Ґрунтознавство з основами меліорації

 

 

Важливе значення у формуванні фізичних властивостей і родючості ґрунту має склад увібраних катіонів.

Наявність у ґрунтах великої кількості двовалентних катіонів Са2+ і Mg2+ зумовлює коагуляцію ґрунтових колоїдів, яка лежить в основі формування структурних агрегатів. Структурні ґрунти, як відомо, мають оптимальні повітряний, водний і поживний режими.

Колоїди, насичені одновалентними катіонами Na+, K+, протонами водню (Н+), у ґрунті перебувають у стані золю. Ці елементи спричинюють процес пептизації. Внаслідок заміни їх на дво- і тривалентні відбувається коагуляція. Склад увібраних катіонів можна регулювати за допомогою засобів хімізації у напрямі підвищення родючості ґрунтів.

Загальну кількість всіх обмінних катіонів, крім Н+ і Al3+, називають сумою обмінних катіонів. Залежно від наявності у складі ГВК іонів водню і алюмінію, ґрунти поділяють на насичені (Н+ і Al3+ не містять) і ненасичені основами. Ступінь насиченості ГВК основами виражають у відсотках (від 0 до 100). Чим вищий ступінь насиченості ґрунту основами, тим вища його родючість. Насиченими основами на території України є чорноземні і каштанові ґрунти, ненасичені – дерново-підзолисті і сірі лісові.

 

 6. 4 Екологічне значення вбирної здатності ґрунту

Вбирна здатність ґрунту забезпечує і регулює поживний режим ґрунту, сприяє накопиченню елементів мінерального живлення рослин. Сума обмінних катіонів – один з основних показників характеристики ґрунту, його природної родючості. При внесенні в ґрунт органічних і мінеральних добрив колоїди ґрунту вбирають (накопичують) у верхньому шарі ґрунту поживні елементи для рослин.

Вбирна здатність ґрунту регулює реакцію ґрунту та її водно-фізичні властивості. Органічні рослини, які надходять у ґрунт (продукти життєдіяльності мікроорганізмів і рослин), і кислоти, які систематизуються в ґрунті, частково нейтралізується вільними основами, частково (у вигляді Н+) вбираються ГВК. При цьому активна кислотність ґрунтового розчину зменшується. Коагуляція і пептизація, які відбуваються в результаті зміни складу увібраних катіонів, зумовлюють структурний або безструктурний стан ґрунтової маси.

Структурні ґрунти мають високі водопроникність і вологоємкість, низьку водопідіймальну здатність.

Безструктурні ґрунти, навпаки, мають погані водно-фізичні властивості, а саме низьку водопроникність, малу вологоємкість. У безструктурних ґрунтах мало повітря. Їх частки легко піднімаються вітром і переносяться на великі відстані. На таких ґрунтах часто бувають пилові бурі.

6. 5 Ґрунтовий розчин

Основні процеси ґрунтоутворення відбуваються лише при наявності вільної води. Ґрунтова волога є тим середовищем, у якому відбуваються процеси синтезу і розкладання органічних речовин, міграція і акумуляція хімічних елементів, різноманітні хімічні реакції, коагуляція, пептизація та ін. Багато речовин містяться у воді в розчинному стані. Тому ґрунтову вологу називають ґрунтовим розчином.

Хімічний склад і значення ґрунтового розчину в ґрунтоутворенні вивчав відомий ґрунтознавець С. О. Захаров.

Ґрунтовий розчин – найактивніша частина ґрунту. Він постійно перебуває в стані динамічної рівноваги з твердою фазою і повітрям ґрунту.

Більша частина хімічних сполук перебуває в ґрунтовому розчині у вигляді іонів. Основними катіонами ґрунтового розчину є Са2+, Мg2+, Na+, K+, NH4+, H+. В незначній кількості містяться рідкісні та розсіяні елементи, а саме: Cu2+, Рb2+, Zn2+, Ni2+, CO2+ та ін. У засолених ґрунтах багато Na+, Mg2+, Sr2+ і В3+.

Основними аніонами ґрунтового розчину є (НСО3) -, (NO2) -, (NO3) -, (PO4) 3-, (SO4) -, Cl- та ін. У незасолених ґрунтах переважає бікарбонат-іон, а в засолених – хлор і сульфат-іони.

Крім мінеральних сполук у ґрунтовому розчині містяться водорозчинні органічні сполуки: органічні кислоти, ульво кислоти, амінокислоти, цукри, спирти та ін.

Концентрація розчинених речовин визначає величину осмотичного тиску ґрунтового розчину. Осмотичний тиск незасолених ґрунтів не перевищує 2 – 3 атмосфери. У посушливі періоди, коли концентрація ґрунтового розчину підвищується, підвищується і осмотичний тиск, при зволоженні ґрунту – знижується. У засолених ґрунтах осмотичний тиск ґрунтового розчину досягає 10 атм і більше.

Величина осмотичного тиску впливає на засвоєння води корінням рослин. Якщо осмотичний тиск ґрунтового розчину більший, ніж тиск кліматичного соку, то надходження води в кореневі волоски припиняється, незважаючи на значний вміст вільної води в ґрунті. У цьому разі рослина гине від фізіологічної посухи.

6. 6 Природа кислотноті ґрунтів та її види

Від складу і концентрації речовин, розчинених у ґрунтовому розчині, залежить його активна реакція. Кожний ґрунт має певну реакцію свого розчину, яка обумовлює мікробіологічні процеси, розвиток рослин і напрямок ґрунтоутворення.

Реакція ґрунтового розчину визначається наявністю і співвідношенням у ньому водневих (Н+) і гідроксильних (ОН-) іонів. Величину активної реакції виражають в одиницях рН – десятковий логарифм концентрації Н+ – іонів з відємним знаком, тобто

рН= – lg [H+]. (6. 1)

Вода в звичайних умовах у незначній кількості дисоціює, тобто розпадається на іони Н+ і ОН-. Концентрація їх незначна. Добуток концентрацій [H+]*[OH-]=10-14. В ідеально чистій (дистильованій) воді концентрація цих іонів однакова: [H+]=[OH-]=10-7.

Збільшення концентрації іонів Н+ (доливання кислоти) зумовлює кислу реакцію розчину: [H+]>10-7.

Збільшення концентрації основ підвищує концентрацію іонів ОН-. Розчин набуває лужної реакції: [OH-]>10-7.

У нейтральних розчинах, у яких [H+]=[OH-]=10-7, величина pH=7, в кислих pH<7, у лужних pH>7. Величина рН ґрунтових розчинів коливається в межах від 3 до 9.