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 NH4Cl Сульфат амонію (NH4)2SO4-Сульфат амонію-натрію "(NHi)2'SO4 Аміачна селітра NH4NO3 Аміачна вода МН3-Ь Н2О Аміак безводний NH3 Сечовина CO(NH2)2 Амофос NH4H2PO4
Na2S04
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.
Трактори К-700, К-700А, К-701, Т-150К, маса яких досягає 8-16 т, у разі проходження по пухкому вологому ґрунті за рахунок ударних впливів і вібрацій спричинюють його деформацію на глибину 60—80 см, а в окремих випадках і глибше. В місцевостях з пересіченим рельєфом і зливовим характером опадів глибокі колії нерідко перетворюються на яри, За посушливих умов рух важких МТА з підвищеними швидкостями (до 10—30 км/год) призводить до руйнування структури ґрунту та підсилює процеси дефляції. Переущільнення ґрунтів відбувається внаслідок холостих переїздів МТА по полю, внесення органічних і мінеральних добрив, перевезення сільськогосподарської продукції вантажними автомобілями.
Такі агротехнічні заходи, як лущення стерні, основний обробіток ґрунту, вирівнювання поверхні, культивація, боронування, посів, догляд за посівами виконуються за існуючими технологіями окремо, а багато з них і неодноразово. Тому в період польових робіт поверхня поля покривається ущільненими смугами, сумарна поверхня яких значно перевищує площу поля. За даними В. В. Медведева та співавт. (1964), при вирощуванні озимої пшениці площа, ущільнення 1 га (без урахування збирально-транспортних операцій) досягає в середньому 22—26 тис. м2, кукурудзи — 18—30, цукрового буряка — 30—32 тис. м2. Дослідження В. В. Медведєва та спївавт. (1989) показали, що трактори всіх марок ущільнюють ґрунт на глибину 50—60 см і глибше , а сліди колії колісного трактора Т-150К видно протягом всього періоду вегетації. Ущільнений чорнозем цілком втрачає міжагрегатні пори. Ґрунтові агрегати деформуються, витягуються у горизонтальному напрямку, збільшуючи свою щільність. Це призводить до зниження водо- , повітро- та коренепроникності ґрунту.
За наявності ущільнення тракторами у ґрунті змінюється співвідношення між твердою і газоподібною фазами. Найбільше змінюється щільність одного шару, ЇЇ максимальні значення.
4. Природа кислотності та її види.
Від складу і концентрації речовин, розчинених в ґрунтовому розчині, залежить його активна реакція. Реакція ґрунтового розчину зумовлюється наявністю і співвідношенням в ньому водневих (Н+) і гідроксильних (ОН~) іонів. Величину активної реакції виражають в одиницях рН десятичний логарифм концентрації Н+-іонів з від'ємним знаком. Отже, рН =lgH+].
Вода в звичайних умовах в незначній кількості дисоціює, тобто розпадається на іони Н+ і ОН~. Концентрація їх незначна. Добуток концентрацій [Нь] * [ОН~ ] = 10~и. В ідеально чистій воді концентрація цих іонів однакова: [Н>] == [ОН~] ==10~7.
Збільшення концентрації іонів Іі+ (доливання кислоти) зумовлює кислу реакцію розчину [Н+]>10-7. Збільшення концентрації основ підвищує концентрацію іонів ОН~. Розчин набуває лужної
реакції [ОН-]>10-7.
В нейтральних розчинах, в яких [Н+] = [ОН~] =10~7, величина рН —7, в кислих — менше 7, в лужних — більше 7. рН ґрунтових розчинів коливається в межах від 3 до 9.
Залежно від стану іонів Іі+ розрізняють актуальну і потенціальну кислотність.
Актуальна кислотність зумовлена наявністю в ґрунтовому розчині вільних іонів Н+. її величину (рН) визначають у водних витяжках.
Потенціальна кислотність зумовлена наявністю в ГВК увібраних іонів Н+ і А13+, які знаходяться в твердій фазі ґрунту. Іони алюмінію підкислюють ґрунтовий розчин внаслідок гідролізу солей
алюмінію.
АІСІз + ЗН2О ->. А1(ОН)3 + ЗНС1.
За способом визначення потенціальної кислотності виділяють обмінну і гідролітичну кислотності.
Обмінна кислотність — концентрація іонів водню, витіснених з дифузного шару колоїдної міцели катіонами нейтральних солей. Для визначення обмінної кислотності використовують 1,0 н. розчин КС1 (рН близько 6,0).
Гідролітична кислотність. Іони водню утримуються колоїдною часткою дуже міцно і при обміні з катіонами нейтральної солі повністю не витісняються. Якщо діяти па ґрунт гідролітичне лужною сіллю (солі з сильною основою і слабким кислотним залишком), то відбудеться майже повне витіснення увібраних іонів водню. Для визначення гідролітичної кислотності використовують ЇМ розчин CH3COONa (рН близько 8,2).
Меліорація кислих ґрунтів. Кисла реакція ґрунтів несприятлива для більшості культурних рослин і корисних мікроорганізмів. Вона негативно впливає па процес формування родючості ґрунтів. Кислі ґрунти мають погані фізичні властивості. Через відсутність основ
поживні елементи, не містять хлоридів, сульфатів, карбонатів, їх ґрунтова маса погано оструктурена. Отже, ступінь кислотності ґрунтів е важливим показником під час оцінки генетичної і виробничої якості ґрунту.