Кислотно-основна буферність ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 11 наукових статей, з них чотири у рекомендованих ВАК України виданнях, які відображають зміст дисертації.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота викладена на 161 сторінці машинописного тексту і складається із вступу, п’яти розділів та висновків. В роботі наведено 40 рисунків, 3 таблиці та 8 таблиць і 1 рисунок у додатках. Список використаних джерел складається з 155 найменувань. Загальний обсяг роботи – 198 сторінок.

 

 

Фізико-географічна зумовленість ґенези кислотно-основної буферності буроземів Українських Карпат

У цьому розділі розглянуто особливості геолого-геоморфологічної будови досліджуваної території (Лазько, 1962; Цись, 1968; Кульчицький, Матковский, 1977; Гофштейн, 1995), фізико-хімічні властивості ґрунтоутворюючих порід (Гоголєв, 1965), кліматичні особливості (Андріанов, 1957, 1968; Бучинський, 1960, 1971, 1972; Бабиченко, 1984; Барабаш, 1984; Логвінов, 1973; Дмитренко, 1977), рослинність (Голубець, 1967; Царик, 1977; Малиновський, 1980; Стойко, Тасєнкевич та ін., 1982; Стойко, Мілкіна та ін., 1993) ; вплив рослин на характер ґрунтової кислотності (Карпачевський, 1981; Мігунова, 1993; Чорнобай, 2000), зокрема функціональну неоднозначність кислотного впливу деревних і трав’яних рослин на систему ґрунт-рослина (Гоголєв, 1965).

Кислотно-основні властивості буроземів Українських Карпат і проблема оцінки кислотної буферності

У Чорногірському масиві Карпат, за умов високої кількості опадів (понад 1000 мм), низьких середньорічних температур (3, 2 – 5, 4°С), інтенсивного промивного водного режиму, на елювії-делювії карпатського флішу утворилися кислі ґрунти. Головні причини підкислення гірських ґрунтів є вилуговування основ, високий вміст рухомого Аl, нагромадження в органогенних горизонтах значної кількості слабогуміфікованої органічної речовини, переважання у складі гумусу фульвокислот.

На підставі результатів досліджень кислотно-основної рівноваги буроземів Українських Карпат та механізмів її регулювання (Swederski, 1931; Гоголєв, 1965; Канівець, 1991; Топольний, 1991; Гамкало, 1998) запропоновано концептуальний підхід до оцінки кислотно-основної буферності кислих ґрунтів. Згідно з цим підходом, у кислому і сильнокислому ґрунтовому середовищі так звана “обмінна кислотність ґрунту”, разом з гідролітичною, відображає ту частину йонів-кислотоутворювачів, яка нейтралізована ґрунтовим вбирним комплексом і яку, на нашу думку, варто розглядати як актуальну кислотну буферність (АКБ). З огляду на це, для кислих ґрунтів Українських Карпат значення АКБ будуть високими і дуже високими, про що свідчать показники рНсол. і гідролітичної кислотності. За цих умов ступінь виснаження буферних систем ґрунту, залежно від його кислотності, буде різним, що власне визначатиме його різну залишкову або потенційну кислотно-основну буферність. Низька і дуже низька буферність буроземів Карпат щодо сучасних кислотних навантажень не дає змоги характеризувати їх як низькобуферні ґрунти в цілому. Загальна кислотно-основна буферність є сумою актуальної і потенційної буферностей.

У цій роботі розглянута потенційна кислотно-основна буферність буроземів Чорногірського масиву, тобто той резерв буферності, який здатен протидіяти природним і антропогенним кислотним навантаженням.

Методика досліджень

У процесі вивчення властивостей ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат використовували такі підходи та методи: градієнтний, системно-методичний, порівняльно-географічний, порівняльно-профільний, порівняльно-аналітичний.

Провели морфологічні і морфометричні дослідження генетичних горизонтів ґрунтових розрізів. Відбір зразків ґрунту – трикратний. Підготовку ґрунтових зразків для лабораторних досліджень проводили за загальноприйнятими методиками. Для визначення потенційної кислотно-основної буферності застосували метод Арреніуса в модифікації Антипова-Каратаєва і Фірсової, який полягає у потенціометричному вимірюванні рівноважного рН ґрунтових суспензій після взаємодії з кислотою чи лугом. Результати опрацьовували за допомогою програмного забезпечення, розробленого в Національному науковому центрі “Інститут ґрунтознавства і агрохімії” УААН (м. Харків) під керівництвом члена-кореспондента УААН проф. Р. С. Трускавецького. На підставі результатів потенціометричного титрування водних суспензій ґрунту обчислювали значення інтенсивності рН-буферності () за рівнянням Ван Слайка. За результатами графічного диференціювання з використанням програми Excel 2000 побудували графіки =f (рН). Також визначали рНвод. і рНсол. у ґрунті, вміст гумусу, обмінних основ, рухомого Аl і гранулометричний склад дрібнозему за загальноприйнятими методиками.

Отримані експериментальні дані статистично опрацьовували за допомогою програми Excel 2000 (кореляційний і регресійний аналізи), а також за загальноприйнятими методиками (Доспєхов, 1968; Дмітрієв, 1972).

Стан вивченості ґрунтів Українських Карпат

Узагальнено літературні дані щодо ґенези, еволюції та екологічного стану буроземів. Досліджено, що гірське ґрунтоутворення характеризується абсолютною та відносною молодістю і незначною потужністю ґрунтів, розвитком природної денудації, вільним внутрішньоґрунтовим дренажем (Геренчук, 1981). Головні елементарні ґрунтові процеси у буроземах – гумусоутворення і гумусоакумуляція, оглинення та лесіваж (Ковда, Розанов, 1988). На підставі досліджень фізико-хімічних та фізичних властивостей ґрунтів Українських Карпат (Swederski, 1931, Вернандер, 1951, Пастернак, 1962, Пономарьова, 1962, Гоголєв, 1965, Топольний, 1991, Чорнобай, 2000, Канівець, 2001) виявлено такі характерні особливості буроземів: формування монотонного профілю, нагромадження гуматно-фульватного гумусу, висока активна, обмінна і гідролітична кислотності, кислотний гідроліз алюмосилікатів, закріплення у стабільно аерованому середовищі Fe й Аl у формі вільних (несилікатних) сполук, нагромадженням рухомого Al у верхніх горизонтах ґрунту, винесення Ca і