Дернові грунти

Дернові грунти – результат прояву дернового процесу грунтоутворення. Теорія цього процесу розроблена В.Р.Вільямсом, І.В.Тюріним та іншими вченими. Дерновий – це процес, що відбувається під впливом трав'янистої рослинності й призводить до формування грунтів з добре розвиненим гумусовим горизонтом. Суть його полягає в накопиченні гумусу, поживних речовин і створенні водостійкої агрономічно цінної структури у верхньому горизонті. Причинами цього елементарного грунтового процесу є:

- інтенсивний біологічний кругообіг речовин під трав'янистою рослинністю. Це викликано коротким життєвим циклом рослинності, її високою зольністю й підвищеним вмістом азоту. У результаті кожного року утворюється й попадає в грунт 15-30 т/га фітомаси, що містить 4-10% N, 800-1200 кг/га мінеральних речовин з максимумом Са;

- значна доля коренів від усієї фітомаси (65-95%) – найважливішого джерела гумусу. Коренева система розгалужена, основна її маса знаходиться у верхніх шарах грунту. При відмиранні трав переважна маса органічних залишків попадає безпосередньо в грунт, де тісно контактує з мінеральними речовинами, що сприяє гуміфікації та закріпленню в грунті утворених гумусових речовин;

- значний вміст кальцію в рослинному опаді сприяє створенню реакції середовища, близької до нейтральної, стимулює розпад свіжих рослинних залишків, їх гуміфікацію та закріплення у вигляді органо-мінеральних сполук. Наявність Са – фактор створення агрономічно цінної структури.

Інтенсивність дернового процесу грунтоутворення та його результативність залежать від ряду факторів. Перший з них – продуктивність трав'янистих рослин. Найсприятливіші умови для їх розвитку складаються в лісостепу, північному степу, преріях, заливних луках, дещо меншої інтенсивності досягає їх розвиток в південній частині тайгово-лісової зони, в південному степу, саванах.

Другим фактором інтенсивності дернового процесу є комплекс зовнішніх умов, з яких найважливіші такі:

- умови аерації грунту. Найкращим для накопичення гумусу є контрастний режим аерації та зволоження, коли оптимальні періоди чергуються з надлишково аерованими. При постійній нестачі води гальмуються процеси розкладу, гуміфікації органічних залишків, порівняно інтенсивно йде мінералізація гумусу. В анаеробних умовах органічні залишки консервуються у вигляді торфу й дерновий процес трансформується в болотний;

- характер грунтотворної породи. Найбільш інтенсивно дерновий процес іде при наявності в грунті великої кількості Са, Mg та інших основ, тобто на карбонатній материнській породі.

При найсприятливіших для дернового процесу умовах формуються чорноземи, чорноземоподібні грунти в лісостепу, степу, преріях. З різною інтенсивністю він проявляється також і в інших грунтово-кліматичних зонах, в тому числі і в південній частині тайгово-лісової зони, де під його впливом утворюються дернові грунти.

До дернових відносяться автоморфні грунти з профілем типу Н+Р, потужним гумусованим горизонтом (>10 см), виключаючи такі грунти на сучасних алювіальних, вулканічних і кріогенних породах та злиті. Дернові грунти є зональними для південної частини тайгово-лісової зони (наприклад, Полісся України), але можуть зустрічатись у лісостепу та степу. У тайгово-лісовій зоні вони розташовуються серед дерново-підзолистих і підзолистих грунтів. Багато цих грунтів у Прибалтиці, Польщі, Німеччині, Нечорнозем'ї Росії, Східному Сибіру тощо. У світі їх площа складає біля 9 млн. га, на Україні – біля 1 млн. га, в т.ч. біля 0,4 млн. га розорано.

Умови грунтоутворення: рослинність трав'яниста лугова або лісова з добре розвиненим трав'янистим покривом за умови карбо-натності материнської породи чи близького залягання жорстких грунтових вод; грунтотворні породи – переважно карбонатні (елювій вапняку, мергелю, доломіту), але можуть бути й безкарбонатні будь-якого генезису, рідко – леси чи лесоподібні суглинки; клімат – бореальний, суббореальний, у більшості випадків – гумідний різного ступеня континентальності; рельєф – різноманітний.

Термін "дернові грунти" введений В.В.Докучаєвим. Головні діагностичні властивості дернових грунтів – наявність добре вираженого Н- горизонту грудкувато-зернистої структури; відсутність або дуже слабкий розвиток будь-яких інших генетичних горизонтів (типу Е, І), високий вміст гумусу (3-15%), висока ємність поглинання (ЄП), близька до нейтральної реакція середовища.

Типова будова профілю така:

Но – підстилка або дернина;

Н – гумусовий, сірий чи темно-сірий, грудкувато-зернистий, пухкий;

HP – перехідний, світліший за попередній;

Р – материнська порода різного генезису.

Дерново-карбонатні грунти формуються на карбонатних породах під широколистяними та змішаними лісами з добре розвиненим трав'яним покривом в умовах гумідного клімату. На території країни їх найбільші площі розташовуються в західній частині Полісся, окремі масиви – у лісостепу. Висока насиченість карбонатами материнських порід в умовах лісової зони є перешкодою для розвитку підзолистого процесу. Профіль (рис. 38) на генетичні горизонти диференційований слабо: Нк+НРк+Рк, потужність його коливається від 10 до 100см, структура грудкувато-зерниста, забарвлення темно-сіре, пухкі, каменисті, найчастіше легкосуглинкові. Кількість гумусу – від 2,5 до 15%, гумус фульватний (Сгк:Сфк = 0,5-0,7), у складі гумусових кислот переважають фракції, пов'язані з Са, тип гумусового профілю рівномірно-акумулятивний. Грунти насичені Са, тому реакція середовища нейтральна або слаболужна, ступінь насиченості основами складає 100%, ЄП досягає 60 мг-екв/100г грунту. У валовому хімічному складі 12-15% становить СаО, з глибиною його вміст зростає. Перерозподілу SiО₂ та R₂О₃ немає. Грунти бідні на мікроелементи.

Рис. 38. Дерново-карбонатний вилугований грунт

В основі еволюції цих грунтів лежить поступове вилуговування СаСО₃, за стадіями цього процесу грунти поділяються на підтипи. Типові дерново-карбонатні грунти закипають з поверхні та мають властивості, описані вище. Вилугувані відрізняються вилугуваністю верхнього горизонту: Н+НРк+Рк.Дерново-карбонатні опідзолені грунти вирізняються появою дещо освітленого Не-горизонту в нижній частині Н, під яким формується слабо виражений ілювійований: Н+Не+НРі/к+Рк.Опідзолений горизонт характеризується дещо зниженим вмістом мулу, зменшеною ЄП, ледве помітною присипкою SiO₂ В ілювійованому горизонті з'являються зачатки призмоподібної структури, натічні утворення по гранях структурних відмінностей, ущільнення. Валовий аналіз показує елювіально-ілювіальну (Е-І) диференціацію за вмістом SiО₂ та R₂O₃.

Дерново-карбонатні грунти вважаються високородючими, широко використовуються в сільському господарстві, потребують внесення мінеральних та органічних добрив, глибокої оранки.

Дерново-скелетнігрунти розповсюджені переважно в правобережному Поліссі, в місцях виходу на поверхню Українського кристалічного щита, тому залягають фрагментарно. Інколи зустрічаються в горах. Грунти розвинені слабо, звичайно короткопрофільні, щебенисті, профіль слабо диференційований: Hq+HPq+PQ.Виділяється гумусовий горизонт сірого забарвлення, грудкувато-зернистої структури, потужністю до 25 см, з багатьма уламками кристалічної породи, що поступово, через шар вивітрених порід, переходить у масивно-кристалічну породу. Гумусу у верхньому горизонті міститься 3-4%, він фульватний (Сгк:Сфк = 0,5-0,6), грунт насичений основами, рН~7, ЄП ~ 15-20 мг-екв/100 г грунту. Грунти досить родючі, але через каменястість малопридатні для вирощування сільськогосподарських культур.

Дернові борові грунти є одними з найбільш проблематичних щодо природи та класифікаційної приналежності. У літературі 50-60-х років їх називали дерново-прихованопідзолистими, боровими пісками тощо і виділяли в типі дерново-підзолистих грунтів. У 80-х роках українськими вченими виділені в окремий грунтовий тип. Зустрічаються дернові борові грунти майже в усіх зонах країни, хоча найбільші їх масиви знаходяться в Поліссі. Залягають ці грунти, в основному, на борових (перших надзаплавних) терасах рік. Материнськими породами служать давньоалювіальні й водно-льодовикові відклади піщаного та глинисто-піщаного гранскладу. Рослинність – трав'яниста, рідше – лісова з трав'янистим чи моховим покривом. Характерна будова профілю: Н+НР+Р. Профарбовування гумусом незначне, вміст його невисокий (0,6-1,5%), різко зменшується з глибиною. Склад гумусу в грунтах Полісся фульватний, в Лісостепу – гуматний. Валовий хімічний склад цих грунтів зв'язаний з їх легким гранскладом: ~90% SiО₂, ~2% Al₂O₃, ~1% Fe₂J₃, мало мікроелементів. ЄП невелика, майже 10 мг-екв/100г грунту, СНО біля 80-90%, рН~6-6,5. Легкий грансклад зумовлює значну щільність (1,4-1,6 г/см куб). Максимум мулу спостерігається в Н-горизонті, а також у горизонтах акумуляції заліза, які дуже характерні для даного типу грунту.

Класифікація даних грунтів спірна. Підтипи виділяють за співвідношенням основних грунтотворних процесів: типові мають потужність гумусованого горизонту менше 45 см, у них не спостерігається ознак опідзолення; опідзолені мають таку ж потужність, але в профілі наявні ознаки Е-І перерозподілу речовин: Н+Не+НРі+Р; чорноземоподібні мають потужний (більше 45 см) гумусований профіль з добре розвиненими переходами. Роди дерново-борових грунтів виділяють таким чином: карбонатні – закипають по всьому профілю; рудякові (залізисті) – у профілі наявний іржавий горизонт плівкової навколоскелетної акумуляції R₂О₃, не зцементований, не агрегований (Р_І або P_ІFe); псевдофіброві – на глибині 40-55 см утворюється псевдофібр – горизонт акумуляції R₂О₃ товщиною 0,5-3 см, звивистий, добре зцементований (Pf).

Дерново-борові грунти, загалом, низькородючі, містять мало валового азоту, фосфору і калію. Щоправда, горизонти акумуляції R₂О₃ затримують потік води, дещо поліпшуючи цим водний режим грунту. Підвищення родючості можна досягнути внесенням глини, цеолітів, підвищених доз органічних і мінеральних добрив.

Дернові глейові(рис. 39) грунти розповсюджені в понижених елементах рельєфу, по периферіях боліт, на борових терасах, найчастіше – в лісовій зоні. Як і для попереднього типу грунту, класифікаційна та номенклатурна приналежність останніх досить дискусійна. Найхарактернішою рисою умов грунтоутворення є грунтове або поверхневе перезволоження. Типова рослинність – трав'яниста, не виключена і лісова з моховою або трав'янистою підстилкою. Грунтотворними породами найчастіше служать флювіогляціальні, давньоалювіальні відклади різного гранскладу. Грунти характеризуються акумулятивним профілем типу: H+HPgl+PGl.Властивості їх значно залежать від гранулометричного складу. Порівняно незначне перезволоження веде до збільшення кількості гумусу в легких грунтах до 1,5-5%, Сгк:Сфк біля 0,5. ЄП досягає 30-40 мг-екв/100 г грунту залежно від гумусованості та гранскладу, реакція середовища слабокисла або нейтральна, СНО = 80-100%. Суттєвого перерозподілу SiО₂ та R₂0₃, мулу в типових грунтах не спостерігається, хоча помітна тенденція до накопичення останніх в оглеєних горизонтах.

Рис. 39. Дерновий глейовий грунт

Можна виділити такі підтипи дернових глейових грунтів: опідзолені (H+He+HPigl+PGl)характеризуються деякою освітленістю He-горизонту, завдяки наявності в ньому присипки SiO,, а також ущільненням перехідного горизонту; вилугувані (H+HP/Kgl+PKGl)закипають у нижній частині профілю.

Роди цих грунтів пов'язують з хімічним складом грунтових чи поверхневих вод, які беруть участь у перезволоженні: – карбонатні (Нк+HPKgl+PKGl); –засолені (Hs+HPgls+PGls); –ортзандові або ортштейнові (Hgl+R,Rg+PGl),у профілі наявний бурувато-червоний зцементований горизонт акумуляції півтораоксидів потужністю більше 5 см, найчастіше це піщані грунти.

Види виділяють за ступенем оглеєння: поверхнево-глейові (HG1+HP+P);поверхнево-глеюваті (Hgi+HP+P);грунтово-глейові (H+HPgl+PGI);грунтово-глеюваті (H+HP+Pgl);глибоко глейово-елювіальні (H+HP+PEgl+PGI),у верхній частині материнської породи формується інтенсивно відмитий від глинистих речовин елювіально-глейовий горизонт завдяки сильно мінливому протягом року рівню грунтових вод.

Класифікація дернових грунтів наведена у таблиці 19.

Таблиця 19. Класифікація дернових грунтів

Даний тип грунту має високу потенційну родючість, але потребує поліпшення водно-повітряного режиму (достатньо агромеліоративних заходів), після чого він стає придатним для вирощування технічних, овочевих і кормових культур.