Ґрунтознавство і географія ґрунтів - С.П. Позняк 2010

Розділ 11. Ґрунти перемінно-вологих ксерофітно-лісових і саванних субтропічних і тропічних областей
11.4. Злитоземи (вертисолі)

У перемінно-вологих субтропічних і тропічних областях трапляються своєрідні, без характерного для цих регіонів червоного забарвлення, інтенсивно чорні субтропічні і тропічні ґрунти. Своєрідний зовнішній вигляд і властивості цих ґрунтів здавна привертали увагу дослідників. Вони описані в багатьох країнах світу під різними назвами. У ґрунтознавчій літературі вони часто трапляються під назвою «чорні глини» (blackclays, darkclays, argilesnoirestropical). Поширена їхня назва «чорні бавовникові ґрунти» (blackcottonsoils). У різних країнах світу вони мають місцеві назви. В країнах Балканського півострова такі ґрунти називають «смолніци» або «смоніци», у Південній Америці — «терранегро» і «тоска», в Індії — «регури», в Індонезії — «чорні маргапитові ґрунти», у Марокко — «тирси», у Східній Африці — «фірки», «влей» і «кару», у Північній Нігерії — «тинсуда», «бадоб», «фірки» та ін. В сучасній науковій літературі чорні ґрунти тропіків і субтропіків мають назву злитоземи або вертисолі (Глазовська, 1981; Ковда, Розанов, 1988).

В Азії вертисолі (регури) займають більшу частину плоскогір’я Декан на півострові Індостан, на островах Індонезії, зокрема в центральній і західній частинах острова Ява. В Європі вертисолі трапляються на Балканському, Піренейському і Апеннінському півостровах. В Африці чорні ґрунти поширені у південно-східній частині Судану, в басейнах рік Барх-ель-Газаль і Бахр-ель-Джебель, простягаючись на схід до підніжжя Абіссінського нагір’я. В екваторіальній Африці верти- солі приурочені до рівнин у басейні ріки Шарі, простягаючись на півночі майже до широти озера Чад. У Східній і Південній Африці вони поширені довкола озера Танганьїка, в Мозамбіку, Родезії і на Високому Вельді Південно-Африканської Республіки.

У Південній Америці чорні тропічні ґрунти найчастіше трапляються в Уругваї та північно-східній частині Аргентини. В Австралії вертисолі приурочені до припіднятих, складених вапняками плато, що прилягають до гір Східної Австралії.

Вертисолі — це темнозабарвлені глинисті, переважно монтморилонітові, насичені, злиті ґрунти з низьким вмістом гумусу і нейтральною чи лужною реакцією ґрунтового розчину. В посушливі періоди року вони покриваються сіткою глибоких (100 см і більше) тріщин шириною 2-3 см, які запливають у вологи період. Це типові ґрунти перемінно-вологих субтропіків і тропіків. Досліджуючи вертисолі наприкінці XIX століття, О. І. Воєйков зібрав певний науковий матеріал про географію та властивості темних злитих ґрунтів, пізніше вертисолі вивчали у країнах Європи, Африки, Азії, Америки. Однією з найпоширеніших гіпотез ґенези вертисолей є гідроморфна. Згідно з цією гіпотезою, авторами якої є В. А. Ковда (1965), Т. Л. Бистрицька і О. М. Тюрюканов (1971), більшість вертисолей — це ґрунти перехідних ландшафтів, переважно річкових і озерних терас, які пройшли у своєму розвитку мулувату (підводну), лучно-болотну і лучну стадії розвитку. Протягом гідроморфного періоду розвитку відбувалось накопичення мулу, інтенсивне вторинне мінералоутворення монтморилоніту, накопичення відновних сполук феруму та інших елементів. Найважливішу роль відіграла монтморилонітизація мулуватої фракції ґрунтів, розташованих у геохімічно підпорядкованих ландшафтах за рахунок надходження сюди розчиненого SiO₂ слаболужними, збагаченими на магній, підґрунтовими і делювіальними водами.

Вертисолі формуються в умовах середніх і високих кількостей опадів і високих температур. Кількість опадів на територіях, де поширені вертисолі, коливається від 150 до 1250 мм за рік. Розподіляються опади протягом року дуже нерівномірно: максимум припадає на літній період, мінімум - на зиму. Тому зміна сухих і вологих періодів — необхідна умова формування вертисолей. Тривалість сухих періодів може досягати 9 місяців. Середньорічна температура становить 16-29° С.

Вертисолі формуються переважно на основних і ультраосновних магматичних породах — габро, діоритах, базальтах, трапах і багатих кальцієм безкварцових осадових породах типу вапняків. Вивітрювання багатих основами порід в умовах перемінно-вологого клімату і лужної реакції веде до утворення головно вторинних глинистих мінералів групи монтморилоніту. Загальною рисою ґрунтотворних порід чорних ґрунтів є важкий гранулометричний склад, збагаченість лужноземельними елементами, ферумом, високий вміст глинистих мінералів, що мають здатність до набухання.

Здебільшого вертисолі розвиваються на плоских слаборозчленованих рівнинах або в депресіях. Вони часто приурочені до долин рік і терас озер.

Вертисолі субтропічного поясу пов’язані винятково з палеогідроморфними і гідроморфними ландшафтами. Вертисолі тропіків є також переважно палео- гідроморфними ґрунтами, проте можуть утворюватися в елювіальних ландшафтах на материнських породах з певними властивостями.

Вертисолі формуються переважно під саванами, де домінує трав’яниста рослинність з окремими деревами, групами дерев або чагарників. Профіль вертисолей складається з трьох генетичних горизонтів Н, НР і Р.

Нт — гумусово-монтморилонітовий горизонт чорного, темно-сірого, сірого чи коричнювато-сірого забарвлення, грудкувато-зернистої або горіхуватої структури, в сухому стані тріщинуватий. Потужність горизонту коливається від 5-8 до 15-20 см.

Н — динамометаморфічний злитий гумусово-монтморилонітовий горизонт чорного, темно-сірого, сірого чи коричнювато-сірого забарвлення, з яскраво вираженими «дзеркалами» ковзання, призмоподібної чи брилувато-груболускуватої структури, дуже щільний. Часто містить карбонати кальцію у формі щільних конкрецій чорного забарвлення на поверхні, а також залізисті конкреції. Потужність горизонту 50-150 см.

HP — монтморилонітовий метаморфічний карбонатний горизонт з новоутвореннями карбонатів у формі борошнистих скупчень, щільних конкрецій; темно-жовтувато-бурого кольору, дуже щільний, зі слідами оглеєння у вигляді сизуватих і вохристих плям, Fe-Mn конкреції. Інколи у вторинних субаеральних ґрунтах зцементовані конкреції карбонатів утворюють вапнякову плиту. Потужність горизонту коливається від 40 до 60 см.

Pmk — ґрунтотворна порода — монтморилонітова глина або монтморилонітева кора вивітрювання масивних порід.

Вертисолі містять багато монтморилонітового матеріалу, тому сильно набухають при зволоженні, що спричиняє значний внутріґрунтовий тиск, руйнування структурних частин, деформацію ґрунтової маси, ковзання пластичних глинистих мас і випирання їх на поверхню. Внаслідок цього виникають глянцеві дзеркальні площини ковзання з нахилом до поверхні ґрунту 45° і більше. Їх добре видно при висиханні ґрунту і називають «слікенсайдами». Тиск і внутріґрунтове ковзання зумовлюють дуже щільне упакування ґрунтових частинок і розшарування ґрунтової товщі на великі сочевицеподібні окремості. У мікроскладенні ґрунтів спостерігається лускувато-сочевична орієнтація глинистої плазми.

Характерною особливістю фізичних властивостей вертисолей є важкий гранулометричний склад. Це переважно глинисті і важкоглинисті ґрунти. Вміст мулуватої фракції <0,001 мм коливається в межах 40-90%. Важкий гранулометричний склад вертисолей зумовлений особливостями ґрунтотворних порід. Ґрунтам притаманна висока здатність до набухання і просідання, значна щільність будови — до 1,7-1,9 г/см³ і твердість у сухому стані, в’язкість, низька водопроникність, високий відсоток недоступної для рослин вологи.

За даними різних авторів, вміст гумусу у вертисолях становить у середньому 0,5—1,5%, у субтропічних ґрунтах може сягнути 4,0%.

Груповий склад гумусу вертисолей різних частин світу неоднаковий: у складі гумусу одних домінують гумусові кислоти, в інших — фульвокислоти. Найчастіше відношення Сгк:Сфк є дещо більшим від 1, вниз по профілю має тенденцію до зменшення. Співвідношення C:N у верхніх горизонтах ґрунту широке — 12-14, а з глибиною різко звужується.

Для вертисолей характерна лужна реакція по всьому профілю, величина рН коливається в межах 7,5-8,0 і вище.

Вертисолі володіють високою ємністю катіонного обміну (40-60 ммоль на 100 г ґрунту), що зумовлено високим вмістом монтморилонітових глин. Ступінь насиченості ґрунтового вбирного комплексу дуже високий. У складі вбирних основ переважає кальцій за високого вмісту магнію, інколи переважаючим є Mg²+.

Вертисолі містять також карбонати. Максимум вмісту карбонатів приурочений до нижньої частини ґрунтового профілю.

Незважаючи на невисокий вміст гумусу, важкий гранулометричний склад, незадовільні водно-фізичні властивості, тріщинуватість, вертисолі субтропічних і тропічних регіонів є одними з найродючіших ґрунтів, їх широко використовують у землеробстві. Іноді вони містять достатню кількість фосфору, іноді збіднені ним; часто вертисолі збагачені марганцем. Невисокий вміст гумусу зумовлює їхню збідненість азотом, тому ґрунти позитивно реагують на внесення азотних і фосфорних добрив (рис. 11.3).

Рис. 11.3. Будова профілю, склад і властивості злитозему (за О. М. Геннадієвим, М. А. Глазовською, 2005). Генетичні горизонти:

1 — гумусово-монтморилонітовий; 2 — метаморфічний злитий гумусово-монтморилонітовий; 3 — метаморфічний монтморилонітовий карбонатний; 4 — монтморилонітова карбонатна ґрунтотворна порода. Склад мулуватої фракції: 5 — монтморилонітовий

Вертисолі використовують під посіви пшениці, ячменю, бобових культур, цукрової тростини, кунжуту. Найпридатніші ці ґрунти для вирощування бавовнику. При затопленні в сезон дощів на них вирощують рис.

Найефективнішими заходами покращення властивостей вертисолей є внесення органічних добрив, піскування ґрунтів, заорювання сидератів. Важливе значення має точне визначення моменту фізичної стиглості ґрунтів для початку їхнього обробітку.