ГРУНТОВОЕ АККУМУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛА

Дерново-підзолисті ґрунти є зональними в Українському По­ліссі й займають 60 % його території, зустрічаються в лісостепу на борових терасах і в давніх водно-льодовикових долинах.

Дерново-підзолисті ґрунти сформувалися під лісовою рослин­ністю на безкарбонатних давньоалювіальних, водно-льодовикових і моренних відкладах піщаного, супіщаного та суглинкового механіч­ного складу, іноді на продуктах вивітрювання твердих кислих і кар­бонатних порід. Завдяки легкому механічному складу материнських порід та відсутності у хвойно-широколистяних лісах ялини серед: дерново-підзолистих ґрунтів переважають слабо- та середньо підзолисті, їх різновидності.

Серед дерново-підзолистих ґрунтів найбільш поширені дерново-слабопідзолисті глинисто-піщані, дерновопідзолисті супіщані, дерново-середньопідзолисті супіщані, дерновопідзолисто-глейові ґрунти.

Як правило, слабопідзолисті ґрунти розвинулись на піщаних і глинисто-піщаних відкладах, дерново-середньопідзолисті — на супіщаних, і дерново-сильнопідзолисті — на суглинкових. Дерново-борові (приховано-підзолисті) та дерново-слабопідзолисті ґрунти сформувалися під боровими та суборовими лісами на піщаних давньоалювіальних відкладах. Вони характеризуються низькою вологоємністю, ви­сокою водопроникністю, бідністю на увібрані основні та поживні ре­човини (рухомі форми азоту, калію, фосфору). Ґрунти безструктурні, містять 1—1,5 % гумусу, мають кислу реакцію (рН 4,5—4,8). Дерново-слабопідзолисті ґрунти є орнопридатними, на них вирощують жито, люпин, картоплю, кукурудзу. Для підвищення їх врожайності ефек­тивним є внесення органічних і мінеральних добрив, вапнування.

Дерново-середньопідзолисті ґрунти є переважно супіщаними. Вони сформувалися під змішаними лісами на флювіогляціальних і гляціальних відкладах, поширені на терасах та моренно-зандрових рівнинах. У цих ґрунтів чітко виражений підзолистий процес, на­слідком якого є суцільний білястий горизонт товщею до 20 см. В алювіальному горизонті наявні прошарки червоно-бурого суглинку або супіску до 3—5 см товщиною, які чергуються з прошарками піску. Дерново-підзолисті супіщані й легкосуглинкові ґрунти кра­ще утримують вологу у верхніх горизонтах. Вони багатші на гумус (1,5—2,5 %) і рухомі поживні речовини, мають кращі водно-фізичні властивості й умови водного живлення рослин. На землях з дерно­во-підзолистими супіщаними і легкосуглинковими ґрунтами виро­щують озиму пшеницю, кукурудзу, льон-довгунець.

Дерново підзолисто-глейові ґрунти поширені серед дерново - підзолистих у зниженнях. Оглеєння зумовлюється надмірним зво­ложенням нижніх шарів ґрунту внаслідок високого залягання підґрунтових вод, а також поверхневими водами. Ґрунти характе­ризуються низькою кислотністю. Кращими серед них є глеюваті різновидності, а сильноглейові є орнопридатними. Основними захо­дами щодо підвищення їх родючості є регулювання водного режи­му, поліпшення умов аерації, вапнування.

Дерново-карбонатні ґрунти сформувались на крейдових і мер­гельних породах на Волинському Поліссі; мають гумусовий профіль потужністю 20—40 см, вміст гумусу — від 2 до 3,5 %. Завдяки близь­кому заляганню карбонатних порід ґрунту насичені кальцієм; ней­тральна або слаболужна реакція ґрунтового розчину.

Сірі лісові ґрунти сформувалися під широколистими лісами на карбонатних, лесових породах, в умовах досить теплого і не дуже вологого клімату. Вони представлені неоглеєними й оглеєними світло-сірими і сірими ґрунтами. Світло-сірі ґрунти мають суціль­ний елювіальний горизонт і глибшу, ніж у сірих, лінію закипання карбонатів (130—150 см). Вміст гумусу у верхньому горизонті світло-сірих ґрунтів становить 1,5—2,5 %, а рН — 5,5—6,0.

Сірі лісові ґрунти поширені на правобережжі лісостепової зони, відрогах Середньоруської височини, лесових островах (опіллях) зони мішаних лісів. Вони мають диференційований профіль з добре вираженими гумусово-елювіальним (18—25 см), елювіальним (25— 35 см) та ілювіальним (70—90 см) горизонтами. На Прут-Дністровському межиріччі, Опіллі поширені бурувато-сірі лісові ґрунти, що сформувалися на легких лесових породах з гранулометричним скла­дом при близькому заляганні пісків, гальки, вапняків. Вміст гумусу в сірих лісових ґрунтах — 2,0—2,7 %. Вони придатні під всі зо­нальні сільськогосподарські культури, плодові та ягідні насадження.

Опідзолені ґрунти представлені темно-сірими опідзоленими і чорноземами опідзоленими. Вони поширені переважно в лісостепу, де росли байрачні ліси.

Темно-сірі опідзолені ґрунти сформувалися на лесових поро­дах, карбонати в їх профілі вилугувані й залягають на глибині 120—140 см. Темно-сірі ґрунти характеризуються наявністю крем'янкової присипки у верхніх горизонтах, ілювіального та добре розвиненого гумусового горизонту, який досягає глибини 30—35 см, кількість гумусу в темно-сірих ґрунтах становить 3,5—4,5 %, рН дорівнює 6,0—6,3.

Чорноземи опідзолені поширені на півночі лісостепової зони. Ознаками опідзолення є ущільнення нижньої частини гумусового горизонту і наявність крем'янки у верхній його частині. Вони роз­винулись під розрідженими грабово-дубовими лісами, слабокислі, вміст гумусу невеликий — 3,5—5,5%. Характеризуються струк­турністю, хорошими агрофізичними властивостями. Опідзолені ґрун­ти використовують під всі сільськогосподарські культури лісостепової зони, сади, ягідники та ін.

Для підвищення родючості сірих лісових ґрунтів вносять органічні, азотні, калійні й фосфорні добрива, ефективним є внесення дефекату.

Чорноземні ґрунти. В Україні поширені чорноземи типові (потужні), реградовані, міцелярно-карбонатні, звичайні, південні.

Чорноземи типові мають площу більше 6 млн га і становлять основний земельний фонд лісостепової зони. Вони розвинулись під лучно-степовою рослинністю за умов періодичного промивного ре­жиму і глибокого залягання ґрунтових вод. Степові трави мали добре розвинену кореневу систему, тому гумусовий горизонт цих ґрунтів потужний (120—150 см). Генетичний профіль типових чор­ноземів однорідний. Механічний склад їх різний: від легких до важких суглинків, вони багаті на мулуваті частки. Вбирний комп­лекс типових чорноземів насичений катіонами кальцію і маг­нію а реакція їх нейтральна. Значна кількість органічних реш­ток, що залишаються в ґрунті, сприяє накопиченню гумусу. Його вміст змінюється від 2,0—3,5 % на заході до 6 % — на сході лісо­степової зони, їх рН — 6,8—7,3. Ці ґрунти мають зернисту структу­ру і сприятливі агрофізичні водно-повітряні властивості, багаті на сполуки калію, що зумовлює активну мікробіологічну діяльність, а також життєдіяльність ґрунтових тварин. Всі згадані особливості типових чорноземів спричиняють їх високу природну родючість. Землі з цими ґрунтами мають універсальне використання.

Чорноземи реградовані поширені в лісостеповій зоні, де вияв­лені на площі в 1 млн га. Вони утворились на вододілах під широ­колистяними лісами. За Н. Вернандер, реградація чорноземів по­лягає в накопиченні органічних речовин, підвищенні лінії карбонатів, поліпшенні фізико-хімічних властивостей опідзолених чор­ноземів (реградація — очорноземлювання). Вміст гумусу в орно­му шарі цих ґрунтів становить 4,0—4,9 %. Опідзолені й реградовані чорноземи є родючими ґрунтами завдяки рухомості колої­дального комплексу.

Чорноземи звичайні поширені в степовій зоні; вони розвинули­ся під різнотравно-типчаково-ковиловою рослинністю на лесових породах і червоно-бурих глинах в умовах посушливого клімату. Потужність їх гумусового горизонту становить від 40—50 до 65— 85 см. Вміст гумусу коливається від 3,8 до 6,5 %, вони насичені основами, багаті калієм, мають нейтральну реакцію ґрунтового роз­чину, високу природну родючість.

Міцелярно-карбонатні чорноземи поширені на підніжжях південних схилів Приазовської височини. Вони мають глибокий гумусовий профіль, але кількість гумусу в них невелика: 3—5 %. На глибині 120—140 см у профілі цих ґрунтів наявний чітко вира­жений горизонт карбонатів.

Чорноземи південні займають північну частину Причорномор­ської низовини і південну частину Степового Криму. Вони утвори­лись під ковилово-типчаковими степами в умовах посушливого клімату на лесах і червоно-бурих глинах. Товщина гумусового го­ризонту в них порівняно невелика — 50—65 см. Серед чорноземів південних виділяють міцелярно-карбонатні та солонцюваті. Чорно­земи південні відрізняються від звичайних меншою кількістю гу­мусу: у верхньому горизонті його вміст становить 3,0—3,5 %. Ре­акція ґрунтів нейтральна. Ґрунти високопродуктивні за умов зро­шення.

Каштанові солонцюваті ґрунти поширені на крайньому півдні України. Вони розвинулись на засолених ґрунтоутворюючих поро­дах під полиново-ковилово-типчаковими степами, в умовах посуш­ливого клімату на лесах і глинах. Каштанові ґрунти поділяють на темно-каштанові й каштанові. Темно-каштанові ґрунти характерні для сухостепових ландшафтів півдня Причорноморської низовини і півночі Степового Криму. Каштанові ґрунти розвинулися вузь­кою смугою на півдні Причорноморської низовини і в Присивашші. Каштановим ґрунтам притаманна солонцюватість. Солонцюваті різновидності каштанових ґрунтів характеризуються малим вмістом у вбирному комплексі натрію, глибоким заляганням легкорозчин­них солей. Загумусований горизонт має потужність 40—50 см, а вміст гумусу у верхньому горизонті змінюється від 2,5 % (кашта­нові ґрунти) до 2,8—3,5 % (темно-каштанові ґрунти). На родючість впливають ущільненість ґрунтів, низькі водно-фізичні властивості, солонцюватість. Каштанові ґрунти є об'єктом зрошувальних меліо-рацій.

Лучно-каштанові солонцюваті ґрунти поширені в Присивашші, вони сформувалися в комплексі з лучними солонцями при глибині залягання ґрунтових вод у 3—5 м, на лесах і лиманно-мор­ських відкладах. Вміст гумусу становить 2,3 %.

Солончаки, солонці, солоді. На території України ці ґрунти за­ймають невеликі площі. Серед солончаків переважають содові та хлоридно-сульфатні різновидності. Содові солончаки поширені се­ред лучно-чорноземних та лучних ґрунтів на низьких терасах Дніпра та його приток. Вони характеризуються великим вмістом увібрано­го натрію і лужною реакцією ґрунтового розчину. Содово-сульфатні й сульфатні солончаки поширені, починаючи з півдня лісостепової зони, у степу, на морських узбережжях.

Солонці мають поширення серед чорноземних і каштанових ґрунтів, де вони залягають окремими плямами. Серед них виділя­ють солонці степові, лучно-степові, лучні. У лісостеповій зоні розви­нулися солонці-солончаки. Вони мають лужну реакцію ґрунтового розчину, у вбирному комплексі багато натрію. Вміст гумусу в них малий: 1—2%. Степові солонці відрізняються від них малою кількістю увібраного натрію у верхніх горизонтах, у вбирному ком­плексі переважають кальцій і магній. З глибини 50—60 см залягає гіпс і легкорозчинні солі. Реакція ґрунтового розчину нейтральна. Фізичні властивості солонців несприятливі для росту рослин, ці ґрун­ти неродючі. Для поліпшення солонців застосовують дренаж, гіпсу­вання (солонці-солончаки), плантажну оранку з порушенням профілю солонцю, промиванням, внесенням органічних добрив (степові со­лонці).

Солоді розвинулись у породах Причорноморської низовини, де є умови для періодичного промивання ґрунтів. Вони мають незнач­ний гумусовий горизонт (10—12 см), під яким утворився елювій. Реакція ґрунтового розчину слабокисла. Фізичні властивості ґрунтів погані, вони бідні на азот і фосфор, родючість їх незначна.

Лучні ґрунти сформувались у річкових заплавах, у зниженнях межиріч та вододілів. Вони розвинулись під трав'яною злаковою рослинністю.

Болотні ґрунти. В Україні болота і заболочені землі займають близько 4 млн га, із них 1400 га торфових ґрунтів. Вони утворилися в умовах надмірного зволоження при високому рівні ґрунтових вод. Серед них розрізняють болотні мінеральні, торфово-болотні, торфові ґрунти. Останні мають шар торфу глибше 50 см. На території зони мішаних лісів знаходиться 70 %, у лісостеповій зоні — 30 % всіх торфових ґрунтів України. Потужність низинних торфовищ становить 1—4 м, їх зольність змінюється від 20—35 до 65—70 %. Вони мають низьку кислотність, насичені основами, багаті на ру­хомі форми азоту і фосфору.

Для сільськогосподарського використання цих ґрунтів треба застосовувати меліоративні заходи.

 

В Українських Карпатах характер ґрунтового покриву змінюється з висотою. На Закарпатській низовині залягають лучно-буроземні ґрунти. Вони утворились під лучною і деревною рослинністю на алювіальних відкладах. Вміст гумусу в їх верхньому шарі становить 3-5 %.

У Передкарпатті поширені дерново-підзолисті поверхнево-оглеєні ґрунти, які розвинулись на делювіальних відкладах в умовах надмірного поверхневого зволоження під буковими й буково-дубовими лісами. Ґрунти мають кислу реакцію, багаті валовими запасами поживних речовин, мають невисоку природну родючість.

У південно-західних передгір'ях поширені буроземно-підзолисті ґрунти. Вони мають буруватий колір, оскільки містять сполуки заліза. Ґрунти утворились під широколистими лісами в умовах теплого і вологого клімату. У гірсько-лісовому поясі на висотах від 300 до 1450м переважають бурі лісові ґрунти. Вони сформувалися під широколистими і хвойними лісами на продуктах вивітрювання гірських порід. Гумусовий горизонт їх має потужність від 30 до 40 см. Ці ґрунти щебенюваті, містять 2,5-4,0 % гумусу, кислі, придатні для вирощування сільськогосподарських культур. На північно-західних схилах над бурими лісовими ґрунтами вузькою смугою поширені гірсько-підзолисті ґрунти. Вони мають невелику потужність, характеризуються значною щебенюватістю.

На плосковершинних схилах хребтіві вершинах поширені гірсько-лучні і гірсько-торфові ґрунти. Вони утворились під лучною рослинністю в умовах надмірного зволоження на пісковикових породах. Г'ірсько-торфові ґрунти мають незначний торфовий горизонт.

У Кримських горах, в їх північних передгір'ях сформувались чорноземи південні і дерново-карбонатні ґрунти. Гумусовий шар чорноземів невеликий, близько 25 см. Материнськими породами є лес і червоно-бурі глини. Вміст гумусу у верхньому горизонті 3,0-3,5 %. Дерново-карбонатні ґрунти малопотужні, щебенюваті. В нижньому поясі південного схилу Кримських гір до висоти 300 м поширені коричневі ґрунти. Вони утворились під розрідженими лісами і чагарниками, трав'янистою степовою рослинністю на продуктах вивітрювання карбонатних порід. Гумусовий горизонт мас сірувато-коричневий колір до глибини 25-33 см. Вміст гумусу у верхньому шарі становить 5-7 %. На крутих схилах ці ґрунти піддаються змиву водами атмосферних опадів. В цьому ж поясі поширені червоні ґрунти, що утворились під трав'янистою рослинністю. Вміст гумусу в їх верхньому шарі 3,0-3,5 %, вони щебенюваті. Ґрунти придатні для садів і виноградників.

Північні схили Головного пасма вкрито бурими лісовими ґрунтами. Вони утворились під широколистими лісами в умовах м'якого теплого клімату. У верхньому горизонті цих ґрунтів міститься 4-5 % гумусу. В цьому поясі під сосновими лісами утворились бурі опідзолені ґрунти, а вище - гірські чорноземні ґрунти. Вони утворились під гірською степовою рослинністю на щебенюватих продуктах вивітрювання вапнякових порід, їх гумусовий горизонт неглибокий, має темно-сірий колір. У гірських чорноземах міститься 4-7 % гумусу.

Земельні ресурси - землі, що використовуються або можуть бути використані для сільського чи лісового господарства, містобудування та ін. Україна має багаті земельні ресурси. Площа її земельного фонду — 60,4 млн га, з них сільськогосподарські угіддя становлять 70% площі всіх земель. Серед них орні землі займають в середньому 79% (один з найбільших показників у світі). Більша частина всіх сільськогосподарських угідь і 60 % орних земель припадає на чорноземні ґрунти.

Загальний рівень господарської освоєності території України високий. Але в різних природних зонах спостерігаються відмінності. В зоні мішаних лісів землеробська освоєність менша, ніж у лісостеповій та степовій зонах. Але в цій зоні знаходиться 25 % сіножатей і пасовищ, 40 % лісів України. Розораність земель у лісостеповій зоні — близько 70 %, а у степовій зоні - понад 80 %, тут найбільш поширене зрошення. В Українських Карпатах великі площі займають ліси, луки; ділянки з орними землями поширені в передгір'ях, міжгірних улоговинах і долинах річок. У Кримських горах висока лісистість, орні землі займають незначні території.

Між землекористувачами землі України розподіляються нерівномірно. Найбільші площі займають землі сільськогосподарського призначення. Значна частина припадає на населені пункти. В населених пунктах 80 % земель становлять присадибні ділянки. Землі лісогосподарського призначення становлять 11,6%.

Для раціонального використання земельних ресурсів треба запобігати несприятливим фізико-географічним процесам (ерозія, перезволоженість, засолення, посушливість, солонцюватість та ін.

 

ГРУНТОВОЕ АККУМУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛА

 

Цель создания грунтового аккумулятора тепла — создать его резерв на неблагоприятное время года.

Для создания возможности предварительного насыщения грунтового аккумулятора теплом вокруг дома по его периметру на глубине 2 м проложен кольцевой воздуховод сечением 400 см² и длиной 26 м. 2-мя колодцами с противоположных сторон сделана врезка в воздуховод.

Исследование процесса аккумуляции тепла велось измерением температуры грунта в 3-х скважинах через каждый метр вниз до глубины 5 м:

· 1-ая скважина — под домом, в метре от стенки щебеночного аккумулятора;

· 2-ая скважина — за кольцевым воздуховодом;

· 3-ая скважина — в 20 м от дома.

В течение 5-ти сезонов эксплуатации грунтового теплоаккумулятора его прогрев начинали в начале лета вентилятором производительностью 500...600 м³/ч атмосферным воздухом, нагретым естественным путем до 20...25°С. При этом в начале лета грунт поглощает тепловую мощность 5...8 кВт. По мере прогрева грунта в местах расположения воздуховода до 18...20°С теплопоглощение снижается до 1,0...1,5 кВт. За лето основная масса грунта теплоаккумулятора успевает прогреваться до 16...17°С. В естественных условиях без специального прогрева грунт на полигоне, остыв зимой, к началу лета на глубине 3...4 м имеет температуру лишь 3,2...4,0°С и к осени прогревается только до 7,5...8,0°С.

В 1991 г. после зимнего монтажа щебеночного теплоаккумулятора, он был испытан прогревом с помощью ТЭНов с использованием 1450 кВт*ч электроэнергии. Нагретая до 50°С щебенка, защищенная, как в термосе, теплоизолирующими стенками, за неделю сверху остыла на 20°С, а внизу на 35°С. В заранее прогретом грунте мы надеемся нагревать щебенку энергией солнца, дровами, за счет энергии ветра существенно сильнее, до температур 60...70°С. В комнате 16 м² зимой это позволяет получить комфортные условия в течение 5...10 дней.