Концепція елементарних грунтотворних процесів та їх характеристика

Грунтотворний процес на земній поверхні проходить під впливом великої різноманітності факторів грунтоутворення, що приводить до різноманітності типів грунтоутворення і типів грунтів. Одночасно в різних грунтах повторюються одні і ті ж процеси, що відрізняються деталями свого прояву. Наприклад, гумусонакопичення – це єдиний процес, який відбувається у різних грунтах, але він може кількісно відрізнятись (наприклад, накопичення 0,5 чи 500 т/га гумусу), а також бути якісно різним (утворення гуматного або фуль-ватного гумусу). Такі загальні для різних типів грунтів процеси одержали назву елементарних грунтотворних процесів (ЕГП). Назва ця умовна, бо вказані процеси досить складні за своєю природою. Згідно з І.П.Герасимовим, ЕГП складають у своїй сукупності явище грунтоутворення, яке характерне тільки для грунтів, визначає властивості грунтів на рівні генетичних типів, тобто, насамперед, будову профілю або склад і співвідношення системи генетичних грунтових горизонтів. Відповідно до цього розуміння, кожний генетичний тип грунту (ГТГ) характеризується визначеним, тільки йому одному властивим сполученням ЕГП, хоча окремі ЕГП можуть і повинні зустрічатися (в різних сполученнях) у різних ГТГ.

До елементарних грунтових процесів належать ті природні й антропогенні грунтові процеси, які: а) специфічні тільки для грунтів і не характерні для інших природних явищ; б) у своїй сукупності складають явище грунтоутворення; в) визначають утворення у профілі специфічних грунтових горизонтів; г) визначають будову профілю Грунтів, тобто склад і співвідношення системи генетичних грунтових горизонтів; д) мають місце у декількох типах грунтів у різних сполученнях.

Сьогодні, за Б.Г. Розановим (1983) виділяють сім груп елементарних грунтових процесів: біогенно-акумулятивні, гідрогенно-акумулятивні, метаморфічні, елювіальні, ілювіально-акумулятивні, педотурбаційні і деструктивні.

А. Біогенно-акумулятивні ЕГП –це група ЕГП, що протікають у грунті під безпосереднім впливом живих організмів, за участю продуктів їх життєдіяльності і післясмертних решток, супроводжуються утворенням у профілі біогенних органогенно-акумулятивних поверхневих горизонтів.

Підстилкоутворення – формування на поверхні грунту органічного (в нижній частині – органо-мінерального) шару лісової підстилки або степової повсті, які знаходяться по вертикальних шарах і в часі (по сезонах року) на різних стадіях розкладення рослинних решток. Підстилка суцільним шаром легко відділяється від нижньої мінеральної частини грунту і складається з видимих оком рослинних залишків. Процес характерний у сучасних умовах тільки для грунтів, що не розорюються.

Торфоутворення – процес перетворення і консервування органічних решток при їх незначній гуміфікації, розкладі й мінералізації, що веде до утворення поверхневих горизонтів торфу різного ступеня розкладу (Т). Причиною процесу найчастіше є перезволоження грунту (анаеробні умови) або низька середньорічна температура ("сухий" торф). Найяскравіше проявляється в болотних (торф'яних) грунтах, в меншій мірі – в інших гідроморфних грунтах, в тому числі й в тундрово-глейових.

Гумусоутворення – процес перетворення органічних решток у грунтовий гумус і його взаємодія з мінеральною частиною грунту. Гумусоутворення ділиться на: а) за механізмом гумусоутворення – інсітне (від лат. in situ – на місці утворення), просочувальне і потічне; б) за типом гуміфікації – гуматне, гуматно-фульватне, фульватне і гумінне; в) за реакцією середовища утворення – кисле, нейтральне, лужне; г) за характером зв'язку з мінеральною частиною і ступенем гуміфікації: мюлеутворення, модероутворення, мороутворення. Наприклад, для чорнозему характерне інсітне гуматне нейтральне мюлеве гумусоутворення, а для підзолистого грунту – просочувальне фульватне кисле модер гумусоутворення. Морфологічно цей процес характеризується утворенням поверхневого темного гумусового горизонту найчастіше грудкуватої або зернистої структури (Н).

Дерновий процес – інтенсивне гумусоутворення, гумусонакопичення і акумуляція біофільних елементів під дією трав'яної рослинності і, особливо, кореневої маси з утворенням ізогумусового профілю з поверхневим темним грудкуватим або зернистим дерновим (перегнійним) горизонтом, який по об'єму на половину складається із кореневих систем рослин (Нд), Для орних грунтів не характерний, бере участь в утворенні багатьох грунтів, що формуються під трав'янистою рослинністю, в тому числі чорноземів, дернових, лугових, брюніземів тощо.

Б. Гідрогенно-акумулятивні ЕГП –група процесів, зв'язаних із сучасним або минулим впливом грунтових вод на грунтоутворення, належать до геохімічних міграційних процесів у земній корі. І тільки в тій частині, у якій ці процеси охоплюють акумуляцію речовин у грунтовому профілі, вони можуть бути віднесені до грунтових процесів.

Засолення – процес накопичення водорозчинних солей у грунтовому профілі при випітному (десуктивному) водному режимі в умовах неглибокого залягання мінералізованих грунтових вод. Солі підіймаються по капілярах грунту разом з водою і при її випаровуванні накопичуються в верхній частині профілю. Характерно найбільше для солончаків, відбувався цей процес при утворенні солонців і солодей, а також різних типів солончакуватих грунтів – каштанових солончакуватих, чорноземів солончакуватих, пустельних і напівпустельних.

Загіпсовування – процес вторинної акумуляції гіпсу в грунтовій товщі відкладенням його із мінералізованих грунтових вод при досягненні ними насичення щодо сульфату кальцію або при взаємодії шару, який містить вапно, з сульфатно-натрієвими водами. Характерне для багатьох грунтів напівсухих і сухих зон.

Карбонатизація – процес вторинної акумуляції карбонату кальцію у грунтовій товщі відкладенням його із мінералізованих грунтових вод при досягненні ними насичення карбонатом чи гідрокарбонатом кальцію або при обробці гіпсовмісного шару лужними содовими водами. Часто спостерігається в алювіальних, лугових грунтах, що формуються на безкарбонатних материнських породах.

Орудніння – процес гідрогенного накопичення оксидів заліза і марганцю різного ступеня гідратації у товщі грунту з утворенням "залізистого солончаку" або "рудякового горизонту", ортзанду, ортштейну, болотної руди, залізисто-марганцевих конкрецій. Характерний для багатьох гідроморфних і напівгідроморфних грунтів.

Окремніння – процес гідрогенного накопичення кремнезему у товщі грунту і цементації ним грунтових відокремлень, який має місце в області циркуляції лужних розчинів. Часто відбувається в солодях та осолоділих грунтах.

Латеритизація – процес внутрігрунтового озалізнення з утворенням потужних конкреційних або панцирних прошарків різної будови (пізолітового, вермикулярного, шлакоподібного). Характерний для багатьох грунтів тропіків.

Олуговіння – акумулятивний процес, який пов'язаний із дією різних грунтових вод на нижню частину профілю при доброму загальному дренажі, що веде до підвищення зволоження грунту без його заболочення, росту гумусованості грунту і забезпеченості елементами живлення рослин; це дерновий процес у поєднанні з грунтовим зволоженням при доброму дренажі. Характерний для багатьох типів грунтів, у тому числі для лугово-чорноземних, лугово-каштанових, лугових тощо.

Кольматаж – гідрогенний процес накопичення скаламученого у воді матеріалу, який накриває поверхню грунту і пори верхніх шарів: природний кольматаж має місце при підводному і алювіальному гідроакумулятивному грунтоутворенні, при намиві грунтів під схилами; деякі грунти кольматуються штучно з метою підняття їх родючості; постійно йде кольматаж на зрошуваних грунтах, особливо при поливах напуском.

В. Метаморфічні ЕГП.Це група процесів трансформації породоутворюючих мінералів на місці (in situ) без елювіально-ілювіального перерозподілу компонентів у грунтовому профілі. Для даної групи процесів вводиться поняття внутрішньогрунтового вивітрювання. До грунтових процесів вони відносяться тільки в межах грунтового профілю.

Сіалітизація – процес внутрішньогрунтового вивітрювання первинних мінералів з утворенням і відносним накопичення in situ вторинної глини сіалітного складу (SiО₂:R₂О₃ > 2,5). Характерно для більшості грунтів бореального та суббореального вологих поясів.

Монтморилонізація – процес внутрішньогрунтового вивітрювання первинних мінералів з утворенням і відносним накопиченням вторинної глини монтморилонітового складу. Характерно для багатьох грунтів тропічного і субтропічного поясів.

Фералітизація – процес внутрішньогрунтового вивітрювання первинних мінералів з утворенням і накопиченням in situ вторинної глини фералітного складу (SiО₂:R₂О₃ < 2,5; Fe₂О₃ < Al₂О ₃). Спостерігається у цілого ряду тропічних і субтропічних грунтів.

Ферсіалітизація – процес накопичення рухомих сполук заліза у вигляді Fe(OH)₃ і Fe₂О₃ на фоні оглинення (сіалітизації), зумовленого декарбонатизацією (SiО₂:Al₂О₃ > 2; Fe₂О₃ > A1₂О₃).

Ферітизація (рубефікація) – процес необерненої коагуляції і наступної кристалізації колоїдних гідрооксидів заліза у грунтовому профілі внаслідок інтенсивного періодичного просихання грунту в сухий і жаркий період року після привнесу їх і відкладення протягом вологого періоду (часто трапляється в коричневих та інших типах субтропічних і тропічних грунтів).

Озалізнення – процес вивільнення заліза із решіток мінералів при вивітрюванні та його осадження in situ в порах і тріщинах у вигляді автохтонних кутан, зерен, мікроагрегатів і згустків гідрооксидів, який супроводжується побурінням або почервонінням грунтоутво-рюючої породи.

Оглеєння – процес метаморфічного перетворення мінеральної грунтової маси внаслідок постійного або подовженого періодичного перезволоження грунту, що призводить до інтенсивного розвитку відновних процесів при обов'язковій участі анаеробних мікроорганізмів та наявності органічної речовини. Характеризується відновленням елементів зі змінною валентністю, руйнуванням первинних мінералів, синтезом вторинних мінералів типу алюмоферрісилікатів, де залізо знаходиться в закисні формі. Останні надають грунту сизого, голубого, зеленкуватого забарвлення. Характерно для болотних, інших гідроморфних грунтів, менш інтенсивно проявляються в на-півгідроморфних різновидах зональних грунтів (дернові глейові, дерново-підзолисті глейові, лугово-чорноземні тощо).

Злитизація – процес зворотної цементації монтморилонітово-глинистих грунтів в умовах періодичного чергування інтенсивного зволоження і висихання, який супроводжується зміною набрякання і просідання з утворенням інтенсивної вертикальної тріщинуватості. Характерно для багатьох злитих грунтів – вертисолей, чорноземів злитих тощо.

Оструктурювання – процес розділення грунтової маси на агрегати різного розміру та форми знаступним зміцненням їх і формуванням внутрішньої будови структурних відокремлень.

Г. Елювіальні ЕГП –це група процесів, зв'язаних із руйнуванням або перетворенням грунтового матеріалу у специфічному елювіальному горизонті з виносом із нього продуктів руйнування або трансформації низхідними водами або латеральними (боковими) токами води, внаслідок чого елювіальний горизонт робиться збідненим на ті чи інші сполуки і відносно збагаченим залишеними на місці іншими сполуками або мінералами.

Вилуговування – процес збіднення того чи іншого горизонту грунту або профілю в цілому основами (лугами і лужними землями) внаслідок виходу їх із кристалічної решітки мінералів або органічних сполук, розчинення і виносу водою, що просочується. Вплутувані з верхніх горизонтів основи можуть бути винесені за межі грунтового профілю або акумульовані в розміщеному нижче ілювіальному горизонті. Часткові прояви цього процесу – декарбонізація (сірі лісові грунти, чорноземи вилугувані) та розсолення (солонці, солоді).

Опідзолення – кислотний гідроліз мінералів під впливом кислих органічних речовин, що утворюються під лісовою рослинністю, виніс продуктів гідролізу вниз по профілю в умовах гумідного клімату і промивного водного режиму із залишковою акумуляцією в опідзоленому (підзолистому) горизонті кремнезему і збідненням його на мул, алюміній, залізо й основи. Горизонт набуває легкого гранулометричного складу та білястого забарвлення Характерно для підзолистих, дерново-підзолистих, сірих лісових грунтів, чорноземів опідзолених та багатьох інших типів грунтів.

Відмулювання (лесиваж, обезмулювання, ілімеризація) – процес пептизації, відмивання мулистих і тонкопилуватих частинок з поверхні зерен грубозернистого матеріалу або з мікроагрегатів і виніс їх у незруйнованому стані із елювіального горизонту. Характерно для сірих лісових, бурих лісових грунтів, йде паралельно з опідзолен-ням у багатьох типах опідзолених грунтів.

Псевдоопідзолення – процес утворення освітленого елювіального горизонту внаслідок сумісної дії лесиважу і поверхневого оглеєння.

Псевдооглеєння (глеє-елювіювання) – процес внутрішньогрунтового руйнування мінералів під впливом поверхневого або підповерхневого оглеєння під дією періодичного перезволоження верховодкою при її сезонному утворенні на водоупорному ілювіальному горизонті або первинному більш важкому нижчому шарі двочленної грунтоутворюючої породи. З поверхневого глеє-елювіального горизонту виносяться продукти руйнування при опусканні рівня грунтових вод.

Осолодіння – процес руйнування мінеральної частини грунту під дією лужних розчинів (солей натрію) з накопиченням решток аморфного кремнезему і виносом із елювіального (осолоділого) горизонту аморфних продуктів руйнування. Характерно в першу чергу дня солодей і різних типів осолоділих грунтів.

Д. Ілювіально-акумулятивні ЕГП –група процесів акумуляції речовин у середній частині профілю елювіально-диференційованих грунтів, трансформація і закріплення винесених із елювіального горизонту сполук. Кожному елювіальному процесу може відповідати свій ілювіальний процес, якщо елювіювання не виходить за межі грунтового профілю.

Глинисто-ілювіальний процес – процес ілювіального накопичення мулистих частинок, які винесені в процесі лесиважу.

Гумусово-ілювіальний процес – процес ілювіального накопичення гумусу, винесеного із підстилки або з елювіального горизонту.

Залізисто-ілювіальний процес – процес ілювіального накопичення сполук (оксидів) заліза, винесених із елювіального горизонту в іонній, колоїдній або зв'язаній з органічною речовиною формах.

Алюмо-гумусо-ілювіальний процес – процес ілювіального накопичення аморфних оксидів алюмінію разом з гумусом, винесеним із елювіального горизонту.

Залізисто-гумусо-ілювіальний процес – процес ілювіального накопичення аморфних оксидів заліза разом з гумусом, винесених вниз із елювіального горизонту, характерний для піщаних підзолів.

Al-Fe-гумусо-ілювіальний процес – процес ілювіального накопичення аморфних оксидів алюмінію і заліза разом з гумусом, винесених вниз із підстилки або елювіального горизонту, характерний для підзолів.

Карбонатно-ілювіальний процес – процес накопичення СаСО₃ в середній або нижній частині профілю, який мігрує під впливом вилуговування чи міграції карбонатів. Характерний для сірих лісових, чорноземів та багатьох інших типів грунтів.

Е. Педотурбаційні ЕГП.Змішана група процесів механічного перемішування грунтової маси під впливом різних факторів і сил як природних, так і антропогенних.

Самомульчування – процес утворення малопотужного поверхневого пухкого дрібнобрилистого (горіхуватого) горизонту при інтенсивному просиханні злитих грунтів, який чітко відокремлений від розміщеної нижче злитої грунтової маси; самомульчований шар існує лише у сухому стані, повністю зливаючись з лежачим нижче грунтом при зволоженні.

Розтріскування – процес інтенсивного стискання грунтової маси при її висушуванні з утворенням вертикальних тріщин на ту або іншу глибину, який веде до перемішування грунту і його гомогенізації на глибину розтріскування у одних грунтах, або навпаки -до утворення гетерогенних профілів з різним складом і будовою.

Кріотурбація – процес морозного механічного переміщення одних грунтових мас відносно інших у межах якогось горизонту або профілю в цілому з утворенням специфічної кріотурбаційної будови.

Пучення – виливання на поверхню тиксотропної грунтової маси в умовах кріогенезу (вічної мерзлоти).

Біотурбація – перемішування грунту тваринами-землерийками, які живуть у ньому.

Вітровальна педотурбація – процес перемішування маси різних грунтових горизонтів при вітровальних лісових вивалах, які призводять до суттєвої гетерогенності грунтового профілю.

Агротурбація – різного типу механічне перемішування, розпушування або, навпаки, ущільнення грунту сільськогосподарськими знаряддями і машинами в практиці землеробства.

Є. Деструктивні ЕГП –група процесів, що ведуть до руйнування грунту як природного тіла і до знищення його.

Ерозія – процес механічного руйнування грунту під дією поверхневого стоку атмосферних опадів, яка розділяється на:

а) площинну ерозію, або ерозію змиву;

б) лінійну ерозію, або ерозію розмиву:

в) іригаційну ерозію при необережному зрошенні грунтів на схилах.

Дефляція – процес механічного руйнування грунту під дією

вітру, який особливо інтенсивно проявляється на легких грунтах, інколи на суглинках і глинах, особливо при їх пилуватому складі (пилові бурі).

Стягнення – антропогенний процес зняття грунту у верхніх частинах схилу з поступовим переміщенням його у нижні при машинному обробітку грунту вподовж схилу.

Захоронения – засипка грунту якимось матеріалом, принесеним зі сторони, до такої міри, що в ньому зупиняється грунтоутворюючий процес, а нове грунтоутворення починається уже з поверхні наносу. Захоронений грунт є при цьому реліктом.