Сумарне (загальне) випаровування. 2 страница

64. Електрофізичні особливості ґрунтів, причини і вплив на властивості ґрунтів.

65. Електропровідність ґрунтів, прикладне значення і способи визначення.

електропровідність ґрунту - Здатність ґрунту проводити електричний струм. Залежить від вологості ґрунту, фазового стану вологи, вмісту в ґрунті солей, її температури, щільності, гранулометричного складу і т. д. Кількісно характеризується коефіцієнтом питомою електропровідності ґрунту. Коефіцієнт питомої електропровідності грунту - кількісна характеристика електропровідності грунту. Рівний коефіцієнту пропорційності між щільністю електричного струму і градієнтом напруги електричного струму. Розмірність 1/ом (зворотний ом). К. у. е.. п. знаходиться в прямій залежності від вологості п., вмісту розчинних солей, температури і ряду інших факторів.

66. Магнетизм ґрунтів.

Магнітні властивості ґрунтів, як і будь-якої речовини, проявляються в їх здатності намагнічуватися в магнітному полі. Одним з найбільш важливих показників магнітних властивостей грунтів є магнітна сприйнятливість (ае)

де / - намагніченість ґрунтового зразка; Я-напруженість магнітного поля, що викликав цю намагніченість.

Магнітна сприйнятливість є мірою намагніченості зразка під дією зовнішнього магнітного поля.

Магнітні властивості грунтів пов'язані в основному з їх твердою фазою, до складу якої входять первинні та вторинні мінерали, а також органічна речовина, що володіють різними за своєю природою магнітними властивостями. Вони можуть бути діамагнітними, парамагнітними і феромагнітними. У діамагнетиків ж <О, при цьому дуже мала за абсолютним значенням (~ 10 ~ ~ 5ед. СІ), у парамагнетиків ае> 0 і більш високі значення за абсолютним значенням (до 10 ~ 2 од. СІ). Для феромагнетиків характерні незрівнянно більші значення магнітної сприйнятливості

Типові представники діамагнетиків в ґрунтах - кварц, каолініт, гіпс, ортоклаз, кальцит, органічна речовина. Парамагнітними компонентами є авгит, доломіт, мусковіт, монтморилоніт, вермикуліт. До феромагнітним компонентів ґрунтів відносяться мінерали, що містять залізо, нікель, кобальт, титан, залізоорганічні та інші сполуки

67. Радіоактивність ґрунтів. Її причини і значення.

Радіоактивність грунтів - здатність грунтів до випускання α, β, γ-λ променів, обумовлена ​​наявністю в п. і материнських породах природних і штучних радіонуклідів. До групи природних радіонуклідів входять: 238U, 235U, 232Th і продукти їх розпаду (Ra, Rn, Th та ін), а також 40К, 87Rb, 14C і 3Н. Крім природних радіонуклідів в даний час відомо понад 1300 штучних, найбільш важливими з них є: 90Sr, 137Cs, 131J, 89Kr, 3H. Вони можуть створювати небезпеку для здоров'я населення у разі забруднення сільськогосподарських рослин, питної води, продуктів харчування, повітря. Природна радіоактивність ґрунтів визначається як фон при вивченні різних властивостей ґрунту за допомогою радіоактивних ізотопів, а також для контролю забруднення ґрунтів штучними радіонуклідами

68. Природна радіоактивність, її походження і значення.

Вона обумовлена ​​двома групами радіоактивних елементів - первинними, які містяться в материнських породах і увійшли до складу ґрунтів, і космогенних - надходять у ґрунт з атмосфери, утворення яких відбувається при взаємодії космічного випромінювання з ядрами стабільних елементів. Первинні радіонукліди представлені ураном (238U, 235U) 5 торієм (232Th), радієм (226Ra), радоном (222Rn, 220Rn), ізотопами калію (40K), рубідію (8'Rb), кальцію (48Ca), цирконію (96Zr) і др.; космогенні представлені тритієм (3H), берилієм (7Be, 10Be) і вуглецем (14Q.

Усі природні радіоактивні ізотопи, як правило, довго-живуть з періодом напіврозпаду I О8-1016 років, що випускають альфа-і бета-частинки і гамма-промені. Природна радіоактивність визначається в основному вмістом урану, торію, радію і ізотопу калію. У грунтах радіонукліди знаходяться в дуже малих кількостях, в розсіяному стані.

Валовий вміст радіонуклідів у ґрунтах перш за все залежить від материнських порід. Наприклад, ґрунти, що сформувалися на збагачених фосфором породах, містять підвищені концентрації урану. Вміст природних радіоактивних елементів в ґрунтах залежить також від ступеня зміни материнської породи в процесі грунтоутворення, а кількісні зміни за профілем - від типу ґрунтоутворення. Опідзолювання, осолодіння, лесиваж, осолонцювання призводять до виносу природних радіонуклідів з елювіальних горизонтів в ілювіальні. У лісостепових ґрунтах і ґрунтах степових областей профільна диференціація змісту радіоелементів збігається з типовими профільними закономірностями змін до них гранулометричного складу, оксидів заліза і алюмінію.

69. Штучна радіоактивність ґрунтів.

Вона є наслідком забруднення грунтів радіонуклідами в результаті термоядерних вибухів, аварій на атомних електростанціях, внесення в грунт фосфорних добрив, часто містять ізотопи урану, забруднення грунту відходами атомної промисловості, зольними викидами теплових електростанцій, що працюють на вугіллі і горючих сланцях, що містять уран, радій, торій, полоній. Всім відомі трагічні наслідки скинутих США атомних бомб в кінці другої світової війни на міста Японії Хіросіма і Нагасакі, наслідки аварії на Чорнобильській АЕС в Білорусії. Радіоелементи розносяться вітром, дощовими і талими водними потоками, розширюючи зони радіоактивних забруднень грунтового покриву та природних вод, піддаючи радіоактивного опромінення живі організми.

Особливістю радіоактивних забруднювачів є те, що вони зазвичай не змінюють рівень родючості грунтів, але накопичуються у врожаї. Тому на продукти харчування для людини і. корми для тварин встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК) радіонуклідів.

У ґрунтах більш важких і гумусованих антропогенні радіонукліди активніше і надовго закріплюються у верхньому гумусового горизонту. У ґрунтах ж легких вони можуть мігрувати протягом 10-15 років на глибину 40-50 см. В екологічному відношенні особливо небезпечні довгоживучі антропогенні радіонукліди: 90Sr, 106Ru, 129J, 137Cs, 144Ce, 226Ra, 232Th, 238U, 239Pu. У стронцію-90 період напіврозпаду 28 років, у цезію-137 - 33 роки, а у деяких інших довгоживучих радіонуклідів він становить сотні років. Цезій і стронцій найбільш активно залучаються в біологічний круговорот речовин завдяки тому, що цезій є аналогом калію, а стронцій - кальцію. Основна кількість стронцію і цезію, що надійшло в рослини, накопичується в їх надземної маси, а інших радіонуклідів - в корінні. У врожаї сільськогосподарських культур вміст стронцію можна зменшити в 4-5 разів, застосовуючи органічні і мінеральні добрива, а на кислих ґрунтах - вапно. Стронцій-90 затримується в організмі людини і тварин набагато довше, ніж цезій-137

70. Методи визначення радіоактивності ґрунтів.

71. Просторово–географічний аналіз радіоактивного забруднення ґрунтів України.

Концентрація природних радіонуклідів у ґрунті змінюється у широких межах і залежить від інтенсивності ґрунтоутворювальних процесів. У ґрунтовому покриві найбільше міститься радіоактивного калію (до 2,5%

його маси), тоді як урану, торію чи радію у сотні й мільйони разів менше. Вміст радіоактивних речовин змінюється залежно від типу ґрунту. Наприклад, у дерново-підзолистих ґрунтах щільність 40К лише 4 пКі/г, а у чорноземах перевищує 11 пКі/г. Різниця у концентрації радіонуклідів також залежить від повноти їхнього поглинання (сорбції) ґрунтовим комплексом і стійкості закріплення у поглиненому стані. На інтенсивність сорбційних процесів у ґрунтах впливає їхній гранулометричний склад. Накопичення 137Cs i 90Sr зумовлене не лише розміром фракцій

частинок, їхнім хімічним складом, але й різним мінеральним складом. Найвищі рівні техногенного забруднення 137Cs i 90Sr спостерігаються на дерново-підзолистих ґрунтах, дещо менші – на сірих лісових ґрунтах і найнижчі – на чорноземах.

Техногенні радіонукліди надходять у ґрунтовий покрив переважно з атмосфери. Вже через декілька років після випадання радіоактивних речовин на земну поверхню більша їхня частина потрапляє у тканини рослин, а звідти – у корм тварин та їжу людини. Інтенсивне поглинання ґрунтами радіонуклідів перешкоджає їхньому вертикальному пересуванню по ґрунтовому профілю та проникненню у ґрунтові води і підстилаючі гірські відклади. Так радіоактивні елементи на природних луках, сіножатях і пасовищах затримуються у верхньому шарі завтовшки 0–5 см, а на ріллі переважно в орному шар.

72. Водно–повітряні властивості і шляхи їхнього регулювання.

73. Фізичні властивості ґрунтів і осушувальні меліорації.

Меліорація земель сприяє збереженню і підвищенню родючості грунтів, зростання врожайності, стійкості землеробства, пом'якшення впливу коливань природно-кліматичних умов на результати виробництва Осушувальні меліорації є одним з основних напрямів розвитку водного господарства країни. Ними забезпечуються високі врожаї сільськогосподарської продукції на землях, до цього малопридатних для такого використання. Осушення широко поширене на територіях, де є заболочені і перезволожені землі. Осушувальні меліорації належать до факторів швидкої і глибокої трансформації просторової структури, ґрунтових режимів і процесів, які спричинюють зміни властивостей ґрунтів, у тому числі й гранулометричного складу.

74. Трансформація фізичних властивостей ґрунтів під впливом осушувальних меліорацій.

Гранулометричний склад – важлива генетична й агрономічна характеристика

ґрунту, тісно пов’язана з властивостями ґрунтотворних порід. Він

відображає їхню трансформацію в процесі ґрунтотворення, є одним з

індикаторів змін, що відбуваються у ґрунті внаслідок антропогенного

впливу (осушення, зрошення, рекультивація тощо) та різних умов

сільськогосподарського використання ґрунтів. Осушувальні меліорації належать до факторів швидкої і глибокої трансформації просторової структури, ґрунтових режимів і процесів, які спричинюють зміни властивостей ґрунтів, у тому числі й гранулометричного складу

Питання трансформації гранулометричного складу ґрунтів під впливомантропогенези розглянуте у працях С.П. Позняка, Ф.Р. Зайдельмана і А.П.Шварова, М.С. Сі-макової і В.Ю. Гельцер, В.Г. Гаськевича [3–6, 11, 12].Дуже мало аналізують зміни гранулометричного складу ґрунтів у контексті розвитку деградаційних процесів. Тому вивчення змін гранулометричного складу ґрунтів під впливом осушувальнихмеліорацій, деградаційних процесів, зумовлених цими змінами, єактуальним.

75. Фізичні властивості ґрунтів і зрошувальні меліорації.

Зрошення змінює водний і сольовий режими чорноземів південних і впливає на їх фізичні, хімічні та фізико-хімічні властивості. Динаміка таких змін має сезонний та багаторічний хід, а амплітуда визначається комплексом супутніх факторів. Іноді зміна властивостей ґрунтів під впливом зрошення може мати негативний характер внаслідок невластивого їх природі збиткового надходження вологи, використання для поливу води підвищеної мінералізації, порушення режимів зрошення та технології вирощування сільськогосподарських культур. В результаті спостерігається активізація процесів осолонцювання та засолення. Це призводить до погіршення фізичного стану ґрунтів, який проявляється через злитність та ущільнення ґрунтового профілю. Довгострокове зрошення трансформує гранулометричний склад і впливає на фізичні властивості ґрунту. З гранулометричним складом пов’язані його повітряний і тепловий режими. Численні дослідження показують, що при зрошенні відбувається зростання кількості мулистих та глинистих компонентів (вміст фракцій діаметром 0,05 - 0,01 мм і 0,005 - 0,001 мм) і їх міграція по ґрунтовому профілю.Диспергування та деструкція ґрунтових часток призводить до збільшення питомої поверхні ґрунту, рухомості гумусу, зміни напрямку обмінних процесів.

76. Фізична деградація ґрунтів, критерії оцінки і шляхи регулювання.
Дані різних досліджень показують, що деградація фізичних властивостей ґрунтів широко розповсюджена в Україні. Великий вплив на процес погіршення фізичних властивостей ґрунтів за зрошення справляють хімічні властивості зрошуваної води: наявність у ній навіть невеликих кількостей сполук колоїдного кремнезему, карбонатів натрію і магнію, хлористих і сірчанокислих солей спричиняє негативну післядію, наростання осолонцювання.

Важливими причинами розвитку несприятливих фізичних явищ і процесів у ґрунтах під час зрошення є недостатньо високий рівень культури землеробства, а також невеликі обсяги застосування хімічних меліорантів для ґрунтів і поливних вод, засолення, заболочування. Особливо несприятливі інтенсивні способи подачі поливної води.

Істотна особливість зрошуваного ґрунту в порівнянні з незрошуваним полягає у виразному виявленні пластичної деформації, яка є причиною підвищеної консолідації ґрунтової маси. Наростання пластичних деформацій покращує взаємну орієнтацію кристалічних доменів, одночасно підвищується щільність упаковки агрегатів у ґрунті, що спричиняє розвиток процесів злитоутворення на зрошуваних ґрунтах.

Отримані вченими Інституту агрохімії і ґрунтознавства УААН результати досліджень підтвердили, що тривале зрошення може істотно змінити фізичні і фізико-механічні властивості ґрунтів (у негативний бік). Очевидно, як зазначають вчені, основна причина цього — різні види деформації ґрунту під впливом сільськогосподарської техніки, які більшою мірою проявляються в умовах зрошення, ніж на незрошуваних землях. Механічна дія крапель поливної води під час дощування, затиснутого повітря за поливів по смугах, борознах і затоплення, очевидно, накладається на дію машин.

Щоб знизити негативний вплив тривалого зрошення на фізичні і фізико-механічні властивості, необхідно зменшити консолідацію ґрунту і зняти залишкову пластичну деформацію, застосувавши з цією метою інтенсивні заходи кришіння.

Підвищена ущільненість призводить до погіршення інших агрономічно та екологічно важливих властивостей ґрунту. Результати досліджень свідчать, що зі зростанням ущільнення погіршується структурний стан чорноземів, знижується їх водопроникність.

Отже, фізичну деградацію, й особливо ущільнення, треба враховувати в системі заходів щодо охорони ґрунтів і взагалі в концепції сталого землекористування. В Україні увагу до фізичної деградації обов'язково треба посилити, бо тут діє цілий ряд об’єктивних ґрунтово-кліматичних і господарських факторів, які сприяють розвитку ущільнення. Це переважно середній і важкий гранулометричний склад ґрунтів; досить висока (наближена до фізичної спілості) вологість під-посівного шару зораного восени поля у весняний період; значні величини питомого опору ґрунту, що обмежує можливості суміщення ґрунтообробних операцій, внесення добрив і сівби. На цьому, в цілому несприятливому фоні, в країні працює величезна кількість енергонасичених важких машин і знарядь, не знайшов широкого впровадження мінімальний механічний обробіток ґрунту, занижені дози гною (фактор, який сприяє підсиленню антидеградаційної здатності ґрунту).

Усунення деградації ґрунту — найважливіший етап, без реалізації якого не можна навіть вести мову про стале землекористування і сталий розвиток країни.

77. Агрофізична деградація ґрунтів.

Відсутність достатньої кількості органічних добрив, порушення агротехнічних строків і якості проведення заходів обробітку ґрунту і значний механічний тиск на ґрунти призводить, насамперед, до їх фізичної деградації: переущільнення, втрати структури, погіршення бу-дови, водо-, повітро- і коренепроникності. Це такзвані старі, добре відомі явища. Поряд із ними формуються нові типи деградацій, які істотно знижують екологовідтворні й продуктивні функції ґрунтового покриву: зменшення глибини кореневмісного шару ґрунту внаслідок поступового нагромадження деформації у підорному шарі; звуження діапазону активної вологи (через підвищення рівноважної щільності будови ґрунту); погіршення технологічних параметрів орного шару внаслідок збільшення грудкуватості (причина — скорочення строку перебування ґрунту в стані фізичної спілості); погіршення водного

режиму орного шару (у результаті зменшення ємності шару, підсилення випаровування і внутрішньоґрунтових низхідних потоків на межі із плужною підошвою); часті прояви посух і кіркоутворення внаслідок більшої контрастності режимів зволоження — висушування і втрати кальцію із вбирного комплексу на виораних ґрунтах.

Явища фізичної деградації ґрунтів в Україні набули такого поширення, що можна встановити неозброєним оком без спеціальних обстежень: грудкувата рілля утворюється навіть за обробітку поля плугом у стані фізичної спілості; багато прикладів, коли волога на полях застоюється після зливових опадів навіть інколи з весни до середини літа, а то й до осені; на поворотних, особливо ущільнених, смугах погано заробляється насіння під час сівби; кореневі системи культурних рослин переважно розвиваються у приповерхневих шарах ґрунту. Підвищена еродованість земель також є наслідком фізичної деградації ґрунтів.

Фізична деградація призвела до того, що орні землі втратили влас-тиву природним ґрунтам стійкість до навантажень.

78. Фізичні властивості і агроекологічний стан ґрунтів.

Загальними фізичними властивостями ґрунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного ґрунту і його пористість.

Щільність твердої фази - інтегрована щільність всіх компонентів твердої фази ґрунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки). Верхні горизонти ґрунту мають меншу щільність, ніж нижні тому, що щільність гумусу становить 1.4-1.8, а щільність мінеральних компонентів - 2.3-3.3.

Щільність ґрунту - маса одиниці об'єму ґрунту в непорушеному і сухому стані. Завдяки наявності пор, виповнених повітрям, щільність ґрунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Так, щільність ґрунту верхніх горизонтів становить 0.8-1.2 г/см³, а нижніх - 1.3-1.6 г/см³, щільність твердої фази відповідно 2.4-2.6 і 2.6-2.7.

Пористість ґрунту - сумарний об'єм всіх пор між частками твердої фази одиниці об'єму. Цю величину розраховують за формулою%,

де V - щільність ґрунту;

D - щільність твердої фази ґрунту;

- об'єм твердої фази ґрунту;

- об'єм пор в одиниці об'єму.

Загальні фізичні властивості ґрунту залежать від мінерального, механічного і структурного складу. Так, гумусний горизонт структурного ґрунту (наприклад, чорнозему) має високу пористість (до 70%), а безструктурного глинистого ґрунту значно меншу (<50%)

Сучасний кризовий стан земельних ресурсів України, зниження родючості ґрунтів та поширення ґрунтових деградаційних процесів зумовлюють потребу істотних змін у господарській діяльності людини та природокористуванні. У зв'язку з цим, надзвичайно важливим та актуальним є застосування комплексного підходу до оцінки сучасного агроекологічного стану земель як основи для надання науково обґрунтованих рекомендацій щодо раціонального землекористуван Однією з гострих екологічних проблем України с погіршення екологічного стану орних земель, забруднення їх токсичними речовинами різного походження, зниження ґрунтової родючості внаслідок різкого зменшення обсягу застосування органічних і мінеральних добрив. Багаторічна урбанізація та індустріалізація територій спричинили глибокі зміни природних властивостей земель, утрату ними само-відновлюваної Як наслідок цього ознаки деградації спостерігаються майже на всій площі природних угідь. На фоні глибокого порушення екологічної рівноваги між природними та зміненими господарською діяльністю угіддями, інтенсивного прояву водної ерозії, якої зазнають 13,4 млн. га сільськогосподарських угідь, у тому числі — 10,6 млн. га орних земель, дефляції, якій систематично піддаються понад 5 млн. га найбільшу небезпеку для ґрунтового покриву України являє собою "агрохімічна деградація", тобто прискорене збіднення ґрунтів на елементи родючості, погіршення реакції ґрунтового середовища, гумусового стану ґрунтів і поживного режиму. Територіально цей процес набув і глобального характеру. Більше 20% території України забруднено різними токсичними сполуками, в тому числі значні площі забруднені радіоактивними ізотопами. Геологічні негативні явища поширені більш як на 50% території України За таких умов найактуальнішим завданням науковців є розробка заходів щодо збереження фонду екологічно чистих земель України, підтримання на високому рівні родючості ґрунтів, підвищення стійкості рослин до некерованих техногенних навантажень.

Дата добавления: 2015-05-23