- •Статистична обробка даних аналізу об'єктів навколишнього середовища
- •Теоретичні відомості
- •Значень довірчої вірогідності р
- •Завдання для самостійної роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Способи вираження концентрацій розчинів і алгоритм розрахунків при приготуванні розчинів заданої концентрації
- •Теоретичні відомості
- •100 Г розчину містить 20 г nh4Cl,
- •80Г розчину містить х г nh4Cl
- •159,6 Г CuSo4 міститься в 249,6 г CuSo4∙5h2o,
- •100Г CuSo4 міститься в х г CuSo4∙5h2o,
- •Завдання для самостійної роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Методи хімічного аналізу
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Фотометричне визначення концентрації речовини
- •Реактиви та обладнання:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Визначення іонів карбонату та бікарбонату у водній витяжці ґрунту
- •Обладнання та реактиви:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Визначення діоксиду карбону карбонатів
- •Обладнання та реактиви:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Визначення обмінної кислотності ґрунту
- •Обладнання та реактиви
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки
- •Визначення гідролітичної кислотності за методом Каппена в модифікації цінао
- •Обладнання та реактиви:
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Визначення і оцінка кислотно-основної буферності ґрунту
- •Реактиви та обладнання
- •Теоретичні відомості
- •За діапазонами значень рН
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Визначення суми поглинутих основ за методом Каппена та ступеню насичення ґрунту основами
- •Обладнання та реактиви:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
- •Визначення хлоридів у ґрунті
- •Обладнання та реактиви:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Контрольні питання
- •Визначення вмісту Cu, Zn, Cr, Fe у воді методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії
- •Обладнання та реактиви:
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки
- •Фотометричне визначення Феруму з сульфосаліциловою кислотою
- •Обладнання та реактиви:
- •Загальні відомості:
- •Хід визначення
- •Запитання до самоперевірки:
- •Визначення вмісту нітратів у сільськогосподарській продукції
- •Обладнання та реактиви:
- •Теоретичні відомості
- •Суть методу
- •Хід роботи
- •Запитання до самоперевірки:
За діапазонами значень рН
Буферна зона (речовина, яка визначає буферність) |
значення рН |
Основний продукт реакції (хімічні зміни у ґрунті ) |
Карбонатна буферна зона (СаСО3) |
6,2-8,6 |
Са(НСО3)2 в розчині (вилуговування Са) |
Силікатна буферна зона |
5,5-6,2 |
Глинисті матеріали (збільшення ЄКО) |
Буферна зона, пов'язана з обмінними реакціями (оксиди Мn) (глинисті мінерали) (Міжпакетні прошарки гідрооксиду А1А1(ОН)х |
4,2-5,0 |
Необмінні іони nАl(ОН)х (збільшення ЄКО)
Обмінний Мn (зниження ступеня насиченості) Обмінний А1 (зниження ступеня насиченості) А1 гідросульфат (акумуляція в разі притоку Н2SО4) |
Алюмінієва буферна зона (міжпакетний А1, Аl-гідросульфат) |
4,2 |
А1 в розчині (витіснення А1, зниження постійного заряду) |
Залізна буферна зона (ферогідрит) |
3,2 |
Fe (витіснення, відбілення, руйнування глинистих мінералів) |
Кислотно-основна буферність − інтегральний показник агроекологічного стану ґрунту, який не може бути об'єктивно виражений тільки за допомогою лише розмірних характеристик (ємності, буферності, інтенсивності буферності, буферних площ, тощо). Для її оцінки потрібно вводити відносні константи − порівнювати її з буферністю умовних зразків, які мають абсолютну нульову буферність в заданих межах концентрації кислоти чи лугу.
Мірою екологічної стабільності ґрунтових екосистем може бути сума ступенів буферності кислотного і лужного інтервалів (VБ3к+VБЗл), а також індекс буферної врівноваженості (відношення ступеня буферної здатності кислотного інтервалу до лужного Кр=VБ3к/VБ3л). Ґрунтові екосистеми функціонують у відносно екологічно стійкому режимі за умов, коли VБЗк+VБЗл перевищує 70-75%, а Кр варіює в межах 0,6-4,0. Індекс буферної врівноваженості в чорноземах типових та лучно-чорноземних ґрунтах наближається до одиниці.
Запропоновані об'єктивні параметри оцінки буферних властивостей ґрунтів досить чутливі і об'єктивно відображають зміни, зумовлені антропогенною дією (табл. 2, 3). Для орних і підорних шарів VБ3 змінюється в широких межах: від 6-10% у піщаних дерново-підзолистих до 80-90% (а в окремих випадках навіть до 100%) у чорноземних ґрунтів. У свою чергу, показник нейтралізації варіює від нуля до 12 мг-екв на 100г кислоти чи 5-8 мг-екв лугу на 100г ґрунту. Тривале (1912-1993 pp.) використання мінеральної системи добрив порівняно з іншими системами на чорноземах типових найістотніше сприяло зниження буферної здатності у кислотному інтервалі. На лучно-чорноземних ґрунтах вирощування сільськогосподарських культур і багаторічне систематичне використання мінеральних добрив (1962-1993pp.) викликали погіршення буферної здатності в лужному інтервалі.
Таблиця 2 – Буферні властивості деяких типів ґрунтів
Глибина взяття зразків, см |
рН водної суспензії |
Площа буферності, см2 в інтервалах |
Показник нейтралізації ґрунту, м-екв/100г ґрунту, в інтервалах |
Ступінь буферної здатності (VБЗ), % в інтервалах |
||||
кислотному |
лужному |
кислотному |
лужному |
кислотному |
лужному |
|||
Дерново-підзолистий піщаний |
||||||||
0-20 |
5,60 |
3,13 |
2,20 |
- |
0,38 |
11,89 |
7,94 |
|
Дерновий слабко розчинний супіщаний |
||||||||
0-10 |
4,52 |
2,2 |
9,27 |
- |
1,10 |
7,67 |
33,09 |
|
Сірий лісовий легкосуглинковий |
||||||||
10-20 |
6,10 |
7,97 |
11,71 |
- |
0,63 |
30,28 |
44,03 |
|
Солонець содовий |
||||||||
0-20 |
8,96 |
28,12 |
3,15 |
8,88 |
- |
91,94 |
11,97 |
|
Солонець |
||||||||
0-15 |
8,18 |
24,02 |
10,13 |
3,38 |
- |
89,21 |
38,48 |
|
Солончак |
||||||||
0-10 |
8,05 |
28,19 |
13,50 |
12,50 |
- |
100 |
51,38 |
|
Червоний фералітний легкосуглинковий |
||||||||
0-15 |
5,52 |
1,75 |
9,08 |
- |
0,62 |
8,36 |
33,8 |
|
Червоний фералітний важко суглинковий |
||||||||
0-15 |
5,2 |
7,45 |
21,43 |
- |
3,00 |
28,31 |
77,32 |
|
У природних ценозах сформувався високобуферний верхній шар ґрунту з приблизно однаковими значеннями VБ3 обох інтервалів, що зумовили близьке до 1 значення інтегрального індексу кислотно-основної рівноваги (Кр=VБ3к/VБЗл). Ця величина може бути використана як додатковий критерій оцінки стійкості функціонування агроекосистем. При чому чим ближче цей показник до 1 при порівняно високих значеннях VБ3, тим стійкіше функціонування даної агроекосистеми.
Таблиця 3 – Вплив систематичного внесення добрив у сівозміні на буферні властивості ґрунтів
Глибина взяття зразків, см |
рН водної суспензії |
Показник нейтралізації ґрунту, м-екв/100г ґрунту в інтервалах |
Ступінь буферної здатності (VБЗ), % в інтервалах |
VБЗк/VБЗл |
||
кислотному |
лужному |
кислотному |
лужному |
|||
Лучно-чорноземий (агростанція НАУ „Митниця", стаціонарний дослід) Гнойова система |
||||||
0-25 |
8,05 |
5,50 |
- |
93,01 |
35,07 |
2,65 |
25-50 |
8,30 |
14,00 |
- |
100,0 |
32,53 |
3,07 |
Мінеральна система |
||||||
0-25 |
8,10 |
5,00 |
- |
98,63 |
28,69 |
3,44 |
25-50 |
8,28 |
15,00 |
- |
100,00 |
35,55 |
2,81 |
Змішана система |
||||||
0-25 |
7,80 |
2,30 |
- |
80,47 |
28,31 |
2,84 |
25-50 |
8,20 |
11,50 |
- |
99,73 |
30,58 |
3,26 |
Контроль (без внесення добрив) |
||||||
0-25 |
8,12 |
4,10 |
- |
88,18 |
22,60 |
4,08 |
25-50 |
8,28 |
8,50 |
- |
98,60 |
29,21 |
3,38 |
Переліг |
||||||
0-10 |
7,20 |
0,52 |
- |
73,84 |
71,46 |
1,03 |
10-20 |
7,75 |
4,25 |
- |
93,64 |
51,48 |
1,82 |
20-30 |
7,85 |
6,00 |
- |
94,36 |
50,36 |
1,87 |
30-40 |
7,96 |
6,80 |
- |
95,25 |
48,28 |
1,97 |
40-50 |
8,10 |
7,30 |
- |
76,52 |
46,24 |
2,09 |
Чорнозем типовий (51 стаціонар Миронівського інституту пшениці) Гнойова система |
||||||
0-20 |
6,85 |
– |
0,2 |
43,33 |
55,13 |
0,79 |
20-40 |
6,75 |
- |
0,5 |
45,23 |
55,55 |
0,80 |
Мінеральна система |
||||||
0-20 |
6,42 |
– |
1,4 |
40,02 |
62,96 |
0,64 |
20-40 |
7,45 |
3,50 |
– |
94,69 |
52,55 |
1,80 |
Змішана система |
||||||
0-20 |
7,20 |
0,2 |
– |
51,22 |
55,40 |
0,92 |
20-40 |
7,90 |
2,6 |
– |
72,44 |
48,80 |
1,48 |
Контроль (без внесення добрив) |
||||||
0-20 |
7,25 |
0,8 |
- |
55,43 |
49,78 |
1,11 |
20-40 |
7,60 |
4,0 |
- |
82,86 |
45,40 |
1,82 |
Переліг |
||||||
0-20 |
7,10 |
0,4 |
– |
55,53 |
62,52 |
0,86 |
20-40 |
7,12 |
0,3 |
– |
48,90 |
51,75 |
0,94 |
Вермикомпост (біогумус) |
||||||
|
7,46 |
3,63 |
- |
97,80 |
76,67 |
1,28 |
Ґрунтотворні породи та їх мінерали характеризуються різними показниками буферності, проте на відміну від сформованих на них шарів ґрунту, мають, як правило, ширший діапазон варіювання Кр. За провідної ролі біологічного фактора закономірно змінювались фізико-хімічні характеристики. Наприклад, у процесі формування чорнозему типового знижувалась рН водної суспензії шару породи, яка була залучена в ґрунтотворний процес (ПН→0), спостерігалось вирівнювання ступенів буферної здатності в обох інтервалах (Кр→0), зростала його сумарна буферна ємність (VБ3к+VБ3л→200%). Формування таких умов без антропогенного вилучення органічної речовини і зв'язаних з нею літофільних елементів сприяло прояву принципу майже повної замкненості біогеохімічних циклів в окремих екосистемах біосфери (в локальних ландшафтах). До типових представників такої екосистеми слід віднести незрошуваний та періодично скошуваний степ "Михайлівської цілини" (Сумська область).
Таблиця 4 – Шкала оцінки кислотно-основної буферності ґрунту
Група ґрунтів |
Показник буферності |
Ступінь буферної здатності (VБЗ), % в інтервалах |
|
кислотному |
лужному |
||
І |
Дуже низька |
<7,7 |
– |
II |
Сильно низька |
7,6-20 |
<10 |
ПІ |
Низька |
2,1-40 |
11-30 |
IV |
Середня |
41-60 |
31-50 |
V |
Висока |
61-80 |
51-70 |
VI |
Дуже висока |
>81 |
>71 |
Для поліпшення родючості кислих і низькобуферних ґрунтів (табл. 4) важливим є підвищення їх буферної здатності у межах кислотного інтервалу та зниження показника нейтралізації до необхідного рівня. Щодо цього важливу роль можуть відіграти дрібнодисперсні породи, які містять значну кількість мінералів монтморилоніту чи вермикуліту, а також вермикомпост (біогумус). Дослідами встановлено, що вермикомпост має приблизно однакові показники буферної здатності як у кислотному, так і в лужному інтервалах, близьку до нейтральної реакцію водної витяжки, що зумовлює практично нульову нейтралізацію.
Регулювання буферності передбачає формування високо-буферного комплексу при одночасному врахуванні відношення VB3к/VБЗл, яке, наприклад для чорноземів типових і лучно-чорноземних ґрунтів має бути в межах 0,6-3,5.
Оцінка якісного стану ґрунту за розглянутими показниками кислотно-основної буферності дає змогу виявити нестійкі агроекосистеми та суперечності, які зумовлюють посилення фізико-хімічної деградації ґрунтового покриву, що важливо при розробці заходів вдосконалення управління його родючістю.