Дерновий (гумусово-акумулятивний) процес ґрунтотворення

Цей процес розвивається під степовою та різнотравно-степовою трав'янистою рослинністю. Цей процес знаходить найбільш типове відображення в чорноземних грунтах, що формуються головним чином на карбонатних породах (леси, лесовидні суглинки, супісі, карбонатна морена, продукти вивітрювання багатих кальцієм корінних порід) в умовах помірно вологого клімату.

Гумусово-акумулятивний процес обумовлює утворення глибокого гумусовоакумулятивного горизонту, накопичення елементів живлення рослин та оструктурення профілю.

Природна рослинність характеризується значним щорічним відчуженням в опад органічної маси (40-60% всієї біомаси). При цьому біля40-60% опад складають корені рослин.

Багатство рослинного опаду лісостепу зольними елементами та азотом при значній загальній масі щорічного опаду визначає максимальне надходження в грунт азоту та зольних елементів. Якщо під хвойними лісами щорічно поступає з опадом 40-300кг/га азоту та зольних елементів, то під рослинністю чорноземів ця величина досягає600-1400кг/га. Отже, найважливішою особливістю біологічного кругооберту речовин при чорноземоутворенні є щорічне надходження в грунт з опадом великої кількості азоту та зольних елементів.

Найбільш сприятливе утворення гумусу при розкладі опаду рослин відбувається при лужній реакції, достатній кількості кисню, оптимальному зволоженні, без інтенсивного вилуговування, в умовах забезпеченості рослинних решток білковим азотом та основами.

Найкращі умови для процесу гуміфікації в Чорноземній зоні створюються весною та раннім літом. В цей час в грунті сприятливі температури і ще достатній запас вологи від осінньо-зимових опадів та весняного сніготанення. В період літньої посухи та періодичного зволоження мікробіологічні процеси помітно ослаблюються, що сприяє захисту гумусових речовин, які утворюються, від швидкої мінералізації.

Деяке покращення водного режиму восени активізує мікробіологічні процеси, але цей період обмежується швидким зниженням температур. Взимку при промерзанні грунту відбуваються процеси денатурації гумусових речовин. Багатство рослинного опаду кальцієм призводить до безперервного утворення біологічного кальцію та його міграції у вигляді Са(НСО₃)₂. Тому гуміфікація йде в умовах надлишку кальцієвих солей, що майже повністю виключає формування та винос вільних водорозчинних органічних продуктів.

Таким чином, особливість біологічного кругооберту речовин трав'яними асоціаціями чорноземів полягає також в тому, що гідротермічні умови зони сприяють розкладу багатого основами та азотом опаду по типу гуміфікації з утворенням складних висококонденсованих перегнійних сполук типа гумінових кислот, закріпленню яких в грунті сприяє безперервне утворення в середовищі біогенного кальцію і формування карбонатного ілювіального горизонту.

Необхідно підкреслити якісні особливості органічної частини чорнозему – гуміновий характер гумусу, складність гумінових кислот, високий ступінь їх окисленості та ароматизації та переважне закріплення їх у формі гуматів кальцію, майже повна відсутність вільних фульвокислот і більш складна їх будова у порівнянні з фульвокислотами підзолистих грунтів.

Так як гумусові кислоти швидко нейтралізуються основами опаду та кальцієм грунтового розчину, не спостерігається помітного розкладу грунтовых мінералів під дією гумусових речовин.Головні риси взаємодії органічних продуктів ґрунтотворення з мінеральною частиною грунту при чорноземному процесі – утворення органо-мінерального комплексу із стійких органо-мінеральних сполук.

Разом з накопиченням гумусу при гумусово-акумулятивному процесі йде закріплення у формі складних органо-мінеральних сполук найважливіших елементів живлення рослин – N, P, S, Ca та ін. Гумус дає грунту основне забарвлення, що поступово змінюється з глибиною. Рівномірність забарвлення пов'язана з метаморфозами розчинних продуктів розкладу – "діяльного перегною".

Розвиток потужної кореневої системи лучно-степової та степової рослинності і утворення гуматів кальцію створює сприятливі умови для оструктурення профілю грунту. Характерною рисою генезису чорноземів є також сезонна динаміка карбонатів в їх профілі.

Особливості будови профілю чорноземів ілюструються на графіку за Неуструєвим.

Найбільш сприятливі умови чорноземоутворення там, де створюється максимальна кількість рослинної маси та найкращим чином складається гідротермічний режим грунту.

Для профілю чорнозему характерні:

• глибока гумусованість;

• поступове зниження вмісту гумусу з глибиною;

• зерниста структура;

• однорідний механічний склад по профілю;

• рихле зложення;

• дуже поступові переходи горизонтів;

• новоутворення;

• наявність кротовин.

Тип чорнозему підрозділяється на слідуючі підтипи: чорнозем вилугований, чорнозем типовий, чорнозем звичайний та чорнозем південний.

При дерновому (гумусово-акумулятивному) процесі ґрунтотворення утворюються не лише чорноземні грунти, але й дернові, карбонатні грунти, дернові алювіальні, лучні глейові, темнокольорові грунти прерій (бруніземи) та ін. Дернові грунти мають добре виражений гумусовий горизонт комкувато-зернистої структури, відсутність або слабку вираженість опідзоленості, високий вміст гумусу (від 3-4% до12-15% та більше), високу ємкість вбирання, слабокислу, нейтральну або слаболужну реакцію, підвищений валовий запас азоту та зольних елементів живлення рослин. Існує три типа дернових грунтів: дерново-карбонатні (рендзіни), дернові літогенні та дерново-глейові.

Для прикладу візьмемо чорнозем типовий важкосуглинистий на лесовидному суглинку.

Розріз закладено на території ХНАУ Харківської області на широкому міжбалочному водорозділі, який обмежений двома великими балками. Територія зайнята природною трав'янистою рослинністю.

Грунт - чорнозем типовий важкосуглинковий на лесовидному суглинку(додаток 1).

Даний грунт володіє найбільш характерною рисою чорноземоутворюючого процесу – інтенсивним накопиченням гумусу, азоту та зольних елементів живлення рослин, неглибоким вимиванням карбонатів, відсутністю різкої диференціації грунтового профілю.

Серед чорноземів типових виділяють такі види, як середньоглибокі, глибокі, дуже глибокі, слабогумусні, малогумусні та середньогумусні. Глибина гумусового горизонту у середньоглибоких видів коливається від 65-85см, у глибоких – від85до120см. Характерною особливістю профілів чорноземів типових є поступове спадання гумусового забарвлення з глибиною та значна переробка землериями в основному перехідних горизонтів. Найбільша зритість у глибоких та дуже глибоких видів, це в значній мірі обумовлює розтягнутість гумусового профілю. Більш висока рухомість фосфатів спостерігається у слабогумусованих та малогумусованих видів чорноземів, низька – в середньогумусних, знаходячись в оберненій залежності від насиченості грунтів основами.

Порівнюючи чорноземи типові та вилужені можна лише уточнити, що в чорноземах вилугованих вміст гумусу на 0,5-1,0% менше ніж в типових; наявність під горизонтом Нр вилугованого від карбонатів горизонта НР. Цей горизонт має добре виражений буруватий колір, гумусові натіки та примазки, горіхувато-призматичну або призматичну структуру. Чорноземи сильновилуговані звичайно приурочені до знижень рельєфу – нижніх частин схилів та їх шлейфів, западин. Вивчаючи чорноземи на схилах необхідно відмітити, що в результаті дії на схилах водної ерозії, існують ще чорноземи слабозмиті, середньозмиті та сильнозмиті. Профіль цих грунтів відрізняється в деякій мірі від чорноземів типових. У слабозмитих грунтів змита частина верхнього горизонту, у середньозмитих грунтів змитий увесь верхній горизонт, у сильнозмитих грунтів змиті перший та другий горизонти на поверхню виходить нижній перехідний горизонт. Для збереження та покращення родючості на таких грунтах необхідна сувора система агротехнічних, меліоративних та протиерозійних заходів.

Проявом дернового процесу ґрунтотворення є розвиток дернових грунтів. Розріз такого грунту закладено в межах борової тераси на деякому підвищенні. Територія зайнята природною рослинністю: типчак, вівсяниця Беккера, молочай, чебрець, полин, еспарцет та ін.