CC BY
10
Ukrainian Journal of Ecology
Ukrainian Journal of Ecology, 2018, 8(1), 516-526 doi: 10.15421/2018_244
REVIEW ARTICLE UDC 631.445
Towards origin of podzolized and nonpodzolized acid soils
O.F. Helevera1, F.P. Topolnyi2
1Volodymyr Vynnychenko Central Ukrainian State Pedagogical University vul. Shevchenka, 1, Kropyvnytskyi, 25006, Ukraine, E-mail: [email protected]. Orcid http://orcid.org/0000-0002-1582-9714 2Central Ukrainian National Technical University Prospekt Universytetskyi, 8, Kropyvnytskyi, 25006, Ukraine, E-mail: topolyi@gmail. com Submitted: 08.01.2018. Accepted: 20.02.2018
Summarized results of numerous publications and own research the origin of podzolized soils. It is shown in common national literature and alternative views on the origin of acid lowland and mountain soils. From the beginning, the emergence of the science of soil are ongoing debate about the origin of genetically close to the chernozem, but located slightly north than main array of the latest - gray forest and sod- podzolized soils, especially those of them who are long time not under forest vegetation. Most domestic researchers consider that the determining factor in the formation of a certain type of soil is the type of vegetation. Humus can be formed only from leaf litter. Where are widespread chernozem type, there has always been the herbaceous formation, and where are podzolized chernozem or gray forest soils, not to mention about the sod- podzolized soils - where were forests. This idea about a decisive role of vegetation in forming of soil types arose by V.V. Dokuchaev during study of soils of Nizhny Novgorod province. Alternative views, including labor O.H.Naboks, received strong objections and were forgotten. In the second half of the twentieth century began to appear works that have not proving popular in domestic scientists' opinion, as if under the forest vegetation can be formed humus. Under the forest, soil is more acidic because with root secretions coming into soil more hydrogen ions which acidify the environment, which promote absorption of soluble nutrients, particularly phosphorus. The variety of soil of lowland areas in Ukraine, mainly determined by the characteristics of the water regime. If hydrothermal ratio close to 1.0 - formed chernozem. A slight flushing of soil thickness leads leaching of alkaline elements - are formedalkaline chernozem. A considerable flushing makes from the upper horizons not only soluble compounds but also partly silt fraction - is a process silt less and as a result are formed podzolized chernozem. And by weakening of the process of turf accumulation of humus are decreases, and are forming dark-gray and gray podzolized or forest soils.
Keywords: chernozem; podzolized soils; type of vegetation; type of water regime.
Про походження ошдзолених i неошдзолених кислих
fpyHTiB
О.Ф. Гелевера1, Ф.П.Топольний2
1 Центральноукранський державний педагог'мний унверситет iMeHi Володимира Винниченка вул. Шевченка, 1, м. Кропивницький, 25006,Укра)'на, E-mail: [email protected] 2Центральноукранський нацюнальний технiчний унверситет просп. Унверситетський, 8, м. Кропивницький, 25006, Украна, E-mail: [email protected]
1з самого початку виникнення фунтознавства як науки тривають дискусп про походження генетично близьких до чорноземмв, але розташованих дещо твычыше основних масивiв останых - арих лкових i дерново-пщзолистих фунлв, особливо тих i3 них, як знаходяться тривалий час не пщ лковою рослиннктю. БтьшМсть в^чизняних дослщниюв вважають, що визначальним у формуванн певного типу фунлв е тип рослинносп. Гумус може утворюватись лише з опаду трав. Де поширен чорноземи типов^ там завжди була трав'яниста форма^я, а де чорноземи опщзолеы, або сiрi лiсовi фунти, не говорячи вже про дерново-пщзолисп фунти - там були лки. Така щея про визначальну роль рослинносп у формуванн титв фунлв виникла у В.В.Докучаева при дослужены фунлв Нижньогородсько!' губернп. Альтернативы погляди, зокрема прац О.Г.Набоких, отримували рiзкi заперечення i були
забутими.У друпй половин ХХ стол^тя почали з'являтися прац^ якi не пщтверджують поширену у вiтчизняних вчених думку, ыби пiд лiсовою рослиннiстю не може утворюватись гумус. Пiд лком фунт бiльш кислий, тому що з кореневими видiленнями надходять у фунт бтьше iонiв водню, як пiдкислюють середовище, чим сприяють засвоенню важкорозчинних поживних елементiв, зокрема фосфору. Рiзноманiття фунлв рiвнинних територiй УкраУни, в основному, визначаеться особливостями водного режиму. Якщо гiдротермiчний коефiцiент близький до 1,0 -формуються чорноземи типовк Незначне промивання фунтовоУ товщi зумовлюе вилуговування лужноземельних елементiв - формуються чорноземи вилугуванк Бiльш значне промивання виносить iз верхнiх горизонлв не лише розчиннi сполуки, а й частково мулисту фращю - мае мкце процес знемулювання ^ як наслiдок, формуються чорноземи опщзоленк А в мiру ослаблення дернового процесу нагромадження гумусу зменшуеться, формуються темно-сiрi та сiрi опщзолеы, або лiсовi фунти. У мкцях, де фунтотворною породою виступають не леси, мае мiсце не дерновий, а буроземний гумусо-акумулятивний процес.
Ключовi слова: чорнозем; бурозем; опщзолення; тип рослинносп; тип водного режиму; фунтотворы породи
Вступ
Генетичне фунтознавство, як наука, виникло з часу наукового вирГшення проблеми походження чорноземГв -найбагатших запасами гумусу i елеменлв живлення для рослин серед мГнеральних фунлв планети. З того ж часу тривае дискусiя про походження та класифка^ю генетично близьких до чорноземiв, але розташованих дещо твычИше основних масивiв чорноземiв iнших фунлв - сiрих лiсових i дерново-пГдзолистих фунлв Схiдноевропейськоí рiвнини, особливо тих iз них, якi тривалий час, а можливо завжди, знаходяться не пщ лГсовою рослиннiстю (Ranghanatan, 2006; Shi et al., 2010; Zadorova and Penizek, 2011; Badia et al., 2013; Esfandiarpour et al., 2013; Madarasz et al., 2013). На даний час панiвними е погляди В.В. Докучаева i його послГдовниюв про те, що визначальним у формуванн того або iншого типу фунлв е тип рослинностi. На твыч вiд чорноземiв створюються бГльш сприятливi умови для деревно!' формацГ'' i, вiдповiдно з переважаючою рослиннГстю, фунти змiнюються у напрямку: чорноземи вилугуван -чорноземиопiдзоленi - темно-сiрi лiсовi - сiрi лiсовi - ясно-сiрi лiсовi - дерново-пiдзолистi - пГдзолисл. Останнi в межах Укра'ни практично вiдсутнi.
Згiдно цих поглядiв чорноземи типовi можуть формуватись лише пГд трав'яною рослиннiстю, яка створюе найсприятливiшi умови для прояву дернового процесу фунтоутворення. На протилежному краю дослГджуваних фунлв знаходяться пiдзолистi фунти, якi можуть утворюватись лише пГд деревною рослиннiстю за умов практично повно!' вiдсутностi трав'янисто!' формацГ''. Там найбГльш повно проявляеться пiдзолистий процес, основним чинником якого е фульвокислоти, як утворюються пГд час розкладу лГсово!' пГдстилки, переважно хвойно!', грибами. Фульвокислоти реагують з о6мГнними основами фунту i вГльними формами пГвтораокисних елементiв, утворюючи рухомГ органо-мЫеральы комплекси. ОстаннГ мГгрують вниз по профГлю i формують, вГдповГдно, елювГальний та ГлювГальний горизонти.
При перемГщеннГ на пГвдень умови для деревно!' рослинносп погГршуються, лГси стають рГдшими, з'являеться трав'яниста рослиннГсть i у фунтоутворены поступово набувае прояву дерновий процес i чисто пГдзолистГ фунти замГняються дерново-пГдзолистими, а потГм сГрими лГсовими. ЗгГдно цих поглядГв гумус може утворюватись лише з наземного опаду трав'янисто!' рослинносп. Сучасна карта фунлв сГльськогосподарських угГдь лГсостепу, на думку багатьох дослГцниюв, включаючи В.В. Докучаева, дае уяву про наявнГсть лГав у минулому. Де поширенГ сГрГ лГсовГ фунти, там були лГси, а де лГсГв не було - там сформованГ чорноземи типовГ.
Матерiали i методи дослiджень
Вивчалися фунти та рослиннГсть Центрально-Чорноземного заповГдника (Рося), зокрема, зверталася увага на пдротермГчний режим. У межирГччГ ДнГпра та ПГвденного Бугу вивчалися фунти на межГ переходу лГсостепу в степ, зверталася увага на особливосл формування фунлв на рГзних експозицГях схилГв. У ПриднГстровському ПодГллГ вивчались фунти, сформованГ на рГзних фунтотворних породах, зокрема, на лесГ, третинних безкарбонатних i карбонатних вГдкладах, а також на елювГ'' вапнякГв Товтрово!' гряди. В Укра'нських Карпатах вивчалися буроземнГ фунти, сформованГ пГд лГсовою рослиннГстю на висотах вГд 600 до 1050 м i пГд гГрсько-лучною рослиннГстю на висотГ 1200 м. У вГдГбраних зразках фунлв, проводилися фГзико-хГмГчнГ аналГзи, загальний вмГст гумусу i його фракцГйний склад. Окремо проводилися лабораторнГ дослГдження по розчинносл карбонату кальцГю у лес та крейдГ. РозмеленГ шматки лесу та крейди, засипали у колби, заливали дистильованою водою та пГсля вГдстоювання в алГквотних частинах розчину визначали вмГст Гону кальцГю.
Результати та |'х обговорен ня
НашГ дослГдження пдротермГчного режиму чорноземГв i спостереження за рослиннГстю на межГ лГсу i степу у Центрально-Чорноземному заповГднику (РосГя) свГдчать наступне. На узлГссях завжди накопичуеться бГльше снГгу, нГж у степу, або у глибинГ лГсу. Грунти узлГсь з ц|еУ причини бГльш зволоженГ й тому бГльш сприятливГ для росту деревно!'
Ukrainian Journal of Ecology, 8(1), 2018
рослинносп. Узлкся в бк степiв поступово заростають осиками, березами та Ышими пiонерними видами, пiд покривом яких з'являються основнi лiсоутворюючi - липа, дуб, та Ышл породи, як здатнi на тривалий час заселяти територ^. У глибинi лiсового масиву повновiковi деревостани пригнiчуються через дефщит вологи, адже лiс споживае вологи бтьше нiж степ. Старi дерева вщмирають, а для пiдросту молодих дерев немае сприятливих умов. Формуються прогалини, галявини. З часом вони утворюють значн безлiсi простори, на межi яких з лiсом знову з'являються узлкся... I це вщбуваеться на чорноземах типових.
На жаль, у лкостеповм зонi УкраУни ще немае жодного заповiдника або природного нацюнального парку, в межах якого лк вiльно межував би iз степом i можна було б спостер^ати Ух взаемозамiннiсть у просторi i часi, зумовлену особливостями водного режиму територи.
У степовiй зон природнi лiси зустрiчаються лише по долинах i ярах, утворюючи байраки. На вододти, через дефiцит вологи, лки не виходять. У бтьш пiвнiчних краях, де гiдротермiчнi умови стають бiльш сприятливими для зростання дерев, через бтьш зволожен узлкся, лiси поступово завойовують вододiли. Проте створювати великi суцiльнi масиви лки ще не можуть через дефщит вологи у глибин лiсу, який унеможливлюе його природне вiдновлення. З ^еУ причини лiс нiби мандруе по лкостеповм зонi, почергово перебуваючи на всiй УУ територiУ.
Частина авторiв вважае, що дiлянки лку i степу не мiняються мкцями „без всякоУ причини". Лiси знаходяться осевками у лiсостеповiй зонi на бтьш дренованих дтянках територи, а рiвниннi дiлянки завжди були зайнят степовою рослиннiстю (Ропотагеуа, 1980).
Далi на пiвнiч, по мiрi збiльшення зволоженостi, лiси здатнi завойовувати всю територ^ i лiсостепова зона переходить у зону змшаних лiсiв. У наш час площi лiсiв контролюе людина. Оранка i анокоання не дають можливостi лiсам через узлкся захоплювати степ, а небажаы, з погляду людини, лiсовi галявини, як утворюються описаним вище шляхом, насильно засаджуються деревними породами. За бажання людина може створювати лiсовi масиви i в степу. Наприклад, Велико-Анадольський лк посаджений у 1843 роц за 40 кiлометрiв твычнше Марiуполя, проте слiдiв опiдзолення фунту пщ цим лiсом не спостер^аеться. А за схiдною околицею мкта Знам'янка у пiвденнiй частинi найтвденншого природного лiсового масиву УкраУни, ведомого як Чорний Лiс, який збер^ся до наших днiв, пiд стол^ыми дубами формуються чорноземи звичайнi.
Цтком логiчним е припущення, що з початком землеробськоУ епохи люди помiтили, що сiльськогосподарськi культури краще ростуть на чорних, а не на арих фунтах, тому там зводили лк у першу чергу. Тепер пщ стьськогосподарськими упддями е багато сiрих лiсових i дерново-пiдзолистих фунлв. Природу цих фунлв i Ух властивостей пояснюють впливом лковоУ рослинносп, яка в попереднм перiод Ух розвитку вкривала цю територ^. Ыби з цiеУ причини гумусу в таких фунтах мало i вЫ переважно фульватного складу. Проте давно встановлено радювуглецевим аналiзом, що оргаычна речовина Грунту недовговiчна. Гумус нижых горизонтiв чорноземiв мае вiк до 4000-5500 роюв. Вiк гумусу верхых горизонтiв значно менший i для орного шару чорноземiв нараховуе 500-750 роюв, а для дерново-пiдзолистих фунлв лише 50-75 рокiв.
Багато населених пунклв лкостеповоУ та полкькоУ зон УкраУни мають значно бтьшу ыж тисячолiтню iсторiю. Землеробством там також займаються не менш тривалий час. Нав^ь якщо допустити, що в докторичний перiод територiя цих поселень була зайнята лком, то за останн 500-1000 рокiв органiчна речовина верхых горизонтiв фунлв, напевне, зазнала значних змЫ. Наявнi у таких фунтах „агресивнГ фульвокислоти е продуктом гумiфiкацiУ трав'яноУ, часто культурноУ, рослинносп, то чому таю фунти слщ вважати лковими?
СвоУ погляди на походження арих лкових фунлв В.В. Докучаев найбтьш повно висвiтлив у трелй лекцп з фунтознавства, прочитаноУ у червнi 1900 року у Полтавк «Мною ще у звт по дослiдженню фунлв НижньогородськоУ губернп було показано, що, якщо на чорноземi поселяються лiси, то корЫня деревноУ рослинностi починае здiйснювати свм вплив на фунт: вiн починае сиыти i навiть сiрiти» фокисИаеу, 1954, р. 332).
З погляду сьогодення викликае подив синiй колiр. Вiд чого вiн? Це може бути наслщком прояву глейового процесу, чи вщ залишкiв деревини чи корЫня дерев.
У матерiалах до оцЫки земель НижньогородськоУ губернп е не лише усереднен описи згадуваних розрiзiв, а навiть Ух схематичн малюнки. Основнi особливостi цих опиав нaступнi. Розрiз № 1 закладений у лiсi вiдрiзняеться тим, що ... «нав^ь у сильну i тривалу спеку горизонт А (особливо його нижня частина) звичайно залишаеться сирим, Ыколи вологим.... В - горизонт поптьно-арого кольору iз поманим синюватим вщлнком» фокисИаеу, 1950, р. 500).«Додамо до сказаного, що так як материнська порода перехiдних до чорнозему фунлв там i тут мктить у собi пiвнiчнi валуни, то, зрозумто, що цi останн повиннi мiсцями зустрiчaтись i у горизонт В, i у горизонт А, i нaвiть на поверхн цих фунлв. Дiйснiсть цiлком виправдовуе це очкування...»«Таким чином ми отримуемо ще одну, хоч i зовншню ознаку, яка вiдрiзняе перехiдно-лiсовi землi вiд типового долинного i горового чорнозему, у яких i на яких до цих тр не зустрти вaлунiв у Нижньогородськiй губерни» фокисИаеу, 1950, р. 505).
У своУх працях В.В. Докучаев неодноразово вщзначав, що всi фактори фунтоутворення е рiвнознaчними i змiнa того або Ышого фактора супроводжуеться змЫою i Грунту. В дослiджувaному випадку автором чтео вiдзнaчено, що темно-сiрi лiсовi (за автором перехщы до чорнозему) фунти формуються на валуннм моренi, а чорноземи на леа, або лесоподiбному суглинку. Проте цим вщмЫностям мiж фунтотворними породами чомусь не було надано належного значення, а вся увага зосереджувалась на типовi рослинносп. „ На дтянках серед суцтьного чорнозему ц «переходы» фунти е нiби кандидатами в чорнозем; на вирубках ще помине бурувате чи каштанове забарвлення i залишки деревного корЫня, проте звтьнення вiд лiсового покриття, штучне рихлення, культура повинн взяти свое, i фунти цi поступово можуть отримати габ^с бiльш-менш типового чорнозему" фокисИаеу, 1950, р. 507).Можливо на той час таю погляди були i прогресивними. Вважалося, що направленою дiяльнiстю можна змЫити генетичний пщтип, або нaвiть
тип фунту. Однак вщомо, що не чорноземн фунти понад тисячу роюв удобрюють гноем. У Франци, наприклад, Vlll-Х столiттях деякi землевласники у виглядi податку вимагали «горшки з гноем» заметь зерна (Krupenikov, 1981). Засновник роайськоУ сiльськогосподарськоï науки А.Т. Болотов батогом привчав селян ВоронезькоУ губерни вносити гнiй на чорноземах. Через сто рокiв пiсля А.Т. Болотова таке ж вщношення до гною вiдмiчали дослiдники i у Подтьськм губернй' (Krupenikov, 1981). Свщчень того, що сотнями рокiв удобрюваний сiрий лiсовий фунт набув «габ^ус бiльш-менш типового чорнозему», або не удобрюваний стол^тями чорнозем став арим лiсовим Грунтом, наука не знае. Проте, недавно (2011р.) з'явились публкацп про перетворення темно-арого лiсового фунту з-пщ лiсу за 150 роюв використання в якостi рiллi при незначному удобрены, i то протягом останых 50-60 роюв, у чорнозем опщзолений (Chandevetal., 2011). Наскiльки цей феномен е реальнктю, ще не пщтверджено, а робiт про негативну, з погляду фунтоутворення, д^ переведення раыше лiсових фунлв у ртлю достатньо. Адже будь-якiй механiчний обробток Грунту викликае мiнералiзацiю органiчноï речовини.
У л роки, коли В.В. Докучаев висловив думку про можливу трансформа^ю перехщних фунлв у чорноземи при зам^ лiсу степом чи культурною рослиннктю, С.1. Коржинський висловив щею про те, що темно-сiрi й ясно-сiрi Грунти виникли iз чорноземiв у результатi „руйнування" ïx лiсом.
Процес наступу лiсу на степ детально описаний багатьма дослщниками. Узагальнення цих дослщжень зробив О. А. Роде, «вщзначаючи значення узлкь у нагромадженнi снiгу в ктькостях, що перевершують його кiлькiсть як у глибин лiсу, так i у степу i цим самим створюють сприятливi умови для проникнення у степ чагарниковоУ i деревинноУ рослинносп» (Rohde, 1947). Процес проникнення лку в степ детально описав ще у 1914 роц Т.1. Попов. Вiн вiдзначав, що заселення узлкся осикою не зупиняеться у своему розвитку, а починае наступати на степ, завдяки появi кореневих паростюв, яю, в свою чергу, створюють узлкся, наступають на степ. «Коли паростки осики пщростуть, то вони самi починають змiнювати оточуюче середовище, понижуючи температуру Грунту, збтьшуючи вологiсть, створюючи пiдстилку iз опадаючого листя тощо, в силу чого фунтов1 процеси також змiнюються в бк подальшоУ деградацiУ Грунту за пщзолистим типом» (Rohde, 1947, р. 79).
Намагаючись як можна бтьш переконливо показати негативнi змiни в фунт пiд впливом лiсовоУ рослинносп, науковцi того часу знаходили все новi й новi аргументи, як пiдтверджували б думку В.В. Докучаева про негативну д^ лiсу на фунт.
«У такому випадку наближення межi новоУ, володiючи рiзко вщмЫними властивостями рослинноУ формацiУ, е першопричиною змiни мiкроклiматичниx умов, якi ведуть за собою змiни водного режиму фунту, а останне дае можливкть поселення на даному фунт деревних рослин. Наступаюча слщом за цим змЫа Грунту, тобто його еволю^я, виникае як результат взаемодiУ мiж рослиннiстю i Грунтом. Ми звикли пояснювати цей процес як такий, що йде, головним чином, внаслщок „впливу" лiсовоУ рослинностi на фунт, але при цьому, говорячи про деграда^ю не можна випускати i ролi факторiв успадкованих даним фунтом вщ степовоУ стадй' його розвитку, i серед них, перш за все, великого запасу гумусу, який, набуваючи рухомосп пщ впливом причин, зумовлених появою лковоУ рослинносп, е, напевне, одним iз найктотыших безпосередых факторiв деградац|» (Rohde, 1947, р. 80).
Розум^чи той факт, що змЫа ходу фунтоутворення значною мiрою зумовлюеться особливостями водного режиму фунту, робилися спроби показати, що тип рослинносп ктотно змЫюе водний режим верхых горизонтiв Грунту, спричиняючи його опщзолення. Ось як це пояснюе О.А. Роде:«Якщо осiнньо-зимово-весняне промочування йде в обох випадках, приблизно, однаково, то у витрат вологи повинна спостер^атись ктотна рiзниця. Справа в лм, що пiд степовою рослиннктю кiлькiсть коренiв рiзко зменшуеться на межi мiж гумусовим i карбонатним горизонтами. Тому в гумусовому горизонт висушування йде одночасно з усеУ товщi горизонту за рахунок десущйноУ дiяльностi корiння, i скiльки-небудь пом^ного перемiщення вологи у самому фунт при цьому не спостерiгаеться. Одночасно, завдяки сильному висушуванню гумусового горизонту i меншому висушуванню карбонатного горизонту, iз останнього в гумусовий горизонт, мае мкце висxiдне капiлярне i плiвкове перемiщення вологи, насиченоУ бкарбонатом кальцiю. А ця обставина i передае фунтотворному процесу в чорноземах власти^ йому специфiчнi риси i запоб^ае можливостi опiдзолення. Пiд лком же, який володiе значно бтьш глибокими кореневими системами, мае мкце протилежне явище, як це було показано ще Висоцьким: сильне висушування не поверхневих, а бтьш глибоких горизонлв. Тому, висхщного перемщення карбонату каль^ю не вщбуваеться, що i дае можливкть опiдзолюватись. Крiм цього, необхщно рахуватися i з умовами розкладу рослинних решток, як утворен у степових умовах, головним чином, кореневими рештками, меншою мiрою - поверхневими, як при цьому вщмирають поступово протягом лiта. Пiд лком же, як вiдомо, переважна бтьшлсть решток складаеться з листя, як надходять восени, протягом короткого в^зку часу. Вони i е джерелом тих водорозчинних оргаычних речовин, як можуть зумовити опщзолення» (Rohde, 1947, р. 107-108). Дещо дивними е ц твердження О.А. Роде, враховуючи той факт, що саме в його перекладi у 1948 роц вийшла друком книга Г. 1енн «Фактори фунтоутворення» (Ienny, 1948), через рк пiсля виходу працi самого О.А.Роде «Грунтотворний процес i еволю^я фунлв» (Rohde, 1947).
Вiдомий американський фунтознавець вiдзначае, що починаючи з юнця 19 столiття iдея про чинники фунтоутворення завоювала у науц про фунти паывне становище, проте, щоб стати зручним знаряддям у руках дослщниюв, необхщно на пiдставi досить великого фактичного матерiалу намагатися з допомогою математичних формул показати роль конкретних факторiв у формуванн певних фунлв. Звернемо увагу читача на деяк положення iз ^еУ монографiУ. Характеризуючи вплив материнськоУ породи як чинника фунтоутворення, Г. 1енн вщзначав, що водопроникнiсть материнськоУ породи е одним iз важливих факторiв перетворення материнськоУ породи у фунт з характерним розчленуванням його на генетичн горизонти. Зокрема тонко-пщана i пилувата порода пропускае крiзь себе воду не дуже швидко i не дуже повтьно, що сприяе досить швидкому розвитку пщзолистих фунлв.
З посиланням на Б.Б. Полинова, Г. 1енн вщзначае на вторгнення пiдзолiв у зону тундри i в смугу чорноземiв. «В останньому випадку скрiзь, де вiдбуваеться контакт лесу i пкку, на лесах утворюються степовi фунти, тодi як опщзолеы лiсовi фунти утворюються на пкках» (Ienny, 1948, р. 91). У твычнм Европ на важких пщдонних моренах формуються буроземи, тодi як на поряд розташованих пкках фунти сильно опщзоленк
Характеризуючи вплив органiзмiв на фунтоутворення, Г.lеннi вiдзначае наявнкть протилежних по сутi поглядiв. Зокрема Марбет i 1оффе стверджують, що живi органiзми взагалi, а особливо вищi рослини е найбiльш важливими фунтоутворювачами. З iншого боку РобЫзон стверджуе, що рослиннiсть сама знаходиться у велиюй залежностi вiд фунту, ^мату i рельефу, а тому мiж Грунтом i рослиннiстю кнуе взаемозв'язок. 1з метою узгодження цього прот/рччя Г. Iеннi висловлюе досить цкаву думку: «Лише та рослиннкть, яка не може бути поставлена у зв'язок з Шматом, материнською породою, рельефом i часом, може розглядатися як фактор фунтоутворення» (Ienny, 1948). Аналiзуючи поширенкть лiсiв у лкостепу, дослiдники помiтили що, там де вщсулня дiяльнiсть людини, лки заселяють добре дренованi простори з хвилястим рельефом, а степова форма^я захоплюе простори з плоским рельефом, поганою водопроникнктю фунту i пщфунтя та високим рiвнем пщфунтових вод.
Порiвнюючи фунти, сформованi пiд лком i степом, Г. Iеннi вщзначае, що у всix горизонтах лкового Грунту рН нижче, нiж у степового, юльюсть обмiнниx основ i вмкт гумусу у профiлi степового фунту завжди вищий. Загальний висновок полягае в тому, що за однакових 1шматичних умов лк стимулюе процес вилуговування i прискорюе процес фунтоутворення.
Слщ вщдати належне Г. 1ены, який не вважав своУ висновки справедливими для вех природних зон, оговорюючи, що наука про фунти виникла в холодних краУнах, де фунтотворы процеси гальмуються холодними зимами або жарким лтом. Чи можна застосовувати повнктю сучасн погляди фунтознавцю Америки i Европи до фунлв, наприклад, вологих тропiкiв- зовам не доказано. У представниюв ДокучаевськоУ школи таких обмежень не спостер^аеться. 1гнорування цiеï працi Г.lеннi напевне лежить в щеолопчнм площинi леУ епохи. Ось як пише у передмовi до цiеï книги академк Б.П.Бушинський: «...Проте методологiя теоретичних поглядiв Г.lеннi е яскравим вiдображенням тих щеалктичних i нерiдко реакцiйниx уявлень про сутнкть природних i со^альних явищ, якi так xарактернi для вчених катталктичного свiту i з якими ми повинн вести непримириму вмну^ппу, 1948).
Багаторiчнi дослiдження водного режиму чорноземiв пiд лiсовою i степовою рослиннктю пiдтверджують висновок проте, що верхнм горизонт Грунту пщ лiсом (0-50см) за перiод вегетаци висушуеться не сильнiше, нiж пщ степовою рослиннiстю, проте це не призводить до ïx опiдзолення (Gertsyk and Rohde, 1979). Численнi розкопки, виконан рiзними дослiдниками, показали, що у вех лкових порiд найбтьша кiлькiсть всисних коренiв знаходиться у верхньому (0-20см) горизонтi Грунту (Pogrebnyak, 1968). Протирiччя у однаковому розташуванн всисних коренiв трав i дерев i значному пересиханн верхнього горизонту пщ степовою рослиннiстю пояснюеться, напевне, значним фiзичним висушуванням Грунту в степу, а в лiсi значне залнення зменшуе цей процес. ^м затiнення зменшенню фiзичного випаровування у лiсi сприяе природна розпушенiсть самого верхнього шару фунту пщ лком. Визначення об'емноУ маси Грунту свщчить, що дернинний горизонт шаром 0-4 см в степу характеризуеться масою 0,90 г/см3, на узлкс цей показник складае 0,75 г/см3 , а пщ лком - 0,74 г/см3(Dolgopolova, 1948).
1ншим чинником „негативного" впливу лковоУ рослинностi на фунтоутворення е лкова пiдстилка. У фунтознавств1 вже стало майже аксiомою твердження про те, що лковий опад при його гумiфiкацiï продукуе агресивн фульвокислоти, якi iнтенсивно руйнують первинн i вториннi мiнерали Грунту, а продукти фунтоутворення виносять в iлювiальний горизонт, або за межi фунтового профтю. У таблицi 1 наведена характеристика лкових пiдстилок по ïx дм на фунти згiдно кнуючих у наш час уявлень(Kovda, 1973). А чи правильно це? Насюльки ц теорй' пiдтверджуються практикою?
Таблиця 1. Групи лкових пiдстилок (Kovda, 1973)
Групи Вщношення Сгк:Сфк Гумусонагромадження в горизонт А Дiя на мЫеральну частину
Фульватна (хвойних лiсiв) До 0,2 Майже немае Найбiльш агресивна
Гумутно-фульватна 0,2-0,5 Слабе Агресивна
Фульватно гуматна 05-0,7 Середне Слабо агресивна
Гуматна (широколистян Понад 0,7 1нтенсивне Акумулятивна
лки, трави)
Альтернативнi твердження. Не вс фунтознавц подiляли погляди В.В.Докучаева про походження фунлв. Зокрема пiддавалося критик вчення про чинники фунтоутворення. Прикладом Ыших поглядiв служать працi одного iз учнiв В.В.Докучаева, професора Новороайського (Одеського) унiверситепу О.Г.Набоких, який ще при житт В.В.Докучаева опублiкував ряд статей i книгу про класифкацмну проблему в фунтознавств^ у яких пщдавав рiзкiй критицi докучаевську багатофакторну концеп^ю фунтоутворення (Krupenikov, 1981; Kovda, 1973). О.Г.Набоких пропонуе видтяти «паывы фактори», якi забезпечують визначальнi процеси фунтоутворення. Такими паывними факторами автор вважав воды режими фунлв, як i е визначальними у формуванн певного Грунту. Тип водного режиму визначаеться Шматом (кiлькiсть опадiв i випаровуванкть), рельефом, водопроникнiстю Грунту i пщфунтя i лише частково рослиннктю. Проте погляди О.Г.Набоких отримали рiзку критику з боку iншиx учыв В.В.Докучаева, особливо з боку К.Д.ГлЫки, який був лiдером докучаевськоУ школи фунтознав^в у першiй четвертi ХХ стол^тя. Вiн звинуватив
О.Г.Набоких в упередженосп та некомпетентносл. Тому ц щеУ, висловленi ще на початку минулого стол^тя, не детали подальшого розвитку i навiть не були вiдомi науковцям наступних поколЫь, оскiльки у радянський перiод жодного разу не публкувались. У фунтознавств^ як i у бiльшостi сфер життя у тодшнм нашiй держав^ на тривалий час встановилося однодумство.
Лише у наш час, дякуючи В.1.Михайлюку, професору Одеського аграрного унiверситету, створеному, мiж iншим, значною мiрою завдяки О.Г.Набоких, його прац^ якi друкувалися переважнов Одес у дореволюцiйний час, стали частково вiдомi сучасникам.
Доречно вщзначити, що у згадуванiй вище працi Г.lеннi наголошуеться на значены водопроникносп материнськоУ породи на визначенкть напрямку фунтоутворення. Праця Г.lеннi також не була особливо доступна широкому колу фахiвцiв. У той же час прац В.В.Докучаева неодноразово перевидавалися багатотисячними тиражами. Ще у 60-т роки минулого стол^тя експериментально з допомогою радювуглецевого методу було показано, що характер гумiфiкацií залежить не сттьки вiд того, що гумiфiкуеться, а вiд того, за яких умов здмснюеться гумiфiкацiя. Добавивши до фунту подрiбнену до часток не бтьших 0,25 мм зелену масу соУ, мiчену С14, здiйснювали компостування протягом 7 мiсяцiв при температурi 20-250. Зволоженiсть компостованого Грунту витримували на рiвнях 30, 60, 90 % вщ повноУ вологоемностi фунту. В проведеному фращйному аналiзi гумусу було вирахувано, яку частку займае свiже привнесена оргаычна речовина (Neunylov and Khavkina, 1968).
Результати дослщу, наведенi у табл. 2, показують, що незалежно вiд того, що гумiфiкуетья, кiнцевий результат визначаеться умовами гумiфiкацií - рiвнем зволоженостi фунту.Чим бiльша зволоженiсть, тим бiльший вихщ фульвокислот.
Дослiджуючи фунти пiд буковими мертвопокровними лками УкраУнських Карпат у межах Полонинського хребта на висотах 600 i 1050 метрiв над рiвнем моря ми вiдзначили ту ж закономiрнiсть - iз збтьшенням зволоженостi клiмату i Грунту збтьшуеться вiдносний i абсолютний вихiд фульвокислот i звужуеться вiдношення ГК до ФК (таблиця 3).
Таблиця 2. Вмкт мiченого вуглецю по групах гумусових кислот пкля компостування зелено!' маси соУ, % вiд загальноУ кiлькостi мiченого вуглецю(Neunylov and Khavkina, 1968)
Волопсть Грунту, % Гумiновi кислоти Фульвокислоти Вщношення ГК до ФК
30 11,3 16,3 0,70
60 10,8 20,8 0,52
90 7,8 22,2 0,35
У цм же таблиц нaведенi характеристики гумусу фунлв, як формуються пiд трав'яною рослиннiстю прсько-лкового поясу Карпат i пiд лучно-степовою рослиннктю Центрально-Чорноземного зaповiдникa (Ропотагеуа, 1980).Ц дaнi також пiдтверджують, що збтьшення гiдротермiчного коефiцiенту звужуе вiдношення мiж гумiновими i фульвокислотами.
Грунти з явно вираженим фульватно-гуматним типом гумусу i дуже кислою реащею i пiд лiсовою рослиннiстю, характеристика гумусу яких наведена у табл. 3, не несуть у собi ознак опщзолення.
Прибiчники погляду на лк, як на чинник опiдзолення фунту, звертають увагу на факт пщвищеноУ кислотносп Грунту пiд лiсом порiвняно з вiдповiдним Грунтом пiд трав'яною рослиннктю. Пiдвищенa кислотнiсть Грунту пщ лiсом нiби зумовлена лiсовою пщстилкою.
Таблиця З.Характеристика гумусу рiзних фунлв
Глибина, см. рн С% ГК ФК загальний % до загального вуглецю ГК ФК
Бурозем прсько-лковий, 600 м н.р.м. ГТК = 3,3
0-10 3,4 3,8 16,92 18,47 0,92
10-20 3,6 2,2 17,50 21,68 0,81
Бурозем прсько- лковий, 1050 м. н.р.м. ГТК = 8,5
0-10 3,5 6,4 16,58 22,03 0,75
10-20 3,6 4,1 21,17 25,12 0,48
Буроземпрсько- лучний, 1200 м. н.р.м. ГТК = 9,0
0-10 4,3 7,0 18,33 18,23 1,01
10-20 3,9 3,6 26,69 30,06 0,89
Чорнозем типовий, 260м. н.р.м. ГТК = 1,2
5-10 6,3 5,09 36,4 27,3 1,33
10-20 6,3 4,54 36,3 27,7 1,31
ДослГдження ктьюсного i яюсного складу рослинного опаду пщ рiзними фiтоценозами пГвденно-схГдного лiсостепу УкраУни свiдчать про вщсутнкть iстотноí рiзницi у поверненнi в фунт кальцГю i магнiю, як i нейтралiзують утворюванi в процес гумГфГкаци гумусовi кислоти (табл. 4) (Novosad and Gavva, 2008).
Таблиця 4. Зольнкть рослинного опаду рiзних фiтоценозiв на чорноземi типовому(Novosad and Gavva, 2008)
Вид рослинного Запас Вмкт Са++ Mg++ Са++ Mg++
покриву пiдстилки, чистоУ
т/га. золи,% мг-екв/100г золи кг на 1 га
ЛГс дубовий 14,6 8,47 102,79 34,43 25,49 5,90
ЛГс березовий 8,8 8,21 101,72 40,18 14,64 3,52
ЛГс сосновий 17,7 5,61 48,04 24,11 9,51 2,90
ЛГс модриновий 49,8 5,63 48,32 27,66 27,05 9,41
ЛГс смерековий 21,2 4,89 44,66 25,44 9,29 3,21
ПерелГг 15,3 6,30 66,47 30,15 16,98 3,52
ЛГс дубовий на
арому лГсовому 24,4 7,61 98,26 38,57 36,55 8,72
ГрунтГ
Вважаемо правильним погляд Ш.Гоголева (Gogolev, 1964), який пояснюе пГдвищену кислотнiсть Грунту пiд лiсом особливостями живлення дерев. Зпдно сучасних уявлень надходження елеменлв живлення у рослини вщбуваеться вiдповiдно еквiвалентного обмiну мiж Грунтом i кореневою системою рослин. Поглинаючи з Грунту катiони, рослина видГляе в Грунтовий розчин еквГвалентну кiлькiсть iонiв водню, а взамЫ поглинених анiонiв видiляються анiони вупльноУ кислоти.
Пiдрахувавши кiлькостi елементiв, поглинутих рослинами у формi катiонiв i анiонiв, можна зробити висновок про те, в якому стввщношены видГляються ними в Грунт iони водню i вугтьноУ кислоти. За цими показниками деревна i трав'яниста формацп рiзко вiдрiзняються мiж собою. У деревних рослин вщношення поглинених катюыв до анiонiв знаходиться в межах 7,4 - 15,4. а у трав'янистих цей показник становить 0,96 - 2,2. Тому, за однакових Ыших умов, фунт пГд лком завжди буде бГльш кислим, ыж пщ лукою чи степом. Ця особливкть лГсовоУ формаци дае Уй можливiсть нормально зростати на тих упддях, якi е малородючими для трав'яноУ формаци через дефщит поживних речовин, зокрема фосфору. КислГ кореневi видiлення дерев пГдвищують розчиннкть важкорозчинних сполук, включаючи у фунтоутворення новГ мiнеральнi сполуки i бтьш глибок горизонти лiтосфери.
Дослiдження фунтового покриву Центрально-Чорноземного заповГдника показало, що в умовах вододГлГв пГд трав'яною рослиннГстю i пГд лГсом формуються чорноземи типовГ. А в депреаях i на пГвнГчних схилах незалежно вщ типу рослинностГ формуються чорноземи вилугуванГ, чорноземи опГдзоленГ i навГть сГрГ лГсовГ Грунти (Afanasyeva, 1958; Tselischeva, 1966).
У межах заповГдника Грунтотворною породою е важкосуглинковий лес. У цих умовах визначальним фактором виступае рельеф через розподГл вологи i тепла. У депресГйних елементах рельефу ктьюсть тепла, що надходить на рГвний вододГл i западину однакова, проте в западину надходить бГльше вологи за рахунок притоку з навколишнГх бГльш пГдвищених елеменлв рельефу. В умовах схилового рельефу визначальними е експозицГя i крутизна схилГв, що Гстотно впливае на теплозабезпеченГсть Грунту. НавГть за однаковоУ кГлькостГ вологи, яка надходить на поверхню фунту, пдротермГчний коефГцГент на рГзних схилах буде рГзним. ВГдповГдно рГзним буде i тип водного режиму фунту. Саме типи водного режиму й Ытенсивнкть Ух прояву i е визначальними у формуваннГ того чи Гншого Грунту на тм територи УкраУни, де фунтотворною породою виступае лес.
ПроведенГ на початку ХХ1 столГття детальнГ дослГдження Грунлв на межГ переходу лГсостепу у степ у районГ Буг-ДнГпровського межирГччя, який характеризуеться значною розвиненГстю рельефу, показало чГтку залежнГсть характеру Грунтового покриву вГд клГмату Грунту, зумовленого рельефом. НавГть на територи, яка вГдноситься до степовоУ зони, на пГвнГчно-захГдному схилГ описано чорнозем опГдзолений, а за 20 км на пГвнГч, на схилГ пГвденно-захГдноУ експозици знаходимо чорнозем звичайний. У першому випадку коефГцГент зволоження територи дорГвнюе 1,18, а у другому -0,9 (Topolnyi, 2007). Важливо вГдзначити, що знаходження опГдзолених чорноземГв логГчно пояснюеться особливостями гГдротермГчного режиму, i аж нГяк не типом рослинностГ.
ДослГджуючи Грунти схГдного лГсостепу УкраУни К.Б. Новосад i Д. В. Гавва, а також С. В. КанГвець Гз спГвробГтниками на фактичному матерГалГ показали, що в лГсостепу та в пГвденнГй частинГ лГсовоУ зони пГд впливом лковоУ рослинностГ формуються родючГ Грунти. Вони характеризуються гарними фГзичними властивостями верхнього гумусового горизонту (0-25 см) - великозернистою структурою, пухкою будовою. Цей горизонт густо переплетений корГнням. При замГнГ лГсу культурною рослиннГстю, що вГдбулося, згГдно цих авторГв, близько 200 роюв тому, Грунт у верхньому горизонт став порохнисто-грудочкуватим, забарвлення горизонту помГтно посвГтлГшало, значно знизився вмГст гумусу й азоту (Novosad and Gavva, 2008;Canivets, 2010).
Роботи початку ХХ1 столГття добре кореспондуються Гз бГльш раннГми дослГдженнями 1.С. КаурГчева, який, зокрема, вГдзначав: „ ДослГдження властивостей чорноземних Грунлв пГд лГсовою рослиннГстю хоч i виявляе деяке зниження лГн ГУ скипання, проте не дае пГдстав для твердження про розвиток процесу опГдзолення (деградаци) чорноземГв. У бтьшосп
випадюв у результат поселення лГсу на чорноземах лГсостепу i степових райоыв вщбуваеться покращання всього комплексу найважливГших властивостей фунлв: пiдвищуеться вмiст гумусу, збтьшуеться сума обмiнниx основ, покращуються фiзичнi i воднi властивостi, посилюеться мiкробiологiчна дiяльнiсть у Грунтах " (Kaurichev and Grechin, 1969,S.295).
Формування фунлв, якi генетично розташованi у бтьш твычних краях вiд чорноземiв типових вiдбуваеться за наступною схемою.
Якщо надходження води на поверхню фунту й у фунт збтьшуеться i вода починае промочувати i промивати весь фунтовий профГль, то разом з водою вимиваються розчинн солГ. У першу чергу вимиваються з верхых горизонлв солi лужно-земельних елеменлв - кальцiю i магнГю. До дернового процесу добавляеться процес вилуговування. Так формуються чорноземи вилугуванк Тип водного режиму перюдично промивний. Прояви перюдичного промивання Грунту водою не значнк
При бiльш значному надходженн води вiдбуваеться бiльш значне промивання фунту i зводою iз верхых шарiв виносяться не лише луги, а й вимиваеться мулиста фращя iз мiкроагрегатiв. У гумусовому горизонт^ позбавленому мулу, виблискують ккрами кристалики кремнекислоти SiO2. Так формуеться чорнозем опщзолений. Тип водного режиму перюдично промивний. Процеси фунтоутворення: дерновий, вилуговування, знемулювання або ГллГмеризацГя у роайсьюй л^ератур^ або ж леаваж у французькiй.
При подальшому перемГщенн на пiвнiч вологозабезпеченiсть територи збтьшуеться, а теплозабезпеченкть знижуеться. Нестача тепла понижуе бюлопчну продуктивнГсть ландшафту. У фунт i на його поверхню зменшуеться надходження оргаычних решток. За Ыших однакових умов потужнкть гумусового горизонту i вмГст гумусу у фунт зменшуеться i чорноземи опГдзоленГ змГнюються темно-сГрими, а потГм арими лГсовими Грунтами. БГльш значне зволоження призводить до повного насичення водою верхньоУ частини профГлю, або фунту в цГлому. НавГть фунти легкого гранулометричного складу при добрм дренованосп, весною зазнають перезволоження верхньоУ частини профГлю. Промерзлий зимою фунт весною починае вГдтавати зверху. Середня частина профГлю, де знаходиться лГд, служить водоупором, над яким створюються сприятливГ умови для розвитку анаеробних процеав. На наявнГсть таких умов вказують багато дослщниюв (Klymenko, 1990;Kondratieva, 1971).
Ще у 50-х роках минулого столГття С.П.Ярков показав,що при вГдновлювальних процесах весною i восени утворюеться велика кГльюсть закисного залГза, яке вступае у сполуки з органГчними кислотами. Переходячи у закисний стан, цГ сполуки набувають розчинносп та здатносп мГгрувати по профГлю фунту. Таю процеси в подальшому вивчали i висвГтлювали у численних публГкацГях 1.С.КаурГчев i, особливо Ф.Р.Зайдельман. Переходячи в розчин, органо-мГнеральнГ комплекси виносяться з горизонту ïx утворення у нижнм, де i осГдають. У такий спосГб утворюеться горизонт вимивання, або елювГальний, i нижнГй, ГлювГальний горизонт. Мае мГсце пГдзолистий процес фунтоутворення, незалежно вГд того, що зростае на такому фунт - лГс чи лучно-степова рослиннГсть. У такий споаб формуються фунти з чГтко вираженим елювГальним горизонтом, а саме: ясно-арГ лГсовГ, дерново-пГдзолисп та буроземно-пГдзолистГ. Тип водного режиму застмно-промивний. Процеси фунтоутворення в ясно-арих лГсових Грунтах: дерновий, вилуговування, знемулювання, глейовий, пГдзолистий. Дерново-пГдзолисп фунти зазвичай формуються на супГщаних безкарбонатних породах, тому при ïx формуваннГ процеав вилуговування i знемулювання немае, а е лише дерновий, глейовий i пГдзолистий.
Буроземно-пГдзолистГ фунти в певнГй мГрГ подГбнГ до дерново-пГдзолистих. ВщмЫними е лише бГогенно-акумулятивнГ процеси. У дерново-пГдзолистих Грунтах гумус акумулюеться завдяки дерновому процесу, а у буроземно-пГдзолистих -завдяки буроземному процесу.
ОскГльки у питаннГ розумГння гумусо-акумулятивних процеав ще вГдсутне однозначне ïx бачення, е потреба бГльш детально ïx розглянути. У вах, або майже у вах навчальних пГдручниках i поабниках пишуть, що дерновий процес вГдбуваеться пГд впливом трав'янистоУ рослинносп. Вважаемо таке тлумачення сут дернового процесу вульгарно спрощеним, що значно утруднюе розумГння багатьох питань фунтознавства. Для виходу Гз цього вторичного тупика пропонуеться сучасне розумГння гумусо-акумулятивних процеав, у результат яких частина органГчних решток внаслГдок складних перетворень переходить у склад гумусових сполук фунту.
Залежно вГд умов, що спричиняються пдротермГчним режимом, властивостями фунтотворних порГд, особливостями використання територи, слГд видГляти дерновий i буроземний гумусо-акумулятивнГ процеси.
Пiд дерновим процесом слГд розумГти накопичення у верхнГх горизонтах гумусу, в акумуляци якого провГдна роль належить катГонам лужноземельних елементГв кальцГю i магнГю, утворення грудочкуватоУ структури пГд дГею переважно трав'янистоУ рослинностГ, хоча можливе накопичення гумусу й утворення грудочкуватоУ структури i пГд впливом деревноУ рослинностГ.НеобхГдними умовами для проявлення дернового процесу е надходження рослинних решток у фунт i на його поверхню, аерацГя i помГрне зволоження, наявнГсть у фунтовому розчинГ достатньоУ кГлькосп розчиненого кальцГю i магнГю, а також перюдичне проморожування i пересихання фунтового профГлю. Залежно вГд ГнтенсивностГ прояву дернового процесу i поеднання його з Гншими фунтотворними процесами формуються дерновГ, дерново-пГдзолистГ, сГрГ лГсовГ, чорноземи, каштановГ, лучнГ та дерново-буроземнГ фунти.
Прийняття такого розумГння дернового процесу знГмае питання про природу гумусонагромадження у фунтах пГд лГсовою рослиннГстю, а також про межГ проявлення дм дернового процесу. Адже не у вах краях УкраУни е необхщы умови для його прояву, не говорячи вже про всю планету. УкраУна знаходиться у помГрних широтах, проте клГмат захГдних краУв поступово втрачае континентальнГсть, а в Карпатах i рГвниннГсть. Грунтотворн породи не завжди збагаченГ достатньою кГльюстю розчинного кальцГю. ТакГ умови не е сприятливими для прояву дернового процесу, який поступаеться мГсцем буроземному процесу фунтоутворення.
Пщ буроземним процесом розумГють процес накопичення у верхнГх горизонтах Грунту гумусу, в акумуляцп якого провГдна роль належить катюнам тривалентних елементГв залГза й алюмГнГю, утворення стГйких проти розчинення добре агрегованих гумусо-алюмГнГевих i гумусо-залГзистих комплексГв пГд дГею фунтовоУ фауни, переважно пГд лГсовою рослиннГстю, хоча можливГ прояви цього процесу i пГд трав'янистою рослиннГстю
НеобхГдними умовами для прояву буроземного процесу е наявнГсть помГрно теплого та вологого клГмату, добра дренованГсть фунтового профГлю, фунтотворних порГд i рельефу, яка виключае застГй вод i виникнення анаеробних процеав, добре сприяе вилуговуванню. Залежно вГд поеднання буроземного процесу з Гншими фунтотворними процесами пГд дГею буроземного процесу формуються буроземнГ, буроземно-пГдзолистГ, дерново-буроземнГ фунти. У природГ, за межами УкраУни, е багато фунлв, в яких акумуляцГя гумусу вГдбуваеться переважно за участю катюыв залГза й алюмГнГю i колГр такГ фунти можуть мати не бурий, а жовтий, або навГть червоний. Можливо стосовно таких фунлв термГн „буроземний" е не зовам вдалим. У данГй працГ йде мова про фунти УкраУни i запропонований нами термГн вважаемо доречним. На дГючм на даний час карл фунлв УкраУни в пГвденних частинах ВГнницькоУ, ХмельницькоУ, ТерноптьськоУ областей показаний великий масив ясно-арих i арих лГсових фунлв, сформованих на лесових породах. Якщо врахувати той факт, що це зона пГвденного, а не пГвнГчного ЛГсостепу, та ще й древнього заселення людей, то викликае подив поширення типово пГвнГчних фунлв у пГвденних краях.
ПГд час вивчення чорноземГв В.В. Докучаев у 1877 роцГ рекогносцировано обстежив фунти пГвдня ПодГлля i звернув увагу на не типовГ, вГдповГдно до закону горизонтально)' зональностГ фунлв, фунти цього краю. Подорожуючи у напрямку з Одеси перед Крижополем «фунти знову трохи посвГтлГшали, ïx товщина дуже часто змГнювалась, а пГд деякими лГсовими дГлянками попадалась рослинна земля, зовам бура, тонка, типу нечорноземноУ Роси. Тим не менше, неврожаУв на цьому останньому просторГ жителГ не знають» (Dokuchaev, 1936, р. 252).
На правому березГ ДнГстра, навпроти Ямполя, у теперГшнГй МолдовГ В.В. Докучаев вГдзначив наступне: «У кучугурському лГс листяного войлоку я зовам не бачив; на поверхнГ була одна жовтувато-ара земля, на яюй валялись якГсь окремГ сухГ листки i сучки; при розкопках виявилось, що лГсовий фунт ледве вГдрГзнявся за кольором вГд сильномергелистоУ жовтувато-буроУ пГдфунтовоУ глини» (Mikhailuk, 2015, р. 255).
Продовжуючи подорож далГ з Крижополя через Жмеринку в ПроскурГв, дослГдник вГдзначав: «Грунти на вигляд ставали все менше i менше типово чорноземними; мГсцями i тим часпше, чим далГ на пГвнГчний захГд, чорнозем замГнювався острГвками рижувато-cipux фунлв, навГть пГсля дощу; починаючи вГд Жмеринки, такГ Грунти, в 15 - 30 см товщиною, потягнулись майже суцГльно...А мГж тим, як вГдомо, вся ця краУна не знае неврожаУв» (Dokuchaev, 1936, р. 255). На особливГсть фунлв цього краю вказував також Г.О. Андрущенко (Andrushchenko, 1970), описуючи фунти пГвдня ТернопГльськоУ областГ: „ трапляються сГрГ опГдзоленГ Грунти, у яких вГдсутня пластинчаста будова верхнього шару, мало виявлений, або зовам вщсутнм ГлювГальний горизонт i весь профГль мае червонувато-бурий колГр" (Andrushchenko, 1970, р. 146).
Нашл дослГдження фунтового покриву пГвдня ХмельницькоУ област показали наявнГсть у цьому краУ вах пГдтипГв сГрих лГсових фунлв у класичному розумГннГ, а також таких, як вГднесенГ до сГрих лише тому, що ïx не можна називати чорноземами як за морфолопчними, так i фГзико-хГмГчними показниками. Для внесення ясност в природу цих фунлв нами було проведено спецГальнГ дослГдження.
Перше, на що було звернено увагу, так це на значну строкатГсть фунтотворних порГд, хоч на фунтових картах i у вГдповщних описах вказано, що фунтотворною породою виступае лес. Проте спецГальна лГтература вГдзначае вГдсутнГсть лесу в межах ПодГльського ПриднГстров'я (Zamoryi, 1961).
Спостереження у фунтових розрГзах показують наявнГсть самих рГзних за хГмГчним складом переважно елювГально-делювГальних вГдкладГв, якими вкритГ переважно схили. На вододГльних плато переважае лес. А в межах Товтрового кряжу фунтотворною породою часто виступае щебенистий елювГй вапняюв, яким складенГ кораловГ рифи Сарматського моря, яке Гснувало там у третинному перюдГ
На таких породах, часто навГть карбонатних, формуються не чорноземнГ фунти. На вГддалГ кГлькох кГлометрГв, де фунтотворною породою виступае лес, формуються чорноземи типовГ. У своУх дослГдженнях проблематичнГ фунти, як за своУми ознаками не подГбнГ нГ до чорноземГв, нГ до сГрих лГсових, ми називаемо, слГдом за В.В. Докучаевим, бурими. У подальшому буде показано правильнГсть такоУ назви. Визначення фракцГйного складу гумусу цих фунлв показало значу принципову вГдмГннГсть мГж дослГджуваними фунтами (див. табл. 5).
У чорноземах i ясно-арих лГсових фунтах основна маса гумусових кислот, як гумГнових так i фульвокислот, представлена фракцГями, як зв'язанГ з кальцГем, а у буроземах 2-га фракцГя гумГнових кислот, яка зв'язана з кальцГем, представлена в абсолютному мГнГмумГ.
Великий подив був зумовлений наявнГстю фунлв червонувато-бурого забарвлення, сформованих на елювп вапнякГв, де на поверхнГ поля видно уламки вапнякового щебеню. ФракцГйний аналГз гумусу таких фунлв показав дуже малу частку другоУ фракци як гумусових, так i фульвокислот. Чому на карбонатному елюви у складГ гумусу фракцГя, яка зв'язана з кальцГем, знаходиться у мГнГмумГ?
Для вирГшення цього питання було проведено дослГд по розчинностГ карбонату кальцГю, який метиться у лес та крейдГ. РозмеленГ шматки лесу та крейди засипали у колби, заливали дистильованою водою i, пГсля вГдстоювання, у алГквотних частинах розчину визначали вмГст Гону кальцГю.
ОтриманГ результати, багато разГв перевГренГ, виявились несподГваними. Насичений розчин крейди виявив 20-23 мг Гону кальцГю на 1 лГтр, що в переводГ на карбонат кальцГю дорГвнюе 50-57,5 мг на лГтр розчину. Зпдно довГдника з аналГтичноУ хГмГУ (Lurie, 1971)розчиннГсть карбонату кальцГю при температурГ +200 С складае 65 мг на 1 лГтр.
Таблиця 5. Фракцмний склад гумусу ГрунтГв ПодГлля, % вГд загального С
Грунт Бурозем Бурозем СГрий лГсовий Ясно-арий Чорнозем
кислий насичений буроземо-видний лГсовий типовий
Гумус, % 2,0 2,4 2,2 1,4 4,6
ГумГновГ 1 6,2 4,1 4,5 5,6 0,5
кислоти
II 1,5 2,3 4,5 10,3 39,6
III 6,3 11,2 11,5 3,3 4,1
сума 14,0 17,6 20,5 19,2 44,2
Фульвокислоти !а 13,0 7,8 11,7 7,7 3,3
I 10,0 1,9 7,1 13,6 0,6
II 8,8 11,1 7,9 23,9 12,8
III 4,9 23,8 31,9 12,5 5,7
сума 36,7 44,6 58,6 57,5 22,4
Стк;Сфк 0,38 0,39 0,35 0,34 1,97
Тобто, насичений розчин вапняку у водГ може створити концентрацГю не бГльше зазначених величин. У варГант дослГду з лесом концентрацГя карбонату кальцГю дорГвнювала близько 100 мг на 1 лГтр води. Така велика розчиннГсть карбонату кальцГю у лес нами пояснюеться лише захисною дГею органГчних колоУдГв по вГдношенню до кальцГю, якими виступають гумусовГ сполуки лесу. Адже лес мГстить у собГ завжди 0,2-0,5% гумусу. Цей гумус i створюе з карбонатами Грунту пгрофтьИ колоУди, виконуючи по вГдношенню до карбонату кальцГю стабГлГзуючу функцГю. Така пГдвищена концентрацГя кальцГю у Грунтовому розчинГ е достатньою для створення органо-мГнеральних комплекав Гз гумусовими сполуками Грунту. ЦГ органо-мГнеральнГ сполуки забезпечують Грунту л риси i властивостГ, без яких Грунт, незважаючи нГ на вмГст гумусу в ньому, нГ на глибину гумусового горизонту i Грунтового профГлю загалом, не може бути вГднесений до чорноземГв. Цей факт дае можливГсть деталГзувати деякГ питання Грунтознавства. Ще В. В. Докучаевим видГлено як чинник Грунтоутворення вГк ГрунтГв. Стосовно ГрунтГв, якГ формуються лесах, доцГльно видГляти абсолютний i вГдносний вГк Грунту.
Абсолютним е вГк, протягом якого вГдбувалося Грунтоутворення на певнГй територи i ця територГя включно до теперГшнього часу не перекривалася новыми вГдкладами i на цГй територи сформованГ сучасн Грунти. Вважаемо, що сучаснГ леси в попереднГй перГод проходили Грунтотворний етап розвитку, завдяки якому в них вГдбулося накопичення гумусу. Без цього перюду на таких територГях не могло б вГдбутися Грунтоутворення з формуванням сучасних ГрунтГв. 1з врахуванням цих процесГв абсолютний вГк чорноземГв складае близько 15 мтьйоыв рокГв. ВГдносним вГком Грунтоутворення необхГдно вважати перГод, протягом якого вГдбуваеться сучасне Грунтоутворення. Стосовно рГвнинноУ частини УкраУни сучасне Грунтоутворення розпочалося в голоценовий перГод, який почався близько 10 тисяч роюв тому.У приднГстровському лГсостепу в багатьох мГсцях лесовий шар змитий i сучасне Грунтоутворення вГдбуваеться на нелесових породах, часто карбонатних, наприклад, на елюви вапняюв, якими складенГ Товтри. Грунтотворн породи, незважаючи на свою карбонатнГсть, ще не пройшли стади облесування. Кальцм цих порГд не бере участ в сучасному ГрунтоутвореннГ, а Гнтенсивно вилуговуеться. На таких Грунтотворних породах формуються переважно буроземоподГбнГ Грунти, на Ух не характерну морфолопчну будову вказував ще В. В.Докучаев.
Польовий визначник ГрунтГв 1981 року (Polupan, 1981) передбачае видГлення на ПодГллГ i БуковинГ бурувато-сГрих лГсових ГрунтГв i чорноземГв буроземоподГбних, вважаючи Ух фацГальними пГдтипами модальних ГрунтГв. БуруватГ i коричневГ вГдтГнки таких ГрунтГв пояснювались поступовою змГною клГмату вГд континентального схГдноевропейського до перехГдного та морського захГдноевропейського. Цей чинник також слГд враховувати, проте якщо справа лише у клГмал, то чому буроземоподГбнГ Грунти не зустрГчаються, наприклад, у межах ВолинськоУ височини? ДослГдження ГрунтГв Карпатського краю показало наявнГсть там ГрунтГв, якГ сформованГ на елюви мармурГв, або вапнякГв. Гумус таких ГрунтГв також утворюе нерухомГ комплекси Гз тривалентними катюнами залГза i алюмГнГю, а не кальцГю i магнГю, як у Грунтах, де мае мГсце дерновий процес.
ВГдсутнГсть спорГдненостГ до кальцГю певних ГрунтГв мае не лише теоретичне, а й велике практичне значення. У вГтчизнянГй, як i в росмсьюй i в колишнГй радянсьюй агрохГми вважаеться, що кислГ Грунти е низькородючими i для лГквГдаци цього недолГку Ух потрГбно вапнувати. У краМ проводились i проводяться десятки польових дослав по ефективносп вапнування кислих ГрунтГв. Наприклад,1.Ф. СарГшвГлГ (Sarishvili, 1976)на пГдставГ багаторГчних польових стацюнарних дослГдГв, проведених на червоноземах Грузи, показуе, що в результат вапнування цих ГрунтГв вГдбуваеться втрата структури i, вГдповГдно, втрата родючосп.
Висновки
У Грунтах дернового типу Грунтоутворення, як формуються на лесових вГдкладах чорноземи опГдзоленГ утворюються не пГд впливом лГсовоУ рослинностГ, а за наявносп перГодично-промивного водного режиму, який призводить до вилуговування вГльних карбоналв з гумусового горизонту (чорноземи вилугуванГ) i в подальшому прибГльш значному зволоженнГ - до знемулювання (чорноземи опГдзоленГ).
На нелесових породах, HaBiTb карбонатного складу, в умовах Приднктровського Подтля понижена розчиннкть кальцiю заперечуе формуванню чорноземiв, а тому там формуються Грунти буроземного типу, як тенденцiйно при крупно масштабному картуванн були вщнесеы до сiрих лiсових Грунлв.
В УкраУнських Карпатах за умов промивного водного режиму незалежно вщ типу рослинносп та хiмiчного складу Грунтотворних порiд формуються буроземнi Грунти.
Визначальним у формуванн кислих Грунтiв е особливосл водного режиму, рельефу i характер Грунтотворних порщ, а не тип рослинносп.
References
Afanasyeva, E.A. (1958). Chernozemyi Streletskoy Stepi. Moscow (in Russian). Andrushchenko, G.A. (1970). Grunti zahidnih oblastey URSR. Lviv-Dublyani (in Ukrainian).
Badía, D., Martí, C., Aznar, J.M., León, J., (2013). Influence ofslope and parent rock on soil genesis and classification in semiarid mountainous environments. Geoderma, 193-194, 13-21.
Canivets, S.V., Glushko, T.S., Derevyanko, L..M. (2010). Zmini vlastivostey temno-sirih slabo regradovanih Gruntiv pid vplivom vikovogo vikoristannya rilli. Agroekologichniy zhurnal, 2, 59-63 (in Ukrainian)
Chandev, Yu.G., Aleksandrovskiy, A.L., Hohlova, O.S., Smirnova, L.G., Novyih, L.L., Dolgih, A.A. (2011). Antropogennaya evolyutsiya seryih
lesostepnyih pochv yuzhnoy chasti Srednerusskoy vozvyishennosti. Pochvovedenie, 1, 3-15. (in Russian).
Dokuchaev, V.V. (1936). Russkiy chornozem. Otchet Volnomu Ekonomicheskomu obschestvu. Moskva-Leningrad (in Russian).
Dokuchaev, V.V. (1950). Nizhegorodskie rabotyi. Vol. V. Moscow-Leningrad: Izdatelstvo AN SSSR (in Russian).
Dokuchaev, V.V. (1954). Izbrannyie sochineniya. Moscow: Selhozizdat (in Russian).
Dolgopolova, N.N. (1948). Fizicheskaya i agrohimicheskaya harakteristika pochv leso-stepnogo profilya v usloviyah Tsentralno -Chornozemnogo gosudarstvennogo zapovednika. Trudyi Tsentralno-Chornozemnogo gosudarstvennogo zapovednika, II, 5-77. (in Russian). Esfandiarpour, I., Salehi, M.H., Karimi, A., Kamali, A., (2013). Correlation between Soil Taxonomy and World Reference Base for Soil Resources in classifying calcareous soils: (A case study of arid and semi-arid regions of Iran). Geoderma, 197-198, 126-136.
Gertsyk, V.V., Rohde, A.A. (1979). Posloynyiy rezhim i zapas vlagi v tselinnyih moschnyih chernozemah pod nekosimoy stepyu i dubovyim lesom. Pochvovedenie, 3, 59-75. (in Russian).
Gogolev, I.M. (1964). Deyaki pitannya genezisu burih lisovih Gruntiv Radyanskih Karpat / Dopovidi do VIII mizhnarodnogo kongresu Gruntoznavtsiv. Kyiv: Vrozhay (in Ukrainian).
Ienny, G. (1948). Faktoryi pochvoobrazovaniya. Moscow: Izdatelstvo inostrannoy literaturyi (in Russian). Kauricheva, I.S., Grechina I.P. 1969). Pochvovedenie. Moscow: Kolos (in Russian).
Klymenko, N.A. (1990). Pochvennyie rezhimyi gidromorfnyih pochv Polesya USSR. Kiev: USHA (in Russian).
Kondratieva, E.V. (1971). K harakteristike pochv na dvuchlennyih porodah Valdayskoy vozvyishennosti / Biogeohimicheskie protsessyi v
podzolistyih pochvah. Leningrad: Nauka (in Russian).
Kovda, V.A. (1973). Osnovyi ucheniya o pochvah. Moscow: Nauka (in Russian).
Krupenikov, I.A. (1981). Istoriya pochvovedeniya. Moscow: Nauka (in Russian).
Lurie, Yu.Yu. (1971). Spravochnik po analiticheskoy himii. Moscow: Himiya (in Russian).
Madarász, B., Németh, T., Jakab, G., Szalai, Z., (2013). The erubáz volcanic soil of Hungary: Mineralogy and classifica-tion. Catena 107, 46-56. Mikhailuk, V.I. (2015). Vodno-rezhimna kontseptsiya Gruntoutvorennya profesora Nabokih O.G. In: Geneza, geografiya ta ekologiya GruntIv. Lviv, Lviv National Unviersity Press. (in Ukrainian).
Neunylov, B.A., Havkina, N.V. (1968). Izuchenie skorosti razlozheniya i protsessov prevrascheniya v pochve organicheskogo veschestva, mechennogo S14. Pochvovedenie, 2, 103-108. (in Russian).
Novosad, K.B., Gavva, D.V. (2008). Evolyutsiya chornozemiv tipovih Lisostepu Ukraini pid riznimi fitotsenozami. Bulletin of Kharkiv National Agrarian University. Ser."Gruntoznavstvo, agrohimiya, zemlerobstvo, lisove gospodarstvo", 2, 160-167 (in Ukrainian). Pogrebnyak, P.S. (1968). Obschee lesovodstvo. Moscow: Kolos (in Russian).
Polupan, N.I. (1981). Polevoi opredelitel pochv. Ministerstvo selskogo hozyaystva USSR. Kiev: Urozhay (in Russian). Ponomareva, V.V., Plotnikova, T.A. (1980). Gumus i pochvoobrazovanie. Leningrad: Nauka (in Russian). Ranganathan, S.R., (2006). Colon classification. Ess Ess Publications. New Dehli, India. Rohde, A.A. (1947). Pochvoobrazovatelnyiy protsess i evolyutsiya pochv. Moscow: OGIZ (in Russian).
Sarishvili, I.F., Egorishvili, N.V., Burchuladze, I.T. (1976). Vliyanie dlitelnogo primeneniya mineralnyih udobreniy na soderzhanie Mn, Mo, Fe, Al v krasnozemnyih pochvah i listyah chaynogo kusta. Agrohimiya, 3, 97-101 (in Russian).
Shi, X.Z., Yu, D.S., Xu, S.X., Warner, E.D., Wang, H.J., Sun, W.X., Zhao, Y.C., Gong, Z.T., (2010). Cross-reference for re-lating Genetic Soil Classification of China with WRB at dif-ferent scales. Geoderma, 155, 344-350.
Topolnyi, S.F. (2007).OsoblivostI diagnostiki i kartografii chornozemiv na mezhi Lisostepu i Stepu. Agrohimiya i Gruntoznavstvo, 67, 29-34 (in Ukrainian)
Tselischeva, L.K., Dayneko, E.K. (1966). Ocherk pochv Streletskogo uchastka Tsentralno-Chernozemnogo zapovednika. Trudyi Tsentralno-Chernozemnogo zapovednika, X, 154-187. (in Russian).
Zádorová, T., Penízek, V., (2011). Problems in correlation of Czech national soil classification and World Reference Base 2006. Geoderma, 167168, 54-60.
Zamoryi, P.K. (1961). Chetvertinni vidkladi Ukrainskoi RSR. Kyiv: Vidavnitstvo Kyivskogo universitetu (in Ukrainian).
Citation:
Helevera, O.F., Topolnyi, F.P. (2018). Towards origin of podzolized and nonpodzolized acid soils. Ukrainian Journal of Ecology, 8(1), 516-526. I ("OE^^^MlThk work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0. License
