Як дізнатися який грунт кислий?

Однією з важливих характеристик грунту є його кислотність. Визначення кислотності грунту потрібно для того, щоб підібрати найбільш підходящі рослини і розрахувати види і дози потрібних добрив. Як дізнатися кислотність ґрунту, чому фахівці виділяють кілька видів кислотності і чому так важливий аналіз грунту в лабораторії? Про все це читайте в нашій статті.

Що таке кислотність грунту?

Почнемо з того, що кислотність грунту буває двох видів:

Концентрацію іонів водню в ґрунтовому розчині називають актуальною кислотністю грунту (рН водна). Концентрацію обмінних катіонів водню і алюмінію в грунтово-поглинальному комплексі – потенційної кислотністю (обмінна і гідролітична рН).

Актуальна кислотність грунту має безпосередній вплив на всі етапи росту рослин, а також на грунтові мікроорганізми. Цей показник визначається для того, щоб вибрати сільгосп культуру і допомагає визначитися з видами добрив, які потрібно вносити в грунт. Потенційна кислотність грунту визначається для правильної організації вапнування (хімічної меліорації).

Як визначити кислотність грунту?

Визначення кислотності грунту повинно проводитися фахівцями із застосуванням відпрацьованих і затверджених методик. Тільки лабораторне дослідження грунту може дати об’єктивну картину стану грунту на конкретно взятій ділянці.

Залежно від показників рН, фахівці виділяють такі типи:

Слабколужні грунти 7,5 – 8,5

Сильнолужні грунти 8,5 – 10

На території України (на Поліссі і частково в зоні Лісостепу) переважають грунти з досить високою кислотністю (рН водна становить менше 6). Вони займають площу близько 9 млн. гектарів.

Навіщо потрібно знати кислотність грунту?

Хімічний аналіз грунту в лабораторії передбачає роботу зі зразками грунту, відібраними фахівцями, згідно з правилами, прописаним в ГОСТах. Для контролю за станом ґрунтів, хімічний аналіз грунту на конкретній ділянці повинен проводитися щорічно.

Визначення кислотності грунту – важливий показник, що допомагає ефективно вести сільське господарство. Від того є грунт на ділянці кислим або лужним, буде залежати весь процес росту і розвитку сільськогосподарських культур. Одні рослини більш чутливі до кислого і лужного середовища, інші – менше. Деякі культури добре себе почувають у досить великому інтервалі кислотності (наприклад, помідори, редиска, морква), інші «визнають» тільки нейтральні грунти або навіть слабколужні грунти. У той же час деякі ягідні культури, а також щавель непогано себе почувають і на кислих грунтах. Пригнічення росту рослин відбувається, якщо показник рН нижче 5 і вище 8 (в сильнокислих і сильнолужних грунтах). Негативний вплив надлишкової кислотності представляє серйозну загрозу на ранніх етапах росту рослин.

Найбільш відповідний показник рН – свій для різних культур і залежить від характеристик тієї чи іншої рослини. Але все-таки для переважної більшості культур ідеально підходять грунти з нейтральним показником рН 6,5 – 7,5.

Надлишкову кислотність грунту усувають за допомогою вапнування.

Вапнування зазвичай проводять навесні або восени. Необхідний рівень кислотності грунту встановлюється через два – три роки після вапнування і зберігається близько десяти років.

Ефективно проводити цю процедуру спільно з внесенням органічних добрив.

Норми внесення вапна відрізняються в залежності від показників рН. Тому необхідний попередній аналіз грунту. Рішення про необхідність вапнування приймають відповідно до таких критеріїв:

1. ПоказникирН
2. Ступіньнасиченості грунту основами
3. Механічний склад грунту
4. Чутливістьрослин до кислотності.

Але не варто вважати вапнування панацеєю. Необхідність в ньому є не завжди. Все залежить від стану ґрунту на конкретній ділянці. Крім того, необхідно враховувати і реакцію конкретної рослини на вапнування. Якщо ви плануєте вирощувати на ділянці якусь одну культуру, яка віддає перевагу більш кислому грунту, то у вапнуванні немає гострої необхідності. Надмірне внесення вапна в грунт може бути так же шкідливо, як і його брак. Необхідність використання вапна, норми і форми вапнякових матеріалів підібрати може тільки фахівець, після агрохімічного аналізу грунту.

Від того, кислий або лужний грунт на вашій ділянці залежить стратегія вибору добрив і культур для посадки. Не забувайте, що сильнокислі грунти обов’язково потребують вапнування. Без цього не буде нормального росту і розвитку культур.

Основні характеристики ґрунтів

Ґрунт – це складна структурована система, функціонування якої залежить від комплексу взаємопов’язаних чинників. Серед всього розмаїття характеристик грунту потрібно виділити наступні, як найбільш значимі для рослин:

• • механічний склад ґрунту;
• • органічна речовина грунту;
• • колоїди грунту;
• • кислотність грунтового розчину;
• • грунтове повітря;
• • живі організми грунту.

Механічний склад грунту визначається співвідношенням твердих частинок різного розміру: від уламків породи в декілька десятків сантиметрів до колоїдних частинок розміром у соті долі мікрона. В залежності від вмісту піщаних (частки понад 0,01 мм або “фізичний пісок”) і глинистих частинок (частки менше 0,01 мм або “фізична глина”) розрізняють піщані, супіщані, суглинисті та глинисті грунти (табл. 6.1).

Класифікація грунтів за механічним складом

Вид грунтів

Вміст механічних елементів

фізичний пісок, > 0,01 мм

Від механічного складу грунту значною мірою залежить його водоутримуюча здатність, тепловий та повітряний режими, а також здатність мінеральних речовин поглинатися поверхнею грунтових частинок (поглинаюча здатність). Із збільшенням частки дрібних частинок потенційна продуктивність грунту збільшується (рис. 6.1).

Нерозчинні тверді частки не лише формують механічний склад ґрунту, але і створюють складну пористу структуру, яку заповнює грунтовий розчин.

Рис. 6.1. Залежність продуктивності лісів від механічного складу грунту

Ґрунтовий розчин – це рідка фаза ґрунту, тобто вода з розчиненими і ній газами та речовинами мінерального і органічного походження, яка заповнює капілярні і некапілярні проміжки грунту.

Органічна речовина грунту складається з нерозкладених або частково розкладених органічних решток, а також продуктів їх розпаду, та гумусу або перегною. В мінеральних грунтах органічна речовина складається переважно з перегнійних речовин, а в болотних

– з решток відмерлих рослин. Перетворення органічних решток – це, по-перше, сукупність процесів розпаду різних органічних речовин на більш прості сполуки, які в подальшому можуть повністю мінералізуватися до утворення вуглекислого газу і води. По-друге, завдяки мікробному синтезу, одночасно відбуваються зворотні процеси – ферментативне утворення більш складних органічних сполук з простих. І по-третє, в ґрунті проходять хімічні процеси окислення, полімеризації, синтезу продуктів розпаду органічних речовин. В результаті таких перетворень в ґрунті виникають нові речовини, які не містилися ні в початкових органічних рештках, ні в продуктах мікробного синтезу. Сукупність явищ, які віднесені до третьої категорії, називається гуміфікацією.

Гумус (від лат. humus – земля) – найважливіша частина органічної речовини грунту, що утворюється в результаті життєдіяльності грунтових мікроорганізмів, які розкладають мертві рештки рослин і тварин.

Гумус має темне забарвлення, містить гумінові кислоти та фульвокислоти і основні елементи живлення рослин. Безпосередньо рослинами він не засвоюється. Під дією мікроорганізмів органічна маса зі складних сполук перетворюється на легкодоступні для рослин форми. Таким чином, гумус є резервом і постачальником елементів живлення рослин. Він характеризується високою вологоємністю, тому може утримувати значну кількість вологи. Темний колір забезпечує гумусу добре прогрівання, що в свою чергу, створює умови для активної діяльності мікроорганізмів. Гумус покращує структуру грунту, оскільки склеює мінеральні частинки. Вміст гумусу в різних типах грунтів наступний:

• • підзолисті грунти – 1 – 3 %;
• • звичайні чорноземи – 7 – 8 %;
• • тучні чорноземи – 8 – 12 %.

Для живлення рослин важливе значення має співвідношення гумінових кислот і фульвокислот, оскільки від цього залежить біохімічна активність грунтових мікроорганізмів. В більш багатих

грунтах вміст гумінових кислот вищий. Зі збільшенням вмісту гумусу зростають продуктивність та видове різноманіття фітоценозів (рис. 6.2).

Для мінерального живлення рослин велике значення має вміст у грунті колоїдів. Це найдрібніші частки грунту, з якими пов’язана його родючість. Ґрунтові колоїди поділяються на:

• • мінеральні – дуже дрібні частинки, які утворилися внаслідок вивітрювання гірських порід;
• • органічні – ті, що утворилися в період розпаду органічних решток.

Рис. 6.2. Динаміка структури лісового фітоценозу в залежності віз багатства ґрунту

Серед перших найпоширенішими є різноманітні грунтові мінерали (глини), колоїдна силіцієва кислота, колоїди гідратів оксидів феруму та алюмінію. Органічні представлені гумусом та різними білковими речовинами. Органічні та мінеральні колоїди містяться в грунті не роздільно, а у вигляді органо-мінеральних комплексів, де грунтовий розчин є дисперсійним середовищем, а тверді колоїдні частки – дисперсійною фазою. Однією з особливостей грунтових колоїдів є те, що вони можуть перебувати в ґрунті як у стані розчину (золю), так і в стані осаду (гелю). Перехід з однієї форми в іншу залежить від наявності розчинів електролітів. Завдяки малим розмірам часток, грунтові колоїди мають величезну поверхню (наприклад, сумарна поверхня колоїдних часток 1 см3 ґрунту становить біля 6 000 м2). Цим пояснюється їх значна здатність до фізичної адсорбції – поглинання та утримування води та розчинених у ній поживних речовин. Ґрунтові колоїди зумовлюють консистенцію, більшість фізичних та фізико-хімічних властивостей ґрунту. Експериментально доведено їх вплив на обмін вуглеводів у проростках злаків. Ґрунтові колоїди зумовлюють одну з найважливіших властивостей ґрунту – його вбирну здатність.

Вбирна здатність ґрунту – це здатність ґрунту вбирати гази, розчинені речовини, а також затримувати тверді частинки з рідин, які просочуються крізь ґрунт тощо. Розрізняють механічну, фізичну, хімічну, фізико-хімічну та біологічну вбирну здатність ґрунту.

Хімізм грунтового розчину визначається кислотністю, кількістю та складом розчинених в ньому іонів. Розрізняють актуальну і потенціальну кислотність грунту. Актуальну визначають як від’ємний десятковий логарифм концентрації вільних іонів гідрогену в грунтовому розчині (pH). В різних ґрунтах актуальна кислотність коливається в межах від pH 3 до pH 11, тобто концентрація іонів гідрогену змінюється від 10-3 до 10-11 ммоль/л. Ґрунти з pH 3-4 називають сильнокислими, з pH 4 – 5 – кислими, з pH 5-6 – слабокислими. Нейтральний ґрунт має pH 6 – 7, а лужний – pH 8-11. Високою кислотністю характеризуються болотні та підзолисті ґрунти, а лужністю – солонці. Чорноземи мають значення pH, близьке до нейтрального. В потенціальній кислотності розрізняють:

• • обмінну кислотність, зумовлену увібраними іонами гідрогену, які здатні на обмін з катіонами нейтральних солей;
• • гідролітичну кислотність, зумовлена увібраними іонами гідрогену, які не витісняють катіони нейтральних солей, але здатні заміщуватися основами лугів або гідролітично лужних солей.

В Україні у значних кількостях обмінна кислотність зустрічається лише в бурих лісових грунтах Криму і Карпат та деяких інших. Гідролітичну кислотність мають всі кислі ґрунти України. В дерново- підзолистих ґрунтах вона в 2 – 3 і більше разів вища, ніж у бурих лісових та поверхнево-оглеєних.

Таким чином, кислотність ґрунтів залежить від вмісту в ґрунтовому розчині обмінних іонів гідрогену, алюмінію, кальцію та інших іонів ґрунтового поглинаючого комплексу. Надлишок іонів гідрогену та алюмінію призводить до закислення, а іонів натрію – до залуговування. Загалом, кислотність ґрунту зумовлюється різними абіотичними факторами, серед яких варто виділити також:

Наприклад, граніт дає продукти вивітрювання з кислою реакцією, а деякі ґрунтові води спричиняють лужність через насиченість їх вапном. При значних опадах і нестачі тепла розпад органічних решток проходить з утворенням розчинних органічних кислот, які надають ґрунту кислу реакцію, що підсилюється нестачею вапна. Це характерно для Полісся України при утворенні підзолистих ґрунтів під хвойними лісами. Поліські лісові ґрунти мають pH близько 5, а на торф’яних болотах -3,5-4,5.

Рослинний покрив також активно впливає на зміни кислотності ґрунтів. Так, звичайні для України ялина та сосна, містять у шпильках смоляні кислоті, які дають кислі продукти розпаду. Шпильки модрини, навпаки, акумулюють багато вапна, тому реакція ґрунту під ними більш лужна. Сильнолужне середовище (pH 9,2 – 9,9) створюють у верхніх горизонтах ґрунту пустельні рослини – саксаули, черкеси.

Загальновідомо, що нормальне протікання метаболічних процесів у рослин і всіх ґрунтових організмів може відбуватися лише в межах оптимального значенні pH. Залежно від напряму та розвитку ґрунтоутворювального процесу вплив кислотності на рослини проявляється по-різному. До рослин, які зростають на дуже кислих (pH 4 – 4,5) субстратах, слід віднести мохи зозулин льон і сфагнуми, журавлину болотну та дрібноплідну. Більшість рослин успішно розвиваються на слабокислих (льон, картопля, пшениця, кукурудза, люпин) та нейтральних (соняшник, люцерна, бавовник, огірки) ґрунтах. Вплив кислотності на рослини модифікується іншими мінеральними складовими грунтового розчину. Якщо в грунтовому розчині є іони кальцію і його буферність висока, то шкідливий вплив кислотності ґрунту зменшується, а якщо в розчині є іони алюмінію, феруму і мангану, то її токсичність для рослин і ґрунтових мікроорганізмів збільшується.

Ґрунтове повітря необхідне для нормального проходження фізіологічних процесів у кореневій системі рослин. Його кількість у порах визначається особливостями структури ґрунту і водним режимом. У сухих умовах усі проміжки між частками ґрунту заповнені повітрям, по мірі збільшення вологості, воно витісняється водою. Ґрунтове повітря, на відміну від атмосферного, містить більше вуглекислого газу. Між складом ґрунтового повітря і складом ґрунтового розчину існує певний зв’язок, адже деякі гази розчинні. Тому із зміною складу ґрунтового повітря змінюється і склад ґрунтового розчину. З іншого боку, між ґрунтовим розчином і колоїдним комплексом також існує зв’язок (ці дві системи в сукупності створюють буферність ґрунту). Таким чином, завдяки ґрунтовому повітрю, ґрунтовому розчину та ґрунтовому колоїдному комплексу утворюється взаємозв’язана система, яка реагує на зміни будь-якого її компоненту.

Живі організми ґрунту представлені різними систематичними групами – бактеріями, актиноміцетами, ціанобактеріями, грибами, водоростями, лишайниками, вищими рослинами, безхребетними та хребетними тваринами. Всі вони займають певне місце у загальному кругообігу речовин в природі. Вони розкладають органічні та складні неорганічні речовини, роблячи їх доступними для кореневого живлення рослин. Ґрунтові мікроорганізми – важливий компонент процесу ґрунтоутворення. Серед гетеротрофних організмів суші найбільша біомаса ґрунтових мікроорганізмів. Кількість прокаріотів у ґрунті вимірюється сотнями тисяч, мільйонами і навіть мільярдами в 1 г. Це бактерії, актиноміцети, ціанобактерії (синьо-зелені водорості) та деякі інші групи. Еукаріотична мікрофлора представлена мікроскопічними грибами, водоростями та безхребетними.

Близько 70 % ґрунтової мікрофлори припадає на бактерії. Завдяки маленьким розмірам, на фоні великої чисельності, створюється величезна площа дотику з ґрунтом, що забезпечує високу активність хімічних процесів. В умовах орного ґрунту поверхня мікроорганізмів перевищує площу, на якій вони знаходяться в 500 разів (5 • 106 м2 поверхні на 1 га або на 104 м2 площі). До найважливіших фізіологічних груп належать целюлозолітичні бактерії. Ці аеробні та анаеробні мікроорганізми беруть активну участь у мінералізації рослинних решток, розкладаючи целюлозу клітинних стінок. Ґрунтові бактерії відіграють важливу роль у кругообігу нітрогену. Бактерії амоніфікатори розкладають складні нітрогенвмісні сполуки з утворенням аміаку, нітрифікатори окислюють аміак до солей нітратної та нітритної кислот, денітрифікатори – відновлюють нітрати до молекулярного азоту. Особливе місце належить азотфіксуючим бактеріям (азотобактер, клостридіум, бульбочкові бактерії), які здатні зв’язувати атмосферний азот. Крім перерахованих, в ризосферній зоні мешкає багато інших мікроорганізмів, які мають важливе значення для живлення рослин. Деякі з них вступають з рослинами в симбіоз – бульбочкові бактерії, мікориза.

Ризосфера (від грецьк. rhiza – корінь, spheria – область, шар) – шар грунту завтовшки 2-3 мм, який безпосередньо прилягає до коріння рослин і містить велику кількість мікроорганізмів, головним чином, бактерій, грибів і актиноміцетів.

Активну участь у розкладанні органіки приймають також актиноміцети і гриби. Вони практично ідентичні екологічно, дещо подібні морфологічно, але принципово різні біологічно. Актиноміцети – це прокаріоти, здатні утворювати міцелій, гіфи якого розходяться у вигляді променів (застаріла назва – променисті гриби). Більшість актиноміцетів – сапрофіти, в 1 г родючого ґрунту їх міститься 10-20 мільйонів. Вегетативне тіло грибів також утворене міцелієм, але з еукаріотичних клітин. Гриби живляться готовими органічними сполуками, які дістають осмотично з живих організмів (паразити) або з субстрату (сапрофіти). Серед останніх найчастіше зустрічаються плісняві гриби, дріжджі та ті, які утворюють плодові тіла. Гриби можуть бути симбіонтами водоростей (лишайники) або вищих рослин (мікориза). Симбіоз з вищими рослинами властивий і азотфіксуючим актиноміцетам (вільха чорна). Маючи різноманітні ферментні комплекси, актиноміцети і гриби здатні розкладати складні органічні сполуки, виділяти фізіологічно активні речовини, пригнічувати розвиток інших мікроорганізмів. Все це впливає на мінеральне живлення рослин та процеси ґрунтоутворення. Біомаса грибів і актиноміцетів, як правило, дещо менша ніж бактерії, але у лісових ґрунтах можуть бути виключення. Опад хвойних лісів дуже бідний на нітроген і зольні елементи. Крім того, він містить важкодоступні для бактерій хімічні сполуки, серед яких є бактерицидні. Тому в таких умовах розклад органічних речовин відбувається за допомогою грибів.

Мікроскопічні ґрунтові водорості – група нижчих рослин, що живуть у ґрунті. До них належать одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні форми з різних систематичних груп, переважно з відділів синьо-зелених (ціанобактерії), зелених, жовто-зелених та діатомових. Велика кількість мікроскопічних грунтових водоростей розвивається у поверхневих шарах до глибини 1 м. Деякі можуть проникати з водою по корінню рослин або з ґрунтовими тваринами на глибину до 1,5 – 2 м. Водорості перебувають у тісному зв’язку з грунтовим середовищем і відіграють важливу роль у житті ґрунту. Як продуценти, вони сприяють нагромадженню органічної речовини в ґрунті та його аерації, стають їжею для гетеротрофів та стимулюють мікробіологічну активність грунту. Вони приймають участь у руйнуванні мінералів та синтезі нових мінеральних та органічних сполук, впливають на структуру ґрунту.

Ґрунт є середовищем для проживання великої кількості різних тварин, починаючи з найпростіших і закінчуючи ссавцями. Частина з них харчується рослинами і рослинними рештками, решта є хижаками. Найпоширенішими у ґрунті є дощові черв’яки, багатоніжки, личинки двокрилих і жуків, дорослі жуки, молюски, терміти, мурашки. Загальна біомаса ґрунтових безхребетних, в залежності від умов існування, коливається від 200 до 1500 і може сягати 4000 кг/га. їх роль у ґрунті полягає у:

• • подрібненні рослинних решток, що забезпечує більш швидкий їх розпад;
• • перемішуванні рослинних решток з мінеральною частиною ґрунту;
• • біохімічному перетворенню решток.

Таким чином, аналізуючи основні характеристики ґрунтів, які впливають на життєдіяльність рослин, потрібно відмітити, що вони не існують ізольовано. Саме комплексна дія різних чинників визначає умови існування рослинних організмів у ризосфері. Але так чи інакше, роль та значення кожного з них конкретно для рослин виявляється досить чітко.