Контрольная работа: Кислотність ґрунтів

На рівнинній частині України виділяють три основні ґрунтові зони: дерново-підзолистих, сірих лісових і чорноземних ґрунтів. Ґрунти гірських областей мають вертикальну поясність.

На півночі України – в зоні Українського Полісся – під дубово-сосновими лісами з розвинутим трав’яним покривом формуються дерново-підзолисті ґрунти, які мають слабкий і середній ступінь підзолистості.

Хід пізолотворчого процесу такий. Під пологом мішаного лісу на поверхні ґрунту завжди лежить шар лісової підстилки. В ній відбувається безперервний процес розкладання органічних решток, нагромадження гумусних речовин. Але оскільки в лісах відбувається переважно низхідний рух вологи, гумусові легкорозчинні речовини з верхнього шару переміщуються на значну глибину і там осідають. Завдяки цьому верхній, гумусовий, горизонт має сіре забарвлення.

Дерново-підзолисті ґрунти, як правило, гумусу містять тільки 1-3%, мають кислу реакцію, потребують вапнування. При внесенні органічних та мінеральних добрив стають родючими

3. Кислотна деградація (декальцинація) ґрунтів

Загальне поняття, причини та масштаби розвитку

Зростаюча кислотність ґрунтового покриву — одна з найгостріших проблем сучасності та найближчою майбутнього. Процес підкислення ґрунтів набуває глобальних масштабів, спричиню­ючи негативні агрогеохімічні наслідки.

Особливу тривогу викликає те, що явище підкислення ґрун­тів має прихований і в багатьох випадках вторинний характер. Спочатку відбувається процес декальцинації, а потім, значнопізніше, спостерігається підкислення ґрунту. Нерідко вже про­вапновані ґрунти знов стають кислими. З'являються кислі ґрун­ти і в районах, де їх раніше не було.

Причин, що обумовлюють підкислення, багато. Найістотні­шими з них є кислотні дощі, низький рівень удобрювання ґрун­тів органікою, необґрунтовано інтенсивне застосування засобів хімізації в землеробстві. Отже, вторинне підкислення ґрунтів має переважно антропогенне походження. За даними ЮНЕСКО, в атмосферу надходить 10⁹ т/рік кис­лотних агентів газового та аерозольного характеру. Це насампе­ред сполуки сірки, азоту, вуглецю і хлору. При їх окисненні та конденсації утворюється сірчана, соляна, вугільна й азотна кис­лоти, які випадають на ґрунти з дощовою водою.

Найбільше кислотних дощів випадає у країнах Скандинав­ського півострова. Нині добре відомо, що підкислення ґрун­тів — це проблема східних районів США, Канади, Німеччини, Великої Британії, Бельгії, Польщі, України, Молдови, країн Прибалтики, низки областей Росії.

За останні 50—60 років спостерігається загальнопланетарне підвищення кислотності дощових опадів. Сильне зростання цього показника зареєстровано в багатьох індустріальних районах Швеції, Норвегії, США та Канади. У цих країнах рН дощової води знизився з 6—6,5 до 5—4,6, а в окремі періоди до 4—3,5. За свідченням В. А. Ковди (1989), у Підмосков'ї (Росія) спостеріга­лись випадки, коли рН дощової води опускався до 3—2,6.

Особливо висока кислотність вод виникає під час весняного сніготанення. Реакція таких вод може досягати рН 4—3,5. Кислі талі та дощові води, потрапляючи у ґрунт, спричинюють підки­слення всього профілю ґрунту, а нерідко підкислюють і підґрунтові води. Кислоти, потрапляючи в ґрунт, взаємодіють з його органічною та мінеральною частинами.

Встановлено, що гідроліз і нітрифікація однієї граммолекули NH₄ NO₃ дає в результаті дві грам-молекули HNO₃ . При нітри­фікації однієї грам-молекули (NH₄ )₂ SO₄ утворюються дві грам-молекули азотної і одна молекула сірчаної кислоти. З однієї грам-молекули NH₄ OH за певних умов може утворитися одна грам-молекула азотної кислоти (Новоторов, 1989).

Тому темпи вапнування ґрунтів повинні перевищувати вне­сення мінеральних добрив. Невиконання цього правила призве­де до вторинного підкислення ґрунтів.

В Україні є понад 11 млн га дерново-підзолистих, бурозем­них, сірих опідзолених ґрунтів і чорноземів опідзолених з під­вищеною кислотністю, з яких 7, 8 млн га припадає на ріллю, понад 3 млн га — на природні кормові угіддя (Мазур та ін., 1984).

За даними ІГА УААІІ, наприклад, в Україні внесення пожив­них елементів з мінеральними добривами зросло у середньому за рік у 1971-1975 і 1976-1980 pp. відповідно на 84 та 147 % порів­няно з періодом 1966—1970 pp. Використання вапнякових матеріа­лів зросло всього на ЗО %. У цей період спостерігалось збільшення площ слабо- і середньокислих фунтів за рахунок зменшення площ фунтів з близькою до нейтральної реакції, особливо в районах бу­рякосіяння, де площа слабокислих ґрунтів збільшилась на 555, а середньокислих — на 196 тис. га (Грінченко, 1989).

Підсилювались процеси декальцинації і вторинного підкис­лення чорноземів вилугованих, типових і звичайних через ши­роке впровадження у виробництво індустріальних та інтенсив­них технологій вирощування сільськогосподарських культур з внесенням підвищених і високих норм мінеральних добрив.

У 90-х роках рівень внесення мінеральних добрив різко змен­шився і 1998—1999 pp. становив лише 17—20 кг діючої речови­ни на 1 га. У той же час знизились і норми внесення органічних добрив та хімічних меліорантів. Тому ситуація щодо підкислен­ня і декальцинації ґрунтів наприкінці 90-х років не змінилася. На підкислення і декальцинацію ґрунтів істотно впливають та­кож кислотні дощі, викиди промислових підприємств, перене­сення водою і вітром продуктів з териконів та відвалів розкрив­них робіт.

На основі дослідів НАУ встановлено, що внесення міне­ральних добрив без вапнякових матеріалів спричинює підкис­лення чорноземів типових, початкова реакція яких була близькою до нейтральної. При тривалому внесенні під­вищених доз мінеральних добрив спостерігається зростання активної кислотності. Внесення азотних добрив ще більш під­вищує активну кислотність фунту порівняно з внесенням фос­форно-калійних добрив. Найбільша активна кислотність від­мічається при внесенні 157 кг/га азоту. Аналогічні зміни при внесенні мінеральних добрив відбуваються і з обмінною кис­лотністю, але найбільш істотно збільшується обмінна титро­вана та гідролітична кислотність. Перша зростає у 2—2,3 раза, друга — у 2,5—3,8 раза.

Під впливом підвищених норм мінеральних добрив змінює­ться також склад обмінних катіонів. Знижується сума увібраних основ. Ємність катіонного обміну чорнозему типового дещо зростає під впливом внесення добрив, але збільшення її від­бувається за рахунок гідролітичної кислотності. Наведені дані свідчать, що на чорноземах типових за наявності високих норм мінеральних добрив потрібно вносити вапнякові матеріали. За існуючими рекомендаціями, на кожен центнер фізіологічне кислих туків слід вносити від 0,4 до 3 ц СаСО₃ .

Дози CaCOj для нейтралізації фізіологічне кислих добрив, ц на 1 ц туків

Добриво

Хлористий амоній NH₄ Cl Сульфат амонію (NH₄ )₂ SO₄ -Сульфат амонію-натрію "(NHi)₂ 'SO₄ Аміачна селітра NH₄ NO₃ Аміачна вода МН₃ -Ь Н₂ О Аміак безводний NH₃ Сечовина CO(NH₂ )₂ Амофос NH₄ H₂ PO₄

Na₂ S0₄

Доза СаСОз

1,40 1,20 1,90 0,75 0,40 2,9-3,0 0,80 0,65

За даними В. Н. Гуртової та А. 1. Савича (1980), істотний вплив на кислотність ґрунту можуть мати промислові викиди, що містять сульфіди та оксиди металів. У ґрунті вони утворю­ють сірчану кислоту, яка обумовлює підкислення. На освоєних болотних ґрунтах підкислення може бути спричинене окисненням сульфідів заліза та мангану. На цих ґрунтах дренажними водами виносяться сполуки кальцію, магнію та калію, тому для підвищення їх родючості слід провезти вапнування.

Агрофізична деградація ґрунтів

Втрати гумусу супроводжуються погіршенням агрофізичних вла­стивостей ґрунтів. Дослідження В. В. Медведєва (1982) свідчать про таке їх погіршення порівняно з цілиною: на 4—11 % маси ґрунту зросла брилистість, на 3—6 % — розпорошеність, на 10— 18 % знизився вміст агрономічне цінних агрегатів (розмір 10— 0,25 мм), на 15—19 % — водотривкість ґрунтової структури, на 16—26 % — механічна міцність, на 2—4 % — пористість агрега­тів розміром від 5 до 0,25 мм при середніх значеннях цих пока­зників на цілині 8, 15, 17, 55, 90, 42 % відповідно. Водопроник­ність ґрунтів в максимально розпушеному стані становить 120— 142 мм/год, а при рівноважній щільності — 55 мм/год. Зміна структурного стану, погіршення водно-фізичних власти­востей обумовили підсилення процесів водної ерозії, дефляції, зниження потенціальної і ефективної родючості.

Агрофізична деградація призвела до зменшення глибини коренемісткого шару, зниження польової вологоємності, діапазону активної вологи, її доступність рослинам, а також рухомість елементів живлення. Погіршилась якість обробітку ґрунту і збільшились затрати на його проведення.

Істотним чинником змін в агроекосисгемі є застосування сільськогосподарських машин. Сучасні трактори, автомобілі та сільськогосподарські машини активно взаємодіють з ґрунтом, атмосферою і рослинами, в багатьох випадках це спричинює порушення ходу природних процесів в агроландшафті. Через не­правильне та надмірне використання сільськогосподарської тех­ніки вплив її на довкілля супроводжується забрудненням атмо­сфери, ґрунту та водойм, руйнуванням структури і переущіль­ненням ґрунту. Машинно-тракторні агрегати (tyl TA), виконуючи корисну роботу, у багатьох випадках надмірно ущільнюють об­роблюваний шар ґрунту. Особливо зріс негативний вплив МТА на ґрунт за останні роки, коли середня маса трактора збільши­лась у 1,5—2,4 раза, а кількість їх проходів по полю за вегета­ційний період зросла з 3—4 до 10—15 при вирощуванні зерно­вих і до 20—25 — просапних культур.