Кислотно-основна буферність ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат

Предмет:

Тип роботи:

Автореферат

К-сть сторінок:

Мова:

Українська

Оцінка:

аналітичних досліджень ПКОБ буроземів помірно-холодного, субальпійського й альпійського поясів північно-східного і південно-західного макросхилів Чорногірського масиву. Характеристика ПКОБ ґрунтів дана із врахуванням їхніх фізико-хімічних властивостей і гранулометричного складу. Проаналізовано якісно-кількісні зміни кислотної і лужної буферності у профілі ґрунту (параметри ПКОБ характерних ґрунтів наведені у табл. 1). Визначено зменшення потенційної кислотної буферності (ПКБ) верхніх горизонтів (Н1 і Нd) буроземів. Досліджено, що ПКБ верхнього гумусового та дерново-гумусового горизонтів ґрунтів північно-східного макросхилу Чорногірського масиву становить: у помірно холодному – 15, 0 (11, 2 – 22, 4) ; у субальпійському – 15, 3 (10, 3 – 18, 7) ; в альпійському – 13, 6 (10, 6 – 19, 1) од. Виявлено, що у ґрунтах південно-західного макросхилу також простежується зменшення кислотної буферності з висотою: у помірно холодному – 16, 5 (11, 8 – 21, 4) ; у субальпійському – 12, 8 (11, 7 – 14, 5) ; в альпійському – 12, 4 (10, 0 – 13, 7) од. З’ясовано, що кислотно-основна буферність буроземів Чорногірського масиву залежить від фізико-хімічних властивостей ґрунтів і ґрунтоутворювальних порід. Інтенсивне підкислення верхніх горизонтів ґрунту, особливо гумусового чи дерново-гумусового, є результатом послаблення його кислотних буферних властивостей. На підставі результатів досліджень буроземів Чорногірського масиву склали картосхему ПКБ ґрунтів досліджуваної території (рис. 1).

Диференціальна кислотно-основна буферність буроземів Чорногірського масиву

Диференціальна буферність характеризує наявність тих чи інших буферних систем у певних інтервалах рН та їхню нейтралізаційну здатність до кислот чи лугів. Буроземи Чорногірського масиву – унікальний об’єкт для ідентифікації буферних систем (зон), оскільки вони значно відрізняються за вмістом хімічних компонентів, які беруть участь у буферних реакціях протонування-депротонування. Для прикладу відібрані ґрунти з контрастним умістом гумусу, рухомого Аl і обмінного Ca. Ідентифікацію зон буферності проведено із врахуванням результатів досліджень Bloom (1979), Bruggenwert (1987), Філепа, Редлі (1989), Соколової (1993), Козлової (1999).

Бурозем кислий гірсько-лучний середньоглибокий на елювії-делювії карпатського флішу з переважанням пісковиків. У разі кислотного навантаження простежуються два піки буферності з максимумами 2, 75 і 2, 25 од. рН у дерново-гумусовому горизонті (рис. 2). У розташованих нижче горизонтах простежується зсув піків кислотної буферності у бік

лужності, що свідчить про посилення дисоціації рН-залежних функціональних груп. Три піки з максимумами 6, 25, 6, 75 і 7, 50 од. рН відповідають буферним реакціям за участю сильно- і слабокислотних СООН-груп і ОН-груп фенольних сполук. Зменшення вмісту гумусу у перехідному горизонті ґрунту та ґрунтоутворювальній породі призводить до зменшення висоти і площі піків, а також їх зсуву у бік лужності.

Бурозем кислий короткопрофільний на елювії-делювії карпатського флішу з переважанням аргілітів і алевролітів. На рис. 3 показано, що у разі кислотного навантаження у гумусовому горизонті максимальне значення інтенсивності буферності  = 9, 5 ммоль/ 100 г-1/рН-1 припадає на інтервал рН < 2, 5 од., що пов’язане з реакціями кислотної нейтралізації перманентних зарядів твердої фази ґрунту та процесами руйнування алюмосилікатів. У разі лужного навантаження простежується лише один пік буферності в інтервалі рН 3, 7 – 5, 25 од., з максимумом 4, 75 од. рН. Наявність цього піка зумовлена високим умістом сполук Аl, можливо у формі оксиалюмінію – Al2O3H+, яка найстійкіша в інтервалі рН 4, 5 – 5, 5 (Шішніашвілі і спів., 1975). У цьому інтервалі рН відбуваються також буферні реакції за участю процесів розчинення солей сильних основ органічних кислот, реакції заміщення обмінних основ, депротонування сильнокислотних СООН-груп неспецифічних органічних кислот, депротонування слабокислотних груп гумусових кислот. Отже, для бурозему з підвищеним умістом рухомого Аl і гумусу характерна висока лужна буферність і домінування алюмінієвої буферної системи, а також буферні реакції за участю функціональних груп специфічних і неспецифічних органічних кислот. За умов сильнокислотного середовища кислотна буферність ґрунту забезпечується руйнуванням алюмосилікатів і заміщенням перманентних зарядів твердої фази ґрунту.

Бурозем гірсько-лучний короткопрофільний на елювії-делювії карпатського флішу з переважанням пісковиків. Збільшення інтенсивності буферності в інтервалі 5, 25-4, 00 од. рН у дерново-гумусовому горизонті пов’язано із підвищеним умістом обмінного Ca (рис. 4). Цей буферний ефект не простежується в інших досліджуваних буроземах. Мінімальний вміст рухомого Аl у цьому ґрунті дає змогу припустити, що максимуми буферності при 6, 75, 7, 75 і 8, 25 од. рН пов’язані, відповідно, з дією сильно- і слабокислотних, фенольних груп органічної речовини ґрунту. За умов високого вмісту обмінного Ca і гумусу кислотна буферність цього бурозему є найвищою серед розглянутих ґрунтів Чорногірського масиву. Зменшення вмісту гумусу з глибиною призводять до послаблення буферних властивостей ґрунтів, особливо до лужних навантажень.

Внутрішньогоризонтні зв’язки ПКБ і фізико-хімічних властивостей буроземів

Досліджено (рис. 5), що ПКБ має сильний вплив на показники активної (r = +0, 88) та обмінної (r = +0, 86) кислотностей. Виявлено (див. рис. 5, б) прямий зв’язок між вмістом гумусу у буроземах та їхньою кислотною буферністю (r = +0, 70). Про зміну структурно-функціональних властивостей органічної речовини буроземів у процесі її гуміфікації частково свідчить зміна характеру і сили кореляційного зв’язку між ПКБ і гідролітичною кислотністю у профілі ґрунту (див. табл. 2). Визначено (табл. 2) значне збільшення впливу на ПКБ вмісту рухомого Аl гумусового горизонту (r = -0, 72). Між обмінним Гідрогеном та кислотною буферністю суттєвих зв’язків не виявлено.