Львівський національний університет імені Івана Франка

Підкова Оксана Миколаївна

УДК 631.48:631.472](477.83)

Генетико-літологічна обумовленість формування

ґрунтового покриву Розточчя

11.00.05 – біогеографія і географія ґрунтів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Львів – 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Львівському національному університеті імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат географічних наук, доцент

Кіт Мирон Григорович,

Львівський національний університет імені Івана Франка,

професор кафедри ґрунтознавства і географії ґрунтів

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, професор

Михайлюк Віктор Іванович,

Одеський державний аграрний університет,

професор кафедри меліорації і ґрунтознавства

доктор сільськогосподарських наук, професор

Волощук Мирослав Дмитрович,

Прикарпатський національний університет імені Василя

Стефаника, завідувач кафедри агрохімії і ґрунтознавства

Захист відбудеться 20 червня 2008 р. о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.051.08 у Львівському національному університеті імені Івана Франка (79000, м. Львів, вул. Дорошенка, 41, ауд. 26).

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка (79005, м. Львів, вул. Драгоманова, 17).

Автореферат розісланий 16 травня 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат географічних наук Телегуз О.Г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Ґрунтоутворюючі породи – літологічний фактор за І.П. Герасимовим, М.А.Глазовською (1960) – є одним із основних чинників ґрунтоутворення. Вони є тим твердофазним субстратом, у межах якого відбувається взаємодія живої і неживої речовини педосфери, формується ґрунт як біокосна система. Породи різняться хімічним, мінералогічним, гранулометричним складом, структурою тощо. Кожна з ознак може значною мірою і незалежно від інших впливати на процес ґрунтоутворення, знаходячи своє відображення у властивостях ґрунтів, їхньому валовому хімічному складі тощо. Різноманітність ґрунтоутворюючих порід у межах певної території у разі незмінності інших чинників ґрунтоутворення зумовлює літогенну дивергенцію ґрунтоутворення, значною мірою визначаючи структуру ґрунтового покриву території.

Актуальність теми. Розточчя – специфічний у природному відношенні регіон, знаходиться у контактній зоні кількох фізико-географічних країн, через нього проходить частина Головного Європейського вододілу. Важливим є природоохоронне і рекреаційне значення Розточчя, наявність системи природоохоронних об’єктів у його межах. Аналіз літературних джерел показує, що дослідженню ґрунтового покриву Розточчя приділено мало уваги.

На формування ґрунтів і ґрунтового покриву у межах Розточчя значний вплив має літологічний фактор. Значна різноманітність ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід зумовлює велике різноманіття ґрунтів як на родовому, так і на підтиповому і навіть типовому таксономічному рівнях, спричинюючи літогенну дивергенцію ґрунтоутворення у його межах. Це зумовлює значні труднощі у сільськогосподарсь-кому використанні територій. Для їхнього ефективного використання потрібно розробляти спеціальні технологічні прийоми і способи обробітку ґрунтів, адже поряд можуть залягати низькопродуктивні і родючі ґрунти, легкого і важкого гранулометричного складу, щебенюваті і без уламків порід тощо. Крім того, ґрунти, сформовані на літологічно неоднорідних породах, характеризуються різною величиною екологічної стійкості та агровиробничої цінності, що зумовлює необхідність застосування різних заходів з оптимізації землекористування. Зважаючи на це, найбільш актуальним слід вважати використання методу літокатен під час детального картографування ґрунтів Розточчя. Це зумовить вищу якість обстеження ґрунтового покриву поряд зі значним його здешевленням.

Об’єкт і предмет досліджень. Об’єктом досліджень є ґрунти Розточчя, їхні морфологічні, фізичні, фізико-хімічні властивості. Предмет досліджень – літогенна дивергенція ґрунтоутворення і генетико-літологічна обумовленість формування ґрунтового покриву Розточчя.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Вибраний напрям досліджень за темою дисертаційної роботи пов’язаний з “Національною програмою охорони земель” на 1996 – 2010 рр., державною науково-технічною програмою “Родючість і охорона ґрунтів” на 2001 – 2010 рр., держбюджетною темою “Географічні проблеми розвитку депресивних регіонів України: оцінка розвитку депресивності в сільськогосподарських регіонах України” (Вс-220Ф, державний реєстраційний номер 0104U002137), кафедральною проблематикою “Проблеми, генези, географії і класифікації ґрунтів Західного регіону України” (Вс-77Б, державний реєстраційний номер 1010U001424), госпдоговірною темою “Консервація деградованих земель Львівщини” (Вм-17-06, державний реєстраційний номер 0107U003721).

Мета роботи – вивчити морфологічні, фізичні, фізико-хімічні властивості ґрунтів Розточчя, особливості їхньої генетичної будови, генези, закономірності зміни основних показників їхніх властивостей залежно від літології ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід. Для досягнення поставленої мети було виконано такі завдання: проведено аналіз і оцінку чинників ґрунтоутворення Розточчя; досліджено ґрунтоутворюючі і підстилаючі породи, визначено їхній мінералогічний і петрографічний склад, структуру та інші властивості; вивчено морфологічні, фізичні, фізико-хімічні властивості ґрунтів і їхній зв’язок з літологією ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід; визначено валовий хімічний склад ґрунтів і ґрунтоутворюючих порід, виявлено зміни, які відбулись у валовому хімічному складі ґрунтів у результаті процесу ґрунтоутворення; розраховано ступінь диференціації профілю ґрунтів, сформованих на літологічно різних породах, на основі розрахованих показників діагностовано процеси, що проходять у ґрунтах; побудовано літокатени як серії ґрунтів, відмінності між якими зумовлені літологією порід; досліджено літогенну дивергенцію ґрунтоутворення у межах Розточчя.

Методи досліджень. Вивчення ґрунтового покриву Розточчя, зв’язку ґрунтів і їхніх властивостей з літологією ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід проводили із використанням порівняльно-географічного, профільно-генетично-факторного, порівняльно-аналітичного методів і методу літокатен.

Наукова новизна одержаних результатів: уперше в межах України на прикладі Розточчя детально вивчено явище літогенної дивергенції ґрунтоутворення; у ґрунтово-географічних дослідженнях території західного регіону України вперше використано метод літокатен; обґрунтовано генетико-літологічну обумовленість формування ґрунтів на різних таксономічних рівнях; проведено оцінку диференціації ґрунтового профілю на основі розрахунку фактора вилуговування і елювіально-акумулятивних коефіцієнтів із використанням результатів валового хімічного аналізу; використано шліфи ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід з метою встановлення їхнього впливу на властивості сформованих на них ґрунтів; побудовано літокатени у межах ключових ділянок.

Практичне значення. Результати досліджень можуть бути використані для удосконалення діагностики і класифікації ґрунтів; для корегування матеріалів ґрунтового обстеження попередніх років; природним заповідником “Розточчя” і Яворівським національним природним парком для еколого-господарського зонування їхньої території; під час бонітування ґрунтів і ґрунтово-екологічній оцінці, а також розробленні заходів із раціонального землекористування. Рекомендовано застосовувати метод літокатен під час проведення детального великомасштабного обстеження ґрунтів.

Особистий внесок здобувача. Автор провела польові і лабораторні дослідження ґрунтів, вивчила літогенну дивергенцію ґрунтоутворення і генетико-літологічну обумовленість формування ґрунтів на різних таксономічних рівнях; обґрунтувала використання методу літокатен в умовах значної різноманітності ґрунтоутворюючих порід; оцінила ступінь диференціації ґрунтів залежно від ґрунтоутворюючих порід, використала шліфи для визначення морфогенетичних властивостей ґрунтів.

Апробація результатів роботи. Основні результати роботи доповідали та обговорювали на VII з’їзді Українського товариства ґрунтознавців і агрохіміків (Київ, 2006), IV Міжнародній науковій конференції студентів і аспірантів (Дніпропетровськ, 2007), звітних наукових конференціях Львівського національного університету імені Івана Франка (Львів, 2005 – 2007).

Публікації. Результати дисертаційної роботи опубліковані у семи одноосібних наукових статтях, з них п’ять – у виданнях, рекомендованих ВАК України.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел (158 позицій). У роботі подано: 9 таблиць (7 ст.), 27 рисунків (18 ст.), 12 додатків (35 ст.). Повний обсяг роботи–221ст.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі проведено аналіз і оцінку чинників ґрунтоутворення Розточчя. З’ясовано, що ґрунти Розточчя сформувались в умовах великої строкатості ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід, розчленованості рельєфу, значної лісистості території. Характерною особливістю цієї території є літогенна дивергенція ґрунтоутворення, яка, вказуючи на провідну роль ґрунтоутворюючих та підстилаючих порід, зумовлює складність ґрунтового покриву.

У другому розділі висвітлено питання генези і географії ґрунтів Розточчя. Неоднорідність чинників ґрунтоутворення Розточчя спричинили різку просторову диференціацію ґрунтоутворюючих процесів. Одним із провідних чинників є літологічна неоднорідність ґрунтоутворюючих порід, у результаті якої на Розточчі поширені як зональні, так азональні та інтразональні ґрунти. Ґрунтовий покрив характеризується значною мозаїчністю, дрібноконтурністю, представлений дерново-підзолистими, сірими лісовими, дерновими, лучними, лучно-болотними, болотними і торфово-болотними ґрунтами. У формуванні ґрунтів брали участь такі елементарні ґрунтові процеси: гумусонакопичення, гумусоутворення in situ, торфоутворення, дерновий, вилуговування, опідзолення, лесиваж, олучніння, оглеєння тощо. Найбільші площі на Розточчі займають дерново-підзолисті, сірі лісові і дернові ґрунти. Дерново-підзолисті ґрунти є фоновими ґрунтами Равського Розточчя, у межах Львівського Розточчя переважають сірі лісові ґрунти. Дернові ґрунти поширені по всій території Розточчя, проте найбільші їхні площі приурочені до східної частини Розточчя. На Янівському Розточчі значні площі займають болотні ґрунти і торфовища. Серед дерново-підзолистих переважають слабопідзолисті ґрунти, серед сірих лісових – ясно-сірі і сірі лісові ґрунти.

Третій розділ присвячено методиці досліджень. Вивчення ґрунтового покриву Розточчя, зв’язку ґрунтів і їхніх властивостей з літологією ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід проводили із використанням низки методів, одним з яких був метод літокатен. Метод літокатен є специфічним (особливим) методом у ґрунтознавстві, невластивим для української школи ґрунтознавства. Його суть полягає у детальному і комплексному дослідженні ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід та ґрунтів, які на них сформувались, і ґрунтового покриву загалом. Автором терміна “літокатена” і засновником методу є американський ґрунтознавець Г. Йєнні. Цей метод як один із основних поряд з профільно-генетично-факторним було використано під час дослідження ґрунтів і ґрунтового покриву Розточчя.

В основі порівняльно-географічного, профільно-генетично-факторного і порівняльно-аналітичного методів лежить принцип ключових ділянок. Ґрунтуючись на аналізі топографічних карт різних масштабів, матеріалів ґрунтових обстежень попередніх років Львівським інститутом землеустрою УААН і кафедрою ґрунтознавства і географії ґрунтів Львівського національного університету імені Івана Франка, а також фондових і літературних матеріалах з геологічної, геоморфологічної і гідрогеологічної будови та рекогносцировочних ґрунтових досліджень на території Розточчя протягом 2004 – 2006 рр. було вибрано ключові ділянки, закладено літокатени і проведено картування ґрунтового покриву у їхніх межах. Основною умовою, яку ставили під час вибору ключових ділянок, а у подальшому і під час закладки розрізів у їхніх межах, було охопити літологічно відмінні ґрунтоутворюючі і підстилаючі породи. На території Розточчя було закладено п’ять ключових ділянок: “Івано-Франкове”, “Бірки”, “Потелич”, “Липник” і “Верещиця”. Назва ключової ділянки відповідає назві населеного пункту, поблизу якого вона була закладена. Основний акцент зроблено на дослідженні дерново-підзолистих і дерново-карбонатних ґрунтів, оскільки у них найбільш виразно простежено генетико-літологічну обумовленість їхньої будови і властивостей. У ґрунтових розрізах у польових умовах було вивчено морфологічні особливості ґрунтів. Для лабораторно-аналітичних досліджень зразки ґрунту відбирали пошарово (через кожні 10 см) у трикратній повторності, беручи до уваги генетичні горизонти. Окремо відбирали зразки порід для їхнього подальшого аналізу.

На основі узагальнення літературних джерел у четвертому розділі подано теоретичні засади літогенної дивергенції ґрунтоутворення. Детально розглянуто поняття ґрунтоутворюючої, материнської і підстилаючої порід, катени і літокатени, розкрито суть явища літогенної дивергенції. Дано оцінку гірським породам як чиннику ґрунтоутворення.

У п’ятому розділі розглянуто літогенну дивергенцію ґрунтоутворення Розточчя. У межах ключової ділянки “Івано-Франкове” поширені вапняки згусткові і дочетвертинні піски, шліфи яких зображено на рис. 1в – 1д. На елювії вапняків згусткових сформувались дерново-карбонатні ґрунти, які, залежно від їхнього залягання у рельєфі, перебувають на різних стадіях еволюції. Промивний тип водного режиму на відносно вирівняних привершинних частинах схилів сприяє промиванню ґрунтів, що зумовлює розчинення і вилуговування карбонатів кальцію вниз по профілю. Такі ділянки займають дерново-карбонатні слабовилуговані супіщані ґрунти. На крутих західних і північних схилах сформувались дерново-карбонатні короткопрофільні супіщані ґрунти, а на відносно виположених їхніх частинах – дерново-карбонатні супіщані ґрунти. На пологих східних схилах карбонатні породи залягають глибше, у їхніх межах поширені дерново-слабопідзолисті зв’язнопіщані ґрунти, сформовані на дочетвертинних пісках, підстелених з глибини 100 – 150 см вапняками. Найбільш понижені ділянки займають дерново-слабопідзолисті глеюваті зв’язнопіщані ґрунти, ґрунтоутворюючими породами яких є дочетвертинні піски.

Ґрунтовий покрив ключової ділянки “Бірки” представлений дерново-слабопідзолистими глейовими і глеюватими зв’язнопіщаними, дерновими опідзоленими супіщаними і торфово-болотними ґрунтами. Водно-льодовикові піски є ґрунтоутворюючою породою для дерново-слабопідзолистих глеюватих і глейових зв’язнопіщаних ґрунтів. Під лісом дерново-слабопідзолисті зв’язнопіщані глейові ґрунти підстеляються мореною, у якій містяться гранітні і кремнієві валуни розміром до 3 см. Дернові опідзолені супіщані ґрунти сформувались на водно-льодовикових супісках, які з глибини 100 – 150 см підстеляються вапняками.

Дерново-слабо- і середньопідзолисті ґрунти ключової ділянки “Потелич” сформувались на водно-льодовикових супісках, які підстеляються вапняками, пісковиками і мореною. Дерново-слабопідзолисті супіщані ґрунти, які підстеляються вапняком кластичним, містять дрібні уламки карбонатної породи в ілювіальному горизонті, що залягає безпосередньо на підстилаючій породі. Розчинення і вилуговування карбонатів зумовлює збагачення ґрунтово-вбирного комплексу ґрунтів катіонами кальцію, що позитивно впливає на властивості ґрунтів, зокрема фізико-хімічні властивості. Глибина підстилання пісковиком дерново-слабопідзолистих супіщаних і дерново-слабопідзолистих глеюватих супіщаних ґрунтів різна і залежить, насамперед, від розміщення ґрунтів у рельєфі. На підвищених вирівняних ділянках пісковик залягає глибше 1 м. Ґрунти, розміщені на схилі, підстеляються з глибини 50 см. У нижній частині профілю ґрунтів містяться уламки підстилаючої породи. На водно-льодовикових супісках, підстелених з глибини 50 – 100 см суглинистою мореною, сформувались дерново-середньопідзо-листі глеюваті супіщані ґрунти. Їхній профіль більш потужний, ніж профіль дерново-слабопідзолистих ґрунтів, підстелених щільними породами (вапняком, пісковиком). Оглеєння у вигляді іржавих плям оксидів заліза (10 YR 6/6 за шкалою Мансела) цих ґрунтів, як і дерново-слабопідзолистих глеюватих супіщаних ґрунтів, підстелених пісковиком, зумовлені їхнім розміщенням у рельєфі.

У межах ключової ділянки “Липник” поширені лесоподібні суглинки і карбонатні породи, представлені мергелем глинистим. На лесоподібних суглинках сформувались сірі лісові легкосуглинкові ґрунти. На схилах крутизною до 5? поширені сірі лісові слабозмиті легкосуглинкові ґрунти, а на більш крутих схилах – сірі лісові середньозмиті легкосугликові з плямами сильнозмитих (30 – 50 %). У пониженні на делювіальних відкладах, які підстеляються мергелем, сформувались дернові намиті ґрунти. На елювії мергелів сформувались дерново-карбонатні важкосуглинкові ґрунти.

Ґрунтоутворюючими породами у межах ключової ділянки “Верещиця” є елювій вапняків перекристалізованих і дочетвертинні піски. На вершині г. На Кам’яному (знаходиться у межах ключової ділянки) вапняки виходять на денну поверхню. На елювії вапняків сформувались дерново-карбонатні супіщані ґрунти. У привершинній частині схилу вони слаборозвинуті, на вирівняному пологому схилі – дерново-карбонатні короткопрофільні середньовилуговані. На дочетвертинних пісках сформувались дерново-підзолисті ґрунти. Незначні площі займають дерново-слабопідзолисті зв’язнопіщані ґрунти, ґрунтоутворюючими породами яких дочетвертинні піски, підстелені з глибини 150 – 200 см вапняками.

Проведені дослідження ґрунтового покриву ключових ділянок Розточчя показали, що без використання методу літокатен на території, яка характеризується значною різноманітністю і мозаїчністю ґрунтоутворюючих і підстилаючих порід, майже неможливо скласти достовірної ґрунтової карти великого масштабу. Часта зміна порід на невеликих територіях зумовлює відмінності ґрунтів на різних таксономічних рівнях.

У шостому розділі розглянуто особливості ґрунтів, зумовлені літологією ґрунтоутворюючих порід.

Морфологічна будова. Характерною особливістю дерново-підзолистих ґрунтів є різка диференціація ґрунтового профілю на генетичні горизонти. Профіль ґрунтів має тричленну будову, у ньому виділяються гумусово-елювіальний, елювіальний і ілювіальний горизонти. За результатами статистичної обробки показників морфометрії встановлено, що потужність ґрунтового профілю (до ґрунтоутворюючої породи) у дерново-підзолистих ґрунтах, сформованих на дочетвертинних пісках більша, ніж у дерново-підзолистих ґрунтах, ґрунтоутворюючою породою яких є водно-льодовикові піски. У ясно-сірих лісових ґрунтах, як і дерново-підзолистих, виразно проявляється елювійованість верхньої частини профілю та ілювійованість нижньої, причому остання більш чітка, ніж у підзолистих ґрунтах. Сірі лісові ґрунти за будовою профілю схожі до ясно-сірих. Відрізняються від останніх відсутністю елювіальних горизонтів, гумусово-елювіальні горизонти у них переходять в ілювіальні з більшою чи меншою виразністю. Ознаки опідзолення темно-сірих опідзолених ґрунтів порівняно з сірими лісовими ґрунтами виражені слабо, процеси акумуляції гумусу досить значні, через що у профілі чітко виділяється більш потужний і краще гумусований порівняно з ясно-сірими і сірими лісовими ґрунтами профіль. У профілі дерново-карбонатних ґрунтів виділяється гумусовий горизонт темно-сірого забарвлення, карбонатний, з уламками породи; гумусовий перехідний горизонт сірого забарвлення з білястим відтінком, інтенсивність якого в нижній частині збільшується унаслідок збільшення кількості уламків породи та аморфних продуктів вивітрювання; перехідний гумусовий горизонт білясто-сірого забарвлення, складений із уламків породи, простір між якими заповнений гумусово-глинистим матеріалом, поступово переходить у елювій карбонатної породи. Елювій складений уламками різного розміру, простір між уламками заповнений аморфними продуктами вивітрювання. Дерново-карбонатні ґрунти, сформовані на елювії вапняків згусткових (ключова ділянка “Івано-Франкове”), елювії мергелів (ключова ділянка “Липник”) та елювії вапняків перекристалізованих (ключова ділянка “Верещиця”) характеризуються значними відмінностями у морфологічній будові.

Гранулометричний склад. Ґрунти Розточчя, головно, дерново-підзолисті, сформувані на дочетвертинних або водно-льодовикових відкладах легкого гранулометричного складу, характеризуються піщаним або супіщаним гранулометричним складом. Переважаючими фракціями гранулометричних елементів є пісок або грубий пил. Дерново-карбонатні ґрунти ключових ділянок “Івано-Франкове” і “Верещиця”, які сформувались на елювії вапняків, як і дерново-підзолисті ґрунти Розточчя, характеризуються легким гранулометричним складом. Пісок у профілі рендзин накопичується у результаті вивітрювання карбонатних порід і вилуговування продуктів руйнування. Верхня частина профілю ґрунтів, де процеси розчинення і вилуговування карбонатів протікають більш інтенсивно, характеризується більшою опіщаненістю, ніж перехідний до породи горизонт. Разом із вилуговуванням карбонатів вимивається також тонкодисперсний глинистий матеріал. Порожнини, які виникають у процесі вилуговування твердих карбонатних частинок, заповнюються алюмосилікатними частинками з горизонтів, що розміщені вище. Дерново-карбонатні ґрунти ключової ділянки “Липник”, які сформувались на елювії мергелів, характеризуються важкосуглинковим гранулометричним складом у гумусово-акумулятивному орному горизонті і легкоглинистим вниз по профілю. Серед фракцій гранулометричних елементів абсолютно переважає мулиста фракція. У нерозчинному залишку мергелю вміст мулу становить 29,85 %. У разі розчинення мергелю накопичення глинистого матеріалу відбувається головно за рахунок накопичення нерозчинного залишку. Гранулометричний склад сірих лісових ґрунтів характеризується грубопилувато-легкосуглинковим складом у межах всього профілю, окрім ілювіальних горизонтів, де він важчає за рахунок переміщення мулистих частинок з верхніх горизонтів.

Загальні фізичні властивості. Щільність твердої фази ґрунтів Розточчя коливається у вузькому діапазоні величин. Найнижчі її значення характерні для верхніх горизонтів ґрунтів, з глибиною щільність твердої фази поступово, хоч і не завжди чітко витримано, зростає, досягаючи максимуму у ґрунтоутворюючій породі. Дерново-підзолисті ґрунти ключових ділянок “Бірки” і “Потелич”, ґрунтоутворюючими породами яких є водно-льодовикові відклади легкого гранулометричного складу, характеризуються вищими показниками щільності твердої фази, ніж дерново-підзолисті ґрунти, які сформувались на дочетвертинних пісках і супісках (ключові ділянки “Івано-Франкове” і “Верещиця”). У сірих лісових ґрунтах щільність твердої фази закономірно збільшується зверху донизу з максимальними її значеннями в ілювіальному горизонті. Дерново-карбонатні ґрунти характеризуються нижчими показниками щільності твердої фази, ніж дерново-підзолисті і сірі лісові ґрунти. Серед дерново-карбонатних ґрунтів найнижчою вона є у дерново-карбонатних важкосуглинкових ґрунтах ключової ділянки “Липник” – 2,42 – 2,43 г/см3 у гумусово-акумулятивному горизонті і поступово зростає до 2,56 – 2,60 г/см3 у дерново-карбонатних середньовилугованих супіщаних ґрунтах ключової ділянки “Верещиця”, наближаючись до таких самих показників дерново-підзолистих ґрунтів.

Найнижчими показниками щільності будови, як і щільності твердої фази, серед ґрунтів Розточчя відзначаються дерново-карбонатні ґрунти, причому збільшення її величин відзначено в еволюційному ряді рендзин: типові > слабовилуговані > середньовилуговані. Дерново-підзолисті ґрунти, ґрунтоутворюючими породами яких є водно-льодовикові відклади, характеризуються вищими показниками щільності будови у межах профілю, ніж дерново-підзолисті ґрунти, сформовані на дочетвертинних відкладах (пісках кварцових і вапнистих). Це можна пояснити тим, що у результаті переміщення відкладів талими льодовиковими водами проходило їхнє відсортовування і водночас ущільнення, що знаходить своє відображення як у збільшенні величини щільності будови, так і величини щільності твердої фази.

Загальна шпаруватість ґрунтів коливається у межах 35 – 59 %, зменшуючись зверху донизу майже чітко витримано. Найвищі її значення характерні для дерново-карбонатних ґрунтів, у яких ґрунтова маса упакована найменш щільно. Зі збільшенням розчинення і вилуговування карбонатів зростає щільність будови ґрунтів, відповідно зменшується величина загальної шпаруватості.

Гумусовий стан. Вміст гумусу у ґрунтах Розточчя низький і дуже низький, лише у дерново-карбонатних супіщаних ґрунтах ключової ділянки “Івано-Франкове” – середній і становить 4,98 % у гумусово-акумулятивному горизонті. У дерново-карбонатних важкосуглинкових ґрунтах ключової ділянки “Липник” вміст гумусу нижчий (2,83 – 2,29 % у горизонті Hk ор). Зазначено незначне зростання вмісту гумусу у нижній частині профілю дерново-слабопідзолистих і дернових опідзолених ґрунтів, які сформувались на водно-льодовикових відкладах, підстелених карбонатними породами. Серед ґрунтів Розточчя найбільшими запасами гумусу характеризуються дерново-карбонатні супіщані ґрунти, ґрунтоутворюючими породами яких є елювій вапняків згусткових. За показниками гумусового стану запаси гумусу у шарі 0 – 20 см у них характеризуються як середні – 103,08 т/га. Низькими запасами гумусу у цьому ж шарі характеризуються дерново-слабопідзолисті супіщані ґрунти ключової ділянки “Потелич”, які підстеляються вапняками – 67,48 т/га, а також дерново-карбонатні важкосуглинкові ґрунти ключової ділянки “Липник”. Інші ґрунти Розточчя мають дуже низькі запаси гумусу.

Досліджуючи груповий склад гумусу ґрунтів, які сформувались на літологічно різних породах і під різними ценозами, було встановлено, що дерново-карбонатні ґрунти характеризуються дуже низьким і низьким ступенем гуміфікації, причому спостерігається така закономірність: чим вищий вміст карбонатів у горизонті, тим меншою є гуміфікація органічної речовини. Найвищим ступенем гуміфікації характеризуються дерново-слабопідзолисті ґрунти (51,19 %). Дерново-карбонатні короткопрофільні середньовилуговані супіщані ґрунти ключової ділянки “Верещиця” за вмістом гумусу і його типом наближаються до дерново-підзолистих ґрунтів. Ґрунти, які сформувались на дочетвертинних пісках, характеризуються низьким вмістом гуміну. Найвищий вміст гуміну у дерново-карбонатних важкосуглинкових ґрунтах, сформованих на елювії мергелів – 70,76 % у горизонті Hk ор і 71,47 % у горизонті Hk п/ор.

Дослідження оптичної щільності С загального і ГК показало, що найвищі величини коефіцієнта оптичної щільності характерні для сірих лісових слабозмитих легкосуглинкових і дерново-карбонатних важкосуглинкових ґрунтів ключової ділянки “Липник”. Дерново-підзолисті і дерново-карбонатні ґрунти ключових ділянок “Івано-Франкове” і “Верещиця” характеризуються нижчими величинами Есзаг і Есгк. Відмінності у значеннях коефіцієнта екстинції пояснюються відмінностями ценозів, у межах яких поширені ґрунти, а не відмінностями ґрунтоутворюючих порід. Коефіцієнт забарвлення для дерново-карбонатних ґрунтів становить 2,83 – 2,73, для сірих лісових – 2,96 – 2,89, а найвищі значення його характерні для дерново-підзолистих ґрунтів Розточчя – 3,14 – 3,29. Низькі величини оптичної щільності рендзин при найвищому вмісті гумусу у них можна пояснити тим, що у результаті розкладу кислої лісової підстилки відбувається утворення бурих гумінових кислот 1-ї фракції, які “осаджуються” у горизонті кальцієм. Це консервує ГК, сприяє їхньому оструктуренню. У результаті сільськогосподарського використання ґрунтів молекули гумусових речовин збагачуються компонентами ароматичних структур, завдяки чому зростає оптична щільність С загального і ГК, відповідно, і коефіцієнта екстинції.

Карбонатність. Вміст карбонатів у профілі дерново-карбонатних ґрунтів Розточчя закономірно змінюється зверху вниз, досягаючи максимальних значень у ґрунтоутворюючих породах. Найвищий вміст СаСО3 характерний для дерново-карбонатних ґрунтів ключової ділянки “Івано-Франкове”, що спричинено високою карбонатністю вапняків згусткових – 92,86 %, на елювії яких вони сформувались. Дерново-карбонатні важкосуглинкові ґрунти ключової ділянки “Липник”, сформовані на елювії мергелів глинистих, характеризуються низьким вмістом СаСО3 – у профілі ґрунтів вміст карбонатів змінюється від 0,86 до 12,24 %. Це зумовлено невисокою карбонатністю мергелів – 43,12 %. Незважаючи на вилугованість верхньої частини дерново-карбонатних короткопрофільних середньо-вилугованих супіщаних ґрунтів ключової ділянки “Верещиця”, ґрунтоутворюючою породою яких є елювій вапняків перекристалізованих, вміст СаСО3 у вапняках становить 93,20 %. Карбонати у верхній частині ґрунтового профілю вилуговані і разом з тонкодисперсними частинками вимиті у нижні шари ґрунту, де у процесі кристалізації вони з тонкозернистої кристалічної маси перейшли у крупнозернисту (кристалічну) без зміни мінералогічного складу. Шліф, виготовлений із вапняку перекристалізованого, вказує на наявність відкритих ізольованих пор різного розміру, заповнених принесеним зверху глинистим матеріалом. Гранулометричний склад нерозчинного залишку породи містить значну кількість мулистих частинок – 28,59 % і характеризується як середній суглинок. Ознаки вилуговування і часткової перекристалізації також виявлені у шліфі вапняку згусткового. Нерозчинний залишок характеризується дещо легшим гранулометричним складом (легкий суглинок), вміст мулистої фракції становить 12,90 %.

Макроморфологічними дослідженнями встановлено, що карбонати у профілі ґрунтів представлені зазвичай у вигляді уламків ґрунтоутворюючих порід. Уламки мають здебільшого слабоокатану або кутувато-округлу форму, розміри уламків змінюються від 0,5 – 1 мм у гумусово-акумулятивному горизонті до 20 – 30 мм у перехідному до породи горизонті. Порожнини між уламками заповнені дрібноземом, що частково змішується з продуктами вивітрювання карбонатних порід (головно з піском). У нижній частині ґрунтового профілю уламки порід мають неправильну форму, вони кутуваті, наявні гострі кути, що свідчить про їхню відносну “молодість” і слабку вивітреність. Поверхня багатьох уламків покрита гідрооксидами заліза, які, утворюючись у процесі вивітрювання ґрунтоутворюючої породи, надають горизонтам бурого відтінку.

Дослідженнями встановлено, що дерново-слабопідзолисті супіщані (ключова ділянка “Потелич”) і дернові опідзолені супіщані (ключова ділянка “Бірки”) ґрунти, які сформувались на водно-льодовикових відкладах легкого гранулометричного складу, підстелених вапняками, у горизонті, що залягає над підстилаючою породою, містять дрібні уламки вапняків. У місцях їхнього скупчення горизонт закипає від 10 % НСІ. У межах ключової ділянки “Верещиця” поширені дерново-слабопідзолисті зв’язнопіщані ґрунти, ґрунтоутворюючими породами яких є дочетвертинні відклади, представлені пісками вапнистими. Вміст СаСО3 у породі становить 15,44 %, а у горизонті, що залягає зверху – 0,37 %. У ґрунтоутворюючій породі трапляються окремі тверді карбонатні конкреції розміром до 5 см переважно овальної або округлої форми.

Ємність катіонного обміну та склад ввібраних основ. До складу ввібраного комплексу дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтів Розточчя входять зазвичай йони кальцію, магнію, гідрогену, а також алюмінію, переважає йон кальцію. Дослідженнями встановлено, що алюміній присутній у складі вбирного комплексу дерново-підзолистих ґрунтів під лісом, у ґрунтах, що обробляються він практично відсутній. Вапнування і внесення лужних добрив сповільнює розвиток підзолистого процесу, а збільшення кількості ввібраного кальцію певною мірою сприяє витісненню йону алюмінію з складу ґрунтово-вбирного комплексу. Однією з причин збільшення кількості йону кальцію у складі вбирного комплексу дерново-підзолистих орних ґрунтів вважають розвиток дефляційних процесів на розораних дерново-карбонатних ґрунтах, які залягають поряд, карбонати разом з часточками ґрунту переносяться вітром на незначні віддалі і осідають на поверхні сусідніх ґрунтів. Крім цього, сільськогосподарське використання ґрунтів позитивно впливає на їхню вбирну здатність, збільшується ємність катіонного обміну і ступінь насичення основами, зменшується величина гідролітичної кислотності.

У дерново-слабопідзолистих зв’язнопіщаних ґрунтах ключової ділянки “Верещиця” відмічено різке збільшення вмісту ввібраного кальцію з глибиною, що пов’язано із ґрунтоутворюючою породою – пісками вапнистими. У результаті висхідних рухів води розчинений кальцій з породи піднімається вверх по профілю ґрунтів, гідрогенно збагачуючи ґрунтово-вбирний комплекс йонами кальцію. У дерново-слабопідзолистих супіщаних ґрунтах ключової ділянки “Потелич”, які сформувались на водно-льодовикових супісках, підстелених вапняками, також спостерігається збільшення вмісту ввібраного кальцію вниз по профілю.

Найвищі показники ємності вбирання характерні для дерново-карбонатних важкосуглинкових ґрунтів ключової ділянки “Липник”, які сформувались на елювії мергелів глинистих – 33,23 – 33,76 мг-екв/100 г ґрунту у гумусово-акумулятивному горизонті. Дерново-карбонатні супіщані і дерново-карбонатні слабовилуговані супіщані ґрунти ключової ділянки “Івано-Франкове”, які сформувались на елювії вапняків згусткових, характеризуються нижчими показниками ємності вбирання. Основною причиною різних величин ємності вбирання рендзин є відмінності у їхньому гранулометричному складі, зокрема у вмісті мулистої фракції.

Кислотно-основні властивості. Дерново-підзолисті ґрунти Розточчя під лісом характеризуються сильнокислою реакцією ґрунтового розчину у гумусово-елювіальному горизонті (рН сольового розчину ? 4,5). Ґрунти, які сформувались на дочетвертинних пісках, характеризуються вищими показниками як рН водного, так і рН сольового розчинів, ніж ґрунти, ґрунтоутворюючими породами яких є водно-льодовикові піски і супіски. В освоєних ґрунтах Розточчя кислотність ґрунтового розчину нижча, ніж у цілинних аналогах, величини гідролітичної кислотності дуже низькі (менше 2 мг-екв/100 г ґрунту). Ґрунти, які сформувались на елювії карбонатних порід або підстеляються щільними карбонатними породами, характеризуються поступовою нейтралізацією ґрунтового розчину вниз по профілю, що пов’язано зі збільшенням у цьому ж напрямі кальцію, який накопичується за рахунок гідрогенної акумуляції. Величина гідролітичної кислотності у цих ґрунтах дуже низька і зменшується у напряму до породи.

Кислотність ґрунтового розчину дерново-карбонатних ґрунтів Розточчя корелює із вмістом карбонатів у профілі ґрунтів. У верхній частині профілю рендзин реакція ґрунтового розчину нейтральна, слаболужна у середній частині, а у перехідному до породи горизонті лужність ґрунтового розчину зростає. Верхній гумусовий горизонт дерново-карбонатних середньовилугованих супіщаних ґрунтів ключової ділянки “Верещиця” повністю вилугований від карбонатів і величини рН та гідролітичної кислотності горизонту близькі до відповідних величин дерново-підзолистих ґрунтів.

Валовий хімічний склад ґрунтів. Основу валового хімічного складу (ВХС) ґрунтів Розточчя, вираженого у відсотках від ваги сухого ґрунту, становлять оксиди силіцію (SiO2), алюмінію (Al2O3), ферму (Fe2O3) і кальцію (CaO). Їх вміст коливається в межах 93,76 – 97,90 % у дерново-підзолистих ґрунтах і 73,40 –93,58 % у дерново-карбонатних ґрунтах. Абсолютно переважає SiO2. У дерново-підзолистих ґрунтах його вміст становить 85,59 – 96,67 %, а у рендзин – 39,27 – 88,45 %. Серед півтораоксидів (R2O3) у ґрунтах Розточчя більше міститься Al2O3, ніж Fe2O3. Відносно високим вмістом R2O3, зокрема Al2O3, виділяються дерново-карбонатні важкосуглинкові ґрунти ключової ділянки “Липник”, ґрунтоутворюючою породою яких є елювій мергелів. Серед лужноземельних елементів переважає оксид калію (К2О), вміст оксиду натрію (NaO) дещо менший. Кількість оксидів магнію (MnO), фосфору (P2O5), сульфуру (SO3) і титану (ТіО2) незначна.

Результати перерахунку валового хімічного аналізу на прожарений безкарбонатний ґрунт (див. табл. 1) підтверджують, що ВХС дерново-підзолисті ґрунти Розточчя успадкували від ґрунтоутворюючих порід, про що свідчить подібний ВХС ґрунтових горизонтів і ґрунтоутворюючих порід. Основу ВХС рендзин становлять оксиди силіцію і кальцію. Вони складають більше 90 % мінеральної частини дерново-карбонатних ґрунтів, ґрунтоутворюючими породами яких є елювій вапняків, і 78 – 80 % рендзин, які сформувались на елювії мергелів. На відміну від дерново-підзолистих ґрунтів, у яких накопичення SiO2 відбувається зверху донизу до ґрунтоутворюючих порід, у дерново-карбонатних ґрунтах найбільша кількість оксиду силіцію міститься у гумусово-акумулятивному горизонті. Розподіл силікатного (некарбонатного) СаО у профілі дерново-карбонатних ґрунтів обернений – максимум міститься у породі, а мінімум – у верхньому гумусово-акумулятивному горизонті. Вміст R2O3 у горизонтах ґрунтів більший, ніж у породі. Серед R2O3 переважає Al2O3, спостерігається збільшення R2O3 у верхній частині ґрунтоутворюючої породи. Під час еволюції рендзин спостерігається послідовна зміна таких елементарних ґрунтоутворюючих процесів: декарбонізації, вилуговування карбонатів, мобілізації і переміщення заліза і глинистих часток та накопичення їх у перехідному горизонті. Карбонатні частинки у ґрунтах є джерелом осадження речовин, які переносять ґрунтові розчини і суспензії, у результаті чого під час розчинення карбонатів відбувається метасоматичне заміщення частинок глинисто-залізистим матеріалом. Це спричиняє збільшення мулу і фізичної глини у перехідному до породи горизонті і у верхній частині ґрунтоутворюючої породи. Накопичення кварцу (SiO2) у профілі дерново-карбонатних ґрунтів відбувається за рахунок фізичної дезінтеграції карбонатних порід з наступною їхньою декарбонізацією. У результаті вивітрювання порід карбонатний цемент руйнується і вимивається, а SiO2 відносно накопичується. Незруйнований залишок, що залишився після відмивання вапняків 0,2 і 0,05 н НСІ, містить значну кількість піщаного матеріалу. Дерново-карбонатні ґрунти, ґрунтоутворюючими породами яких є елювій мергелів, відрізняються за ВХС від рендзин, сформованих на елювії вапняків. Вони містять меншу кількість SiO2 у профілі при значно більшій його кількості у самій породі. Вміст силікатного СаО у них менший, у породі його вміст становить 27,96 %.

Таблиця 1

Валовий хімічний склад ґрунтів Розточчя, % від ваги прожареного безкарбонатного ґрунту

№ розрізу | Генетичний горизонт,

глибина відбору зразка, см | Ґрунтоутворююча порода |

Ключова ділянка | Гігроскопічна волога, % | Втрати під час прожарювання, % | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | MnO | K2O | Na2O | P2O5 | SO3 | TiO2

Дерново-прихованопідзолисті зв’знопіщані

3В | Hрe, 5-13 | дочетвер-тинні піски | “Вере-щиця” | 0,39 | 3,06 | 92,39 | 3,49 | 0,64 | 0,07 | 0,15 | 0,31 | 0,03 | 1,22 | 0,82 | 0,03 | 0,27 | 0,20

Рiе(h), 13-23 | 0,22 | 2,47 | 92,85 | 3,50 | 0,55 | 0,06 | 0,14 | - | 0,03 | 1,19 | 0,90 | 0,04 | 0,14 | 0,20

P, 140-150 | 0,05 | 1,26 | 92,50 | 3,64 | 0,46 | 0,05 | 0,14 | 0,20 | 0,03 | 1,13 | 1,05 | 0,08 | 0,21 | 0,13

Дерново-слабопідзолисті зв’знопіщані

2В | He, 5-14 | дочетвер-тинні піски | “Вере-щиця” | 0,37 | 2,74 | 95,38 | 1,84 | 0,44 | 0,07 | 0,14 | 0,10 | 0,02 | 0,74 | 0,59 | 0,04 | 0,14 | 0,09

I(e), 37-47 | 0,23 | 0,85 | 96,49 | 1,62 | 0,45 | 0,04 | 0,14 | - | 0,03 | 0,41 | 0,67 | 0,02 | 0,13 | 0,19

Pif(k), 75-85 | 0,66 | 1,49 | 94,68 | 2,02 | 1,21 | 0,02 | 0,21 | - | 0,02 | 0,41 | 0,73 | 0,03 | 0,15 | 0,15

Prk, 140-150 | 0,21 | 1,16 | 95,77 | 0,59 | 0,63 | 0,03 | 2,53 | 0,13 | 0,03 | 0,26 | 0,29 | - | 0,25 | 0,09

Дерново-середньопідзолисті глеюваті супіщані

3П | He (op), 0-10 | водно-льодовикові супіски | “Потелич” | 0,52 | 2,58 | 91,17 | 4,41 | 1,12 | 0,09 | 0,43 | 0,05 | 0,03 | 1,80 | 0,87 | 0,05 | 0,09 | 0,33

I(e), 45-55 | 0,68 | 1,77 | 87,15 | 6,65 | 2,02 | 0,10 | 0,72 | 0,05 | 0,03 | 2,17 | 0,91 | 0,03 | 0,24 | 0,43

Pgl, 73-83 | 0,73 | 0,50 | 92,29 | 3,41 | 1,15 | 0,04 | 0,28 | 0,61 | 0,21 | 1,03 | 0,49 | 0,02 | 0,29 | 0,20

Dgl, 115-125 | 3,09 | 3,64 | 84,50 | 7,90 | 4,42 | 0,06 | 0,30 | - | 0,02 | 1,82 | 0,47 | 0,04 | 0,17 | 0,38

Дерново-карбонатні короткопрофільні середньовилуговані супіщані

1В | H, 6-22 | елювій вапня-ків перекрис-талізованих | „Вере-щиця” | 1,26 | 4,26 | 92,44 | 3,82 | 1,08 | 0,17 | 0,30 | 0,65 | 0,06 | 0,77 | 0,43 | 0,05 | 0,28 | 0,22

Phk, 45-50 | 1,64 | 2,76 | 91,37 | 4,61 | 1,86 | 0,13 | 0,34 | 0,11 | 0,10 | 0,74 | 0,37 | 0,06 | 0,29 | 0,27

Pk, 50-52 | 0,31 | 0,58 | 63,25 | 12,88 | 2,65 | 0,19 | 10,99 | 5,78 | 0,47 | 2,56 | 1,33 | 0,28 | 2,94 | 0,47

Дерново-карбонатні супіщані

3Р | Hk, 3-26 | елювій вапняків згусткових | “Івано-Франкове” | 6,50 | 3,92 | 90,84 | 5,29 | 1,24 | 0,62 | 0,84 | 0,73 | 0,02 | 0,92 | 0,50 | 0,15 | 0,23 | 0,29

Phk, 50-58 | 1,09 | 2,52 | 88,05 | 4,08 | 1,59 | 0,23 | 4,24 | 0,23 | 0,20 | 0,66 | 0,32 | 0,18 | 0,68 | 0,23

Pk, 58-60 | 0,23 | 0,70 | 70,28 | 8,79 | 1,73 | 0,15 | 14,17 | 3,00 | 1,13 | 0,68 | 0,53 | 0,23 | 1,73 | 0,38

Дерново-карбонатні важкосуглинкові

2Л | Hk op, 0-20 | елювій мергелів глинистих | “Липник” | 6,64 | 5,76 | 77,93 | 13,13 | 4,36 | 0,56 | 0,40 | 0,12 | 0,05 | 1,96 | 0,36 | 0,12 | 0,23 | 0,56

Pk, 45-52 | 5,77 | 4,07 | 80,49 | 12,58 | 4,63 | 0,57 | 0,94 | 0,12 | 0,04 | 1,83 | 0,33 | 0,08 | 0,14 | 0,57

Рk, 52-55 | 3,23 | 5,38 | 75,20 | 10,60 | 3,82 | 0,19 | 6,24 | 0,84 | 0,03 | 1,99 | 0,45 | 0,12 | 0,20 | 0,49

Диференціація профілю ґрунтів. На основі даних валового хімічного і гранулометричного складів ґрунтів розраховано ступінь диференціації профілю ґрунтів (табл. 2). При цьому використовувались методи молярних відношень, прямого порівняння і елювіально-акумулятивних коефіцієнтів, а також загальної диференціації профілю за мулом. Подані величини молярних відношень і фактора вилуговування вказують на неоднорідність хімічного складу мінеральної частини ґрунтів і диференціацію профілю ґрунтів Розточчя. Вони опосередковано свідчать про інтенсивність процесів внутрішньоґрунтового вивітрювання і вилуговування та перерозподіл речовин у профілі ґрунтів. Молярне відношення SiO2/R2O3 у дерново-підзолистих ґрунтах відображає елювіально-ілювіальну диференціацію профілю ґрунтів. У