Грунтовий профіль, грунтові горизонти та їх індексація

Поняття про грунтовий профіль і профільний метод вивчення грунтів у кінці XIX століття в науку ввів В.В.Докучаєв.

Грунтовий профіль –це певне вертикальне чергування генетичних горизонтів у межах грунтового індивідуума.

Основними складовими частинами профілю є генетичні горизонти.

У сучасному грунтознавстві під генетичними горизонтами розуміють однорідні, зазвичай паралельні шари грунту, які сформувались у процесі грунтоутворення, що різняться між собою морфологічними ознаками, складом і властивостями.

Профіль грунту характеризує зміну його властивостей по вертикалі. Залежно від напрямку грунтоутворення спостерігається закономірний розподіл і зміна гранулометричного, мінералогічного та хімічного складу, фізичних, хімічних і біологічних властивостей грунтового тіла від поверхні до підстилаючої породи. Ці зміни можуть бути поступовими, що відображаються плавним ходом профільної кривої, а також різкими, з декількома максимумами та мінімумами.

З чим пов'язане явище диференціації вихідної грунтотворної породи на генетичні горизонти та формування з їх послідовності профілю в цілому? Головними чинниками цього процесу є вертикальні потоки речовин та енергії (причому як висхідні, так і низхідні), а також відповідний розподіл живої речовини (кореневих систем, тварин і мікроорганізмів).

Будова грунтового профілю специфічна для кожного типу грунту, тому служить його основною діагностичною характеристикою. Генетична цілісність, єдність грунтового профілю – основна властивість грунтового тіла, що формується в процесі педогенезу з грунтотворної породи як єдине ціле, що розвивається у часі в єдності його генетичних горизонтів.

Залежно від особливостей педогенезу та віку грунту, грунтові профілі бувають складними та простими. Проста будова профілю має п'ять типів: примітивний, неповнорозвинений, нормальний, слабодиференційований і порушений.

Примітивний профіль формується малопотужним гумусо-акумулятивним горизонтом (Н) або перехідним до материнської породи (HP), що залягають безпосередньо на грунтотворній породі (рис. 4-1).

Неповнорозвинений має повний набір генетичних горизонтів, що характерний для даного типу грунтів, але з малою їх потужністю (профіль укорочений) (рис. 4-2).

Нормальний має повний набір генетичних горизонтів, що характерний для даного типу грунту, з типовою для не еродованих

плакорних грунтів потужністю (рис. 4-3).

Слабодиференційований – дуже розтягнутий монотонний профіль, в якому генетичні горизонти поступово змінюють один одного без чітко помітних переходів (рис. 4-4).

Порушений (еродований) – профіль, в якому частина верхніх горизонтів знищена ерозією (рис. 4-5).

Складної будови грунтовий профіль може бути: реліктовим, багаточленним, поліциклічним, порушеним (переверненим) і мозаїчним.

Реліктовий профіль характеризується наявністю похованих горизонтів або похованих профілів палеогрунтів. З іншого боку, в такому профілі можуть бути не поховані, а реліктові горизонти – результат стародавнього грунтоутворення, що на даний час іде по іншому типу (рис. 4-6).

Багаточленний профіль формується у випадках літологічних змін у межах грунтової товщі (двочленні материнські породи) (рис. 4-7).

Поліциклічний профіль утворюється в умовах періодичного перевідкладення грунтотворного матеріалу (річковий алювій, вулканічний попіл, еолові наноси) (рис. 4-8).

Порушений (перевернений) профіль формується при вивертанні нижніх горизонтів на поверхню. Розрізняють штучний (діяльність людини) та природний.(при буревіях) порушений профіль (рис. 4-9).

Мозаїчний профіль – профіль, в якому генетичні горизонти утворюють не послідовну за глибиною серію горизонтальних шарів, а непередбачувану строкату мозаїку, плямистість (рис.4-10).

Рис. 4. Типи будови грунтових профілів (за Б.Г. Розановим, 1993):

1 – примітивний; 2 – неповнорозвинений; 3 – нормальний,

4 – слабодиференційований; 5 – порушений (еродований);

6 – реліктовий; 7 – багаточленний; 8 – поліциклічний;

9 – порушений (перевернутий); 10 – мозаїчний.

Систематика типів будови профілю може бути побудована і за іншими принципами. Зокрема, досить розповсюджена систематика за характером розподілу речовинного складу грунту по вертикальній товщі (наприклад, вмісту гумусу, карбонатів, глинистих мінералів і т.п.). Такий розподіл відображається і на морфологічних ознаках: забарвленні генетичних горизонтів, щільності, характері та розподілі новоутворень.

Спираючись на цей тип систематики, виділяють акумулятивний, елювіальний, грунтово-акумулятивний елювіально-ілювіальний та недиференційовані грунтові профілі (рис.5).

- акумулятивний профіль із максимумом накопичення тих чи інших речовин у поверхневих горизонтах при поступовому зменшенні їх умісту з глибиною. Поділяється на регресивно-акумулятивний (увігнута крива перерозподілу), прогресивно-акумулятивний (випукла) та рівномірно-акумулятивний;

- елювіальний профіль із мінімумом речовини на поверхні (поверхневому горизонті) та поступовим зростанням його вмісту з глибиною. Поділяється на регресивно-елювіальний (увігнута крива перерозподілу), прогресивно-елювіальний (випукла), рівномірно-елювіальний;

- грунтово-акумулятивннй профіль характеризує накопичення речовин із грунтових вод у нижній та середній частині товщі грунту;

- елювіально-ілювіальний профіль із мінімумом речовин у верхній частині та максимумом у середній або нижній частині;

- недиференційований профіль характеризується рівномірним умістом речовини по всій товщі грунту.

Рис. 5. Типи розподілу речовин у грунтовому профілі:

1а – регресивно-акумулятивний; 1б – прогресивно-акумулятивний; 1в – рівномірно-акумулятивний; 2а – регресивно-елювіальний; 2б – прогресивно-елювіальний; 2в – рівномірно-елювіальний; 3а – регресивно-грунтово-акумулятивний; 3б – прогресивно-грунтово-акумулятивний; 3в – рівномірно-грунтово-акумулятивний; 4а – елювіально-ілювіальний; 4б – акумулятивно-елювіально-ілювіальний; 5 – недиференційований

Будь-який грунт може бути охарактеризований з деяким наближенням одним із наведених генетичних типів профілю, що має безпосереднє діагностичне значення. Для кожного природного типу грунтоутворення характерна своя сукупність горизонтів. Усі горизонти та профілі взаємно пов'язані і взаємно зумовлені. Вони формуються в процесі генезису грунту з материнської породи одночасно як єдине ціле. Отже, профіль грунту – це генетична цілісність усіх його горизонтів.

В.В.Докучаєв виділив у грунті всього три генетичних горизонти і позначив їх першими літерами латинського алфавіту (А – поверхневий гумусо-акумулятивний, В – перехідний до материнської породи, С – материнська порода, підгрунтя). З накопиченням знань про грунти ця індексація горизонтів стала недостатньою. Виникла необхідність створення більш повної й раціональної системи позначення горизонтів. Над її доповненням і удосконаленням працювали Г.М.Висоцький, К.Д.Глінка, С.О.Захаров, Д.Г.Віденський, Б.Б.Полинов та ін. Розглянути всі існуючі індексації важко, тому зупинимося лише на тих, які представляють найбільший інтерес (табл. 4).

Таблиця 4. Порівняльна таблиця різних систем індексації горизонтів

(Грунтового інституту ім. В.В.Докучаєва (1959, система І),

В.А.Ковди та інших (1989, система II),

система українських грунтознавців (1980, система III)

У 1936 р. український грунтознавець О.Н.Соколовський запропонував принципово нову систему індексів. Детальніше її розробили його учні М.К.Крупський, Г.С.Гринь та інші. Систему індексів О.Н. Соколовського в наш час з успіхом використовують в Україні. Розвиток грунтознавства привів до виділення великої різноманітності генетичних горизонтів різних типів грунтів На жаль, до сьогодні в грунтознавстві різних наукових шкіл немає єдиного підходу до діагностики й символіки різних грунтових горизонтів. Усі відомі генетичні горизонти грунту у вітчизняній науці ділять на ряд типів, тобто груп горизонтів, які мають подібну генетичну основу через єдиний грунтотворний процес, але відрізняються в різних типах грунтів, що пов'язано з інтенсивністю прояву цього процесу, його віку, сполученнями з іншими процесами.

Грунтознавці України виділяють також такі горизонти:

Pf – псевдофіброві, складаються з тонких бурих або червонувато-бурих ущільнених прошарків (псевдофібрів) товщиною 1-3 см, що чергуються з прошарками палевого або білястого піску;

R – ортзандові, складаються зі зцементованого оксидами заліза піску. Залізо в них переважно гідрогенного й мікробного походження, вони червоного кольору, як правило – щільні, безструктурні;

Rg – ортштейнові, збагачені глиною, півтораоксидами, гелями кремнію, тверді, червонувато-коричневі;

М– мергелисті, складаються з карбонатних новоутворень гідрогенного походження (луговий мергель). Містять від 25 до 50% карбонатів кальцію і магнію, білого або сірувато-білого кольору, часто з бурими плямами.

Перехідні горизонти сполучають в однаковій мірі ознаки двох сусідніх горизонтів. У грунтах з поступовим ослабленням будь-якої ознаки від поверхні до породи (чорноземах, лугових, дернових та інших) ці горизонти так і називаються – перехідні; у грунтах з диференційованим профілем – за назвою двох суміжних горизонтів. Позначаються символами суміжних горизонтів. Наприклад, перехідний між гумусовим і материнською породою в чорноземах – HP;гумусовим та елювіальним в дерново-підзолистих грунтах – НЕ (гумусово-елювіальний).

Майже всі ознаки, виділені в основних горизонтах, можуть проявлятись нерівномірно, в одних випадках бути головними, в інших – накладатись, виражатись нечітко. У цих випадках вони позначаються такою ж, але малою буквою. Наприклад, верхній перехідний горизонт у чорноземах між гумусовим та материнською породою характеризується значною гумусованістю та невеликою домішкою породи (Нр), а нижній перехідний – навпаки (Ph).

До додаткових належать відокремлені морфологічні елементи грунту, уламки порід, а також ознаки, пов'язані з діяльністю людини. Нижче наводяться їх назви та символи (за системою III – українською):

k – наявність карбонатів;

s – наявність легкорозчинних солей;

г – наявність м'яких залізисто-марганцевих стягнень та пунктуацій;

п – наявність твердих залізисто-марганцевих конкрецій;

kn – наявність карбонатних конкрецій;

q – наявність уламків твердих безкарбонатних порід;

qk – наявність уламків твердих карбонатних порід;

F – наявність вохри;

z – наявність копролітів, червоточин, кротовин;

dn – наявність ерозії (денудації);

dl – делювіальні наносні горизонти на поверхні грунту;

de – еолові наносні горизонти на поверхні грунту;

аl – алювіальні наносні горизонти на поверхні грунту;

а – орні горизонти (від лат. arvum – поле);

ag – насипні рекультивовані горизонти (agger – насип);

рl – плантажовані горизонти;

mo – ознаки, пов'язані зі зрошенням;

m – ознаки, пов'язані з осушенням.

Якщо засолення, карбонати чи літогенні включення відкриті в нижній частині горизонту, то цей спеціальний символ пишеться через косу риску (наприклад, P/k, Hp/gl). У випадку, коли має місце локальна концентрація (не по всій товщі горизонту) тих чи інших новоутворень та включень, чи ознака дуже слабо виражена, – символ беруть у дужки (наприклад, P(h), H(e)). Поховані горизонти записують у квадратних дужках [Н], [НТ].

Горизонти, які виникають за рахунок діяльності людини, але за своїми властивостями не відрізняються від природних, позначаються такими ж символами, що й природні, але перед ними ставиться ще символ ознак, пов'язаних з антропогенезом. Наприклад, вторинно-осолонцьований, внаслідок зрошення (іригації) мінералізованими водами горизонт – moSl; вторинно оглеєний за рахунок підняття грунтових вод при зрошенні – moHPgl; торф'яно-мінеральний, утворений внаслідок пересушення торф'яників – mТСі т. ін.

Символ має повністю відображати назву, наприклад, Ehgl – елювіально-гумусований оглеєний, Pks – карбонатна засолена материнська порода, Нр – верхній перехідний; Ph – нижній перехідний; НРт – перехідний метаморфізований. З цієї позиції, українська індексація є об'єктивно більш досконалою.

Отже, українська символіка більше інформативно відбиває характерні ознаки горизонтів.