Лекція №5. Ґрунтовий розчин

Склад грунтових розчинів дуже різниться, тому що формування його складу –складний процес, обумовлений як абіотичними, так і біотичними факторами та компонентами грунту, а через них і екосистеми в цілому. Склад грунтового розчину залежить від кількості та якості атмосферних опадів, від складу твердої фази грунту, кількісного та якісного складу живого та мертвого рослинного матеріалу в надземних та підземних ярусах біогеоценозу, біологічної активності та життєдіяльності мезофауни та мікроорганізмів.

Всі речовини, що входять до складу рідкої фази грунту, можуть знаходитись в істинно розчинному або колоїдно-розчинному станах. Колоїдно розчинні речовини представлені в основному золями кремнекислоти та півтораоксидів заліза та алюмінію, органічними та органо-мінеральними сполуками. За даними К.К.Гедройца колоїди складають 1/10-1/4 частини від загальної кількості речовин , що містяться в  грунтовому розчині.

До найважливіших катіонів грунтового розчину відносяться Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, K⁺, Na⁺, NH,H⁺, Al⁺⁺⁺, Fe⁺⁺⁺, Fe⁺⁺.Серед аніонів переважають HCO , CO,NO, NO, Cl^-, SO,H2PO, HPO.

Залізо, алюміній та ряд мікроелементів (Cu, Ni, V, Cr, B, Mn та інші) в грунтових розчинах знаходяться в основному у вигляді комплексних органомінеральних сполук, де органічна частина комплексів представлена гумусовими та низькомолекулярними органічними кислотами, поліфенолами та іншими органічними сполуками.

В таблиці представлений склад грунтового розчину чорнозему звичайного за даними Т.Л.Бистрицької(1981)

Таблиця 1. Склад грунтового розчину чорнозему звичайного під повзучо-пирейною асоціацією (за Т.Л.Бистрицькою)

* – середні арифметичні за результатами 23 досліджень

Згідно представлених даних в таблиці грунтові розчини чорноземів звичайних характеризуються наступними особливостями:

1. Концентрація грунтових розчинів верхнього гумусового горизонту складає в середньому 1г/л. При цьому максимальна концентрація зафіксована в верхньому 0-10см шарі грунту, а з глибиною спостерігається чітко виражене зменшення загальної концентрації грунтового розчину.

2. Основними складовими грунтового розчину чорнозему звичайного є : гідрокарбонатний, кальцієвий іони та органічний вуглець. Наступну групу складають магнієвий, сульфатний та хлоридний іони. В найменших кількостях знаходяться іони калію, натрію та нітратів.

3. Грунтові шари гумусового горизонту завжди мають гідрокарбонатнокальцієвий склад, нейтральну або слаболужну реакцію.

4. Вміст мінеральних компонентів в грунтовому розчині чорнозему в 4-7 разів перевищує вміст органічного вуглецю.

Певну цікавість заслуговує порівняльна характеристика хімічного складу водної витяжки (позбавлення 1:5) та грунтового розчину  (одержаного методом пресування). В таблиці представлені дані А.А.Кизилової (цитую за Н.Н.Горбуновим (1957)). З приведених в таблиці даних видно, що кількість іонів Na та Cl в водній витяжці та грунтовому розчині приблизно однакове, а вміст іонів Ca та SO₄ більше в витяжці, ніж в грунтовому розчині. Це явище можна пояснити наступним чином.

Таблиця 2. Склад водної витяжки та грунтового розчину в мг-екв на 100г грунту солончаку (за А.А.Кизиловою)

Водна витяжка готується при порівняльно великому співвідношенні між водою і грунтом. Такого співвідношення не буває в природному стані грунту. При приготуванні витяжки, важкорозчинні солі, наприклад, сірчанокислий вуглекислий та фосфорнокислий кальцій частково розчинюється і тому в водній витяжці їх визначається більше.

Таким чином, можна сформулювати основні недоліки аналізу водної витяжки:

1. Можна отримати не зовсім вірні результати по реальному вмісту солей в грунті.

2. При приготуванні водної витяжки проходить обмін поглинутих катіонів на катіони розчинених в воді солей. Внаслідок цього склад природного грунтового розчину міняється.

Вказаним недолікам можна запобігти, аналізуючі природні грунтові розчини або проводити аналіз безпосередньо в грунті (in situ), про що ми вказували раніше.

Разом з тим, метод водної витяжки, залишаючись основним для контролю солевого стану грунтів, одночасно дозволяє також шляхом розрахунків отримувати дані про концентрації грунтових розчинів, які характеризують точні умови існування рослин на даному грунті (Н.Г.Мінашина, 1970).