Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/948| Title: | Аналіз і оцінка екологічного стану с/г ґрунтів Корсунь-Шевченківського району Черкаської області |
| Authors: | Гончаренко, Тетяна Павлівна Олеоленко, Анна Віталіївна |
| Keywords: | ґрунт;родючість;еколого-агрохімічна оцінка;макроелементи;мікроелементи;окисно-відновний потенціал |
| Issue Date: | 2019 |
| Abstract: | Актуальність теми. Ґрунти як найважливіша складова біосфери поєднують усі інші елементи ландшафту, вони забезпечують функціонування екосистем, існування флори й фауни, життєдіяльність людини. Зважаючи на винятково велике значення земельних ресурсів, Конституція України проголошує їх основним національним багатством. Однак розвиток промисловості, особливо с/г виробництва, спричиняє небажані зміни показників родючості та деградацію ґрунтів. Ґрунти як першоджерело більшості первинних природних ресурсів зазнають значного антропогенного навантаження. Отже, питання охорони і раціонального використання ґрунтів є вкрай актуальним.
Мета роботи: дати об’єктивну та порівнянну екологічну оцінку показникам родючості с/г ґрунтів Корсунь-Шевченківського району, визначити засоби запобігання та припинення подальшої деградації ґрунтів.
Об’єкт дослідження: ґрунти Корсунь-Шевченківського району Черкаської області.
Предмет дослідження: показники родючості та деградації ґрунтів.
Методи дослідження: для аналізу динаміки основних показників родючості та деградації ґрунтів використовували статистичні методи обліку, обробки, аналізу і прогнозування основних показників техногенного навантаження на земельні ресурси Черкаської області; для експериментального визначення мікроелементів у ґрунтах – атомно-абсорбційний метод; кальцію та магнію – титрометричний метод (комплексометрія); для визначення окисно-відновного потенціалу ґрунтів – потенціометричний метод.
Результати дослідження. Статистичні методи дослідження якості с/г ґрунтів Корсунь-Шевченківського району показали, що інтенсивне ведення землеробства різко погіршило балансові показники поживних речовин: гумусу, азоту, фосфору, калію, мікроелементів, але було визначено, що зменшення показників родючості ґрунтів протягом останніх років здійснювалося повільніше, ніж в інших районах області. Експериментально доведено, що сільськогосподарські ґрунти району бідні на вміст міді, цинку, кобальту; вміст кальцію та магнію в ґрунтах міста Корсунь-Шевченківський є дуже високим, що свідчить про стійкість ґрунту до зміни концентрації ґрунтового розчину; значення окисно-відновного потенціалу у цих ґрунтах коливається в межах 250-310 мВ, що вказує не тільки на достатню кількість водорозчинних поживних речовин та добру зволоженість ґрунту, але й на погіршення аерації та відновлювальні процеси у ґрунті. Наведено причини погіршення стану використання та охорони земельних ресурсів, визначено засоби запобігання та припинення подальшої деградації ґрунтів.
Наукова новизна: вперше статистичні методи і моделі було широко використано для діагностики екологічного стану с/г ґрунтів Корсунь-Шевченківського району, експериментально досліджено вміст мікроелементів у с/г ґрунтах, вміст кальцію, магнію, величину окисно-відновного потенціалу у міських ґрунтах м. Корсунь-Шевченківський.
Теоретичне і практичне значення: проведення аналізу і оцінювання екологічного стану с/г ґрунтів дає можливість виявити причини їх незадовільного стану та динаміку змін властивостей досліджуваних ділянок, сформулювати пропозиції до владних структур для його виправлення, надати шляхи підвищення родючості ґрунтів в умовах оптимізації земельних ресурсів України.
Структура та обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається зі вступу, анотації, двох розділів, висновків, переліку посилань (41 джерело), графічної документації до кваліфікаційної роботи магістра, додатків. Повний обсяг роботи – 89 сторінок друкованого тексту, основна частина – 44 сторінки. The actuality of theme. Soils, as the most important component of the biosphere, combine all other elements of the landscape, they ensure the functioning of ecosystems, the existence of flora and fauna, human life. Due to the extremely high value of land resources, the Constitution of Ukraine proclaims them as the main national wealth. However, the development of industry, especially of agricultural production, causes undesirable changes in fertility rates and soil degradation. Soils, as the primary source of most primary natural resources, are subject to considerable anthropogenic loading. So the issue of soil protection and rational use is very urgent. The purpose of work: to give an objective and comparative environmental assessment of fertility indices of agricultural soils of Korsun-Shevchenkivskyi district, to determine the means of preventing and stopping the further soil degradation. The object of study: soils of Korsun-Shevchenkivskyi district of Cherkasy region. The subject of study: fertility and soil degradation indices. Research methods: to analyze the dynamics of the main indices of fertility and soil degradation, statistical methods of accounting, processing, analysis and prediction of the main indices of technogenic load on land resources of Cherkasy region have been used; to experimentally determine trace elements in soils – atomic absorption method; to determine calcium and magnesium – titrometric method (complexometry); to determine redox potential of soils – potentiometric method. Research results. Statistical methods of research on the quality of agricultural soils of Korsun-Shevchenkivskyi district show that intensive farming has sharply worsened the balance indices of nutrients: humus, nitrogen, phosphorus, potassium, trace elements, but it is determined that the decrease in soil fertility rates has been slower in recent years than in other districts of the region. It is proved experimentally that agricultural soils of the district are poor in copper, zinc and cobalt content; the content of calcium and magnesium in the soils of the city of Korsun-Shevchenkivskyi is very high, which indicates the stability of the soil to the change of soil solution concentration; the value of redox potential in these soils ranges within 250-310 mV, which indicates not only sufficient quantity of water-soluble nutrients and good soil moisture, but also the deterioration of aeration and restorative processes in the soil. The reasons for the deterioration of the use and protection of land resources are given, the means of preventing and stopping the further degradation of soils are identified. Scientific novelty: for the first time, statistical methods and models have been widely used to diagnose the ecological state of agricultural soils of Korsun-Shevchenkivskyi district, the content of trace elements in agricultural soils, the content of calcium, magnesium, the magnitude of redox potential in urban soils of the city of Korsun-Shevchenkivskyi have been experimentally investigated. Theoretical and practical importance: the analysis and assessment of ecological state of agricultural soils give an opportunity to identify the reasons for their unsatisfactory state and the dynamics of changes in the properties of the studied areas, to formulate proposals to the authorities to correct it, to provide ways to increase their fertility in terms of optimization of land resources of Ukraine. The structure and scope of work. The master's qualification work consists of introduction, annotation, two chapters, conclusions, a list of references (41 sources), graphic documentation for master's qualification work, applications. Full volume of the work consists of 89 pages of printed text, the main part – 44 pages. |
| URI: | http://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/948 |
| Appears in Collections: | 101 Екологія (Екологія та охорона навколишнього середовища) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Олеоленко.pdf Restricted Access | 2.29 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Будівельний факультет
Кафедра екології
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи магістра
на тему АНАЛІЗ І ОЦІНКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ С/Г ҐРУНТІВ КОРСУНЬ-
ШЕВЧЕНКІВСЬКОГО РАЙОНУ ЧЕРКАСЬКОЇ ОБЛАСТІ
Виконав: студент 2 курсу, групи МГЕК-803
спеціальності 101 «Екологія»
(шифр і назва спеціальності)
Олеоленко А.В._______________________
(прізвище та ініціали)
Керівник _Гончаренко Т.П.______________
(прізвище та ініціали)
Нормоконтроль Хоменко О.М._________
(прізвище та ініціали)
Рецензент Міняйло Ю.В._____________
(прізвище та ініціали)
Черкаси – 2019 рік
2
ЗМІСТ
Вступ 3
1 Аналітичний огляд літератури 5
1.1 Нормативно-правові документи у сфері контролю та моніторингу 5
родючості ґрунтів
1.2 Загальні якісні характеристики ґрунту 10
1.3 Загальні кількісні характеристики ґрунту 13
2 Аналіз і оцінка екологічного стану с/г ґрунтів Корсунь- 30
Шевченківського району Черкаської області
2.1 Географічне розташування та кліматичні особливості Корсунь- 30
Шевченківського району Черкаської області
2.2 Стан ґрунтів Корсунь-Шевченківського району 31
2.3 Визначення вмісту кальцію та магнію у ґрунтах м. Корсунь- 58
Шевченківський
2.4 Визначення окисно-відновного потенціалу ОВП ґрунтових 63
суспензій методом потенціометрії
2.5 Еколого-агрохімічна паспортизація полів і земельних ділянок в 67
Корсунь-Шевченківському районі
2.6 Пропозиції та рекомендації щодо заходів, пов’язаних з охороною і 72
раціональним використанням ґрунтового покриву
Висновки 75
Перелік посилань 78
Додатки 83
Додаток А. Апробація результатів роботи 84
3
ВСТУП
Грунт – це складна полуфункціональна, полідисперсна, гетерогенна,
відкрита чотирифазна структурна система в поверхневій частині кори
вивітрювання гірських порід, що володіє родючістю і є комплексною функцією
гірської породи, організмів, клімату, рельєфу та часу. Грунт є основою
сільськогосподарського виробництва та лісового господарства. На землі
вирощують зернові та лісові культури, кормові трави, сади та ягідники.
Сільськогосподарське виробництво забезпечує людину продуктами харчування, а
промисловість різноманітною сировиною. Кількість та якість продуктів
харчування залежить від обробітку ґрунту, підживлення рослин тощо. Ґрунти -
органічно-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих
організмів, води, повітря, сонячного тепла й світла.
Ці природні утворення характеризуються родючістю, забезпечують рослин
поживними речовинами (калієм, вуглецем, азотом, фосфором тощо) і всім
необхідним для їхньої життєдіяльності. Ґрунти виконують активну фільтруючу
роль в очищенні природних і стічних вод [1].
В Україні нараховують понад 38 типів ґрунтів. Вони відрізняються між
собою структурою, мінеральним складом, вмістом гумусу та поживних елементів,
фізичними й хімічними властивостями, родючістю, придатністю для
сільськогосподарського використання [2]. З усіх видів ґрунтів найродючіші
чорноземи. Родючість ґрунтів визначає такий компонент, як гумус (перегній). Це
органічна речовина, що утворилась з решток відмерлих організмів, а також у
результаті життєдіяльності організмів, які переробляють ці рештки, розкладають,
збагачують вуглекислим газом, водою, аміаком та іншими речовинами.
Ґрунт в умовах сільськогосподарського виробництва є не тільки тілом
природи, а й продуктом людської діяльності. Він перебуває у динамічній
залежності від мінливих антропогенних та техногенних факторів. Вплив
різноманітних факторів визначає перебіг ґрунтових процесів і режимів, що
4
знаходить адекватне відображення в зміні його властивостей позитивного чи
негативного характеру [3].
У рішеннях всесвітньої конференції з навколишнього середовища і розвитку
(1992 р., Ріо-де-Жанейро) визначено, що охорона і раціональне використання
ґрунтів повинні стати центральною ланкою державної політики, оскільки стан
ґрунтів визначає характер життєдіяльності людства і вирішальним чином впливає
на довкілля [2]. Отже, охорона ґрунтів повинна бути пріоритетним завданням для
нашої держави.
Мета та актуальність даної роботи – дати об’єктивну екологічну оцінку
загальних показників якості с/г ґрунтів Корсунь-Шевченківського району,
виявити причини їх незадовільного стану, сформулювати пропозиції до владних
структур для його виправлення.
Результати роботи пройшли апробацію на наступних конференціях: ХІІ
всеукраїнська науково-практична конференція молодих учених та студентів
присвячена пам’яті професора Я.І.Мовчана ( з міжнародною участю), студентська
науково-практична конференція ЧДТУ 16-18 квітня 2018, студентська науково-
практична конференції ЧДТУ 18-20 квітня 2017р.
5
1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ
1.1 Нормативно-правові документи у сфері контролю та моніторингу
родючості ґрунтів
Ґрунти, як найважливіша складова біосфери, поєднують усі інші елементи
ландшафту, тому вони забезпечують функціонування екосистем, існування флори
й фауни та життєдіяльність людства. Зважаючи на винятково велике значення
земельних ресурсів, Конституція України проголошує їх національним багатством
[4].
На значенні моніторингу ґрунтів уперше наголошено у 1972 році на першій
Міжнародній екологічній конференції у Стокгольмі. На конференції було
визначено про необхідність запровадження глобального моніторингу як системи
контролю за навколишнім середовищем, що охоплює спостереження за його
станом, визначенні можливих змін і розроблення заходів з управління довкіллям
[2]. Тоді і виникли різноманітні складові моніторингу навколишнього природного
середовища: моніторинг атмосферного повітря і опадів; моніторинг гідросфери;
моніторинг літосфери (зокрема ґрунтів); кліматичний моніторинг та інші.
Усвідомлення важливості моніторингу ґрунтів як джерела об’єктивних
характеристик для вжиття запобіжних заходів, спрямованих на охорону ґрунтів,
спричинило інтерес до цієї проблеми і публікацію концептуально-методичних
робіт з цієї тематики (Ю.А. Ізраель [5], М.Ф. Реймерс [6], І. Герасимов та М
Голубець [2].
Розвиток світового суспільства на при кінці ХХ ст. та початку ХХІ ст.
призвів до згубних екологічних явищ, зокрема до все більшої деградації ґрунтів.
Тому, потрібність якнайшвидше визначити засоби запобігання та припинення
погіршення якості земель, зменшення їх родючості, привело к появі низки
нормативно-правових документів у сфері моніторингу земель [7].
6
У статті 22 Закону України «Про охорону навколишнього природного
середовища» констатується, що з метою забезпечення збору, обробки, збереження
та аналізу інформації про стан навколишнього середовища, прогнозування його
змін та розроблення науково обґрунтованих рекомендаций для принятья
ефективних управлінських рішень в Україні створюється система державного
моніторингу навколишнього природного середовища [7].
Основними джерелами інформації про стан навколишнього природного
середовища є дані моніторингу, кадастрів природних ресурсів і реєстрів,
автоматизовані бази даних, архіви, а також довідки, що видаються
уповноваженими на те органами державної влади, органами місцевого
самоврядування, громадськими організаціями, окремими посадовими особами
(стаття 25 в редакції Закону № 254-IV від 28.11.2002) [7].
У Земельному кодексі України (1990) вперше для такого роду документів
з’явилася стаття 191, присвячена моніторингу земель, в якій констатується, що
моніторинг земель – це система спостереження за станом земель з метою
своєчасного виявлення змін, їхньої оцінки та ліквідації наслідків негативних
процесів. Моніторинг земель є складовою державної системи моніторингу
довкілля. Залежно від цілей спостережень і охоплення територій моніторинг
земель може бути національним, регіональним і локальним. Ведення моніторингу
земель здійснюється уповноваженими органами законодавчої влади з питань
земельних ресурсів, з питань екології та природних ресурсів [7].
Структура, зміст і порядок здійснення моніторингу земель встановлюється
постановою Кабінету Міністрів від 20.08.93 р. № 661, якою затверджене
Положення про моніторинг земель. Об’єктом моніторингу земель є весь
земельний фонд незалежно від форм власності на землю. Здійснення моніторингу
земель забезпечує Держкомзем за участю Мінприроди, ДСНС, МОЗ,
Мінагрополітики, Держлісгосп, Держводгосп, Держбуд, Української академії
аграрних наук (УААН) та інших заінтересованих міністерств і відомств [8,9].
7
Для впровадження моніторингу земель відомства і насамперед Міністерство
аграрної політики, Державна служба надзвичайних ситуацій, Держводгосп та інші
приклали чимало зусиль. Розгорнуті відповідні роботи на меліоративних об’єктах,
у зоні Чорнобильської аварії, на деяких ландшафтно-екологічних полігонах.
Удосконалено наукові уявлення про суть моніторингу, його програмне, технічне і
метрологічне забезпечення [2, 3, 9-14]. Однак, при цьому стандартні індикатори,
методи, організація збору, обробки і обміну інформацією не узгоджені. Тому
інформацію різних відомств важко узагальнити й поєднати [4, 13].
Незважаючи на переконливі докази необхідності моніторингу ґрунтів,
останній не став пріоритетною роботою в Україні. Очевидні прогалини має
концепція моніторингу, не розроблено принципи формування сітки спостережень,
відсутні базові картографічні матеріали, що мали би бути покладені в основу
ґрунтово-географічної інформаційної системи, не погоджено програми
спостережень. Слід зазначити, що проблема моніторингу ґрунтів ще не стала
важливим державним і міждержавним, континентальним, глобальним завданням,
яким вона повинна бути. Облік кількості ґрунтових ресурсів, їхньої якості,
картографічні матеріали в основному базуються на застарілих даних
великомасштабного обстеження більш ніж 40-річної давності [15].
В Україні не виконуються закони, постанови і регламенти щодо
найважливіших заходів, пов’язаних з охороною і раціональним використанням
ґрунтового покриву, зокрема:
– про ґрунтове обстеження (перший тур, проведений у 1957-1961 роки, треба
було повторити через 15-20 років, однак це не зроблено й досі);
– про моніторинг ґрунтового покриву (постанови прийнято у 1993, 1998 і
2007 роках, однак спостережну мережу не створено);
– низку нормативних документів (оптимальне співвідношення земельних
угідь, якісний стан ґрунтів, гранично допустиме забруднення ґрунтів,
деградація земель і ґрунтів), передбачених ЗК України, від яких залежить
8
екологобезпечне використання земель, лише частково розроблено і не
планується опрацювання в найближчій перспективі [15-17].
Для виправлення стану справ з управління ґрунтовими ресурсами України
необхідно на законодавчому рівні вирішити проблему моніторингу ґрунтів.
Державний контроль стану ґрунтів повинен здійснюватися уповноваженими
органами виконавчої влади в рамках державного екологічного моніторингу та/або
моніторингу земель відповідно до законодавства України [7].
Державний моніторинг стану ґрунтів здійснюється за кошти державного
бюджету.
Фізичні та юридичні особи, які здійснюють господарську та іншу
діяльність, що може завдати негативного впливу на ґрунти, повинні забезпечувати
здійснення виробничого моніторингу стану ґрунтів. Перелік видів господарської
та іншої діяльності, при яких проводиться виробничий моніторинг стану ґрунтів,
визначається Кабінетом Міністрів України [7].
Моніторинг ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення
передбачає проведення спостережень, збір, аналіз і опрацювання інформації щодо
якісного стану ґрунтів (розвиток ерозії ґрунтів, зміни структури ґрунтового
покриву, підкислення, засолення, осолонцювання, заболочення, зміна гумусового
стану, водного і поживного режимів), забруднення ґрунтів важкими металами,
радіонуклідами, залишками агрохімікатів та пестицидів, іншими токсичними
речовинами:
– здійснення комплексного аналізу агроекологічної ситуації на землях
сільськогосподарського призначення, оцінки та прогнозу можливих змін
стану родючості ґрунтів з урахуванням природних і антропогенних
чинників,
– еколого-меліоративного стану зрошуваних й осушуваних земель;
– розроблення і впровадження науково обґрунтованих рекомендацій щодо
прийняття рішень щодо усунення та ліквідації наслідків негативних
процесів і заходів з відтворення родючості ґрунтів;
9
– створення та ведення інформаційних банків даних про стан ґрунтів на
землях сільськогосподарського призначення та інформаційно-аналітичної
– системи для розроблення заходів з відтворення родючості та охорони
ґрунтів;
– надання на договірній основі землевласникам, землекористувачам та
суб’єктам земельно-оціночної діяльності інформації про сучасний стан
ґрунтів та їхньої родючості [15-17].
Результати моніторингу ґрунтів земель сільськогосподарського призначення
використовуються у процесі регулювання правових основ земельних відносин,
при проведенні економічної та грошової (нормативної та експертної) оцінки
земель, визначенні розмірів плати за землю, плануванні заходів з відтворення
родючості ґрунтів та підвищення урожайності сільськогосподарських культур,
коригуванні агротехнологій, проведенні агроґрунтового районування (зонування)
території, визначенні зон виробництва сільськогосподарської продукції для
виготовлення продуктів для дитячого та дієтичного харчування, розробленні
рекомендацій з раціонального та екологічно безпечного застосування пестицидів і
агрохімікатів [15-17].
Національний стандарт ДСТУ 4362:2004 «Якість ґрунту. Показники
родючості ґрунтів» установлює показники родючості ґрунтів земельних ділянок
сільськогосподарських угідь. Положення цього стандарту мають застосовувати
усі суб'єкти господарювання, щоб визначити та проконтролювати стан родючості
ґрунтів, якість земельної ділянки, придатність земель для різних способів
використання, при проведенні моніторингу та агрохімічної паспортизації земель
сільськогосподарського призначення, а також створення ґрунтово-агрохімічних
баз даних [18]. У цьому стандарті використано терміни, установлені Законами
України «Про охорону земель», «Про оцінку земель», «Про державний контроль
за використанням та охороною земель», Земельним кодексом України [7].
Родючість ґрунту – здатність ґрунту задовольняти потреби рослин в
елементах живлення, воді, повітрі та теплі в достатній кількості для їхнього
10
нормального розвитку, які в сукупності є основним показником якості ґрунту.
Моніторинг земель – система спостерігання за станом земель з метою своєчасного
виявлення змін, їхньої оцінки, відвернення та ліквідації наслідків негативних
процесів [18].
Показники родючості ґрунтів включають [18] :
а) загальні показники, а саме:
1) потужність гумусованого шару ґрунту;
2) грубизна профілю для схилових грунтів;
3) гранулометричний склад;
б) агрофізичні показники, а саме:
1) щільність ґрунту;
2) агрегатний склад;
3) найменша вологоємність;
4) запаси продуктивної вологи;
в) агрохімічні показники, а саме:
1) вміст гумусу;
2) вміст поживних речовин;
3) вміст мікроелементів;
г) фізико-хімічні властивості, а саме:
1) реакція ґрунтового розчину;
2) склад увібраних катіонів;
д) показники забруднення ґрунтів важкими металами, залишками
пестицидів і радіонуклідами;
ж) ступінь засолення ґрунтів за катіонно-аніонним складом водної витяжки
(для солонцевих, засолених і зрошуваних земель);
з) ступінь солонцюватості ґрунтів за вмістом обмінного натрію та калію
(для солонцевих і зрошуваних земель) [18].
1.2 Загальні якісні характеристики ґрунту
Виявлення розчинних форм хімічних елементів у ґрунті необхідне для
визначення типу ґрунту, для контролю за його засоленням і для визначення тих
11
компонентів, яких найбільше. У ґрунті відбуваються різні біохімічні і геохімічні
процеси. З одного боку ґрунт успадковує ті хімічні компоненти , що містяться в
ґрунтовій породі в результаті геологічного розвитку певного району, з іншого,
хімічні елементи енергійно перерозподіляються під впливом факторів
гіпергенезису, головне під впливом життєдіяльності тваринних та рослинних
організмі [1, 19].
Макроелементи з вмістом від десятків до 10-2 % ( Ca, K, Mg, Al, Fe, N, S у
формі SO -24 , P у формі PO
3-
4 , C у формі СО
2-
3 ) та мікроелементи (Mn, Cu, Zn, Co,
Mo, B, J, F) властивості всім ґрунтам, хоча їх вміст у різних типах дещо
відрізняється. Неоднакова роль у ґрунтах: силіцій з вмістом 33% для процесу
ґрунтоутворення має менше значення, ніж карбон, вміст якого лише 2 %; для
степових ґрунтів значно більший вплив сполук натрію, ніж алюмінію, хоча
останнього більше в 10 разів; вміст кальцію і калію в ґрунтах планети майже
однаковий, але в ґрунтоутворенні активну участь бере в основному кальцій [1, 20-
21].
Основним елементом для живлення рослин є нітроген, фосфор, калій, а з
мікроелементів розчинні сполуки бору, купруму, фтору, кобальту, які входять до
складу вітамінів, ферментів, гормонів і без яких нормальна фізіологічна
діяльність рослин неможлива [22].
За розчинністю хімічні сполуки у ґрунті діляться на три групи.
Легкорозчинні сполуки ( рухливі форми) переважно знаходяться у ґрунтовому
розчині. Це натрій, магній, кальцій, хлориди; натрій, кальцій і магній гідроген
карбонати; натрій карбонат, натрій і магній сульфати; нітрати, нітрити і деякі
інші. Якщо вміст у верхній частині ґрунтового профілю легкорозчинних солей
перевищує 0,2% , то це свідчить про засолення ґрунту, якщо досягає 1 %, ґрунти
відносять до солончаків. Для рослин найбільш шкідливими солями є карбонати
(Na2CO3), хлориди ( NaCl, особливо MgCl2 і CaCl2), сульфати (особливо Na2So4).
Шкідливий вплив на рослини чинить ферум (II) гідрооксид [1, 20-23].
12
Середньорозчинні сполуки (обмінні форми) погано розчиняються у воді, але
добре у розведених розчинах кислот. До них відносять кальцій і магній карбонат,
кальцій сульфат і частково ферум гідрооксид. Карбонати кальцію і магнію добре
розчиняються у хлоридній кислоті (2-10 %), досить добре розчинним є кальцій
сульфат, дані наведено в таблиці 1.1[1].
Нерозчинні сполуки – залишки мінералів, переважно силіциди, гумусово-
глинисті утворення на гумусові сполуки з великими молярними масами (
включаючи комплекси з важкими металами). Гумінові кислоти та їх солі, деякі
силікати, деякі силікати, сполуки алюмінію та титану можна розчинити у 10 %
розчині Na2CO3 або NaOH [21-26].
Таблиця 1.1 – Розчинність деяких поширених у ґрунті солей
Солі Концентрація, г/дм3
Легкорозчинні солі
NaCl 264,0
MgCl2 353,0
CaCl2 427,0
Na2SO4 161,0
MgSO4 262,0
Na2SO4 178,0
Середньорозчинні солі
CaSO4 2,0
0,60-0,69 ( залежно від вмісту СО2, в
CaCO3
атмосфері)
Якісне виявлення карбонатів. У випадку аналізу ґрунтів на рухливі та
обмінні форми сполук перед початком аналізу одержують витяжки: розчини
сильних кислот для не карбонатних ґрунтів та буферні нейтральні та слабо кислі
витяжки для карбонатних ґрунтів. Тому обов’язково встановити, чи даний ґрунт є
карбонатним [1, 23-26].
13
Із зразка відбирають невелику порцію ґрунту, переносять у порцеляновий
тигель і піпеткою додають кілька крапель 10 % HCl. За наявності карбонатів
відбувається взаємодія [23]:
CaCO3+ 2HCl →CaCl2+CO2↑+H2O (1.1)
Карбон діоксид виділяється у вигляді бульбашок – ґрунт неначе «закипає».
За інтенсивністю виділення CO2 і кількістю використаної хлоридної кислоти
роблять висновок про орієнтовний вміст карбонатів [23].
Якісний аналіз водної витяжки на засоленість ґрунту. Зважують 25 г грунту
і переносять у конічну колбу місткістю 200 мл, наливають 50 мл свіжоперегнаної
дистильованої води, яка б не містила СО2. Вміст колби ретельно збовтують
протягом декількох хвилин. Розчин відстоюють 5-10 хв., потім фільтрують через
паперовий фільтр у скляну колбу. На фільтр зливають добре скаламучену суміш,
бо при цьому пори фільтра швидко забиваються і затримують колоїдні частинки.
Фільтрування проходить повільно, тому лійку зверху можна накрити
годинниковим склом. Фільтрат фільтрують декілька разів, поки стане зовсім
прозорим [1,19, 23].
Виявлення хлоридів проводять дією 0,1 М розчину арґентуму нітрату.
Відбувається взаємодія [1]:
NaCl+ AgNO3→AgCl↓+NaNO3 (1.2)
Реакція дуже чутлива. Випадання білого сироподібного осаду свідчить про
наявність хлоридів у кількості десятих часток відсотка і більше. Якщо вміст
хлоридів становить соті частки відсотка, то осад не випадає, але розчин помітно
опалесціює. Слабка опалесценція – у ґрунті незначна кількість хлоридів (тисячні
частки відсотка) [1, 19, 23].
14
Виявлення сульфатів. До розчинів в пробірці додають 2-3 краплі 20%
розчину барій хлориду в присутності декількох крапель розчину хлоридної
кислоти і нагрівають до кипіння. Відбувається реакція [23]:
NaCl+AgNO3→2NaCl+BaSO4↓ (1.3)
Утворення білого осаду свідчить про вміст сульфатів у кількості декількох
десятків часток відсотка і більше. Сильна біла каламуть свідчить про кілька сотих
часток відсотка сульфатів у рунті. Слабка каламуть, помітна лише на чорному
фоні, вказує на тисячні частки відсотка сульфатів [1, 23].
Виявлення нітратів проводять дією декількох крапель дифеніламіну у
сульфатній кислоті – розчин забарвлюється в синій колір[23].
Виявлення кальцію проводять 4% розчином амонію оксалату в присутності
1-2-х крапель 10 % розчину HCl [23-26] :
CaCl2+(NH4)2C2O4→CaC2O4↓+2NH4Cl (1.3)
Випадання білого осаду свідчить про вміст кальцію від десятих до декількох
одиниць відсотка; легке помутніння розчину – про соті і тисячні частки відсотка.
Якісний аналіз хлоридно-кислої витяжки. Залишок на фільтраті після виділення
водної витяжки переносять у колбу, наливають 50 мл 10 % хлоридної кислоти.
Вміст колби декілька разів взбовтують протягом 1-2хв., потім відстоюють 5 хв. і
фільтрують [1].
Виявлення феруму. Відбирають у пробірки 2-3 краплі розчину і виконують
якісне виявлення сполук Fe(II) та Fe(III) [24-26].
Виявлення Fe(II) до розчину додають декілька крапель розчину K3[Fe
(CN)6]. За наявності феруму(II) з’являється синій осад:
Fe2++K++[Fe(CN) ]3-6 →KFe[Fe(CN)6]↓ (1.4)
15
Для виявлення Fe(III) додають розчин KFe[Fe(CN)6]. За наявності феруму
(III) з’являється темно синій осад [23-26]:
Fe3++K++[Fe(CN) ]4-6 →KFe[Fe(CN)6]↓ (1.5)
Крім того наявність сполук феруму (III) перевіряють більш чутливою
реакцією з розчином NH4SCN, у результаті якої з’являється криваво-червоного
кольору комплекс:
Fe3++nSCN-→[Fe(SCN) ]3-nn . (1.6)
Гіпсоносність, або виявлення SO 2-4 Ca
2+, проводять з 3-5 краплями
кислотної витяжки, аналогічно як описано вище для водяної [1, 23-26].
1.3 Загальні кількісні характеристики ґрунту
Вологість визначають у повітряно-сухому грунті – це вміст гігроскопічної
води. Метод базується на випаровуванні гігроскопічної вологи під час нагрівання
наважки ґрунту до температури 105 0С. Висушування при вищій температурі
може спричинити звуглювання органічних речовин і втрату маси не лише завдяки
випаровуванню вологи [1, 19, 23-26].
Бюкси попередньо висушують при 105 0С до постійної маси. Беруть
наважку проби грунту (5,0 г), поміщають у бюкс і разом з ним висушують при
100-105 0С протягом 5 год., охолоджують в ексикаторі, зважують. Повторюють
процедуру до отримання постійної маси. Якщо останній результат більший від
попереднього, це свідчить про окиснення органічних речовин і такий результат
для обчислення не беруть. Визначають вологість ґрунту, як втрату маси при
нагріванні до 105 0С [1, 19] :
16
P(H2O) = (%), (1.7)
де m(H2O) – маса втраченої вологи, г;
m(сухого) – масса висушеного грунту, г.
Вираховують вміст абсолютно сухого грунту :
Р (ґрунту) = (%), (1.8)
де g – наважка повітряно-сухого грунту, г.
Для перерахунку даних аналізу повітряно-сухого ґрунту на абсолютно
сухий визначають коефіцієнт вологості ґрунту К як співвідношення вмісту
вологого ( повітряно-сухого) ґрунту до абсолютно сухого, на який перемножують
всі результати аналізу, що їх виконують з цією пробою [1, 19-23]:
К = . (1.9)
Визначення вмісту водорозчинних речовин полягає у встановленні витрат
при висушуванні та прожарюванні порції водяної наважки з ґрунту [1, 19, 23-26].
Якщо порцію водяної наважки випарити у попередньо доведеної до сталої
маси тиглі та висушити при 105 0С і тигель залишком довести до сталої маси, то
маса залишку відповідає загальній масі рухомих форм неорганічних і стійких
органічних речовин. Висушування триває н менше 3 год. Для засолених ґрунтів
беруть 25-50 мл водної витяжки, а для незасолених – 100 мл [1,19,23].
Прожарюванням висушеного залишку при 450 0С (найвище до 600 0С)
визначають вміст водорозчинних неорганічних (за масою залишку) та органічних
речовин (за втратою маси). Прожарювання проводять теж декілька разів до
17
досягнення сталої маси з залишком. Для роботи використовують порцелянові
тиглі або чашки, можна використовувати платинові тиглі [1,19,23].
Визначення обмінної здатності ґрунту. Визначення здатності ґрунта до
засолення – це здатність поглинати іони Na+. Спочатку отримують водну витяжку
ґрунту і визначають і визначають у ній вміст рухомої форими Na+, як описано
далі. Наважку ґрунту (g) заливають 0,5 М розчином NaCl. При цьому іони
мікроелементів з ґрунтового поглинального комплексу (ГПК) обмінюються на
іони натрію [1, 19, 23]:
[ГПК](Ме2+)+2Na+↔[ГПК](2Na+)+Me2+ (1.10)
Обробку ґрунту розчином NaCl шляхом декантації проводять до повного
витіснення солей кальцію, використовуючи до 1 л солі натрію. Насичений солями
натрію ґрунт переносять на фільтр і промивають дистильованою водою[11, 19,
23].
Ґрунт після фільтрування, насичений солями натрію, висушують,
переносять разом з фільтром в іншу колбу та розмочують у точно відомому об’ємі
(200,0 мл) насиченого титрованого розчину CaSO4, перемішують, залишають на 1-
2 доби. Відбувається витіснення іонами кальцію іонів натрію з ґрунту[1, 19, 23]:
[ГПК](2Na+) + CaSO4 ↔ [ГПК](Ca
2+) + 2Na+ + SO 2-4 . (1.11)
Одержану рідину відфільтровують, ґрунт промивають водою. У фільтрі
визначають залишок CaSO4, відтитрувавши його стандартним розчином ЕДТА.
З такої самої наважки ґрунту у водній витяжці попередньо визначають вміст іонів
Na+(N`Na+). За даними титрування і визначеного попередньо вмісту натрію у
ґрунті вираховують вміст обмінного натрію (солонцюватість ґрунту) [1, 19, 23] :
18
(V 2+ −VЕДТА)СЕ ,ЕДТА К 1000 N = Ca −N` + ,(моль/кг) (1.12) Na
g Na
Ступінь засоленості ґрунту вираховують як співвідношення вмісту
обмінного натрію до ємності поглинання ґрунту. Якщо ця величина не перевищує
5 %, то вважається, що ґрунт не є засоленим, якщо 5-10 % – ґрунт слабко
засолений, якщо 10-20 % – солонцюватий, а для понад 20 % – є солонцем [23].
Визначення ємності поглинання ґрунту – загальної кількості поглинутих
ґрунтом катіонів. За академіком К.К. Гедройцем обмінна здатність ґрунту полягає
у здатності обмінювати катіон з ґрунтового поглинального комплексу на катіон
нейтральних розчинів солей або на іони гідроксонію кислот. Є декілька основних
закономірностей іонного обміну [1, 19]: будь-який поглинутий ґрунтом катіон
може бути витіснений іншим катіоном. Обмін катіонів відбувається швидко і в
еквівалентних кількостях.
При підвищені концентрації розчину солі катіона-витискувача кількість
витиснених з ґрунту катіонів зростає, але не пропорційно до зростання
концентрації розчину. За здатністю до поглинання ґрунтом катіони утворюють
ряд [20-21] :
Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>NH +4 >Na
+ (1.13)
Ґрунти з більшою ємністю міцніше зв’язують токсичні речовини.
Визначення ємності поглинання полягає в заміщенні всіх катіонів у
ґрунтовому поглинальному комплексі (ГПК), здатних до обміну, на один, не
притаманний ґрунту – Ва2+, після чого визначають кількість цього катіону. На
здатність до обміну впливає величина рН ґрунтової речовини, тому визначення
проводять у нейтральному середовищі. Беруть точну наважку ґрунту та
підготовляють його до аналізу [1, 19, 23].
19
Якщо ґрунт карбонатний, то руйнують карбонати дією 0,3М НСl. Гіпс
видаляють промиванням ґрунту 0,2 М розчином HCl до від’ємної реакції на SO 2- 4
Легкорозчинні солі вимивають з ґрунту дистильованою водою до від`ємної
реакції на іони Cl- і SO 2- 4 [1, 19].
Підготовлену пробу ґрунту заливають 0,0500 М титрованим розчином BaCl2
при рН = 6,5 і одержують витяжку, в якому переходить всі обмінні катіони разом
з іонами гідроксонію та алюмінію[1] :
[ГПК](Men+,H+)+Ba2++↔[ГПК](Ba2+)+Men++H+. (1.14)
Визначають вміст заміщеного Ba2+. Для цього витісняють поглинуті іони
барію, промиваючи ґрунт на фільтрі нагрітим до 40°С 0,5 М розчином HCl до
від’ємної реакції на Ba2+ [1]:
[ГПК](Ba2+)+2Н+↔[ГПК]( 2Н+)+ Ba2+. (1.15)
Одержаний фільтрат нагрівають до кипіння,доливають до нього 5 мл
гарячого 1 М розчину H2SO4 і осаджують барій сульфат [1]:
BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl. (1,16)
Осад відстоюють 2-3год та фільтрують. Фільтр з осади висушують. Осад
разом з фільтром поміщають у попередньо доведений до сталої маси
порцеляновий тигель і на відкритому полум’ї спалюють фільтр, потім осаду
тигелі прожарюють 800 °С до сталої маси. За масою осаду обчислюють ємність
поглинання ґрунту (Х) [1, 19]:
m(BaSO )
Х = 4 K 105 (ммоль /1000г), (1.17)
M (BaSO4 ) g
20
де m (BaSO4) – маса осаду, г;
g – наважка повітряно-сухого ґрунту, г;
К – коефіцієнт вологості ґрунту.
Визначення суми поглинутих основ. Найсильніше грунти поглинають іони
лужноземельних та важких металів, гірше – іони лужних металів. Поглинуті
метали визначають витісненням їх з ґрунту, причому різними реагентами для
різних типів ґрунтів. Карбонатні та вапновані ґрунти заливають відомим об’ємом
титрованого розчину (0,0050 М) HCl [1, 19] :
[ГПК](CaCO3, MgCO3)+4Н
+↔[ГПК](2Н+)+Ca2++Mg2++2HCO3 (1.18)
В розчині визначають вміст солей кальцію та магнію або їхні сумарний
вміст за оберненим титруванням надлишку розчину хлоридної кислоти [1, 19, 23-
26].
Некарбонатні ґрунти заливають титрованим (0,0500 М) BaCl2:
[ГПК]( Ca2++Mg2+)+Ba2+↔[ГПК](2Ba2+)+ Ca2++Mg2+. (1.19)
Залишок BaCl2 відтитровують розчином ЕДТА. Різниця початкового та
залишкового BaCl2 відповідає кількості поглинутих основ [1, 23].
Кислі ґрунти заливають титрованим розчином (0,0500 М) HCl.
[ГПК]( Ca2+,Mg2+Al3+,H+)+7H+↔[ГПК](8H+,Al3+)+Ca2++Mg2+. (1.20)
Залишок кислоти у розчині відтитровують стандартизованим розчином лугу
і обчислюють суму поглинутих основ [1, 19, 23-26]:
21
(C V −C V PK ) 100
S = HCl HCl NaOH NaOH (ммоль /100г) (1.21)
g
де g – наважка повітряно-сухого ґрунту, г.
Після визначення суми поглинутих основ обчислюють ступінь насичення
ґрунтів основами [1] :
S
V = (1.22)
S + H гідр.
Використовують інші методи визначення суми поглинутих основ. Зокрема,
іони натрію калію, кальцію та магнію обмінюють розчином NH4Cl або
CH3COONH4. В одержаній витяжці визначають окремо вміст Ca
2+, Mg2+, Na+, K+,а
їхня сумарна кількість відповідає сумі поглинутих основ[18]. .
Визначення вмісту сполук фосфору. Загальний вміст фосфору визначають
після кислотного руйнування органічних речовин ґрунту та розчинення
важкорозчинних неорганічних речовин дією суміші кислот [1, 19] :
H2SO4 + HClO4 + HNO3 + HClO4. (1.23)
Для цього невелику наважку ґрунту (0,5 г) обзолюють при повільному
кипінні в колбі К’єльдаля, поки не одержать прозорий безбарвний розчин. Після
охолодження та розбавлення з розчину осаджують Fe3+ дією K4[Fe(CN)6],
надлишок останнього зв’язують дією MgSO4 [1, 19].
Рухливі форми фосфору визначають з різних ґрунтових витяжок для різних
типів ґрунтів [1, 19]:
– 0,2 М HCl (1:5), яка руйнує AlPO4 застосовують для кислих ґрунтів;
– 0,5 М CH3COOH (1:25) або 1% (NH4)2CO3 (1:20), які руйнують
Ca3(PO4)2– для не карбонатних чорноземних та для сірих лісових
ґрунтів;
22
– Лактат-ацетат-амонійна витяжка з рН 3,7 (1:20) – для не карбонатних
ґрунтів;
– 0,05 М H2SO4 (1:25) – для червоноземів, жовтоземів субтропіків.
Використовують також інші витяжки, кожна з яких розчиняє окремий
фосфат. Так можна розділити сполуки фосфору на 200 фракцій.
Визначення вмісту рухомих форм алюмінію. Сполуки алюмінію в кислих
ґрунтах з рН<5 здатні легко переходити в розчинний стан і є токсичними для
рослин та багатьох мікроорганізмів [1, 19, 23].
Рухливі форми алюмінію одержують у витяжці 1М KCl (1:2,5), при цьому в
розчин переходить також кислота. Визначення проводять протолітометричним
титруванням виділеної кислоти розчином лугу в двох аліквотах витяжки, причому
в одній відразу титрують кислоту, а до другої додають NaF для зв’язування
алюмінію у комплекс Na3[AlF6], а тоді титрують. Різниця результатів двох
титрувань відповідає вмісту алюмінію [1, 19, 23].
Визначення вмісту органічних речовин. Карбон у ґрунті є в складі
органічних речовин та у формі карбонатів металів. Гумус у ґрунті зв’язує
речовини, при чому чим більший склад гумусу, тим більша ємність поглинання
ґрунту. Тому вміст гумусу в грунті є його важливою характеристикою.
Оскільки карбонати лужноземельних металів термічно стійкі
(розкладаються близько 1000 0С), то карбон органічних речовин, можна
визначити, прожарюючи пробу ґрунту при 450-600 0С [1, 19]
Часто застосовують мокре (кислотне) обзолення ґрунту. Для цього органічні
речовини у ґрунті (проба масою 0,1-0,5 г) окиснюють дихроматом у присутності
концентрованої сульфатної кислоти при кип’ятінні зі зворотнім холодильником
протягом 5 хв. За іншим способом 1 г ґрунту кип’ятять з 10,00 мл 0,400 М
титрованого розчину K2Cr2O7 i H2SO4 (1:1) протягом 5 хв при 140-180
0С.
Відбувається окиснення більшості органічних речовин за схемою [1, 19] :
3CxHyOz+2K2Cr2O7+8H2SO4 = 4Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O (1.24)
23
Після охолодження суміші залишок дихромату відтитровують стандартним
розчином солі феруму (II) [1, 19] :
6Fe2++Cr O 2-+14H+ = 6Fe3++2Cr3+2 7 +7H2O (1.25)
Кількість органічних речовин, які в цих умовах окиснюються, еквівалентна
до кількості дихромату, що провзаємодіяв. Обчислюють вміст карбону органічних
речовин [1, 19]:
C (Cr O 2− 2− 2+ 2+ E 2 7 )*V (Cr2O7 )−CE (Fe )*V (Fe ) *CE (C)* K
(C) = (%) (1.26)
10g
де CE – молярна концентрація еквівалентна розчину, моль/л;
V – обєм розчину, мл; g – наважка повітряно-сухого ґрунту, г;
K – коефіцієнт вологості ґрунту.
Визначенню заважають іони Cl- . Аналіз виконується швидко, хоча є менш
точним, бо окиснюється 85-90 % органічних речовин. Таким методом не можна
визначити вміст гумусу в засолених ґрунтах та ґрунтах, які містять багато Fe (II) і
Mn [1, 19].
Різновидом є руйнування гумусу дихроматом при температурі 150 0С
протягом 20 хв. Інший варіант – окиснення проби ґрунту дихроматом у
сульфатнокислому середовищі при кімнатній температурі під час взаємодії без
нагрівання протягом 24 год [1, 19].
Визначення вмісту гумусових речовин. Після того, як визначено загальний
вміст органічних речовин, можна визначити вміст окремих фракцій гумусу [18].
З проби ґрунту одержують витяжку 0,1 М розчином NaOH , в результаті чого в
лужний розчин переходять вільні гумусові кислоти (гумінові та фульвокислоти )
та зв’язані з макроелементами. В одержаному розчині окисненням дихроматом
визначають вміст цієї групи гумусових кислот [19].
24
До такої самої витяжки додають розбавлену (0,5 М) сульфатну кислоту і
нагрівають до 70-80 0С, після чого фільтрують. Залишок на фільтрі розчиняють
0,1 М NaOH і окисненням дихромату визначають вміст фульвокислот. За
різницею вираховують вміст добре розчинених кислот [1, 19].
У випадку торф’яних ґрунтів іноді визначають вміст бітумів та воскосмол
екстракцією їх з проби ґрунту сумішшю спирту та бензолу. Органічний розчинник
випаровують з екстракту, залишок висушують і визначають вміст бітумів
гравіметрично. Є описані методи методики послідовного розподілення гумусових
речовин на окремі фракції. Такий аналіз виконують під час агрохімічних та
геохімічних досліджень ґрунту [1, 19].
Визначення кислотності ґрунту. Активна кислотність зумовлена вмістом
вільних іонів H +3O у ґрунтовому розчині і діє безпосередньо на кореневу систему
рослин та ґрунтові мікроорганізми. Активну кислотність визначають з метою
впливу на ґрунт добрив, підбору культур та сівозміни. Одержують водну витяжку
з ґрунту при співвідношенні маси ґрунту (г) до об’єму води (мл) як 1:2,5. В
одержаному фільтрі рН-метром вимірюють значення рН [1, 18, 23].
Потенційна кислотність зумовлена наявністю іонів H O+3 та Al
3+ у ГПК,
здатні обмінюватись на інші іони. Потенційна кислотність поділяється на обмінну
та гідролітичну [1, 19, 23].
Обмінну кислотність визначають у процесі взаємодії ґрунтового
поглинального комплексу з нейтральними солями – розчином 1M KCl .У цьому
випадку з ГПК можуть витіснитися легко зв’язані іони гідрогену, а також іони
алюмінію, які у водному розчині підкислюють середовище внаслідок гідролізу:
Вміст кислоти визначають титрометрично. Для цього одержану ґрунтову витяжку
титрують стандартизованим 0,0200 М розчином лугу з індикатором метиловим
червоним. Обчислюють обмінну кислотність[1, 19, 23] :
C(OH − )V (OH − )* p*K *100
Hобм. = (ммоль /100г) ; (1.27)
g
25
V (заг.)
p = , (1.28)
V (алікв.)
де g – наважка повітряно-сухого ґрунту, г;
K – коефіцієнт вологості.
Обмінну кислотність, обумовлену як кислотами, так і солями алюмінію,
можна визначити і потенціометричне у витяжці 1 M KCl [1, 19].
Гідролітична кислотність зумовлена іонами гідроксонію, які міцніше
зв’язані в ГПК і можуть витіснятися лише дією розчину з лужною реакцією
середовища (0,1 M CH3COONa, NaOH) [1, 19, 23]:
[ГПК](H+)+CH3COONa↔[ГПК](Na
+)+CH3COOH, (1.29)
[ГПК](Al3+)+3CH +3COONa+3H2O↔[ГПК](3Na )+3CH3COOH+Al(OH)3. (1.30)
Виділену кислоту у фільтрі відтитровують стандартним 0,0200 М розчином
лугу за наявності фенолфталеїну. Обчислюють гідролітичну кислотність [11, 19].
:
C(OH − )V (OH − )* p*K *100
HГІДР. = (ммоль /100г). (1.31)
g
За гідролітичною кислотністю обчислюють кількість кальцій карбонату,
необхідну для вапнування кислого ґрунту. Так, для нейтралізації 1 ммоль H3O на
100 г ґрунту треба внести 50 мг CaCO3 . Маса одного шару ґрунту товщиною до
20 см на 1 га становить 3000 т. Тоді маса CaCO3, потрібного для нейтралізації
кислотності, становить 50 Нгідр. мг/100 г. Звідси [1, 19, 23]:
50*10−3 *30*10−6 * H
ГІДР.m(CaCO3) = = Н
3 2
ГІДР. *15*10 = H ГІДР. *15(кг /100м ) (1.32)
100
26
Отже, на нейтралізацію 100 м2 ґрунту з обчисленою гідролітичною
кислотністю Нгідр. витрачається маса CaCO3: [1, 19].
m (CaCO3) = 15HГІДР.(кг). (1.33)
Визначення карбону органічних речовин. Карбон у воді входить до складу
розчинних гідрокарбонатів кальцію та магнію, які зумовлюють карбонатну
твердість води, у складі водорозчинних органічних речовин та комплексів важких
металів з гуміновими кислотами (переважно фульвокислотами) [19].
У ґрунті карбон є у складі важкорозчинних карбонатів, у ґрунтовому
розчині у вигляді гідрогенкарбонатів, подібно як і в воді, у складі органічних
сполук, у складі специфічних гумусових речовин. Для того, щоб визначити вміст
карбону органічних сполук, необхідно виключити карбон карбонатів [1, 19]/
Вміст карбону зручно визначати за кількістю виділеного CO2. Описані різні
методики визначення карбону органічних речовин. Визначають загальний вміст
CO2, утвореного окисненням органічних речовин і розпадом карбонатів, та
кількість CO2, утвореного лише під час розпаду карбонатів[18]. .
Одну пробу ґрунту прожарюють при 1000 0С у присутності каталізатора
СоО. При цьому органічні сполуки окиснюються до CO2, Н2О,N2, а карбонати
розкладаються до CO2. Вміст виділеного CO2 визначають за характеристичним
коливанням молекули методом інфрачервоної спектроскопії [1, 19].
За різницю загальної кількості виділеного CO2, та виділеного внаслідок
розкладу карбонатів вираховують кількість CO2, утвореного окисненням
органічних речовин, а за кількістю CO2 обчислюють кількість карбону, що
припадає на органічні речовини [1, 19].
Визначення вмісту сполук нітрогену. Загальний вміст нітрогену в грунті.
Загальний вміст нітрогену в грунті залежить від вмісту гумусу і коливається в
межах 0,01-0,03 % (піщані підзолисті), 0,4-0,6 % (чорноземи), 3-4 % торф’яні
ґрунти). У грунті є три групи сполук нітрогену, в різній мірі доступні рослинам:
27
водорозчинні мінеральні сполуки ( NO -, NO -, NH +2 3 4 ,NH3) з вмістом декілька
мг/кг сухого ґрунту. Їх витісняє вода або розчини нейтральних солей. Це
легкозасвоювані рослинами форми; легкогідролізовані органічні сполуки
нітрогену (десятки мг/кг ґрунту). Їх переводять у розчинний стан дією 0,25 М
H2SO4. Ці форми сполук нітрогену рослини можуть засвоювати;
важкогідролізовані органічні сполуки нітрогену (основна частина нітрогену в
грунті). Їх можна перевести в розчинний стан дією концентрованої мінеральної
кислоти [1, 19-23]
У гумусовому шарі ґрунту переважає нітроген у складі органічних сполук, а
на мінеральні форми (NH +4 , NO
-
2 , NO
-
3 ) припадає 1-3 %. У нижніх шарах ґрунту
міститься фіксований NH +4 , на який припадає 30-60 % всього нітрогену [1, 19, 22].
Визначають вміст нітрогену за методом К’єльдаля. Пробу ґрунту
обзолюють кип’ятінням з концентрованою H2SO4 у присутності Se як
каталізатора. При цьому визначають і органічний, і амонійний нітроген.
Відбувається такі реакції за участю селену як каталізатора [1, 19]:
Se+2H2SO4=H2SeO3+2SO2+H2O (1.34)
Одержана селенітна кислота руйнує органічні речовини:
H SeOC H 2 3 ,tX YOZ NH2 +H2SO4 ⎯⎯⎯⎯→CO2 +H2O+NH2SO2OH , (1.35) −Se
а далі утворюються солі амонію:
NH2SO2OH+H2SO4→NH4HS4HS2O7, (1.36)
NH4HS2O7+H2O→NH4HSO4+H2SO4. (1.37)
Одержаний після окиснення розчин охолоджують, переносять у колби для
відгонки. Дистиляційні колби через холодильник сполучають з колбами для
28
вловлювання аміаку, додають у дистиляційні колби розчин лугу і нагрівають
суміш до повного видалення NH3 [1, 19].
NH4SO2+2NaOH→Na2SO4+NH3↑+2H2O. (1.38)
На кожні 10 мл кислоти для озолення припадає 40 мл 33 % розчину лугу.
Процес відгонки припиняють, коли у колбі залишається третина від початкового
об’єму розчину. Аміаку вловлюють розчином кислоти. Якщо для вловлювання
використовують стандартизований розчин H2SO4, то надлишок кислоти
відтитровують стандартизованим розчином лугу, а якщо вловлюють аміак
розчином H3BO3, то утвворений (NH4)3BO3 титрують стандартизованим розчином
H2SO4. Можна також визначити амоній фотометричне з реактивом Неслера [19].
Для визначення вмісту всіх форм нітрогену в різних ступенях окиснення (-
3,+3 до +5) озолення ведуть фенолсульфатної кислотої [1, 19]:
o-OH-C6H4-SO2OH+HONO2=o-OH-C6H4-NO2+H2SO4, (1.39)
а утворений нітрофенол відновлюють до амінофенолу цинком [1, 19]:
o-OH-C6H4-NO2+Zn+4H
+=o-OH-C6H4-NH2+2H2O. (1.40)
Далі визначення проводять аналогічно, як описано вище.
Визначення легкогідролізованого нітрогену органічних сполук у грунті.
Одержують ґрунтову витяжку дією 0,5 М H2SO4. При необхідності у витяжці
руйнують органічні сполуки дією H2O2. У витяжку потрапляють як неорганічні
сполуки нітрогену, так водорозчинні та гідролізовані форми органічних сполук.
Визначення виконують фотометрично, вимірюючи оптичну густину комплексної
сполуки червоно-бурого кольору, яка утворилася внаслідок дії реактиву Неслера
на аміак [1, 19]:
29
NH3+OH
-+2[HgJ ]2-→[J Hg NH ]J↓+5J-4 2 2 2 +H2O. (1.41)
Для усунення впливу катіонів металів, які заважають, перед додаванням
реактиву Неслера в розчин вводять сегнетову сіль KNaC4H4O6*4H2O [1, 19].
Так визначають лише амоній та алюміній, утворений з легкогідролізованих
органічних речовин. Потім у такій же ґрунтовій витяжці при повільному
кип’ятінні відновлюють усі форми сполук нітрогену порошком цинку до амонію.
Після охолодження додають концентровану H2SO4 і випаровують розчин доти,
поки почне виділятися пара SO2 і залишок побуріє. Залишок розчиняють в 1 М
KCl. В одержаному розчині аналогічно визначають вміст NH +4 [1, 19].
Визначення амонію у грунті. Амоній, який є в ґрунті у вигляді
водорозчинних солей та в обмінній формі, переводять у розчин сольової витяжкої:
1 М KCl, 0,05 М NaCl або K2SO4. Для зв’язування іонів Ca
2+ та Mg2+ до розчину
додають сегнетову сіль. Визначення проводять фотометрично з реактивом
Неслера або у формі індофенольної сполуки [1б 19].
Визначення нітрату. Нітрат-іон у ґрунті є в рухомій формі. У розчин його
переводять водою або витяжкою 0,05 М K2SO4 [1б 19].
У одній частині витяжки визначають вміст NH
+
4 фотометрично з реактивом
Неслера, а в іншій порошком Zn відновлюють NO - до NH + 3 4 і також визначають
вміст амонію. За різницею вираховують вміст NO -3 . З ґрунтової витяжки у 0,05 М
K2SO4 можна визначити нітрат-іон потенціометричне з іоноселективним
електродом [1, 19].
30
2 АНАЛІЗ І ОЦІНКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ С/Г ҐРУНТІВ КОРСУНЬ-
ШЕВЧЕНКІВСЬКОГО РАЙОНУ ЧЕРКАСЬКОЇ ОБЛАСТІ
2.1 Географічне розташування та кліматичні особливості Корсунь-
Шевченківського району Черкаської області
Корсунь-Шевченківський район територіально знаходиться в межах
Придніпровської височини, що являє собою малогорбисте плато, пересічене
річковою і густою болотно-яристою мережею, гущина якої досягає 0,6-0,8 км2 на
1 км2, а глибина до 20-40 м. Рельєфність поверхні пов'язана з льодовиковим
періодом і наступними ерозійними процесами. На території цього району
протікає р. Рось, переважно з крутими кам'янистими берегами, та її численні
притоки, серед яких найбільшими є Хоробра, Нехворощ, Порізовиця, Листвинка,
Саковиця, Калинка [ 27-29].
Клімат помірно-континентальний. Середньорічна температура повітря
становить плюс 7,7°, найхолоднішого місяця /січень/ – від мінус 4,8°С до мінус
5,2 °С, найтеплішого липень – від плюс 23 °С до плюс 30,4 °С. Максимальна
температура повітря, що зафіксована на території складає плюс 38 оС, а
мінімальна – мінус 35 оС. Останні весняні морози припадають на третю декаду
березня, а перші осінні заморозки спостерігаються в першій декаді жовтня. Без
морозний період продовжується близько 160 днів. Постійний сніжний покрив
створюється у другій половині грудня, а в окремі зими – у третій декаді
листопада. У малосніжні зими за низьких температур ґрунт промерзає на глибину
від 30 до 100 см [27-29].
Середньорічна кількість опадів у середньому 460-565 мм, з них 300-350 мм
випадає під час вегетаційного періоду, що продовжується 160-180 днів. Основний
напрямок вітрів протягом року – західний і північно-західний. Влітку інколи
спостерігаються суховії [27-29].
.
31
Корсунь-Шевченківський район знаходиться в центральній частині
Українського кристалічного щита /Корсунсько-Новомиргородський плутон/, у
геологічній будові якого брали участь кристалічні породи докембрія, що
четвертинними відкладами представлені лесом товщиною 12-14 м. У товщину
лесових відкладів вклинюється морена дніпровського віку, перекрита зверху й
підстелена знизу флювіогляціальними пісками. На невеликих схилах товщина
лесових відкладів збільшується до 15-20 м, на крутих схилах зменшується до
кількох метрів або зовсім відсутня, тоді на поверхню виходять корінні породи
[27-29].
Виходи гранітів на поверхню зустрічаються у долинах р. Рось та її приток.
На східній околиці м. Корсуня-Шевченківського, на лівому березі р. Рось, у
відпрацьованому кар'єрі «Тартак» оголюються граніти рапаківі зеленувато-сірого
кольору із світло-сірими крупними порфіроподібними виділеннями. Ґрунтовий
покрив, в основному, чорнозем [27-29].
Корисні копалини: на території району є сірий та рожевий граніти близько
(7824 тис. м2), пісок для силікатних виробів (близько 100 тис. м2), поклади торфу
(запаси близько 1476 тис. м2). У кар'єрі «Сівач» раз на 3-4 роки відкривається
пегматитова жила, в якій зустрічаються мінерали: димчастий кварц раухтопаз,
моріон, крижаний кварц, топаз, флюорит [27-29].
2.2 Екологічна оцінка якості ґрунтів Корсунь-Шевченківського району за
вмістом головних елементів ґрунту
Сучасний стан використання с/г ґрунтів Корсунь-Шевченківського району
області, як і більшості районів Черкаської області, не відповідає вимогам
раціонального природокористування. За літературними джерелами [31] земельний
фонд Корсунь-Шевченківського району становить 63382 га, із котрих 62061 га
займають сільськогосподарські угіддя (98 %), що свідчить про порушення
екологічно доцільного співвідношення між природними стабілізуючими угіддями
32
(ліси, луки, пасовища) і ріллею. В структурі сільськогосподарських угідь рілля
складає 75 %, перелоги – 7 %, багаторічні насадження – 2 %, сіножаті – 8 %,
пасовища – 8 %. Структура с/г угідь Корсунь-Шевченківського району у 2019
році надана в таблиці 2.1 та рисунку 2.1.
Таблиця 2.1 – Структура с/г угідь Корсунь-Шевченківського у 2019 році
Основні види угідь, всього Площа, га Площа, %
С/г угіддя, всього 62061 100
В тому числі Рілля 46656 75
Перелоги 3894 7
багаторічні насадження 1409 2
Сіножаті 5019 8
Пасовища 5083 8
Рисунок 2.1 – Основні види с/г угідь Корсунь-Шевченківського за 2019 рік, %
Аналізуючи рисунок 2.1 можна зробити висновок, що серед
сільськогосподарських угідь провідне місце належить ріллі 75 %. Найменші
площі району зайняті багаторічними насадженнями – 2 %.
33
У сформованому ґрунтовому покриві району переважають чорноземи. В
рільних землях їх 28, 975 тис. га, що складає 62 % ріллі. Це найбільш родючі
ґрунти. Характерною особливістю ґрунтового покриву району є наявність в орних
землях більше 24,3 тис. га еродованих ґрунтів, що складає майже 52 %.
Інтенсивна експлуатація земель без хімічної меліорації ґрунтів,
застосування добрив та засобів захисту рослин призводить до деградації ґрунтів
та втрати їх родючості. Мінеральні добрива та інші агрохімікати повинні
забезпечувати високу продуктивність земель та їх охорону [3].
В Корсунь-Шевченківському районі було проведено п’ять турів
агрохімічного обстеження ґрунтів (1991-1995, 1996-2000, 2001-2005, 2006-2010,
2011-2015), що дало можливості виявити характер впливу антропогенної
діяльності на ґрунтотворний процес та визначити основні завдання по
збереженню та відтворенню родючості ґрунтів.
Ґрунти Корсунь-Шевченківського району, як і ґрунти Черкаської області,
вважаються найбільш продуктивними в Україні, однак за деякими агрохімічними
параметрами вони поступаються ґрунтам східних і південних областей. Порівняно
менший вміст елементів живлення гумусу, підвищена кислотність компенсуються
більш сприятливими кліматичними умовами, особливо в період вегетації
сільськогосподарських культур [32-33].
Родючість ґрунту – це його здатність забезпечувати рослини водою,
поживними речовинами і повітрям протягом їхнього життя, а також створювати
для них сприятливі фізичні, фізико-хімічні, хімічні, біологічні та інші умови.
Умови родючості не стільки залежать від природних властивостей ґрунту, скільки
створюються у процесі використання землі як засобу виробництва внаслідок
окультурення ґрунту, тобто зміни природних властивостей ґрунту з метою
створення і постійного підвищення високого рівня родючості, усунення
негативних для рослин властивостей під впливом виробничої діяльності людини
[3]. Інформація про якість ґрунтів сільськогосподарського призначення в межах
Черкаської області у 2018 році надана в таблиці 2.2-2.3 та рисунку 2.2 [34].
34
Таблиця 2.2 – Якість ґрунтів сільськогосподарського призначення в межах
Черкаської області у 2018 році
Середньо % кислих
Назва районів Вміст зважений Вміст Вміст ґрунтів Еколого
гумусу, вміст фосфору, калію, (рН 4.0- агро-хімічна КСl
% азоту, мг/кг мг/кг мг/кг 5.5) оцінка, бал
Городищенський 2,99 105,1 143 72,0 17,3 56,0
Драбівський 3,83 137,8 112 66,0 2,9 57,6
Жашківський 3,39 133,9 133 94,0 4,7 63,0
Звенигородський 2,80 110,1 137 90,0 38,5 55,7
Золотоніський 2,97 120,8 127 68,0 12,7 54,7
Кам’янський 2,79 115,2 131 80,0 13,4 55,6
Канівський 2,29 84,6 126 60,0 32,6 44,6
Катеринопільський 3,37 126,2 108 93,2 20,4 55,9
Корсунь-Шевченківський 2,30 85,9 146 70,0 30,5 51,1
Лисянський 3,09 120,4 125 87,6 14,5 57,9
Маньківський 2,88 119,9 153 108,0 22,8 62,0
Монастирищенський 3,21 128,1 153 89,0 36,3 61,1
Смілянський 2,58 98,3 126, 87,0 23,4 49,7
Тальнівський 3,38 135,9 110 98,7 9,2 60,5
Уманський 3,29 145,7 121 109,6 37,1 62,0
Христинівський 3,26 131,5 148 94,0 27,4 64,3
Черкаський 2,42 93,2 158 62,0 42,0 50,5
Чигиринський 2,27 101,2 99 66,0 39,6 42,8
Чорнобаївський 3,23 122,1 102 66,0 13,1 52,1
Шполянський 3,21 129,6 132 92,0 12,6 58,9
По області 3,05 120,5 129 83,9 20,9 55,3
Рисунок 2.2 – Якість ґрунтів сільськогосподарського призначення в межах
Черкаської області у 2018 році
35
Таблиця 2.3 – Зміна показників якості ґрунтів сільськогосподарського
призначення в межах Черкаської області та Корсунь-Шевченківського району
Назва району Вміст Вміст Вміст Вміст % кислих Еколого-
гумусу, азоту, фосфору, калію, ґрунтів агрохімічна
% мг/кг мг/кг мг/кг (рН КСІ оцінка, бал
4,0-5,5)
2016
Корсунь- 2.30 85,9 146,0 70,0 30,5 51,1
Шевченківський
По області 3,05 120,5 129,0 83,9 20,9 55,3
2018
Корсунь- 2,30 85,9 146 70,0 30,5 51,1
Шевченківський
По області 3,05 120,5 129 83,9 20,9 55,3
Дані таблиці 2.2-2.3 свідчать, що за вмістом гумусу, азоту, калію, ґрунти
досліджуваного району у 2018 році не перевищують середні дані по області,
тільки дані за вмістом фосфору район опереджають обласні показники.
Відомо, що екстенсивне ведення землеробства в 1980-1990 роках різко
погіршило балансові показники поживних речовин і гумусу у землеробстві
області та Корсунь-Шевченківському районі. В останні 10 років зменшення
вмісту основних поживних речовин уповільнилось, показники стали
наближатися до норми, що стало покращувати загальний стан ґрунтів у районі. За
даними таблиць 2.3, показники за останні роки майже не змінилися і коливаються
в стабільному стані. Порівнюючи еколого-агрохімічну оцінку за останні роки
2016-2018 можна зробити висновок, що ситуація не змінилась як по області, так і
по Корсунь-Шевченківському районі.
Однією з основних причин спаду родючості і недобору урожаю, безперечно,
є наявність в області та районі великої кількості кислих ґрунтів. В 2016-2018
роках кислі ґрунти (рН < 5,5) займали площу 223,46 тис. га або 20,9% по області,
по досліджуваному району – 30,5 %.
Втрати родючості ґрунтів у порівнянні із 90-ми роками пов’язують з
високим ступенем розораності земель (таблиця 2.4, рисунок 2.3) і посиленням
ерозійних процесів; порушенням структури сівозміни; зростанням дефіциту
36
балансу елементів живлення і органічної речовини, а тому і збідненням їх запасів
у ґрунті; послабленням мікробіологічної активності ґрунту; наявністю площ
кислих ґрунтів; зростанням щільності ґрунту та падінням його водоутримуючої
здатності; повільним впровадженням сучасних ґрунтозахисних технологій
обробітку.
Таблиця 2.4 – Розораність території та сільськогосподарських угідь
Черкаської області та Корсунь-Шевченківського району у 2017 році, %
Розораність Розораність
Назва району території сільськогосподарських
угідь
Корсунь-Шевченківський 56,4 80,2
По області 65,4 87,8
Рисунок 2.3 – Розораність території та сільськогосподарських угідь Черкаської
області у 2017 році, %
37
Основою родючості ґрунту є гумус. Гумус – це сукупність живої біомаси й
органічних решток рослин, тварин, мікрорганізмів, продукьів їх метаболізму і
специфічно утворених темно-забарвлених гумусових речовин, що пронизує
ґрунтовий профіль [3]. У ґрунтах з високим вмістом гумусу рівноважна щільність
орного шару не перевищує 0,9-1,2 г/см3, тобто є майже оптимальною
Рівень родючості ґрунтів оцінюється, перш за все, за вмістом органічної
речовини. Чим більше гумусу в ґрунті, тим він багатший на основні елементи
живлення, адже в ньому сконцентровано 92-98 % азоту, 60 % фосфору, 80 %
сірки та значна кількість інших мікроелементів і мікроелементів (таблиця 2.5) [3].
Таблиця 2.5 – Динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною
вмісту гумусу
Вміст гумусу, %
№
Рейтинг Назва району
Району 1981-1985 рр. 1991-1995 рр. 2009 -2018 рр.
2 1 Драбівський 4,36 3,76 3,83
3 2 Жашківський 3,78 3,90 3,39
14 3 Тальнівський 3,52 3,38 3,38
8 4 Катеринопільський 3,61 3,42 3,37
16 5 Христинівський 3,41 3.26 3,26
15 6 Уманський 3,37 3,40 3,29
19 7 Чорнобаївський 3,65 3,60 3,23
12 8 Монастирищенський 3,37 3.24 3,21
20 9 Шполянський 3,64 3,22 3,21
10 10 Лисянський 3,38 3.08 3,09
1 11 Городищенський 3,06 2,96 2,99
5 12 Золотоніський 3,28 3,50 2,97
11 13 Маньківський 3,11 3,00 2,88
4 14 Звенигородський 2,80 3,00 2,80
6 15 Кам’янський 3,04 3,02 2,79
13 16 Смілянський 2,92 2,70 2,58
17 17 Черкаський 2,35 2,52 2,42
Корсунь-
9 18 2,38 2,65 2,30
Шевченківський
7 19 Канівський 2,29 2,82 2,29
18 20 Чигиринський 2,49 2,80 2,27
По області 3,27 3,25 3,05
38
Рисунок 2.4 – Динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною
вмісту гумусу
За даними рисунка 2.4 можна побачити, що в Корсунський-
Шевченківському районі зміна вмісту гумусу за 1981-2018 роки має майже стале
значення, тобто проходить повільно.
Із таблиці 2.5 також видно, що за зміною вмісту гумусу в ґрунтах
сільськогосподарського призначення Корсунь-Шевченківський район займає 18
місце у рейтингу районів області, тобто зменшення вмісту гумусу в районі
проходить не по гіршому, як по області сценарію.
Літературні джерела доводять, що для ведення землеробства з
бездефіцитним балансом гумусу слід вносити гною в середньому на 1 га сівозміни
на Поліссі 15-16 т, в лісостеповії зоні – 10-12 т, у степовій – 8-10 т. Тому, для
розширеного відтворення гумусу внесення органічних добрив потрібно збільшити
в зоні Полісся до 18-20 т/га, в лісостеповії зоні – 13-15 т/га, у степовій – 10-12 т/, а
в середньому по Україні довести до 11 т/га [3].
Інформація про сучасне внесення органічних добрив по районам Черкаської
області надано в таблиці 2.6 та рисунку 2.5, про площу с/г угідь, де
використовувались органічні добрива надано в таблиці 2.7 та рисунку 2.6.
39
Таблиця 2.6 – Внесення органічних добрив на один гектар посівної площі
сільськогосподарських культур по районах області (т/га)
Назва району 2010 2014 2015 2016 2017 2018
Городищенський 1,2 1,3 1,2 1,2 1,2 1,4
Драбівський 0,6 0,2 1,0 1,3 0,7 1,5
Жашківський 0,2 0,4 0,1 0,1 0,1 0,0
Звенигородський 0,5 0,4 0,5 0,5 0,9 0,4
Золотоніський 1,5 1,7 1,9 2,2 2,5 1,9
Кам’янський 3,1 3,8 2,6 3,4 3,1 3,1
Канівський – 0,6 0,2 0,2 0,2 0,1
Катеринопільський 5,5 6,9 6,6 2,6 2,3 1,1
К-Шевченківський 0,3 0,2 0,2 0,7 0,6 0,9
Лисянський 0,3 1,0 0,4 1,0 1,2 0,6
Маньківський 1,2 0,6 0,8 0,9 0,9 2,0
Монастирищенський 0,4 0,8 0,8 1,2 1,6 2,0
Смілянський 0,1 0,2 0,1 0,2 1,1 0,6
Тальнівський 0,5 0,9 0,4 0,7 0,5 0,6
Уманський 0,6 0,5 0,3 0,5 0,4 0,8
Христинівський 0,8 0,4 0,4 0,3 0,5 0,3
Черкаський 2,4 1,6 1,5 1,6 1,5 5,8
Чигиринський 3,2 2,1 1,9 2,1 1,7 0,7
Чорнобаївський 3,1 3,1 2,9 3,3 3,0 3,6
Шполянський 0,7 0,5 0,4 0,9 0,3 0,1
По області 0,0 0,4 0,9 0,3 0,3 0,1
Рисунок 2.5 – Внесення органічних добрив на один гектар посівної площі
сільськогосподарських культур районах області (т/га)
40
За даними таблиці 2.6 та рисунка 2.5 видно, що внесення органічних добрив
на один гектар посівної площі сільськогосподарських культур Корсунь-
Шевченківського району має досить низький рівень порівняно з іншими районами
області, такими як: Катеринопільський, Чорнобаївський, Кам’янський,
Чигиринський, Золотоніський та Черкаський райони. Найвище значення було
зафіксовано в 2018 році, а найнижче в 2014-2015р.
Таблиця 2.7 – Площа сільськогосподарських культур, удобрена органічними
добривами по районах області (тис. га)
Площа, тис.га
Назва району
2010 2014 2015 2016 2017 2018
Черкаська область 34,8 45,0 42,2 49,4 49,5 69,6
Городищенський 0,5 0,5 0,8 3,5 2,0 2,7
Драбівський 4,6 0,7 0,3 0,2 0,4 0,4
Жашківський 1,5 0,9 1,5 2,5 2,9 2,4
Звенигородський 0,8 1,5 3,3 3,6 5,6 6,0
Золотоніський 4,1 6,5 4,4 8,8 6,5 14,6
Кам`янський – 0,6 0,1 0,1 0,1 0,9
Канівський 7,2 13,8 17,2 9,9 8,9 8,5
Катеринопільський 0,7 0,2 0,1 1,2 1,8 2,0
Корсунь–
0,2 1,2 1,5 3,1 4,3 3,1
Шевченківський
Лисянський 0,8 0,5 0,8 1,0 1,5 4,2
Маньківський 1,3 6,2 0,5 1,3 0,9 2,6
Монастирищенський 0,1 0,6 0,6 0,8 1,8 0,7
Смілянський 0,6 0,9 0,8 1,0 0,8 1,2
Тальнівський 0,5 1,3 0,3 0,4 1,7 2,2
Уманський 2,4 1,2 1,0 1,6 1,1 0,7
Христинівський 1,6 1,5 1,0 2,2 0,9 3,4
Черкаський 2,8 2,4 2,3 2,8 2,3 2,0
Чорнобаївський 4,7 3,5 4,6 3,8 5,4 9,7
Чигиринський 0,3 0,5 0,4 0,8 0,2 0,1
Шполянський 0,0 0,4 0,6 0,4 0,4 2,0
41
Рисунок 2.6 – Площа сільськогосподарських культур, удобрена органічними
добривами по районах області (тис. га.)
За даними таблиці 2.7 та рисунка 2.6 можна зробити висновок, що
найбільшу площу сільськогосподарських культур, удобрених органічними
добривами по районах має: Канівський, Чорнобаївський та Золотоніський райони.
Натомість Корсунь-Шевченківський район має усереднене значення у в
порівнянні з іншими, найвище значення було зафіксовано в 2017 році.
Корсунь-Шевченківська районна рада прийняла рішення про районну
програму охорони та підвищення родючості ґрунтів «Родючість 2019-2020» [31].
Відповідно цієї програми прогнозні обсяги внесення органічних добрив наведено
в таблиці 2.8
Таблиця 2.8 – Прогнозні обсяги внесення органічних добрив в ґрунти с/г
призначення Корсунь-Шевченківського району
Кількість органічних добрив, тис. т
2019 2020
35,26 36,55
42
Поряд з гумусом та азотом, фосфор і калій є найголовнішими елементами,
що характеризують стан родючості ґрунту. За даними останнього туру
агрохімічної паспортизації земель середньозважений вміст рухомих фосфатів в
ґрунтах району склав 134,3 мг/кг ґрунту, в 2018 році цей показник збільшився до
146 мг/кг. Динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною вмісту
рухомих фосфатів наведено в таблиці 2.9. Аналізуючи таблицю 2.9 та рисунок 2.8
можна сказати, що Корсунь-Шевченківський район займає 5 місце в рейтингу
районів Черкаської області за зміною вмісту рухомих фосфатів.
Таблиця 2.9 – Динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною
вмісту рухомих фосфатів
Вміст фосфору, мг/кг
№
Назва району Рейтинг
району
1981-1985 рр. 1991-1995 рр. 2009 -2018 рр.
17 Черкаський 1 95 170 158
11 Маньківський 2 98 142 153
12 Монастирищенський 3 115 148 153
16 Христинівський 4 112 138 148
Корсунь-
9 5 112 143 146
Шевченківський
1 Городищенський 6 117 151 143
4 Звенигородський 7 88 135 137
3 Жашківський 8 117 164 133
20 Шполянський 9 93 138 132
6 Кам’янський 10 104 138 131
5 Золотоніський 11 103 174 127
10 Лисянський 12 98 131 126
7 Канівський 13 123 146 126
13 Смілянський 14 102 151 126
15 Уманський 15 84 111 121
2 Драбівський 16 118 154 112
14 Тальнівський 17 87 130 110
8 Катеринопільський 18 80 128 109
19 Чорнобаївський 19 146 159 102
18 Чигиринський 20 91 138 99
По області 102 142 129
43
Рисунок 2.9 – Динаміка районів області за зміною вмісту рухомих фосфатів
Фосфор у ґрунті є в різноманітних формах, хоча вміст його невеликий – 0,1-
0,2 %. Велика кількість його є в складі різноманітних мінералів, невелика
кількість важкорозчинних фосфатів утворює в ґрунтовому розчині колоїдні
частинки. На органічні речовини припадає всього 0,35 % ґрунтового фосфору.
При мінералізації органічних речовин у ґрунт повертається фосфор у вигляді
РО 3-4 , який є дуже важливим елементом живлення всіх рослин. У піщаних ґрунтах
сполук фосфору замало для рослин.
Аналізуючи таблицю 2.9 та рисунок 2.9 можна сказати, що Корсунь-
Шевченківський район займає 5 місце в рейтингу районів Черкаської області за
зміною вмісту рухомих фосфатів. Порівнюючи три періоди досліджень,
відсліжується активне підвищення рівня і кількості фосфору в грунтах. Перший
період мав значення 112мг/кг, другий 143 мг/кг, третій 146 мг/кг. В тей час як
середнє значення по області складає, відповідно, 102 мг/кг, 142мг/кг та 129мг/кг.
Це свідчить про те, що рівень фосфору в грунтах Корсунь-Шевченківського
району має досить високий рівень порівняно з іншими, що дає змогу рослинам
повноцінно рости розвиватись і отримувати достатню кількість живлення, а дляі
сільського господарства збільшення врожаю та його якості.
Калій – один з головних елементів живлення рослин. Він може бути у складі
мінералів, часто глинистих. У ґрунтовому розчині калій є в формі розчинених
солей, добре доступних рослинам. Загальний вміст калію у ґрунті ≥ 2 %. В
44
таблиці 2.10 надана динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною
вмісту рухомого калію. Із таблиці 2.10 видно, що вміст рухомого калію у ґрунтах
Корсунь-Шевченківського району складає всього 70 мг/кг, а по області – 86,6
мг/кг.
Порівнюючи дані таблиці 2.10 та рисунка 2.9, можна зробити висновок, що
кількість рухомого калію в ґрунті Корсунь--Шевченківського району має 14 місце
в рейтингу. Значення трьох турів складають: перший – 59 мг/кг, другий – 108
мг/кг, третій 70 мг/кг, в той час як показники по області відповідно складають: 74
мг/кг, 106 мг/кг, 86,6 мг/кг.
Таблиця 2.10 – Динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною
вмісту рухомого калію
Вміст калію, мг/кг
№ Назва району Рейтинг
1981-1985рр. 1991-1995рр. 2009 -2018 рр.
15 Уманський 1 99 122 110
11 Маньківський 2 87 123 108
14 Тальнівський 3 92 121 99
3 Жашківський 4 76 108 94
16 Христинівський 5 95 113 94
8 Катеринопільський 6 86 108 93
20 Шполянський 7 84 115 92
4 Звенигородський 8 89 122 90
12 Монастирищенський 9 85 119 89
10 Лисянський 10 87 107 88
13 Смілянський 11 69 112 87
6 Кам’янський 12 73 110 80
1 Городищенський 13 64 104 72
Корсунь-
9 14 59 108 70
Шевченківський
5 Золотоніський 15 52 95 68
2 Драбівський 16 63 96 66
18 Чигиринський 17 52 94 66
19 Чорнобаївський 18 59 124 66
17 Черкаський 19 44 91 62
7 Канівський 20 54 100 60
По області 74 106 86,6
45
Рисунок 2.10 – Динаміка районів Черкаської області за зміною вмісту
рухомого калію
За даними таблиці 2.11 та рисунка 2.10 можна прослідкувати динаміку
внесення мінеральних добрив в поживних речовинах в ґрунтах Корсунь-
Шевченківського району з 2010 по 2018 роки, видно, що вона коливалася без
встановленої тенденції. Найвищий показник був зафіксований в 2014 р.,
найнижчий в 2016 році. Порівняно з усередненими даними по області, найвищий
показник був в 2018 р., найнижчий – у 2010 році.
Таблиця 2.11 – Внесення мінеральних добрив на один гектар посівної площі
сільськогосподарських культур по районах області
В поживних речовинах, кг
Назва району
2010 2014 2015 2016 2017 2018
1 2 3 4 5 6 7
Черкаська область 83 97 97 108 117 127
Городищенський 87 118 109 120 89 136
Драбівський 50 62 74 83 117 121
Жашківський 111 108 99 126 123 141
Звенигородський 92 129 146 137 126 124
46
Продовження таблиці 2.11
1 2 3 4 5 6 7
Золотоніський 65 91 82 89 118 113
Кам`янський 74 141 105 119 152 159
Канівський 67 79 113 94 142 75
Катеринопільський 47 100 106 98 115 140
Корсунь–
144 167 142 107 116 124
Шевченківський
Лисянський 105 115 133 137 100 105
Маньківський 90 107 112 152 161 190
Монастирищенський 132 126 124 150 153 146
Смілянський 61 72 83 103 109 155
Тальнівський 87 71 79 96 108 155
Уманський 96 85 92 110 126 115
Христинівський 66 81 80 99 112 118
Черкаський 87 102 128 122 129 138
Чорнобаївський 67 81 67 88 99 136
Чигиринський 75 82 80 89 86 110
Шполянський 87 107 79 87 88 80
Рисунок 2.10 – Внесення мінеральних добрив на один гектар посівної площі
сільськогосподарських культур по районах області, кг
47
Мінеральні добрива відіграють значну роль в якості ґрунтів та розвитку
сільськогосподарських культур. В таблиці 2.12 та на рисунку 2.11 представлена
площа удобрена мінеральними добривами по районах області.
Рисунок 2.11 – Площа сільськогосподарських культур, удобрена мінеральними
добривами по районах області
Таблиця 2.12 – Площа сільськогосподарських культур, удобрена
мінеральними добривами по районах області
Площа тис..га
Назва району
2010 2014 2015 2016 2017 2018
1 2 3 4 5 6 7
Черкаська область 735,4 804,9 797,6 828,8 821,4 780,0
Городищенський 30,3 30,4 31,7 33,4 31,7 31,0
Драбівський 59,5 62,4 63,9 66,1 65,4 58,1
Жашківський 52,1 53,0 48,2 56,3 51,6 50,9
Звенигородський 34,8 37,6 38,1 39,5 35,5 34,1
Золотоніський 51,4 57,6 56,3 57,6 57,3 56,7
Кам`янський 26,9 31,1 27,5 30,5 30,0 28,3
Канівський 19,2 20,8 20,1 17,8 23,8 22,7
48
Продовження таблиці 2.12
1 2 3 4 5 6 7
Катеринопільський 26,1 31,9 33,1 30,5 31,4 29,5
Корсунь–
31,6 32,0 31,5 30,6 31,7 25,8
Шевченківський
Лисянський 32,3 33,8 35,4 33,6 33,3 31,3
Маньківський 34,3 39,2 37,8 39,0 38,3 33,9
Монастирищенський 37,6 35,5 35,9 32,7 36,3 32,3
Смілянський 29,7 32,4 31,9 30,4 32,1 27,7
Тальнівський 29,3 35,5 44,9 47,0 46,3 47,4
Уманський 57,0 68,5 66,7 69,1 65,0 61,3
Христинівський 28,0 30,0 30,0 29,5 32,3 31,9
Черкаський 25,4 28,8 27,7 29,8 29,4 30,6
Чорнобаївський 52,9 63,3 53,7 68,6 67,7 66,3
Чигиринський 25,8 29,2 30,4 33,1 31,7 32,2
Шполянський 49,9 50,7 51,4 52,3 48,9 46,7
За даними таблиці 2.12 та рисунка 2.11 можна зробити висновок, що в 2018
році площа, яка була удобрена мінеральними добривами зменшилась, порівняно з
попередніми роками. Найбільша площа була зафіксована в 2014 році.
Прогнозні обсяги внесення мінеральних добрив у відповідності до програми
охорони та підвищення родючості ґрунтів «Родючість 2019-2010» надаються в
таблиці 2.13 [31].
Таблиця 2.13 – Прогнозні обсяги внесення мінеральних добрив в ґрунти с/г
призначення Корсунь-Шевченківського району
Кількість мінеральних добрив 2019 2020
Поживні речовини, т 4,9 5,4
Поживні речовини, кг/га 150 160
49
Ріст і розвиток рослин та ґрунтових мікроорганізмів значною мірою
залежить від швидкості і спрямованості хімічних та біохімічних процесів, що
відбуваються у ґрунті, реакції ґрунту.
Більшість культурних рослин формує врожай лише за умови нейтральної
або близько до нейтральної реакції ґрунту. Кисла реакція шкодить розвитку
багатьох корисних мікроорганізмів, зокрема азотфіксуючих і нітрифікуючих
бактерій і азотобактерій.
Від кислотності ґрунту залежить ступень засвоєння рослинами окремих
елементів живлення. Доведено, що оптимальне значення рН для живлення рослин
азотом становить 6-8, фосфором – 6,2-7, калієм і сіркою – 6-8,6, кальцієм і
магнієм – 7-8,5, залізом і марганцем – 4,5-6. Враховуючи це, основним заходом
регулювання реакції ґрунту є внесення добрив, які містять кальцій (проводити
вапнування або гіпсування) [3]. В період інтенсивної хімізації землеробства
застосування мінеральних добрив зумовило зростання кислотності ґрунтів. Після
1990 року вапнування припинилось і тепер вапнується біля 2-5 % гектарів у рік.
Винос кальцію врожаями сільськогосподарських культур, вилуговування
кальцію за межі орного й підорних шарів ґрунту (без застосування гною)
зумовили підвищення кислотності ґрунтів по всій території району. В умовах
дефіциту фосфорно-калійного живлення рослина в зоні поширення кореневої
системи сама мусить збільшувати кислотність ґрунту для зростання рухомості
елементів живлення шляхом інтенсивного виділення вуглекислоти та деяких
органічних кислот.
У більшості слабко кислу реакцію ґрунтового розчину мають чорноземи
вилугувані, чорноземи опідзолені та сірі лісові ґрунти, кислу та сильно кислу –
дерново-підзолисті. Динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною
ступеня кислотності, в три періоди дослідження , надана в таблиці 2.14 та на
рисунку 2.13.
50
Таблиця 2.14 – Динаміка та рейтинг районів Черкаської області за зміною
ступеня кислотності
% кислих ґрунтів (рН КСl 4,0-5,5)
Назва району Рейтинг
1981-1985рр. 1991-1995рр. 2009 -2018 рр.
Черкаський 1 8,1 22,6 42,0
Чигиринський 2 22,2 34,2 39,6
Звенигородський 3 24,0 26,0 38,5
Уманський 4 7,5 35,8 37,0
Монастирищенський 5 9,6 25,3 36,3
Канівський 6 11,0 16,3 32,6
К-Шевченківський 7 5,7 17,2 30,5
Христинівський 8 12,6 22,2 27,4
Смілянський 9 4,6 10,6 23,4
Маньківський 10 11,6 28.1 22,8
Катеринопільський 11 4,7 17,2 20,4
Городищенський 12 4,3 28,0 17,3
Лисянський 13 2,2 10,8 14.5
Кам’янський 14 9,6 10,1 13,4
Золотоніський 16 0.5 2.6 12,7
Тальнівський 18 5,4 17,2 9,3
Жашківський 19 1.4 15,0 4,7
Драбівський 20 0,0 0,7 2,9
По області 7,6 19,1 20,9
Рисунок 2.12 – Динаміка районів Черкаської області за зміною ступеня
кислотності
51
Із таблиці 2.14 та рисунка 2.12 можна побачити, як з роками у Черкаській
області збільшуються площі, які зайняті ґрунтами з обмінної кислотністю 4,0-5,5.
В Корсунь-Шевченківському районі кислі ґрунти займають 30,5 % орних земель,
коли по області цей показник складає 20,9 %.
Прогнозні обсяги внесення вапнування кислих ґрунтів у відповідності до
програми охорони та підвищення родючості ґрунтів «Родючість 2019-2010»
надаються в таблиці 2.14 [31].
Таблиця 2.15 – Прогнозні обсяги вапнування кислих ґрунтів у Корсунь-
Шевченківському районі
Потребують вапнування, тис. га 2019 2020
14,4 3,7 3,8
Пестициди завжди були важливою ланкою в одержанні великих врожаїв
сільськогосподарської продукції. Пестициди – токсичні речовини, їх сполуки або
суміші речовин хімічного чи біологічного походження, які призначені для
знищення, регуляції та припинення розвитку шкідливих організмів, внаслідок
діяльності яких вражаються рослини, тварини, люди і завдається шкода
матеріальним цінностям. На площі с/г угідь, де застосовуються пестициди, існує
ряд проблем, пов’язаних з охороною навколишнього середовища, виробництвом і
реалізацією с/г продукції гарантованої якості, здоров’я населення.
Застосування пестицидів є непростою справою та вимагає додержання
спеціальних вимог при проведенні робіт. У минулому кожен колгосп мав свій
власний склад. Хоча нині періодично здійснюється інвентаризація таких
приміщень, через брак коштів, а в окремих випадках невизначеність із правом
власника на такі приміщення, підтримкою та ремонтами тривалий час ніхто не
займається. Це призвело до того, що частина таких складів знаходиться у
неналежному стані. Через тріщини і дірки в їх стінах у навколишнє середовище
потрапляють отруйні речовини. Отже склади стають джерелом забруднення
52
прилеглих зон. На рисунку 2.13 показано зовнішній вигляд складу де
зберігаються непридатні пестициди у с. Квітки Корсунь-Шевченківському районі.
Рисунок 2.13 – Зовнішній вигляд складу де зберігаються непридатні
пестициди у с. Квітки Корсунь-Шевченківському районі [35]
Для запобігання системному забрудненю біосфери, необхідно в першу чергу
провести екологічний моніторинг грунту забруднених складських територій, так
як він є безпосереднім акцептором залишків пестицидів. В таблиці 2.16 та
рисунку 2.14 надана площа області, де застосовувались пестициди.
Таблиця 2.16 – Площа, на якій застосовувались пестициди по районах
області
Площа, тис. га
Назва району
2010 2014 2015 2016 2017 2018
1 2 3 4 5 6 7
Черкаська область 537,7 629,2 639,0 642,1 861,7 772,8
Городищенський 23,3 27,9 30,7 31,3 33,8 30,7
Драбівський 9,5 28,5 52,0 62,7 71,5 53,9
Жашківський 33,4 20,8 15,0 23,3 55,2 50,9
Звенигородський 12,1 36,6 18,1 7,6 38,6 37,1
Золотоніський 43,9 52,6 53,4 55,4 58,4 55,0
Кам`янський 24,0 29,5 29,1 28,1 29,3 28,3
Канівський 22,2 26,1 22,0 24,5 28,1 25,3
53
Продовження таблиці 2.16
1 2 3 4 5 6 7
Катеринопільський 22,2 32,7 26,8 26,8 34,3 27,9
Корсунь–
15,3 13,2 19,1 28,2 33,9 27,9
Шевченківський
Лисянський 34,3 34,8 27,2 32,0 35,4 32,9
Маньківський 18,0 22,0 19,8 28,3 39,1 31,0
Монастирищенський 35,4 34,5 32,6 28,7 36,2 31,8
Смілянський 26,3 30,2 29,3 29,8 34,2 29,6
Тальнівський 5,5 7,6 9,3 11,1 48,3 39,7
Уманський 25,3 57,7 71,1 69,1 62,9 58,7
Христинівський 14,7 17,5 11,8 10,1 34,1 32,0
Черкаський 23,9 22,5 24,8 20,7 30,1 29,0
Чорнобаївський 73,1 51,7 71,1 60,1 73,4 68,4
Чигиринський 25,3 26,7 26,0 22,8 29,0 32,5
Шполянський 48,7 55,0 49,6 40,2 54,2 48,7
Рисунок 2.14 – Площа, на якій застосовувались пестициди по районах
області
В таблиці 2.16 та на рисунку 2.14 надана інформація про площу с/г угідь
Черкаської області, де застосовувалися засоби захисту рослин. Так, у 2018 році у
Корсунь-Шевченківському районі така площа склала 27,9 тис. га проти 33,9 га у
2017 році. Із таблиці можна побачити, що зменшення площ, де застосовувались
пестициди, спостерігається майже в кожному районі.
54
До агрохімічних показників родючості ґрунтів належить вміст в ньому
мікроелементів. За умови систематичного внесення комплексних добрив їх вміст
у ґрунті підвищується. Мікроелементами, які необхідні для розвитку і
плодоношення рослин, є бор, манган, купрум, цинк, кобальт, молібден, бор [1,
3,19, 22]
Сільськогосподарські рослини, залежно від спроможності до виносу
мікроелементів із врожаєм, поділяють на три групи. Перша група культур –
невисокого виносу і з високою спроможністю до засвоювання (зернові колосові,
кукурудза, зернобобові, картопля); друга – підвищеного виносу і з високою та
середньою спроможністю до засвоювання (коренеплоди, овочі, трави, соняшник і
плодові); третя – високого виносу (усі культури з високим рівнем агротехніки,
високими дозами добрив, високо урожайні сорти) [18].
В таблиці 2.17 наведено оптимальний вміст мікроелементів у ґрунтах за
групами культур у шарі ґрунту від 0 см до 25 см [18].
Таблиця 2.17 – Оптимальний вміст мікроелементів у ґрунтах за групами
культур у шарі ґрунту від 0 см до 25 см
Група Оптимальний вміст, мг/кг
культур марганцю Цинку кобальту міді бору
Перша 10 2 1 1,5 0,3
Друга 20 5 3 4 0,5
Третя 40 10 5 7 1,0
В таблиці 2.18 надано вміст мікроелементів в чорноземах типових
Черкаської області. Із таблиці 2.18 видно, що в ґрунтах Корсунь-Шевченківського
району містяться названі мікроелементи в таких кількостях, мг/кг: міді – 0,1;
цинку – 0,6; марганцю – 23; кобальту – 0,19; бору – 0,83. Згідно таблиці 2.18, в
сільськогосподарських ґрунтах Корсунь-Шевченківського району не хватає таких
мікроелементів, як мідь, цинк, кобальт.
Відомо, що при недостачи міді у ґрунті рослина стає кущуватою,
55
підсихають кінчики листя. Мідь впливає на стійкість хлорофілу, відіграючи роль
у фотосинтезі [22].
Цинк підвищує теплостійкість та солестійкість рослин, за достатньої його
кількості посилюється розвиток кореневої системи рослин. Недостача цинку
призводить до зменшення вмісту хлорофілу і збільшення вмісту вільних
амінокислот, листки дістають форму розеток, з’являються дрібні плями, плоди
дуже дрібні.
Кобальт сприяє фіксації з повітря азоту бобовими рослинами. Недостача
кобальту імітує недостачу нітрогену.
Таблиця 2.17 – Вміст мікроелементів в чорноземах типових Черкаської
області, мг/кг
Назва району Мідь Цинк Марганець Кобальт Бор
Городищенський 0,14±0,02 0,52±0,07 22,0±1,75 0,25±0,04 1,00±0,12
Драбівський 0,30±0,05 0.80±0,02 10,0±1,50 0,20±0,03 1,30±0,16
Жашківський 0,30±0,04 0.80±0,02 7,0±1,12 0,20±0,03 0,65±0,08
Звенигородський 0,25±0,04 0,20±0.03 7,0±1,10 0,30±0,03 0,75±0,10
Золотоніський 0,15±0,03 0,40±0.06 15,0±2,25 0,12±0,02 0,90±0,11
Кам’янський 0,25±0,04 1.50±0,22 15,0±1,51 0,20±0,03 1,40±0,14
Канівський 0,15±0,03 0,40±0.05 9,0±0,90 0,22±0,03 0,80±0,11
Катеринопільський 0,30±0,03 0,60±0.08 6,5±0,91 0,14±0,02 0,90±0,10
К-Шевченківський 0,10±0,02 0,60±0.08 23,0±1,84 0,19±0,03 0,83±0,12
Лисянський 0,40±0,06 0,50±0.07 6,5±0,87 0,20±0,03 0,90±0,10
Маньківський 0,15±0,03 0,40±0.06 15,0±1,23 0,18±0,03 0,90±0,11
Монастирищенський 0,24±0,04 0,80±0.03 10,5±1,16 0,85±0,14 1,25±0,14
Смілянський 0,22±0,03 0.30±0.04 7,3±0,86 0,16±0,02 0,60±0,07
Тальнівський 0,10±0,02 0,25±0.05 12,0±1,08 0,14±0,02 1,00±0,11
Уманський 0,10±0,02 0,14±0,03 10,0±1,30 0,20±0,02 0,90±0,13
Христинівський 0,25±0,04 0,75±0.02 10,5±1,05 0,80±0,13 1,35±0,15
Черкаський 0,20±0,03 1.00±0,16 10,0±1,00 0,25±0,03 1,30±0,15
Чигиринський 0,20±0,03 0,60±0,08 9,5±1,00 0,22±0,03 1,20±0,12
Чорнобаївський 0,30±0,05 0,27±0,04 7,3±1,90 0,17±0,02 0,80±0,13
Шполянський 0,30±0,04 1,20±0,18 14,0±1,82 0,25±0,03 1,50±0,18
По області 0,22±0,04 0,60±0.09 11,4±1,30 0,26±0,03 0,97±0,13
56
Ґрунти є основою для одержання врожаю сільськогосподарських культур, та
першоджерелом харчових продуктів. Черкащина є одним із регіонів, де
виробляється велика частка с/г продукції України. Обсяг валової продукції
Черкаської області складав у 2017 році 5,3 % загальнодержавного обсягу і
займав 7 місце серед областей держави, використовуючи для цього лише 3,5 %
площ с/г угідь [36].
В таблиці 2.18 та рисунку 2.15 приводяться дані про сучасний рівень
родючості ґрунтів Черкаської області, зокрема Корсунь-шевченківського району.
Таблиця 2.18 – Сучасний рівень родючості ґрунтів Черкаської області в
розрізі окремих культур
Врожай за рахунок ефективної родючості ґрунтів, ц/га
Екологоагр
Озима
Назва району охімічна Кукуруза Цукровий Кормові Кукурудза
шени
оцінка,бал зернова буряк корнеплоди на силос
ця
Городищенський 48,1 26.0 31,7 198,7 265,5 181,3
Жашківський 53,2 28,7 35,1 219,7 293,7 200,6
Звенигородський 47,6 25,7 31,4 196,6 262,8 179,5
Золотоніський 47,5 25,7 31,4 196,2 262,2 179,1
Кам’янський 46,2 24,9 30,5 190,8 255,0 174,2
Канівський 39,6 21,4 26,1 163,5 218,6 149,3
Катеринопільський 52,0 28,1 34,3 214,8 287,0 196,0
Корсунь-
42,3 22,8 27,9 174,7 233,5 159,5
Шевченківський
Лисянський 52,4 28,3 34,6 216,4 289,2 197,5
Маньківський 48,6 26,2 32,1 200,7 268,3 183,2
Смілянський 42.4 22,9 28,0 175,1 234.0 159,8
Тальнівський 53,4 28,8 35,2 220,5 294,8 201,3
Уманський 55,0 29,7 36,3 227,2 303,6 207,4
Христинівський 50,3 27,2 33,2 207,7 277.7 189,6
Черкаський 42,2 22.8 27,9 174.3 232,9 159,1
Чигиринський 39,6 21.4 26,1 163.5 218,6 149,3
Чорнобаївський 44,6 24,1 29,4 184,2 246,2 168,1
Шполянський 49,0 26,5 32,3 202,4 270,5 184.7
По області 48,1 26 31,8 198,7 265.6 181,4
57
Рисунок 2.15 – Сучасний рівень родючості ґрунтів Черкаської області в
розрізі окремих культур
Із таблиці 2.18 можна побачити, що на ґрунтах Корсунь-Шевченківського
району добро родить лише кукурудза.
В таблиці 2.19 надано рейтинг районів по виробництву зерна на один бал
бонітету родючості ґрунтів (дані за 2018 рік).
Таблиця 2.19 – Рейтинг районів області по виробництву зерна на один бал
бонітету родючості ґрунтів (2017 рік)
Еколого Врожай Виробни Рейтинг по
№ Назва району агрохіміч зернових і цтво
Район на зерно- зерна на бонітету Продуктивнос
у оцінка, бобових 1 бал ті ріллі
бал культур. бонітету (виробництво
ц/га зерна на 1 бал
бонітету)
1 2 3 4 5 6 7
7 Канівський 39,6 52,6 1,33 19 1
9 Корсунь-
42,3 50,3 1,19 17 2
Шевченківський
17 Черкаський 42.2 47,5 1.13 18 3
18 Чигиринський 39,6 43,9 1,11 20 4
19 Чорнобаївський 44,6 48,7 1,09 15 5
13 Смілянський 42,4 44,4 1,05 16 6
6 Кам’янський 46,2 48,3 1,05 14 7
4 Звенигородський 47,6 49,7 1,04 12 8
58
Продовження таблиці 2.19
1 2 3 4 5 6 7
12 Монастирищенський 49,9 51,4 1,03 7 9
20 Шполянський 49,0 49,4 1,01 8 10
11 Маньківський 48,6 48,2 0,99 10 11
15 Уманський 55,0 49,3 0,90 1 12
5 Золотоніський 47,5 41,8 0,88 13 13
1 Городищенський 48,1 42,2 0,88 11 14
10 Лисянський 52,4 45,0 0,86 4 15
14 Тальнівський 53,4 45,1 0,86 2 16
3 Жашківський 53,2 44,6 0,84 3 17
16 Христинівський 50,3 41,8 0.83 6 18
8 Катеринопільський 52,0 43,0 0,83 5 19
2 Драбівський 48,8 40.0 0,82 9 20
По області 48,1 46.4 0,96
Із таблиці 2.19 видно, що ґрунти Корсунь-Шевченківського району по
продуктивності ріллі (виробництву зерна на 1 бал бонітету) займають 2 місце.
2.3 Визначення вмісту кальцію та магнію у ґрунтах м. Корсунь-
Шевченківський
Кальцій та магній відносяться до головних елементів ґрунту, наряду з
натрієм, калієм, фосфором, сульфуром. У верхніх горизонтах ґрунтів міститься
від 0,7 до 9,28% СаО. Розподіл кальцію по ґрунтовому профілю залежить від
вмісту карбонатів у ґрунтотворній породі [37].
У некарбонатних ґрунтах вміст кальцію у верхніх горизонтах більший, ніж
у нижніх, що пояснюється його біологічним нагромадженням; в карбонатних
ґрунтах, навпаки, кальцію більше в нижніх горизонтах, ніж у верхніх, що
пояснюється великим вмістом його в материнських породах.
Магнію у верхніх горизонтах ґрунтів міститься від 0,5 до 2,3% МgО. У
некарбонатних ґрунтах магнію менше, ніж у карбонатних, в яких він
нагромаджується у вигляді магнезиту МgСО3 або доломіту СаСО3∙МgСО3 [37].
59
Значна кількість кальцію і магнію входить у ґрунтово-вбирній комплекс
(ГВК) і в процесі живлення рослин може обмінюватися на інші катіони,
наприклад водню [19-23].
Метод полягає у витісненні обмінних кальцію і магнію з ГВК 1 н. розчином
NaCI. У витяжці, яка не потребує спеціальної підготовки, кальцій і магній
визначають за допомогою трилону Б. Він має властивість давати стійкі
комплексні сполуки з іонами двовалентних металів, в тому числі з кальцієм і
магнієм [37-38].
За кількістю трилону Б, витраченого на зв'язування кальцію і магнію,
обчислюють вміст їх у витяжці. Титрування розчину трилоном Б проводять у
присутності індикатора хромогену чорного, який у точці еквівалентності змінює
забарвлення від вишнево-червоного до голубого.
Для того, щоб уникнути шкідливої дії іонів марганцю при визначенні
кальцію і магнію, додають розчин гідроксиламіну солянокислого. Він
перешкоджає утворенню оксиду марганцю (IV), який заважає при титруванні.
При визначенні кальцію і магнію заважають також іони міді та інших важких
металів. Для зв'язування їх у витяжку кидають кілька кристаликів
діетилдитіокарбамату натрію [37-38].
При визначенні тільки кальцію використовують індикатор мурексидамонійну
сіль одноосновної пурпурової кислоти. З іонами кальцію аніон пурпурової
кислоти в лужному середовищі утворює комплекс, забарвлений у червоний колір.
Цей комплекс менш стійкий, ніж сполуки кальцію з трилоном Б, і при титруванні
руйнується, при цьому в точці еквівалентності забарвлення різко змінюється від
червоного до бузкового. Вміст магнію визначають за різницею між сумою вмісту
кальцію й магнію і вмістом кальцію .
Методика виконання роботи. Добування витяжки: 2,5 г ґрунту вмішують у
склянку місткістю 200-250 см3 і промивають (декантацією) 1 н. розчином NaCI
(pH = 6,5) в мірну колбу на 250 см3 до від'ємної реакції її на кальцій. Об’єм у
колбі доводять водою до риски і перемішують. У витяжці кальцій і магній
60
визначають за допомогою трилону Б [19, 37].
Визначення суми обмінного кальцію і магнію. Піпеткою беруть 50 см3
витяжки, переносять у конічну колбу місткістю 250 см3 і розбавляють водою
приблизно до 100 см3. Розчин нагрівають до 60-70 °С і додають для створення
лужної реакції 5 см3 аміачного буферного розчину, кілька кристаликів
дієтилдитіокарбамату натрію, 1-2 см3 5 %-го розчину солянокислого
гідроксиламіну, 10-15 мг (на кінчику шпателя) індикатора хромогену чорного.
Після титрують 0,05 н. розчином трилону Б при енергійному перемішуванні
розчину до переходу забарвлення від вишнево-червоного через фіолетово-синє до
голубого в точці еквівалентності [19, 37].
При добавлянні надлишку трилону Б забарвлення не змінюється. Тому
титрування рекомендується проводити в присутності заздалегідь відтитрованої
проби для того, щоб знати початок зміни забарвлення витяжки.
Суму кальцію і магнію (S), в мг-екв на 100 г ґрунту, обчислюють за
формулою [37]. :
S = V∙ 0,05∙ K∙ 100 / m (2.1)
де V – кількість трилону Б, витраченого на титрування, см3;
0,05 – нормальність трилону Б;
К – поправка до титру трилону Б;
100 – для перерахунку результатів аналізу на 100 г ґрунту;
m – розрахункова маса ґрунту, г.
Визначення обмінного кальцію. 50 см3 витяжки переносять у конічну колбу
на 250 см3 і розбавляють водою приблизно до 100 см3. Додають 2 см3 0,5 н.
розчину NaCО3 для того, щоб запобігти одночасному випаданню в осад кальцію і
магнію. При цьому кальцій випадає в осад у вигляді СаСО3, який під час
титрування трилоном Б розчиняється. Завдяки чому виключається можливість
випадання одночасно в осад кальцію разом з Мg(ОН)2 і забезпечується повнота
61
визначення кальцію в присутності магнію. Потім додають 2 см3 2 н. розчину
NaOH, кілька кристаликів дієтилдитіокарбамату натрію, 1-2 мл 5%-го розчину
солянокислого гідроксиламіну, 10-15 мг (на кінчику шпателя) індикатора
мурексиду і титрують при енергійному перемішуванні 0,05 н. розчином трилону Б
до переходу яскраво-пурпурового забарвлення до бузкового. При додаванні
надлишку трилону Б забарвлення не змінюється, тому титрування краще
проводити зі «свідком» [19, 37-38].
Вміст кальцію (Са), в мг-екв на 100 г ґрунту, розраховують за
формулою[37]:
С Ca = V ∙ 0,05∙ K ∙ 100 / m (2.2)
де V – кількість трилону Б, витраченого на титрування кальцію, см3;
0,05 – нормальність розчину трилону Б;
К – поправка до титру трилону Б;
100 – для перерахунку результатів аналізу на 100 г ґрунту;
m – розрахункова маса ґрунту, г.
Визначення обмінного магнію. Вміст магнію Мg, в міліграм-еквівалентах на
100 г ґрунту, обчислюють за формулою [37] :
C Мg = S - CСа, (2.3)
де S – сума кальцію і магнію, мг-екв на 100 г ґрунту;
CСа – вміст кальцію, мг-екв на 100 г ґрунту.
Результати дослідження вмісту кальцію та магнію у ґрунтах Корсунь-
Шевченківського району наведено в таблиці 2.20. Відомо, що сумарна сорбційна
ємність ґрунту (ємність катіоннго обміну) за іонами кальцію, магнію становить
для чорнозему 20-50 ммоль/100 г, для підзолистих, піщаних та супіщаних – 3-6
ммоль/100 ґрунту.
62
Таблиця 2.20 – Вміст кальцію та магнію у ґрунтах м. Корсунь-
Шевченківський
Сa2++Mg2+ Ca2+ Mg2+
Місце відбору проб V
(м. Корсунь- V трилону СCa2+ мг-ССa2++Mg2+ трилону
Шевченківський) Б, мл мг- екв/100мг-екв/100г Б, мл
0,05н. екв/100г г
0,05 н.
Сільськогосподарськ
і угіддя біля центра 3,1 24,8 2,8 22,4 3,4
міста
Сільськогосподарськ
і угіддя на окраїні 2,4 19,2 2,4 19,2 0
міста
Сільськогосподарськ
і угіддя в 3,3 26,4 2,3 18,4 8,0
приватному секторі
Поле біля
2,7 21,6 1,8 14,4 7,2
автомагістралі
Поле біля лісової
1,9 15,2 1,9 15,2 0
зони
Поле біля
2,7 21,6 2,0 16,0 5,6
відстійника
Поглинальна здатність ґрунту має важливе екологічне значення. Висока
ємність сприяє високій родючості ґрунту. Крім того, поглинуті і міцно зв’язані
токсичні елементи не переходять у ґрунтовий розчин в слабокислому середовищі і
тому не засвоюються рослинністю.
Кальцій у рослинах у вигляді неорганічних речовин поступає шляхом
дифузії із ґрунту. Кальцій впливає на обмін вуглеводів і білків, на нормальні
умови розвитку кореневої системи. Різні рослини потребують різної кількості
кальцію: злакові – пониженого, бобові – підвищеного. Магній в рослині входить у
склад зеленого пігменту хлорофілу. Оптимальне співвідношення магнію і кальцію
у ґрунті складає 1:5. Недостача магнію призводить до появи на листі білих плям
та опадання [22].
63
2.4 Визначення окисно-відновного потенціалу ОВП ґрунтових суспензій
методом потенціометрії
Вміст водорозчинних речовин у ґрунті становить частки відсотка, але вони є
дуже необхідними для рослин і є рухливою та засвоюваною його частиною. У
водних витяжках містяться катіони: NH + +4 , Na , K
+, Mg2+, Al3+, Mn2+, Fe3+,
аніони: Cl-, NO -, NO -, HCO -, CO 2-, HPO 2-, H PO -, HSіO -3 2 3 3 4 2 4 3 [19, 23, 37].
У водних витяжках із підзолистих, дерново-підзолистих і сірих лісових
ґрунтів водорозчинних речовин мало, переважають органічні речовини з кислою
реакцією середовища. У водних витяжках сіроземів, бурих і каштанових ґрунтів,
солончаків і солонців переважають мінеральні речовини. Витяжки з чорнозему –
нейтральні, що зумовлено переважанням магній і кальцій гідрокарбонатів, вміст
органічних і неорганічних речовин приблизно однаковий. Очевидно, дуже
важливо знати мінеральний склад ґрунту. Оскільки мінеральні речовини
створюють окисно-відновні системи в ґрунті, це може бути використано для
визначення окисно-відновного потенціалу (Eh), за величиною якого встановлюють
концентрації цих речовин [20-21].
Визначення Eh у моніторингу довкілля є надзвичайно важливою
характеристикою електрохімічних процесів, що виникають при міграції
елементів. Їх роль особливо зросла останнім часом у районах поховання
побутових і промислових відходів, отже, без залучення понять про електрохімічні
процеси і їх вимір неможливо пояснити особливості міграції і перехід в розчин
багатьох металів [20-21].
Eh коливається від 100 до 800 мВ, інколи стає від’ємним. Його оптимальні
значення – 200-750 мВ. При високих окисно-відновних потенціалах порядку 500 –
700 м. Впрактично всі елементи зі змінною валентністю набувають вищого
ступеня окиснення, багато якіз них стають малорухомими й малодоступними для
рослин. Такими є іони Феруму, Купруму, Кобальту, Сульфуру, Нітрогену.
Виняток становить Манган, для переведення якого з Mn2+ у Mn7+ необхідні
64
потенціали близько 1400 – 1500 мВ, тоді як навіть у найбільш керованихі мало
зволожених ґрунтах максимальні значення потенціалів рідко перевищують 800
мВ. Якщо ж показники вищі за 800 мВ, спостерігаються аеробіози в ґрунті (при
цьому відчувається нестача Феруму, Мангану, пригнічуються рослини, у них
проявляється хвороба – хлороз) [20-21].
При зменшенні Eh до 200 і нижче (у перезволожених ґрунтах) розвиваються
відновлювальні процеси, що зумовлено діяльностю мікроорганізмів, здатних
розвиватися без доступа вільного О2, які виділяють у ґрунт відновлені органічні
сполуки і вільний водень[20-21].
У таких ґрунтах елементи зі змінною валентністю переходять у стан нижчих
ступеней окиснення, стають рухливими, виділяють сірководень, метан та інші
вуглеводні. Коли тривалий час розвиваються відновлювальні процеси, у ґрунтах
з’являється сизуватий відтинок, Ферум й Манган відновлюються до Fe2+ Mn2+ .
Такі ґрунти називають оглеєними, або глеєвими. В таких ґрунтах відчувається
дефіцит Фосфору, втрачаються нітрати тощо [20-21].
Є дані про те, що процеси електрохімічного розчинення можуть впливати
на вміст мікрокомпонентів у ґрунтових водах, що протікають крізь сульфідомісні
гірські породи, мули. І, природно, без електрохімічних характеристик є
неможливими дослідження геохімічних бар’єрів, на яких відбуваються окисно-
відновні процеси: гідрогенсульфурних, кисневих, глеєвих.
Глеєві горизонти болотних ґрунтів відрізняються зниженням величини Eh,
високою рухливістю Fe3+ і Mn2+, що при надходженні на поверхню є причиною
формування кисневих бар’єрів.
На межі розділу метал – розчин солі цього металу виникає електродний
потенціал (φ), що визначається за рівнянням Нернста [37]:
φ = φ0 + ln aі, (2.4)
65
де φ0 – стандартний електродний потенціал при Т = 298К і активності іона
металу аі = 1;
z – число електронів, що втрачаються атомом металу при утворенні катіону;
R – універсальна газова стала;
F – стала Фарадея.
Якщо інертний метал, занурений у розчин, що містить окиснену і відновлену
форми одного або декількох речовин, то потенціал, що виникає, називається
окисно-відновним (або редокс-потенціал, φr). Його величина визначається
співвідношенням окисненої (Ох) і відновленої (Red) форм, яке називається
рівнянням Петерса [37]:
φr = φ
0
r + ln , (2.5)
де φ 0 r – стандартний редокс – потенціал;
n – число електронів, які передає відновник окисникові; a(Ox) і a(Red) –
активності окисненої і відновної форм, відповідно.
При Т = 298 К і відомих величинах R і F рівняння Петерса спрощується [37]:
φ = φ 0r r + ln , (2.6)
Величину потенціалу вимірюваного електроду φх знаходять за рівнянням, у
залежності від знакe заряду вимірюваного електрода відносно електрода
порівняння [37]:
φх = Е – φпорів. або φх = φпорів – Е, (2.7)
де Е – напруга складеного гальванічного елемента;
φпорів. – потенціал електрода порівняння.
66
Результати визначення водної реакції середовища (рН) та окисно-
відновного потенціалу (Eh) ґрунтів Корсунь-Шевченківського району, за
величиною якого встановлюють концентрації водорозчинних речовин, наведено в
таблиці 2.21.
Таблиця 2.21 – Визначення окисно-відновного потенціалу ОВП ґрунтових
суспензій методом потенціометрії
№ Типи ґрунтів рН Eh, мВ rH2
Сільськогосподарські
1 6,65-6,60 280-260 22,6-21,7
угіддя в центрі міста
Сільськогосподарські
2 6,20-6,30 290-285 22,0-22,1
угіддя на окраїні міста
Сільськогосподарські
3 угіддя в приватному 7,65-7,75 260-250 23,9-23,8
секторі
4 Поле біля автомагістралі 5,80-5,95 310-295 21,9-21,7
5 Поле біля лісової зони 6,55-6,65 290-280 22,7-22,6
6 Поле біля відстійника 6,85-6,95 280-275 23,0-23,07
За результатами визначень було розраховано показник Кларка за формулою
[20-21]:
. (2.8)
Відомо, що при >27 у ґрунтах переважають процеси окиснення, при
<27 – переважають процеси відновлення [20-21].
Із таблиці 2.12 видно, що у с/г ґрунтах Корсунь-Шевченківського району
переважають процеси відновлення. Вміст водорозчинних речовин спостерігається
у ґрунтах біля автостради, їх ОВП складає 310-295 мВ.
67
2.5 Еколого-агрохімічна паспортизація полів і земельних ділянок в Корсунь-
Шевченківському районі
Еколого-агрохімічна паспортизація полів і земельних ділянок проводиться
відповідно до Наказу Президента України «Про суспільну агрохімічну
паспортизацію земель сільськогосподарського призначення» від 2 грудня 1995
року № 118/95, а також згідно з Керівним нормативним документом «Суцільний
ґрунтово-агрохімічний моніторинг сільськогосподарських угідь України» [16 ] .
Еколого-агрохімічний паспорт – це документ, у якому зосереджена
інформація про родючість ґрунту та його агроекологічний стан. Забезпеченість
ґрунтів поживними речовинами та створення необхідних агрокліматичних умов
для вирощування зернових, технічних, кормових, овочевих та олійних культур є
першою умовою формування сталих високопродуктивних урожаїв. Саме для
забезпечення ґрунтів за показниками еколого-агрохімічної оцінки (агрофізичні,
фізико-хімічні, агрохімічні, екологічні властивості ґрунтів) та вид умов
вирощування культур залежить якість продукції та сировини. Ця паспортизація
здійснюється з використанням якісної оцінки (бонітування ґрунтів і показників їх
санітарно-гігієнічного стану.
Еколого-агрохімічний паспорт земельної ділянки є документом державного
зразка, містить дані щодо агрохімічної характеристики ґрунтів і стану їх
забруднення токсичними речовинами та радіонуклідами. Паспорт земельної
ділянки, яка розташована на орних землях, видається терміном на 5 років, а
паспорт земельної ділянки, яка розташована на сіножатях, пасовищах і
багаторічних насадження, видається терміном на 10 років.
Форма агрохімічного паспорту полів і земельних ділянок затверджена
наказом Мінагрополітики України від 11.10.2011 № 536 [16]. Зразок
агрохімічного паспорта земельної ділянки, поля надано на рисунку 2.16.
68
Рисунок 2.16 – Зразок агрохімічного паспорта земельної ділянки, поля
Заповнення паспорта для ґрунтів с/г призначення Корсунь-Шевченківського
району здійснювалася за літературними джерелами. Для оцінки родючості ґрунту
та його екологічного стану використовують матеріали детального агрохімічного
обстеження ґрунтів та результати короткострокових польових дослідів. На
першому етапі складають агрохімічний паспорт поля, який характеризує сучасний
69
стан родючості ґрунту та ступінь його забруднення токсичними агрохімікатами,
важкими металами та радіонуклідами.
Розробка шкал загального бонітування ґрунтів Корсунь-Шевченківського
району проводилась по методиці на основі єдиних стандартів діагностичних
показників таким чином [15]:
1. Для кожного діагностичного показника, який прийнятий в якості
основного критерію, розраховувався бонітетний бал за формулою:
Б = Ф ∙ 100 / Е, (2.9 )
де Б – бал за типовим діагностичним показником;
Ф – фактичне значення показника;
Е – еталонне (стандартне) значення цього показника.
У якості еталонів (стандартів) прийняті наступні оптимальні значення
діагностичних показників [18 ]:
– для гумусу – 500 т/га у метровому шарі ґрунту;
– для максимально можливих запасів продуктивної вологи – 200 мм
вологи у метровому шарі;
– для рухомих форм фосфору – 20 мг/100 г ґрунту за Кірсановим для
кислих ґрунтів і 45 мг/100 г ґрунту за Мачигіним для карбонатних
ґрунтів;
– для обмінного калію – 17 мг/100 г ґрунту за Кірсановим для кислих
ґрунтів і 40 мг/100 г ґрунту за Мачигіним для карбонатних ґрунтів.
2. З одержаних таким чином балів бонітету для кожної агровиробничої
групи ґрунтів розраховується середньозважений бал бонітету за формулою:
Бс = (Б1Ц1 + Б2Ц2 + Б3Ц3 + Б4Ц4) / (Ц1 + Ц2 + Ц3 + Ц4), (2.10)
де Б1, Б2 – бали бонітету типових показників;
70
Ц1, Ц2 – ціна балу бонітету кожного показника.
Ціна балу бонітету – це частка від ділення значення еталону на 100, тобто
для запасів гумусу це 5,0, для запасів продуктивної вологи 2,0 і т. д.
За розрахунками еколого-агрохімічна оцінка ґрунтів с/г призначення
Корсунь-Шевченківського району склала 51,1 балів (таблиця 2.22).
На другому етапі проводять оцінку родючості ґрунту поля (земельної
ділянки). Для цієї мети використовують нормативні дані урожайності зернових
культур, таких як: пшениця озима, жито озиме, ячмінь озимий, ячмінь ярий,
просо, овес, горох, соя на різних агровиробничих групах ґрунтів з урахуванням
гранулометричного складу, еродованості, солонцюватості.
Нормативна урожайність відповідає середнім показникам родючості ґрунту.
На конкретному полі визначають назву ґрунту і агровиробничу групу, для якої він
належить. За номенклатурним списком агровиробничих групах ґрунтів
встановлюють шифр агрогрупи і врожайність. За результатами агрохімічного
обстеження, нормативну врожайність коригують на агрохімічні показники за
допомогою вже розрахованих поправочних коефіцієнтів [16].
На третьому етапі проводять екологічну оцінку ґрунту. Коли забруднення
немає, то коригування врожайності на екологічні показники не проводиться.
Якщо забруднення спостерігається, коригування проводять за допомогою
поправочних коефіцієнтів.
При інтегральному забрудненні коригування здійснюється на певний з
наявних забруднювачів. Поправочний коефіцієнт на забрудненість агрохімікатами
прийнято за 0,9.
Одержана врожайність зернових культур після коригування є прогнозною
на кожному полі. За нею або бонітетом, який визначався за бальною шкалою,
оцінюють родючість ґрунту [16].
71
Таблиця 2.22 – Агрохімічний паспорт ґрунтів Корсунь-Шевченківського
району
АГРОХІМІЧНИЙ ПАСПОРТ ПОЛЯ, ЗЕМЕЛЬНОЇ ДІЛЯНКИ
Черкаська область Корсунь-Шевченківський район
м.Корсунь-Шевченківський Землекористувач
Сівозміни поле
Середньозважена величина за роки
Методи
Показники стану ґрунту обстеження
визначення
2015р. 2016р. 2017р. 2018р.
1 2 3 4 5 6
Глибина гумусового горизонту, см довідкові дані 30 30 30 30
Гранулометричний стан ґрунту:
ДСТУ 4730:2007 - - - -
фізична глина, %
Мул, %. довідкові дані - - - -
Щільність ґрунту г/см3 ДСТУ 4745:2007 1,82 1,85 1,85 1,86
Продуктивна волога (ММЗПВ) в довідкові дані
161 161 161 161
шарі 0-100см,мм
Гідрологічна кислотність
0,16 0,16 0,16 0,16
мг-екв/100
рН сольове ДСТУ4770 - - - -
рН водне :2007 8,1 8,1 8,2 8,2
сума увібраних основ (Са- Мg)
28,0 27,8 27,9 28,0
мг-екв/100г
тип засолення нормативний - - - -
ступінь засолення документ - - - -
Вміст у грунті: гумусу %, ДСТУ 4289:2004 2,30 2,30 2,30 2,30
азоту, що легкогідролізується,
85,90 85,90 85,90 85,90
мг/кг ґрунту
азоту за нітрофікаційною ДСТУ
85,5 85,5 85,50 85,9
здатністю, мг/кг
сірки,мг/кг - - - -
рухомі сполуки: фосфор, мг/кг 147,0 148,0 147,0 146,0
ДСТУ 4115-2002
калій, мг/кг 80,0 81,0 76,0 70,0
Рухомі форми: марганець ,
ДСТУ 4740:2007 22 22 23 23
мг/кг ґрунту
цинк, мг/кг ДСТУ4770 0,61 0,61 0,60 0,60
мідь, мг/кг ДСТУ4770 0,1±0,02 0,1±0,02 0,1±0,02 0,1±0,02
кобальт, мг/кг ДСТУ4770 0,21 0,20 0,20 0,19
бор, мг/кг 0,82 0,82 0,83 0,83
ДСТУ4770
молібдену, мг/кг - - - -
Важкі метали: кадмій мг/кг ґрунту ДСТУ 0,46 0,46 0,45 0,45
свинець, мг/кг ДСТУ4770:9:200 9,1 9,1 9,0 9,0
ртуть, мг/кг 0,03 0,03 0,03 0,03
Залишки пестицидів: ДДТ і його ДСТУ
н/в н/в н/в н/в
метаболіти ISO14101:2004
72
Продовження таблиці 2.22
1 2 3 4 5 6
гексахлоран (сума ізомерів) мг/кг ДСТУ н/в н/в н/в н/в
2,4Д –амінна сіль мг/кг ISO14101:2004 н/в н/в н/в н/в
Щільність радіоактивного
СОУ 74.3-37- до 1 до 1 до 1 до 1
забруднення цезій – 137 Кі/км.кв
360:200
стронцій – 90 Кі/км.кв До 0,02 до 0,02 до 0,02 до 0,02
Агрохімічна оцінка нормативний 55,3 55,3 55,3 55,3
Еколого-агрохімічна оцінка документ
51,1 51,1 51,1 51,1
Ґрунт, на якому одержають 50 ц/га і більше, оцінюють у 100 балів. У
сучасних виробничих умовах врожайність зернових зустрічається в межах 10-40
ц/га, тоді якість ґрунту буде коливатися на рівні 20-80 балів [16].
2.6 Пропозиції та рекомендації щодо заходів, пов’язаних з охороною і
раціональним використанням ґрунтового покриву у Корсунь-Шевченківському
районі
Ґрунти є важливої складової довкілля, вони відіграють велику роль в
кругообігу хімічних речовин у біосфері і, як атмосфера і Світовий океан, надають
значного впливу на всі біосферні процеси. Особливої цінністю відмічаються
ґрунти, які є першоджерелом більшості природних ресурсів, із чого вони
претерпевають значне техногенне навантаження. Тому найважливішою умовою
збереження біосфери, нормального рослинного покриву і продуктивності
сільського господарства є постійна турбота про охорону ґрунту, його структуру і
властивості, здійснення системи заходів із збереження та підвищення їх
родючості [40].
Як в цілому по Україні, так і в Корсунь-Шевченківському районі, основні
втрати родючості ґрунтів пов’язані з високим ступенем розораності земель і
посиленням ерозійних процесів, порушенням структури сівозмін. Загальними
завданнями по збереженню та відтворенню родючості ґрунтів в Україні є:
73
– оптимізація структури земельних і, в першу чергу,
сільськогосподарських угідь з метою підвищення стійкості
агроландшафтів;
– призупинення падіння вмісту гумусу і досягненні його бездефіцитного
балансу;
– збагачення ґрунтів поживними речовинами;
– захист ґрунтів від ерозії;
– меліорація кислих ґрунтів;
– реконструкція зрошувальних систем;
– упорядкування наявної інформації щодо родючості ґрунтів;
– відпрацювання економічного механізму фінансування заходів по
збереженню та відтворенню родючості ґрунтів [41].
В Корсунь-Шевченківському районі рішенням районної ради біла прийнята
програма охорони та підвищення родючості ґрунтів «Родючість 2019-2020».
Цієї програмою передбачено:
– підвищення рівня застосування органічних, мінеральних та
бактеріальних добрив шляхом внесення їх раціональними способами, в
оптимальних нормах і співвідношеннях та на підставі даних
агрохімічного паспорта земельної ділянки
– проведення хімічної меліорації ґрунтів у науково обґрунтованих обсягах,
термінах та дозах;
– впровадження сучасних систем ґрунтозахисного землеробства з
максимальним використанням елементів біологізації;
– здійснення державного контролю за відтворенням та охороною
родючості ґрунтів на підставі даних агрохімічної паспортизації земель
сільськогосподарського призначення;
– створення та ведення регіонального банку даних якісного стану ґрунтів і
забезпечення функціонування інформаційно-аналітичної системи для
розроблення науково обґрунтованих рекомендацій щодо прийняття
74
виважених рішень про попередження та ліквідацію наслідків негативних
процесів, планування ґрунтозахисних та інших заходів у сфері охорони
родючості ґрунтів.
Стратегічна екологічна оцінка районної програми «Родючість 2019-2020»
показала, що реалізація такої програми дозволить збільшити врожайність с/г
культур на 20-30 %, наддасть великі можливості для розвитку тваринництва,
виробництва сільськогосподарської продукції гарантованої якості, покращення
екологічної ситуації та здоров’я населення в Корсунь-Шевченківському районі
[30].
75
ВИСНОВКИ
Корсунь-Шевченківський район територіально знаходиться в межах
Придніпровської височини, що являє собою малогорбисте плато, пересічене
річковою і густою болотно-яристою мережею. Тому дослідження якості ґрунтів
сільсьскогосподарського призначення були проведені по 6 зразкам, які були
відібрані в різних точках району, з різними насадженнями та складом ґрунту.
Стан ґрунтів сільськогосподарського призначення в межах району
постійно погіршується. Однією з основних причин спаду родючості і недобору
урожаю, безперечно, є наявність в області та районі великої кількості кислих
ґрунтів. Кислі ґрунти (рН < 5,5) займають площу 223,46 тис. га або 20,9% по
області, по досліджуваному району – 30,5 %. Середній агрохімічний бонітет ріллі
по області складає 55,3 бали, по Корсунь-Шевченківському районі – 51,1 бал.
Інтенсивне ведення землеробства різко погіршило балансові показники
поживних речовин і гумусу у землеробстві області та обраному районі
Вміст гумусу в ґрунтах с/г призначення обраного району займає 9 місце у
рейтингу районів Черкаської області і складає 2,30 %. Було визначено, що
зменшення вмісту гумусу у районі здійснюється повільно.
Вміст фосфору у ґрунтах досить високий – 146 мг/кг (по області – 129
мг/кг). Вміст рухомого калію складає всього 70 мг/кг, а по області – 86,6 мг/кг.
В роботі було визначено, що у відібраних зразках ґрунту містяться
мікроелементи в таких кількостях, мг/кг: міді – 0,1; цинку – 0,6; марганцю – 23;
кобальту – 0,19; бору – 0,83. Порівняльний аналіз з оптимальними кількостями,
необхідними для родючості ґрунту показав, що сільськогосподарські ґрунти
району бідні на вміст міді, цинку, кобальту.
Було визначено вміст кальцію і магнію в зразках ґрунтів м. Корсунь-
Шевченківський. Вміст магнію коливається в межах від 0 до 8 мг-екв/100 г, а
кальцію – від 14,4 до 22,4 мг-екв/100г.
76
Визначення окисно-відновного потенціалу ОВП досліджуваних ґрунтових
суспензій методом потенціометрії показало, що його значення знаходяться в
межах 250-310. Найбільший вміст водорозчинних речовин спостерігається у
ґрунтах біля автостради, їх ОВП складає 310-295 мВ. По результатам досліджень
був розрахований показник Кларка, він в роботі складає 21,7-23,9, що свідчить
про наявність процесів відновлення, які відбуваються у ґрунтах м. Корсунь-
Шевченківський.
При проведенні аналізу на засоленість ґрунтів хлоридами, сульфатами,
гідрокарбонатами, було визначено, що ґрунти у м. Корсунь-Шевченківський не
містять хлоридів, сульфатів, гідрокарбонатів.
За результатами аналізу загальних показників якості с/г ґрунтів Корсунь-
Шевченківського району можна сказати, що стан використання та охорони
ґрунтових ресурсів характеризується як незадовільний і має тенденцію до
погіршення. Найбільш важливі причини, що зумовлюють це, такі:
– надзвичайно високий економічно та екологічно не обґрунтований
рівень господарського (передусім сільськогосподарського) освоєння території;
– значна землеємність основних галузей економіки;
– нерівномірне сільськогосподарське освоєння території, внаслідок чого
розораність земель в окремих регіонах досягла надмірних розмірів;
– інтенсивний розвиток деградаційних процесів та наявність значних
площ деградованих земель;
– стихійне формування нових типів землекористування в ринкових умовах
шляхом оренди земельних часток (паїв), які характеризуються нестабільністю,
дрібноконтурністю, черезсмужжям;
– наявність територій, що зазнають постійного впливу небезпечних
стихійних явищ;
– недостатність земель природно-заповідного, лісового та іншого
природоохоронного, рекреаційного, оздоровчого та історико-культурного
призначення;
77
– високий рівень техногенного забруднення навколишнього природного
середовища в багатьох районах, недостатній розвиток екологічної
інфраструктури;
– відсутність державних, регіональних і місцевих програм комплексного
вирішення питань щодо використання та охорони земель;
– недостатнє нормативно-правове та нормативно-методичне забезпечення,
що регулює використання та охорону земель;
– критична нестача внесення мінеральних та органічних добрив,
мікродобрив та хімічних меліорантів [39].
78
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Ломіницька Я.Ф. Склад та хімічний контроль об’єктів довкілля: Навчальний
посібник. / Я.Ф. Ломницька, В.О. Васильльченко, С.І. Чихрій. – Львів:
Новий Світ-2000, 2013. – 589 с.
2. Клименко М.О. Моніторинг довкілля: Підручник / М.О. Клименко, А.М.
Прищепа, Н.М. Вознюк. – К.: Видавничий центр «Академія», 2006. – 360 с.
3. Панас Р.М. Основи моніторингу та прогнозування використання земель:
Навчальний посібник. – Львів: «Новий Світ-2000», 2007. – 224 с.
4. Впровадження європейських стандартів і нормативів у Державну систему
моніторингу довкілля України: Науково-методичний посібник / О.І. Бондар,
О.Г. Тараріко, Є.М. Варламов та інші. – К.: Інрес, 2006. – 264 с.
5. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. 2-е изд. –
М.: Гидрометеоиздат, 1984. – 560 с.
6. Реймерс Н.Ф. Природопользование. – М.: Мысль, 1990. – 638 с.
7. Законодавство України про екологію (3-є вид., перероб. і доп.) / Роїна О.А. –
К.: КНТ, 2007. – 472 с.
8. Зеркалов Д.В. Екологічна безпека: управління, моніторинг, контроль.
Посібник. – К.: КНТ, Дакор, Основа, 2007. – 412 с.
9. Дуднікова І.І. Моніторинг довкілля: Навчальний посібник: У 2-х ч. / І.І.
Дуднікова, С.П. Пушкін. – К.: Вид-во Європ. ун-ту, 2007. – Ч.1. – 273 с.
10. Дуднікова І.І. Моніторинг довкілля: Навчальний посібник: У 2-х ч. / І.І.
Дуднікова, С.П. Пушкін. – К.: Вид-во Європ. ун-ту, 2007. – Ч.2. – 313 с.
11. Моніторинг довкілля: підручник / [ Боголюбов В.М., Клименко М.О.,
Мокін В.Б., та ін.]; за ред.. В.М. Боголюбова і Т.А. Сафранова. – Херсон,
2012. – 530 с.
12. Клименко М.О. Моніторинг довкілля: Практикум / М.О. Клименко, Н.В.
Киорр, Ю.В. Пилипенко. – К: Кондор, 2010. – 286 с.
79
13. Крайнюков О.М. Моніторинг довкілля: Навчальний посібник. – Х.: ХНУ
імені В.Н Каразіна, 2009. – 176 с.
14. Полетаєва Л.М. Моніторинг навколишнього природного середовища:
Навчальний посібник / Л.М. Полетаєва, Т.А. Сафранов. – К.: КНТ, 2007. –
172 с.
15. Медведев В.В. Бонитировка и качественная оценка пахотных земель
Украины. / В.В. Медведев, И.В. Плиско. – Харьков, «13 Типография», 2006.
– 386 с.
16. Методика агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського
призначення / За ред. С.М. Рижука, М.В. Лісового, Д.М. Бенцарського. – К.,
2003. – 64 с.
17. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. – Харьков: Антиква, 2003. – 428
с.
18. ДСТУ 4362:2004. Якість ґрунту. Показники родючості ґрунтів. – Київ,
Держспоживстандарт України, 2005. – 20 с.
19. Агрохімічний аналіз: Підручник / М.М. Городній, А.П. Лісовал, А.В. Бикін
та ін../ За ред. М.М. Городній. – 2 –ге видання. – К.: Арістей, 2005. – 476 с.
20. Мислюк О.О. Основи хімічної екології / Навчальний посібник. – К.:
Кондор, 2012. – 660 с.
21. Мислюк О.О. Практикум з хімічної екології: Навчальний посібник. – К.:
«Кондор – Видавництво», 2012. – 304 с.
22. Мусієнко М.М. Екологія рослин. Підручник. – К.: Либідь, 2006. – 432 с.
23. Білявський Г.О. Основи екології: теорія та практикум. Навчальний
практикум / Г.О. Білявський, Л.І. Бутченко, В.М. Навроцький. – К.: Лібра,
2002. – 352 с.
24. Аналітична хімія /В.В. Болотов, О.М. Свєчнікова, С.В. Колісник, Т.В.
Жукова та ін.. – Х.: Вид-во НФаУ; Оригінал, 2004. – 480 с.
25. Аналітична хімія. / Ф.Г. Жаровський, А.Т. Пилипенко, І.Ф. П’ятницький. –
К.: Вид-во «Вища школа», 1999. – 560 с.
80
26. Барковський Е.В. Аналитическая химия: Учебное пособие / Е.В.
Барковський, С.В. Ткачев. – Мн.: Вышая школа, 2004. – 351 с.
27. Корсунь-Шевченківський район. Матеріал з Вікіпедії – вільної
енциклопедії [Електронний ресурс]. – Режим доступу :
https://uk.wikipedia.org/wiki/%DO%.
28. Маньковська Р.В. Корсунь-Шевченківський // Енциклопедія історії України
: у 10 т. / ред. кол. : В.А. Смолій та ін., Інститут історії України НАН
України. – К.: Наукова думка, 2009. – Т. 5. – С. 194. – ISBN 978-966-00-
0855-4.
29. Ніколенко А.Г. Корсунь-Шевченківський // Енциклопедія сучасної України
: у 30 т. / ред. кол. І.М. Дзюба та ін., НАН України, НТШ, Координаційне
бюро енциклопедії сучасної України. – к,, 2003-2019. – ІSBN944-02-3354-Х.
30. Про районну програму охорони та підвищення родючості ґрунтів Корсунь-
Шевченківського району «Родючість 2019-2020» [Електронний ресурс]. –
Режим доступу : https://korsunr.gov.ua/rayonna-rada/materiali-do-chergovoyi-
sesiyi/255-41-a-sesija/9598-pro-rajonnu-programu-ohoroni-ta-pidvischennja-
rodjuchosti-gruntiv-korsun-shevchenkivskogo-rajonu-rodjuchist-2019-2020.html
31. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища в
Черкаській області у 2017 році. – Черкаси, 2018 [Електронний ресурс]. –
Режим доступу : eco.ck.ua/docs/ Dop_2017.pdf.
32. Екологічний паспорт Черкаської області за 2017 рік .[Електронний ресурс].
– Режим доступу : eco.ck.ua/docs/ Ecopasport_2017.
33. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища в
Черкаській області у 2018 році. – Черкаси, 2019 [Електронний ресурс]. –
Режим доступу : eco.ck.ua/docs/ Dop_2018.pdf.
34. Екологічний паспорт Черкаської області за 2018 рік .[Електронний ресурс].
– Режим доступу : eco.ck.ua/docs/ Ecopasport_2018.
81
35. Лоханська В.Й. Вивчення забруднення агроценозів пестицидами.
[Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://www.nbuv.gov.ua/e-
Journals/nd/2008-2/08lvioap.pdf.
36. Довкілля Черкащини за 2017 рік. Статистичний збірник. / За редакцією
В.П. Приймак. – Черкаси, 2018. – 155 с.
37. Гончаренко Т.П. Практикум з дисципліни «Моніторинг довкілля» для
здобувачів освітнього ступеня «бакалавр» зі спеціальності 101 «Екологія»
усіх форм навчання : навч. посіб. / Т.П. Гончаренко : М-во освіти і науки
України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2018. – 157 с.
38. Коростелев П.П. Приготовление растворов для химико - аналитических
работ. – М.: Изд-во «Наука», 1964. – 399 с.
39. Про схвалення Концепції Загальнодержавної програми використання та
охорони земель на період до 2022 року. [Електронний ресурс]. – Режим
доступу : https://zsu.org.ua/novini/tsentralni-organi-vladi/1909-q-2022-q.
40. Пропозиція - Головний журнал з питань агробізнесу. [Електронний ресурс].
– Режим доступу : https://propozitsiya.com/ua/biologichno-aktyvni-grunty-yak-
yih-sformuvaty.
41. Програма з охорони і підвищення родючості ґрунтів Христинівського
району «Родючість» на 2017-2020 роки. – Христинівка 2017 [Електронний
ресурс]. – Режим доступу : http://rada-
khryst.gov.ua/images/doc/diiuchi_prohramy_raionnoi_rady/prohrama_rodiuchist
_2016-2020_roky.doc
82
ДОДАТКИ
83
ДОДАТОК А
АПРОБАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РОБОТИ
84
85
86
87
88
89