Розділ 2 морфологічна будова і характеристика основних властивостей темно - каштанового важкосуглинкового середньозасоленого ґрунту на лесі

2.1. Межі і площа підзони Сухого Степу. Умови процесів

Ґрунтотворення

Підзона Сухого Степу України займає смугу шириною від 5 до 150 км. Це центральна найнижча частина Причорноморської низовини, Присивашшя і пів­нічна низовинна область рівнинного Криму. Територіально це середня частина Одеської, південна Миколаївської і Херсонської областей, та північна частина Автономної Республіки Крим. Загальна площа зони становить 4711 тис.га.

Границя переходу від Степу до сухого Степу коротка і не перевищує - 20-25 км. В даній смузі чорноземи південні солонцюваті, що утворюються ш плато, змінюються темно-каштановими солонцюватими ґрунтами. Проте на схилах зберігаються чорноземи південні різного ступеня еродованості. На крайньому півдні зони сформувалися каштанові ґрунти.

На Кримському півострові зміни ґрунтових зон та ґрунтів відбуваютьс я в напрямку з півночі на південь, від узбережжя озера Сиваш до Степового Криму. Ця інверсія можливо пов'язана із впливом Кримської гірської системи і ЇЇ вертикальною зональністю клімату.

Термін «каштанові ґрунти» запровадив В.В.Докучаєв у 1883 році. В якості окремого типу їх вперше виділили в класифікації ґрунтів 1900 року. Що сто­сується досліджень географії, генезису, властивостей, способів раціональною використання даних ґрунтів, великий внесок зробили С.С.Неуструєв, А.А.Роде. В.А.Ковда, О.М.Іванова, М.І.Полупан, Г.М. Кривоносова, В.Д.Кисіль та інші.

Клімат. За кліматичними умовами підзона Сухого Степу з темно-каштановими і каштановими ґрунтами відрізняється від інших зон Степу України найбільшими тепловими ресурсами і посушливістю. Сума температур понал 10°С по окремих регіонах зони коливається від 3400 до 3600°С. Середня тем­пература липня 26-27°С, січня - мінус 2,2-3,0°С. Річна сума опадів становить 300-350 мм, а в посушливі роки не перевищує 250 мм. Часто вони носять зливовий характер. Коефіцієнт зволоження 0,3-0,6. Посушливість клімату значною мірою зумовлена пануванням влітку сухих східних вітрів, які часто супроводжуються пиловими бурями. Майже щороку спостерігаються без­дощові періоди тривалістю 25-45 днів, раз на п'ять років сухий період подов­жується до 40-60, а раз на десять роів - до 50-70 днів. Висока температура і низька відносна вологість повітря при тривалому без­дощовому періоді зумовують виникнення посух і суховіїв. Весняні посухи на початку вегетаційного періоду сільськогосподарських культур мають локаль­ний характер. Літні посухи спостерігаються частіше. Вони бувають майже щорічно і припадають на період вегетації пізніх культур, їх повторюваність становить 80-90%. Осінні посухи трапляються не так часто, як весняні та літні, але ймовірність їх значна і досягає у Приморських районах 40-50%. Весняні запаси ґрунтової вологи завжди дуже малі, тому врожайність ви­рощуваних культур залежить від випадаючих влітку опадів.

Сухий Степ - зона ризикованого землеробства. Найважливішими тут є за­ходи, спрямовані на накопичування, збереження і раціональне використання ґрунтової вологи, штучне зрошення і лісосмуги, які слід розміщувати впо­перек пануючих вітрів.

Рельєф. Рельєф підзони Сухого Степу представлений рівниною, що похилена з півночі на південь та з півдня на північ до озера Сиваш, берегів Азовського та Чорного морів. Лише у межиріччі Дністра та Дніпра з'являються довгі балки незначної глибини (до 20-30 м) з пологими схилами. Абсолютні висоти на півночі та півдні становлять 40-50 м, а на узбережжі Сиваша зменшу­ються до 50 м. Поверхня лесових терас плоскорівнинна та вкрита чисельними подами і западинами, піщаним терасам властивий кучугурний рельєф.

Найбільш рівна і слабодренована кримська частина зони. Тут місцевість являє собою плоску рівнину, яка непомітно піднімається на південь від висоти 5-10 до 50 м над рівнем моря. Підґрунтові води знаходяться на глибині 1,9-2 м і дуже мінералізовані. В зоні дуже розвинутим є мікро- і нанорельєф, який дуже впливає на розвиток солонцевого процесу і засолення ґрунтів.

Рослинність. Природна рослинніть зони представлена низькорослими зрід­женими типчаково-ковиловими асоціаціями. Ступінь вкриття 50-70%, який змінюється в міру того, як клімат зони стає більш сухим. У складі типчаково - ковилових рослинних угруповань значне місце припадає на ефемери та ефе­мероїди (веснянка звичайна, тюльпан тощо).

У Присивашші та на узбережжі Чорного і Азовського морів на каштано­вих солонцюватих ґрунтах в трав'яному покриві багато галофітних видів - полину таврійського, ромашнику, кохії, а на солончаках - солеросів, сарсазану та солянок. Поверхня ґрунту вкрита кірочками лишайників, синьозелених і діатомових водоростей.

У підзоні Сухого Степу біомаса рослинних асоціацій становить 150-200 ц/га, причому понад 90% припадає на кореневу систему. Щорічний приріст зеленої маси становить 25-30 ц/га, приріст коріння - 100-110 ц/га. Щорічно до біо­логічного кругообігу залучається до 600 кг/га зольних елементів і приблизно 100-150 кг/га азоту; повернення приблизно дорівнює споживанню.

В кругообізі переважають азот, кремній та калій. За чисельністю мікроорга­нізмів каштанові ґрунти мало відрізняються від черноземів, але сумарна річна біо­логічна активність в них нижча внаслідок більш тривалого посушливого періоду.

Своєрідною є рослинність подів. У посушливі роки вони вкриті зрідженим травостоєм, переважно з типчака, а у вологі роки, коли з весни поди затоплеш водою, типчак гине, а панівне місце займають пирій подовий, сусан та інші види. В наш час всі придатні для землеробства землі у підзоні Сухого Степу роз­орані, крім заповідних (Асканія Нова) та непридатних для обробітку ділянок.

Ґрунтотворні породи. В зоні Сухого Степу перважають важкі лесовидні суглинки, рідше леси. Глибина лесової товщи на всій території зони, я винятком Дніпровських та інших річкових терас, становить 20-25 м.

Не великими масивами зустрічаються алювіальні відклади та глини. Менш поширений елювій-делювій (пісковики, глинисті сланці, вапняки, крейда, мергель). Вони трапляються на окремих височинах, по схилах правих берегів річок та балок. У заплавах річок ґрунти формуються на алювіальних відкла­дах різного хімічного і механічного складу. Характерною особливістю підзони є те, що сольовий сульфатно-хлоридно-натрієвий гіпсовий горизонт знахо­диться на глибині 1,7-2,2 м.

Поди складені оглеєними лесами. Механічний склад їх середньо- та важ- коглинковий, що є наслідком оглеєння. В подах, розташованих у північній частині підзони, вся товща лесів вилугована від водорозчинних солей та гіпсу, а в подах узбережжя Сиваша і Чорного моря - засолена. Відповідно до цього підґрунтові води в подах з вилугованими лесами прісні: вони розташову­ються на глибині 6-8 і більше метрів. У подах з засоленими лесами води дуже мініралізовані і піднімаються майже до поверхні, обумовлюючи засоле­ність ґрунтів. Підґрунтові води на міжподових просторах залягають унизу лесової товщі і повсюдно мінералізовані.

Генезис ґрунтів підзони Сухого Степу. Формування каштанових ґрунтів відбувалося в умовах посушливого клімату, рівнинного рельєфу під впливом трав'янистої ксерофітної рослинності, переважно на карбонатній ґрунтотворній породі при наявності в ній легкорозчинних солей. Характерними для підзони 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 - розчинних солей.

Згідно з другою гіпотезою (В.Р.Вільямса), каштанові ґрунти сформувалися в результаті деградації чорноземів. 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 підзоні 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, зв’язаних 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.

В підзоні Сухого Степу виражений процес карбонатизації - на­копичення і перерозподілу карбонатів кальцію по профілю. Однак, в темно-каштанових ґрунтах карбонати знаходяться у формі білозірки та суцільних прошарків. Південніше, 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 підзоні Сухого Степу, при розкладі 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.

Прояв солонцевого процесу поряд з гумусово-акумулятивним - одна з особливостей ґрунтоутворення підзони Сухих Степів. Насичення ґрунтового вбирного комплексу натрієм викликає трансформацію вторинних мінералів, сприяє пептизації гумусу і глини, органо-мінеральних сполук, переміщенню мулу та колоїдів по профілю ґрунтів, формуванню елювіальних та ілювіаль­них горизонтів. Найбільш вираженим у підзоні 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 під зони темно-каштанові солонцюваті ґрунти приурочені до депресій, безстічних по­нижень рельєфу, тоді як на півдні - солонцюватість властива практично усім каштановим ґрунтам. Крім того, каштановим ґрунтам притаманна фізична 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. В більшості каштанових ґрунтів фізична солонцю­ватість не обумовлена достатнім для цього вмістом обмінного натрію.

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

Ґрунтовий покрив підзони Сухого Степу характеризується надзвичайною складністю, що пов'язано з наявністю комплексів ґрунтів різного ступеня осолонцювання. Більшість дослідників вважають основними причинами комплексності ґрунтів підзони Сухого Степу мікрорельєф і пов'язаний з ним різний характер зволоження та сольового 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 проникний, у вологому - липкий і в'язкий. Володіючи великою теплоємністю, порівняно з не солонцюватим ґрунтом, він посилює дефіцит ґрунтової вологи. Процес осолонцювання каштанових ґрунтів в підзоні 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 величиною 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 підзони Сухого Степу. Кожному ґрунтовому виду властива одна або декілька яскраво виражених морфологічних ознак даних процесів, за якими здійснюють їх діагностику і класифікацію. Основними ґрунтами підзони Сухого Степу є темно-каштанові солонцюваті ґрунти. Загальна їх площа становить 1207,5 тис га (2.8%), в тому числі орних земель - 1089.4 тис га. Каштанових солонцюватих ґрунтів значно менше - 219.4 тис га (0,5%), у тому числі орних - 151 тис. га. Є в підзоні також лучно-каштанові солонцюваті ґрунти, яких нараховують 61,9 тис. га, у тому числі ріллі - 49,1 тис. га. Площа подів становить 10,8 тис. га, вони представлені переважно лучно-каштановими поверхнево-оглеєними ґрунтами, серед яких зустрічаються глеюваті і глейові, карбонатні та різного ступеня осолодіння (глеєсолоді).Досить багато еродованих, навіяних, вторинно-олучнілих і засолених ґрунтів. Є солончаки, солонці та солоді.