькі і становлять 78,7 т/га, в шарі 0-100 см – середні (296,7 т/га).

Обчислено показники реакційної здатності гумусу (ПРЗГ), що визначаються ємністю вбирання 1% гумусу (М.Лактіонов, 1998). Найвищі значення ПРЗГ характерні для орних опідзолених ґрунтів території досліджень, тобто гумус сільськогосподарсько освоєних ґрунтів здатний утримувати значно більше катіонів у ввібраному стані. Це свідчить про те, що, незважаючи на зниження вмісту загального гумусу у верхньому ша­рі ґрунтів (0-30 см), в агрономічному відношенні його якість в орних ґрунтах є вищою.

Виявлено високу позитивну кореляцію між вмістом гумусу і валового азоту у профілях досліджуваних ґрунтів. У ясно-сірих опідзолених ґрунтах Куликівського пасма найвищий вміст азоту сягає 0,13%, у чорноземах опідзолених глеюватих Дмитровиць­кого пасма – 0,30%. Одним із важливих показників гумусового стану ґрунтів є збагаченість гумусу азотом, що виражається відношенням С:N. Збагаченість гумусу азотом середня і висока у верхніх шарах ясно-сірих і сірих опідзолених ґрунтів під лісом (Куликівське та Малехівське пасмо) – С:N - 5,2-9,5. Гумусові горизонти орних опідзо­лених ґрунтів відзначаються дуже високою і високою збагаченістю гумусу азотом (4,3-7,6). У сільськогосподарсько освоєних ясно-сірих та сірих опідзолених ґрунтах збільшуються запаси валового азоту.

Якісний стан гумусу. Цілинні ясно-сірі опідзолені ґрунти Куликівського пасма характеризуються гуматно-фульватним типом гумусу. Найвищий вміст фульвокислот (ФК) (43,6-47,3%) відзначений у елювіальному слабогумусованому горизонті, що співпадає із мінімальним співвідношенням Сгк:Сфк у профілі (0,6) (рис. 1). Ступінь гуміфікації органічної речовини – середній (24,9-29,8%) у гумусовому елювіальному горизонті – високий (34,6%). Вміст фракції ГК-1, що представлена, в основному, бурими гуміновими кислотами, низький – 26,1%-38,5% до суми гумінових кислот (ГК). Верхні горизонти ґрунту збіднені гуматами кальцію, які накопичуються в ілювіальному гори­зонті, що корелює із збільшенням вмісту кальцію та мулу. Так, вміст фракції ГК-2 сягає у верхніх горизонтах цілинних ясно-сірих опідзолених ґрунтів Куликівського пасма 20,5-27,1% до суми ГК (низький) та 42,8-47,9% до суми ГК в ілювіальному горизонті (середній). Високим по всьому профілі ясно-сірих опідзолених ґрунтів є вміст гумінових кислот, міцно зв'язаних з мінеральною частиною ґрунтів - 28,5-41,3% до суми ГК.