2.3.1 Підзолистий процес грунтотворення

Опідзолювання -- це кислотний гідроліз мінеральної частини ґрунту з виносом розчинних продуктів руйнування з верхньої частини ґрунтового профілю в нижню в умовах промивного типу водного режиму.

Підзолистий процес ґрунтотворення у чистому вигляді відбувається під зімкнутими тайгово-шпильковими лісами (як правило ялинковими), де травяна рослинність відсутня, або дуже зріджена, а поверхня вкрита мохово-лишайниковим покривом. Ґрунтотворення відбувається переважно на бідних безкарбонатних льодовикових породах в умовах промивного типу водного режиму. Лісова рослинність посилює промивний тип водного режиму ґрунту (побічний вплив), обумовлює особливі процеси гуміфікації, кислотного гідролізу мінеральної частини ґрунту (прямий вплив лісу на ґрунтотворення).

Під шпильковим лісом створюється некомпенсований колообіг біофільних елементів. Це означає, що тільки незначна частина поживних елементів, які поглинула деревна рослинність, повертається на поверхню ґрунту у вигляді лісової підстилки. Рослинні рештки лісової підстилки бідні на основи, азот, зольні елементи. Зольність шпилькових порід становить 0,5--1,7%, листяних -- 1,6--7%, трав 7--8%. Лісова підстилка збагачена речовинами, що важко розкладаються: лігнінами, смолами, восками, бітумами та дубильними речовинами. Лісова підстилка повільно розкладається мікроскопічними грибами. Унаслідок цього процесу виділяються різні низькомолекулярні органічні кислоти. Утворені кислоти частково нейтралізуються основами, які звільнюються під час мінералізації підстилки. Але більша їх частина потрапляє у ґрунт, взаємодіє з мінералами ґрунту і впливає на процеси трансформації органічної частини ґрунту.

На поверхні ґрунту в кислому середовищі відбуваються повільні та слабкі процеси мінералізації й гуміфікації лісової підстилки. Це обумовлює утворення на поверхні ґрунту слабкорозкладених органічних речовин типу мор (грубого гумусу), а безпосередньо під підстилкою утворюється незначна кільість молекулярнорозчинного стійкого до ку-муляції хімічного агресивного гумусу фульфатного типу.

З багатовалентними катіонами гумус утворює розчинні внутрішньо комплексні органо-мінеральні сполуки (хелати). Унаслідок промивного водного режиму в умовах кислого середовища з верхніх горизонтів ґрунту вилуговується молекулярнорозчинний гумус, халати, карбонати в нижню частину профілю, а також за його межі. Подалі здійснюється кислотний гідроліз первинних і вторинних мінералів ґрунту. Низхідними токами води колоїдні продукти гідролізу мінералів (глинисті мінерали, гідрокисли заліза й алюмінію), органічні (гумус) і органо-мінеральні колоїди (мул) у вигляді золей, кальцій та інші основи виносяться з верхніх горизонтів униз. На певній глибині вони коагулюють, утворюючи горизонт вмивання колоїдів (ілювіальний горизонт). Завдяки чому цей горизонт надбає важкого гранулометричного складу, збагачується намул, кальцій та інші основи полуторні окисли, має підвищену звязність, ущільненість, невисоку кислотність, стає водотривким. На гранях призматичних і горіхуватих структурних окремостей утворюються буре колоїдне лакування.

У міру виносу з верхніх горизонтів колоїдів тут зростає відносний уміст нерозчинного продукту гідролізу силікатів, стійкого до хімічного руйнування -- вторинного кварцу (опалу) у вигляді пилуватого борошнистого порошку, який називають кремнеземистою присипкою. Ця речовина надає верхній частині ґрунту білястого кольору, який нагадує колір попелу. Звідки і походить назва горизонту -- «підзолистий», тобто під колір попелу (російською -- золи). Цей гризонт утворюється під лісовою підстілкою і називається горизонтом вимивання колоїдним (елювіальним або підзолистим горизонтом). Він такі морфологічні ознаки: ясно-сірий, або білястий колір, збіднений на мулисті часточки, півтораоксиди (R2O3,), основи, елементи живлення, безструктурний або плитчастий, листуватий, легкого гранулометричного складу, має кислу реакцію. Отже, ґрунт набуває диференційовану будову профілю за елювіально-ілювіальним типом.

В Україні підзолистий процес у чистому вигляді не проявляється. Він сполучається з дерновим процесом ґрунтотворення, в результаті чого у Поліссі формуються дерново-підзолисті ґрунти, а в Лісостепу і Степу -- опідзолені й реградовані ґрунти, агрогенетичну характеристику яких розглянемо пізніше.

Велика роль у формуванні підзолистих ґрунтів, за Д.Г. Тихоненком, належить оглеєнню і глеєелювіальним процесам.

У даному господарстві сформулювались такі ґрунти підзолистого процесу грунтотворення: чорнозем опідзолений легкосуглинковий на карбонатному лессовидному суглинку.

Темно - сірий опідзолений важкосуглинковий грунт на карбонатному лессовидному суглинку.

Темно і сірий опідзолений середньозмитий грунт на лессовидному суглинку.

Чорнозем опідзолений слабозмитий важкосуглинковий на лессовидному суглинку.

Чорнозем реградований середньозмитий на лессовидному суглинку.

Чорнозем опідзолений сильнозмитий на лессовидному суглинку.

Чорнозем реградований слабозмитий на лессовидному суглинку.

Темно - сірі опідзолені середньозмиті грунти з плямами сильнозмитих 20 %.

На території господарства «Промінь» найбільш поширений грунт за підзолистим процесом грунтотворення - це чорнозем опідзолений легкосуглинковий на карбонатному лессовидному суглинку.

У профілі чітко помітне переміщення колоїдів, як свідчення того, що вони зазнали впливу підзолистого процесу.

Малюнок 2.1

He - гумусовий слабоелювійований грубизною 0-41 см, темно-сірий з кремнеземистою присипкою SiO₂, яка надає білуватого відтінку (сивина), структура -- зернисто-грудкувата, перехід поступовий або ясний.

Hpi - верхній перехідний слабкоілювійований грубизною 42-70 см, темно-бурий, ущільнений, грудочкувато-горіхуватий, інколи структурні агрегати припудрені R₂O₃, вологий, глиистий, перехід поступовий;

PhI - нижній перехідний сильноілювійований грубизною 71-96 см, сірувато-бурий, вологий, горіхувато-призматичний, ущільнений, нерівномірно гумусний, зустрічаються напіврозкладені рештки коренів рослин, переходить у породу по лінії залягання карбонатів.

P(h)i - 97 - 120 см - лес, слабогумусований, слабоілювіальний, бурий, з сірим відтінком, вологий, крупнопилувато-среднегумусний комкуватий, ущільнений, зустрічаються мілкі краплини колоїдних патьоків, багато кротовин та червороїн, наповнених гумусом, перехід різкий.

Pk - з глибини 120-200см , палевий, дуже слабогумусний (по кротовинам), крупнопилувато-середньосуглинковий.

Чорнозем опідзолений легкосуглинковий на карбонатному лессовидному суглинку

Гранулометричний склад ґрунту (чорнозему опідзоленому легкосуглинковому на карбонатному лессовидному суглинку)

Грунт відноситься до важкоуглинкового за гранулометричним складом. У профілі гранулометричний склад змінюється від важкосуглинкового до середньо суглинкового. Важкосуглинкові ґрунти збагачені поживними речовинами і завжди є більш гумусованими. Вони мають високу вологоємність, значну звязність, але для води є

слабкопроникними, їх безструктурні варіанти схильні до запливання та утворення агрономічно шкідливої кірки; легко ущільнюються, налипають на сільськогосподарські знаряддя, не пропускають повітря до коренів, є холодними (вони перезволожені, а на випаровування витрачається багато тепла) -- все це зводить нанівець високу трофність (поживне багатство) цих ґрунтів, обробіток яких настільки затратний, що їх називають важкими ґрунтами. У цілому вони є такими ж незручними для сільськогосподарського використання, як і легкі, трофічно збіднені, піщані ґрунти. Проте це зовсім не стосується важкосуглинистих ґрунтів з агрономічно цінною грудкувато-зернистою структурою.

Гумусовий стан (чорнозему опідзоленому легкосуглинковому на карбонатному лессовидному суглинку)

Гумусовий стан даного ґрунту характеризується низьким вмістом гумусу, та середнім ступенем гуміфікації органічних речовин.

Ступінь гумусованості в орному шарі складає 3,33%, цей показник значно нищий за середній. З глибиною ступінь гумусованості у профілях зменшується, з глибиною профіля майже в половину за попередній. Тип гумусу - фульватно-гумідний.

Фізико-хімічні показники (чорнозему опідзоленому легкосуглинковому на карбонатному лессовидному суглинку)

Чорнозем опідзолений легкосуглинковий на карбонатному лессовидному суглинку має дуже високий вміст обмінного Ca²⁺, що обумовлює буферну здатність проти підкислення та утворення непептизованих гелів, що сприняють утворенню агрономічно цінної водотривкої структури. Завдяки високому вмісту Ca^2+, грунт має високі водно-фізичні, фізико-механічні та технологічні властивості та легко піддається обробітку.

Вміст обмінного Mg²⁺ високий, що впливає на агрономічне значення ґрунту.

Грунт має слабо кислу реакцію середовища (pH_KCI = 5,6-6,5).

Фізичні показники (чорнозему опідзоленому легкосуглинковому на карбонатному лессовидному суглинку)

Даний грунт має оптимальні значення щільності в орному шарі -1,19 г/см3. Це говорить про те що, відбувається нормальний ріст та розвиток рослин, адже щільність впливає на накопичення вологи та поживних речовин, також на співвідношення вмісту вологи та повітря в грунті. Оптимальна щільність говорить про відмінний водний режим ґрунту, газообмін та біологічну активність, на чисельність та активність грунтових мікроорганізмів

При такій щільності грунт має добру водопроникність та можливість отримання високої врожайності культур господарства.

Щільність збільшується з глибиною профілю, чим глибший профіль, тип більша щільність.

Пористість ґрунту складає 45,8%, що є оптимальним та умовно ідеальним з точки зору фізичної її будови..

Водні характеристики (чорнозему опідзоленому легкосуглинковому на карбонатному лессовидному суглинку)

Волога, яка є в ґрунті і міцно звязана з його часточками, недоступна для рослин, її називають мертвим запасом або фізично звязною водою. Гігроскопічна вода створює навкруг ґрунтової частки плівку орієнтованих дипольних молекул води, які утворюються на поверхні часток дуже міцно. За своїми властивостями ця вода прирівнюється до твердого тіла. Рухатись вона може лише при переході в пароподібну форму. Для рослин вона зовсім недоступна, бо утримується на поверхні часток тиском до 10000 атмосфер.

Вільна вода. Ця вода доступна рослинам вона має дві форми: капілярну та гравітаційну.

Капілярна вода. Вона заповнює всі капіляри ґрунту різного розміру та форми, в яких сили капілярної взаємодії перевищують гравітаційні сили. В грунті вона може рухатись в усіх напрямках. Напрямок і швидкість пересування обумовлюється різницею капілярних потенціалів.

Гравітаційна вода. Вільна вода в грунті понад тієї, що утримується капілярними силами і відповідає найменшій вологоємності, яка під дією сили земного тяжіння стікає вниз називається гравітаційною водою.