Генезис ґрунтів зони Сухого Степу

Формування каштанових ґрунтів відбувалося в умовах посушливого клімату, рівнинного рельефу під впливом трав'янистої ксерофітної рослиності, переважно на карбонатній ґрунтотворній породі при наявності в ній легкорозчинних солей. Характерними для зони є три основних ґрунтотворних процеси:гумусонакопичення, карбонатизації і осолонцювання.

Відносно походження каштанових ґрунтів існує декілька гіпотез. По-перше, це природно-історична гіпотеза, що була сформульована В.В.Докучаєвим, М.М.Сибірцевим та іншими вченими. Формування каштанових ґрунтів вони пов'язують з ксерофітною трав'янистою рослинністю, перш за все з полином, посушливістю клімату і слабкою вилугованістю з профілю карбонатів і легко розчиних солей.

Згідно з другою гіпотезою (В.Р.Вільямса), каштанові ґрунти сформувались в результаті деградації черноземів. Остання, у свою чергу була спричинена зміною водного режиму, заміною лучної рослинності на степову, мінералізацією гумусу, накопиченого на чорноземній стадії розвитку.

Сучасні уявлення про ґрунтоутворення в Сухому Степу розроблені внаслідок досліджень В.І.Тюріна, М.О.Дімо, С.М.Афанасьєвої, М.М.Кононової, ГЯ.Чесняка, А.В.Новікової, Л.М.Александрової, М.І.Полупана та інших вчених.

Провідним процесом ґрунтотворення в зоні Сухого Степу залишається накопичення біофільних елементів і формування гумусово-акумулятивних горизонтів. Однак, вони відрізняються від аналогічних процесів, що відбуваються в Степу та Лісостепу. По перше, процеси проходять під порівняно зрідженим типчаково-ковиловим травостоєм. Крім того, в трав'яному покриві багато галофітних видів. Тут присутні ефемери та ефемероїди, коренева система яких на багато менш розвинута, ніж у рослин степової зони. Тому тут менша глибина гумусових горизонтів та вміст і запаси гумусу. Змінюється і якісний його склад: зменшується кількість гумінових кислот, звязаних з кальцієм, внаслідок збільшення вмісту рухомих фульвокислот. Послаблення гумусонакопичення обумовлено посушливістю клімату, зростанням дифіциту вологи та підвищеною теплозабезпеченністю. Все це призводить до зменшення фотосинтезуючої маси, звуження зони розподілу кореневої системи та росту чисельності мікроорганізмів у ґрунті, які мінералізують органічну речовину в ньому

Кількість біомаси в зоні каштанових ґрунтів не перевищує 100-200 ц/га, а щорічний опад рослиних решток коливається від 40 до 80 ц/га. Значну його частину становлять корені рослин. Надземна біомаса невелика і не перевищує 10-15 ц/га. До біологічного кругообігу з опадом щорічно залучається 250-300 кг зольних елементів і азоту.

Як і в Степу, в зоні Сухого Степу вираженийпроцес карбонатизації – накопичення і перерозподілу карбонатів кальцію за профілем. Однак, в темно-каштанових ґрунтах карбонати знаходяться у формі білозірки та суцільних прошарків. Південіше, в каштанових ґрунтах, поряд із карбонатами, поширені також прошарки гіпсу що свідчить про дефіцит вологи. Її не вистачає для вилуговування розчинних солей кальцію з ґрунтового профілю. Чим південніше, тим меншими є річна кількість опадів та глибина промочування ґрунту і тим ближче до поверхні знаходиться карбонатно-ілювіальний горизонт.

У зоні Сухого Степу, при розкладені решток ковилово-типчакової рослинності, галофітів, ефемерів та ефемероїдів, поряд з кремнієм, магнієм та півтора-оксидами, утворюється також велика кількість металів, зокрема натрію, який є основною причиною розвитку осолонцювання. Наявність легкорозчинних солей натрію (карбонатів, гідрокарбонатів, сульфатів і хлоридів) викликає засолення даних ґрунтів.

Проявсолонцевого процесу поряд з гумусово-акумулятивним – одна з особливостей ґрунтоутворення зони Сухих Степів. Насичення ґрунтового вбирного комплексу натрієм викликає трансформацію вторинних мінералів, сприяє пептизації гумусу і глини, органо-мінеральних сполук, переміщенню мулу та колоїдів за профілем ґрунтів, формуванню елювіальних та ілювіальних горизонтів. Найбільш вираженим у зоні Сухого Степу цей процес є на каштанових ґрунтах.

З посиленням осолонцювання з півночі на південь від темно-каштанових до каштанових ґрунтів зменшується кількість гумусу, зростає частка фульвокислот, які переважають над гуміновими кислотами. В північній частині зони темно-каштанові солонцюваті ґрунти приурочені до депресій, безстічних понижень рельефу, тоді як на півдні – солонцюватість властива практично усім каштановим ґрунтам. Крім того, каштановим ґрунтам притаманнафізична солонцюватість, яка проявляється в розчленованості профілю на гумусово-елювійований горизонт (Не) з крихкою слабозернистою, або платівчастою структурою і перехідний гумусовий ілювійований горизонт (Нрі) – ущільнений, із зернисто-горіхуватою зверху та горіхувато-призматичною глянцюватою структурою внизу. У більшості каштанових ґрунтів фізична солонцюватість не обумовлена достатнім для цього вмістом обмінного натрію.

Ступінь солонцюватості каштанових ґрунтів підвищується з півночі на південь у зоні Сухого Степу, зростає також участь солонців у ґрунтових комплексах. В цій зоні України несолонцюваті каштанові ґрунти практично не зустрічаються.

Ґрунтовий покрив зони Сухого Степу характеризується надзвичайною складністю, що пов'язано з наявністю комплексів ґрунтів різного ступеня осолонцювання. Більшість дослідників вважають основними причинамі комплексності ґрунтів Сухого Степу мікрорельєф і пов'язаний з ним різний характер зволоження та солевого режиму і, як наслідок, плямистий розподіл рослинності і ґрунтів.

Осолонцювання корінним чином змінює водно-фізичні властивості ґрунтів. В сухому стані солонцевий горизонт дуже щільний, водо- і повітря- не прониклий, у вологому – липкий і в'язкий. Маючи велику теплоємність порівняно з несолонцюватим ґрунтом, він посилює дефіцит ґрунтової вологи.

Процес осолонцювання каштанових ґрунтів в зоні Сухого Степу має низку особливостей:

– ґрунтотворні породи зони містять багато натрію, але прояв осолонцювання ґрунтів стримуються наявністю новоутворених карбонатів кальцію;

– дефіцит вологи посилює процес надходження легкорозчинних солей натрію в гумусові горизонти;

– ступінь осолонцювання ґрунтів зони обумовлений кліматичними показниками і при незмінності рослинності є величеною сталою.

Останнє положення можна проілюструвати наступним прикладом. Якщо цілинний ґрунт слабоосолонцьований, то такий рівноважний стан може продовжуватись нескінченно довго і лише втручання людини, порушення водного режиму, зміна рослинності призводять до змін інтенсивності осолонцювання і засолення.

Поєднання гумусонакопичення, карбонатизації і осолонцювання обумовлює різноманітність ґрунтів зони Сухого Степу. Кожному ґрунтовому виду властива одна або декілька яскраво виражених морфологічних ознак даних процесів, за якими здійснюють їх діагностику і класифікацію.