Грунтовий покрив суббореальних лісових областей. Бурі лісові грунти

Суббореальні лісові області розташовані на океанічних околицях всіх материків. У грунтовому покриві переважають бурі лісові грунти.

Вперше термін "бурі лісові грунти" використаний Р.В.Ризположенським (1892), який описав їх у Заволжі. Потім виявилось, що описаний ним грунт відноситься до дерново-карбонатних на стародавніх червоноцвітних карбонатних глинах, але термін залишився і одержав широке розповсюдження. В 1905 р. німецький грунтознавець Е.Раманн в центральній Європі (Німеччині) вперше обгрунтував виділення самостійного типу грунтів широколистяних лісів центральної і південної Європи, які ним були названі буроземи. Ця ідея підтримана в Румунії одним з найкрупніших авторитетів того часу Г.Мургочі (1909), який запропонував називати такі грунти бурими лісовими. Далі ці грунти вивчались цілим рядом учених, переважно європейських. У 1930 р. на 2-ому Міжнародному конгресі грунтознавців було вирішено вважати бурозем самостійним грунтовим типом, назвати його "бурим лісовим грунтом", а термін "бурозем" використовувати як синонім. Пізніше подібні грунти були описані не тільки під широколистяними лісами, але й під хвойними, не тільки на горбистих рівнинах Європи, але й в горах, не тільки в суббореальному поясі, айв субтропіках і тропіках. В українській школі превалює розуміння буроземів як типу профільно недиференційованих оглинених грунтів, властивих широколистяним та змішаним лісам помірного поясу з промивним типом водного живлення завдяки "ідеальному" дренажу.

При складанні грунтової карти світу ФАО/ЮНЕСКО ці грунти виявились найбільш розповсюдженими: західна і середня Європа, Далекий Схід Євразії, північний схід США, Нової Зеландії тощо, також вони утворюють вертикальний пояс у всіх гірських системах світу. Щодо розповсюдження цих грунтів в Україні, то, згідно з грунтовою картою, буроземи зустрічаються в гірсько-лісових вертикальних зонах Карпат та Криму, Передкарпатті та Закарпатті.

Клімат суббореальний гумідний, сума опадів складає 800-1000 мм в рік, Кз більший за 1, промивний тип водного режиму, відсутній (в типовому випадку) застій вологи, м'яка зима, коротке сезонне промерзання. Рельєф – переважно гірські схили, передгірські рівнини, дуже рідко – низовини. Такі геоморфологічні умови забезпечують вільний, ідеальний дренаж, що важливо для генезису. Грунтотворні породи різного генезису: елювіально-делювіальні, стародавньоалювіальні, моренні, лесоподібні, піски, переважно безкарбонатні. Рослинність – широколистяні (бук, дуб, граб, ясен) або хвойно-широколистяні ліси з трав'яним покривом, що характеризуються потужним N-Ca біологічним кругообігом речовин. Процес утворення бурих лісових грунтів називається буроземоутворенням. Він складається з цілого ряду елементарних грунтових процесів:

Оглинення (метаморфізація) товщі грунту без переміщення продуктів вивітрювання, за винятком водорозчинних солей. Суть процесу полягає в утворенні вторинних глинистих мінералів гідрослюдно-монтморилонітового складу завдяки як синтезу їх з продуктів вивітрювання первинних мінералів і мінералізації рослинних залишків, так і безпосередньому перетворенню первинних мінералів у вторинні. Причинами інтенсивного прояву оглинення є достатнє зволоження, довгі теплі періоди, інтенсивний біологічний кругообіг, активна робота мікроорганізмів. Найбільш інтенсивно процес іде в середній частині профілю. Діагностичні ознаки цього явища, такі як звуження співвідношення SiO₂:R₂O₃ до ~2 безсумнівні, спостерігаються в усіх буроземах і цим наближають їх до ферсіалітних грунтів. При слабкому кислотному гідролітичному розкладі мінералів іде звільнення Fe та Аl. Fe закріплюється в аеробних умовах у грунті, утворює комплекси з органічними речовинами і забарвлює грунт у бурі теплі тони, сприяє ущільненню, але одночасно й оструктурює грунт.

Гумусоакумулятивного процесу: органічні залишки багатого рослинного опаду в умовах хорошого зволоження і тривалого теплого періоду швидко гуміфікуються та мінералізуються. Тому в типових бурих лісових грунтах нема горизонту грубого гумусу (модер). а утворюється гумус мюлевого типу, де поруч з фульвокислотами багато бурих гумінових кислот, пов'язаних з оксидами Fe та А1, що також надає грунту бурого кольору.

Вилуговування катіонівз низхідними чи боковими токами води, що в буроземах йде інтенсивно, Але паралельно спостерігається їх біологічна акумуляція в Н-горизонті. В результаті, залежно від інтенсивності промочування, можуть утворитись як ненасичені основами (Карпати), так і слабо ненасичені (Крим) грунти.

Лесиважу,який при буроземоутворенні йде не завжди, але в багатьох випадках і є початком їх елювіально-ілювіальної диференціації. Причина диференціації часто пов'язана з поверхневим тимчасовим перезволоженням і призводить до розвитку т.зв. псевдоопідзолення (за І.П.Герасимовим).

Опідзолення, яке в типових буроземах відсутнє або дуже слабке. Але при певному комплексі факторів воно дуже інтенсивно може розвинутись, особливо при стимуляції його поверхневим перезволоженням (приклад – бурувато-підзолисті грунти Передкарпаття).

Оглеєння,що інколи супроводжує генезис цих грунтів. Воно може бути грунтовим (Закарпаття, лугово-буроземні грунти) і поверхневим (Передкарпаття, бурувато-підзолисті грунти), дуже часто – змішаним.

У класифікації виділяється велика кількість перехідних підтипів (табл. 20).

Таблиця 20. Класифікація бурих лісових грунтів

Профіль типового бурого лісового грунту недиференційований (рис. 41):

Но –лісова підстилка невеликої потужності;

Н – гумусово-акумулятивний, потужністю 5-30 см, темно-бурий або сірувато-бурий, грудкувато-горіхуватий або зернисто-горіхуватий, пухкий:

НРm –перехідний оглинений (метаморфізований), рівномірно бурий або коричнево-бурий, світліший від попереднього, грудкувато-горіхуватий, ущільнений;

Р – материнська порода, можуть бути уламки корінних порід, якщо грунт гірський.

Рис. 41. Бурий лісовий типовий грунт

Підтипи виділяються як перехідні між типовим буроземом та іншими, більш стійкими групами грунтів. Дерново-буроземнігрунти характеризуються наявністю дернового горизонту потужністю до 15 см, слабокислою реакцією середовища (рН~6), переважанням сірих тонів в гумусовому горизонті, вмістом гумусу 5-7%, непоганими властивостями, розглядаються як перехідна форма між типовими буроземами і дерновими грунтами. Лесивованібуроземи мають освітлену верхню частину профілю при відсутності ознак опідзолення, оптично орієнтовану глину в НРm-горизонті. Опідзоленібуроземи відрізняються незначною Е-І диференціацією профілю, що проявляється в наявності натічних плівок, нальотів, грудкувато-призматичній структурі в середній частині профілю, перерозподілі SiО₂ та R₂O₃ Підзолисто-буроземнігрунти мають яскраво виражену диференціацію профілю, перерозподіл SiО₂, мулу за Е-І типом, менший вміст гумусу, в якому Сгк:Сфк = 0,25, кислу реакцію середовища. Буроземно-підзолисті грунти – найінтенсивніше опідзолений підтип буроземів. В більшості випадків вони поверхнево-глейові, що, в свою чергу, підсилює процес опідзолення. Великі площі цих грунтів наявні в Передкарпатті, що пояснюється специфікою умов грунтоутворення на вказаній території, а саме: приналежністю території до зони буроземоутворення, великою кількістю опадів, поверхневим застоєм їх через особливості геоморфологічної та геологічної будови місцевості.

Бурувато-підзолисті грунти Передкарпаття досить вивчені, а їх загальні властивості досить детально освітлені в літературі (І.І.Назаренко, С.М.Польчина, І.С.Смага, В.А.Нікорич та ін., 1996-2002). Кількість гумусу в них невисока, тип гумусового профілю – регресивно акумулятивний. При діагностиці грунтів, виведених з-під лісу, необхідно враховувати можливість зміни вмісту гумусу як в сторону збільшення, так і в протилежну, хоча за історію 120-річного використання бурувато-підзолистих грунтів в сільськогосподарському виробництві, фактів виходу показників із діапазону мало- (середньо) гумусних не спостерігалося.

Важливим критерієм приналежності грунту до буроземно-підзолистого підтипу є груповий і фракційний склад гумусу. Загальні особливості цього показника наступні: фульвокислоти переважають над гуміновими кислотами (Сгк:Сфк не перевищує 0,66-0,74), серед гумінових кислот домінують форми вільні та зв'язані з рухомими півтораоксидами, в складі фульвокислот теж переважають фракції вільні, зв'язані з рухомими півтораоксидами та глинистими мінералами при досить невисокому вмісті чи навіть відсутності кальцій-гуматів та кальцій-фульватів (0-7% від вмісту загального вуглецю). Акумуляція гумусу в результаті взаємодії гумусових кислот із залізом і алюмінієм – характерна складова буроземоутворення. Грунти – найкисліші на Україні. В природному стані бурувато-підзолистим грунтам притаманна висока гідролітична та обмінна кислотності, які, знижуючись з глибиною, не зникають навіть у материнській породі. Кислотність обумовлена переважно іонами алюмінію, що свідчить про значний розвиток процесів руйнування алюмосилікатів. Практично весь грунтовий профіль охоплений процесом вилуговування обмінних основ, що відображає зональну специфіку грунтів. Наслідком цього є низька насиченість основами верхньої частини профілю. Виведення грунту з-під лісу, його меліорація та активне використання знижують величину гідролітичної та обмінної кислотності, хоча зафіксовані моменти навіть деякого їх збільшення при низькій агротехніці. Кількісні значення залишаються характерними для даного підтипу грунту.

За гранулометричним складом бурувато-підзолисті грунти відносяться до важких – важкосуглинкових та легкоглинистих. Характерна діагностична риса – елювіально-ілювіальний профільний розподіл дрібнодисперсних фракцій, який зберігається навіть при тривалому сільськогосподарському використанні (табл. 21).

Таблиця 21. Основні показники бурувато-підзолистих грунтів

Отже, основні ознаки бурувато-підзолистих грунтів чітко свідчать про складність їх генезису, який включає цілий комплекс елементарних грунтотворних процесів: опідзолення, лесиваж, глеєелювіювання, оглинення, слабке гумусонакопичення.

Роди: кислі – утворились під змішаними лісами на бідних породах, рН = 3-4, СНО < 50%, відносяться до цієї групи всі буроземи Карпат; слабоненасичені – СНО > 50%, утворились на багатих породах або в умовах менш інтенсивного промивання атмосферними опадами (Крим); залишково-карбонатні формуються на елювії щільних карбонатних порід, тому вони насичені основами, карбонатні, нейтральні; галечникові приурочені до продуктів вивітрювання масивно-кристалічних порід, тому найчастіше зустрічаються в горах; чорноземоподібні утворились на пухких карбонатних породах, лесоподібних суглинках, відрізняються добре вираженою грудкуватою структурою, потужним гумусованим горизонтом, наявністю карбонатів, близькою до нейтральної реакцією середовища.

За гранулометричним складом типові буроземи суглинкові, з явно вираженим накопиченням мулу в НРm, що є діагностичною ознакою оглинення. Перерозподіл SiО₂ в профілі відсутній, зате R₂О₃ мало накопичується в оглиненому горизонті. Характерною рисою валового хімічного складу даного типу грунту є звужене відношення SiО₂:R₂О₃= 2,2-1,8, тоді як в інших сіалітних грунтах воно значно перевищує 3-4,5. Вміст гумусу в верхньому горизонті складає 3-10%, гумусовий профіль регресивно-акумулятивний (вміст гумусу поступово, але швидко падає з глибиною), Сгк:Сфк ~ 0,5. Гумусові кислоти зв'язані з Fe, Al, Са, глинистими мінералами. Фізико-хімічні властивості бурих лісових грунтів досить специфічні й є одними з найважливіших діагностичних ознак: ЄП складає 20-25 мг-екв, серед ввібраних катіонів переважає Са, але також дуже багато Аl – до 10 і більше мг-екв (діагностична ознака буроземоутворення), підвищений вміст Fe – як обмінного, так і рухомого. Як правило, грунти кислі, особливо карпатські (рН = 4-5, СНО < 75%), але бувають і близькі до нейтральних (Крим, Західна Європа), в яких СНО>75%.

Водно-фізичні властивості грунтів непогані, але різко погіршуються в опідзолених і оглеєних різновидах.

При розташуванні в сприятливих умовах рельєфу буроземи при розорюванні дають хороші орні землі високої природної родючості, але вони потребують вапнування, систематичного внесення органічних та мінеральних добрив (особливо фосфорних), створення потужного орного горизонту. Внаслідок непоганих фізичних властивостей типові бурі лісові грунти особливо придатні для багаторічних плодових насаджень та ягідників, в центральній та південній Європі на них вирощують виноград. Досить стійкі до водної ерозії, але після вирубування лісів на гірських схилах дощові потоки можуть повністю зруйнувати грунт. У природному стані буроземи забезпечують високу продуктивність лісів. Складніші для окультурювання глейові підтипи, які потребують регулювання водного режиму як агромеліоративними, так і гідротехнічними заходами.