Система символів генетичних горизонтів

Назва горизонту	Символи, прийняті в Україні	Символи В. В. Докучаєва
Лісова підстилка або степова повсть	Н₀	А₀
Гумусовий	Н	А₁
Елювіальний	Е	А₂
Ілювіальний	І	В
Материнська порода	Р	С

Якщо основні ознаки однакові за формою своєї прояви, то їх можна записати двома великими літерами (наприклад — НР). У випадку, коли ступінь вираження ознаки слабкий, то її можна відобразити малою літерою, та ще й у дужках — Р(h)k.

Кожний горизонт ґрунту має свою потужність (товщину), яка вимірюється в сантиметрах. Загальна потужність профілю різних ґрунтів залежить від процесу ґрунтоутворення та стадії розвитку і буває від кількох сантиметрів (примітивний ґрунт в екстремальних умовах полярних або пустельних областей, слабкорозвинутий ґрунт на продуктах звітрення твердих пород) до 200-250 см (ґрунти Полісся, Лісостепу і північного Степу).

Велике значення при описі ґрунтового профілю має визначення окремих його горизонтів, яке залежить від наявності у ґрунті гумусу, сполук заліза, кремнієвої кислоти та карбонатів. Гумусові речовини зумовлюють чорне, темно-сіре й сіре забарвлення. Так, гумусовий горизонт у сухому стані має темно-сіре забарвлення, у вологому — майже чорне. Елювіальні горизонти, як правило, збагачені кремнієвою кислотою і мають білясте забарвлення, ілювіальні — червонувато-буре, оглеєні горизонти, де є закисне залізо,— сизувато-блакитне. На забарвлення ґрунту впливає також структурний стан ґрунту. Оструктурені ґрунти темніші, ніж безструктурні — останні більш розпилені.

Структурою називають агрегати, на які може розпадатись ґрунт. Форма і розміри структурних агрегатів у різних ґрунтах та в окремих генетичних горизонтах неоднакові. У ґрунтах виділяють за формою три основних типи структури: кубоподібна — всі грані агрегатів рівномірні в трьох взаємно перпендикулярних осях; призмоподібна — агрегати більш витягнуті по вертикальній осі; плитоподібна — агрегати розвинені по горизонтальній осі. У межах типів агрегати залежно від їх форми та розмірів поділяють на роди і види. В окремому генетичному горизонті агрегатів лише однієї форми та розміру не буває. Найчастіше структура ґрунту змішана — грудкувато-зерниста, грудкувато-пилувата, грудкувато-пластинчасто-пилувата та ін.

Грудкувата і зерниста структура характерна для гумусово-акумулятивних горизонтів, горіхувата та призматична — для ілювіальних, пластинчасто-листувата — для елювіальних.

В агрономічному відношенні найціннішими є грудкувато-зернисті водостійкі агрегати розміром від 10 до 0,25 мм.

Складення — це щільність та пористість ґрунту або окремих його горизонтів у їх природному стані. Розрізняють дуже щільне, Щільне, пухке та розсипчасте складення.

Дуже щільне складення характерне для глинистих безструктурних ґрунтів, переважно для їхніх нижніх горизонтів, коли тонкодис-персні часточки щільно прилягають одна до одної. Таке складення властиве також ілювіальним горизонтам солонцюватих ґрунтів.

Щільне складення характерне для більшості збіднених на органічну речовину суглинкових та глинистих ґрунтів, особливо для ілювіальних горизонтів, де завдяки наявності мулистих часточок відбувається цементація ґрунту.

Пухке складення мають збагачені на органічну речовину суглинкові та глинисті ґрунти, що добре оструктурені і пористі. Таке складення мають також гумусовані піщані та супіщані ґрунти.

Сипуче складення властиве переважно піщаним ґрунтам, у яких окремі часточки не зв'язані одна з одною. При механічній дії вони легко розсипаються.

Отже, складення — дуже важлива властивість ґрунту, за якою можна оцінити його вологоємкість, водопроникність та аерацію, величину опору при обробітку ґрунтообробними знаряддями.

Під новоутвореннями розуміють утворення та накопичення різних речовин, які утворились у ґрунті внаслідок процесів ґрунтоутворення. Новоутворення виявляються у різних формах і зустрічаються в різних частинах профілю ґрунту. Розрізняють хімічні і біологічні новоутворення. До хімічних відносяться тон-кодисперсний оксид кремнію, сполуки карбонату кальцію, окислені і відновлені форми заліза, мангану і фосфору та легкорозчинних солей. До біологічних новоутворень відносяться екскременти дощових черв'яків (копроліти) та безхребетних, ходи дощових черв'яків і землериїв, живі і мертві корінці трав'янистих рослин та інші наслідки життєдіяльності тварин і рослин. При польовому обстеженні ґрунтів новоутворення є тими ознаками, за якими діагностують ґрунти, часто визначають характер і напрям ґрунтотворних процесів, а також умови походження ґрунту.

Включення — це уламки кристалічних порід (камені, щебінь, галька), рештки рослин і тварин, які тривалий час зберігають свою форму (кістки тварин, черепашки молюсків, товсте коріння дерев), реліктові залишки людської культури (черепки посуду, уламки цегли та різних знарядь, рештки вугілля та попелу).

Значення включень полягає в тому, що за ними можна орієнтовно визначати вік ґрунтів, походження ґрунтотворних порід. Так, наявність валунів у ґрунті свідчить про льодовикове походження ґрунтотворних порід, а включення у вигляді уламків вапняку — про карбонатність породи та ґрунту.

Характер переходу між горизонтами у ґрунтовому профілі виражає інтенсивність ґрунтоутворення та його напрям. При цьому звертають увагу на форму лінії переходу між горизонтами та її виявлення у профілі. За формою лінія переходу між двома горизонтами буває рівною, хвилястою, у вигляді кишені, язика або палісадника, затічною, розмитою, пилоподібною, а за ступенем вираження в ґрунті — чіткою, помітною або поступовою. Отже, вивчення морфологічних ознак профілю ґрунту дає уявлення про процеси ґрунтоутворення, стадії їхнього розвитку та агрономічні властивості конкретного типу ґрунту.

Органічна частина ґрунту

Ґрунтоутворення — біологічний процес, у розвитку якого беруть участь різні зелені рослини, живі організми та продукти їхньої життєдіяльності.

Органічна частина ґрунту — це сукупність живої біомаси й органічних решток рослин, тварин, мікроорганізмів, продуктів їхнього обміну та специфічних новоутворень органічних речовин ґрунту — гумусу.

Потенціальними джерелами органічної речовини в ґрунті є надземне та кореневе обпадання з дерев'янистих та трав'янистих рослин, біомаса безхребетних тварин та мікроорганізмів. Біомаса зелених рослин (фітомаса) та її річний приріст (первинна продукція) в кілька десятків, а то і в сотні разів перевищує біомасу тварин та мікроорганізмів. Проте активна життєдіяльність останніх, їх специфічний хімічний склад, високий вміст білків визначають їхню роль у гумусоутворенні та нагромадженні в ґрунті азотних сполук. Так, у лісах тайгово-лісової зони запас фітомаси становить 25-40 кг/м², причому коренева маса менша за надземну в 3-5 разів. Біомаса мікроорганізмів у лісових ґрунтах досягає ЗО г/м², у ній переважають гриби; біомаса безхребетних тварин у дерново-підзолистих ґрунтах становить 7-12 г/м², а в сірих лісових — 90 г/м².

Трав'яниста рослинність степової зони нагромаджує значно меншу фітомасу, ніж лісостепової (1200-2500 г/м²), причому коренева маса перевищує надземну в 3-6 разів. Біомаса мікроорганізмів дещо менша, але мікрофлора різноманітніша: частка грибів зменшується, а кількість спорових бактерій та актиноміцетів збільшується. Біомаса безхребетних тварин досягає 12-16 г/м², у якій домінує біомаса дощових черв'яків.

В орних ґрунтах джерелом гумусу є пожнивні і кореневі рештки культурних рослин, органічні добрива — гній, торфокомпости.

Хімічний склад органічних залишків різноманітний. Основну масу їх (75-90%) становить вода. До складу сухої речовини входять вуглеводи, білки, лігнін, ліпіди (жири), воски, смоли, дубильні речовини тощо. Співвідношення цих сполук у різних органічних залишках неоднакове. Так, у складі деревини та хвої багато лігніну, смол, дубильних речовин і мало білків. Розкладання таких органічних речовин відбувається повільно. Залишки бобових трав, навпаки, багаті на білки і завдяки цьому розкладаються швидко.

Розкладання органічних залишків включає механічне руйнування, біологічну та біохімічну трансформацію внаслідок життєдіяльності гетеротрофних організмів. Бактерії за допомогою своїх екзоферментів здатні розкладати майже всі органічні сполуки. Активну участь у розкладанні органічних речовин беруть актиноміцети. Особливо велику роль відіграють вони в трансформації органічної речовини чорноземів. Гриби мають великий набір ферментів і здатні розкладати найскладніші органічні сполуки, такі як лігнін і целюлоза.

Ґрунтова фауна численна і різноманітна. До неї відносять безхребетні організми. До безхребетних належать найпростіші, дощові черв'яки, енхітреїди та членистоногі (багатоніжки, кліщі, різні комахи).

Найпростіші організми так само, як і мікроорганізми, є в кожному ґрунті незалежно від його типу та географічного розташування, їх життєдіяльність активна в періоди, коли ґрунт оптимально зволожений. Роль найпростіших у ґрунтоутворенні подібна до ролі мікроорганізмів.

Ґрунтові безхребетні подрібнюють рослинні рештки, внаслідок чого їх поверхня збільшується в сотні і тисячі разів і вони стають більш доступними для подальшого розкладання грибами та бактеріями. Безхребетні сприяють діяльності мікроорганізмів, що прискорює процес трансформації органічної речовини. Вони також транспортують рослинні рештки по профілю ґрунту. Так, завдяки риючій здатності дощових черв'яків та землериїв (різні види гризунів) гумусові речовини в чорноземах типових виявляють на глибині 2 м і більше.

Екскременти безхребетних поліпшують структуру ґрунту, оскільки їх накопичення підвищує його біологічну активність. На екскрементах розвиваються бактерії, актиноміцети, гриби, яких тут у десятки разів більше, ніж в оточуючому ґрунті.

Безхребетні тварини розкладають майже всі хімічні компоненти рослинних решток. Завдяки симбіозу з мікроорганізмами і широкому набору ферментів у стравоході це прискорює процес трансформації органічної речовини. Наприклад, білки швидко розкладаються на амінокислоти за участю ферментів протеаз, а розкладання цукрів відбувається за участю ферменту сахарози. Гідроліз крохмалю протікає за участю ферменту амілази. Целюлозу розкладають ті мікроорганізми, що виробляють фермент целюлазу. Ліпіди розкладаються повільніше, ніж білки, вуглеводи та крохмаль. Найповільніше розкладається лігнін. У цьому процесі беруть участь ферменти оксиредуктази, ліази, естера-зи та лактази.

Поряд з процесами розкладання органічних залишків у ґрунті протікає процес синтезу гумусових речовин. Утворюються вони з «уламків» біологічних макромолекул та їх складових частин — мономерів за участю живих організмів та ферментів. Такий процес перетворення органічних речовин називається гуміфікацією. За сучасним визначенням, гуміфікація — складний біофізико-хімічний процес трансформації проміжних високомолекулярних продуктів розкладання органічних залишків на гумусові кислоти.

Гумусові кислоти — це специфічна група сполук із змінним складом. Виділяють групу гумінових кислот та групу фульвокис-лот. Гумінові кислоти добре розчинні у лугах, слабкорозчинні у воді і не розчинні в кислотах. Елементний склад гумінових кислот такий, %: вуглець — 46-62, кисень — 32-38, водень — 3-5, азот — 2-6. Молекула гумінових кислот має складну будову. Ядро молекули складається з ароматичних компонентів, а периферія — з ланцюгів бічних радикалів, що несуть функціональні групи: карбоксильні, фенолгідроксильні, метоксильні, карбонільні, амідні.

Фульвокислоти мають світле забарвлення, розчинні у воді, кислотах, слабких розчинах лугів, в органічних розчинниках. Елементний склад їх коливається, %: вуглець — 40-52, кисень — 42-52, водень — 4-6, азот — 2-6. Водні розчини фульвокис-лот сильнокислі (рН = 2,6...2,8), завдяки чому вони енергійно руйнують мінеральну частину ґрунту. Кислотна природа фульво-кислот зумовлена карбоксильними та фенолгідроксильними групами, водень яких здатний до обмінних реакцій.

Одночасно з гуміновими та фульвокислотами в груповому складі гумусу міститься негідролізований (нерозчинний) залишок — гумін. Гумін — це сукупність гумінових та фульвокислот, міцно зв'язаних з мінеральною частиною ґрунту і нерозчинних в лугах і кислотах.

Акад. О. Н. Соколовський, виходячи з колоїдної природи гумусу встановив наявність в гумусі активної і пасивної частини.

Активна частина — це рухомий гумус, розчинність якого залежить від насичення ґрунту увібраним кальцієм. Активний гумус депонує в собі поживні елементи для рослин, є фактором утворення агрономічно-цінних агрегатів структури ґрунту. Зменшення насиченості ґрунту кальцієм призводить до зменшення щільності активного гумусу, що викликає зміну властивостей ґрунту в негативну сторону.

Пасивна частина (пасивний гумус) — це та частина органічних колоїдів гумусової природи, що зазнала «старіння» і міцно утримується фізико-хімічними силами на поверхні тонкодиспер-сних часток ґрунту.

Найбільш суттєвим показником групового складу гумусу та його якості є співвідношення вуглецю гумінових та фульвокислот. За цим показником визначають тип гумусу, який змінюється від фульватного (Сг.к.: Сф.к. < 0,5) до гуматного (Сг.к: Сф.к > 2).

Вміст і склад гумусу в орних землях змінні. При низькій агротехніці, недостатньому внесенні органічних добрив вміст гумусу в ґрунтах значно зменшується і при цьому збільшується відносна кількість фульвокислот. Найбільш яскраво це спостерігається у підзолистих та дерново-підзолистих ґрунтах. Гумус чорноземів найстійкіший, однак за час інтенсивного освоєння цих ґрунтів кількість гумусу в них зменшилася на 30%. Це спостерігається особливо там, де мало вирощують багаторічних трав і не вносять органічні добрива. Стабілізація та збільшення запасів гумусу в ґрунтах — найактуальніше питання сучасного землеробства. Важливість його визначена багатосторонньою роллю органічної речовини у створенні родючості ґрунтів.

Фізичні і фізико-хімічні властивості ґрунтів тісно пов'язані з вмістом гумусу та загальними запасами органічної речовини в них. Органічна речовина є джерелом поживних елементів для рослин і насамперед азоту: 50% азоту рослини засвоюють з ґрунтових запасів. Органічні речовини та гумус сприяють створенню оптимальних умов для ефективного використання високих доз мінеральних добрив. Водночас органічна речовина ґрунту знижує побічну негативну дію деяких мінеральних добрив, сприяє закріпленню їх надлишку.

Органічна речовина ґрунту містить велику кількість фізіологічно активних речовин, визначає біологічну активність ґрунту. У більш гумусованих ґрунтах різноманітніший видовий склад мікроорганізмів та безхребетних і більша їх кількість. На ґрунтах з високою біологічною активністю, як правило, вирощують більші врожаї польових культур. Оптимізація вмісту гумусу в ґрунтах передбачає розробку таких заходів господарської діяльності, які можуть створити умови для вирощування високих і стійких урожаїв без зниження родючості ґрунту.

Таблиця 5