РОЗДІЛ 1. Солонцеві ґрунти, їх властивості та продуктивність, напрями еволюції (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

За визнанням багатьох ґрунтознавців [3,7,18,47,76,98,106,154,218,271], солонцеві ґрунти належать до найбільш складних природних утворень, тому багато питань їх ґенези та меліорації, не дивлячись на тривалу історію їх дослідження, залишаються до цього часу недостатньо вивченими [188].

Класичні дослідження К.К. Гедройця, щодо походження солонців та встановлена ним колоїдно-хімічна природа утворення солонцевого горизонту з визнанням вирішальної ролі увібраного натрію [32], була визнана багатьма вітчизняними та зарубіжними дослідниками [3,18,47,76,98,1 06,154,218,268,271]. Однак, як було встановлено пізніше, утворення солонців з солончаків не є універсальним, а обмінний натрій є не єдиною причиною високої дисперсності колоїдів. Широке розповсюдження у межах посушливих зон малонатрієвих солонців і солонцюватих ґрунтів з характерними ознаками так званої фізичної солонцюватості дозволило стверджувати, що причини прояву солонцевого процесу різні не дивлячись на загальність ряду несприятливих властивостей, що проявляються у ґрунті під час його розвитку та однотипний характер утворюваного профілю [3,98,121,152,174,184,187,188]. Таким ґрунтам притаманні усі ознаки негативних водно-фізичних та агрономічних властивостей (ущільненість, знеструктурення, слабка водопроникність та ін.), збільшений вміст мулистої фракції та підвищений вміст обмінного магнію в ілювіальному горизонті [18,46,56,76,106,121,154,184,188]. Генезис малонатрієвих солонців і солонцюватих ґрунтів з ознаками фізичної солонцюватості складний і до цього часу не знайшов всебічного пояснення [188].

Вперше уявлення про фізичну солонцюватість ґрунтів посушливої зони було обґрунтовано у роботі М.А.Дімо та Б.А.Келлера (1907) [184]. Проведені у подальшому дослідження у Нижньому Поволжі, Казахстані [7,18,20,184,213,219,224], в районі Саскачевану (Канада), у західних штатах США [268], в Угорщині [271] також виявили наявність фізичної солонцюватості у ґрунтах цих регіонів. Для умов півдня України такі ґрунти було описано у роботах О.М.Можейка [154], Г.М.Самбура [218], С.П. Семенової-Забродіної [222] та інших дослідників [91,100,170,200,218].

На думку ряду авторів [20,98,191,267] фізична солонцюватість малонатрієвих солонців викликана впливом великої кількості обмінного магнію в сполученні з натрієм, оскільки обмінний магній посилює пептизуючу дію натрію. Було запропоновано ( І.Я. Половицький (1968); Н.В. Градобоєв (1972), М.С. Floate (1961) та ін.) відносити до солонців ґрунти, у яких сума увібраного магнію та натрію дорівнює або перевищує 50 % від ємності обміну. Надаючи великого значення увібраному магнію у формуванні несприятливих агрофізичних властивостей ґрунтів Ellis і Goldwel, 1935, а потім І.М.Гоголев та І.М.Волошин (1968) ввели поняття про магнезіальні солонці (увібраного магнію 25% і більше від ємності вбирання), як самостійний рід магнієвих солонців, подібних до натрієвих солонців [184,244]. Ця точка зору була підтримана рядом дослідників (М.Д.Градобоєв, 1966; І.Я.Половицький, 1967,1970; Float, 1961; К.П.Богатирьов,1958; О.В.Лобова, 1960). Проте роботи інших авторів показали, що магній не погіршує фізичних властивостей ґрунтів і не підвищує їх дисперсність (Сушко С.А., 1932; Мамаєва Л.А., 1966; Smith H.V., 1949 та ін.), а справляє лише негативний фізіологічний вплив на розвиток рослин [184,188,190,212,244].

Дослідженнями О.М.Можейка встановлено [154], що у солонцюватих ґрунтах каштанової зони України, підвищений вміст обмінного магнію спостерігається, як правило, у підорному ілювіальному горизонті, але кількість його незначна, тому пояснити ним солонцюватість усіх ґрунтів півдня України неможна. Відкидаючи роль магнію у солонцеутворенні О.М.Можейко вважає, що причиною солонцюватості є увібраний натрій, його незначний вміст у солонцевому горизонті автор пояснює вимиванням значної кількості натрію вглиб низхідними токами води. Виходячи з цього О.М.Можейко та Т.К. Ворітник стверджують, що солонцюватість каштанової зони України є залишковою, а причиною солонцюватості цих ґрунтів є обмінний натрій, кількість якого у процесі розсолонцювання зменшується [155]. Інші автори назвали такі ґрунти „реліктовими солонцями” [3,4,106].

Малонатрієвим солонцям притаманні усі характерні ознаки типових багатонатрієвих солонців: безструктурність і набрякання маси ілювіального горизонту у вологому стані, повільне настання стиглості ґрунту при набряканні (і, як наслідок, фізіологічна сухість), слабкий повітрообмін, сильне стиснення і розтріскування ґрунтової маси у сухому стані, різка диференціація профілю за механічним складом і т.д. [7,188,190,212,244]. Це вказує, на думку різних авторів [98,162,184,188,199,200,202], на можливість сучасного (а не лише реліктового) утворення малонатрієвих солонців, при цьому високий вміст увібраного магнію підтверджує його активну роль у солонцевому процесі.

У дослідженні проблеми солонцеутворення рядом авторів [184,189,190,244] сформульована роль гідрофільних колоїдів. Згідно цієї теорії (Андрєєв Б.В. 1955; Гончарова Н.А., 1969; Келлерман В.В., 1972) несприятливі властивості малонатрієвих солонців обумовлені наявністю підвищеного вмісту гідрофільних продуктів взаємодії ґрунту з розчинами солей і накопиченням так званих гальміролізних мінералів, які утворюються в сольовому середовищі і відносяться до нестійких при опрісненні. При цьому обмінний натрій є не причиною, а наслідком утворення солонців при звільненні в процесі руйнування кристалічної решітки його мінералів. Інші дослідження ( Панов Н.П., Гончарова Н.А., 1969, 1972; Градобоев Н.Д., 1971 та ін.) вказують на провідну роль у розвитку багато- і малонатрієвих солонців різних гелів та гідрофільного мулу. Велике значення при цьому відводиться також колоїдним формам кремнезему [188,191].

Згідно іншої теорії, у формуванні специфічного профілю солонців, можуть брати участь рухомі сполуки кремнію, алюмінію, заліза, кальцію, магнію, натрію, калію [165,16,232]. Із збільшенням солонцюватості ґрунту вміст рухомих сполук збільшується в ілювіальному шарі, тоді як у зональних ґрунтах розподіл їх по профілю однорідний. У дослідженнях [165,169,218] зазначається, що установлений пептизуючий вплив обмінного натрію на ґрунтові колоїди більшою мірою залежить від складу глинистих мінералів, їх дисперсності та гідрофільності, аморфних речовин, складу органічної речовини та характеру його звязку з мінеральною частиною ґрунту. Останнє відіграє особливо важливу роль в утворенні солонців [188].

Враховуючи велику різноманітність солонцевих ґрунтів та умов їх формування, М.П.Панов пропонує розглядати розвиток цих ґрунтів виходячи з визнання теорії полігенезу [188]. Такий підхід обумовлює необхідність диференціації способів їх окультурювання та відтворення родючості.

В залежності від генезису і властивостей різних видів солонцевих ґрунтів для умов України вченими запропонований диференційований комплекс заходів з підвищення їх родючості [161,170,210,212,227]. При цьому доцільність меліорації, її вид, технологія, визначаються з урахуванням фізико-хімічної солонцюватості ґрунтів, ступеня і хімізму їх засолення, глибини залягання карбонатів кальцію і гіпсу, підґрунтових вод, кліматичних умов, строкатості (комплексності) ґрунтового покриву, специфіки сільськогосподарського використання [227]. Основні способи меліорації солонцевих ґрунтів були сформовані ще у 50-х роках ХХ століття. Це хімічна меліорація, меліорація за рахунок внутрішньогрунтових запасів кальцієвих солей (меліоративна плантажна оранка), глибокий обробіток зі збереженням на місці генетичних горизонтів (землювання) та фітомеліорація [53,170,212].

З прийомів хімічної меліорації в Україні, більшості країн СНД та за кордоном найбільший розвиток одержало гіпсування [3,18,98,156,170,220,227,244,271,273,274]. Цей захід має два аспекти: це основний прийом меліорації глибокогіпсових і глибококарбонатних солонців і допоміжний прийом при комплексній меліорації середньо- та багатонатрієвих висококарбонатних ґрунтів. Гіпсування є основним напрямком меліорації солонцевих ґрунтів Лісостепової зони України [68,161,170,210,227]. Теоретичною основою гіпсування в Україні і світі є концепція К.К. Гедройця про провідну роль обмінного натрію в солонцевому процесі ґрунтоутворення [32]. Дія гіпсу виявляється в тому, що внесений кальцій витискує обмінний натрій з ґрунтового вбирного комплексу, створюється перевага іонів кальцію у ґрунтовому розчині, внаслідок чого зменшується рухомість ґрунтових колоїдів (гумусу, глини та ін.), нейтралізується лужність, і створюються умови для окультурення ґрунту [25,47,53,99,210,220,227,244]. Як показали багаторічні дослідження, з внесенням гіпсу в солонцеві ґрунти поліпшуються їх агрономічні властивості, знижується лужність, підвищується доступність для рослин поживних речовин, зменшується токсичність рухомих форм заліза й алюмінію, активізуються мікробіологічні процеси, підвищується врожайність сільськогосподарських культур [210,244]. Однак, як встановлено численними дослідженнями, гіпсування є недовготривалим заходом і потребує повторення кожні 5-7 років [170,244].

У Степовій зоні в умовах незрошуваного землеробства ефективність гіпсування на солонцях і солонцевих ґрунтах нейтрального засолення дещо нижча, через нестачу вологи у ґрунті, а отже, низьку розчинність гіпсу та накопичення продуктів обмінних реакцій у кореневмісному шарі. Гіпсування в цій зоні більш доцільне при проведенні додаткових заходів з вологонакопичення і, особливо, при зрошенні, що забезпечує промивний режим верхнього шару ґрунту [75,76,155,170,210,212,227]. На малонатрієвих солонцях, де карбонати кальцію (або гіпсоносні горизонти) знаходяться на порівняно невеликій глибині, найбільш доцільно застосовувати агробіологічні способи меліорації, основою якого є меліоративна плантажна оранка [95, 123,170,223,227].

Меліорація солонців-солончаків з близьким заляганням підґрунтових вод передбачає застосування комплексу заходів, до яких входять дренаж, глибоке розпушування, внесення хімічних меліорантів, підвищених доз органічних та мінеральних добрив, посів соле- та солонцестійких культур [68,212].

На заплавних терасах південного Лісостепу з близьким заляганням підґрунтових вод доцільно застосувати агротехнічні і біологічні засоби окультурювання ґрунтів - безполицевий обробіток, висів соле- та солонцестійких трав, а в місцях з рівнем підґрунтових вод нижче 2 м - гіпсування, внесення фізіологічно кислих добрив [68].

Проте із самого початку земельної реформи (1991 рік) і до теперішнього часу меліорація солонцевих ґрунтів утратила свою привабливість через високу енергозатратність та відсутність необхідної державної фінансової підтримки. За цей період не тільки меліоративний, а майже всі необхідні обсяги робіт з відтворення родючості солонцевих ґрунтів істотно зменшились. Це призвело до відновлення несприятливих властивостей солонцевих ґрунтів та зниження врожайності сільськогосподарських культур [215,227].

Зміни соціального устрою держави та перехід на ринкові засади агрогосподарювання спонукав до перегляду існуючої технологічної моделі меліорації солонцевих ґрунтів. Головною вимогою раціонального використання солонцевих ґрунтів України у сучасних умовах слід вважати необхідність у ландшафтно-геохімічній оцінці їх утворення і поширення та адаптивного застосування традиційних і нових енергозбережувальних заходів меліорації [227]. З урахуванням екологічної ситуації та принципів ресурсозбереження, з метою створення високопродуктивних екологічнозбалансованих агроландшафтів вченими України запропоновано виділити 5 груп солонцевих земель, що потребують проведення певних меліоративних заходів та різних систем їх використання [10, 212, 227,235].

У контексті проведення земельної реформи в системі заходів з ренатуралізації агроландшафтів у районах поширення солонцевих ґрунтів у найближчій перспективі сильносолонцюваті ґрунти та солонцеві комплекси, де плями солонців займають 50 % і більше, пропонується вилучити з ріллі для запровадження на них культурних пасовищ та сіножатей. Хімічну меліорацію пропонується здійснювати на солонцевих ґрунтах, що добре піддаються цьому заходу, а в умовах Сухого Степу хімічну меліорацію слід проводити тільки на зрошуваних землях. На солонцевих ґрунтах з неглибоким заляганням карбонатів доцільно застосовувати меліоративну плантажну оранку, а на слабосолонцюватих ґрунтах без плям солонців або комплексах з плямами до 10 % можна відмовитися від меліорації [227].

Головною особливістю сучасного розвитку ґрунтів, на думку ряду авторів [74,142,145,159,173,229,230,231], є їх антропогенна трансформація, яка являє собою широку групу процесів перетворення ґрунтів, прямо чи опосередковано обумовлених діяльністю людини. До цього часу у літературі немає одностайної думки щодо розвитку ґрунтотворних процесів при залученні ґрунтів до сільськогосподарського використання. Ґрунтотворний процес, його зміст і направленість прийнято розглядати головним чином у залежності від природних чинників - клімату, рельєфу, ґрунтотворної породи, часу. У такому ж звязку, як правило, оцінюються властивості ґрунту й основні режими. Антропогенний чинник, зазвичай, враховується, але його роль частіше за все зводиться лише до коректування природного ґрунтотворного процесу [145].

Як правило, суттєві зміни, яких зазнали ґрунти під впливом антропогенного навантаження не знаходять адекватного відображення в інтерпретації основного зонального процесу ґрунтоутворення [96,142,143,145,147,158,159,229]. Більшість дослідників вважають, що в орних ґрунтах протікають природні зональні процеси ґрунтотворення, що принципово не відрізняються від ґрунтотворного процесу під природною рослинністю [75,115,196,198]. Однак, інші, навпаки, вказують на глибокі, докорінні зміни, що відбуваються у природному процесі ґрунтотворення при сільськогосподарському використанні ґрунтів [85,95,124,131,153,272]. Так, на думку В.Д.Мухи, ґрунтотворний процес в орних ґрунтах слід розглядати не як просто природний, а як особливий природно-антропогенний, чи культурний. При цьому розвиток культурного ґрунтотворного процесу, у залежності від характеру господарської діяльності, може протікати по-різному і не однаково впливати на склад і властивості ґрунту [158,159].

У дослідженнях останніх років, агроперетворені ґрунти пропонується розглядати як самостійні утворення, що являють собою результат найновішого етапу еволюції і відповідають типовому рівню [69,124,125,126,127,131,159]. Так, зокрема, зроблено у новій класифікації ґрунтів Росії [125]. Згідно такого підходу, агрогенне ґрунтотворення починається з імпактного механічного впливу на верхню частину профілю з руйнацією її природного складення. Заміна природної рослинності на культурну, регулярне механічне перемішування верхнього шару ґрунту, внесення органічних і мінеральних добрив, меліорантів призводить до істотних зсувів у водному та тепловому режимах, біохімічних реакціях, складі ґрунтового повітря і таке інше [126,127]. У результаті вступають у дію процеси послідовного перетворення ґрунтової маси, що призводить до часткової втрати багатьох природних властивостей і формування нових. Відбувається структурна переорганізація ґрунтової маси, зміни її речовинного складу, водно-фізичних, фізико-хімічних, хімічних і біологічних властивостей. Специфікою процесів антропогенної трансформації на сучасному етапі еволюції ґрунтів є їх висока активність та короткий час реалізації. При цьому надбані ґрунтові ознаки відзначаються або нестійкістю, або, навпаки, практичною невідновлюваністю морфогенетичних властивостей [125].

На думку групи дослідників [124,127,131,159,233], такий підхід не суперечить принципам генетичного ґрунтознавства, бо агроґрунти відрізняються від цілинних аналогів морфологічною будовою профілю (формується новий агрогенно-перетворений горизонт з певними властивостями, що відрізняються від природних властивостей) і функціонують в принципово інших умовах штучно створених агроекосистем [159].

Інтенсивність змін ґрунтотворних процесів в агроперетворених ґрунтах у значній мірі визначається ступенем порушення профільної будови. [85,95,124,131,153]. Відносно профілю вихідного природного ґрунту пропонують виділяти наступні напрямки еволюції розораних ґрунтів [84]:

агрогенно-природну, коли в ґрунті визначальними залишаються процеси, властиві природному ґрунту, але декілька модифіковані.

власне агрогенну, коли в ґрунті різко посилюються чи виникають процеси, що відсутні в природному ґрунті чи ті, що не відіграють в природному ґрунті діагностуючу роль, в результаті чого формується новий профіль.

еволюцію «конструювання», коли створюється новий ґрунтовий профіль, шляхом поступового додавання твердої фази в орний шар.

Численними дослідженнями встановлено, що в результаті залучення солонцевих ґрунтів до сільськогосподарського використання (розорення) значно змінюється потужність солонцевого горизонту, але він зберігає своє розташування у профілі, відбувається деяка зміна властивостей ґрунтів, що свідчить про руйнацію існуючої природної рівноваги між ґрунтотворними процесами у ґрунтах до їх розорення. У цьому випадку розорані ґрунти, як і раніше, ідентифікуються як солонці [9,37,95,123,132,159,196,198,241,263].

Розораним солонцям притаманне зменшення вмісту легкорозчинних солей у верхній частині профілю, деяке збільшення вмісту фракцій міцнозвязаного і зменшення суми фракцій агрегованих мулів у солонцевому горизонті, зменшення ступеня пептизованості. Карбонатний і гіпсовий профілі цих ґрунтів змінюються слабо [123,134,137,138,].

Розорення і звичайне сільськогосподарське використання солонцевих ґрунтів призводить до зниження вмісту гумусу у верхніх шарах [2,16,31,36,108,131,152,197,203]. Зменшення відсоткового вмісту гумусу у орному шарі пропонується розглядати не тільки як власне втрати гумусу, але і в неменшій мірі, як результат механічного перемішування гумусово-елювіального горизонту з менш гумусованими нижніми горизонтами [8,108,109,131,201].

Дослідженнями І.М.Любімової встановлено, що порівняно з цілинними солонцями, у розораних солонцях Поволжжя за 24 роки їх використання у ріллі вміст увібраного натрію у шарі 0-10 см зменшився з 21,3 % до 1,8 %, а у солонцевому горизонті з 27,8 % до 6,8 %. В цілому ґрунтам притаманний ряд процесів, що призводять до розсолонцювання ґрунту, але повного розсолонцювання ґрунтів з деградацією солонцевого горизонту не відбувається, що пояснюється присутністю у профілі власне солонцевого горизонту, який виявляє суттєвий вплив на процеси вологоперенесення у цих ґрунтах [131].

Найбільш вагомі зміни у протіканні ґрунтотворного процесу у солонцевих ґрунтах, на думку різних авторів, спостерігаються при порушенні їх профільної будови з руйнацією типоутворюючого солонцевого горизонту. Такий результат досягається, зокрема, при проведенні меліоративної плантажної оранки, яка, як встановлено численними науковими дослідженнями і практикою господарств, є найбільш ефективним засобом меліорації солонцевих ґрунтів степових і напівпустельних районів [9,91,93,95,116,123,131,139,152,170,223,244,266].

В Україні перші дрібноділянкові досліди з виявлення ефективності глибокої плантажної оранки, як засобу меліорації каштанових солонців були закладені О.М.Можейко у 1931 році на Чонгарському дослідному пункті. Дослідження показали можливість використання карбонату кальцію для меліорації каштанових ґрунтів. Облік урожаю при цьому не проводився, однак відзначалося, що найкраще зростання люцерни давали ділянки з оранкою на глибину 50 см [170].

Вивчення дії плантажної оранки на властивості солонцевих ґрунтів на півдні України було розпочато у перших стаціонарних дослідах, закладених з цією метою С.П.Семеновою-Забродіною у 1939 році. Суттєве покращання агрофізичних властивостей і значне збільшення врожайності сільськогосподарських культур під впливом меліоративної плантажної оранки на глибину 55-60 см, дозволили їй першій довести, що плантажна оранка є ефективним засобом меліорації автоморфних солонцевих комплексів півдня України з глибоким заляганням підґрунтових вод у незрошуваних умовах [170]. Згодом подібного висновку дійшов і Г.М.Самбур, ґрунтуючись на результатах своїх дослідів, закладених у 1953 році і пізніше [218]. Разом з тим, слід зазначити, що І.М. Антипов-Каратаєв, що проводив у Заволжі досліди з меліорації солонців в умовах зрошення, зробив висновок про неможливість позитивної дії плантажу у незрошуваних умовах [3,4,170].

В подальшому в різні роки вплив меліоративної плантажної оранки на властивості солонцевих ґрунтів зони Сухого Степу у зрошуваних та незрошуваних умовах та тривалість її післядії вивчали М.М.Лаврентьєв, З.І.Неред, І.Л.Колесник та Б.І.Лактіонов, Г.В.Новікова, Г.М.Пікуза, Н.Ю.Гаврилович, Ю.Є.Кізяков, К.М.Кухтєєва та інші [89,93,123,170,175,193].

При проведенні плантажної оранки перемішуються надсолонцевий, солонцевий (ілювіальний) та частка перехідного (підсолонцевого) горизонту, а карбонати кальцію, які містяться в перехідному горизонті, розподіляються в меліорованому шарі [90,95,112,135,151,176,177,178]. На місці колишніх генетичних горизонтів, на думку І.М.Любімової, утворюється поліморфонний шар, який слід розглядати як єдиний агрогенно-перетворений (турбурований), гетерогенний горизонт, що складається з суміші часток різного складу та розміру, які виділяються і через 25-30 років після проведення меліорації [112,135]. Будова меліорованих солонців, набута ними відразу після проведення меліоративного обробітку, поступово змінюється. Напрямок і ступінь цих змін залежить від вихідної трансформації профілю та характеру і тривалості постмеліоративного використання цих ґрунтів. Та все ж на 25-30 рік використання плантажованих солонцевих ґрунтів Поволжжя у профілі не спостерігається ілювіювання мулистих фракцій і формування солонцевих чи солонцюватих горизонтів. Профіль подібних ґрунтів вже не можна віднести до типу елювіально-ілювіальних профілів [135]. Вивчаючи післядію меліоративної понатажної оранки на властивості та продуктивність солонців каштанових глибоких півдня України Ю.Є.Кізяков зробив висновок, що ці ґрунти набувають принципово нової будови і комплексу зовнішніх ознак сформованих генетичних горизонтів, які відображають специфіку цього засобу меліорації [95]. Разом з тим, дослідженнями А.Ф.Большакова виявлено, що на 10 рік післядії плантажної оранки відбувається відновлення солонцевого профілю у багатонатрієвих солонцях Прикаспію [18]. Подібний висновок зробив М.І.Полупан, вивчаючи 25 річну післядію меліоративної плантажної оранки на лучно-каштанових солонцях півдня України. Зокрема, дослідженнями встановлено, що плантажна оранка не нівелює морфогенетичні параметри і властивості досліджуваних ґрунтів і в цілому вони зберігаються. При цьому формуються два типи профілів: поверхневий, коли солонцевий горизонт розпочинається з поверхні, і глибокий - при заляганні його в середній частині, що залежить від вихідної потужності солонцевого горизонту. Якщо він простягається на глибину 50-60 см, то утворюється перший тип, а якщо на глибину 35-45 см - то другий [201].

Трансформації морфологічної будови профілю обумовлюють істотні зміни агрофізичних властивостей солонцевих ґрунтів. У наслідок переміщення генетичних горизонтів більшістю дослідників відзначається вирівнювання вмісту мулистих часток по профілю. При постмеліоративному розвитку плантажованих ґрунтів не спостерігається ілювіювання мулистого матеріалу і формування солонцевих чи солонцюватих горизонтів цих ґрунтів [123,131,152,166,168,175,184,193]. Але в окремих роботах підкреслюється, що загальна вихідна особливість розподілу мулу все ж таки зберігається, не дивлячись на деяке вирівнювання мулистих часток. Нижня частина плантажованого шару, як правило, містить менше мулу, ніж вихідні ґрунти на цій глибині, що повязане з переміщенням при плантажуванні верхніх облегшених горизонтів вниз [201].

Дослідження характеру змін структурно-агрегатного складу в більшості своїй вказують на збільшення кількості агрономічно цінних агрегатів під впливом меліоративного обробітку і посівів багаторічних трав як у зрошуваних, так і у незрошуваних умовах [140,152,168,175]. Крім того, в умовах зрошення, спостерігається і збільшення водостійкості агрегатів. Проведені [152] дослідження характеру змін агрегатного складу орного шару незрошуваних солонцевих ґрунтів Поволжжя під впливом меліоративного обробітку показали, що вже на 5 рік використання меліорованих ґрунтів їх агрегатний склад суттєво покращується. Це відбувається під впливом кращого розвитку кореневих систем рослин і збагачення ґрунту органічною речовиною [152,244]. Однак, при вивченні плантажованих світло-каштанових комплексів А.Ф.Вадюніна (1970) не спостерігала суттєвого покращання структури ґрунту навіть при культурі житняку, хоча інші фізичні параметри покращувалися [23].

Різними авторами відзначається, що меліоративний обробіток солонцевих ґрунтів призводить до зменшення щільності складення ґрунту [87,91,123,145,152,175,193], однак у літературі немає одностайності щодо тривалості такого результату. Зазвичай, у перші 3-5 років відбувається поступове осадження зораної пухкої маси, обособлення орного шару і ущільнення нижньої частини меліорованого шару, змінюються водно-фізичні умови, спостерігається деяке зменшення швидкості фільтрації, величини промочення, збільшення щільності меліорованого шару [131,201]. Як правило, цей етап приймається за закінчення дії меліоративного заходу. Зокрема дослідженнями [18] встановлено, що у стовпчастих солонцях глибокий обробіток покращує водно-фізичні властивості тільки в рік їх освоєння, в наступні роки відбувається ущільнення ґрунту, відновлення морфологічного профілю солонцевих ґрунтів, що призводить до збільшення щільності складення, зменшення загальної пористості ґрунту вже на другий рік меліоративного освоєння. Разом з тим, у більшості досліджень констатується, що щільність складення плантажованих ґрунтів на 0,1-0,2 г/см³ нижче ніж на неплантажованих аналогах і вона не відновлюється до вихідного стану протягом тривалого періоду післядії. Навіть у зрошуваних умовах по фону меліоративної оранки в шарах, глибше 20 см спостерігається більш рихле складення порівняно з контролем [87,91,123,145,152,175,193]. В результаті зменшення щільності складення, у меліорованих ґрунтах підвищується шпаруватість та покращується фільтраційна здатність, підвищується гігроскопічність, вологоємність, водопроникненість, що обумовлює збільшення активної вологи у ґрунті [87,91,145, 175,193].

Розущільнення, і як наслідок, покращання водно-фізичних властивостей солонців виявляють позитивний вплив на характер пересування водорозчинних солей по всьому ґрунтовому профілю. Збільшення запасів вологи та її капілярно-ґрунтове пересування з поверхні ґрунту вниз обумовлює розчинення і вимивання солей в товщу ґрунту. Величина і швидкість їх вимивання залежать головним чином від ступеня дисперсності ґрунтових часток, структурних властивостей і від складу самих солей в ґрунті [184]. Більшість дослідників відзначають значне зниження вмісту токсичних солей, вимивання хлоридів, зменшення вмісту водорозчинного натрію по усій товщі меліорованого шару вже в перші роки після проведення меліоративної плантажної оранки [13,86,123,131,175,193,223,224,226,]. Окремі дослідження констатують інтенсивне розсолення солонців на глибину до 3 метрів[184,224,225]. Численними дослідженнями встановлено, що на фоні вимивання легкорозчинних солей обмінний натрій активно заміщується на кальцій, тобто відбувається розсолонцювання ґрунту [38,86,107,123,175,224]. Однак, вивчення поглинального комплексу темно- і лучно-каштанових плантажовананих ґрунтів (тривалість післядії меліоративної плантажної оранки 25 років [201,204] показало, що він характеризується яскравим складом, що повязане з кількістю переміщеної маси по профілю. Найбільша сума обмінних катіонів виявляється у верхньому шарі з її поступовим зменшенням до низу, або вона рівномірно розподіляється по профілю. Особливо різко зростає в орному шарі кількість кальцію, у підорному горизонті його кількість вирівнюється чи незначно збільшується. У 65 % випадків кількість увібраного натрію збільшується в орному шарі, а у 35 % зменшується. У підорному шарі спостерігається зворотна картина, у 65 % випадків - зменшення, у 35 % збільшення [201]. Разом з тим багаторічні (довше 15 років) спостереження за динамікою легкорозчинних солей та вмістом увібраних катіонів в агроперетворених солонцях Волгоградської області [131] показали, що ґрунтам властиве коливання рівня засолення і вмісту увібраного натрію у поглинальному комплексі меліорованого ґрунту у багаторічному циклі. Суттєвий вплив на ці процеси виявляють погодні умови.

У зрошуваних умовах процеси розсолення та розсолонцювання меліорованих ґрунтів можуть відбуватися значно швидше. Однак, ефективність меліоративних заходів в цьому випадку головним чином залежить від якості поливних вод [27,76,77,92,93,115,128,186,193,209,214,265]. Так, при застосуванні для зрошення вод першого класу, вже в перші роки знижується вміст водорозчинних солей, особливо хлоридів і сульфатів, однак тимчасово може спостерігатися підвищення лужності [136,167,175,193]. Дослідженнями Ю.Є. Кізякова встановлено, що при зрошенні темно-каштанових плантажованих ґрунтів півдня України хлоридно-натрієвими водами з мінералізацією 1 г/л позитивний вплив меліоративної плантажної оранки у перші 10-11 років незначний, але у наступні роки помітно зростає. Порівняно з контрольним варіантом у складі легкорозчинних солей темно-каштанових плантажованих ґрунтів виявлялося значно більше карбонат- та бікарбонат іонів. Вміст натрію у ґрунтах плантажованого і неплантажованого варіантів був майже однаковим, а більш високий вміст увібраного кальцію обумовлений витисканням магнію. При зрошенні водами підвищеної мінералізації (2,5-3 г/л) меліоративний ефект плантажу проявляється протягом 4-5 років, потім затухає. Ґрунтовий розчин насичується гідрокарбонатом натрію і підвищується лужність. Через 6-7 років у плантажованих ґрунтах до глибини 60 см і більше накопичується до 12-15 % натрію від ємності вбирання [92]. Щодо сольового складу та стану ґрунтового поглинального комплексу плантажованих ґрунтів після припинення їх зрошення водами 2 класу, то таких відомостей ми не знайшли.

В умовах близького залягання підґрунтових вод плантажна оранка не виявляє позитивного результату. Навпаки, відбувається підтягування легкорозчинних солей з більш глибоких горизонтів. Зокрема дослідженнями Г.В.Новікової встановлено, що плантажування лучних солонців Сухого Степу, що розвиваються на близьких (1,5-2 м) сільномінералізованих підґрунтових водах сприяє інтенсивному капілярному пересуванню легкорозчинних солей догори і сезонному засоленню ґрунту [170,171]. У ґрунтовому поглинальному комплексі протягом тривалої післядії переважає натрій [171,172].

Кількість карбонатів кальцію в орному шарі плантажованих солонцевих ґрунтів перш за все залежить від глибини оранки, глибини залягання карбонатного горизонту та кількості карбонатів кальцію у цьому горизонті. Якщо у природному стані карбонати залягають відносно глибоко (50-60 см), при плантажуванні вони не завжди бувають залучені до орного шару [201]. Карбонати, як правило, рівномірно розподіляються в орному шарі, а у підорному шарі можуть зустрічатися локально [86,123,131,193,224]. Аналіз характеру постмеліоративних карбонатних новоутворень та змін карбонатного профілю висококарбонатних ґрунтів солонцевих комплексів Поволжжя показав, що при порушенні солонцевого горизонту за умов залягання карбонатів у цілинних ґрунтах ближче 40 см, може зявлятися новий ґрунтоутворюючий процес - окарбоначування [131]. Розвиток процесу окарбоначування, на думку І.М.Любімової, стає можливим завдяки тому, що меліоративний вплив і вологонакопичувальні заходи поступово призводять до зміни глибини весняного промочування, а також до збільшення вмісту загальної і продуктивної вологи у нижній частині профілю цих ґрунтів, що призводить до поступового розчинення карбонатних новоутворень з утворенням бікарбонатів кальцію. Останні легко мігрують по ґрунтовому профілю. У посушливі періоди відбувається підтягування розчинів до поверхні і випадіння карбонатів. Таким чином, щорічні розчинення і переміщення карбонатів поступово призводять до збільшення запасів карбонатів в орному шарі меліорованих ґрунтів [133].

Дані про зміни складу органічної частини плантажованих ґрунтів досить суперечливі. Серед змін гумусового стану плантажованих ґрунтів у літературі констатується як дегуміфікація [18,97,201], так і накопичення органічної речовини [88,89,95,123,152,175,244]. Зокрема серед негативних наслідків плантажної оранки відзначається зниження родючості в перші роки після її проведення, що пояснюється переміщенням гумусованого шару на глибину 40-50 см [95,175]. Накопичування гумусу в орному шарі відбувається досить повільно. Так, зокрема, встановлено [244] на 5 рік післядії плантажної оранки спостерігається деяке збільшення кількості гумінових кислот, звязаних з кальцієм, і виявлення вільних і звязаних з трьохвалентними катіонами гумінових кислот, що сприяє покращанню структури ґрунту і стабілізує оптимальне складення верхніх горизонтів солонців. Вона також відзначає, що в зрошуваних умовах у верхніх шарах меліорованого солонцю збільшуються запаси гумусу, а в його складі помітно зростає доля гумінових кислот. На думку М.І. Полупана чіткі закономірності зміни загальних запасів гумусу у зрошуваних та незрошуваних плантажованих лучно-каштанових солонцях півдня України не встановлено в богарних і зрошуваних ґрунтах, можна лише говорити про тенденцію до його збільшення. Охарактеризовано, з одного боку, звуження відношення С_гк:С_фк, а з іншого боку розширення цього відношення [201].

Практично невивченим є поживний режим плантажованих солонцевих ґрунтів. Нечисленні дослідження цього питання в основному стосуються зміни поживного режиму у перші роки після проведення меліоративної плантажної оранки. Зокрема вказується що застосування цього меліоративного заходу призводить до помітного перерозподілу рухомих і валових форм азоту, фосфору і калію у ґрунтовому профілі, при цьому вміст їх в орному шарі знижується за рахунок залучення до нього матеріалу нижніх горизонтів, збіднених на поживні речовини [95,175]. Процес накопичення нітратного азоту у цих ґрунтах активно протікає по усій глибині меліорованого шару. Інформацію щодо поживного режиму плантажованих ґрунтів у тривалій післядії меліоративної плантажної оранки ми не знайшли.

Зміни будови профілю та покращання умов водного та повітряного режимів ґрунту, поліпшення окремих фізико-хімічних та хімічних властивостей солонцевих ґрунтів під впливом меліоративної плантажної оранки виявляє позитивний вплив на ріст, розвиток і урожай сільськогосподарських культур. Значні прибавки врожаїв сільськогосподарських культур спостерігаються здебільшого вже у перші роки після її проведення, і, як правило, спостерігаються протягом усього періоду післядії [95,123,151,170,175,244].

Відкритим залишається питання напряму еволюції плантажованих солонцевих ґрунтів та тривалості післядії меліоративної плантажної оранки. Узагальнення та систематизація численних досліджень щодо змін процесів ґрунтоутворення в солонцях після їх меліорації дозволяє виділити три основні точки зору з приводу цього питання. Одна група дослідників [123,152,244] вважає, що ґрунтоутворення в меліорованих солонцях призводить до розвитку властивостей, що наближають їх до каштанових ґрунтів. Згідно іншої точки зору, [95,131,224] меліоровані солонці переходять до самостійної групи ґрунтів і не розвиваються в бік зональних каштанових ґрунтів. Третя група дослідників вважають, що зміни направленості ґрунтоутворюючих процесів у плантажованих солонцевих грунтах можуть бути відмічені на рівні виду, роду, або варіанту [196,198,201]. Здебільшого констатується позитивна післядія меліоративної плантажної оранки протягом 10-15 років. Однак багаторічні спостереження К.М.Кухтєєвої (1976) [123] показали, що суттєво покращуючи властивості зрошуваних каштанових середньо- і сильносолонцюватих ґрунтів півдня України, післядія плантажної оранки на глибину 55-60 см зберігається протягом 20 років. При цьому плантажовані ґрунти за своїми властивостями наближаються до зональних каштанових ґрунтів. На основі вивчення 16 річної післядії меліоративної плантажної оранки Ю.Є. Кізяков зробив висновок, що цей меліоративний захід дозволяє усунути процес солонцеутворення. В результаті післядії утворюються нові антропогенні ґрунти зі специфічною направленістю внутрішніх процесів, будовою, складом і властивостями [95]. На думку І.М. Любімової (2003) при постмеліоративному розвитку солонців степових і малонатрієвих [131] процеси осолонцювання не відновлюються. Про це свідчить відсутність текстурної диференціації ґрунтового профілю за елювіально-ілювіальним типом і фізико-хімічних умов, що забезпечують розвиток солонцевого процесу. Не спостерігаються і ознаки формування метаморфічного горизонту, властивого каштановим ґрунтам. Разом з тим, вивчаючи 25 річну післядію плантажної оранки М.І. Полупан зробив висновок, що негативні властивості солонцевих горизонтів в плантажованих лучно-каштанових солонцях сухо-степової зони України не зазнали особливих змін. Він рекомендує проводити повторну плантажну оранку ділянок з великою кількістю солонцевих плям [201]. Дослідженнями Г.В. Новікової встановлено доцільність застосування плантажної оранки для окультурювання солонців степових і лучно-степових солонцевих комплексів Криму. Встановлено, що цим засобом досягається зміна направленості ґрунтоутворюючого процесу в бік розсолонцювання, розсолення та підвищення родючості ґрунтів [175].

Вивчення тривалості післядії меліоративної плантажної оранки та властивостей плантажованих ґрунтів здебільшого обмежується періодом 25 років [95,123,131,201,264,270]. Разом з тим, на півдні України існують довготривалі стаціонарні досліди і ділянки широкомасштабного виробничого впровадження де меліоративну плантажну оранку було проведено більше 50 років тому. Однак, спостереження на цих стаціонарах в останні роки було припинено, тому залишилися не вирішеним питання тривалості післядії цього меліоративного заходу та сучасного агромеліоративного стану плантажованих та неплантажованих солонцевих ґрунтів у зрошуваних та незрошуваних умовах.

Таким чином, огляд літературних джерел виявив недостатню вивченість властивостей різною мірою агроперетворених солонцевих ґрунтів, тривалості післядії меліоративної плантажної оранки, суперечливість у поглядах щодо напряму ґрунтових процесів та еволюції плантажованих солонцевих ґрунтів. Це спонукало нас до комплексного вивчення закономірностей розвитку сучасних процесів у агроперетворених ґрунтах солонцевих комплексів з метою прогнозування подальшого їх розвитку та використання.