- •Тема 1. Ґрунтоутворення
- •1.1. Загальні особливості ґрунту
- •1.2. Загальна схема ґрунтоутворення
- •1.3. Утворення й еволюція ґрунтів
- •1.4. Морфологічні ознаки ґрунтового профілю
- •Тема 2. Фактори ґрунтоутворення
- •2.1. Грунтоутворюючі породи
- •2.2. Клімат як фактор ґрунтоутворення
- •2.3. Організми і їхня роль у ґрунтоутворенні і формуванні родючості ґрунтів.
- •2.4. Рельєф як фактор ґрунтоутворення.
- •2.5 Вік ґрунтів.
- •2.6. Діяльність людини.
- •2.7. Взаємозв'язок факторів ґрунтоутворення
- •Тема 3 Мінералогічний та механічний склад ґрунтів та ґрунтоутворюючих порід
- •3.1 Мінералогічний склад ґрунтів та ґрунтоутворюючих порід
- •Тема 4 Органічна частина ґрунтів
- •4.1 Джерела органічної речовини ґрунтів і їх фракційно-груповий склад
- •4.2 Особливості складу та будови гумусових речовин
- •4.3 Взаємодія гумусових речовин з мінеральними компонентами ґрунту, хімікатами та забруднювачами
- •4.3.1 Взаємодія з мінеральними компонентами
- •4.4 Органічна речовина у різних типах ґрунтів
- •4.5 Процеси перетворення органічних залишків
- •4.6 Роль органічної речовини у ґрунтоутворенні, родючості і живленні рослин
- •Тема 5 Хімічний склад ґрунтів і ґрунтоутворюючих порід
- •5.1 Вміст хімічних елементів у породах і ґрунтах.
- •5.2 Форми сполук хімічних елементів у ґрунтах і їх доступність рослинам.
- •5.3 Мікроелементи ґрунтів
- •5.4 Радіоактивність ґрунтів
- •Тема 6 Ґрунтові колоїди та поглинальна здатність ґрунтів
- •6.1 Ґрунтові колоїди як носії сорбційних властивостей ґрунту
- •6.2 Види поглинальної здатності ґрунту
- •6.3 Основні закономірності сорбційних процесів у ґрунтах
- •6.4 Склад обмінних катіонів, кислотність, лужність і буферність ґрунтів
- •6.5 Поглинальна здатність і її роль у генезисі і родючості ґрунтів
- •Тема 8 Фізичні властивості ґрунтів
- •8.1 Загальні фізичні властивості.
- •8.2 Фізико - механічні властивості
- •Тема 9 Ґрунтова вода, водяні властивості і водяний режим ґрунтів
- •9.1 Агрегатний стан води
- •9. 2 Категорії ґрунтової вологи
- •9.3 Водяні властивості ґрунтів
- •9.4 Доступність ґрунтової вологи рослинам
- •9.5. Водяний режим ґрунтів
- •Тема 10 Ґрунтове повітря і повітряний режим ґрунтів
- •10.1 Стан ґрунтового повітря
- •10.2 Склад вільного ґрунтового повітря
- •10.3 Газообмін ґрунтового повітря з атмосферним. Повітряні властивості ґрунтів
- •10.4 Повітряний режим ґрунтів і його регулювання
- •Тема 11 Родючість ґрунту
- •11.1 Поняття родючості грунту
- •11.2 Види родючості
- •11.3 Відтворення грунтової родючості
- •Тема 12 Генезис, класифікація та географія ґрунтів України
- •12.1 Зона Полісся
- •12.2 Зона Лісостепу
- •12.2.1 Сірі лісові ґрунти
- •12.2. Зона Степу
- •12.2.1 Чорноземні ґрунти
- •12.4. Зона Сухого Степу
- •12.4.1 Каштанові ґрунти
- •12.4.4 Солоді Основні ознаки, генезіс і властивості солодей
- •12.5 Українські Карпати
- •12.6 Кримська гірська область
6.4 Склад обмінних катіонів, кислотність, лужність і буферність ґрунтів
Різноманітні ґрунти істотно відрізняються друг від друга за складомкатіонів, що знаходяться вобмінному стані(табл.1)
Крім зазначених у таблиці, у складі ГПК знаходяться практично всі катіони, необхідні для живлення рослин: К+, NН4+, мікроелементи, але їхня доля в складі обмінних катіонів невелика, десь декілька відсотків.
Загальний вміст всіх обмінних катіонів, крім Н+ і Аl3+, називають сумою обмінних основ. У залежності від наявності в складі ГПК іонів водню і алюмінію розрізняють ґрунти насичені (Н+ і Аl3+ відсутні) і ненасичені основами.
Склад обмінних катіонів залежить від типу ґрунтоутворення, складу материнської породи, іноді від складу ґрунтових вод, якщо вони залягають близько до поверхні.
Таблиця 6.1 - Склад обмінних катіонів у деяких ґрунтах
Ґрунти |
Горизонт |
Глибина, см |
Са2+ |
Mg2+ |
H++ Al3+ |
Na+ |
Дерново-підзолистий піщаний |
Апах В1 В2 В3 |
0-10 18-26 50-60 75-85 |
0,9 0,2 0,3 0,5 |
0,3 0,1 0,1 0,1 |
2,3 1,1 0,6 0,7 |
- - - - |
Сірий лісовий опідзолений |
А1 А2 В1 В2 З |
0-6 18-28 30-40 60-70 130-140 |
12,5 2,5 7,0 10,0 13,5 |
2,5 0,5 0,8 1,7 2,5 |
2,5 2,0 3,2 2,9 2,6 |
- - - - - |
Темно-сірий лісовий |
А1 А2 В1 ВР |
1-10 20-30 60-70 115-125 |
37,5 26,0 25,1 33,5 |
6,2 6,1 4,1 2,1 |
2,1 1,6 2,9 0,8 |
- - - - |
Чорнозем типовий |
Апах А1 В1 |
0-10 20-30 60-70 |
39,1 34,6 27,2 |
6,0 3,4 2,7 |
- - - |
- - - |
Темно-каштановий |
Апах А1 В1 |
0-10 30-40 50-60 |
27,6 26,6 23,5 |
5,5 5,6 4,9 |
- - - |
1,0 1,0 1,1 |
Найкращі умови для живлення рослин створюються, якщо в складі ГПК переважають Са2+ і катіони, необхідних для живлення рослин. Несприятливі умови виникають при наявності в ГПК значних кількостей обмінних Н+ і Аl3+ (кислі або ненасичені основами ґрунти), а також Nа+, часто в поєднанні з підвищеним вмістом Мg2+ і присутністю в ґрунті вільних карбонатів лужних і лужноземельних металів (солонці, лужні ґрунти). Іон Н+ і Аl3+ , частково переходячи в ґрунтовий розчин, можуть створювати значну кислотність. Іони алюмінію підкислюють ґрунтовий розчин унаслідок гідролізу солей алюмінію
AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl
Підкислювання може бути настільки значним, що рН ґрунтового розчину знижується до 3,5 (це характерно для деяких торф'яно-болотних і болотно-підзолистих ґрунтів), що пригнічує рослини. Крім того, у великих концентраціях (3-7 мг на 100 г ґрунту) іон Аl3+ токсичний для багатьох рослин.
Іон Nа+ у поглиненому стані впливають різко негативно на фізичні і водно-фізичні властивості ґрунтів унаслідок пептизації ґрунтових колоїдів. У рівновазі з обмінно-поглиненим Nа+ знаходиться Nа+ ґрунтового розчину, що підлужує його іноді до рН більш 9. Підвищена лужність несприятливо впливає на стан рослин.
Кислотність ґрунтів - це здатність ґрунту підкислювати ґрунтовий розчин або розчини солей унаслідок наявності в складі ґрунту кислот, а також обмінних іонів водню і катіонів, що утворюють при їхньому витисненні гідролітично кислі солі (переважно Аl3+). Розрізняють актуальну кислотність, обумовлену значенням рН ґрунтового розчину або водяної витяжки, і потенційну кислотність, носієм якої є іони Н+ і Аl3+, що знаходяться у твердій фазі ґрунту в обмінно-поглиненому стані, але підкислюючі ґрунтовий розчин у результаті обмінних реакцій при збільшенні в ньому концентрації електролітів.
За засобом визначення потенційної кислотності розрізняють обмінну і гідролітичну кислотності.
Обмінну кислотність визначають кількістю іонів Н+ і Аl3+, що титруються у витяжці, що готується за допомогою розчину нейтральної солі - 1н КСl. Обмінна кислотність характеризується також розміром рН сольової витяжки (1н КСl). Для кислих ґрунтів інтервал значень рН сольової витяжки лежить у дуже широких границях - від 3 (іноді менше) до 6.
Гідролітичну кислотність (Нг) визначають титруванням кислоти, але в сольовій витяжці, приготовленої на підставі ацетату натрію. Гідролітична кислотність вище обмінної в зв'язку з тим, що рівновага іонного обміну в даному випадку зрушена убік більш повного переходу обмінно-поглинених іонів Н+ у рідку фазу внаслідок застосування гідролітично лужної солі (більший ступінь гідролізу солей алюмінію в лужному середовищі з утворенням осадженого Аl(ОН)3 і іона Н+ ) і створення слабкої оцтової кислоти.
Обмінна кислотність
ГПК+ 4KCl ↔ГПК+ AlCl3+ HCl
Гідролітична кислотність
ГПК+ 4СН3СООNa + 3H2O →ГПК + Al(OH)3↓ + 4CH3COOH
Таким чином, обмінна кислотність - це частина гідролітичної кислотності ґрунтів.
Між рН сольової витяжки (потенційна кислотність) і гідролітичною кислотністю для ґрунтів одного типу й однакового механічного складу існує кореляційна залежність.
Розрізняють актуальну і потенційну лужність.
Актуальна лужність визначається вмістому ґрунтовому розчині або водянійвитяжцігідролітичнолужних солей, переважно карбонатів ігідрокарбонатівлужних і лужно-земельних металів ( Nа2СО3, NаНСО3,Са(НСО3)2). Актуальна лужність може визначаться значеннямрНводяноївитяжки, а також титруванням водяноївитяжкикислотою й оцінюватися вм-еквна 100 г ґрунту.
Потенційна лужність ґрунтів визначається вмістом обмінного Nа+, оскільки натрій може переходити в ґрунтовий розчин, підлужуючи його.
Лужність ґрунтів прийнято оцінювати тільки за значенням актуальної лужності.
З процесами іонного обміну пов'язанатака важлива властивість ґрунтів, як їхнябуферність.Якщо в ґрунтовий розчин увести будь-якусіль (хімічниймеліорант, добриво), то завдяки процесам іонного обміну зміна концентрації ґрунтового розчину за іонами, що уведені, не буде відповідативведенійкількості речовини, що уведена. Таким чином, шляхомГПКвиконує важливу функцію регулятора концентрації ґрунтового розчину.Здатністьґрунту протистояти зміні концентрації ґрунтового розчину називається буферноюздатністюґрунту. Можнаговоритиі про більш широке поняттябуферностіґрунту як їїполіфункціональноївластивостістійкостідо зміни не тільки концентрації ґрунтового розчину, але і її окисно-відновногостанай ін. Часто підбуферністюґрунту розуміють лишездатністьґрунту протистояти зміні її реакції при впливі лужних і кислих речовин.
У ґрунті єбуферні системи, що працюють за різноманітними механізмами, часто без участі твердої фази ґрунту. Наприклад, кислотно-основнабуферністьґрунту може в значній мірі визначатися наявністю в ґрунтовому розчині слабких кислот,основі їхніх солей.
Ґрунти як поліфункціональнийсорбентізрозвитоюповерхнею маютьздатністьпоглинати різноманітні речовини з газової фази.Всіґрунти в певній мірі поглинають пари води. На цьому засноване визначення важливого водно-фізичного показника - максимальноїгігроскопічності. Ґрунтздатнийпоглинати двоокис вуглецю, різноманітнітоксичнігази,здатжнідо випару пестициди, наприклад,гексахлоран, пари ртуті і їїсполукий ін. Ці процеси грають важливу роль уповедінцібагатьох токсикантів у ґрунті. Проте явища сорбції ґрунтом із газової фази вивчені в меншому ступені, ніж сорбція з розчинів.