Склад і властивості чорноземів Степу

Склад і властивості чорноземів звичайних і південних пов'язані з розвитком дернового гумусово-акумулятивного процесу, та проявом процесів карбонатизації, осолонцювання і засолення, які протікають в умовах помірно теплого клімату з недостатнім зволоженням переважно на лесах і лесовидних суглинках.

За даними УНДІГіА ім. О.М.Соколовського серед чорноземів звичайних найбільш поширені важкосуглинкові різновиди (88,5%), середньосуглинкові займають 6,5% площ, глинисті – 3,9%, а легкосуглинкові – біля 1%. Серед чорноземів південних переважають важкосуглинкові і глинисті – 81,6% середньосуглинкові займають 10,4, легкосуглинкові – 1,8, а супіщані – 1,7% площ сільськогосподарських угідь.

В чорноземах звичайних перерозподіл мулу і фізичної глини за профілем не спостерігається, а в чорноземах південних він присутній. Вміст фізичної глини і частинок мулу дещо збільшується з глибиною (табл. 3.48). Ступінь диференціації посилюється з півночі на південь і сильніше проявляється в солонцюватих підтипах.

Тонкодисперсна частина чорноземів Степу закріплена і разом з частинками дрібного пилу утворює водостійкі зернисті агрегати. Однак, в орних шарах оброблюваних ґрунтів, особливо в чорноземах південних зерниста структура зруйнована, розпилена і характеризується слабкою протиерозійною здатністю.

Валовий хімічний склад окремих генетичних горизонтів змінюється слабо. Про це свідчить співвідношення SiО₂: R₂O₃, яке в чорноземі звичайному становить 7,4-8,0, а в південному 7,2-7,7. За профілем ґрунту хімічні елементи розподілені рівномірно. Спостерігається незначне збільшення кремнезему у верхніх шарах. Це свідчить про протікання ґрунтотворення без особливих змін мінеральної частини.

За вмістом гумусу чорноземи звичайні розподіляються на середньо- і малогумусні. З півночі на південь у підзоні північного Степу в міру зростання посушливості клімату, а також із заходу на схід зменшується

Таблиця 3.48 – Хімічний склад, вміст фізичної глини і мулу в чорноземах звичайних та південних (МЛ.Полупан, В.Д.Кисиль, 1979)

глибина гумусованого шару з 120 до 55-45 см і вміст гумусу з 6,1-4,7 до 4,6-4,0%. Легші за механічним складом ґрунти гумусу містять менше.

У чорноземів південних профіль менш гумусований (50-85 см), а вміст гумусу визначається механічним складом. Важкосуглинкові і легкоглинисті різновиди містять його 3-5,5%, середньосуглинкові 2-3, а легкосуглинкові 0,4-2,0%.

Характерною особливістю чорноземів звичайних і південних, як і взагалі чорноземів, є поступове зменшення вмісту гумусу вниз за профілем (табл. 3.49).

В складі гумусу переважають гумінові кислоти. Тип гумусу гуматний. Співвідношення Сгк:Сфк в чорноземах звичайних 2,0-2,5, у південних – 2,9-3,0, зменшуючись вниз за профілем до 0,4-1,2.

Чорноземи звичайні та південні мають сприятливі фізико-хімічні властивості. У перших ємність вбирання залежно від механічного складу коливається від 20 до 50 мг-екв 100 г ґрунту. В складі увібраних катіонів переважають обмінний кальцій та магній (табл. 3.50).

Вміст обмінного натрію не перевищує 0,5-1,0 мг-екв 100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної, вниз за профілем слаболужна.

Таблиця 3.49 –Вміст і груповий складгумусу чорноземів Степу(М.І.Полупан, В.Д.Кисіль, 1979)

В чорноземах південних ємність вбирання у легкосуглинкових і важко суглинкових різновидах становить 17-50, а в легкосуглинкових 5-15 мг-екв 100 г ґрунту. Обмінного кальцію у 4-8 разів більше ніж обмінного магнію. Обмінного натрію вони містять 0,1—1 мг-екв/100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину нейтральна або слаболужна

У чорноземах південних солонцюватих вміст обмінного натрію не перевищує 1-3% від ємності вбирання, а співвідношення між обмінним кальцієм і магнієм звужується до 3-5 :1.

Ємність вбирання катіонів висока і не лімітує продуктивність даних грунтів. У складі ГВК переважає кальцій.

Ґрунти мають високу біологічну активність. Розвинута мезофауна, а у складі мікрофлори переважають бактерії.

Важливого значення набувають заходи щодо регулювання осолонцювання і засолення ґрунтів. Перш за все це гіпсування і висока культура зрошення за наявності дренажу, введення нових прийомів зрощування (дощування, крапельне та ін.). Недотримання цих правил призводить до вторинного засолення і осолонцювання.

Солі та гіпс в північній частині підзони залягають на глибині 3-4 м, в південній 2-2,5, а степовому Криму – 1,5-2 м. Скипання від 10% соляної кислоти на Правобережжі з 30-70 см, на Лівобережжі – 25-35 см, а в Задністров'ї і Криму з 30-50 см.

Агрохімічні показники чорноземів звичайно змінюються залежно від механічного складу ґрунтів, вмісту гумусу, кількості внесених добрив та ін. За даними УНДІГіА в орному шарі вміст валового азоту коливається в межах 0,21-0,27%, валового фосфору – 0,10, поступово зменшується вниз

Таблиця 3.50 – Водно-фізичні показники чорноземів Степу (М.І.Полупан, В.Д.Кисіль, П.О.Гаврик, 1979)

за профілем (табл. 3.51), складаючи у ґрунтотворній породі 0,08-0,10% валового калію.

Вміст рухомих сполук фосфатів та обмінного калію достатній і становить 1,8-2,1%.

Чорноземи південні також добре забезпечені азотом і фосфором. Вміст загального азоту залежно від механічного складу, вмісту гумусу та їх географічного розміщення, коливається в межах 0,16-0,28, валового фосфору 0,12-0,15%, а валового калію 2,0-2,6%.

Вміст рухомих сполук фосфатів і обмінного калію, як правило, високиї або підвищений.

Зміни механічного складу чорноземів звичайних обумовлюють різну його щільність. Так, легкосуглинкові різновиди в орному шарі мають щільність 1,20-1,44 г/см³, вниз за профілем вона зростає до 1,35-1,7 г/см³, середньосуглинкові – відповідно від 1,10-1,25 до 1,30-1,35, важкосуглинкові – 1,0—1.2 до 1,15-1,40, глинисті – 1,10-1,25 до 1,4-1,5 г/см³.

Таблиця 3.51 – Агрохімічні показники чорноземів Степу (Е.П.Латишев, Б.С.Носко, 1994)

Для чорноземів південних характерна диференціація профілю за щильністю та механічним складом, котрий важчає, а щільність зростає в перехідних горизонтах (табл. 3.52), ступінь диференціації посилюється з півночі на південь і сильніше проявляється в солонцюватих ґрунтах.

Щільність орного шару середньосуглинкових ґрунтів коливається в межах 1,1-1,25, вниз за профілем збільшується до 1,3-1,4 г/см³, у важкосуглинкових – відповідно 1,12-1,13 і 1,4-1,5 г/см³ Чорноземи південні Задністров’я характеризуються меншою щільністю. В орному шарі вона становить 1,0-1.2, а у профілі 1,15-1,40 г /см³.

Вологість в'янення в чорноземах звичайних легкосуглинкових в орному шарі становить 6,3-8,4%, вниз за профілем коливається в межах 4,9-10,5%, середньосуглинкових – 14,6-15,8 і 13,5-16,2%, глинистих – 17,9-18,2 та 17,1-18,9%.

Найменша вологоємність у легкосуглинкових різновидів в метровому шарі має такі межі 21,4-25,4%, що становить 150-160 мм продуктивної вологи, у середньосуглинкових відповідно 29,2-32,5% і 170-180 мм, важкосуглинкових 32-33% і 140-160 мм.

Вологість в'янення чорноземів південних середньосуглинкових різновидів коливається від 10 до 12%, а важкосуглинкових від 12 до 17%. Найменша вологоємність відповідно становить 21-28 і 21-30%. Запаси продуктивної вологи у метровому шарі середньосуглинкових ґрунтів становлять 160-170, у важкосуглинкових – 130-150 мм.

За даними проф. А.І.Сірого (1998) високою природною родючістю характеризуються чорноземи звичайні глибокі середньогумусні, які займають північну частину степової зони. Вони мають потужний профіль

Таблиця 3.52 – Водно-фізичні показники чорноземів Степу (М.І.Полупан, В.Д.Кисіль, П.0.Гаврик, 1979)

до 110 см і більше, порівняно високий вміст гумусу 3-5,5%, запаси якого в метровій товщі досягають 524 т/га (табл. 3.53).

Ґрунтовий вбирний комплекс чорноземів звичайних насичений основами кальцію і магнію у співвідношенні 6:1. Реакція ґрунтового розчину нейтральна (рН _Н2О = 6,5-7,0).

Переважно важкий механічний склад, достатньо високий вміст гумусу, насиченість основами кальцію і магнію визначили сприятливі водно-фізичні властивості даних ґрунтів, зокрема наявність водостійкості зернистої структури.

Кількість агрегатів розміром 0,25-10 мм у підорному шарі у них становить 90-95%, водостійких, розміром 0,25-3,0 мм – 55-65%. У орному шарі значна частина цих агрегатів зруйнована обробітком і перетворена у пилувато-грудкувато-брилисту структуру. Однак кількість водостійких агрегатів все ж і тут залишаться порівняно високою. Завдяки такій агрегованості чорноземи звичайні глибокі характеризуються оптимальним складенням гумусово-акумулятивного горизонту (вони мають щільність

Таблиця 3.53 – Якісна оцінка (бонітування) чорноземів Степу (А.і.Сірий, 1998)

1,1-1,25 г/см³), високу пористість (50-60%), а відтак достатню водопроникність, повітряпроникність і вологоємність.

Разом з тим максимально можливі запаси продуктивної вологи у метровій товщі у них нижчі ніж у чорноземів типових (170 мм), що пов'язано з їхнім важким механічним складом, переважно легко глинистим, і високою вологістю в'янення.

Ці ґрунти характеризуються високими запасами елементів живлення. Забезпеченість рухомими фосфатами підвищена (12,9 мг на 100 г ґрунту), а обмінним калієм висока (18,3 мг на 100 г ґрунту). Їхній бонітет становить 86 балів.

Далі на південь, в міру зростання ксеротермічності клімату, із зменшенням опадів і зростанням дефіциту вологи, зменшується глибина проникання коренів у товщу ґрунту, знижується кількість органічних решток, які надходять до грунту, погіршується їх зольно-азотний склад. Поряд з їх інтенсивною мінералізацією у вологі і теплі періоди року все це зумовило зниження інтенсивності гумусонакопичення і скорочення глибини гумусованої частини профілю. В таких умовах сформувались чорноземи звичайні середньоглибокі і неглибокі.

Чорноземи звичайні середньоглибокі, серед яких переважають малогумусні види, займають центральну частину північної підзони Степу. Товщина їхнього профілю становить 75-90 см, а запаси гумусу у метровій товщі – 350 т/га. За забезпеченістю рухомими фосфатами вони не поступаються глибоким видам даних ґрунтів, але помітно переважають їх за забезпеченістю обмінним калієм (23 мг на 100 г ґрунту). Однак кількість продуктивної вологи у них знижується до 165 мм у шарі 0-100 см. Тому їх бонітет нижче і складає 63 бали.

Чорноземи звичайні неглибокі, що залягають у найпосушливій південній частині підзони, мають глибину профілю 60-70 см і запас гумусу 288т/га у метровій товщі. Дещо нижча у них забезпеченість рухомими фосфатами і обмінним калієм. Максимально можливі запаси продуктивної вологи 160 мм у шарі 0-100 см, в результаті їх бонітет становить 55 балів.