КОНТРОЛЬНА РОБОТА
Визначте суть взаємодії між ґрунтом і рослинами та поясність ґрунтове
повітряне живлення рослин. Визначте фазовий склад ґрунту. Розкрийте
теоретичні основи вапнування кислих ґрунтів та гіпсування солонців
ПЛАН
1. Визначте суть взаємодії між ґрунтом і рослинами та поясність ґрунтове
повітряне живлення рослин
2. Визначте фазовий склад ґрунту
3. Розкрийте теоретичні основи вапнування кислих ґрунтів та гіпсування
солонців
1. Визначте суть взаємодії між ґрунтом і рослинами та поясність
ґрунтове повітряне живлення рослин
Між грунтом і рослинами відбувається тісна взаємодія по різних
напрямках: рослини і грунти взаємозбагачуються різними мінеральними та
органічними сполуками, рослини впливають на температурний та повітряний
режим грунту тощо.
Ґрунтове повітря – важлива складова ґрунту. Його вміст у ґрунті є однією
з основних умов життя рослин. Без доступу повітря та вільного його
обміну не можуть жити у ґрунті також: аеробні мікроорганізми ґрунту
(гриби, водорості, бактерії) та ґрунтова фауна.
Кисень ґрунту є активним чинником ґрунтоутворення, бере участь в
окисленні мінеральних та органічних речовин, зумовлює кругообіг вуглецю,
азоту, фосфору.
Ґрунтове повітря є джерелом вуглекислого газу, який використовується
рослинами у процесі фотосинтезу. За підрахунками, від 38 до 72 % усієї
кількості СО2, яка йде на формування врожаю, рослина бере з ґрунту.
З ґрунтового повітря бульбочкові азотофіксуючі бактерії поглинають азот,
а водяна пара, яка міститься у повітрі, має велике значення у річному і
добовому балансі води у ґрунті.
Ґрунтове повітря перебуває у тісному зв’язку з рідкою і твердою фазами
ґрунту.
Перші відомості про склад ґрунтового повітря були одержані ще у 1824
році відомим французьким ученим Ж. Буссенго. Цінні дослідження
ґрунтового повітря віднайшли у першій половині XX ст. А. Дояренко, Б.
Кін, Е. Рассел та ін.
Повітроємність ґрунту – це та частина об’єму ґрунту, II яка зайнята
повітрям при певній вологості. Загальну повітроємність можна визначити
за формулою:
ПЄ = ПЗ- ГВ,
де ПЄ – загальна повітроємність, %; ПЗ – пористість ґрунту загальна, %;
ГВ – гігроскопічна вологість ґрунту,%.
Повітроємність ґрунту залежить від його гранулометричного складу,
щільності складення, ступеня структурності. За характером впливу на стан
ґрунтового повітря необхідно розрізняти капілярну і некапілярну
повітроємність. Капілярну повітроємність представляє ґрунтове повітря,
яке міститься у капілярних порах (менше 0,01 мм), а некапілярну – у
некапілярних порах (понад 0,01 мм).
Високий відсоток капілярної повітроємності вказує на малу рухомість
ґрунтового повітря, сповільнене транспортування газів у межах ґрунтового
профілю, високий вміст защемленого і сорбованого повітря.
Істотне значення для забезпечення нормальної аерації ґрунтів має
некапілярна повітроємність, або пористість аерації, тобто повітроємність
міжагрегатних пор, тріщин і камер. Вона включає великі пори,
міжструктурні пустоти, ходи коренів і червів у ґрунтовій товщі і
пов’язана здебільшого з вільним ґрунтовим повітрям.
Повітропроникність ґрунту – здатність ґрунту пропускати через себе
повітря. Вона характеризує швидкість газообміну між: ґрунтом та
атмосферою, який залежить від таких чинників:
Атмосферних умов – добових і сезонних амплітуд коливання температури
повітря, добових та сезонних амплітуд коливання атмосферного тиску,
температурного градієнта поверхні розділу ґрунт-атмосфера,
турбулентності атмосферного повітря, кількості опадів, характеру їх
розподілу, інтенсивності й об’єму випаровування та транспірації води.
Фізичних властивостей ґрунту – гранулометричного складу, структури,
стану поверхні, щільності, пористості, водного і температурного режимів.
Фізичних властивостей газів – швидкості дифузії, градієнтів концентрації
газів у ґрунтовому профілі і на межі розділу ґрунт-атмосфера,
гравітаційного перенесення газів під впливом сили тяжіння, здатності до
сорбції-десорбції на твердій фазі, розчинності у ґрунтових розчинах і
дегазації.
Фізико-хімічних реакцій у ґрунтах – обмінних реакцій між вбирним
ґрунтовим комплексом – ґрунтовим розчином – газовою фазою – реакцій
окислення-відновлення.
Під повітряним режимом ґрунту розуміють надходження у нього повітря і
його використання живими організмами у процесі ґрунтоутворення.
Повітряний режим має велике значення у житті мікроорганізмів та рослин,
що заселяють ґрунт. Тому під час його регулювання особлива увага повинна
бути звернута на забезпечення оптимального газообміну.
Газообмін здійснюється через повітроносні пори ґрунту, які з’єднуються
між собою із атмосферою. До чинників, що викликають аерацію, належать:
дифузія, зміна температури ґрунту і барометричного тиску, надходження
вологи у ґрунт з опадами або під час зрошення, вплив вітру, зміна рівня
ґрунтових вод або верховодки.
Спостереження та розрахунки свідчать, що добрий газообмін між ґрунтовим
та атмосферним повітрям на дерново-підзолистих ґрунтах забезпечується
під час пористості аерації понад 15-20 % до об’єму ґрунту, для торфових
ґрунтів – 30-40 %. За таких умов аерації у ґрунтах створюється
сприятливий склад ґрунтового повітря: вміст СО2 звичайно не перевищує
2-3 %, а концентрація кисню не падає нижче 19-18%.
2. Визначте фазовий склад ґрунту
У природному стані ґрунт являє собою полідисперсну систему, яка
складається із чотирьох основних фаз:
твердої;
рідкої;
газової;
живої.
Тверда фаза ґрунту – це полідисперсна і полікомпонентна
органо-мінеральна система, яка утворює твердий каркас ґрунтового тіла.
Вона складається із залишків мінералів або уламків гірських порід і
вторинних продуктів ґрунтоутворення – рослинних решток, продуктів їх
часткового розкладу, вторинних глинистих мінералів, простих солей та
окисів елементів, утворених під час вивітрювання породи на місці або
принесених зі сторони агентами геохімічної міграції різноманітних
ґрунтових новоутворень.
Тверда фаза ґрунту характеризується відповідним гранулометричним,
мінералогічним і хімічним складом, щільністю складення, структурою,
пористістю (шпаруватістю).
Рідка фаза ґрунту – це ґрунтовий розчин, який динамічний за об’ємом і
складом та заповнює шпари ґрунту. Вміст і властивості ґрунтового розчину
залежать від водно-фізичних властивостей ґрунту та від його стану.
У районах з низькими температурами в холодний сезон вода ґрунту
переходить у твердий стан (замерзає), перетворюючись у лід; у випадку
підвищення температури частина ґрунтової води може випаровуватись,
переходячи в пару, тобто газову фазу ґрунту.
Рідка фаза – це “кров” ґрунту, яка служить основним чинником
диференціації ґрунтового профілю, оскільки вона забезпечує переміщення в
ньому речовин у вигляді суспензій або розчинів і колоїдів.
Газова, або газоподібна, фаза ґрунту – це ґрунтове повітря, пара води, а
також гази, які виділяються під час гниття різних органічних залишків чи
надходять з навколишнього середовища. Ґрунтове повітря – важливий і
необхідний компонент ґрунту. Газова фаза у ґрунті займає частину шпар,
які не зайняті водою, тому її вміст залежить від загальної пористості та
вологості ґрунту. У свою чергу ця залежність зумовлюється типом ґрунту,
його структурою і ступенем окультурення.
Ґрунтове повітря є основним джерелом кисню для дихання коренів рослин, а
також для ґрунтових аеробних мікроорганізмів. У випадку нестачі кисню у
ґрунтовому повітрі розвиваються анаеробні мікроорганізми, які викликають
відновлювальні процеси (денітрифікацію, утворення шкідливих оксидів
заліза, марганцю тощо).
Важливим компонентом ґрунтового повітря є вуглекислий газ (СО2). Його
вміст у ґрунті коливається від 0,1 до 1,5 %. Збільшення вмісту СО2 і
зміна його кількості у складі ґрунтового повітря пов’язані з
біохімічними процесами: диханням коренів, життєдіяльністю
мікроорганізмів і витрачанням кисню в окисно-відновних процесах під час
розкладання органічної речовини ґрунту. Високі концентрації вуглекислого
газу (понад 0,2 %) згубно діють на розвиток кореневої системи,
проростання насіння тощо.
У різних ґрунтах тверда, рідка і газова фази займають неоднаковий об’єм.
Існує така закономірність, що на тверду фазу переважно припадає 50 %
об’єму ґрунту, а на рідку та газову фази інших 50 % об’єму ґрунту. У
природних умовах рідка і газові фази часто змінюються, але
найоптимальніше співвідношення між ними встановлюється тоді, коли за
об’ємом вони рівні.
Особливою фазою ґрунту є жива фаза, що представлена організмами, які
беруть безпосередню участь у процесі ґрунтоутворення. До них належать
мікроорганізми (бактерії, гриби, актиноміцети, водорості), представники
ґрунтової мікро- і мезофауни (найпростіші, черв’яки, комахи та ін.) та
кореневі системи рослин.
Бактерії — це найпростіша група мікроорганізмів. Залежно від типу ґрунту
їх кількість в 1 г ґрунту коливається від 300 до 30 000 млн. За способом
живлення вони поділяються на гетерогенні та автотрофні, а за типом
дихання – на аеробні та анаеробні.
Гетерогенні аеробні бактерії окислюють складні органічні сполуки, які є
компонентом мертвих рослин і мікробних решток, до аміаку, води і
вуглекислого газу. Гетерогенні анаеробні бактерії викликають процес
гниття компонентів рослинних і мікробних залишків також до простих, але
недоокислених, органічних, а вже потім до мінеральних сполук.
Гетеротрофні бактерії викликають такі процеси, як амоніфікація і
денітрифікація або десульфофікація.
Автотрофні бактерії сприяють у ґрунті окисленню недоокислених
мінеральних сполук, які утворюються у процесі життєдіяльності
гетеротрофів. За рахунок цього у ґрунті відбуваються нітрифікація,
сульфофікація, окислення заліза і водню.
Гриби ґрунту є гетеротрофами, які вимагають наявності у ґрунті
органічної речовини. Роль грибів зводиться до того, що вони за допомогою
свого ферментативного апарату розкладають жири, вуглеводи, лігніни,
білки та інші органічні сполуки ґрунту. Гриби досить інтенсивно
розкладають свіжу лісову підстилку і цим самим сприяють процесу
ґрунтоутворення.
Актиноміцети, або променеві гриби, своєю формою займають проміжне місце
між бактеріями і звичайними грибами. Вони відрізняються тим, що
утворюють одноклітинний міцелій та виділяють у ґрунт леткі речовини, які
надають йому специфічного запаху. Гетеротрофні актиноміцети вимагають
для свого розвитку готової органічної речовини та доступу вільного
кисню. До активних актиноміцетів належать споріднено близькі до них
про-актиноміцети, мікробактерії, мікромоноспори та ін.
Водорості – рослинні мікроорганізми, які мають властивість за допомогою
сонячної енергії утворювати органічну речовину і нагромаджувати її у
ґрунті. Серед водоростей поширені такі, як синьо-зелені, зелені та
діатомові. Кількість їх у ґрунті залежить від різних умов, але перш за
все від його вологості та тепла.
Лишайники, як і водорості, беруть специфічну участь у процесах
ґрунтоутворення. За рахунок виділення лишайниками щавлевої кислоти
руйнуються мінерали гірських порід із виділенням доступних для вищих
рослин фосфору, сірки, кальцію, заліза, магнію та інших зольних
елементів.
Ґрунтову фауну представляють і тваринні організми -представники
найпростіших, безхребетних та хребетних тварин.
Найпростіші представлені різними тваринними організмами, відомими під
назвою протозоа. До них належать джгутикові, корененіжки, інфузорії. За
способом живлення найпростіші є переважно гетеротрофами. Вони живляться
мікроорганізмами, які населяють ґрунт (бактеріями, водоростями, спорами
грибів і т. д.), серед них є і сапрофіти (джгутикові), які живляться
органічними речовинами рослинних залишків.
Велику роль у ґрунті відіграють черв’яки. Живляться вони здебільшого
коренями рослин. У результаті дії секреторних речовин і вуглекислого
кальцію, що його виділяють стінки шлунка, створюються міцні грудочки
(агрегати). Викинуті із шлунків залишки у формі екскрементів називають
капролітами. Вони збагачені органічними речовинами і кристаликами
кальцію. Черв’яки поліпшують не тільки фізичні властивості, але й
хімічний склад ґрунту.
Великий вплив на ґрунт мають також різноманітні комахи -мурашки,
терміти, джмелі, жуки та ін. Вони змінюють фізичні властивості ґрунту,
розпушуючи верхні його шари, створюючи більшу шпаруватість та
переміщуючи масу ґрунту.
Разом із черв’яками та комахами у зміні ґрунтової маси і ґрунтотворної
породи велику роль відіграють хребетні тварини: кроти, ховрахи, сліпці,
байбаки, сурки, суслики та ін. Вони риють ходи (нори) або кротовини, чим
збільшують шпаруватість ґрунту, а отже, змінюють й інші водно-фізичні та
фізико-хімічні властивості ґрунту.
3. Розкрийте теоретичні основи вапнування кислих ґрунтів
та гіпсування солонців
Основним заходом боротьби з надмірною кислотністю ґрунтів є вапнування.
Під час вапнування ґрунт насичується кальцієм, а вуглекислота, яка
утворюється при цьому, розкладається на СО2 і Н2О. Схематично реакція
взаємодії між кальцієм і ґрунтом виглядає так:
[Ґрунт] 2Н+ + СаСО3 ? [Ґрунт] Са++ + Н2О + СО2.
Норми внесення вапнякових матеріалів можна встановити двома методами:
використовуючи рекомендовані норми і розрахункове. Рекомендовані норми
внесення у ґрунт вапна (CaCO3) наведені у табл. 2.
Таблиця 2.
Дози вапна (т/га) для дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтів
з вмістом гумусу не більше 3%
рН сольове
Гранулометричний склад ґрунту 3,8- 4,0- 4,2- 4,4- 4,6- 4,8- 5,0- 5,2-
5,4-
3,9 4,1 4,3 4,5 4,7 4,9 5,1 5,3 5,5
Піщаний 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 –
Супіщаний 7,0 5,5 4,5 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 –
Легкосуглинковий 8,0 6,5 5,5 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,5
Середньосуглинковий 9,0 8,0 6,5 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0
Важкосуглинковий 10,5 9,5 7,5 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0
Глинистий 14,5 10,5 9,0 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5
При розрахунковому методі дозу СаСО3 обчислюють за формулою:
ДСаСОз = ГКх1,5 ,
де, ДСаСОз – доза СаСО3, т/га; Гк – гідролітична кислотність, мекв/100 г
ґрунту.
Перерахунок дози СаСО3 на дозу конкретного вапнякового матеріалу роблять
за формулою:
;
де ДВМ – доза вапнякового матеріалу, т/га; ДСАСОз – доза внесення
чистого СаСО3, т/га; ВВМ – вологість вапнякового матеріалу, % ; ВНЧ –
вміст недіючих часток, грубших за 3 мм,%; ДР – вміст СаСО3 у вапняковому
матеріалі, %.
Багато ґрунтів має не кислу або нейтральну реакцію, а лужну, яка
обумовлена наявністю у ґрунтовому розчині солей Na2CO3, NaHCO3, Na2SiO2,
Ca(HCO3)2.
До ґрунтів з лужною реакцією відносять ті, в яких рН водної витяжки
перевищує 7. Залежно від величини водного рН ґрунти поділяють на
слаболужні (рН водної витяжки дорівнює 7,1-7,5), лужні (рН = 7,6-8,5) і
сильнолужні (рН більше 8,5).
Лужна реакція у ґрунті створюється під час взаємодії увібраного натрію з
вуглекислотою або вуглекислими солями. У цьому випадку відбувається така
реакція :
[Ґрунт] 2Na+ + 2Н2О + СО2 ? (Ґрунт]2Н+ + Na2CO3.
Утворена сіль Na2CO3 є гідролітично лужною і у воді розчеплюється за
схемою:
Na2CO3 + Н2О ? NaOH + NaHCO3,
NaHCO3 ? 2NaOH + H2O + CO2.
Величина рН водного в цьому випадку може сягати до 9-10.
Помітну лужність ґрунту викликає вуглекислий кальцій, який під час
взаємодії з водою у присутості вуглексилого газу утворює бікарбонат
кальцію:
СаС03 + Н20 + С02 ? Са(НС03)2.
Величина рН водного в цьому випадку може доходити до 8-8,5.
Як і увібраний натрій, так і лужне середовище розчину в цілому негативно
впливають на ґрунт. Зокрема, під впливом натрію у зволоженому ґрунті
відбувається сильна пептизація органічних і мінеральних колоїдів, які
переходять у рухомий стан та переміщуються вниз. Це призводить до
руйнування колоїдної частини, структури і різкого погіршення фізичних
властивостей. Одночасно лужна реакція пригнічує діяльність
мікроорганізмів і погіршує поживний режим ґрунту.
Для ліквідації надмірної лужності ґрунт гіпсують. При цьому відбувається
заміна увібраного натрію на кальцій:
[Ґрунт]2Nа+ + CaSO4 ? [Ґрунт] Са++ + Na2SO4.
Утворений сірчанокислий натрій є фізіологічно нейтральною сіллю і не
шкідливий для рослин. Під час дощів або поливів ця сіль розчиняється у
воді і вимивається вниз.
Дозу гіпсу обчислюють за формулою:
ДГ = 0,086 (Na -0,1) х ТМШ х ЩС,
де ДГ- доза гіпсу, т/га; Na – вміст обмінного натрію, мекв/100 г ґрунту;
ТМШ – товщина меліоративного шару, см; ЩС- щільність складення ґрунту,
г/см3.
Список використаної літератури
Панас P. M. Ґрунтознавство: навчальний посібник. – Львів: “Новий Світ –
2000”, 2006. – 372 с.
Крикунов В.Г. Ґрунти і їх родючість: Підручник. – К.: Вища школа,
1993.-287с.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
