ГРУНТОТВІРНІ ПРОЦЕСИ В БАЙРАЧНИХ ЕКОСИСТЕМАХ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.43.2023.19Ключові слова:
екологічні властивості, ґрунт, агрегатний склад, водостійкість, гумусовий стан, ґрунтотворні процесиАнотація
У роботі розкриті особливості ґрунтотвірних процесів під лісовою рослинністю в умовах степу на прикладі байрачного біогеоценозу. Для поліпшення стану екологічного середовища України лісові насадження мають надзвичайно важливе значення. Багатофунціональні властивості лісів сприяють значному підвищенню якісної характеристики ґрунтів, перетворють поверхневий стік води на глибинний, припиняючи згубний вплив суховіїв, попереджають ерозію ґрунтів.
Щоб зберегти певну екосистему, треба, насамперед, досконально вивчити всі її компоненти. Ґрунт є основним, результуючим блоком функціонування лісової екосистеми. Для більш чіткого розуміння принципу взаємодії ґрунтів з лісовим біогеоценозом у степових умовах необхідно мати відповіді на ряд питань, серед яких комплексні властивості ґрунту та характер ґрунтотвірних процесів.
У роботі представлені результати визначення агрегатного складу, водостійкості структурних агрегатів, гумусовий стан лісових чорноземів під байрачною рослинністю.
Максимальне значення коефіцієнт структурності (К) має у гор. 20—30 см і дорівнює 8,87. У горизонті 10—20 см він становить 5,49. Вниз по ґрунтовому профілю значення К знижується, а в горизонті 60—70 підвищується до 6,23, та 5,35 у горизонті 70–80 см, далі коливається, поступово знижуючись.
Значення суми агрегатних фр.0,50—2,00 мм по всьому горизонту дуже високе і майже не змінюється. Максимальне значення показника 79,41 % у гор.і 20—30 см та 72,59 % у гор. 10—20 см. Далі показник знижується до мінімального значення 53,32 % у горизонті 50—60 см і потім, аналогічно показнику коефіцієнта структурності, значно підвищується в горизонті
60—70 і дорівнює 79,33 % і знову трохи знижується з глибиною.
Значення водостійкості всіх агрегатів зменшується із збільшенням глибини горизонту і має найбільше значення у горизонті 0—10 см (фракція 0,25—0,50 мм) — 87,41 % а найменше у горизонті 50—60 см (фр. 0,25 мм ) — 16,65 %. Значення даного показника у горизонтах 0—10 і 10—20 см приближені до максимальних і коливаються від 56,01 % до 87,41 %. Фракція
0,50—1,00 мм всіх горизонтів має найбільші показники, порівняно з іншими показниками
фракцій.
Дослідження гумусового стану показали, що у верхньому горизонті ґрунтового профілю загальний вміст гумусу високий — 9,3 %
Запаси гумусу в горизонті 0—20 см (180 т/га) за показниками гумусового стану високі. Профільний розподіл гумусу поступово спадний, гумусовий горизонт потужний. Тип гумусу змінюється від гуматного до фульватно-гуматного (Сгк/Сфк = 2,3—1,9), ступінь гуміфікації з глибиною ґрунтового розрізу змінюється від високого до середнього (36,7—29,1). Вміст негідролізованого залишку середній (51,3—55,8 %).
Отримані нами результати свідчать, що досліджувана пакленова діброва має оптимальні комплексні екологічні показники. Мікроморфологічна структура досліджуваних ґрунтів байраку свідчить, що верхні гумусові горизонти дуже добре структуровані та гуміфіковані. Колір мікрошліфів темно-бурий майже чорний, обумовлений гумусо-глинистою плазмою. Ґрунт має досить високі показники коефіцієнта структурності та водостійкості структурних агрегатів відповідно. Отримані нами дані підтвердили положення професора А. П. Травлєєва, що ліси в степовій зоні, на відміну від лісової зони, позитивно впливають на комплексні властивості ґрунту. Байрачні лісові чорноземи характеризуються активним біогенним мікроструктуроутворенням, результатом якого є значна агрегованість та пухкість мікроструктури, тощо.
Посилання
Zúniga M. C., Feijoo A. M., Quintero H., Aldana N, J., Carvajal A. F. (2013). Farmers percep-tions of earthworms and their role in soil. Appl. Soil Ecol.. Vol. 69, Р. 61–68.
Nsanganwimana F., Marchand L., Douay F.&Mench M.Arundodonax L. (2014). A candidate for phytomanaging water and soils contaminated by trace elements and producing plant-based feedstock. International Journal of Phytoremediation. Vol. 16, Р. 982–1017. DOI: 10.1080/15226514.2013.810580.
Silva E.A., Gomes J.B.V., Filho J.C.A., Vidal-Torrado P., Cooper M., Curi N. (2012). Morphology, mineralogy and micromorphology of soils associated to summit depressions of the Northeastern Brazilian coastal Plains. Cienc. e Agrotecnol. Vol. 36. Р. 507–517.
Kholodna, A.S. (2016). Soil factors of floodplain soils that limit growth of energy crops (in Ukrainian). Gruntoznavstvo, 17(3–4), 43–49.
Badorreck A., Gerke H.H., Hüttl R.F. (2013). Morphology of physical soil crusts and infiltration patterns in an artificial catchment. Soil Tillage Res. Vol. 129. Р. 1–8.
Bogner C., Bauer F., Trancón y Widemann, B., Viñan P., Balcazar L., Huwe B. (2014). Quantifying the morphology of flow patterns in landslide-affected and unaffected soils. J. Hydrol. Vol. 511. Р. 460–473.
Chornyy, S.G. &Volosheniuk A.V. (2016). Ocynkaprotideflyacyjnoyiefektivnostitechnologiyi No-till v umovah Pivdennogo stepu Ukrainy. Gruntoznavstvo, 17(3–4), 50–63.
Tužinský L., Bublinec E. &Tužinský M. (2017). Development of soil water regime under spruce stands. Folia Oecologica. 2017. Vol. 44, 46–53.
GáfrikováJ., HanajíkP. &ZvaríkM. (2018). Determination of Organic Fractions and Enzymatic Activity in Forest Spruce Soil of Tatra National Park . Ekológia (Bratislava). Vol. 37(4). Р. 328–337. DOI:10.2478/eko-2018-0024.
Polláková N., Šimanský V., Ložek O., Hanáčková E. &Candráková E. (2015). The changes of nutrient and risk elements of top soil layers under canopy of different tree species and grassland in Arboretum Mlyňany, Slovakia. Folia Oecologica. Vol. 42, Р. 29–34.
Tobiašová E., Dębska B. & Drag M. (2015). The assessment of the soil organic matter of different ecosystems according to parameters of carbon. Folia Oecologica. Vol. 42. Р. 46–53.
JúdováJ., KanianskaR., JaĎuĎováJ., Kizeková. M. &Makovníková J. (2019). The Contingency of Soil Microorganisms and the Selected Soil Biotic and Abiotic Parameters Under Different Land-Uses. Ekológia (Bratislava). Vol. 38(2). Р. 101–116. DOI:10.2478/eko-2019-0008.
Jangorzo N.S., Schwartz C., Watteau F. (2013). Image analysis of soil thin sections for a non-destructive quantification of aggregation in the early stages of pedogenesis. Eur. J. Soil Sci.
Becze-Deák J., Langohr R., Verrecchia E.P. (1997). Small scale secondary CaCO3 accumulations in selected sections of the European loess belt. Morphological forms and potential for paleoenvironmental reconstruction. Geoderma. Vol. 76, № 3–4. Р. 221–252.
Rizvi S.H., Gauquelin T., Gers C., Guérold F., Pagnout C., Baldy V. (2012). Calcium–magnesium liming of acidified forested catchments: Effects on humus morphology and functioning. Appl. Soil Ecol. Vol. 62. Р. 81–87.
Devos Y.Wouters B., Vrydaghs L., Tys D., Bellens T., Schryvers A. (2013). A soil micromorphological study on the origins of the early medieval trading centre of Antwerp (Belgium). Quat. Int. Vol. 315. Р. 167–183.
Epelde L., Becerril J.M., Alkorta I.&Garbisu C. (2014). Adaptive long-term monitoring of soil health in metal phytostabilization: Ecological attributes and ecosystem services based on soil microbial parameters. International Journal of Phytoremediation. Vol. 16. Р. 971–981.
Churchman G.J. (2013). The key role of micromorphology in studies of the genesis of clay minerals and their associations in soils and its relevance to advances in the philosophy of soil science. Turk. J. Earth Sci. Vol. 22. Р. 376–390.
Churchman G.J. (2013). The key role of micromorphology in studies of the genesis of clay minerals and their associations in soils and its relevance to advances in the philosophy of soil science. Turk. J. Earth Sci. Vol. 22. Р. 376–390.
Miroshnychenko, N.N. &Kutz О.A. (2016). Selective absorption of heavy metals by soil and humus acids at different pH levels. Gruntoznavstvo, 17 (1–2), 74–82.
Samokhvalova, P.A. &Mandryk O.V. (2016). Forecasting the levels of trace elements and heavy metals content in soils of different genesis for the assessment of their environmental and productional functions (in Ukrainian). Ecology and Noospherology, 27(1–2), 74–79.
Kholodna, A.S. (2016). Soil factors of floodplain soils that limit growth of energy crops (in Ukrainian). Gruntoznavstvo, 17(3–4), 43–49.
Chornyy, S.G. &Volosheniuk A.V. (2016). Ocynkaprotideflyacyjnoyiefektivnostitechnologiyi No-till v umovahPivdennogostepuUkrainy. Gruntoznavstvo, 17(3–4), 50–63.
Belgard, A.L. (2013). Forest vegetation of southeast of Ukrainian SSR (in Russian). Kiev: Lesnaja Promyshlennost’.
Bilova, N.A. &Travleev A.P. (1999). Natural forest and grassland soils (in Ukraine). Dneprope-nrovsk: DNU.
Bozhko K., Bilova N. (2020). The influence of the slope exposure on the soil aggregation and structure, water stability of aggregates, and ecological microstructure formation of the ravine forest soils in Pre-Dnipro region (Ukraine). Ekologia (Bratislava). 2020. Vol. 39(2). Р. 116–129. DOI: 10.2472/eko-2020-0009.
Gorban, V.A. (2016). To the method of studying the permittivity of soils (on an example of soils of ravine forests of the northern variant of the steppe zone of Ukraine(in Russian). Gruntoznavstvo, 17(3–4), 90–97.
Zúniga M. C., Feijoo A. M., Quintero H., Aldana N, J., Carvajal A. F. (2013). Farmers percep-tions of earthworms and their role in soil. Appl. Soil Ecol. Vol. 69, Р. 61–68.
Medvedev, V.V. (2016). Methodology of effective monitoring of a soil cover (on the basis of the analysis of 25-years European experience. Gruntoznavstvo, 17(3–4), 5–14.
Zúniga M. C., Feijoo A. M., Quintero H., Aldana N, J., Carvajal A. F. (2013). Farmers perceptions of earthworms and their role in soil. Appl. Soil Ecol.. Vol. 69, Р. 61–68.
Nsanganwimana F., Marchand L., Douay F.&Mench M.Arundodonax L. (2014). A candidate for phytomanaging water and soils contaminated by trace elements and producing plant-based feeds-tock. International Journal of Phytoremediation. Vol. 16, Р. 982–1017. DOI: 10.1080/15226514.2013.810580.
Silva E.A., Gomes J.B.V., Filho J.C.A., Vidal-Torrado P., Cooper M., Curi N. (2012). Morphology, mineralogy and micromorphology of soils associated to summit depressions of the Northeastern Brazilian coastal Plains. Cienc. e Agrotecnol. Vol. 36. Р. 507–517.
Холодна А. С. Ґрунтові чинники заплавних ґрунтів, які лімітують зростання енергетичних культур. Ґрунтознавство. 2016. Т. 17 (3–4). С. 43–49.
Badorreck A., Gerke H.H., Hüttl R.F. (2013). Morphology of physical soil crusts and infiltration patterns in an artificial catchment. Soil Tillage Res. Vol. 129. Р. 1–8.
Bogner C., Bauer F., Trancón y Widemann, B., Viñan P., Balcazar L., Huwe B. (2014). Quantifying the morphology of flow patterns in landslide-affected and unaffected soils. J. Hydrol. Vol. 511. Р. 460–473.
Чорний С. Г., Волошенюк А. В. Оцінка протидефляційної ефективності технології No-till в умовах південного степу України. Ґрунтознавство. 2016. Т. 17(3–4). С. 50–63.
Tužinský L., Bublinec E. &Tužinský M. (2017). Development of soil water regime under spruce stands. Folia Oecologica. 2017. Vol. 44, 46–53.
GáfrikováJ., HanajíkP. &ZvaríkM. (2018). Determination of Organic Fractions and Enzymatic Activity in Forest Spruce Soil of Tatra National Park . Ekológia (Bratislava). Vol. 37(4). Р. 328–337. DOI:10.2478/eko-2018-0024.
Polláková N., Šimanský V., Ložek O., Hanáčková E. &Candráková E. (2015). The changes of nutrient and risk elements of top soil layers under canopy of different tree species and grassland in Arboretum Mlyňany, Slovakia. Folia Oecologica. Vol. 42, Р. 29–34.
Tobiašová E., Dębska B. & Drag M. (2015). The assessment of the soil organic matter of different ecosystems according to parameters of carbon. Folia Oecologica. Vol. 42. Р. 46–53.
JúdováJ., KanianskaR., JaĎuĎováJ., Kizeková. M. &Makovníková J. (2019). The Contingency of Soil Microorganisms and the Selected Soil Biotic and Abiotic Parameters Under Different Land-Uses. Ekológia (Bratislava). Vol. 38(2). Р. 101–116. DOI:10.2478/eko-2019-0008.
Jangorzo N.S., Schwartz C., Watteau F. (2013). Image analysis of soil thin sections for a non-destructive quantification of aggregation in the early stages of pedogenesis. Eur. J. Soil Sci.
Becze-Deák J., Langohr R., Verrecchia E.P. (1997). Small scale secondary CaCO3 accumulations in selected sections of the European loess belt. Morphological forms and potential for paleoenvironmental reconstruction. Geoderma. Vol. 76, № 3–4. Р. 221–252.
Rizvi S.H., Gauquelin T., Gers C., Guérold F., Pagnout C., Baldy V. (2012). Calcium–magnesium liming of acidified forested catchments: Effects on humus morphology and functioning. Appl. Soil Ecol. Vol. 62. Р. 81–87.
Devos Y.Wouters B., Vrydaghs L., Tys D., Bellens T., Schryvers A. (2013). A soil micromorphological study on the origins of the early medieval trading centre of Antwerp (Belgium). Quat. Int. Vol. 315. Р. 167–183.
Epelde L., Becerril J.M., Alkorta I.&Garbisu C. (2014). Adaptive long-term monitoring of soil health in metal phytostabilization: Ecological attributes and ecosystem services based on soil microbial parameters. International Journal of Phytoremediation. Vol. 16. Р. 971–981.
Churchman G.J. (2013). The key role of micromorphology in studies of the genesis of clay minerals and their associations in soils and its relevance to advances in the philosophy of soil science. Turk. J. Earth Sci. Vol. 22. Р. 376–390.
Churchman G.J. (2013). The key role of micromorphology in studies of the genesis of clay minerals and their associations in soils and its relevance to advances in the philosophy of soil science. Turk. J. Earth Sci. Vol. 22. Р. 376–390.
Мірошниченко М. М., Куц О. А. Селективність поглинання важких металів ґрунтом та гуміновими кислотами за різних рівнів рН. Ґрунтознавство. 2016. Т. 17 (1–2). С. 74–82.
Самохвалова В. Л., Скрильник Є. В., Шедєй Л. О. Прогнозування рівнів вмісту мікроелементів і важких металів у ґрунтах різного генезису для оцінювання їх екологічних та продукційних функцій. Екологія та ноосферологія. 2016. Т. 27 (1–2). С. 72–78.
Холодна А. С. Ґрунтові чинники заплавних ґрунтів, які лімітують зростання енергетичних культур. Ґрунтознавство. 2016. Т. 17 (3–4). С. 43–49.
Чорний С. Г., Волошенюк А. В. Оцінка протидефляційної ефективності технології No-till в умовах південного степу України. Ґрунтознавство. 2016. Т. 17(3–4). С. 50–63
Бельгард А. Л. Лесная растительность юго-востока УССР. Киев : Изд-во КГУ, 1950. Приложение к журналу Экология и ноосферология. 2013. Т. 24, № 1–2. 263 с.
Белова Н. А., Травлеев А. П. Естественные леса и степные почвы. Днепропетровск: Издательство Днепропетровского госуниверситета, 1999. 343 с.
Bozhko K., Bilova N. (2020). The influence of the slope exposure on the soil aggregation and structure, water stability of aggregates, and ecological microstructure formation of the ravine forest soils in Pre-Dnipro region (Ukraine). Ekologia (Bratislava). 2020. Vol. 39(2). Р. 116–129. DOI: 10.2472/eko-2020-0009.
Горбань В. А. К методике изучения диэлектрической проницаемости почв (на примере почв байрачных лесов северного варианта степной зоны Украины). Ґрунтознавство. 2016. Т. 17 (3–4). С. 90–97.
Zúniga M. C., Feijoo A. M., Quintero H., Aldana N, J., Carvajal A. F. (2013). Farmers perceptions of earthworms and their role in soil. Appl. Soil Ecol. Vol. 69, Р. 61–68.
Медведєв В. В. Методологія ефективного моніторингу ґрунтового покриву (на основі аналізу 25-річного європейського досвіду). Ґрунтознавство. 2016. Т. 17 (3–4), С. 5–14.
