Чорноземні ґрунти Лісостепу і Степу України та їх використання

 

Чорноземи як тип степового ґрунту поширені в Україні у ме­жах двох зон — Лісостепу і Степу.

Чорноземи утворились внаслідок розвитку дернового ґрун­тотворного процесу. Серед інших ґрунтів вони різко виділяються високою природною родючістю, властивостями та будовою ґрунтового профілю. Дерновий процес ґрунтоутворення відбував­ся під покривом лучно-степової рослинності. На поверхню та в метрову товщу ґрунту надходила значна кількість органічних реш­ток та зольних речовин. їх розкладання відбувалося за участю мікроорганізмів, мікро- і мезофауни. Наявність карбонату каль­цію у породі та в профілі ґрунту є причиною насичення ГВК об­мінним кальцієм, який сприяє нейтралізації кислих продуктів розкладання органічних речовин та закріпленню гумусових ре­човин. Отже, гумус у чорноземах майже нерухомий, він закріп­люється на місці свого утворення, тобто розвивається акумуля­тивний процес нагромадження гумусу. В зв'язку з цим виділяють дві видозміни розвитку дернового процесу: 1) гумусоутворення на місці (лат. іп sitи) — процес розкладу рослинних залишків на місці їх відмирання з послідуючим новоутворенням гумусу без його переміщення по профілю. Таке явище характерне для ґрунтів вододільних територій Степу і частково для південних районів Лісостепу в його східній частині; при нейтральній або слабко-лужній реакції ґрунтового середовища; 2) гумусонагромадження — процес акумуляції гумусу в поверхневому шарі (горизонті) ґрунту в результаті розкладу рослинних залишків і гумусоутво­рення іп sitи і деякого його переміщення вниз з поступовим просочуванням ним ґрунтової маси. Характерно для лісостепових ґрунтів при нейтральній реакції ґрунтового середовища і розвит­ку потужного гумусового горизонту. При цьому чорноземи набу­вають сприятливих водно-фізичних та фізико-механічних власти­востей. Велике значення для акумуляції гумусу мають контрастні кліматичні умови — чергування теплого і холодного сезонів.

Висока біологічна активність чорноземів, великий запас по­живних речовин зумовлюють їх високу природну родючість.

М. В. Ломоносов у своїй праці «О слоях земных» висловив дум­ку про рослинно-наземне походження чорноземів, тобто що чор­нозем утворився при гнитті рослинних і тваринних решток за пев­ний період часу. В. В. Докучаєв назвав чорнозем «царем» ґрунтів.

Профіль чорнозему простий. Він формується за гумусово-акумулятивним типом розподілу речовин. Верхній гумусовий го­ризонт (Н) має рівномірне темно-сіре забарвлення, у вологому стані майже чорне. Він поступово переходить у темно-сірий з буруватим відтінком горизонт (Нр), де є ледь виражені ознаки ґрунтотворної породи. Із глибиною поступово гумусність змен­шується, забарвлення гумусового горизонту стає сірим з жовту­вато-бурим відтінком — це горизонт РН, потім горизонт Рh, а нижче знаходиться материнська порода Р.

У профілі чорноземів часто помітні сліди діяльності землериїв (ховрахів, хом'яків, кротів та дощових черв'яків). Ходи хребетних землериїв заповнені матеріалом з інших горизонтів і називають­ся «кротовинами». Загальна потужність профілю чорноземів ста­новить від 150 до 200 см. Гумусовий горизонт орних чорноземів містить від 3 до 8% гумусу, а у верхньому шарі цілинних чорно­земів вміст гумусу може досягати 10-12%.

Чорнозем як тип ґрунту за своїми генетичними особливостя­ми та властивостями поділяється на підтипи. В Україні зустріча­ються такі підтипи чорноземів: у Лісостепу — типовий, вилугова­ний, опідзолений та реградований; у Степу — звичайний та південний. Серед підтипів виділяються роди, що характеризують чорноземи за глибиною «закипання» карбонатів, розвитком у них процесів осолонцювання та осолодіння.

Підтипи та роди поділяються на види за потужністю гумусо­вого горизонту, вмістом гумусу, ступенем вилугованості.

Ґрунтовий вбирний комплекс чорноземів насичений здебіль­шого катіонами Са²⁺ і Мg²⁺(відношення Са²⁺: Мg²⁺— 7-6:1), що сприяє утворенню агрономічно цінної структури. Реакція ґрун­тового розчину чорноземів близька до нейтральної (рН = 6,9...7,2) або слабколужна (рН = 7,2...7,5).

Завдяки значному вмісту гумусу і високій біологічній актив­ності чорноземи містять загальний азот (0,2-0,5%), фосфор (0,33-0,16) і валовий калій (1-2,4%). Забезпеченість чорноземів мікроелементами переважно середня.

Чорноземи типові (рис. 7) і вилуговані найбільш поширені в зоні Лісостепу. Найхарактернішою їх ознакою є відносно гли­бокий (80-120 см і більше) гумусний і гумусований (Н + Нр) го­ризонти. На глибині 80-90 см і навіть глибше знаходяться ви­димі карбонати у формі плісняви (псевдоміцелій) та прожилок.

Н/к(А) — гумусовий горизонт (0-45-55 см), тем­но-сірий, на цілині структура грудкувато-зерниста, в орних ґрунтах порохувато-грудкувата, в підорно­му шарі зернисто-дрібно-грудкувата. У нижній час­тині є карбонати, зустрічаються червориїни, пооди­нокі ходи землериїв, перехід поступовий;

Нрк(В₍) — гумусовий перехідний горизонт (56-85 см), темно-сірий з буруватим відтінком, нерівно­мірно гумусованнй, інтенсивно переритий землери-ями, карбонатний з нестійкою зернисто-грудкуватою структурою, пухкий, перехід поступовий;

РНк(В₂) — перехідний горизонт (86-125 см), слабогумусований, сірий з буруватим відтінком, неміцно-грудкуватий; видимі карбонати у вигляді псевдоміцелію; перехід поступовий;

Рпк(ВС) — кротовинний лес (126-180 см), сірий — бурувато-палевий, плямистий завдяки гу-мусованим «кротовинам»; видимі карбонати; пе­рехід поступовий;

Рк(С) — ґрунтотворна порода — лес (180-210), буруватопа-левий або палевий, карбонати у вигляді прожилок і псевдоміцелію.

 

Рис. 7. Будова профілю чернозему типового

У чорноземах вилугованих порівняно з типовими лінія за­кипання ґрунту від соляної кислоти опущена по профілю нижче на 20-40 і більше сантиметрів і знаходиться у нижньому пере­хідному горизонті. Переміщення колоїдів півтораоксидів по про­філю непомітне. Для чорноземів типових і вилугованих характер­на висока переритість профілю землериями.

Значні площі в Лісостепу зайняті чорноземами опідзоленими (рис. 8). Вони, так само як і темно-сірі опідзолені ґрунти, пройшли степову і лісову стадії розвитку. їх утворення можливе під широколистяними лісами паркового типу з густим травос­тоєм. У профілі чорноземів опідзолених помітна диференціація за елювіально-ілювіальним типом розподілу речовин.

Не(А) — гумусовий слабкоелювійований гори­зонт (0-35-45 см), темно-сірий, іноді білястий від присипки SiO₂, орний шар (0-25 см) порохувато-грудкуватий; перехід поступовий;

Нрі(АВ) — перехідний слабкоілювійований гу­мусовий горизонт (45-80 см), темнувато-сірий з буруватістю, горіхувато-грудкуватий, ущільнений, слабкий наліт присипки SiO₂, окремі червориїни, поодинокі ходи землериїв; перехід поступовий;

Рhі(В) — перехідний слабкогумусований ілювійо-ваний (80-120 см) горизонт, сіро-бурий, плямистий, горіхувато-призмо-подібний, у місцях зламу брудно-буре «лакування» колоїдами півтораоксидів; перехід помітний;

Рі(ВС) — ілювійована ґрунтотворча порода — лес (121-140 см), слабко і нерівномірно гумусова-ний, сірувато-бурий, грудкуватий, рідкі «кротовини», перехід різкий, хвилястий;

Рк(С) — ґрунтотворна порода (141-160 см) — бурувато-палевий або палевий лес, карбонати у вигляді плісняви і прожилок.

 

Рис. 8. Будова профілю чорнозему опідзоленого

 

В орних чорноземах горизонт Не частково стає орним шаром.

Присипка SiO₂ в горизонті Не, деяке ущільнення в середній частині профілю та буре забарвлення — це ті морфологічні озна­ки, за якими відрізняються чорноземи опідзолені від інших підтипів чорноземів.

Гранулометричний склад чорноземів опідзолених здебільшо­го грубопилувато-легкосуглинковий та пилувато-середньосуглинковий. Насиченість їх основами 85-95%. Лінія закипання карбо­натів від 10%-го розчину НСі знаходиться на глибині 100-150 см.

Чорноземи реградовані за площею займають третє місце серед ґрунтів Лісостепу. Вони поширені переважно на При­дніпровській височині на вододілах між р. Дніпро та р. Південний Буг. Невеликі їх площі трапляються в західному та лівобережному Лісостепу. Чорноземи реградовані сформувалися переваж­ні в автоморфних умовах і займають високі ділянки рельєфу, межують з чорноземами опідзоленими і вилугованими.

Термін «реградація» означає поліпшення родючості ґрунту, тобто це пов'язано з підняттям карбонатів з висхідними потока­ми води по профілю чорноземів опідзолених, вилугованих, а та­кож темно-сірих опідзолених ґрунтів. Про це свідчить будова профілю чорноземів реградованих. Якщо в минулому це були чорноземи опідзолені або темно-сірі опідзолені ґрунти, то в них добре видно ознаки реліктового формування профілю за елю­віально-ілювіальним типом, якщо чорноземи вилуговані, то пе­рехідні горизонти мають інтенсивно бурий колір.

Процес реградації, як правило, відбувається при розрідженні лісів, коли інтенсивно розвивається трав'яниста рослинність, посилено прискорюється при знищенні лісів і введенні ґрунтів у культуру землеробства.

Залежно від прояву ознак диференціації профілю і глибини залягання карбонатів кальцію чорноземи реградовані поділяють­ся па три види — слабко-, середньо- і сильнореградовані.

За фізико-хімічними та водно-фізичними властивостями чорно­земи реградовані мало відрізняються від чорноземів опідзолених. У зв'язку з процесом реградації у них спостерігається тенденція до підвищення вмісту гумусу. Ступінь насиченості ґрунту основами вищий, ніж у чорноземів опідзолених. Кислотність незначна.

Для зони Степу, яка займає південні рівнинні території Украї­ни, характерні чорноземи звичайні та південні. Зона Степу поділяється на дві підзони: Степ північний і Степ південний. Ґрун­товий покрив північного Степу складають чорноземи звичайні, а південного — чорноземи південні.

Чорноземи звичайні (рис. 9) сформувались на середньо- та важкосуглинкових лесах, червоно-бурих глинах за участю різно-травно-ковилово-типчакової рослинності.

Наявність у чорноземах звичайних білозірки є характерною Діагностичною ознакою, що дає змогу відрізнити чорноземи зви­чайні від тих підтипів чорноземів, що зустрічаються в південній частині Лісостепу.

Н(А) — гумусовий горизонт (0-45 см), темно-сірий, рівномірно гумусований; орний шар поро-хувато-грудкуватий, підорний — зернистий, ущіль­нений, наявні червориїни; перехід поступовий;

Нрк(В₁) — верхній перехідний горизонт (46-75 см), темно-сірий із слабким буруватим від­тінком, грудкувато-зернистий, пористий, у нижній частині вицвіти карбонатів, окремі ходи земле-риїв; перехід поступовий;

Рhк(В₂) — нижній перехідний горизонт (76-120 см), темно-бурий, грудкувато-горіхуватий, слабкоущільнений, переритий землериями, є кар­бонатна пліснява або білозірка; перехід поступо­вий;

Рк(С) — ґрунтотворна порода — палевий лес (121-150 см), карбонати у вигляді білозірки.

 

Рис. 9. Будова профілю чорнозему звичайного

 

У межах підзони північного Степу у міру просування з півночі на південь і збільшення сухості клімату потужність гумусованого горизонту зменшується з 120 до 45 см. Відповідно зменшуєть­ся кількість гумусу з 6,1-4,7 до 4,6-4,0%. Карбонати підіймають­ся ближче до поверхні, в профілі чорноземів звичайних появ­ляються гіпс та водорозчинні солі, здебільшого сульфати кальцію і магнію. Сума увібраних основ у цих ґрунтах коливається від 20 до 50 мг-екв на 100 г ґрунту. Реакція середовища нейтральна, а в нижніх горизонтах слабколужна.

Вміст азоту в чорноземах звичайних залежить від кількості гу­мусу і становить від 0,21 до 0,27%. Забезпеченість рухомими фор­мами фосфору і калію висока. Чорноземи звичайні містять дос­татню кількість мікроелементів. Родючість чорноземів звичайних висока, але недостатня кількість опадів обмежує повноту викори­стання її резервів. Головними заходами для підвищення продук­тивності цих земель є регулювання водного і поживного режимів.

Чорноземи південні (рис. 10) поширені у підзоні південного Степу, що знаходиться в межах Причорноморської низовини. Сформувались вони під типчаково-ковиловою рослинністю в умовах посушливого клімату. Профіль чорноземів південних поді­ляється на гумусовий і два перехідних горизонти.

Н(А) — гумусовий горизонт (0-35 см), тем­но-сірий, орний шар порохувато-грудкуватий, підорний — зернистий, ущільнений; перехід по­ступовий;

Нрк(B₁) — верхній перехідний горизонт (36-60 см), темно-сірий з коричневим відтінком, грудкувато-горіхувато-зернистий, ущільнений, пористий, карбонатний; перехід поступовий;

Рhк(В₂) — нижній перехідний горизонт (61-80 см), темно-бурий, зернисто-грудкуватий, ущільнений, трапляється білозірка; перехід по­ступовий;

Рк(С) — лес палево-бурий (81-120 см), ба­гато білозірки.

 

Рис. 10. Будова профілю чорнозему південного

 

Характерною ознакою чорноземів південних є невелика по­тужність (Н + Нр) — 45-60 см. На глибині 60-120 см знаходить­ся ущільнений шар білозірки — скупчення карбонатів кальцію і магнію у вигляді білих плям. Іншою характерною ознакою цих ґрунтів є неглибоке залягання відкладів гіпсу та водорозчинних солей, в північній частині підзони Степу на глибині 3-4 м, у пів­денній — на 2 м.

Вміст гумусу в чорноземах південних підвищується в північно­му напрямі у бік чорноземів звичайних. Його кількість залежить від гранулометричного складу ґрунтів і коливається від 5,5 до 2%.

Чорноземи південні мають нейтральну або слабколужну ре­акцію (рН_водний= 6,5...7,5). Сума обмінно увібраних основ коли­вається від 5-15 до 17-50 мг-екв на 100 г ґрунту. Відношення обмінного кальцію до магнію 5-3: 1. Наявність обмінного на­трію призводить до виникнення ознак солонцюватості. Залеж­но від вмісту гумусу запаси загального азоту становлять 0,17-0,28%. Забезпеченість ґрунту рухомими формами фосфору і калію задовільна. Потенціальна родючість чорноземів південних висока, однак використання її обмежене внаслідок недостатнь­ого зволоження.

В умовах Лісостепу і Степу досить значне поширення мають лучно-черноземні ґрунти, що займають надзаплавні тераси річок, днища балок і блюдцеподібних понижень на вододілах і терасах.

При напівгідроморфних умовах ґрунтотворення формується потужний (70-150 см) гумусовий профіль. Він добре ділиться на гумусовий і два перехідних горизонта. Ґрунтоутворююча порода має явно виражені ознаки гідроморфізму у вигляді оливково-сизих і іржаво-бурих плям (Рkgl).

Профіль лучно-черноземних ґрунтів може бути карбонатний (Нk + НРК + Рhk + Рkgl) або повністю вилуженим. При наявності мінералізованих підґрунто-вих вод формуються лучно-чорноземні солонцювато-засолені ґрунти.

При добре вираженій солонцюватості (5-10% Na⁺ від ЄКО) профіль лучно-чорноземних ґрунтів диференційований за елювіїально-ілювіальним типом.

Лучно-чорноземні осолоділі ґрунти поширені, головним чи­ном, в замкнутих пониженнях, де формується тимчасове повер­хневе затоплення. Це спричиняє розвиток глеє-елювіальних про­цесів, в результаті чого профіль цих ґрунтів має ознаки оглеєння і чітко ділиться на горизонти вимивання і вмивання.

Чорноземи Лісостепу і Степу — це найродючіші ґрунти. Дов­гий вегетаційний період і достатня кількість теплоти сприяют вирощуванню високих урожаїв озимої пшениці, цукрових бу­ряків, соняшнику, кукурудзи та інших сільськогосподарська культур.

Основними агротехнічними заходами підвищення родючос^-1 цих ґрунтів є прогресивні і раціональні способи обробітку, нагро­мадження і правильне витрачання вологи, внесення добрив, по­ліпшення структури посівних площ, вирощування високоврожай­них культур і сортів.

На чорноземах важливо застосовувати такі способи обробіт ку ґрунту, які б мали ґрунтозахисний характер, були спрямован на поліпшення водного режиму ґрунту в передпосівний періо для забезпечення своєчасних і дружних сходів. Нині значні площ чорноземів Лісостепу і особливо Степу зрошуються.

Чорноземні ґрунти добре реагують на внесення мінеральних добрив, особливо фосфорних. При наявності карбонатів значна кількість фосфору знаходиться в малодоступній формі. При сис­тематичному внесенні органічних добрив поліпшуються агро­фізичні властивості чорноземів, збільшується вміст гумусу. Роз­рахунки вчених показали, що для створення бездефіцитного балансу гумусу в чорноземах України необхідно вносити на 1 га площі сівозміни в Лісостепу 9-11 т, в Степу — 7-9 т гною. Ефек­тивність гною знижується в засушливі роки.

Для створення сприятливого водного режиму чорноземів, особливо в зоні Степу, їх треба залишати на чорний пар. Крім того, чорний пар — ефективний засіб боротьби з бур'янами.

Чорноземи є найбільш структурними ґрунтами, проте внаслі­док використання сільськогосподарської техніки — важких та колісних тракторів на пневматичному ходу — родючий шар чор­ноземів до глибини 60-70 см ущільнюється. Так, при багатора­зових проходах трактора Т-150К щільність складення ґрунту ви­ходить за верхню межу оптимальних параметрів 1,3-1,4 г/см³. При цьому структура стає брилуватою, зменшується пористість, вологоємкість чорноземів. Тому для ліквідації явищ агрофізичної деградації чорноземів рекомендують застосовувати сільськогос­подарські машини невеликої маси, з низьким питомим тиском на ґрунт, зменшувати кількість проходів техніки по полю та інші заходи.

Перспективним засобом підвищення продуктивності чорно­земів є зрошення, але воно має бути науково обґрунтованим і контрольованим відповідно до властивостей ґрунту. Практика застосування зрошення показала, що чорноземи швидко втра­чають родючість при неправильному зрошенні.

Раціональне використання чорноземів без проведення заходів охорони їх від водної та вітрової ерозії неможливе. Нині засто­совується ґрунтозахисна технологія вирощування сільськогоспо­дарських культур, що ґрунтується на системі безполицевого об­робітку чорноземів.

 

 

Контрольні запитання

 

1. В яких ґрунтово-кліматичних зонах зустрічаються чорноземи?

2. Що характерно для умов утворення чорнозему?

3. Яка будова профілю чорнозему як типу ґрунту?

4. Які підтипи чорноземів зустрічаються в Україні?

5. Які властивості чорнозему типового? 6 Яка будова профілю типових і вилугованих чорноземів?

7. Які природні умови сприяли утворенню чорноземів опідзолених реградованих?

8. Де поширені чорноземи звичайні і південні?

9. Які причини агрофізичної деградації чорноземів?