Еволюція чорноземів типових глибоких південно-східного Лісостепу України під різними фітоценозами

Abstract

У дисертації за результатами комплексних польових, лабораторних (хімічних) та експедиційних (маршрутних) досліджень наведені теоретичні узагальнення і вперше запропонована теорія еволюції грунтотворного процесу під штучними лісовими фітоценозами, розроблене систематичне положення лісокультурних грунтів та визначений їх класифікаційний підрозділ на базі елементарних грунтотворних процесів (ЕГП) і біодіагностики, що дозволяє прогнозувати їх подальший розвиток, зміну родючості та раціональне використання, особливо при проведенні фітомеліоративних робіт (залуження, залісіння) на площі понад 10 млн. гектарів, які будуть виведені із розряду орних. Дослідження показали, що 30 – 50 річне зростання лісових культур на чорноземах сприяє розвитку акумулятивного профілю за всіма діагностичними показниками, але аналіз елементарних грунтотворних процесів свідчить про появу нових ЕГП: підстилкоутворення, гуміфікацію в підстилці, формування кислотності, знекарбоначення тощо, не характерних для чорноземів типових. Тому в типі чорноземів необхідно виділити підтип “чорнозем лісовий” зі збереженням відомих підрозділів (таксонів) нижче підтипу: рід, вид, різновидність, розряд, які часто зустрічаються під лісами Лісостепу і особливо Степу, об'єднуючи чорноземи без ознак опідзолювання та паркові чорноземи Лісостепу і Степу, що в класифікації Розова-Іванової входять до “вилужених чорноземів”

По результатам комплексных полевых, лабораторных (химических) и экспедиционных (маршрутных) исследований впервые предложена теория эволюции почвообразовательного процесса под искусственными лесными фитоценозами. Разработано систематическое положение лесокультурных почв и определён их классификационный подраздел на базе элементарных почвообразовательных процессов (ЭПП) и биодиагностики, что даст возможность прогнозировать их дальнейшее развитие, изменение плодородия и рациональное использование, особенно при проведении фитомелиоративных работ (залужения, залесения) на площади более 10 млн. гектаров, которые будут выведены из разряда пахотных. Решение проблемы достигалось проведением необходимых полевых, лабораторных (химических) и экспедиционных (маршрутных) исследований почв в пределах долинных ландшафтов реки Сиверский Донец. Для исследования конкретных почв были выбраны два типичных для юго-восточной Лесостепи Украины стационара. Роганский, где преобладают черноземы типичные мощные (Харьковская обл., Харьковский р-н); заложен в 1946 г. под руководством профессора А.М.Гринченко. Исследовались черноземы залежи, пашни, черноземы под дубом - лесная полоса, черноземы под пологом насаждений лиственницы, березы и сосны, а также, куртина трав среди лесонасаждений дендропарка. Второй объект исследований находится в долине р. Сиверский Донец, расположенной в юго-восточной части Харьковской области, в границах Скрипаивского учлесхоза Харьковского ГАУ. Долина достаточно типична для лесостепных речек. Исследовались почвы природных геоэкосистем: примитивные, дерновые слаборазвитые борового комплекса, гидроморфные пойменные и автоморфные серые оподзоленные правого коренного берега, которые служили контрольным вариантом природных почв. Исследования показали, что 30-50 летнее произрастание лесных культур на черноземах способствует их обогащению органическим веществом (гумусом) гуматного типа (Сфк:Сгк=2,01-2,90), увеличению величины емкости поглощения и явному преобладанию обменного кальция в составе обменно-поглощённых катионов, что вызывает аккумуляцию гумуса, формирование водостойкой зернистой структуры, определяет хорошую аэрацию почвы и высокую скважность. Под покровом лесных насаждений в черноземах улучшается микроагрегатное состояние и образуются более водостойкие структурные агрегаты. Физические, химические, физико-химические показатели черноземов пашни значительно хуже, чем под лесными культурами. По улучшающему влиянию на почву лесные культуры распределяются в такой последовательности: дуб > береза > лиственница > сосна. Черноземы, развивающиеся под лесом, имеют аккумулятивный профиль по всем диагностическим показателям, но анализ элементарных почвообразовательных процессов свидетельствует о появлении новых ЭПП, не характерных для чернозёмов типичных: подстилкообразование, гумификация в подстилке, формирование кислотности, кислотный гидролиз почвенной массы (?), обескарбоначивание. Эти ЭПП придают особое направление почвообразованию, что, безусловно, определяет иную дальнейшую эволюцию почв. Подстилкообразование, как известно, приводит к формированию гумуса особого состава (различные органические соединения) за пределами минеральной толщи почвы. Последовательно будет нарастать кислотность почв, снижаться линия залегания карбонатов кальция (обесокарбоначивание), что создает глубоковскипающие и выщелоченные черноземы (как в парковых лесах). Поэтому в типе черноземов необходимо выделить подтип “чернозем лесной” с сохранением известных подразделов (таксонов) ниже подтипа: род, вид, разновидность, разряд. Таким образом, под древесным покровом формируются особые черноземы - подтип лесных черноземов, которые часто встречаются под лесами Лесостепи и особенно Степи, объединяют черноземы без признаков оподзоливания и парковые черноземы Лесостепи и Степи, которые в классификации Розова-Ивановой входят в состав “выщелоченных черноземов”. В качестве биодиагностического показателя ЭПП нами был разработан коэффициент мобилизации азотного фонда органических веществ почвы (Кмаф=(МПА+КАА):(ГА+ЕШ), который для хвойных пород изменяется в пределах от 0,9 до 1,5, а для лиственных лесов - превышает 3,0.

In a thesis, by the results of complex: field, laboratory (chemical) and forwarding (routing) researches theoretical generalisation has been given and for the first time a theory of evolution of soil formation development process under artificial wood phytocoenosises, has been suggested. A systematic position of forest-cultured soils has been developed and their classification subdivision defined on the basis of elementary pedogenetic (soil forming) processes (EPP or ESFP) and biodiagnostics, that will make it possible to forecast their further development, fertility changing and rational using, in particular while realizing phytomeliorative works (meadowing, forest planting) on the area more than 10 million hectares, that are to be excluded from the category arable soils. The research has shown, that 30 – 50 years it is necessary for a forest cultures to grow on chernozem soils causes the development of accumulative profile according to all diagnostic parameters, but new EPP appear (litter formation, humification in the forest bedding, acidity formation, carbonate leaching, etc.) which are not characteristic of typical chernozem soils. Therefore in a chernozem type it is necessary to distinguish a subtype the “forest chernozem” (preserving the known subdivisions (taxons) below the subtype level: kind, sort, variety, category) which is frequently found in the Forest-steppes and, in particular, in the Steppes. The “forest chernozem” includes the chernozems with out the features of podzolisation and park chernozems of Forest-steppes and Steppes, which in Rosov-Ivanova's classification are placed under "leached chernozems".