Агрогенетична характеристика ґрунтів ПСП "Прогрес", с. Хотуничі, Щорського району Чернігівської обл. та шляхи підвищення їх родючості

Взагалі, материнські, або ґрунтотворні породи - це той фундамент, на якому формується ґрунт. Вони мають різний склад хімічних елементів і мінералів, різну кількість мулу, пилу й уламків різних гірських порід, які в значній мірі обумовлюють фізичні, хімічні, біологічні процеси в ґрунтах. Ґрунти, які сформувались на пісках, глинах, лесах, елювії гірських порід тощо, розрізняються за фізичними показниками, хімічним і мінералогічним складом, агрономічними характеристиками. Материнські породи являють собою мінеральний каркас ґрунтів. Він складається з мінеральних компонентів, які по різному поводяться в ґрунтовому процесі. Бондарчук В.Г. Геологічна будова УРС В.Г. Бондарчук. - Х., 1947. - 256 с..

Ґрунтотворні породи - водно-льодовикові, моренні, стародавньоалювіальні, в основному безкарбонатні різного гранулометричного складу.

2.4 Кімат

Клімат як показник багаторічного режиму погоди є складовою природного (географічного) середовища. Він відіграє важливу роль у розвитку ґрунтових процесів через вплив сонячної радіації, теплового режиму, зволоження, які виражаються конкретними зональними показниками. Співвідношення радіаційного, теплового, водного режимів і знаходять конкретне вираження в профілі ґрунтів. Температурний режим області змінюється і залежить від рельєфу. Так, у глибоких балках і річкових долинах, куди стікає холодне повітря, без морозний період зменшується на 15 - 20 днів, а заморозки сильніші й триваліші.

Для ґрунтових процесів важливе значення мають кліматичні показники, характерні температурні умови і зволоження, тому що з ними тісно пов'язані температурний режим ґрунту і біологічні процеси. До таких показників в першу чергу повинні бути віднесені агрокліматичні показники вегетаційного періоду, тоді в ґрунті відбуваються найбільш важливі процеси.

Велике значення для росту рослин і ґрунтотворення мають температурний режим і зволоження. Згідно агрокліматичного районування Чернігівської області територія господарства знаходиться у північному середньозволоженому районі у помірно теплому кліматі з сумою позитивних температур +10°С і кількістю опадів в цей період 270 мм.

Середньомісячна температура повітря у °С

Таблиця показує, що найбільш холодні місяці це січень і лютий (-7,9°С, 7,6°С), а найбільш теплі - липень і серпень (+20,2°С, 19,8°С). Абсолютний мінімум температур січень -3,7°С, а максимум температури липень +37°С. Взимку наряду з низькими температурами бувають відлиги з температурою +4°С, -15°С, що негативно впливає на перезимівлю озимих культур.

Середньомісячна кількість опадів, мм

Найбільша кількість опадів випадає в липні і червні. Мікрокліматичні особливості являються додатковою і необхідною характеристикою клімату.

Без знань мікроклімату не можна скласти достатньо повну уяву про клімат. Клімат як один з факторів ґрунтотворення впливає на зональний розподіл ґрунтів. Безпосередній вплив клімату на процес формування ґрунтів полягає в забезпеченні ґрунту енергією. В теплі періоди року, при задовільному забезпеченні вологою ґрунти розвиваються інтенсивніше. У вологі періоди року розвиток ґрунтів різко гальмується.

2.5 Зональна рослинність

Природна рослинність мала великий вплив на формування ґрунтового покриву Чернігівщини. В недалекому минулому на вододілах степової частини області переважала злаково-різнотравна рослинність, у лісостеповій частині ділянки лучного степу чергувались з лісами. Степова рослинність сприяла формуванню чорноземних ґрунтів, лісова - опідзоленою.

Нині ліси збереглися в основному на ділянках, не придатних для сільськогосподарського виробництва, на схилах гідрографічної сітки, вузьких місцевих вододілах тощо. Природний склад цих лісів досить різноманітний. В лісостеповій частині області, крім степових злаків, поширено багато лучних видів рослин: тонконіг лучний, костриця лучна, шавлія лучна та інші. Зелені рослини - джерело органічних речовин у ґрунті і основною функцією їх ґрунтотворення треба вважати біологічний кругообіг речовин - надходження з ґрунту елементів живлення і води, синтез органічної речовини і повернення її в ґрунт після закінчення життєвого циклу.

Внаслідок біологічного кругообігу - акумуляції потенційної енергії і елементів азотного і мінерального живлення рослин на поверхні ґрунту зумовлено поступовий розвиток ґрунтового профілю і основної властивості ґрунту - родючості. Зелені рослини приймають участь у трансформації мінералів, в формуванні складання і структури кореневої частини профілю, а також у регулюванні водно-повітряного і теплового режиму.

На території господарства в основному росте трав'яниста рослинність, яка займає 244,3 га. Трав'яниста рослинність сприяє накопиченню гумусу у профілі ґрунту, оструктуренню гумусових горизонтів, збагачення ґрунту зольними елементами живлення. Інтенсивність таких процесів залежить від складу трав'яної рослинності і її продуктивності, природних умов трансформації рослинних залишків (клімату, рельєфу) що і зумовлює формування різноманітних ґрунтів під трав'янистими формаціями. Артюшенко А.Т. Растительность Лесостепи и Степи Украины в четвертичном периоде / А.Т. Артюшенко. - К.: Наук. думка, 1970. - 174 с.^,. Горін М.О. Фітоіндикація грунтів та екологічних режимів у природних та антропогенних ландшафтах / М.О. Горін. - Х.: РВО Харьк. СГІ, 1997. - 46 с.

У заплавах річок, на днищах балок поширена лучна рослинність, серед якої переважають злаки (тонконіг лучний, костриця лучна і червона, мітлиця біла і собача), бобові і різнотрав'я (конюшина повзуча й лучна, щавлі). Лавренко Е.М. Болота Украины / Е.М. Лавренко // Торфяное дело. - 1928. - № 6. - С. 153-157.

3. Ґрунтотворний покрив

3.1 Ґрунтотворні процеси

У верхній частині біосфери є, за В.І.Вернадським, біокосна оболонка, що представляє собою особливе утворення природи - ґрунт, який є різним у різних регіонах. Цю різноманітність ґрунтів обумовлюють різні природні умови, різні фактори ґрунтотворення, які знаходять своє відображення у певних процесах ґрунтоутворення. Бахнов В.К. Почвоведение: взгляд в прошлое и настоящее (биосферные аспекты) / В.К. Бахнов. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. - 117 с..

Ґрунтотворний процес (за М.А. Глазовською) - це сукупність явищ, які відбуваються під впливом сонячної енергії, енергії живої речовини в поверхневому шарі земної кори при взаємодії живих організмів і продуктів їх розкладення з мінеральними сполуками гірських порід, води та повітря. Живі організми, вбираючи мінеральні сполуки з ґрунтів і підґрунтя та виділяючи органічні, мінеральні й органо-мінеральні сполуки, активно діють на середовище та поступово змінюють його. Глазовская М.А. Геохимические функции микроорганизмов / М.А. Глазовская, Н.Г. Добровольская. - М.: Изд-во МГУ, 1984. - 152 с..

Під впливом фізичних, хімічних, фізико-хімічних, біогеохімічних явищ крихкі осадові породи поступово перетворюються на нове тіло - ґрунт. Він активно взаємодіє з навколишнім середовищем, поглинаючи з атмосфери вологу (дощі) та пил, вбираючи гази (кисень, водень тощо). Костычев П.А. Почвы чорноземной области России / П.А. Костычев. - М.: Госиздат с.-х. лит., 1949. - 239 с.].

Дерновий процес ґрунтотворення. Дерновий процес ґрунтотворення відбувається під впливом трав'яної рослинності, яка обумовлює особливий біологічний кругообіг речовин. Природні трави (одно - та багаторічні) повністю повертають у ґрунт всі хімічні елементи у вигляді відмерлої та підземної (коріння) маси, які накопичуються в біомасі рослин за вегетаційний період. Всі біофільні елементи, забрані травами з ґрунту та материнської породи (підґрунтя), акумулюються у верхньому горизонті.

Щорічно опад рослинної маси складає 100-200 ц/га, який має високу зольність. Насиченість трав'яного опаду зольними елементами й азотом при щорічній великій масі рослинних залишків обумовлює максимальну кількість зольних елементів та азоту, які накопичуються у профілі ґрунту. Тому під травами окладається компенсований біологічний кругообіг речовин і хімічних елементів. Ковда В.А. Основы учения о почвах / В.А. Ковда. - М.: Наука, 1973. - Т. 1. - 447 с..

Під впливом гумусово-акумулятивного процесу ґрунтотворення формуються ґрунти з акумулятивним типом профілю, за рахунок акумуляції гумусу, поживних елементів у верхньому горизонті (рис. 1). Багатство трав'яного опаду на зольні елементи, основи (і в першу чергу на кальцій) обумовлює нейтральну, слабокислу, слаболужну реакцію продуктів розкладання опаду. Це забезпечує бактеріальний, шлях розкладання органічної речовини в аеробних умовах, при оптимальному зволоженні, при непромивному (імпермацидному, за Г.М. Висоцьким) типі водного режиму, де кількість опадів дорівнює їх поверненню назад в атмосферу через транспірацію та фізичне випаровування. Все це разом створює ідеальні умови для процесів мінералізації в ґрунтах Лісостепу та Степу.. Богатырев Л.Г. Почвоведение: учеб. для ун-тов. в 2 ч. / Л.Г. Богатырев, В.Д. Васильевская, А.С. Владыченский и др. // под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. - М.: Высш. шк., 1988. - Ч. 2. - 368 с.

Найкращі умови для процесів гуміфікації створюються навесні та на початку літа, коли в ґрунті досить вологи. Спочатку утворюються молекулярно-розчинні органічні речовини, які з токами води легко пересуваються вниз по профілю, взаємодіючи з кальцієм і магнієм. Значна частина органічних решток (опаду) мінералізується. Літня сухість при високих температурах обумовлює період літнього спокою в ґрунтах. В цей час різко гальмуються мікробіологічні процеси, отже, зменшуються процеси мінералізації рослинних решток.

Гумус, який утворився в ґрунтах під травами, має темний колір та гуманний склад. Глибина його поширення вниз по профілю обумовлює глибину профілю. Постійна наявність кальцію в ґрунті викликає коагуляцію гумусу за рахунок чого він акумулюється в ґрунті.

Рис. 1. Схематичний графік перерозподілу продуктів ґрунтоутворення у профілі ґрунту (за С.С. Неуструевим)

За О.Н. Соколовським, колоїдний гумус ґрунту поділяється на активний і пасивний гумус. Активний гумус здатний до пептизації після витіснення кальцію з ґрунтового вбирного комплексу натрієм. Він є головним фактором утворення зернистої структури, для формування якої потрібен гумус, мінеральні колоїди та кальцій. На протязі певного часу при висушуванні активний гумус переходить в пасивний гумус. Пасивний гумус міцно зв'язаний «містком» кальцію з мінеральною частиною, не пептизується. Він є фактором, що обумовлює водостійкість структури, тобто структура не руйнується при зволоженні, а при підсиханні не утворюється кірка.

На території господарства домінуючим типом ґрунту є дерново-підзолистий ґрунт.

Підзолистий процес ґрунтоутворення. Опідзолювання - це кислотний гідроліз мінеральної частини ґрунту з виносом розчинних продуктів руйнування з верхньої частини ґрунтового профілю в нижню, що обумовлює утворення диференційованого профілю за елювіально-елювіальним типом.

Головним фактором утворення підзолистих ґрунтів є хвойний ліс, який діє на процес ґрунтоутворення подвійно: прямо (матеріально) і опосередковано (непрямо). Опосередкований вплив лісу на процес ґрунтоутворення зводиться до формування особливого типу водного режиму, який Г.М.Висоцький назвав пермацидним (промивним), при якому ґрунт і підґрунтя промиваються інфільтраційними водами до рівня підґрунтових вод.

Формування пермацидного типу водного режиму відбувається за рахунок того, що: в лісі частина води з дощів (17-50%) затримується на стовбурах, листі, гілках і не досягає поверхні ґрунту; в лісі складаються гірші для випаровування вологи умови з таких причин:

а) ліс знижує швидкість вітру, який є сильним фактором випаровування;

б) крона захищає ґрунт від нагрівання, тому температура ґрунту під лісом в жарку погоду набагато нижча, ніж в степу;

в) відносна вологість повітря над лісом завжди вища, ніж на безлісних масивах;

г) ґрунт під лісом вкритий шаром лісної підстілки (листя, хвоя, сучки, гілочки), яка захищає ґрунт від перегріву;

д) підстілка роз'єднує водяні потоки, що зменшує поверхневий стік; під лісом ґрунт слабо замерзає або зовсім не замерзає, тому навесні до початку танення снігу він повністю розмерзається. Сніг розтає в лісі поступово, повільно, тому вся волога просочується в ґрунт.. Тихоненко Д.Г. Ґрунтознавство часткове: навч. посібник / Д.Г. Тихоненко. - Х.: Харк. держ. аграр. ун-т ім. В.В. Докучаєва, 2000. - 185 с.

Отже, в лісі ґрунт і підґрунтя промиваються низхідним током вологи влітку, восени та на весні.

Прямий (матеріальний) вплив лісу на ґрунтотворення виявляється у формуванні особливого біологічного кругообігу хімічних елементів (біофілів). Дерева, з яких складається лісова формація, є багаторічними рослинами. Кожний рік вони забирають з ґрунту, підґрунтя багато різних елементів (N, P, K, S, Ca, Mg тощо) для побудови свого тіла, але невелика їх кількість повертається в річний кругообіг хімічних елементів у вигляді лісової підстілки, яка складається з хвоїнок, листя, сучків, гілочок, з мохово-лишайникових залишків, які є дуже бідні на кальцій, азот, магній тощо. Зольність опаду хвойних порід складає 0,5-1,7 %, листяних лісів -1,6-7,0 %.

Лісова підстілка дуже багата на лігнин, смоли, віск, дубильні речовини. Тому вона піддається дії грибів з утворенням органічних речовин - низькомолекулярних кислот (оцтової, лимонної, мурашиної, яблучної тощо), а також комплексу їм подібних сполук - фульвокислот (кренової, апокренової тощо). Ці кислі продукти частково нейтралізуються основами, які звільнюються при мінералізації підстілки, а також основами, які є в материнських породах.

Ґрунтотворні породи в зоні поширення ґрунтів підзолистого типу дуже бідні на основи. Це в основному піски, супіски, частково суглинки - льодовикового та водно-льодовикового походження, дуже промиті, вилужені. Тому органічні кислоти, які з водою вимиваються з підстілок, інтенсивно взаємодіють з мінеральною частиною ґрунту.. Соколовский А.Н. Сельскохозяйственное почвоведение / А.Н. Соколовский. - М.: Сельхозгиз, 1965.

До вимитих з підстілки речовин додаються органічні кислоти, які утворюються в ґрунті мікробіальним шляхом, а також кислоти, які виділяються корінням рослин. Проте головним джерелом специфічних і неспецифічних органічних сполук, які підкислюють ґрунт, виступають кислоти, що утворюються в межах підстілок. Так поступово формується кислотність ґрунту.

Продукти кислого гідролізу мінеральної частини ґрунту переходять у розчин у формі мінеральних та органо-мінеральних сполук і переміщуються з верхніх горизонтів у нижні. Кальцій, магній, натрій, калій мігрують у формі вуглекислих солей і фульватів, сірка - у формі сульфатів. Розчинений у воді кремнезем мігрує по профілю ґрунтів у формі H2SiO3 і частково кремнекислих солей натрію та калію. Фосфати утворюють нерозчинні сполуки з Ca²⁺, Fe³⁺, Al³⁺ і дуже слабо переміщуються по профілю ґрунтів. Практикум з ґрунтознавства: [навч. посібник] / за ред. проф. Д.Г. Тихоненка. - 6-е вид., перероб. і доп. - Х.: Майдан, 2009. - 448 с.

Рис. 2. Схематичний графік перерозподілу продуктів ґрунтоутворення у профілі підзолу (за С.С. Неуструєвим)

Основна маса заліза й алюмінію мігрує у формі органо-мінеральних сполук. У складі органічних сполук підзолистих ґрунтів - фульвокислоти, поліфеноли, низькомолекулярні органічні речовини, полісахариди тощо. Утворені таким шляхом колоїдні, молекулярно-розчинні органо-мінеральні комплекси заліза алюмінію, марганцю мають від'ємний і позитивний заряд, можуть бути катіонами або аніонами. Тому вони дуже рухомі. (рис. 2).

При промивному водному режимі, який складається під лісом, органічні, мінеральні, органо-мінеральні сполуки (комплексони) вимиваються з верхніх горизонтів ґрунту, утворюючи елювіальний (Е) горизонт. У верхній частині ґрунту формується, таким чином, підзолистий (елювіальний) горизонт, який має такі характеристики:

1) бідний на елементи живлення, R₂O₃, мул, основи;

2) кислий і слабо насичений Ca²⁺;

3) має мало гумусу, збагачений SiO₂, тому сірого кольору.

Частина речовин, вимитих з лісової підстілки та підзолистого (елювіального) горизонту, закріплюється в середині профілю грунту, формуючи ілювіальний горизонт з індексом І, який багатий на мул, колоїди,оксиди заліза або алюмінію та марганцю тощо. Тому він має червоно-бурий або бурий, м'ясо-червоний колір, при підсиханні дуже ущільнюється. Його структура горіхувата, призматична. По гранях структурних агрегатів добре видно колоїдну лакіровку (кутани вмивання , за В. Кубієною).

Отже, кислотний гідроліз мінеральної частини ґрунту під запоною хвойного лісу при промивному водному режимі обумовлює розвиток елювіальних процесів - основної складової підзолистого процесу ґрунтотворення.

Інтенсивність підзолистого процесу підсилюється:

а) з підвищенням кислотності;

б) з посиленням промивного режиму;

в) при безкарбонатності порід;

г) при наявності окислювально-відновних умов.

Хід підзолизації уповільнюється:

а) при карбонатному підґрунті;

б) при слабому промочуванні ґрунту;

в) при появі трав і листяних лісів.

На території України у чистому вигляді підзолистий процес ґрунтотворення не проявляється. Він поєднуючись з гумусово-акумулятивним процесом формує опідзолені ґрунти.

Дія підзолистого процесу сильно знижується за рахунок того, що опідзолені ґрунти формуються:

1. на лесах і лесових породах, які є сильно карбонатними, що обумовлює зниження кислотності ґрунтового розчину, а отже знижує кислотний гідроліз грантової маси;

2. під запоною широколистяних острівних або байрачних лісів з розвиненим трав'яним покривом, що обумовлює більшу зольність рослинного опаду;

3. в умовах сезонно-промивного типу водного режиму.

Поєднання цих двох процесів ґрунтотворення сприяє розвитку опідзолених ґрунтів, для яких характерні такі риси: значна акумуляція органічних речовин і зольних елементів у верхній частині профілю; чітка елювіально-ілювіальна диференціація профілю за всіма морфологічними та хімічними показниками; диференціація величини ємності вбирання в залежності від профілю (не досить висока у верхньому - НЕ та висока в ілювіальному горизонтах); кисла або слабокисла реакція, її збільшення в елювіальному горизонті та зниження в нижній частині профілю; акумуляція гумусу у верхніх горизонтах; наявність борошнуватої присипки SiO₂ у верхньому горизонті та колоїдної лакіровки в межах ілювію.

Інтенсивність гумусоакумуляції та ступінь опідзолювання надають підстави для поділу ґрунтів Лісостепу на дві групи: сильноопідзолені ґрунти (сірі та світло-сірі); слабкоопідзолені (темно-сірі ґрунти і чорноземи опідзолені).

Сірі опідзолені ґрунти господарства, поширені на відносно не великій площі, не мають самостійно вираженого елювіального горизонту, зате в них виразнішим є гумусово-елювіальний горизонт (у цілинних варіантах його грубизна сягає 20 - 25 см, а в орних - 28 - 35 см): Но+НЕ+І+ІР+Рк або Но+НЕ+ЕІ+І+ІР+Рк.

Сірі опідзолені грунти мають кислу реакцію грнутового розчину, вміст гумусу у гумусово-елювіальному горизонті коливається у межах 1,5-2,7%, емність катіонного обміну становить 15-30мг-екв/100г грунту, ступінь насичення основами - 70-80%, вміст азоту становить 0,15-0,30%. Їх агрофізичні властивості є малосприятливими для вирощування с/г культур. Бонитет грунту становить 62 бали.

Профіль темно-сірого опідзоленого ґрунту має вигляд:

НЕ або Не - гумусово-елювіальний грубизною 30-40см, темно - сірий, але з помітною «сивиною» від кремнезему, пухкий, неміцно-грудкуватий зі слабкою пластинчастою структурою, перехід добре помітний;

НІ - гумусово-ілювіальний грубизною 20--30 см, темно-бурий, ущільнений, з чіткою призматично - горіхуватою структурою, у верхній частині структурні агрегати можуть бути припудрені кремнеземом, на гранях структурних окремостей колоїдне лакування, перехід поступовий;

І - ілювіальний грубизною 40 см, безгумусовий, червоно-бурий або м'ясо-червоний, щільний, горіхувато - призматичний, грані структурних агрегатів вкриті темно-бурими затіками органо-мінеральних колоїдів (лакування, примазки), перехід поступовий,

РІ - перехідний ілювіальний залягає до глибини 120--150 см, світліший за попередній, менш щільний, з меншим виразом затьоків коїлоїдів, перехід поступовий;

Рк - лесова ґрунтотворна порода з карбонатним псевдоміцелієм і прожилками.

Темно-сірі опідзолені ґрунти мають добре гумусовану (до 57 - 67 см) верхню частину профілю, з вмістом гумусу 3-3,5%. Лінія карбонатів в них знижена десь до 90 - 120 см. Ємність катіонного обміну становить 35 мг-екв/100 г ґрунту, насиченість основами 80 - 90 %, слабкокисла реакція, рНгідр коливається від 2 до 5 мг-екв/100 г ґрунту, загальний вміст азоту - 0,2-0,4%. що легко гідролізується - 5-- 6 мг/100 г ґрунту. Уміст обмінного калію - 5,5--10 мг/кг, фосфору (за Кірсановим) - 15--20 мг/кг ґрунту (табл.).

Характеристика темно-сірого опідзоленого ґрунту

В цих ґрунтах зростає кількість водостійких агрегатів, тому вони менш запливають, кірка менш щільна. Істотно зростає вологоємкість і кількість запасів продуктивної вологи. Темно-сірі опідзолені ґрунти мають високу природну родючість. Їх бонітет становить 68 балів.

Реградовані ґрунти господарства формуються з опідзолених ґрунтів після вирубки лісу і за своєю суттю є остепнілими опідзоленими ґрунтами під впливом землеробства. Заміна лісової рослинності на трав'яну (сільськогосподарські рослини) фактично призводить до розвитку чорноземного процесу. В ході реградації відбуваються, за М.М. Шелякіним, такі зміни:

1. проходить вторинне окарбоначування профілю, при якому карбонати кальцію підтягуються з материнських порід (леси) на різну висоту залежно від ступеня реградації: у слабореградованих грунтів СаСО₃ фіксується в нижній частині профілю: Не+НРі+РНіk+Рk; середньо реградованих - окарбаначується середня частина профілю: Не+НРі k+РНіk+Рk;сильнореградованих - окарбоначування у верхньому горизонті Неk+НРі k+РНіk+Рk;

2. зростає насиченість колоїдного комплексу ґрунтів увібраним кальцієм, тому знижується кислотність, збільшується кількість гумусу, зростає структурність ґрунту;

3. поліпшуються фізичні характеристики ґрунту (аерація, шпаруватість тощо);

4. підвищується мікробіологічна активність.

Бонітет реградованих ґрунтів підвищується на 5-15 балів у порівнянні з опідзоленими ґрунтами. Опідзолені та реградовані орні ґрунти господарства мають свої змиті аналоги (з глибиною оранки не < 25 см при грубизні цілинних He-горизонтів 30 - 40 см).

Болотний процес грунтотворення. Гідроморфні ґрунти - це велика група ґрунтів, які, незважаючи на різне походження, об'єднує одна характерна особливість - їх розвиток відбувається при перезволожені ґрунтової товщі за рахунок застою поверхневих вод в таких випадках:

а) на рівнинах при слабому стіканні води або при його відсутності та наявності щільних горизонтів (шарів) в товщі ґрунтів або в материнських породах;

б) при накопиченні води у замкнутих депресіях місцевості або близького залягання підґрунтових вод, що обумовлює перезволоження, яке призводить до розвитку болотної рослинності; під її покровом розвиваються болотний процес ґрунтотворення та болотні ґрунти.

Суттю болотного ґрунтотворного процесу є особлива трансформація в аеробних умовах рослинних органічних решток (торфоутворення) і мінеральної частини ґрунту (оглеєння).

Торфоутворення - це процес накопичення на поверхні ґрунту нерозкладених або напіврозкладених решток болотної (гігрофітної) рослинності внаслідок слабкої їх мінералізації та гуміфікації в анаеробних умовах надмірного зволоження.. Тихоненко Д.Г. Ґрунтознавство: [підручник] / Д.Г. Тихоненко, М.О. Горін, М. І. Лактіонов та ін. // [за ред. Д.Г. Тихоненка]. - К.: Вища освіта, 2005. - 703 с.

Торф - це рослинна маса, до складу якої входять решітки рослин, які зберегли клітину будови, різні проміжні органічні продукти розкладу, невелика кількість гумусоподібних і мінеральних речовин, які потрапляють у рослини з підґрунтових вод. Товщина торфового шару залежить від інтенсивності та тривалості анаеробних процесів і становить від декількох сантиметрів до 10 і більше метрів.

Анаеробний розклад органічних решток призводить до утворення низькомолекулярних кислот (оцтової, молочної, масляної тощо), які пригнічують діяльність мікроорганізмів по перетворенню органічної речовини у ґрунті. Торфова товща у природних умовах має до 95% води. Практично всі пори зайняті водою. Шпаруватість періодично з'являється тільки у верхньому (0-5; 0-10 см) горизонті в сухі періоди року.

Рослинні рештки спочатку розкладаються під дією грибів, неспороносних бактерій, а згодом - під дією мікроорганізмів, які утворюють спори, розкладають целюлозу тощо. Кислоти, які при цьому утворюються, консервують рослинні залишки у вигляді торфу. В цих умовах дуже гальмується біологічний кругообіг речовин і зольних елементів, особливо азоту. Тому для торфовищ характерна нестача рухомих біофільних елементів, що сприяє розвитку оліготрофної рослинності.

Різні умови розвитку заболочування сприяють появі конкретних типів рослин - торфонакопичувачів. Так, при заболоченні у зниженнях місцевості, куди з водами надходить значна кількість елементів живлення, ростуть осоки, пушиця, очерет, рогіз, окуга, щільнокущові злаки, куничник тощо.

З трав'яних рослин найбільшими торфоутворювачами є очерет, окуга, рогіз, куничник, шейхцерія, канаркова трава, хвощові, з напівчагарників і дерев'янистих рослин - багно, журавлина, вереск, верба, береза, вільха чорна і сіра, сосна звичайна, смерека, модрина.

Властивості торфової маси дуже залежать від типу водного та мінерального живлення ґрунту. Заболочення поверхневими водами, як правило, призводить до формування верхових сфагнових боліт. Це дуже бідні оліготрофні болота з малою зольністю (2-5%), з кислою реакцією ґрунтового розчину (рН = 4,0-4,5), великою водовбирною здатністю (понад 1000%).

Низинні торфовища формуються при заболочуванні підґрунтовими водами, які майже завжди засолені легкорозчинними солями. Тому торфовища низинного типу мають високу зольність і нейтральну або лужну реакцію.

Для перехідних торфовищ характерним є перемінне зволоження поверхневими або підґрунтовими водами, що залежить від сезону року.

Консервації рослинної маси боліт сприяють і продукти перетворення мінеральної частини ґрунту. В анаеробних умовах реакції відновлення нітратів, сульфатів, фосфатів тощо призводять до появи газів типу H₂S, СН₄, які є отруйними для мікроорганізмів ґрунту, формуються сульфіди металів типу FeS (пірит), які підкислюють середовище при наявності кисню. Тому в ґрунтах часто накопичуються різні сполуки заліза, марганцю у формі конкрецій, бобовин, плям, розводів або невеликих прошарків (наприклад, вівіаніту - Fe₃P₂O₈ 8H₂O).

Торфові ґрунти можуть формуватися також при заростанні водоймищ (озер) болотною рослинністю.

Органогенні (торфові) ґрунти виділяються за такими ознаками:

1. за типом зволоження та мінерального живлення: торфовища низинні, верхові, перехідні;

2. за глибиною торфового шару: мілкі (Т = 50-100см), середні (Т = 100-200см), глибокі (Т > 200см);

3. за ботанічним складом торфу: осокові, гіпново-осокові, шейхцерієві, сфагнові, осоково-очеретяні та ін;

4. за новоутвореннями: залізисті, солончакові, карбонатні, замулені;

5. за ступенем мінералізації (розкладення) торфу: нерозкладені, слабо, середньо, сильно та дуже сильно розкладені.

Торфові ґрунти дуже відрізняються від мінеральних за всіма агрономічними показниками: органічна речовина складає основну масу горизонтів; вони багаті на азот (у верхових - 0,5-2,0%, а в низинних-3-4%), але він є недоступним для рослин; реакція ґрунтового розчину залежить від типу боліт: у верхових торфовищах вона кисла та сильнокисла (рН_КСІ = 4,0-4,5), в низинних - нейтральна (рН = 7,0) та слаболужна на (7,6-8,0); торфовища бідні на основи, в першу чергу на кальцій, ємність вбирання торфовищ від 80 до 200 мг-екв 100 г ґрунту, а увібраний кальцій і взагалі основи складають: у верхових - 10…30%, у низинних - 70…100%; зольність верхових торфовищ - 2…5%, низинних - 30…50%, а перехідних - 5…10%; усі без винятку торфовища бідні на калій; мають такі фізичні властивості: низькі показники щільності, висока вологоємність (у верхових - 1000-1200%, низинних - 400-900%), низькі водопроникність і теплопровідність.

Оглеєння - це складний біохімічний відновний процес, який відбувається в анаеробних умовах за наявності органічних речовин і за участю анаеробних мікроорганізмів.

Органічні кислоти і сірководень, які утворилися в результаті анаеробної трансформації решток болотної рослинності, руйнують мінеральну частину ґрунту, насамперед кристалічні решітки алюмо- і феросилікатів. При цьому накопичується токсичний рухомий алюміній, який викликає підкислення ґрунту. Звільнені з силікатів катіони утворюють колоїдні та іонні розчини гідроокислів заліза, алюмінію, кременеву кислоту та інші сполуки. З цих речовин у ґрунті утворюються вторинні глинисті мінерали. Завдяки диспергації цих мінералів і накопиченню кременевої кислоти перезволожений оглеєний ґрунт набуває липкості, пластичності, в'язкості і втрачає пористість.

У процесі відновлення елементів з непостійною валентністю (Fе, Мn, Р, S, N С) в анаеробних умовах за участю анаеробних мікроорганізмі, які використовують хімічно зв'язаний кисень переходять у закисну форму.

Найхарактернішою особливістю глейового процесу є відновлення окисного заліза до токсичного закисного. За тривалого перезволоження захисне залізо реагує з гідроокислами кремнію й алюмінію, внаслідок чого утворюються вторинні алюмо-феросилікати, накопичення яких у ґрунті обумовлює формування глейових горизонтів.

У результаті взаємодії захисного заліза з фосфатами в оглеєних горизонтах утворюється вівіаніт Fе₃(РО₄)₂ * 8Н₂О, який разом із вторинними алюмо-феросилікатами надає глейовим горизонтам сизих, зеленкуватих і блакитних відтінків.

При взаємодії заліза з вуглекислим газом в анаеробних умовах утворюється двовуглекисле залізо Fе(НСО₃)₂, а при реакції з сірководним - гідротроіліт Fе S ₂* Н₂О, які забарвлюють оглеєні горизонти в сірі й чорні кольори.

В умовах періодичного перезволоження ґрунту сполуки заліза можуть знаходитися то в закисній, то в окисній формах. При зміні анаеробних умов на аеробні закисні сполуки заліза окислюються з утворенням мінералів групи лімоніту, які в місцях аерації обумовлюють наявність іржаво-вохристих плям, пунктацій, прошарків, конкрецій у вигляді бобової руди.