Властивості і використання болотних ґрунтів

Ґрунти верхових та перехідних боліт мають низьку зольність (2-6%), високу кислотність (рН ґрунтового розчину 3,5-4,5) та характерну опуклу поверхню.

Будова профілю торфово-глейових ґрунтів верхових боліт: він складається з торфового горизонту Т глибиною не більше 30 см, світло-бурого, волокнистого, біля поверхні з моховою дерниною Td нерозкладеного сфагнуму та оглеєного мінерального горизонту, що вважається материнською породою.

Ґрунти низинних боліт складають до 98% всього болотного фонду України. Вони приурочені до заплав річок, прадолин, притерасних знижень, днищ балок, озерних котловин тощо. Утворилися ці ґрунти під осоками, очеретом, рогозою, вільхою, хвощем, гіпновим мохом тощо. Ґрунти мають середню і високу зольність, широкий діапазон реакції (рН=5-8,5) ґрунтового розчину, значно вищий вміст елементів живлення, ніж верхові болотні ґрунти.

Болотні мінеральні ґрунти в цілинному варіанті мають таку будову профілю: оторфований горизонт Нd(Т) + гумусовий глейовий Hgl(T) + перехідний глейовий PHG1 + глейова ґрунтотворна порода PG1.

Торфові середньоглибокі ґрунти різної зольності мають профіль, що розчленовуються на ряд торфових горизонтів різного ступеня розкладу та різного ботанічного складу. Для цілинного варіанту будову профілю можна записати так: Т₀+Т₁+Т₂+Т₃ і т.д., а для осушеного варіанту – Т₁Н+Т₂Н+Т₃h і т.д., підстилаючою породою є або сильно оглеєна мінеральна порода PG1, або глей G1.

Властивості торфових ґрунтів визначається їх органогенним походженням. Вони відносяться до потенційно родючих. Перш за все це стосується низинних боліт, торф яких багатий на азот, кальцій, інколи фосфор, характеризується нейтральною або слабо кислою реакцією. Однак торфові ґрунти мають ряд негативних властивостей, які обмежують їх сільськогосподарське використання. До таких властивостей відносяться: висока вологоємність і теплоємність торфу, низька щільність, а також тепло- і температуропровідність, що обумовлено незначним вмістом твердої фази (мінеральних речовин).

Для торфовищ з високим ступенем розкладу торфу характерна низька водопроникність, а для слабо розкладених – невелика висота капілярного підняття вологи, перетворення торфа при обробітку у пиловидний стан.

Осушення боліт не усуває багатьох негативних властивостей торфових ґрунтів. Воно приводить лише до перерозподілу фаз торфу, взаємному обміну води і повітря. В неосушеному торфі в одиниці об'єму знаходиться 88-94% води, тверда фаза становить лише 5-7%, а вміст повітря – 0-5%. В осушених торфовищах залучених у сільськогосподарське виробництво, частка твердої фази в процесі розкладу органічної речовини збільшується до 10-15%. Співвідношення води і повітря може суттєво змінюватись залежно від погодних умов і регулювання водно-повітряного режиму. Збільшення вмісту твердої фази після осушення підвищує щільність і зменшує вологоємність. Однак показники щільності лишаються набагато нижчими (0,13-0,30 г/см³), ніж в мінеральних ґрунтах і далекими від оптимальних для більшості сільськогосподарських культур.

Несприятливі фізичні і водно-фізичні властивості торфу сприяють розвитку ерозії, затруднюють впровадження сучасних технологій, бо створюють труднощі при проходженні ґрунтооброблювальної, посівної і збиральної техніки, особливо в період випадання рясних опадів. Несуча здатність торфових грунтів при вологості 80-85% не перевищує 0,5-1,0 кг/см². Відповідно, трактори загального призначення, розраховані на ґрунти середньої і високої несучої здатності, на торфовищах у більшості випадків непридатні. Крім того, різко знижується коефіцієнт зчеплення як колісних, так і гусеничних тракторів, тобто зменшується їх тягові зусилля (порівняно з роботою на мінеральному ґрунті), що значно ускладнює експлуатацію агрегатів. Коефіцієнт перекочування тракторів на торфовищах у 2 рази вищий, ніж на мінеральних грунтах. Це збільшує втрати потужності на рух машини, знижує коефіцієнт корисної дії.

Болотні ґрунти мають несприятливий температурний режим, що обумовлено специфічними водно-фізичними властивостями торфу. Теплоємність його в 2 рази вище, ніж у піску і глини. Величина теплоємності залежить від зволоженості. Так, якщо теплоємність сухого торфу становить 0,15 кал/см³, от насиченого водою до повної вологоємності – понад 0,90 кал/см³. Внаслідок цього вологий торфовий ґрунт потребує набагато більше тепла для свого нагрівання, ніж мінеральний. Витрати тепла на випаровування також більш високі, тому торфовища відносять до категорії холодних ґрунтів.

Теплові властивості ґрунту характеризують теплопровідністю. Чим вона вища, тим краща тепловіддача і тим швидше прогрівається і охолоджується грунт. За своєю теплопровідністю торф займає останнє місце серед інших грунтотворних порід. Так, коефіцієнт теплопровідності сухого торфу дорівнює 0,00027, сирого – 0,0011, сухого піску – 0,0097, сирого - 0,04.

Внаслідок низької теплопровідності торфового ґрунту, витрати тепла з верхнього горизонту вночі не поповнюються його притоком з нижніх шарів. Низький коефіцієнт температуропровідності і сильна віддача тепла верхніми шарами є основною причиною частих радіаційних заморозків. Темне забарвлення болотних ґрунтів сприяє сильному поглинанню тепла і їх перегріву у сонячні дні. У зв'язку з цим торфові ґрунти мають велику амплітуду коливань температури протягом доби. В сонячну погоду на поверхні темпераратура досягає 50-60°С. Нічна віддача викликає сильне їх охолодження. Великій перепад добових температур у поверхневому шарі торфовища негативно впливає на життєдіяльність мікроорганізмів і розвиток кореневих систем рослин. Постійне перегрівання ґрунту вдень веде до сильного висушування верхнього шару і втраті здатності до змочування. Таке торфовище може спалахнути навіть від іскри працюючого двигуна.

Незадовільні теплові властивості торфових ґрунтів скорочують безморозний період, під час якого рослини можуть вегетувати. Протягом вегетаційного періоду днів із заморозками на торфово-болотних ґрунтах в 2-2,5 разів більше, ніж на мінеральних. Це нерідко призводить до сильного пошкодження або загибелі посівів, особливо теплолюбних культур.

Внаслідок великої теплоємності і поганої теплопровідності торфові ґрунти відтають повільніше, ніж мінеральні. Це відсуває початок весняних польових робіт, скорочує період вегетації, обумовлює застосування спеціальних технологій передпосівного обробітку і посіву до повного відтанення орного шару по мерзлій підошві. Довгострокове збереження мерзлого шару викликає застій талих вод в мікропониженнях і посіви озимини вимокають.

Вміст великої кількості азоту є позитивним для торфових ґрунтів. Однак інколи його надлишок активізує синтез білкових речовин, уповільнює синтез вуглеводів і порушує нормальне співвідношення між цими речовинами. Надмірний вміст азоту приводить до полягання культур (особливо озимих), зниженню врожаю та його якості. Рослини на торфових ґрунтах більшою мірою, ніж на мінеральних, піддаються фітопатологічним захворюванням. Високі запаси азоту і вологи створюють сприятливе середовище для швидкого поширення бур'янів.

Торфові ґрунти потребують більше калійних добрив, ніж мінеральні. Це обумовлено тим, що колоїдний комплекс торфових ґрунтів представлений переважно органічною речовиною, нездатною утворювати з калієм стійкі сполуки. Калій, внесений з добривами не закріплюється в ґрунті, частково засвоюється рослинами і виноситься з урожаєм, а частина, що залишається, мігрує по ґрунтовому профілю, забруднюючи природні води.

Великої шкоди зазнають озимі культури при промерзанні насиченого до повної вологоємності торфового ґрунту. В ньому утворюється багато великих крйсталів льоду, які сильно розчленовують рухомий торфовий субстрат, утворюючи мережу тріщин, що викликає розрив кореневих систем. Верхній шар торфовища внаслідок взаємодії з кристалами льоду і наступного відтавання набуває губчастої будови. Танення льоду і осідання ґрунту призводить до випирання рослин. Крім того, навесні при підвищенні температури підвищується інтенсивність випаровування з поверхні, і верхній шар пересихає. Кількість і розмір тріщин збільшується, а це ще більше пошкоджує рослини.

Торф здатний міцно утримувати значну частину поглинутої води: вода, яка не використовується становить 35-40% повної вологоємності. За високого ступеня розкладу торфу його водопроникність різко знижується і наближається до водопроникності глини. Маючи не велику водопідйомну здатність, рослини можуть потерпати від дефіциту вологи навіть при її великих запасах на глибині.

Внаслідок надмірного пересихання торфові ґрунти сильно зменшуються в об'ємі, а при інтенсивному обробітку і переосушенні набувають порошкоподібної будови і втрачають здатність вбирати вологу Однак головна негативна властивість торфових ґрунтів є схильність їх органічної речовини до швидкої мінералізації після осушення і зменшення її запасів аж до повного зникнення.

Маючи високу потенціальну родючість торфові ґрунти за основними типовими критеріями оцінені на 105 і 181 бал. Однак, введені поправки на гідроморфність і клімат відносять ці ґрунти до низькородючих. Вони дістали оцінки 22 і 35 бали. Отже основним фактором, лімітуючим родючість болотних ґрунтів є їх гідроморфність. До них можуть додаватись засоленість і солонцюватість (табл. 3.18).

Створювати сприятливі умови для вирощування сільськогосподарських культур на осушених болотах, необхідно одночасно з гідротехнічними заходами. Необхідно покращувати фізичні і водно фізичні властивості торфових ґрунтів, регулювати їх тепловий і поживний режими.

Таблиця 3.18 – Якісна оцінка (бонітування) болотних ґрунтів Українського Полісся (А.І.Сірий, 1985)

Параметри болотних ґрунтів різного рівня родючості ще не розроблені, на практиці добрі результати дає комплекс заходів з окультурення ґрунтів, він включає:

– осушення, створення дренажних систем подвійного регулювання; культуртехнічні роботи;

– глибоке меліоративне рихлення, агротехнічні меліоративні прийоми; внесення сполук кальцію;

– підбір сільськогосподарських культур, пристосованих до умовперезволоження і перезволожених засолених ґрунтів;

– використання мінеральних, органічних і мікродобрив (міді);

– збагачення органічних горизонтів мінеральними речовинами.

Культурнотехнічні роботи направлені на створення поверхні ґрунту, придатної для обробітку і вирощування сільськогосподарських культур. Дляцього видаляють дерев'янисту і чагарникову рослинність, її залишки, каміння, кочки, здійснюють планування поверхні.

Для покращення водно-повітряногорежиму осушених болотних ґрунтів говодять глибоке меліоративне рихлення. Розрізняють такі способирихлення: суцільне, рихлення-кротування, рихлення-кротування смугами. Рихлення проводять на глибину 0,5-0,6 м, тобто на 20-25 см вище глибини закладки дрен.

Закислої реакції ґрунтів застосовуютьвапнування, яке сприяє оптимізації реакції ґрунтового середовища, оструктуренню орного шару, нейтралізації токсичних солей заліза і алюмінію. Наболотних солонцюватих ґрунтах, з лужною реакцією, застосовують гіпсові і сульфатніматеріали (фосфогіпс,гіпс, сірчану кислоту, залізний купорос).

Вирощуваннякультур, пристосованих до умов гігроморфних і галогенних гідроморфних ґрунтів,дозволяє підвищити продуктивність використання перезволожених земель. Оструктурення болотних ґрунтівпередбачає внесення фосфорних, калійних, мінеральних добрив, мікродобрив,гною, торфогнійних компостів, застосування спеціальних прийомів обробітку: вузькозагонна і профілююча оранка, фрезерування, гребнювання та інше, що збільшує поверхневий стік і випаровування води з ґрунту.

Ефективним є збагачення орного шару торфових ґрунтів мінеральними речовинами (піском, суглинками, глиною, землею, мергелем та ін.), що підвищує щільність торфу, знижує його зсідання, посилює процес гуміфікації, зменшує можливість прояву вітрової ерозії і загоряння торфу.

Освоєння і окультурення болотних ґрунтів має ряд особливостей:

– окультурення направлено на зміни деяких агрономічних властивостей ґрунтів, які лімітують продуктивність культурних рослин (реакція ґрунту, засоленість, солонцюватість, водно-повітряний і тепловий режими);

– потужний органогенний горизонт торфових ґрунтів за обробітку набуває чіткої диференціації на орний і підорний шари, особливо за інтенсивністю біохімічних процесів і окисно відновлювальних умов;

– освоєння болотних ґрунтів супроводжується зменшенням в них органічної речовини внаслідок посилення її гуміфікації. Вважається, що чим вищий ступінь розкладу торфу, тим родючіший ґрунт;

– на осушених землях поверхневе зволоження набуває більшого значення, ніж підґрунтове зволоження орних ґрунтів, внаслідок чого в дренажні води надходить значна кількість сполук азоту та інших елементів, які вносять при вирощуванні сільськогосподарських культур;

– окультурення супроводжується покращенням технологічних властивостей земель, підвищенням прохідності сільськогосподарської техніки.

Досвід інтенсивного осушення боліт свідчить, що поряд з передбаченими і неминучими змінами природи осушуваних земель, часто мають місце і непередбачені наслідки меліорації. Так, переосушення ділянок з торфовими і піщаними ґрунтами, через різке зниження рівня підґрунтових вод і велику строкатість ґрунтових і рельєфних умов неодмінно викликає посилення ерозійних процесів; занесення луків продуктами ерозії, замулення малих річок і озер; спостерігається негативний вплив на залишені для охорони боліт масиви та лісонасадження, підтоплення значних площ у пониззях рік, повторне заболочування осушених земель; при осушенні торфовищ сумарний винос мінеральних солей зростає в 1,5-2 рази і більше; збільшується концентрація нітратів у підґрунтових і річкових водах; з поверхневим стоком щорічно виноситься до 1,5 т/га органічної речовини; в багатьох випадках знижується продуктивність лісів, а в деяких місцях спостерігається їх засихання; посилюється здатність займання, змінюється типова лісова і лісоболотна флора й фауна.

Не можна не враховувати, що на болотні екосистеми негативно впливають надмірні рекреаційні навантаження, нерегульоване використання ресурсів ягідних і лікарських рослин, мисливської дичини, торфорозробки, пожежі, евтрофікація водойм і водостоків. Під впливом стоків з полів з високою концентрацією добрив та пестицидів, має місце загальне забруднення болотної флори і фауни, ряд інших змін болотних екосистем.

Враховуючи важливу природоохоронну роль боліт у біосфері, на початку 70-х років погляд на природні болотні утворення змінився.

Корисні функції неосушених боліт і негативні наслідки їх осушувальної меліорації свідчать, що осушення боліт для сільськогосподарського використання вкожному конкретному випадку необхідно всебічно обґрунтовувати, залишення найбільш цінних із них у природному стані з народно-господарської та екологічної точок зору є найдоцільнішим.

Контрольні питання

1. Опішить умови ґрунтоутворення у Поліссі.

2. Дайте характеристику дерново-підзолистим ґрунтам, будова їх профілю та морфологічні ознаки.

3. Охарактеризуйте умови утворення дернових ґрунтів, дайте їх характеристику та опішить їх властивості.

4. Умови утворення алювіальних ґрунтів, їх класифікація та властивості.

5. Охарактеризуйте походження та екологічну роль боліт.

6. Дайте класифікацію болотним грунтам та опішить їх властивості.

ҐРУНТИ ЛІСОСТЕПУ

Лісостепова ґрунтово-кліматична зона в межах України простягається суцільною смугою від передгір'я Карпат на заході до кордонів з Росією на 500 км і є перехідною від лісо-лучної до чорноземно-степової. Ширина зони півночі на південь коливається в межах 150-330 км. Лісостеп витягнутий з північного сходу на південний захід країни поступово розширюється в цьому напрямку у зв'язку із зволоженням клімату.

На півночі зона межує з Поліссям, природна межа з яким на всьому протязі виражена чітко. Менш чітка границя на переході до північного степу. На території Лісостепу майже повністю розміщуються Львівська, Хмельницька, Вінницька, Черкаська, Полтавська області. На межі з поліською зоною до лісостепу належать центральні та східні райони Рівненської, Волинської, Житомирської та Чернігівської областей; на межі з степовою зоною – деякі райони Івано-Франківської, Чернівецької, Одеської, Кіровоградської та Харківської областей.

Лісостепова ґрунтово-кліматична зона виразно поділяється на три природні фізико-географічні провінції: Прикарпатську, Правобережно-Дніпровську і Лівобережно-Дніпровську.

Прикарпатська ґрунтова провінція (західний Лісостеп) порівняно найбільш складна і різноманітна за геоморфологією, рельєфом та іншими природними умовами. Займає велику територію Волино-Подільської височини і включає Волинське і Подільське плато, Опілля і Розточчя (Тернопільська, Хмельницька області та північні райони Чернігівської області).

Правобережно-Дніпровська ґрунтова провінція (Правобережний Лісостеп) займає південні частини Житомирської і Київської областей, більші частини Хмельницької, Вінницької, Черкаської і крайні північні райони Одеської і Кіровоградської областей.

Лівобережно-Дніпровська ґрунтова провінція (Лівобережний Лісостеп) включає Лівобережну наддніпрянську низину яка простягається широкою смугою вздовж річок Сейму, Десни і Дніпра, охоплюючи частини Сумської, Чернігівської, Київської, Черкаської і Полтавської областей та лівобережну підвищену рівнину (більші частини Сумської, Полтавської і Харківської областей).

Загальна площа Лісостепу України складає 20699,3 тис.га, або 34,4% території країни. Сільськогосподарські угіддя займають 35% державного фонду земель. З цієї площі обробляється понад 65%, пасовищ – 6,3, сіножатей – 8,5, садів і ягідників – 0,7, інших угідь – 19,5%.

Ґрунтовий покрив зони складний, місцями дуже строкатий. Представлені понад 160 ґрунтовими відмінами дуже широкого генетичного і агрономічного діапазонів, які зустрічаються в різноманітних комплексах.