Жолудєва І.Д. Ґрунтоутворення в техногенних ландшафтах Донбасу. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю03.00.18 – ґрунтознавство. - Національний науковий центр «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського», Харків, 2008.
В результаті комплексних досліджень було встановлено, що за 35-37-річний період з «нульового моменту» в техногенних ландшафтах Донбасу на лесовидних суглинках і палеогенових пісках під природною трав'янистою і лісокультурною рослинністю утворилися ґрунти з наявністю у верхній частині профілю гумусoво-акумулятивного горизонту потужністю 10-12 см. Для цих ґрунтів характерно: неоднорідність гранулометричного складу і відсутність перерозподілу колоїдів за профілем; сума поглинених основ 11,0 - 32,7 мг-экв/100 г ґрунту з домінування у складі обмінних катіонів кальцію (65,7-73,9%); коефіцієнти акумуляції-розсіювання хімічних елементів близькі до зональних ґрунтів; рівномірний розподіл водорозчинних солей за профілем; розущільнення ґрунтового профілю до глибини 50 см. Найбільш інформативним критерієм оцінки ґрунтоутворюючого процесу в техногенних ґрунтах є акумуляція органічної речовини. Аналіз показників гумусного стану ґрунтів техногенних ландшафтів підтверджує концепцію зональності ґрунтоутворення. Основними процесами є гумусоутворення, гумусонакопичення та дерновий процес. Низькі запаси енергії, акумульованої в молодих ґрунтах техногенних ландшафтів (147-187 ккал/кг) при високій енергоємності гумусу (5,83-7,45 ккал/г) дозволяють судити про ступінь віддаленості їх від стабільного стану.
Розроблена модель саморозвитку профілю техногенних ґрунтів дозволяє зробити прогноз накопичення гумусу і його розподілу за профілем. Дослідженнями розглянуто шляхи раціонального використання цих ґрунтів.
У дисертації наведено теоретичне обґрунтування закономірностей перебігу ґрунтотворного процесу на осадових гірських породах в техногенних ландшафтах Донбасу, результатом якого є еволюція техногенних ґрунтів до стану зрілого зонального ґрунту. Доведено, що основним параметром прогнозу саморозвитку профілю техногенних ґрунтів є запас в них органічної речовини. Виявлено інтенсивність розвитку основних ґрунтотворних процесів у техногенних ґрунтах залежно від факторів ґрунтоутворення та позначено шляхи їх раціонального використання.
В результаті техногенного впливу відбувається ускладнення структури ґрунтового покриву з включенням у неї техногенних ґрунтів, у яких під впливом ґрунтоутворюючих факторів відбувається сучасний ґрунтотворний процес. Фактор ґрунтоутворюючої породи має специфічне значення, що зумовлено участю гірських порід, винесених у породні відвали в сполученнях, які не властиві їх природному заляганню.
Техногенні ґрунти Донбасу під трав'янистою і лісовою рослинністю на лесовидних суглинках та палеогенових пісках формуються за гумусово-акумулятивним типом ґрунтоутворення, основними процесами якого є гумусоутворення, гумусонакопичення і дерновий процес.
Гранулометричний склад техногенних ґрунтів відрізняється неоднорідністю і стрибкоподібним характером розподілу усіх фракцій за профілем, що обумовлено неоднорідністю порід та технічним етапом конструювання відвалів. Перерозподіл мулистої фракції не спостерігається.
Ґрунтовий профіль техногенних ґрунтів диференційований за щільністю будови на два горизонти. У верхній частині профілю (0-20 см) щільністю будови техногенних ґрунтів прагне до рівня зональних і складає: на лесовидному суглинку - 1,21-1,35 г/см3, на палеогеновому піску – 1,26-1,28 г/см3. Розущільнення профілю спостерігається до глибини 50 см.
У складі поглинених катіонів переважає кальцій, вміст якого складає 65,7-73,9% від їх суми. Переважання кальцію в складі обмінних катіонів і належність його до верхніх горизонтів обумовлено процесами біогенної акумуляції. Зміна величини ємності поглинаючого комплексу в бік її збільшення в техногенних ґрунтах свідчить про наявність у них ґрунтотворного процесу, що охоплює шар 0-20 см.
За 35-37-річний період з початку розвитку сучасного ґрунтотворного процесу в техногенних ґрунтах вміст органічної речовини в шарі 0-10 см збільшився в 3–6 разів, в шарі 10-20 см – в 1,3-1,7 разів. Вміст органічної речовини під різнотравно-злаковою рослинністю і під лісовими насадженнями з листяних порід в шарі 0-10 см приблизно однаковий і знаходиться в межах 2,33-2,59 % при швидкості її утворення 0,072–0,082 % у рік. Гумусоутворення під хвойними породами відбувається менш інтенсивно - ці показники складають відповідно 1,04-1,79 % та 0,031-0,058 % у рік. В шарі 10-20 см вміст органічної речовини різко знижується до 0,46-0,79 %, а швидкість її утворення – до 0,005-0,010 % у рік.
Органічна речовина ґрунтів техногенних ландшафтів характеризується підвищеною лабільністю. Частка лужнорозчинних і водорозчинних форм органічної речовини від її загального запасу в 10-сантиметровому шарі у 1,3-2,5 рази більше, ніж у чорноземі звичайному.
Органічна речовина техногенних ґрунтів характеризується повним набором фракцій. Гумінові кислоти знаходяться переважно у формах міцного зв'язку з кальцієм (фр. ГК-2) і вилучаються з ґрунту лише після його декальціювання. Характерною рисою гумусу техногенних ґрунтів є наявність великої кількості негідролізуємого залишку, вміст якого в шарі 0-10 см досягає 71-77% від загального вмісту органічного вуглецю.
Органічна речовина ґрунтів, сформованих під різнотравно-злаковою рослинністю, має більшу зрілість і схожість з гумусом еталонного ґрунту за показниками вмісту у своєму складі усіх фракцій гумінових і фульвокислот, а також оптичній щільності гумінових кислот. За основними показниками, що характеризують якісний склад гумусу (частка “вільних” гумінових кислот, частка ГК, зв'язаних із кальцієм, частка міцнозв’язаних з мінеральною основою ГК), техногенні ґрунти як під різнотравно-злаковою рослинністю, так і під лісовими насадженнями з листяних порід аналогічні зональному ґрунту.
Кількість енергії, акумульованої в молодих ґрунтах техногенних ландшафтів складає 147-187 ккал/кг ґрунту при високій енергоємності гумусу – 5,83-7,45 ккал на 1г, що дозволяє судити про ступінь віддаленості їх від стабільного стану зональних ґрунтів і інтенсивних темпах накопичення органічної величини.
Техногенні ґрунти мають високу біологічну активність, що зв'язано з підвищеною здатністю рослин і мікроорганізмів продукувати ферменти в екстремальних умовах середовища. Високі значення коефіцієнта накопичення органічної речовини (К = 7,8-12,8) в техногенних ґрунтах у віці 35-37 років свідчать про інтенсивні темпи ґрунтоутворення.
Лісові культури знаходяться в задовільному стані, характерному для відповідних порід того ж віку на зональних ґрунтах степової зони. Запас лісової підстилки складає 16,5-31,1 т/га в залежності від культури. За флористичним складом рослинність трав'янистого фітоценозу відповідає типу рослинності сухого косимого степу, видовий склад трав нараховує близько 35 видів із запасами надземної фітомаси 2,9-3,3 т/га, сумарно можлива гуміфікаційна фітомаса – 3,1 т/га в рік, що наближено до аналогічних показників зонального ґрунту.
Максимум вмісту запасів гумусу, порівняного з еталоном, буде досягнуто через 250-300 років лише в шарі 0-20 см. Темпи його накопичення до глибини 20 см найбільші в перші 50-70 років. Вміст гумусу на глибині 50 см і через 450 років не досягне еталонного рівня, що підтверджує положення про більш повільну еволюцію нижніх горизонтів ґрунтів.
Публікації автора:
Етеревская Л.В. Почвообразование в техногенных ландшафтах Донбасса / Л.В. Етеревская, И.Д. Жолудева // Агрохімія і ґрунтознавство. –Харків, 2008. - № 68. – С. 24-31 (співавтор ідеї, методичні підходи, отримання та інтерпретація експериментальних даних, узагальнення, висновки)
Жолудєва І.Д. Гумусовий стан як діагностична ознака сучасного ґрунтоутворення в техногенних ландшафтах Донбасу / І.Д. Жолудєва // Науковий вісник Чернівецького університету: Збірник наукових праць. Серія “Біологічні науки”. – Чернівці: Рута, 2008. – Вип. 403-404. - С. 78-87.
Пат. UA9282 U, 7 G01N33/24. Спосіб визначення потенціальної родючості ґрунтів / О.Ю. Несмашна, Ю.О. Тараріко, Н.А. Андреєва, І.Д. Жолудєва, В.В. Ковальов; заявник та патентовласник Луганськ. ін-т агропромисл. виробництва УААН. - № u 2005 02112; заявл. 09.03.2005; опубл. 15.09.2005. - Бюл. № 9 (головні відзначальні ознаки, експериментальна частина).
Жолудева И.Д. О темпах гумусообразования в техногенных ландшафтах Донбасса / И.Д. Жолудева // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія “Сільськогосподарські науки”. – Луганськ, 2003. - Вип. 30 (42). – С. 17-21.
Жолудєва І.Д. Модель саморозвитку профілю техногенних ґрунтів Донбасу / І.Д. Жолудєва, В.П. Філатов // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія “Сільськогосподарські науки”. – Луганськ, 2007. - Вип. 80 (103). – С. 36-41. (співавтор ідеї, методичні підходи, узагальнення, висновки).
Жолудева И.Д. Микроэлементный состав техногенных почв Донбасса / И.Д. Жолудева // Агрохімія і ґрунтознавство. Спец. вип. до 6 з’їзду УТҐА. - Харків, 2002. – Кн. 3. - С. 63-64.
Жолудева И.Д. Энергетика гумусообразования в техногенных ландшафтах Донбасса / И.Д. Жолудева // Агрохімія і ґрунтознавство. Спец. вип. до 7 з’їзду УТҐА. - Харків, 2006. – Кн. 3. - С. 222-224.
Келеберда Т.Н. Диагностика техногенно-преобразованных почв / Т.Н. Келеберда, А.Н. Другов, И.Д. Жолудева // Агрохімія і ґрунтознавство. Спец. вип. до 4 з’їзду УТҐА. - Харків, 1994. – Кн. 2. - С. 122-123.(аналіз стану проблеми, узагальнення, висновки)
Келеберда Т.Н. Почвообразование как критерий оптимизации техногенных ландшафтов / Т.Н. Келеберда, И.Д. Жолудева // Шляхи раціонального використання земельних ресурсів України: міжнар. наук-практич. конф. молодих вчених 16-17 бер. 1995 р.: тези допов. - Чабани, 1995. – Кн. 2. - С. 25. (співавтор ідеї, узагальнення, висновки).
Жолудева И.Д. Фитомелиорация техногенных ландшафтов и почвообразование в них / И.Д. Жолудева // Земельные ресурсы Украины: рекультивация, рациональное использование и охрана: междунар. науч. конф., посвящен. 90-летию Н.Е. Бекаревича 20-21 фев. 1996 г.: тезисы докл. - Днепропетровск, 1996. - С. 102-103.
Жолудева И.Д. Рекультивация земель и процессы почвообразования / И.Д. Жолудева // Теорія і методи оцінювання, оптимізації використання і відтворення земельних ресурсів: науч.-техн. конф. НАНУ по вивчен. продуктивних сил України 11-14 лист. 2002 р.: тези допов. – К., 2002. – С. 14.
