6. Баланс ґрунтоутворення.

Ґрунтоутворюючий процес складається з 4-х компонентів ре­човинно-енергетичного балансу:

1. притоку речовини й енергії в ґрунт;

2. перетворення речовин і енергії в грунті;

3. переміщення речовин і енергії в ґрунті;

4. відтоку речовин і енергії з ґрунту.

Всі ці складові утворюють єдність, визначають направленість ґрунтоутворюючого процесу, будову, склад і властивості ґрунту. Баланс речовин при ґрунтоутворенні - це співвідношення між при­ходом речовин в ґрунт та їх відтоком з нього за певний відрізок часу.

В.А. Ковда визначив декілька форм балансу речовин залежно від довжини охопленого ним часу: 1) віковий, який має геологічний відрізок часу і зв'язаний з формуванням геоморфології місцевості;

2. періодичний (циклічний), який охоплює відрізок часу приблизно 11-22 років, очевидно, пов'язаний з періодичною активністю Сонця;

3. річний, який вкладається в річний гідрологічний цикл території;

4. на зрошуваній території виділяють міжполивний баланс речовин, який складається з коротких відрізків часу між поливами.

Можна виділити окремо баланс органічної речовини, азоту, води, мінеральних елементів, легкорозчинних солей.

У процесі ґрунтоутворення розрізняються прибуткові і видат­кові статті балансу.

До прибуткових статей балансу належать:

1. прихід С, N, зольних елементів з опадом і рештками рослин і тварин;

2. прихід тих самих елементів з кореневими виділеннями;

3. прихід N з атмосфери за рахунок азотфіксаторів;

4. прихід N з опадами;

5. прихід речовин з вітровим пилом;

6. прихід з твердим поверхневим стоком;

7. прихід з рідким поверхневим стоком;

8. прихід з капілярною каймою ґрунтових вод;

9. прихід з боковим (внутрішнім ґрунтовим) стоком;

10) прихід з добривами, меліорантами, зрошуваною водою. Видаткові статті балансу ґрунту:

1) захоплення рослинами N і зольних елементів для утворення щорічного приросту;

2. втрати азоту за рахунок денітрифікації;

3. втрати С при мінералізації рослинного опаду і гумусу;

4. вимивання речовин низхідним током води за границю ґрунто­вого

профілю - у грунтові води;

2. винос речовин всередині ґрунтовим стоком;

3. винос речовин поверхневим твердим стоком;

4. винос речовин поверхневим рідким стоком;

5. втрата речовин за рахунок дефляції;

6. винос N, С, мінеральних елементів з урожаєм сільсько

госпо­дарських культур, сіном, деревиною.

Різні речовини в одному і тому ж грунті можуть мати різний баланс: позитивний, від'ємний, нульовий.

Позитивний баланс характеризується акумуляцією речовин у грунті, яка може бути абсолютною, відносною і залишковою. Гло­бальне значення має абсолютна акумуляція вуглецю і азоту атмос­фери, що відбувається в процесі життєдіяльності зелених рослин і азотофіксуючих мікроорганізмів. Ці елементи накопичуються у лісовій підстилці, степовій повсті, в гумусовому горизонті. Акуму­ляція може бути зумовлена надходженням речовин в грунт із ґрунто­вих вод, поверхневого і бокового стоків води. Це характерно для аридного клімату: вода випаровується, а речовини залишаються в грунті. В гумідному кліматі зазвичай речовини не накопичуються, оскільки винос перевищує прихід речовин. Однак можуть накопичу­ватися кремній, алюміній, залізо, кальцій у вигляді СаС0₃, що спри­чинене привнесенням твердих частинок заплавними водами, делю­віальним стоком, вітром. Формуються грунти абсолютного акуму­ляційного балансу речовин: заплавні, намиті, навіяні.

Відносна акумуляція речовин - збагачення верхньої частини профілю ґрунту мінеральними біофільними елементами внаслі­док перекачування цих елементів рослинами з нижніх горизонтів або з нижньої частини товщі у поверхневі горизонти, хоч ґрунт в цілому їх не накопичує.

Вона залежить від вибіркової здатності рослин поглинати по­живні речовини. Про ступінь відносної акумуляції різних хімічних елементів судять за коефіцієнтом біологічного поглинання А:

Ах = Іх/пх,

де їх - вміст елемента χ у золі рослин; пх - вміст елемента χ у

ґрунті, на якому росте рослина: для Р і S дорівнює 100ц; Са, Щ, К дорівнює 10л; М_Л, Си, Мо дорівнює ті; 8І, А1, Ре, Ті, V дорівнює 0,1-0,001л.

Як визначив О.І.Перельман, залишкова акумуляція - це віднос­не накопичення в грунті речовин, які залишаються на місці при виносі інших, більш рухливих компонентів.

Від'ємний баланс спостерігається, коли винос речовин переви­щує їх привнесення. Це відбувається в гумідних областях та ще на гірських еродованих схилах: привнесення речовин не компенсує вино­су їх поверхневим чи внутріґрунтовим низхідним током. Збіднення грунтів може бути загальнопрофільне і погоризонтне. Наприклад, профіль підзолистого ґрунту збіднений на катіони; в аридних ґрунтах відбувається винос легкорозчинних солей тільки на деяку глибину.

Нульовий баланс характеризується тим, що винос і притік ре­човин скомпенсовані.

Водний баланс і водний режим ґрунтів є регуляторами балансу речовин. В.А. Ковда виділив такі типи балансу речовин: різко від'ємний, від'ємний, зрівноважений, змінний, позитивний, накопичу­вальний.

Різко від 'ємний - характерний для схилів рівнинних територій з ерозійно-промивним водним режимом, для розораних схилів рівнин­них територій:

S = So + R - FSs - FSm - FL, де S - кількість речовин у кінці балансового періоду; So - на початку балансового періоду; R - кількість речовини атмосферних опадів; FSs - поверхневого стоку (розчинний матеріал); FSm - поверхневого стоку (твердий матеріал); FL - внутріґрунтовий боковий стік.

Від 'ємний баланс - властивий для територій з промивним вод­ним режимом, формується на дренованих плато і рівнинах з глибоки­ми ґрунтовими водами; опади переважають над випаровуванням: S = So + R - FSs - FSm - FL - In, де In - інфільтрація (низхідний стік).

У таких умовах формуються ґрунти під лісом. Зрівноважений баланс спостерігається при непромивному вод­ному режимі, характерний для територій аридного і напіваридного клімату, де глибина ґрунтових вод більша 7 м. У таких умовах речо­вини з ґрунту виносяться шляхом поверхневого і бокового токів води: S = So + R + FSs + FSm + FL. Формуються ґрунти: степові чорноземи, каштанові, бурі на­півпустельні, сіроземи.

Змінний баланс спостерігається при вологому кліматі, на рівни­нах або зниженнях рельєфу, з рівнем ґрунтових вод 1-3 м, слабовід-тічних ґрунтових водах. Може бути позитивним, від'ємним і нульо­вим. Формуються чорноземно-лучні, напівболотні, болотні ґрунти лісостепу.

S = So + R + GW + FSs + FL - In де GW - надходження речовин з капілярною каймою ґрунтових вод.

Позитивний баланс забезпечуються намивним водним режи­мом. Він формується у заплавах і дельтах річок, що періодично пере­сихають:

S = So + R + FSm + FSs + FL + GW + FW + In де FW - надходження речовин, які приносяться намивними водами. Накопичувальний баланс формується при випітному водному режимі; характерний для солончаків з глибиною ґрунтових вод 1-3 м: S = So + R + FLm + FLs + GW . У цій формулі GW > R > FLm > FLs.