Кислотно-основна буферність ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат

Отже, за характерних умов ґрунтоутворення в Українських Карпатах важливим буферним компонентом буроземів є сполуки Аl, здатні, зважаючи на амфотерну природу цього хімічного елемента, утворювати буферні ефекти у широкому діапазоні рН та високий вміст органічної речовини. Крім цих двох домінуючих хімічних чинників 

буферного потенціалу буроземів Карпат, на кислотно-основну буферність впливають фізико-хімічні процеси сорбції катіонів чи аніонів. Специфічним протоннейтралізуючим механізмом у буроземах є також процес протолізу – необмінного входження йонів Н у кристалічні ґратки первинних і вторинних мінералів (Гоголєв, 1965).

 

Таблиця 2

Коефіцієнти прямолінійної кореляції ПКБ ґрунту з фізико-хімічними показниками буроземів північно-східного макросхилу Чорногірського масиву, α = 0, 05. 

Показники Генетичні горизонти

Н1 (Нd) Н (H2) НР

Гумус, % 0, 412 0, 698 0, 557

рНвод, од. 0, 777 0, 876 0, 760

рНсол, од. 0, 857 0, 858 0, 825

Аl, мг / 100 г -0, 500 -0, 718 -0, 556

Н, мг / 100 г -0, 192 -0, 364 -0, 272

Са, ммоль (+) / 100 г 0, 096 0, 760 0, 795

Mg, ммоль (+) / 100 г 0, 158 0, 087 0, 185

Гідролітична кислотність, (ГК) ммоль (+) / 100 г 0, 248 -0, 503 -0, 501

 

Міжгоризонтні зв’язки потенційної кислотно-основної буферності і фізико-хімічних властивостей буроземів

У процесі формування ґрунтового профілю буроземів та поступового підкислення верхніх горизонтів ступінь консолідації механізмів та процесів, які визначають кислотно-основну рівновагу ґрунту, зменшується (рис. 6).

Виявлено, що у досліджуваних буроземів на фоні часткової дерегуляції кислотно-основної рівноваги на рівні горизонтів Нd і Н1 та Н2, простежуються достатньо тісні зв'язки між просторовими змінами кислотної буферності, рухомого Аl й обмінного Н. Вміст гумусу у горизонтах Нd і Н1 прямо впливає на рНсол. горизонту Н2. Вміст рухомого Аl у горизонтах Нd і Н1 має зворотний вплив на рНсол. горизонту Н2, що підтверджує домінуючу роль Аl як кислотоутворювача. Зворотний зв’язок вмісту рухомого Аl у горизонтах Нd і Н1 із вмістом гумусу у горизонті Н2 є свідченням зв’язування органічною речовиною Аl, як у необмінну так і обмінну (залежно від рН середовища) форми. Досліджено, що гумусовий горизонт буроземів (Н2) на 0, 1 – 0, 7 од. менш кислий порівняно з дерново-гумусовим і верхнім гумусовим (Н1) горизонтами. Із глибиною, до перехідного горизонту РН, посилюються міжгоризонті зв’язки, зокрема активної, обмінної та гідролітичної кислотностей. Зростає у цій частині ґрунтового профілю і вплив рухомого Аl на кислотну буферність і КСl-обмінну кислотність. Важливо те, що у перехідному горизонті збільшується роль Мg на фоні зменшення ролі Ca, причому активність обмінного Мg простежується включно до ґрунтоутворювальної породи. Єдиним хімічним компонентом серед досліджуваних, вплив якого домінував у всьому профілі буроземів, є рухомий Аl. Можливо, це пов’язано з тотальним хімічним вивітрюванням мінералів за умов високої кислотності ґрунтового середовища або з міграцією Аl із зони деструкції у глибші горизонти.

 

 

Для дослідження кислотно-основної буферності кислих ґрунтів, зокрема буроземів, запропоновано новий методологічний підхід, який полягає у переоцінці функціональної ролі обмінної кислотності і трактуванні її як актуальної кислотної буферності (АКБ). Феномен обмінного і необмінного зв’язування катіонів Н і Аl ґрунтовим вбирним комплексом, на якому ґрунтується АКБ ґрунту, має надзвичайно важливе функціональне значення як ефективний еволюційний механізм захисту ґрунтового середовища від прогресуючого підкислення. Враховуючи значну кількість йонів Н+ і Al3+, зв’язаних ґрунтовим вбирним комплексом, кислі буроземи Українських Карпат необхідно вважати такими, що мають високу АКБ. Кількість йонів Н+, яка ще може бути нейтралізована буферними системами ґрунту, становить потенційну кислотну буферність (ПКБ).

ПКБ буроземів Чорногірського масиву є низькою, що зумовлено високим вмістом фульватного гумусу, рухомого Аl і низьким вмістом обмінних основ (Са, Mg). Виявлено географічні особливості, які полягають у зменшенні ПКБ дерново-гумусового (субальпійський і альпійський пояси) і верхнього гумусового (помірно-холодний пояс) горизонтів із збільшенням абсолютної висоти залягання ґрунту. Зменшення кислотонейтралізуючої здатності верхніх горизонтів буроземів із абсолютною висотою зумовлено наявністю грубодисперсного гумусу кислого характеру.

Для оцінки ПКБ буроземів запропоновано шкалу кислотної буферності (од.) : низька – 20 -30, дуже низька 15 – 20 і аномально низька – 10 – 15, з урахуванням якої складена карта потенційної кислотної буферності ґрунтів досліджуваної території.

За результатами диференціальної потенційної кислотної буферності вперше ідентифіковані буферні системи буроземів за участю рухомого Аl, обмінного Ca і гумусу, які беруть участь у реакціях кислотно-основної нейтралізації.

За умов інтенсивного промивного водного режиму і значного масоперенесення біогенних елементів у системі ґрунт-рослина дефіцит катіонів