Ґрунти сухого степу і їх використання

Південніше чорноземної зони простягаються сухі степи з ха­рактерними для них каштановими ґрунтами. Вони дістали свою назву завдяки темно-коричневому забарвленню ґрунтів, що на­гадує колір зрілих плодів каштана.

Каштанові ґрунти у зоні сухих степів України представлені двома підтипами: темно-каштановими і каштановими. Перші в цілому переважають у зоні Сухого Степу і займають безстічні рівнини вододілу рік Дніпро — Молочна, північну частину степо­вого Криму, а також понижені приморські плато Правобережжя Дніпра. Власне каштанові ґрунти займають вузьку смугу в При-сивасько-Причорноморській зоні сухого Степу, Лівобережжя Дніпра. На відміну від темно-каштанових ґрунтів вони суцільних масивів не утворюють, а залягають разом з каштановими солон­цями. Взагалі явища солонцюватості (наявність серед обмінних катіонів іонів Na⁺) характерні для ґрунтового покриву Сухого Сте­пу. Сформувались каштанові ґрунти під полинно-типчаково-ко-виловою рослинністю. Основна ґрунтотворна порода — лес, хоча невеликі площі каштанових ґрунтів зустрічаються на алювіальних відкладах і глинах.

Ґрунтотворний дерновий процес відбувається в Сухому Сте­пу в умовах недостатнього зволоження. Це сприяє нагромаджен­ню в ґрунтовому профілі не тільки карбонатів кальцію та магнію, а й легкорозчинних солей натрію, що спричинює надходження катіонів натрію до ГВК.

Рослинний покрив Сухого Степу порівняно з чорноземною зо­ною значно бідніший. Така рослинність з невеликою біомасою над­земної і кореневої частин та малою кількістю опадів не сприяють нагромадженню гумусу. Так, кількість гумусу, в темно-каштанових ґрунтах України становить 2-3,5%, а в каштанових — 1,3-3%. Гумусований профіль темно-каштанових ґрунтів має потужність 60-75 см, у супіщаних і легкосуглинкових різновидах — 80-100 см. Аналогічний профіль каштанових ґрунтів становить 40-60 см.

Характерною ознакою каштанових ґрунтів сухого Степу Украї­ни є чітка диференціація профілю за елювіально-ілювіальним типом, що пов'язано з солонцюватістю цих ґрунтів.

Будову профілю темно-каштанових солонцюватих ґрунтів подано на рис. 11. Легкорозчинні солі і гіпс залягають на глибині 150-250 см. Для темно-каштанових ґрунтів характерне вузьке співвідношення між обмінним кальцієм і магнієм (2-4 : 1). Реакція ґрунтового розчину нейтральна або слабколужна (рН_В0ДНИЙ = 6,8...8).

Карбонати закипають на глибині 50-60 см. У зоні поширення темно-каштанових ґрунтів значно розвинуте зрошення, що при­звело до підняття підґрунтових вод, вторинного засолення ґрунтів, утворення глибистої структури та інших негативних явищ.

Не(А) — гумусовий горизонт (0-30 см) темно-сірий з каштановим відтінком, порохувато-грудку-ватий, на структурних агрегатах помітна присипка SiO₂ тонкопористий; перехід помітний;

Нрі(В₁) — верхній перехідний горизонт (31-45 см) темнувато-сірий з буруватим відтінком, груд-кувато-зернисто-горіхуватий, на структурних аг­регатах присипка 3і0₂ і слабкий глянець; перехід поступовий;

Рhік(В₂) — нижній перехідний горизонт (46-80 см) бурувато-брудно-палевий з темно-сірими пля­мами і гумусними потьоками, горіхувато-призмо-подібно-грудкувата структура, на агрегатах доб­ре виражений глянець, зустрічається білозірка; перехід поступовий;

Рк/s(С) — палевий лес (80-120 см) з темно-бурим відтінком, багато білозірки, щільний, мож­лива присутність легкорозчинних солей.

Рис. 11. Будова профілю темно-каштанового солонцюватого ґрунту

У профілі каштанових ґрунтів (рис. 12) чіткіше виділяються гумусовий елювіальний та ілювіальний горизонти. Ознаки солон­цюватості в них виявляються краще. Тому при наявності натрію у ГВК (до 2,8 мг-екв/100 г ґрунту) верхній гумусово-елювіальний горизонт каштанових ґрунтів може бути розпиленим, безструк­турним, здатним запливати після дощу й ущільнюватись під час висихання.

Не(А) — гумусовий слабкоелювійований го­ризонт (0-25 см) коричнево-сірий, пилувато-по-рохувато-груднуватий, пухкий, пористий, перехід помітний;

Нрі(В,) — верхній перехідний горизонт (26-40 см) каштаново-бурий, гру і кувато-зернисто-горіхуватий, ущільнений; перехід поступовий;

Рпік(В₂) — нижній перехідний горизонт (41-55 см) темнувато-бурий, горіхувато-призматич-ний, ущільнений, тонкопористий; перехід посту­повий;

Рк/з(С) — лес (56-100 см), зверху темнува­то-палевий з гумусовими потьоками, донизу па­левий, багато пухкої білозірки, наявні легкороз­чинні солі.

Рис. 12. Будова профілю каштанового ґрунту

У зв'язку з непромивним типом водного режиму солі в каш­танових ґрунтах містяться на глибині 80-170 см. Це переважно сульфат кальцію (гіпс), хлориди та сульфати натрію.

Родючість темно-каштанових ґрунтів вища, ніж каштанових, проте ці ґрунти в агровиробничому відношенні поступаються чорноземам внаслідок недостатнього природного зволоження. Однак потенційно вони багаті на поживні речовини, особливо на рухомі форми калію. Дещо менший у них вміст азоту, його кількість залежить від вмісту гумусу. Каштанові ґрунти недостат­ньо забезпечені рухомими формами фосфору.

Для підвищення родючості каштанових ґрунтів слід проводи­ти такі заходи, які сприяють збагаченню ґрунту вологою, запобі­гати пиловим бурям. Для цього треба насаджувати лісосмуги, проводити снігозатримання, запроваджувати куліси, застосову­вати систему обробітку ґрунту без обернення скиби. Ефективні на каштанових ґрунтах органічні добрива, а з мінеральних — азотні і фосфорні. Якщо в каштанових ґрунтах є добре вираже­ний ілювіальний горизонт, то його рекомендують зруйнувати, провівши плантажну оранку. При цьому переміщення з нижчих горизонтів у верхні карбонатів кальцію і частково гіпсу значно поліпшує фізико-хімічні властивості каштанових ґрунтів.

На зрошуваних каштанових ґрунтах урожаї всіх сільськогос­подарських культур підвищуються в 1,5-3 рази, але для збере­ження родючості цих ґрунтів потрібна висока культура зрошува­ного землеробства.

Контрольні запитання

1. Де знаходиться зона Сухого Степу?

2. Які природні умови утворення каштанових ґрунтів?

3. Яка будова профілю каштанових ґрунтів?

4. Як використовуються каштанові ґрунти?

ЗАСОЛЕНІ ҐРУНТИ І СОЛОДІ

Засоленими називають ґрунти, які мають у своєму профілі легкорозчинні солі в кількості, токсичній для сільськогосподарсь­ких рослин. До них належать солончаки і солонці. В Україні найбільші їх площі зустрічаються в сухому Степу, в зонах Степу та Лісостепу, незначні — на Поліссі. У зв'язку з таким поширен­ням засолені ґрунти називають інтразональними, тобто такими, що не мають власної зони.

Формування засолених ґрунтів пов'язане з нагромадженням солей у ґрунтових водах і породах та умовами, що сприяють їхній подальшій акумуляції в профілі ґрунтів.

Основне джерело утворення солей (хлоридів, сульфатів, нітратів, силікатів і карбонатів) — це продукти вивітрювання гірських порід. Другим джерелом засолення ґрунтів є соленосні геологічні породи різного походження. Перенесення солей з цих порід у ґрунт відбувається за участю підґрунтових вод. Третє джерело — це вулканічна діяльність. Вулканічні гази містять Сl, S0₂, СO₃; термальні джерела виносять на поверхню розчини хлоридів, карбонатів натрію. Четверте джерело засолення ґрунтів — імпульверизація — перенесення солей з моря на сушу. Уздовж Сиваша, Чорного та Азовського морів простяглась смуга низин­них берегів — приморських солончаків. Тут вітер піднімає соляний пил і переносить його в прилеглі райони. Дослідження вчених показали, що в районі Асканія-Нова (Херсонська обл.) кількість соляного пилу, що випадає з атмосфери, становить 319,3 кг/га на рік. Безпосереднім джерелом легкорозчинних солей у ґрун­тах можуть бути підґрунтові води при близькому їх заляганні до поверхні (2-3 м). При фізичному випаровуванні по капілярній системі солі підтягуються до поверхневого шару ґрунту та аку­мулюються тут. У деяких випадках причиною нагромадження солей в ґрунті може бути рослинність. Окремі рослини в посуш­ливих умовах мають кореневу систему, що проникає дуже гли­боко, а тому такі рослини здатні «перекачувати» розчини солей з глибини до поверхні ґрунту.

Інтенсивність перерозподілу солей і нагромадження їх у Фунтах залежать від клімату. За вологого клімату і промивного типу водного режиму солі вимиваються за межі профілю і не на­громаджуються .

Солончаки.До солончаків належать ґрунти, що містять у верхньому 15-сантиметровому шарі понад 1% легкорозчинних солей від маси ґрунту.

Розрізняють поверхневі солончаки, в яких солі знаходяться у верхньому шарі ґрунту (0-30 см), та глибокопрофільні, в яких високі концентрації солей спостерігаються по всьому профілю ґрунту. Крім того, розрізняють солончаки за типами засолення, тобто за якісним та кількісним складом солей. Виділяють такі основні типи засолення: содове, хлоридне й сульфатне. Всі інші типи засолення — це комбінації зазначених вище основних типів засолення. Від типу засолення залежать хімічні і фізичні власти­вості солончаків. Найшкідливіше для рослин содове засолення ґрунтів, найменш шкідливе — сульфатне.

Морфологічно наявність солей у профілі ґрунту можна виз­начити лише тоді, коли ґрунт сухий, на його поверхні може бути сольова кірка, на стінці розрізу спостерігаються вицвіти солей Якщо ґрунт вологий, то в польових умовах наявність у ньому солей можна визначити за допомогою аналізу водної витяжки з ґрунту.

Склад солей впливає на морфологічну будову засолених ґрунтів. За морфологічними ознаками солончаки поділяють на пухкі, мокрі, чорні та кіркові.

Пухкі солончаки — ґрунти, в яких великий вміст сульфату натрію — Na₂SO₄ • 10Н₂О. Зверху вони дуже сухі й пухкі.

Мокрі солончаки — ґрунти, що містять гігроскопічні солі — хлориди кальцію і магнію — СаСl₂ і MgСl₂. Темний, майже чор ний колір залежить від наявності у їх складі гігроскопічної вологи.

Чорні солончаки характеризуються наявністю соди Nа₂СO₃. її підвищений вміст сприяє розчинності органічної речовини, профіль ґрунту набуває темного (чорного) забарвлення.

У кіркових солончаках на поверхні утворюється тонка сольо ва кірка хлориду натрію NaСl.

При морфологічному описі профілю засоленого ґрунту ч солончака до основного чи допоміжного символа горизонту до бавляєьбся мала літера s.

Солончаки поділяють на два типи: гідроморфні й автоморфні. Рдроморфні солончаки розвиваються в умовах близького заля­гання мінералізованих підґрунтових вод, а автоморфні — на за­солених ґрунтотворних породах при глибокому заляганні підґрун­тових вод.

Більшість культурних рослин при наявності в ґрунті легко­розчинних солей розвиватись не можуть або дають дуже низькі врожаї. Проте не всі сільськогосподарські рослини однаково витримують засолення ґрунту. Так, цукрові буряки, капуста, ба­вовник, просо, люцерна витримують відносно високу концент­рацію солей — до 0,6%, кукурудза, озима пшениця, ячмінь, люцерна меншу — 0,3-0,4%, соняшник, льон, конюшина — тільки до 0,2-0,3%.

Освоєння солончаків можливе тільки після проведення склад­них меліоративних заходів. Основний меліоративний прийом — промивання солончаків прісною водою. Норми витрати води на промивання засолених земель залежать від ступеня їх засолен­ня, вологості, гранулометричного складу і глибини залягання підґрунтових вод. Крім того, норми промивних вод не повинні бути занадто великими, щоб не зумовлювати піднімання по капі­лярах засолених підґрунтових вод. Перед промиванням ґрунт необхідно глибоко виорати, оскільки при глибокій оранці швид­ше виминаються солі, а пухкий верхній шар запобігає підніман­ню солей по капілярах.

Найкраще проводити промивання в осінньо-зимовий період, коли підґрунтові води залягають найглибше, а випаровування найменше. Для запобігання підніманню підґрунтових вод треба відводити промивні води з меліорованої території. Для знижен­ня рівня підґрунтових вод застосовують дренаж. При внесенні органічних і мінеральних добрив, поліпшенні структури та поси­ленні біологічної активності ґрунтів родючість промитих від со­лей ґрунтів підвищується.

У процесі формування профілю солонцю каштанового (рис. 13) виділяються добре виражені горизонти.

Вторинному засоленню ґрунтів у районах зрошення можна запобігти підтримуючи високу культуру землеробства. У районах, Де зрошення не проводиться, солончаки або зовсім не освою­ють, або використовують їх як малопродуктивні пасовища.

НЕd(А₁) — гумусово-елювіальний дернинний (0-7 см), каштаново-сірий, пилувато-грудкувато-пластничастий, пухкий, перехід ясний;

Еh(А₂) — елювіальний (8-15 см), ясно-сірнй; грудкувато-пластинчастяй, пористий; перехід різ­кий;

ІН(В₁) — ілювіальний горизонт (16-25 см), темно-каштановий, стовбчасто-призматичний, щільний, дрібнотріщинуватий; перехід поступовий;

Pihks(В₂) — ілювійований (26-45 см), кашта­новий з бурим відтінком, горіхувато-грудкувато-призмоподібний, ущільнений, слабкопористий, у нижній частині закипає від 10%-го розчину НСl; перехід поступовий;

Рks(С) — палевий лес (46-100 см), білозірка разом з прожилками солей, ущільнений, з гли­бини 150 см друзи гіпсу.

Рис. 13. Будова профілю солонцю каштанового

Солонці.Солонцями називають ґрунти, які містять у ґрунто­вому вбирному комплексі понад 15% обмінного натрію або по­над 40% обмінного магнію від ємності катіонного обміну. Вони мають чітко виражену диференціацію ґрунтового профілю за елювіально-ілювіальним типом. Солонці, як і солончаки, належать до категорії засолених ґрунтів, однак на відміну від солончаків водорозчинні солі у них містяться на деякій глибині. Вони мають несприятливі агрономічні властивості і потребують меліорації.

Ґумусово-елювіальний горизонт має темно-сіре або бурувато-сіре (каштанове) забарвлення. Потужність горизонту від 2-3 до 20-25 см. Структура грудкувата або пластинчаста. Горизонт бідний на мулувату фракцію.

Солонцюватий горизонт має темніше забарвлення — тем­но-буре з коричневим відтінком. Структура стовбчаста або при­зматична, на структурних агрегатах добре виражене глянцеве лакування. Горизонт у сухому стані щільний, тріщинуватий, у во­логому — в'язкий, безструктурний. Потужність від 7-12 до 25 см.

Перехідний горизонт має світле забарвлення, призматичну або горіхувату структуру, містить гіпс і карбонати. У ґрунтотворній по­роді, крім гіпсу і карбонатів, зустрічаються легкорозчинні солі. В ілювіальному горизонті чітко виражені напливи гумусу і глини­стої речовини (плазми), що свідчить про розвиток солонцювато­го процесу ґрунтоутворення.

Під солонцюватим процесом розуміють надходження і збільшення вмісту у ґрунтовому вбирному комплексі іонів натрію і, як наслідок, різке підвищення дисперсності органічної і міне­ральної частин ґрунту та пересування з низхідним током води гумусових колоїдів з верхнього шару ґрунту в нижній.

За характером водного режиму солонці поділяються на три типи: автоморфні, напівгідроморфні і гідроморфні. Підтипи со­лонців виділяють залежно від розташування їх у певній грунто-во-кліматичній зоні — чорноземні, каштанові, напівпустельні. Крім того, солонці поділяють на роди за глибиною залягання солей, хімізмом (типом) засолення і ступенем засолення. Ви­дову відміну солонців визначають за потужністю гумусово-елюві­ального (надсолонцевого) горизонту, см: кіркові — < 5, мілкі — 5-10, середні — 10-18, глибокі — > 18. На рівні виду солонці ха­рактеризуються також за вмістом обмінного натрію в ілювіально­му горизонті, % від ємності катіонного обміну (ЄКО): слабосолон-цюваті — 1-3% обмінного натрію, середньосолонцюваті — 3-6%, сильносолонцюваті — 6-10% і дуже сильносолонцюваті — > 10%.

Солонці, як правило, мають низьку природну родючість. Лужна реакція ґрунтового розчину і несприятливі водно-фізичні властивості не дають змоги використовувати солонці в земле­робстві без їх корінної меліорації. Головна мета меліорації — зміна складу обмінних катіонів при одночасному поліпшенні фізичних властивостей. Обмінні іони Na⁺ у ГВК замінюються на обмінні іони Са²⁺. При цьому лужність нейтралізується, ґрунтові колоїди коагулюють, внаслідок чого поліпшується мікроагрегатний склад і водно-фізичні властивості солонців.

Гіпсування — найефективніший засіб підвищення родючості солонців з содовим засоленням, які мають високі вміст обмінно­го натрію і лужність ґрунтового розчину. Гіпсування дає змогу різко поліпшити водно-фізичні та хімічні властивості солонців. Найбільш поширеним меліорантом для солонців є гіпс. Крім гіпсу, як меліоранти використовують інші кальцієві солі — карбо­нат та хлорид кальцію.

Норму гіпсу встановлюють за вмістом обмінного натрію, вона становить для лучних солонців з содовим засоленням 10-15 т/га і більше, для лучно-степових і степових хлоридно-сульфатних солонців — 5-8 т/га. Кількість (норма) гіпсу, потрібного для зам­іни надлишку увібраного натрію кальцієм, визначають за такою формулою:

N =0,086 (Na — 0,01 · ЄКО)hd,

де 0,086 — значення 1 мг-екв гіпсу, г;

Na — вміст увібраного натрію, мг-екв/100 г ґрунту;

ЄКО — ємність катіонного обміну, мг-екв/100 г ґрунту;

0,01 · ЄКО — величина, що характеризує кількість обмінного на­трію (до 1% від ЄКО), яка істотно на властивості ґрунту не впливає;

h — шар ґрунту, що підлягає меліорації, см;

d — щільність складення шару ґрунту, що підлягає меліорації, г/см³.

Нині поширений прийом самомеліорації солонців, коли при неглибокому заляганні карбонатів та гіпсу проводиться глибока оранка. Так, на солонцях степового Криму найефективнішою в меліоративному відношенні є плантажна оранка на глибину 40-50 см, проте вона неприпустима при близькому заляганні підґрунтових вод, оскільки це може призвести до вторинного засолення ґрунту.

У систему агромеліоративних заходів корінного поліпшення родючості солонців, крім глибокого обробітку, входить внесення органічних та мінеральних добрив, а також травосіяння на фоні зрощення. Із мінеральних добрив насамперед вносять азотні та фосфорні.

При окультурюванні солонців велике значення має нагромад­ження вологи, що сприяє прискоренню процесів розсолонцюван-ня і розсолення солонців.

Найвищі врожаї сільськогосподарських культур на солонце­вих землях в умовах посушливого клімату можна виростити тільки при зрошенні.

Солоді— це особливий тип ґрунту. Вони поширені переваж­но в Лісостепу та Степу на понижених елементах рельєфу. Солоді сформувались у гідроморфних і напівгідроморфних умовах, характерною ознакою водного режиму цих ґрунтів є поєднання тимчасового перезволожений з низхідним током вологи.

Тимчасове затоплення зумовлює розвиток відновлювальних процесів, при якому відбувається гідроліз мінералів з утворен­ням рухомих продуктів розкладання. Ці продукти виносяться вниз по профілю ґрунту. У зв'язку з цим в солодях (рис. 14) сформу­вався профіль, чітко диференційований на елювіальний та ілюві­альний горизонти з добре вираженими ознаками оглеєння: сизі та іржаві плями, наявність залізо-марганцевих конкрецій.

Залежно від умов утворення солоді поділяють на три підтипи (лучно-чорноземні, лучні (дерново-глеєві) і лучно-болотні) та на три роди (звичайні, безкарбонатні і солончакові). Поділ на види проводять за глибиною осолодіння ґрунтового профілю (потуж­ність горизонтів НЕ + Еgl), см: мілкі — < 10, середні — 10-20, глибокі — > 20.

Аналіз гранулометричного складу солодей свідчить про те, що існує різкий перерозподіл мулуватих часточок по профілю.

Не(А₁) — гумусовий горизонт (0-35 см), тем­но-сірий, елювійований, грудкувато-пластинчастяй, присипка SiO₂; перехід поступовий;

НЕ(gl) (А₂) — гумусово-елювіальний горизонт (36-55 см), гумусований менше, але більш елюв­ійований, білясто-сірий, пластинчастий, ущільне­ний, збагачений присипкою SiO₂; перехід ясний;

Еgl(А₂В) — елювіальний (56-75 см), білястий, тонкопластннчастий, зустрічаються іржаві залі­зисті плями, інколи є конкреції; перехід ясний;

lehgl(В) — ілювіальний (76-120 см), сірува­то-бурий, грудкувато-горіхуватий, є присипка SiO₂, іржаві плями, іноді є конкреції; перехід по­ступовий;

Рgl(С) — ґрунтотворна лесовидна порода (120-150 см), оглеєна, безкарбонатна, сизо-бура, є окремі іржаві плями.

Рис. 14. Будова профілю лучно-чорноземної солоді

Склад гумусу солодей близький до складу гумусу підзолистих ґрунтів. Його кількість невелика — 2-3%. До складу обмінних катіонів, крім катіонів Са²⁺, Мg²⁺, входять катіони натрію. В гори­зонтах НЕ і Е в багатьох випадках виявлено катіони обмінного Н⁺ та Аl³⁺. У зв'язку з цим у солодях горизонти НЕ і Е мають кислу реакцію середовища, а ілювіальний — нейтральну або лужну.

Природна родючість солодей низька. У верхніх осолоділих горизонтах мало органічних речовин та поживних елементів. Тому для підвищення родючості солодей треба вносити органічні і мінеральні добрива. При кислій реакції верхніх осолоділих гори­зонтів слід проводити вапнування. Важливим агротехнічним за­ходом, що поліпшує водно-фізичні властивості солодей, є гли­боке розпушування і збагачення їх на органічну речовину.

Використання солодей під посів сільськогосподарських куль­тур у більшості випадків обмежене і залежить від їх залягання на рельєфі. Для поліпшення водного режиму солодей проводять дренаж, відводять їх під полезахисні насадження або використо­вують під продуктивні сінокоси.

Контрольні запитання

1. Які причини утворення засолених ґрунтів?

2. Де зустрічаються солончаки, солонці та солоді?

3. Які особливості солончаків?

4. Як класифікують солончаки?

5. Які заходи корінного поліпшення солончаків?

6. Як утворюються солонці?

7. Які особливості солонців?

8. Які заходи меліорації солонців?

9. Як утворюються солоді?

10. Які заходи для підвищення родючості солодей?