Генезис ґрунтів Полісся

Різноманітність природних умов Полісся обумовлює розвиток ряду процесів ґрунтоутворення, внаслідок чого формуються ґрунти з різними ознаками і властивостями. Основні процеси, під впливом яких утворюється ґрунтовий покрив зони – підзолистий, дерновий і болотний. Вони можуть відбуватися самостійно або в різній мірі сполучаючись. Залежно від прояву даних процесів та їх сполученні утворюються ґрунти Полісся.

Згідно досліджень К.К.Гедройця, А.А.Роде, В.Р.Вільямса, В.В.Пономарьової, Ф.Р.Зайдельмана, О.М.Іванової, М.І.Полупана, Д.Г.Тихоненко і багатьох інших дослідників, підзолистий процес відбувається під наметом лісової рослинності за наявності промивного водного режиму (К3>1), як правило на безкарбонатних ґрунтотворних породах і пов'язаний з утворенням (внаслідок переважно грибного розкладу лісової підстилки) органічних кислот, агресивних до мінеральної частини ґрунту. При підзолистому процесі у верхній частині профіля відбувається руйнування ґрунтових мінералів і переміщення продуктів розкладу в нижню частину профілю ґрунту та підґрунтові води. Крім того, відбувається процес лесиважу – диспергації і переміщення з низхідними токами води глинистих частинок.

Грубий лісовий опад, складений з клітковини, лігніну і дубильних речовин, захищений від прямих сонячних променів, знаходячись в умовах стійкого зволоження, сприяє розвитку грибної мікрофлори. Тому лісова підстилка розкладається переважно грибами, актиноміцетами і в меншому ступены бактеріями. Гриби виділяють в оточуюче середовище специфічні ферменти, які розкладають лісову підстилку з утворенням СО₂, Н₂О, амонійних та фосфорнокислих солей, а також специфічних органічних сполук високої дисперсності – типу фульвокислот.

Ґрунтовий розчин, збагачуючись органічними і частково мінеральними кислотами, гідролізує і розчиняє мінерали ґрунту Алюмосилікати руйнуються переважно живими організмами. Так, ортоклаз та мікроклін руйнуються бактеріями. Вивільнений кремнезем (SiО₂·nН₂О) випадає в осад у формі халцедону і кварцу чи переходить у ґрунтовий розчин. В ґрунті утворюються вторинні глинисті мінерали, кремнекислота, оксиди алюмінію (Аl₂О₃·nН₂О), заліза (Fе₂О₃·nН₂О), частково марганцю (МnО₂·nН₂О).

За умов промивного водного режиму продукти гідролізу та розкладу мікроорганізмів переносяться у нижні генетичні горизонти. Під покривом лісової підстилки (Н_о) формуються генетичні горизонти: НЕ – гумусово-елювіальний; Е – елювіальний (горизонт виносу); І – ілювіальний (акумулятивний), далі може бути перехідний до породи горизонт – Р_і і, як правило, безкарбонатна материнська порода – Р.

В горизонті – НЕ під наметом лісу нагромаджуються переважно фульвокислоти, які утримуються в профілі катіонами Са²⁺ і Мg²⁺, що надійшли з лісової підстилки і утримуються адсорбційними силами мінералів. Тут же в малих кількостях осідають оксиди заліза та алюмінію і поживні речовини для рослин.

Елювіальний горизонт (Е) – внаслідок виносу заліза, алюмінію і марганцю та накопичення кремнезему має світло-сіре забарвлення (подібне до попілу). Цей горизонт збіднений елементами живлення, півтораоксидами та мулистими частинками, має кислу реакцію, ненасичений основами і практично безструктурний.

Частина речовин, які вимиті з лісової підстилки, та горизонтів НЕ та Е закріплюються в ілювіальному (І) горизонті. Цей горизонт збагачений мулистими частками, півтораоксидами заліза і алюмінію та іншими сполуками, набуває значного ущільнення і червоно-бурого забарвлення.

Отже, розвиток підзолистого процесу характеризується низкою особливостей:

– біогенний фактор обумовлює диференціацію ґрунтового профілю за елювіально-ілювіальним типом в умовах кислотного гідролізу;

– утворенням лісової підстилки, яка складається з листя, хвої тощо, різного ступення розкладу, що лежать на поверхні ґрунту;

– переміщення елементів з підстилки в ґрунт здійснюється як при вертикальному переміщенні води, так і внаслідок бокового стоку;

– значна частина елементів з підстилки виноситься водами поверхневого стоку в період сніготанення, коли ґрунт ще не відтанув, або насичений вологою до повної вологоємності.

Підзолистий процес призводить до утворення ґрунтів підзолистого ряду. Останні характеризуються збідненням верхніх генетичних горизонтів колоїдами і накопиченням в них аморфної борошнистої кременівки SiO₂. ГВК таких горизонтів характеризується ненасиченістю Са²⁺ і Мg²⁺, має кислу реакцію ґрунтового розчину, високу обмінну і гідролітичну кислотність, негативні фізико-механічні властивості, підвищену щільність ілювіальних горизонтів, які збагачені мулистими частинками, гідрооксидами заліза та алюмінію.

Періодичне перезволоження таких ґрунтів викликає оглеєння окремих горизонтів і посилює підзолистий процес.

Представниками ґрунтів даного типу ґрунтотворення є підзоли і дерново- підзолисті ґрунти часто різного ступеня оглеєності, які складають основний фон ґрунтового покриву Полісся.

Дерновий ґрунтотворний процес детально вивчений і охарактеризований академіком В.Р.Вільямсом, І.В.Тюріним та іншими вченими як однин з головних процесів ґрунтотворення.

Найбільш яскраво дерновий процес відбувається під впливом трав'янистої рослинності і призводить до формування ґрунтів з добре розвинутим гумусовим горизонтом.

Дерновий процес характеризується такими ознаками:

– інтенсивним споживанням біогенних елементів при щорічному поверненні їх у ґрунт;

– щорічним накопиченням і відмиранням значної біомаси;

– переважанням кореневої маси над надземною, що дає можливість надходження мертвої органічної речовини безпосередньо в ґрунт;

– перевагою бактеріальних процесів розкладу органічних решток і інтенсивним гумусоутворенням;

– гуматним характером гумусоутворення з нагромадженням гумінових кислот зв'язаних з кальцієм.

На Поліссі дерновий процес найбільш інтенсивно відбувається в зрідженому лісі, на галявинах, а також у листяних лісах, де добре розвинута трав'яниста рослинність. В даній зоні дерновий процес чергується з підзолистим або відбувається одночасно з ним.

Приріст органічної маси за рахунок трав'янистої рослинності та її інтенсивний розклад бактеріальною мікрофлорою сприяє нагромадженню в ґрунті гумусових речовин. Елювіальний горизонт поступово збагачується гумусом і основами Са²⁺, Мg²⁺ і стає гумусово-елювіальними (НЕ).

Слід зазначити, що навіть при довгостроковому розвитку трав'янистої рослинності під пологом лісу в дерново-підзолистих ґрунтах значної кількості гумусу і поживних речовин не нагромаджується. Органічні рештки трав'янистих рослин, які виростають на бідному підзолистому ґрунті, містять відносно мало зольних елементів, особливо азоту. Промивний тип водного режиму викликає додаткове обеззолення ґрунту. Нестача зольних елементів, азоту, кальцію, і магнію в самому ґрунті і органічних решток, наявність грибної мікрофлори уповільнює мінералізацію; в складі гумусу переважають кислі гумусові речовини – типу фульфокислот. Тому в гумусово-елювіальному горизонті не накопичуються велика кількість гумусу.

Отже, залежно від різноманітності кліматичних, гідрологічних та літологічних особливостей, а також у поєднанні з іншими процесами, дерновий грунтотворний процес формує різні типи ґрунтів в різних ґрунтово-кліматичних зонах. На Поліссі це дернові, дерново-підзолисті, підзолисто-дернові, дерново-лучні.

Поєднання підзолистого ґрунтотворного процесу з оглеєнням на думку А.Ліверовського, І.С.Кауричева, А.М.Туренка та інших вчених створює умови для протікання елювіально-глеєвого процесу який характеризується наступними особливостями:

– контрасним водним режимом, який проявляється у змінних окисно-відновних умовах, коли різко відновні умови за перезволоження верхніх шарів грунту змінюються на окисні умови при висиханні ґрунту (посилення аерації);

– трансформацією органічних речовин з утворенням рухомих агресивних форм низькомолекулярних кислот, поліфенолів;

– утворенням рухомих відновлених форм заліза і марганцю, а в кислих умовах ґрунтового розчину – рухомих сполук алюмінію;

– взаємодією агресивних органічних сполук з мінеральною частиною грунту і утворенням водорозчинних органо-мінеральних сполук;

– міграцією водорозчинних сполук з нисхідними токами води.

Періодичне або постійне перезволоження ґрунтів Полісся посилює процес гумусонакопичення і призводить до формування перегнійно-торфянистого горизонту ґрунтів болотно-підзолистого типу.