Теоретична частина. 3. Ґрунтовий профіль і генетичні горизонти.

1. Фазовий склад ґрунту.

2. Структура ґрунту.

3. Ґрунтовий профіль і генетичні горизонти.

 

Фазовий склад ґрунту. Грунт – багатофазне природне утворення. До його складу входять такі фізичні фази: тверда, рідка, газова і жива речовина організмів, які населяють ґрунт.

Тверда фаза ґрунту формується в процесі ґрунтоутворення з материнської породи і відмерлих решток організмів. До її складу входять уламки первинних і вторинних мінералів, гірських порід, рослинних решток, гумусових речовин тощо. Отже, ґрунт – багатокомпонентна органо-мінеральна система. Показниками, які характеризують ґрунт, є механічний, хімічний і мінералогічний склад, структура, пористість і будова.

Рідка фаза ґрунту (ґрунтовий розчин) – волога ґрунту з розчиненими мінеральними і органічними сполуками. Це динамічна фаза, яка має дуже важливе значення для ґрунтоутворення. Під її впливом відбуваються майже всі елементарні ґрунтові процеси. Г.М. Висоцький назвав ґрунтовий розчин «кров’ю землі».

Газова фаза ґрунту – ґрунтове повітря, яке заповнює пори ґрунту. У зв’язку з біологічними процесами склад ґрунтового повітря відрізняється від атмосферного. Рідка і газова фази ґрунту є антагоністами і тому перебувають у динамічній рівновазі.

Жива фаза ґрунту – сукупність організмів, які населяють ґрунт і беруть безпосередню участь у ґрунтоутворенні.

Завдяки тісному взаємозв’язку між фазами, ґрунт функціонує як єдина система.

Ґрунтовий профіль і генетичні горизонти. Поняття про ґрунтовий профіль і профільний метод вивчення ґрунтів в науку увів В.В. Докучаєв в кінці минулого століття. Основними складовими частинами профілю є генетичні горизонти. В сучасному ґрунтознавстві під генетичним горизонтом розуміють однорідні шари ґрунту, з яких складається ґрунтовий профіль і які різняться між собою за морфологічними ознаками, складом і властивостями. Сукупність генетичних горизонтів називають ґрунтовим профілем. Для кожного природного типу ґрунтоутворення характерна своя сукупність горизонтів. Всі горизонти в профілі взаємно пов’язані і взаємно зумовлені. Вони формуються в процесі генезису ґрунту з материнської породи одночасно як єдине ціле.

В.В. Докучаєв виділив в ґрунті всього три генетичних горизонти і позначив їх першими літерами латинського алфавіту А, В, С, (А – перегнійно-акумулятивний, В – перехідний, С – материнська порода). З накопиченням знань про ґрунти ця номенклатура горизонтів стала недостатньою. Над її доповненням і удосконаленням працювали Г.М. Висоцький, К.Д. Глінка, С.О. Захаров, Д.Г. Віленський, Б.Б. Полинов та ін. О.Н. Соколовський (1936) запропонував принципово нову систему індексів, яка з успіхом використовують в Україні. На жаль, до сьогоднішнього дня у ґрунтознавстві різних наукових шкіл немає єдиного підходу до діагностики і символіки різних ґрунтових горизонтів. Далі наведено індексацію генетичних горизонтів, запропоновану Б.Г. Розановим (1983), який сподівається, що ця система стане загальновизнаною і буде узаконена, як стандартна (табл. 4).

Таблиця 4.

Система індексів генетичних горизонтів ґрунту

Назва	Індекси горизонтів	Коротка характеристика
За системою В.В. Докучаєва	За системою О.Н. Соколовського	За системою Б.Г. Розанова
Торф’яний	Ат	Т	Т	Формується на поверхні в умовах постійного надмірного зволоження
Торф’яний мінералізований	Ат	ТС	ТА	Орний торф’яний горизонт, змінений осушенням і обробітком
Лісова підстилка або степова повсть	Ао	Но, Нл, Нс	О	Шар відмерлих органічних решток рослин і тварин
Дерновий	Аd	Hd	Ad	Формується під трав’янистою рослинністю, половину і більше об’єму становлять коріння рослин
Перегнійний або торфово-перегнійний	А	ТН	АТ	Гумусно-акумулятивний, вміст органічної речовини 15-35%, мулуватий, чорний, постійно або періодично насичений водою
Гумусний	А; А1	Н	А	Гумусно-акумулятивний горизонт з вмістом органічних речовин до 15%
Орний	А орн	Н орн	А орн	Поверхневий гумусний горизонт, змінений обробітком
Елювіальний	А2	Е	Е	Освітлений, білястий, розташований під гумусним горизонтом (підзолистий, осолоділий та ін.)
Ілювіальний (перехідний)	В (В1, В2, В3)	1	В	Глинисто-ілювіальний (Bt), залізисто-ілювіальний (Bf), гумусо-ілювіальний (Bh), сольовий (Bsa), гіпсовий (Bcs), та ін.
Глейовий	G	Gl	G	Формується в умовах постійного надмірного зволоження, має сизе або оливкове забарвлення, іноді з іржавими плямами
Солонцевий	В1	Sl	Bna	Характерний для солонців, має високий вміст обмінного Na+
Карбонатний	Вк	Шк, Рк	Вса
Материнська порода	С	Р	С
Підстилаюча порода	D	D	D

 

Крім головних символів у всіх системах індексації використовується додаткова символіка, яка розкриває специфіку тихчи інших горизонтів. Так, в системі О.Н. Соколовського перехідні горизонти позначають мішаними символами, які складаються з символів основних горизонтів. Наприклад Не – гумусно-елювіальний, Іh – ілювіально-гумусний, Egl – елювіально-глейовий, Pk – карбонатна материнська порода та ін.

 

 

Рис.5 Типи будови ґрунтових профілів (за Б.Г. Розановим. 1983):

1 – примітивний; 2 – неповнорозвинений; 3 – нормальний;

4 – слабкодиференційований; 5 – порушений (еродований); 6 – реліктовий;

7 – багаточленний; 8 – поліциклічний; 9 – порушений (перевернутий);

10 – мозаїчний (строкатий).

 

Рис. 6 Схема формування (будови) профілю автоморфних (1) і гідроморфних ґрунтів (2).

 

За характером співвідношення генетичних горизонтів всі ґрунтові профілі поділяють на дві великі групи: прості і складні. В межах кожної групи виділяють кілька типів ґрунтових профілів (рис. 5).

До групи простих профілів належать ґрунти з примітивним, неповнорозвиненим, нормальним, слабко диференційованим і еродованим профілями.

До групи складних профілів належать профілі реліктового, багаточленного, поліциклічного, перевернутого глибоким обробітком, строкатого (мозаїчного ґрунтів). Переважна кількість сучасних зональних і інтрозональних ґрунтів мають нормальний тип будови профілю.

Залежно від ландшафтно-геохімічних умов формування ґрунти поділяють на дві групи: автоморфні і гігроморфні (рис. 6).

Автоморфні ґрунти формуються на добре дренованих вододілах під впливом низхідного руху атмосферних опадів, які зумовлюють рух хімічних елементів зверху донизу.

Гідроморфні ґрунти формуються в умовах близького залягання ґрунтових вод. У цьому разі ґрунтоутворення відбувається під впливом висхідного руху води, яка періодично або постійно збагачує ґрунт хімічними сполуками і таким чином формується хімічний склад ґрунту.

Структура ґрунту. Механічні частки грунту перебувають в роздільному (вільному) стані або об’єднуються в структурні агрегати різного розміру і форми. Здатність ґрунтової маси об’єднуватись у структурні агрегати називається агрегацією, а здатність ґрунту розпадатися на агрегати називають структурністю. Структура ґрунту – це сукупність агрегатів різної величини, форми, пористості, механічної міцності і водоміцності, які характерні для кожного ґрунту і кожного горизонту.

Для морфології ґрунтів велике значення має класифікація структурних агрегатів. Над цим питанням працювали С.О. Захаров і С.О. Монін. Класифікація структурних агрегатів в сучасному вигляді представлена в табл. 5, а їх зовнішній вигляд на рис. 7.

Форма і розмір структурних агрегатів є діагностичною ознакою того чи іншого ґрунту або окремого горизонту. Структурні агрегати ґрунту формуються під впливом ряду факторів: періодичного намокання і висихання, замерзання і відтаювання ґрунтової маси, коагуляції, надходження гумусу тощо. Основною умовою цього процесу є наявність тонкодисперсних часток і двовалентних катіонів, як коагуляторів. Коагуляція ґрунтових колоїдів зумовлює укрупнення часток ґрунту, формування структурних агрегатів. Важливою умовою структуроутворення є наявність гумусних речовин зокрема, гумінових кислот, які склеюють, зцементовують механічні частки ґрунту. При відсутності хоча б одного з трьох компонентів структурні агрегати можуть утворитися, але вони будуть неміцними.

Рис. 7 Найголовніші види структури ґрунту (за С.О. Захаровим):

І тип: 1 – крупногрудкувата; 2 – середньогрудкувата: 3 – дрібногрудкувата; 4 – крупногоріхувата;

5 – горіхувата; 6 – дрібногоріхувата; 7 – крупнозерниста; 8 – зерниста;

II тип: 9 – стовпчата; 10 – призматична:

III тип: 11 – сланцювата; 12 – пластинчата; 13 – листувата.

Таблиця5

Класифікація структурних агрегатів (за С.О. Захаровим, 1931)

Рід	Вид	Розмір, мм
Тип І. Кубоподібна – рівномірний розвиток по трьох осях Грані і ребра погано виражені; крупні, звичайно складні, агрегати
І. Брилиста Неправильна форма, нерівна поверхня	1. Крупнобрилиста	> 100
2. Дрібнобрилиста	100-10
ІІ. Грудкувата Неправильна округла форма, нерівні округлі і жорсткі поверхні розлому, грані невиражені	3. Крупногрудкувата	100-30
4. Грудкувата	30-10
5. Дрібно грудкувата	10-2,5
6. Пилувата – мікроструктурні агрегати	< 2,5
Грані і ребра добре виражені; агрегати достатньо оформлені
IІІ. Горіхувата Більш або менш правильна форма; поверхня граней порівняно рівна; ребра гострі	7. Крупногоріхувата	> 10
8. Горіхувата	10-7
9. Дрібногоріхувата	7-5
IV. Зерниста Більш або менш правильна форма, іноді округла, з гранями, то гладенькими і блискучими	10. Крупнозерниста (горохувата)	5-3
11. Зерниста (крупкувата)	3-1
12. Дрібнозерниста (порохувата)	1-0,5
Тип ІІ. Призмо подібна – розвиток агрегаті переважно по вертикальній осі
V. Стовпоподібна Відмінності слабо оформлені, з нерівними гранями й заокругленими ребрами	13. Крупностовпоподібна	> 50
14. Стовпоподібна	50-30
15. Дрібностовпоподібна	< 30
VI. Стовпчаста Правильної форми з добре вираженими вертикальними гранями, округлою верхньою основою і плоскою нижньою	16. Крупностовпчаста	50-30
17. Дрібностовпчаста	< 30
VII. Призматична Грані добре виражені з рівною глянцюватою поверхнею	18. Крупнопризматична	50-30
19. Призматична	30-10
20. Дрібнопризматична	10-5
21. Тонкопризматична	< 5
22. Олівцева (при довжині > 50 мм)	< 10
Тип ІІІ. Плитоподібна – розвиток агрегатів переважно по горизонтальній осі
VIII. Пластична Досить розвинуті «поверхні спайності» по горизонталі	23. Сланцювата	> 5
24. Плитчаста	5-3
25. Пластинчата	3-1
26. Листова	< 1
IX. Лускувата Порівняно невеликі горизонтальні «площини спайності» й часто гострі грані	27. Шкаралупувата	> 3
28. Груболускувата	3-1
29. Дрібнолускувата	< 1

* По довжині вертикальної осі.

** По довжині горизонтальної осі.

 

Отже, під агрегатами розуміють сукупність механічних елементів, які взаємно утримуються в результаті коагуляції. Від ступеня оструктуреності ґрунту залежать його фізичні властивості і родючість. Ступінь оструктуреності ґрунту виражають коефіцієнтом структурності ґрунту (К), який визначають за даними ситового аналізу ґрунту. З допомогою ситового аналізу визначають структурний склад ґрунту – цепроцентний вміст у ґрунті структурних агрегатів різного розміру.

Фракції агрегатів поділяють на три групи:

 

Мікроагрегати	< 0,25 мм;
Мезоагрегати	0,25-7 (10) мм;
Макроагрегати	>7 (10) мм.

 

Мезоагрегати вважаються агрономічно-цінними. Тому: K = а/b,

де а – кількість мезоагрегатів; b – сума макро- і мікроагрегатів. Наприклад, ґрунт (або горизонт) містить макроагрегатів 7,2, мезоагрегатів – 87,3 і мікроагрегатів – 5,5%.

К=87,3/12,7=6,87

Чим вище коефіцієнт структурності, тим кращі фізичні властивості і родючість даного ґрунту.

Крім цього, в агрономічній літературі є інший підхід до оцінки структурного стану ґрунту. Вважають, що з агровиробничої точки зору найціннішими є структурні агрегати розміром від 1 до 5 мм. Процентний вміст в ґрунті агрегатів такого розміру встановлюють, визначаючи його структурний склад. Добре оструктуреними ґрунтами є ті ґрунти, що містять 80% і більше структурних агрегатів розміром 1—5 мм, середньооструктуреними — 50—80% і погано оструктуреними — менше 50%. Оцінюючи структурний склад ґрунту, слід брати до уваги вміст макроагрегатів і мікроагрегатів. Якщо в ґрунті багато макроагрегатів (більш як 10 мм), то таку структуру називають брилистою, а якщо багато мікроагрегатів (0,25 мм) – пилуватою.

Важливим в оцінці структури ґрунту є визначення її водоміцності. Для землеробства важливо мати не будь-яку структуру, а певного розміру і міцну проти розмивання. Якщо в ґрунті є природні агрегати будь-якої форми, його називають структурним. Якщо ґрунтова маса не розпадається на агрегати, а має сипучість (як пісок), то такий ґрунт називають безструктурним.

Одночасно з формуванням структурних агрегатів в ґрунті відбувається їх руйнування. Якщо переважає процес руйнування, то ґрунт може стати безструктурним і втратити свою родючість. Основними факторами руйнування структури ґрунту є частий обробіток ґрунту сільськогосподарськими машинами, випасання худоби на полях, виснаження ґрунту на перегній, вилуговування двовалентних катіонів та ін. Працівники сільського господарства приділяють багато уваги збереженню структури ґрунту. Основними заходами збереження і поліпшення структурного стану ґрунтів є мінімальний обробіток ґрунту, захист його від водної ерозії, внесення органічних добрив, вапнування і гіпсування, вирощування багаторічних трав тощо.

 

Питання для аудиторного оцінювання:

1. Оцініть структуру ґрунту, як важливу морфологічну ознаку.

2. Визначте поняття "ґрунтовий профіль", причини його утворення.

3. Визначте поняття "генетичні горизонти", охарактеризуйте основні принципи та напрямки їх індексації.

4. Опишіть принципи української індексації генетичних горизонтів.

5. Охарактеризуйте діагностичні ознаки генетичних горизонтів.

6. Оцініть характер переходів між генетичними горизонтами.

Матеріали та обладнання:

Вступні пояснення. У будові ґрунту виділяють морфологічні елементи, під якими розуміють природні внутрішньо ґрунтові тіла, утворення або включення з чіткими або дифузними межами. Морфологічними елементами ґрунту є генетичні горизонти, структурні агрегати, новоутворення, включення і пори. Різняться вони між собою за формою і зовнішніми властивостями – морфологічними ознаками.