Підзолисті грунти тайгово-лісової зони

Основним процесом грунтоутворення в зоні є один із різновидів елювіального – підзолистий. Суть підзолистого процесу полягає в руйнуванні у верхній частині профілю первинних і вторинних мінералів за рахунок їх кислотного гідролізу та виніс продуктів руйнування в нижні горизонти. В найтиповішому вигляді підзолистий процес проходить під хвойним лісом з моховим покривом і при короткочасному перезволоженні.

Теорія утворення підзолистих грунтів розроблялася багатьма вченими. "Підзол" – російське слово, введене В.В.Докучаєвим для позначення грунтів, верхній горизонт яких за кольором нагадує пічну золу. В.В.Докучаєв, П.А.Костичев, М.М.Сибірцев вважали, що підзоли сформувались під впливом перегнійних кислот при участі лісової рослинності. К.К.Гедройц рахував, що дія води на колоїди та мінерали призводить до витіснення іоном Н⁺ з грунту інших обмінних іонів, у результаті чого грунтово-поглинальний комплекс руйнується. Це твердження не справдилось, оскільки Н⁺-іону з води утворюється мало.

В.Р.Вільямс твердив, що причиною підзолоутворення є деревинна рослинність: у лісовій підстилці йде грибний анаеробний процес розкладу, продуктом якого є "кренова кислота", яка руйнує мінерали грунту. Ця гіпотеза містить ряд протиріч, але сам біохімічний підхід до проблеми розвився в подальшому В.В.Пономарьовою, яка і є основоположником сучасної точки зору. Головні тези цієї теорії наступні. Деревинні й мохово-лишайникові залишки накопичуються переважно на поверхні грунту у вигляді лісової підстилки. Вона малозольна, містить багато лігніну, восків, смол, дубильних речовин. Лісова підстилка розкладається в цих умовах переважно грибною мікрофлорою, оскільки вона найменш вимоглива. У результаті дефіциту основ під її дією утворюються органічні кислоти – фульвокислоти й низькомолекулярні. Вони дуже агресивні, в умовах промивного водного режиму попадають у грунт, взаємодіючи з його мінеральними сполуками, руйнують їх на оксиди Si, Fe, A1, лужних і лужноземельних металів. Спочатку з грунту вимиваються розчинні сполуки, а потім і більш стійкі продукти руйнування мінералів, найперше – мулистих. Тому верхній горизонт збіднюється на мул. Крім цього, органічні кислоти з'єднуються з R₂О₃, утворюючи рухомі органо-мінеральні сполуки, які мігрують униз, цим самим верхній горизонт збіднюється на R₂O₃.

У результаті підзолистого процесу під лісовою підстилкою утворюється підзолистий (елювіальний) горизонт з наступними основними ознаками: колір світло – сірий або білястий, збіднений на поживні речовини, мулисті частинки, R₂О₃, має кислу реакцію, сильну ненасиченість основами, безструктурний або пластинчасто-листуватий.

Частина речовин закріплюється нижче елювіального горизонту, утворюючи ілювіальний (І) горизонт. Ілювіальний горизонт збагачений мулистими частинками, R₂О₃ й іншими сполуками, Fe-Mn-конкреціями, органо-мінеральними сполуками у вигляді лакування на гранях структурних відмін, на пісках утворюються ортзанди. В I-горизонті синтезуються вторинні мінерали, він ущільнюється. Багато речовин вимиваються за межі профілю.

У цих же умовах може йти й гумусоакумулювання (дерновий процес). Тому ступінь вираження опідзолення залежить від:

- інтенсивності промочування зверху;

- наявності перезволоження й оглеєння;

- характеру материнської породи;

- складу деревних порід.

Поряд із опідзоленням в утворенні підзолистих грунтів бере участь лесиваж (ілімеризація). К.Д.Глінка, Ф.Дюшафур, І.П.Герасимов, С.В.Зонн стверджували, що лесиваж протікає з участю менш кислого гумусу і супроводжується переміщенням з верхніх у нижні горизонти мулистих фракцій без їхнього хімічного розкладу. Лесиваж найчастіше є попередником опідзолення, інколи ці два процеси йдуть одночасно. Лесиваж складається з механічного переміщення мулу; диспергації глинистої частини й руху її вниз, утворення органо-мінеральних сполук із залізом і переміщення їх у нижні горизонти. Основними критеріями для діагностики лесиважу є стабільність хімічного складу мулу за профілем (SiО₂:R₂О₃) і наявність "оптично орієнтованої глини": при мікроморфологічному аналізі в ілювіальному горизонті виявляється багато пластинок глини певної орієнтації. Грунти, в яких елювіальний горизонт формується завдяки лесиважу, називаються псевдопідзолами.

Аналізуючи численні праці про формування грунтів з диференційованим профілем на сіалітній корі вивітрювання (підзолистих, дерново-підзолистих, сірих лісових, бурувато-підзолистих тощо), можна зробити висновок, що процес опідзолення й лесиваж одночасно беруть участь в утворенні цих грунтів.

Підзолисті грунти належать до групи кислих сіалітних елювіально-ілювіально-диференційованих грунтів з характерним типом профілю: Но+Е+І+Р. Це зональний тип грунтів тайгово-лісової зони, розташовуються вони великими масивами на Західносибірській низовині, в Скандинавії, північній і середній частинах Європи, Великобританії, півдні Південної Америки (Вогняній Землі), Північній Америці (центрі і сході Канади, північному заході США), Австралії (південному сході), Новій Зеландії. На Україні підзоли не виділені. Займають площу на території світу 310 млн. га, на території СНД – 132 млн. га.

Клімат: гумідний бореальний, Кз>1, сума опадів 200-600 мм на рік, середньорічна температура складає від +4 до -10°С. Рельєф: рівнинний або плоскогірний, горбисто-хвилястий, тобто різноманітний. Грунтотворні породи: моренні, покривні суглинки та глини, водно-льодовикові, стрічкові глини, елювій і делювій корінних порід, озерно-стародавньоалювіальні – різного гранулометричного складу, добре дреновані, безкарбонатні. Рослинність тайгово-лісова, яка з півночі на південь утворює такі підзони: північну тайгу (мохово-лишайникові розріджені ялинові ліси з домішками берези чи модрини); середню тайгу (високі й густі ялинові та ялицеві ліси з зеленими мохами, домішками сосни, кедру, модрини, дуже заболочені); південну тайгу (хвойні, широколистяні та змішані ліси з добре розвиненим трав'янистим покривом).

Типові підзолисті грунти приурочені, найчастіше, до середньої тайги. Генезис підзолистих грунтів включає Е-І диференціацію профілю – опідзолення, лесиваж, відбілювання.

Профіль підзолистого грунту має таку будову (рис. 35):

Нл – слаборозкладена лісова підстилка, 5-10 см;

НлН – перехідний, потужністю 2-3 см, сильно збагачений органічними залишками;

Е – підзолистий, потужністю 2-15 см, білястий чи білясто-сірий, плитчастий, шарувато-плитчастий, лускуватий або безструктурний, пухкий;

І – ілювіальний, яскраво забарвлений у вохристо-бурі, бурі тони, дуже щільний, горіхуватий або призматичний, коричневі глянцеві натічні плівки, потужний. Якщо грунт піщаний, то Е – білий, мучнистий, безструктурний; І – менш розтягнутий, часто щільно зцементований Fe(OH)₃;

Р – материнська порода.

Рис. 35. Типовий підзолистий грунт

За гранулометричним складом підзолисті грунти , особливо супіщані і суглинкові, різко диференційовані: мінімум мулу – в Е, максимум – в І. На піщаних породах диференціація непомітна або відсутня. Хімічний склад характеризується збідненням Е-горизонту R₂0₃ і збагаченням його SiО₂ (це важлива діагностична ознака підзолистого процесу), горизонт І має зворотні характеристики. Грунти бідні на азот і фосфор. Вміст гумусу малий (1-4%), він зосереджений в НлН-горизонті, різко падає з глибиною, Сгк:Сфк=0,4-0,5. Фізико-хімічні властивості грунтів наступні: ЄП – від 2 до 15 мг-екв, реакція середовища кисла (рН = 3-4), СНО менший 50%, мінімальна ЄП -в елювіальному горизонті, максимальна – в І. Висока величина обмінної кислотності. Фізичні й водно-фізичні властивості залежать від гранулометричного складу материнської породи і вираження підзолистого процесу: грунти безструктурні, максимальна щільність в I-горизонті, в Е може бути верховодка.

Серед підзолів підтипи виділяють за наявністю оглеєння(табл. 14).

Таблиця 14. Класифікація підзолистих грунтів

Глеєпідзолисті мають чітко виражене оглеєння переважно верхньої частини профілю: Нл+Egl+I+P,зустрічаються на територіях з сильною заболоченістю.

Роди: залишково-карбонатні бувають як виняток, сформувались на карбонатних материнських породах, закипають в Р або І; ілювіально-залізисті утворились на піщаних породах, характеризуються I_Fe горизонтом яскраво-вохристого забарвлення; ілювіально-гумусові також легкі за гранскладом, мають I_h-горизонт чорного або коричневого кольору, що містить вмиті органо-мінеральні сполуки.

Види виділяються за ступенем опідзолення, тобто за морфологією Е-горизонту: слабопідзолисті – Е плямами; середньопідзолисті – Е суцільний, плитчастий або плитчасто-грудкуватий; сильнопідзолисті – Е плитчастий, розсипчасто-листуватий або лускуватий; підзоли – Е суцільний, мучнистий, білий.

Для підзолистих грунтів характерна низька природна родючість, в основному вони знаходяться під лісами. При розорюванні потребують інтенсивного окультурення, яке включає вапнування, регулярне внесення органічних і мінеральних добрив, правильний обробіток, посів багаторічних трав, звільнення від каменів. Проте цей процес довготривалий.