Ґрунтознавство і географія ґрунтів - С.П. Позняк 2010

Розділ 5. Ґрунти буроземно-лісової зони

Характерною особливістю буроземно-лісової зони є лісистість і приуроченість до гірських систем. Буроземно-лісова зона охоплює Центральну і Західну Європу, а також буроземи поширені в Молдові — гори Кодри, на Далекому Сході, на півночі Корейського півострова і Японських островів, передгір’ях Кавказу, високогір’ях Алтаю, Саян, частині Гімалаїв. У Північній Америці великий масив буроземів є південніше від Великих озер, буроземи замають гірські хребти Тихоокеанського узбережжя між Ванкувером і Сан-Франциско, Новозеландські острови. В Україні буроземи поширені в Карпатах, на Передкарпатській височині, Закарпатській низовині, в лісистій частині Кримських гір (вище 500-550 м над рівнем моря).

Вперше термін «бурі ґрунти» для лісових ґрунтів використано Р. В. Різполо- женським (1892), який описав їх у Заволжі. У Німеччині Є. Рамман виділив самостійний тип ґрунтів під широколистяними лісами і назвав їх Braunerden — буроземи (1905). Румунський ґрунтознавець Г. Мургочі запропонував 1909 р. назвати такі ґрунти Braune Waldboden — бурі лісові ґрунти. На другому Міжнародному конгресі ґрунтознавців (1930) вирішено вважати буроземи самостійним типом ґрунтів і використовувати термін «бурий лісовий ґрунт», а термін «бурозем» — як стислий синонім.

Значний внесок у вивчення ґенези буроземів зробили Л. І. Прасолов, І. М. Антипов-Каратаєв, Ю. О. Ліверовський, С. В. Зонн, І. П. Герасимов, В. М. Фрідланд, О. М. Руднєва та інші. Буроземи Карпатської гірської системи досліджували П. С. Пастернак, Н. Б. Вернандер, І. М. Гоголєв, Г. О. Андрущенко, В. І. Канівець, Ф. П. Топольний, а також науковці Львівського, Чернівецького, Київського університетів, ННЦ «Інститут ґрунтознавства і агрохімії ім. О. Н. Соколовського», Інститут екології Карпат НАН України.

Екологічними умовами для утворення буроземів є наявність широколистяних, хвойно-широколистяних, інколи хвойних лісів з розвинутим трав’яним покривом; переважання атмосферних опадів над випаровуванням, що забезпечує глибоке сезонне промочування ґрунту і промивний водний режим; обов’язковий вільний внутріґрунтовий дренаж; не дуже тривале сезонне промерзання або його відсутність, що спричиняє достатню інтенсивність вивітрювання і вторинного мінералоутворення; відносно невеликий вік ґрунтотворення через схильність буроземів еволюціонувати в інші типи ґрунтів.

Клімат західної частини буроземно-лісової зони характеризується значною кількістю опадів і м’якою зимою. Середня річна кількість опадів становить від 600 до 1000 мм при випаровуванні від 350 до 550 мм, що забезпечує промивний водний режим ґрунтів. Сума активних температур 2000-3000°С.

На Далекому Сході, де поширені буроземи, клімат мусонний з максимумом опадів наприкінці теплого періоду і з малосніжною суворою зимою. Ґрунти промерзають на 2-3 м і повільно відтаюють. Сума опадів 450-600 мм при випаровуванні 430-550 мм. Сума активних температур 1900-2600°С.

Ґрунтотворні породи представлені елювіально-делювіальними й алювіальними відкладами, в Литві та Білорусі — покривними суглинками, в Карпатах - флішовими породами, в Закарпатті трапляються червоноколірні й строкатоко- лірні кори вивітрювання.

Рослинність представлена широколистяними лісами (дуб, бук, граб, ясен та інші), хвойно-широколистяними лісами з дубом і ялиною, а на Далекому Сході — хвойно-широколистяними лісами з домішкою дуба, липи, кедра і ялиці.

Головними елементарними процесами формування буроземів є гумусо-акумулятивний, оглинення та лесиваж.

Найхарактернішими ознаками буроземів є слабка диференціація на ґрунтові горизонти, бурий або жовто-бурий колір усього профілю, за винятком гумусового горизонту і освітлених горизонтів опідзолювання, які не завжди виражені, кисла або слабокисла реакція, відсутність ілювіально-карбонатного горизонту.

За морфологічними ознаками і властивостями буроземи (Cambisols) поділяють на буроземи типові, буроземи з текстурним ілювіальним горизонтом, буроземи глейові. Розвиток процесу глеє-ілювіювання веде до формування буроземно-підзолистих поверхнево-глейових ґрунтів, а в западинах плоских рівнин Закарпаття формується підтип бурувато-білястих глеє-ілювіальних низинних ґрунтів.

Для характеристики морфологічної будови бурозему наведемо опис розрізу 62, закладеного І. М. Гоголєвим в околицях м. Турки Львівської області на висоті 710 м над рівнем моря, у верхній частині схилу г. Шиманки.

Но — 0-9 см — дерновий горизонт, темно-бурий, зернистої структури, густо переплетений корінням, середньосуглинковий, сильнощебенюватий;

Н — 9-36 см — бурий, структура дрібногоріхувато-зерниста, середньосуглин- ковий, менше щебенюватий, ніж верхній горизонт;

РН — 36-51 см — перехідний, світло-бурий, горіхувата структура з вкрапленнями вивітрілих пухких уламків пісковику червоно-бурого забарвлення, серед- ньосуглинковий;

Р₁ — 51-95 см — материнська порода - продукт вивітрювання флішу, механічна суміш вивітрілих пісковиків і сланців, світло-бурого забарвлення з сірувато- сталевим відтінком;

Р₂— 95 см і до 8 м — пачки пісковику потужністю 50-60 см, а на глибині близько 100 см — продукти вивітрювання пісковиків і сланців, що утворюють механічну суміш, яка і слугує материнською породою для ґрунтів.

Буроземи за фізико-хімічними властивостями поділяють на два підтипи: буроземи кислі (ненасичені основами на 50-80%) і буроземи слабоненасичені (насиченість 15-40%).

Відповідно до вертикальної біокліматичної поясності за М. С. Андріановим, у Карпатах виділяють такі підтипи буроземів:

- буроземи альпійські (9% гумусу) — вище 1800 м над рівнем моря;

- буроземи субальпійські (7% гумусу), верхня межа лісу -1200-1650 м над рівнем моря, сума активних температур (понад +10° С) становить 600-1000°С;

- буроземи помірно холодного поясу (4-4,5% гумусу) — від верхньої межі лісу до 750 м над рівнем моря, сума активних температур - 1000-1800°С; панує ліс, подекуди вирощують картоплю;

- буроземи прохолодного поясу (2-2,5% гумусу) — від 700 до 500 м над рівнем моря, в долинах — до 400 м над рівнем моря, сума активних температур — 1800-2400° С; вирощують картоплю, капусту, овес, малину, смородину;

- буроземи помірно теплого поясу (2-2,5% гумусу) — нижня межа проходить на рівні 300-350 м над рівнем моря, у Закарпатті — близько 250 м, сума активних температур — 2400-2600°С; дубові й букові ліси,вирощують льон, жито, а також фруктові дерева;

- буроземи теплого поясу — Закарпатське високе передгір’я, Передкарпатська височина, що лежить нижче від 300-350 м над рівнем моря; сума активних температур - 2600-2800°С; визріває кукурудза на зерно, помідори, перець, фрукти;

- буроземи дуже теплого поясу — на острівних пагорбах Притисянської низовини, в Закарпатському передгір’ї — нижче від 250-280 м над рівнем моря, у межах долин низькогір’я — нижче від 200-160 м, сума активних температур — 2800-3300°С; зона промислових виноградників, вирощують сливи, груші, черешні, горіх волоський.

Основною властивістю буроземів є підвищений вміст несилікатних форм заліза і однорідний розподіл їх по профілю. Діагностичною ознакою буроземів є відношення SiO₂:Fe₂O₃ в мулі, яке становить 4,5-10, і SiO₂:R₂O₃ — 2,2-1,8.

Буроземи за гранулометричним складом переважно середньосуглинкові, а також легкосуглинкові та важкосуглинкові, і зрідка легкоглинисті. Характерною особливістю гранулометричного складу є відносно рівномірний розподіл мулу і фізичної глини по профілю, наявність у складі фракцій скелету, кількість якого збільшується з полегшенням гранулометричного складу, а також вниз по профілю, а в поверхневих шарах — з посиленням ступеня еродованості.

Складення ґрунтів у природному стані переважно пухке. В гумусовому горизонті щільність будови становить 0,6-1,1 г/см³, а в перехідних горизонтах збільшується до 1,15-1,68 г/см³. Буроземи добре аеровані. Їхні водні властивості зумовлюються гранулометричним складом.

Вміст гумусу в буроземах зростає зі збільшенням абсолютної висоти місцевості і зменшенням теплових ресурсів. Так, у гумусовому горизонті теплого поясу міститься 2-2,5% гумусу, в помірно холодному — 3,5-4%, а в холодному — 7-9%. Така закономірність зумовлена характером мікробіологічних процесів. У гумусі переважають фульвокислоти (Сгк:Сфк — 0,3-0,6). Фракція, зв’язана з кальцієм, незначна, а найбільшу питому вагу має фракція, зв’язана з півтораоксидами. Характерною властивістю буроземів є дуже висока кислотність ґрунтового розчину, що зумовлено великим вмістом обмінного алюмінію і малою кількістю обмінно-вбирних катіонів. Насиченість основами в гумусовому горизонті ґрунтів на флішових породах — 20-30%, у породі — 70-75%, а в ґрунтах на елювії-делювії магматичних порід (андезито-базальт) — відповідно 50 і 90%.

У гумусовому горизонті буроземи містять 0,15-0,22% загального азоту. Азот здебільшого перебуває в аміачній формі, оскільки нітрифікаційні процеси не розвиваються через високу кислотність. Буроземи задовільно забезпечені калієм, а фосфор є в мінімальних кількостях (рис. 5.1).

Буроземи широко використовують як орні, сіножатні, пасовищні та лісові угіддя. У Карпатах на буроземах кислих зростає ліс найвищого бонітету — 1а (до 40 м заввишки), відмінно почувають себе місцеві лучні фітоценози. Основні заходи з підвищення родючості буроземів — це створення окультуреного орного горизонту в поєднанні з систематичним внесенням органічних і мінеральних добрив, а також вапнування. Оскільки приблизно половина буроземів сільськогосподарського використання зазнає ерозії, тому їхнє окультурення передбачає впровадження протиерозійних сівозмін, залуження, відведення надлишкових вод. Важливу роль повинні відігравати заходи з охорони і правильного використання лісових насаджень і регулювання випасання худоби.

Буроземи з текстурним горизонтом формуються в Українських Карпатах, зокрема в Закарпатському передгір’ї між Вулканічним і Полонинським хребтами (Перечин-Свалява-Довге) і неширокою смугою простягаються в передгірській частині Передкарпаття (Косів-Делятин-Долина-Болехів). Характерною їхньою особливістю є чітко виражена текстурна диференціація профілю на верхню частину — буроземноподібну, пухку — до 45-50 см і нижню — текстурний горизонт HPmt до 200-270 см — щільний, в’язкий, призмоподібний, коричнево-бурого забарвлення, мармуризований, з колоїдним лакуванням поверхні структурних призм. Щільний горизонт і порода містять на 30-50% більше мулу, ніж горизонт Н, створюючи враження ілювійованості. Однак ілювійованість горизонту порівняно з породою виражена слабко. Провідним процесом утворення горизонту HPmt є метаморфізація. Очевидно, структурна диференціація пов’язана з процесами лесиважу, метаморфізації (оглинювання), перерозподілу колоїдів, реліктовою диференціацією. У текстурному горизонті різко зростає вміст обмінних кальцію і магнію. Утворення потужного метаморфічного горизонту спричиняє малу фільтрацію атмосферних опадів і тим самим спричиняє оглеєння ґрунтів. Буроземи з текстурним горизонтом поділяють на глеюваті та глейові. Бурозе — ми глеюваті поширені в Закарпатті, а глейові — у Передкарпатті. У поверхнево-глейових видах над щільним горизонтом формується незначний за потужністю елювіальний горизонт палево-білуватого забарвлення. Ці ґрунти характеризуються сильнокислою реакцією, високим вмістом обмінного алюмінію, насиченістю основами верхнього горизонту, низьким вмістом рухомих форм фосфатів і достатнім — калію.

Рис. 5.1. Будова профілю, склад і властивості бурозему (за О. М. Геннадієвим, М. А. Глазовською, 2005). Генетичні горизонти:

1 —гумусовий фульватно-ульматний; 2 — гумусово-метаморфічний оглинений; 3 — метаморфічний оглинений; 4 — сіалітна ґрунтотворна порода. Склад мулуватої фракції: 5 — ілітмонтморилонітовий

Підзолисто-буроземні поверхнево-оглеєні ґрунти (Stagnic Luvisols) приурочені до вододілів і високих річкових терас Передкарпатської височини в межах 300-400 м над рівнем моря. Сформувались ці ґрунти на вилугованих лесоподіб- них суглинках, що підстеляються слабоводопроникними відкладами (глинисто — галечниковими породами, червоноколірними корами вивітрювання) під дубовими і буковими лісами в дуже теплому і теплому поясі Передкарпаття за поєднання процесів буроземоутворення, лесивування і поверхневого оглеєння.За ступенем оглеєння виділяють два види — поверхнево-глеюваті та поверхнево-глейові.

Підзолисто-буроземні поверхнево-оглеєнні ґрунти мають добре виражену текстурну диференціацію профілю. Верхня гумусована його частина буроземна, характеризується бурувато-палевим забарвленням і пухким складенням. Горизонти в глеюватих видах потужністю 20-25 см і в глейових — відповідно НЕ і ЕНgl.

Нижня ілювійовано-метаморфічна частина профілю щільного складення і мармуроподібного кольору з наявністю марганцево-залізистих пунктацій і конкрецій. Щільність ілювіально-метаморфічного горизонту зростає до 1,50-1,60 г/см³.

Підзолисто-буроземні поверхнево оглеєні ґрунти містять незначну кількість гумусу. В його складі переважають фульвокислоти (Сгк:Сфк — 0,17-0,46). Ці ґрунти характеризуються високою кислотністю, мало насичені основами, містять багато рухомого алюмінію, бідні елементами живлення, зокрема азотом і фосфором (табл. 5.1).

Таблиця 5.1

Фізико-хімічні властивості підзолисто-буроземних поверхнево-глеюватих ґрунтів (Канівець, 1988)

Низька родючість підзолисто-буроземних поверхнево оглеєних ґрунтів потребує проведення дренування території, систематичного вапнування, внесення фосфорних і азотних добрив та обов’язкової наявності у сівозмінах багаторічних трав.

Буроземи слабоненасичені поширені в лісовій зоні Головного і Внутрішнього пасма Кримських гір на територіях з абсолютними позначками понад 300 м на схилах північної експозиції і вище 400-600 м — на південних схилах. Ґрунтотвор — ними породами є продукти вивітрювання вапняків, глинистих сланців, пісковиків, конгломератів, масивно-кристалічних порід.

Профіль добре диференційований на гумусово-акумулятивний (потужність 1037 см), верхній (18-30 см) і нижній (10-35 см) перехідний горизонти. Серед буроземів слабоненасичених трапляються карбонатні, безкарбонатні та опідзолені види.

За гранулометричним складом переважають важкосуглинкові відміни. Головною їхньою особливістю є наявність у складі гранулометричних фракцій щебеню і каміння, кількість яких зростає вниз по профілю.

Буроземи слабоненасичені характеризуються високою ємністю вбирання — 24-41 ммоль/100 г ґрунту. У складі вбирних основ переважає кальцій. Реакція ґрунтового розчину слабокисла у ґрунтах на безкарбонатних породах і в слабо опідзолених видах (рН водне 5,2-6,3), на карбонатних породах - нейтральна або слаболужна (рН 6,8-8,0). Гумусу міститься в середньому від 4 до 6%. Розподіл гумусу по профілю рівномірний, кількість його знижується від верхнього акумулятивно-перегнійного до перехідного горизонту. Рухомої фосфорної кислоти в буроземах міститься 0,5-1,0 мг на 100 г, гідролізованого азоту у верхньому акумулятивно-гумусовому горизонті 2-7 мг на 100 г, обмінного калію — 1255 мг на 100 г (табл. 5.2).

Таблиця 5.2

Фізико-хімічні й агрономічні властивості буроземних ґрунтів Гірського Криму (Канівець, 1988)

Родючість цих ґрунтів лімітується малою потужністю кореневмісного шару, сильною кам’янистістю і щебенюватістю, підвищеним вмістом карбонату кальцію, незначною потужністю гумусового горизонту через малу потужність профілю загалом або його змитість.

Буроземи малопотужні щебенювато-кам’янисті на карбонатних і безкарбонатних породах, що приурочені до крутих схилів, зайняті малопродуктивними лісами або степовою рослинністю. Тут доволі розвинуті ерозійні процеси, інтенсивність яких можна зменшити шляхом заліснення при терасуванні схилів.

Буроземи потужні глинисто-щебенюваті на карбонатних і безкарбонатних породах характеризуються високою потенціальною родючістю, на них розвиваються високопродуктивні чисті букові та змішані ліси.

Буроземи на пухких продуктах вивітрювання карбонатних і безкарбонатних порід використовують під сади, виноградники, ефіроолійні та овочеві культури, тютюн. Важливими заходами з підвищення їхньої родючості є застосування протиерозійних заходів, які передбачають задернування та заліснення крутих схилів, запровадження ґрунтозахисних сівозмін зі збільшенням частки багаторічних трав, будівництво різних гідротехнічних споруд, зрошення, внесення органічних і мінеральних добрив тощо.