Фоновий вміст фтору в грунтах різних природно-кліматичних зон України

 

Особливості поведінки фтору в агроекосистемах вивчалися протягом 2001- 2004 рр. у трьох природно-кліматичних зонах України – Полісся, Лісостепу та Степу в умовах природних (перелоги) та агроекосистем (польові стаціонарні досліди) на ґрунтах. Роботи виконувались у межах програми з агроекологічного моніторингу науково-методичного центру «Агроекологія», головною організацією якого є Інститут агроекології та біотехнології УААН. Зразки ґрунтів відбирали пошарово через кожні 20 см до глибини 100 см. Вивчали також вміст фтору в природних водах, які відбирали паралельно із зразками ґрунту в місцях розташування стаціонарних дослідів. Для екотоксикологічної оцінки поряд із фтором проводили визначення у ґрунтах важких металів (Cd, Pb, Zn, Cu, Ni, Co).

Протягом 1996-2003 рр. досліджувалися фосфорити родовищ України: Ново-Амвросієвського – фосфоритовий концентрат (25, 0% Р2О5), глауконітовий продукт (16, 0% Р2О5), Південно-Осиківського – фосфоритовий концентрат (28, 0% Р2О5), Осиківського – фосфоритовий концентрат (19, 0% Р2О5), Ратнівського – фосфоритовий концентрат (19, 0 і 28, 0% Р2О5), Здолбунівського – фосфорит (12, 6% Р2О5) родовищ та Маневицько-Клеванської фосфоритоносної площі – фосфоритовий концентрат (25, 0% Р2О5). В лабораторних умовах проводили вивчення екотоксикологічних властивостей фосфоритів, дослідження динаміки переходу фтору з фосфоритів у розчин при різних кислотно-основних умовах середовища (рН=4; 7; 9).

Протягом 2000-2002 рр. досліджували поведінку фтору в системі «грунт-добриво-рослина» при застосуванні нового виду фосфорного добрива вітчизняного виробництва агрофоски при вирощуванні озимої пшениці в умовах Поліської грунтово-кліматичної зони на дерново-середньопідзолистому грунті (дослідне поле Чернігівського інституту АПВ УААН). Схема польового досліду передбачала вивчення рекомендованої дози – 60 кг/га за вмістом Р2О5 і, для врахування можливості нагромадження полютантів у ґрунті, дози 180 кг/га за вмістом Р2О5. Зразки рослинного матеріалу відбирали тричі за вегетаційний період згідно з фенологічними фазами розвитку озимої пшениці. Одночасно відбирали ґрунтові зразки пошарово через 20 см до глибини 100 см.

У лабораторних умовах визначення вмісту фтору в ґрунті, рослинах, фосфоритах проводили потенціометричним методом з попередньою екстракцією зразків. Для вилучення рухомих (водорозчинних (ВФФ)) форм фтору з ґрунту використовували дистильовану воду, потенційно-рухомих (лугорозчинних (ЛФФ) та кислоторозчинних (КФФ)) – екстрагенти 0, 1N NaOH та 0, 01N HCL, валової (ВФ) – метод сплавлення проби ґрунту з концентрованим NaOH. Фтор з рослин вилучали за допомогою екстрагента 1, 0 N НСІО4. Для вирівнювання іонної сили розчину використовували буфер TISAB (рН=5, 0-5, 5).

 

Фоновий вміст фтору в грунтах різних природно-кліматичних зон України. Аналіз результатів досліджень показав, що фоновий вміст валового фтору в різних типах ґрунтів варіює в дуже широкому діапазоні – від 49, 5 до 297, 5 мг/кг. Найвищі його концентрації характерні для ґрунтів зони Лісостепу (167, 7 – 297, 5 мг/кг), кислі дерново-підзолисті ґрунти зони Полісся відзначаються невисоким вмістом F- – на рівні 83, 7 мг/кг. Ґрунти чорноземного типу характеризуються широким діапазоном концентрацій валового фтору (від 49, 5 до 172, 5 мг/кг), що пов'язано з їх генезисом.

При досліджені фонового вмісту рухомих форм фтору (водорозчинного, лугорозчинного та кислоторозчинного) у типових ґрунтах України встановлено, що для ґрунтів зони Полісся характерним є перевага процесів накопичення фтору в кислоторозчинній формі, вміст якого досягає 4, 64 мг/кг, тоді як у ґрунтах зон Лісостепу і Степу переважаючим є накопичення лугорозчинної (від 1, 68 до 12, 09 мг/кг) та водорозчинної (від 0, 53 до 6, 97 мг/кг) форм елементу.

Результати проведених досліджень показали, що між вмістом рухомих форм фтору в ґрунтах і показниками їх фізико-хімічного стану спостерігаються певні тенденції кореляційного зв'язку, а саме: реакція ґрунтового розчину впливає на кількість лугорозчинної (r=0, 596) і кислоторозчинної (r=-0, 539) форм фтору – із збільшенням рівня рН кількість кислоторозчинного фтору в грунтах знижується; збільшення в ґрунтах кількості магнію, алюмінію та заліза може призводити до зменшення кислоторозчинного фтору – відмічена зворотна залежність між вмістом цієї форми фтору і кількістю магнію (r=-0, 632), кількістю алюмінію (r=-0, 576) і кількістю заліза (r=-0, 740) ; із збільшенням кількості гумусу вміст кислоторозчинної форми фтору зменшується, а лугорозчинної – зростає.

Особливості розподілу фтору за профілем ґрунтів. Результати дослідження процесів акумуляції і вертикальної міграції рухомих і потенційно-рухомих форм фтору (ВФФ, ЛФФ, КФФ) показали, що для більшості ґрунтів поліської та лісостепової зон переважаючим процесом було накопичення рухомих сполук F- у верхніх шарах (гумусовий і гумусово-елювіальний горизонти). Для ґрунтів степової зони з нейтральною та лужною реакцією ґрунтового розчину була виявлена зворотна тенденція – збільшення рухомих сполук фтору в нижніх горизонтах. Так, для дерново-підзолистих ґрунтів зони Полісся характерним був надзвичайно високий вміст кислоторозчинного фтору в орному (4, 64 мг/кг) і підорному (3, 49 мг/кг) шарах з поступовим зменшенням його вмісту до глибини 80-100 см. У чорноземі звичайному малогумусному вміст лугорозчинної форми елементу зменшувався вниз за профілем ґрунту від 12, 09 мг/кг (у шарі 0-20 см) до 6, 95 мг/кг (у шарі 80-100 см), а водорозчинної – від 6, 97 до 5, 46 мг/кг відповідно. У темно-каштановому залишково-солонцюватому ґрунті, навпаки, вміст лугорозчинної форми фтору зростав із 2, 81 у шарі 0-20 см до 11, 9 мг/кг у шарі 0-100 см.

Довготривале (більше 10 років) застосування мінеральних добрив на ґрунтах північних регіонів зони Полісся з кислою реакцією ґрунтового розчину і