ЗМІСТ
1. Вступ
3. 1 Загальне поняття, причини та масштаби розвитку
3. 2. Агрофiзична деградацiя ґрунтiв
4. Природа кислотностi та її види.
5. Висновок
6. Лiтература
ВСТУП
Зростаюча кислотнiсть ґрунтового покриву — одна з найгострiших проблем сучасностi та найближчою майбутнього. Процес пiдкислення ґрунтiв набуває глобальних масштабiв, спричинюючи негативнi агрогеохiмiчнi наслiдки.
пiдкислення ґрунту. Нерiдко вже провапнованi ґрунти знов стають кислими. З'являються кислi ґрунти i в районах, де їх ранiше не було.
Причин, що обумовлюють пiдкислення, багато. Найiстотнiшими з них є кислотнi дощi, низький рiвень удобрювання ґрунтiв органiкою, необґрунтовано iнтенсивне застосування засобiв хiмiзацiї в землеробствi. Отже, вторинне пiдкислення ґрунтiв має переважно антропогенне походження. За даними ЮНЕСКО, в атмосферу надходить 109
т/рiк кислотних агентiв газового та аерозольного характеру. Це насамперед сполуки сiрки, азоту, вуглецю i хлору. При їх окисненнi та конденсацiї утворюється сiрчана, соляна, вугiльна й азотна кислоти, якi випадають на ґрунти з дощовою водою.
Найбiльше кислотних дощiв випадає у країнах Скандинавського пiвострова. Нинi добре вiдомо, що пiдкислення ґрунтiв — це проблема схiдних районiв США, Канади, Нiмеччини, Великої Британiї, Бельгiї, Польщi, України, Молдови, країн Прибалтики, низки областей Росiї.
1.
Ґрунти утворюються пiд впливом клiмату, живих органiзмiв, складу i будови материнських гiрських порiд, рельєфу мiсцевостi i вiку територiї. Вiд клiмату залежить кiлькiсть опадiв, що впливає на розвиток рослинностi, життєдiяльнiсть мiкроорганiзмiв, розчиння рiзних сполук у ґрунтi та їх перемiщення. Температура впливає на перебiг хiмiчних i бiохiмiчних реакцiй.
У результатi взаємодiї багатьох складних процесiв формується хiмiчний склад ґрунту.
Найважливiшою складовою частиною ґрунту є гумус – перегнiй. Вiн утворюється з органiчних рослинно-тваринних решток, якi щорiчно потрапляють у ґрунт i пiд впливом життєдiяльностi мiкроорганiзмiв розкладаються й синтезуються.
Хiмiчний склад ґрунту суттєво впливає на його родючiсть, на його фiзичнi та бiологiчнi властивостi.
Рослинний опад в лiсах i вiдмерла трав’яна рослиннiсть пiсля розкладу мiкроорганiзмами дають багато органiчної речовини, збiльшуючи потужнiсть ґрунту. Частково гумус мiнералiзується i знову пiд впливом мiкроорганiзмiв переходить в доступнi рослинам мiнеральнi сполуки.
Ґрунт мiстить мiкроелементи (азот, фосфор, калiй, кальцiй, магнiй, сiрку, залiзо та iн.) i мiкроелементи (бор, марганець, молiбден, мiдь, цинк та iн.), якi рослини споживають у невеликих кiлькостях. Їх спiввiдношення i визначає хiмiчний склад ґрунту. Вiн залежить вiд вмiсту елементiв в материнськiй породi, клiматичних факторiв, рослинностi. Чим бiльше зволожений ґрунт, тим переважно бiднiше мiнеральними сполуками її верхнi горизонти.
Хiмiчний склад ґрунту постiйно видозмiнюється пiд впливом життєдiяльностi органiзмiв, клiмату, дiяльностi людини. При внесеннi добривами ґрунт збагачується живильними речовинами.
В залежностi вiд наявностi тих чи iнших хiмiчних елементiв видiляють кислотнiсть ґрунту. Основне природне джерело кислотностi ґрунту – органiчнi кислоти. Вони утворюються при розкладi рослинних залишкiв мiкроорганiзмiв без доступу повiтря i просочуються в товщу ґрунту з атмосферною вологою. Пiдкислення ґрунту вiдбувається також, коли осади вимивають кальцiй i магнiй з кореневоживого шару. Кислоти можуть накопичуватися в ґрунтi i вiд систематичного застосування так званих фiзiологiчних кислотних добрив (сульфат амонiю, хлористий амонiй тощо).
Кислотнiсть ґрунту визивають iони водню, якi утворюються при дисоцiацiї кислот i гiдролiтичних кислих солей, а також поглинутi самими дрiбними частинками ґрунту – коллоїдами, якi можуть переходити в ґрунтовий розчин.
Пiдвищення кислотнiсть негативно впливає на рiст i розвиток бiльшостi культурних рослин, заважає сприятливому ходу мiкробiологiчних процесiв в ґрунтi. Особливо чутливi до пiдвищеної кислотностi люцерна, пшениця, кукурудза та iн.
Також видiляють серед хiмiчних явищ пов’язаних з ґрунтом засолення ґрунтiв.
Засоленням ґрунтiв називається збiльшення переважного вмiсту легкорозчинних солей в ґрунтi (понад 0,25%), що призводить до утворення солонцюватих i солончакових ґрунтiв.
сторону i стати причиною спустошення родючих земель.
2.
Генетико-морфологiчна будова i властивостi дерново-пiдзолитистих ґрунтiв Українського Полiсся.
Кожнiй природнiй зонi властивий свiй ґрунтовий покрив, який характеризується тiльки йому властивою генетико-морфологiчною будовою.
На пiвночi України – в зонi Українського Полiсся – пiд дубово-сосновими лiсами з розвинутим трав’яним покривом формуються дерново-пiдзолистi ґрунти, якi мають слабкий i середнiй ступiнь пiдзолистостi.
Хiд пiзолотворчого процесу такий. Пiд пологом мiшаного лiсу на поверхнi ґрунту завжди лежить шар лiсової пiдстилки. В нiй вiдбувається безперервний процес розкладання органiчних решток, нагромадження гумусних речовин. Але оскiльки в лiсах вiдбувається переважно низхiдний рух вологи, гумусовi легкорозчиннi речовини з верхнього шару перемiщуються на значну глибину i там осiдають. Завдяки цьому верхнiй, гумусовий, горизонт має сiре забарвлення.
3. Кислотна деградацiя (декальцинацiя) ґрунтiв
Загальне поняття, причини та масштаби розвитку
Зростаюча кислотнiсть ґрунтового покриву — одна з найгострiших проблем сучасностi та найближчою майбутнього. Процес пiдкислення ґрунтiв набуває глобальних масштабiв, спричинюючи негативнi агрогеохiмiчнi наслiдки.
Особливу тривогу викликає те, що явище пiдкислення ґрунтiв має прихований i в багатьох випадках вторинний характер. Спочатку вiдбувається процес декальцинацiї, а потiм, значнопiзнiше, спостерiгається пiдкислення ґрунту. Нерiдко вже провапнованi ґрунти знов стають кислими. З'являються кислi ґрунти i в районах, де їх ранiше не було.
Причин, що обумовлюють пiдкислення, багато. Найiстотнiшими з них є кислотнi дощi, низький рiвень удобрювання ґрунтiв органiкою, необґрунтовано iнтенсивне застосування засобiв хiмiзацiї в землеробствi. Отже, вторинне пiдкислення ґрунтiв має переважно антропогенне походження. За даними ЮНЕСКО, в атмосферу надходить 109
т/рiк кислотних агентiв газового та аерозольного характеру. Це насамперед сполуки сiрки, азоту, вуглецю i хлору. При їх окисненнi та конденсацiї утворюється сiрчана, соляна, вугiльна й азотна кислоти, якi випадають на ґрунти з дощовою водою.
України, Молдови, країн Прибалтики, низки областей Росiї.
За останнi 50—60 рокiв спостерiгається загальнопланетарне пiдвищення кислотностi дощових опадiв. Сильне зростання цього показника зареєстровано в багатьох iндустрiальних районах Швецiї, Норвегiї, США та Канади. У цих країнах рН дощової води знизився з 6—6,5 до 5—4,6, а в окремi перiоди до 4—3,5. За свiдченням В. А. Ковди (1989), у Пiдмосков'ї (Росiя) спостерiгались випадки, коли рН дощової води опускався до 3—2,6.
Особливо висока кислотнiсть вод виникає пiд час весняного снiготанення. Реакцiя таких вод може досягати рН 4—3,5. Кислi талi та дощовi води, потрапляючи у ґрунт, спричинюють пiдкислення всього профiлю ґрунту, а нерiдко пiдкислюють i пiдґрунтовi води. Кислоти, потрапляючи в ґрунт, взаємодiють з його органiчною та мiнеральною частинами.
Встановлено, що гiдролiз i нiтрифiкацiя однiєї граммолекули NH4
NO3
дає в результатi двi грам-молекули HNO3
. При нiтрифiкацiї однiєї грам-молекули (NH4
)2
SO44
Тому темпи вапнування ґрунтiв повиннi перевищувати внесення мiнеральних добрив. Невиконання цього правила призведе до вторинного пiдкислення ґрунтiв.
В Українi є понад 11 млн га дерново-пiдзолистих, буроземних, сiрих опiдзолених ґрунтiв i чорноземiв опiдзолених з пiдвищеною кислотнiстю, з яких 7, 8 млн га припадає на рiллю, понад 3 млн га — на природнi кормовi угiддя (Мазур та iн., 1984).
За даними ІГА УААІІ, наприклад, в Українi внесення поживних елементiв з мiнеральними добривами зросло у середньому за рiк у 1971-1975 i 1976-1980 pp. вiдповiдно на 84 та 147 % порiвняно з перiодом 1966—1970 pp. Використання вапнякових матерiалiв зросло всього на ЗО %. У цей перiод спостерiгалось збiльшення площ слабо- i середньокислих фунтiв за рахунок зменшення площ фунтiв з близькою до нейтральної реакцiї, особливо в районах бурякосiяння, де площа слабокислих ґрунтiв збiльшилась на 555, а середньокислих — на 196 тис. га (Грiнченко, 1989).
Пiдсилювались процеси декальцинацiї i вторинного пiдкислення чорноземiв вилугованих, типових i звичайних через широке впровадження у виробництво iндустрiальних та iнтенсивних технологiй вирощування сiльськогосподарських культур з внесенням пiдвищених i високих норм мiнеральних добрив.
Тому ситуацiя щодо пiдкислення i декальцинацiї ґрунтiв наприкiнцi 90-х рокiв не змiнилася. На пiдкислення i декальцинацiю ґрунтiв iстотно впливають також кислотнi дощi, викиди промислових пiдприємств, перенесення водою i вiтром продуктiв з териконiв та вiдвалiв розкривних робiт.
внесеннi пiдвищених доз мiнеральних добрив спостерiгається зростання активної кислотностi. Внесення азотних добрив ще бiльш пiдвищує активну кислотнiсть фунту порiвняно з внесенням фосфорно-калiйних добрив. Найбiльша активна кислотнiсть вiдмiчається при внесеннi 157 кг/га азоту. Аналогiчнi змiни при внесеннi мiнеральних добрив вiдбуваються i з обмiнною кислотнiстю, але найбiльш iстотно збiльшується обмiнна титрована та гiдролiтична кислотнiсть. Перша зростає у 2—2,3 раза, друга — у 2,5—3,8 раза.
Пiд впливом пiдвищених норм мiнеральних добрив змiнюється також склад обмiнних катiонiв. Знижується сума увiбраних основ. Ємнiсть катiонного обмiну чорнозему типового дещо зростає пiд впливом внесення добрив, але збiльшення її вiдбувається за рахунок гiдролiтичної кислотностi. Наведенi данi свiдчать, що на чорноземах типових за наявностi високих норм мiнеральних добрив потрiбно вносити вапняковi матерiали. За iснуючими рекомендацiями, на кожен центнер фiзiологiчне кислих тукiв слiд вносити вiд 0,4 до 3 ц СаСО3
.
Дози CaCOj для нейтралiзацiї фiзiологiчне кислих добрив, ц на 1 ц тукiв
Добриво
Хлористий амонiй NH4
Cl Сульфат амонiю (NH4
)2
SO4"(NHi)2
'SO4 4
NO3
Амiачна вода МН3
-Ь Н2
О Амiак безводний NH3
Сечовина CO(NH2
)2
Амофос NH4
H2
PO4
Na2
S04
За даними В. Н. Гуртової та А. 1. Савича (1980), iстотний вплив на кислотнiсть ґрунту можуть мати промисловi викиди, що мiстять сульфiди та оксиди металiв. У ґрунтi вони утворюють сiрчану кислоту, яка обумовлює пiдкислення. На освоєних болотних ґрунтах пiдкислення може бути спричинене окисненням сульфiдiв залiза та мангану. На цих ґрунтах дренажними водами виносяться сполуки кальцiю, магнiю та калiю, тому для пiдвищення їх родючостi слiд провезти вапнування.
Агрофiзична деградацiя ґрунтiв
Втрати гумусу супроводжуються погiршенням агрофiзичних властивостей ґрунтiв. Дослiдження В. В. Медведєва (1982) свiдчать про таке їх погiршення порiвняно з цiлиною: на 4—11 %
маси ґрунту зросла брилистiсть, на 3—6 % — розпорошенiсть, на 10— 18 % знизився вмiст агрономiчне цiнних агрегатiв (розмiр 10— 0,25 мм), на 15—19 % — водотривкiсть ґрунтової структури, на 16—26 % —
механiчна мiцнiсть, на 2—4 % — пористiсть агрегатiв розмiром вiд 5 до 0,25 мм при середнiх значеннях цих показникiв на цiлинi 8, 15, 17, 55, 90, 42 % вiдповiдно. Водопроникнiсть ґрунтiв в максимально розпушеному станi становить 120— 142 мм/год, а при рiвноважнiй щiльностi — 55 мм/год. Змiна структурного стану, погiршення водно-фiзичних властивостей обумовили пiдсилення процесiв водної ерозiї, дефляцiї, зниження потенцiальної i ефективної родючостi.
Агрофiзична деградацiя призвела до зменшення глибини коренемiсткого шару, зниження польової вологоємностi, дiапазону активної вологи, її доступнiсть рослинам, а також рухомiсть елементiв живлення. Погiршилась якiсть обробiтку ґрунту i збiльшились затрати на його проведення.
Істотним чинником змiн в агроекосисгемi є застосування сiльськогосподарських машин. Сучаснi трактори, автомобiлi та сiльськогосподарськi машини активно взаємодiють з ґрунтом, атмосферою i рослинами, в багатьох випадках це спричинює порушення ходу природних процесiв в агроландшафтi. Через неправильне та надмiрне використання сiльськогосподарської технiки вплив її на довкiлля супроводжується забрудненням атмосфери, ґрунту та водойм, руйнуванням структури i переущiльненням ґрунту. Машинно-тракторнi агрегати (tyl TA), виконуючи корисну роботу, у багатьох випадках надмiрно ущiльнюють оброблюваний шар ґрунту. Особливо зрiс негативний вплив МТА на ґрунт за останнi роки, коли середня маса трактора збiльшилась у 1,5—2,4 раза, а кiлькiсть їх проходiв по полю за вегетацiйний перiод зросла з 3—4 до 10—15 при вирощуваннi зернових i до 20—25 — просапних культур.
Трактори К-700, К-700А, К-701, Т-150К, маса яких досягає 8-16 т, у разi проходження по пухкому вологому ґрунтi за рахунок ударних впливiв i вiбрацiй спричинюють його деформацiю на глибину 60—80 см, а в окремих випадках i глибше. В мiсцевостях з пересiченим рельєфом i зливовим характером опадiв глибокi колiї нерiдко перетворюються на яри, За посушливих умов рух важких МТА з пiдвищеними швидкостями (до 10—30 км/год) призводить до руйнування структури ґрунту та пiдсилює процеси дефляцiї. Переущiльнення ґрунтiв вiдбувається внаслiдок холостих переїздiв МТА по полю, внесення органiчних i мiнеральних добрив, перевезення сiльськогосподарської продукцiї вантажними автомобiлями.
Такi агротехнiчнi заходи, як лущення стернi, основний обробiток ґрунту, вирiвнювання поверхнi, культивацiя, боронування, посiв, догляд за посiвами виконуються за iснуючими технологiями окремо, а багато з них i неодноразово. Тому в перiод польових робiт поверхня поля покривається ущiльненими смугами, сумарна поверхня яких значно перевищує площу поля. За даними В. В. Медведева та спiвавт. (1964), при вирощуваннi озимої пшеницi площа, ущiльнення 1 га (без урахування збирально-транспортних операцiй) досягає в середньому 22—26 тис. м2
, кукурудзи — 18—30, цукрового буряка — 30—32 тис. м2
. Дослiдження В. В. Медведєва та спївавт. (1989) показали, що трактори всiх марок ущiльнюють ґрунт на глибину 50—60 см i глибше , а слiди колiї колiсного трактора Т-150К видно протягом всього перiоду вегетацiї. Ущiльнений чорнозем цiлком втрачає мiжагрегатнi пори. Ґрунтовi агрегати деформуються, витягуються у горизонтальному напрямку, збiльшуючи свою щiльнiсть. Це призводить до зниження водо- , повiтро- та коренепроникностi ґрунту.
За наявностi ущiльнення тракторами у ґрунтi змiнюється спiввiдношення мiж твердою i газоподiбною фазами. Найбiльше змiнюється щiльнiсть одного шару, ЇЇ максимальнi значення.
4.
Природа кислотностi та її види.
Вiд складу i концентрацiї речовин, розчинених в ґрунтовому розчинi, залежить його активна реакцiя. Реакцiя ґрунтового розчину зумовлюється наявнiстю i спiввiдношенням в ньому водневих (Н+) i гiдроксильних (ОН~) iонiв. Величину активної реакцiї виражають в одиницях рН десятичний логарифм концентрацiї Н+-iонiв з вiд'ємним знаком. Отже, рН =lgH+
].
Вода в звичайних умовах в незначнiй кiлькостi дисоцiює, тобто розпадається на iони Н+ i ОН~. Концентрацiя їх незначна. Добуток концентрацiй [Нь
] * [ОН~ ] = 10~и
. В iдеально чистiй водi концентрацiя цих iонiв однакова: [Н>] == [ОН~] ==10~7
.
Збiльшення концентрацiї iонiв Іi+ (доливання кислоти) зумовлює кислу реакцiю розчину [Н+]>10-7
>10-7
.
В нейтральних розчинах, в яких [Н+] = [ОН~] =10~7
, величина рН —7, в кислих — менше 7, в лужних — бiльше 7. рН ґрунтових розчинiв коливається в межах вiд 3 до 9.
Актуальна кислотнiсть
зумовлена наявнiстю в ґрунтовому розчинi вiльних iонiв Н+. її величину (рН) визначають у водних витяжках.
Потенцiальна кислотнiсть
зумовлена наявнiстю в ГВК увiбраних iонiв Н+ i А13
+, якi знаходяться в твердiй фазi ґрунту. Іони алюмiнiю пiдкислюють ґрунтовий розчин внаслiдок гiдролiзу солей
алюмiнiю.
АІСІз + ЗН2
О ->.
А1(ОН)3
+ ЗНС1.
За способом визначення потенцiальної кислотностi видiляють обмiнну i гiдролiтичну кислотностi.
— концентрацiя iонiв водню, витiснених з дифузного шару колоїдної мiцели катiонами нейтральних солей. Для визначення обмiнної кислотностi використовують 1,0 н. розчин КС1 (рН близько 6,0).
Гiдролiтична кислотнiсть.
Іони водню утримуються колоїдною часткою дуже мiцно i при обмiнi з катiонами нейтральної солi повнiстю не витiсняються. Якщо дiяти па ґрунт гiдролiтичне лужною сiллю (солi з сильною основою i слабким кислотним залишком), то вiдбудеться майже повне витiснення увiбраних iонiв водню. Для визначення гiдролiтичної кислотностi використовують ЇМ
розчин CH3
COONa (рН близько 8,2).
Мелiорацiя кислих
ґрунтiв. Кисла реакцiя ґрунтiв несприятлива для бiльшостi культурних рослин i корисних мiкроорганiзмiв. Вона негативно впливає па процес формування родючостi ґрунтiв. Кислi ґрунти мають поганi фiзичнi властивостi. Через вiдсутнiсть основ
поживнi елементи, не мiстять хлоридiв, сульфатiв, карбонатiв, їх ґрунтова маса погано оструктурена. Отже, ступiнь кислотностi ґрунтiв е важливим показником пiд час оцiнки генетичної i виробничої якостi ґрунту.
За величиною рН ґрунти подiляють на сiм агровиробничих груп.
Кожна агровиробнича група потребує певних мелiоративних заходiв. Для нейтралiзацiї надлишкової кислотностi проводять вапнування ґрунтiв. 3
, реагуючи з вуглекислотою ґрунту, переходить у розчинну сполуку Са(НСОз)2
Дозу вапна розраховують за гiдролiтичною кислотнiстю орного горизонту. Внесена доза вапна має повнiстю нейтралiзувати увiбранi Н+ i А13
+. Якщо 20-сантиметровий шар ґрунту має щiльнiсть 1,3 г/см3
, його маса на площi 1 га становитиме 2600 т. Встановлено, що для нейтралiзацiї 1 г-екв гiдролiтичної кислотностi на 100 г ґрунту на 1 га слiд вносити 1,3 т СаСО3
. Проте в ґрунт вносять не повну дозу вапна, а певну її частину залежно вiд бiологiчних особливостей культурних рослин.
Крiм наведеного методу дозу вапна на 1 га ґрунту можна розрахувати, користуючись формулою
а-10-100-3 000 000
1 000 000 000
де а — повна гiдролiтична кислотнiсть, ммоль.
Доведено, що мiж рН сольової витяжки i гiдролiтичною кислотнiстю ґрунту певного механiчного складу iснує чiтка кореляцiйна залежнiсть. Враховуючи це, розробленi спецiальнi таблицi, що дають змогу визначити дозу за рН сольової витяжки.
ВИСНОВОК
За останнi 50—60 рокiв спостерiгається загальнопланетарне пiдвищення кислотностi дощових опадiв. Сильне зростання цього показника зареєстровано в багатьох iндустрiальних районах Швецiї, Норвегiї, США та Канади. У цих країнах рН дощової води знизився з 6—6,5 до 5—4,6, а в окремi перiоди до 4—3,5. За свiдченням В. А. Ковди (1989), у Пiдмосков'ї (Росiя) спостерiгались випадки, коли рН дощової води опускався до 3—2,6.
ґрунту, а нерiдко пiдкислюють i пiдґрунтовi води. Кислоти, потрапляючи в ґрунт, взаємодiють з його органiчною та мiнеральною частинами.
Встановлено, що гiдролiз i нiтрифiкацiя однiєї граммолекули NH4
NO33
. При нiтрифiкацiї однiєї грам-молекули (NH4
)2
SO4
утворюються двi грам-молекули азотної i одна молекула сiрчаної кислоти. З однiєї грам-молекули NH4
OH за певних умов може утворитися одна грам-молекула азотної кислоти (Новоторов, 1989).
Отже, можна зробити загальний висновок, що кислотнi дощi мають надто негативне значення для всього живого, а особливо для людини, тому неможна не брати до уваги негативнi наслiдки вiд пiдкислення ґрунтiв.
2. Энциклопедический словарь юного земледельца. – М., 1988.
3. Застафний Ф. Д. - Географiя України. – Львiв, 1996.
5. Навчальний посiбник – Охорона ґрунтiв. – К: Знання, 2001.
| 
