Окисно-відновний стан ґрунту

Для кількісного обчислення цього стану використовують окисно-відновний потенціалі (ОВП). Агрономічна оцінка його значень подана в табл. 12.

Таблиця 12. АГРОНОМІЧНА ОЦІНКА ОКИСНО-ВІДНОВНИХ УМОВ ҐРУНТУ

Середні значення цих показників різні для різних ґрунтів і культур. Межа сприятливих для життєдіяльності рослин Бп знаходиться між 550-750 мВ для дерново-підзолистих ґрунтів, 400-600 для чорноземів, 350-400 мВ для каштанових. Падіння потенціалу до 320 мВ викликає розвиток процесів денітрифікації, потенціал 200 мВ і нижче свідчить про глибокий анаеробіозис у ґрунті. Створення відновлюваних обставин в ґрунті обумовлено в основному нагромадженням в ньому продуктів анаеробного розкладу органічної речовини, а також відновних мінеральних сполук. При Бп нижче 480 мВ нітрати переважають, а при Бп < 200 мВ з'являються оксидами азоту.

У лужному середовищі відновлення відбувається за низьких значень ОВП, тому що розвиток цього процесу за рахунок іонів водно в даному випадку обмежений. Тому в лужних ґрунтах оптимум Бп знаходиться нижче, ніж у кислих.

Погіршення азотного режиму пов'язане з пригніченням процесів нітрифікації, розвитком денітрифікації. Погіршення фосфатного режиму обумовлено трансформацією розчинних сполук фосфору ґрунту і добрив у важкодоступні форми унаслідок зв'язування фосфат-іонів неселікатними півтораоксидами.

Ємність катіонного обміну ґрунту (ЄКО)

З ємністю поглинення катіонів пов'язана здатність ґрунту утримувати в обмінному стані катіони, в тому числі і важливі елементи живлення (К+, КН4+, Са2+, М§2+). Нею обумовлена буферність ґрунту до зміни реакції середовища. Склад поглинених основ визначає багато фізико-хімічних і фізичних властивостей ґрунту.

Величина ЄКО залежить від гранулометричного, мінералогічного складу ґрунту, вмісту в ньому органічної речовини, реакції середовища. Ємність катіонного обміну речовин у ґрунті змінюється в дуже широких межах. У гумусних шарах ґрунту ЄКО більшою мірою пов'язана з органічного речовиною. Ємність органічної частини ґрунту в 10-30 разів вища ЄКО мінеральної частини.

З ємністю катіонного обміну пов'язана стійкість ґрунтів до антропогенної дії хімічного забруднення.

За висхідним ступенем стійкості до антропогенної дії ґрунти поділяють на п'ять груп: 1) ЄКО менше 10 мг-екв/100 г; 2) 10-20; 3) 21-30; 4) 31-40; 5) понад 40 мг-екв/100 г.

Кислотно-лужна характеристика ґрунтів

Реакція ґрунту обумовлена співвідношенням в ґрунтовому розчині водневих і гідроксильних іонів. Розрізняють ґрунти: дуже сильнокислі — рНС0Л < 4,0; сильнокислі — 4,1-5,5; нейтральні — 5,6-7,4; слаболужні — рНВ0Д 7,5-8,5; сильнолужні — 8,5-10,0 та різколужні — 10,1-12,0.

Реакція ґрунту має різнобічний вплив на властивості ґрунту й рослини. Негативний вплив підвищеної кислотності на рослини проявляється через нестачу Са2+, підвищену концентрацію токсичних для рослини іонів А13+, Мп2+, Н+, зміну доступності для рослин елементів живлення, погіршення фізичних властивостей ґрунту, зниження його біологічної активності.

У кислих ґрунтах підвищується розчинність сполук заліза, марганцю, алюмінію, бору, міді, цинку. За надлишку цих елементів продуктивність рослин знижується. Засвоєння, зокрема фосфору, максимальна при рН 6,5, в більш кислому, як і в лужному середовищі, вона знижується.

Кисле середовище пригнічує процеси амоніфікації, нітрифікації, фіксації азоту з повітря, погіршує азотний режим ґрунту. Оптимальні умови для розвитку мікрофлори, що визначає ці процеси, знаходиться в межах 6,5-8,0.

Особливо токсичний вплив в кислих ґрунтах має алюміній. При рН 4 в них міститься достатня кількість розчиненого А13+, що завдає великої шкоди більшості рослинам, в той час як поживні розчини з рН 4 дуже гострої проблеми не створюють.

На лужних ґрунтах погіршується фосфатний режим, виникає нестача деяких елементів (2п, Бе, Мп, Си). При високій лужності погіршуються фізичні властивості ґрунтів. Дуже лужна реакція несприятлива для більшості рослин.

Розрізняють актуальну і потенційну кислотність і лужність.

Актуальна кислотність ґрунту обумовлена наявністю водних іонів в ґрунтовому розчині, потенційна проявляється внаслідок взаємодії ґрунту з розчинами солей або основ.

Потенційну кислотність поділяють на обмінну і гідролітичну. Перша проявляється при взаємодії з ґрунтом розчинів нейтральних солей, друга — при дії на ґрунт розчину гідролітичної солі сильної основи і слабкої кислоти.

Зі збільшенням частки обмінних катіонів водню і алюмінію в ГПК знижується ступінь насичення ґрунту основами. Ця важлива характеристика кислих ґрунтів вимірюється кількістю обмінних основ (зазвичай Са2+ + М§2+) у відсотках до ємності поглинання.

Активна лужність обумовлена наявністю в ґрунтовому розчині гідролітичних лужних солей, при взаємодії яких утворюється в значна кількість гідроксильний іон. При характеристиці актуальної лужності ґрунтових розчинів розрізняють загальну лужність, лужність від нормальних карбонатів та від гідрокарбонатів. Ці види лужності розрізняються граничним за значенням рН. Загальна лужність визначається титруванням по індикатору метиловому оранжевому, лужність від нормальних карбонатів — титруванням у присутності фенолфталеїну. Потенційна лужність проявляється в ґрунті поглинанням натрію.

Агрономічна оцінка одних і тих самих показників кислотності і лужності ґрунтів неоднакова для різних культур і сортів. Вона змінюється залежно від вмісту гумусу, гранулометричного складу, забезпечення рослин мінеральними елементами живлення.

Зона оптимальних значень рН, наприклад, помітно залежить від гранулометричного складу ґрунту. Найвищий урожай жита озимого на суглинних дерново-підзолистих ґрунтах одержують у межах рН 5,6-6,5. На супіщаних оптимум рН знаходиться в межах 5,6-6,0, а на пісках оптимальні показники рН складають 5,1-5,5. Чітка зона оптимуму реакції ґрунту характерна для картоплі: рН 5,3-6,3 для суглинкових і 5,1-6,0 для супіщаних і піщаних ґрунтів. Для врожаю соломки льону характерна широка зона оптимуму — рН 5,6-6,5. Відповідно змінюються і інші показники кислотності ґрунту залежно від гранулометричного складу (табл. 13).

Таблиця 13. ОПТИМАЛЬНИЙ РІВЕНЬ РЕАКЦІЇ ДЕРНОВО-ПІДЗОЛИСТИХ ҐРУНТІВ І НАСИЧЕНІСТЬ ЇХ ОСНОВАМИ