Тепловий баланс діяльності поверхні ґрунту – сукупність приходу і витрати потоків всіх видів енергії, що трансформується в енергію теплову і навпаки, на межі між діяльною поверхнею і атмосферою за певний проміжок часу. Він виражається рівнянням:
R = LE + P + A,
де R – радіаційний баланс, кДж/м2с;
LE – прихована теплота випаровування;
E – величина випаровування або конденсат;
P – витрати тепла на турбулентний обмін;
A – теплообмін між діяльною поверхнею і нижчележачими шарами.
Дернові глинисто-піщані на древньоалювіальних пісках ґрунти володіють сприятливим тепловим режимом, що дозволяє вирощувати на них сільськогосподарські культури усього спектру господарства регіону.
Водний режим ґрунту – це сукупність явищ надходження води в ґрунт, її переміщення, змін фізичного стану, втрати з ґрунту. Кількісний вираз водного режиму ґрунту – її водний баланс, що враховує початкові і кінцеві запаси води в ґрунті за певний розрахунковий період часу.
До елементів водного режиму належать: поглинання, фільтрація, капілярне підняття, поверхневий стік, низхідний та боковий стоки, фізичне випаровування, десукція, замерзання, розмерзання, конденсація води.
Регулювання водного режиму ґрунтів здійснюється комплексом прийомів. Цілеспрямовано змінюючи прибуткові і витратні статті водного балансу, можна впливати на загальні і корисні для рослин запаси води в ґрунтах і сприяти цим отриманню високих і стійких урожаїв.
Дернові глинисто-піщані ґрунти характеризуються високою пористістю, яка забезпечує можливість оптимального зволоження ґрунту. Дощова і поливна вода легко поглинається, проникає на значну глибину, добре утримується капілярами і економно витрачається.
Поживним режимом ґрунту називають надходження, перетворення (зміна доступності), пересування і витрачання основних елементів мінерального живлення рослин.
Головні хімічні елементи, нестача яких сильно обмежує урожай, – азот, фосфор і калій.
Валовий вміст азоту в ґрунті залежить від кількості органічної речовини ґрунту.
Оскільки розкладання гумусу в тепловий період року – процес безперервний, то в ґрунті завжди міститься три групи сполук азоту різної доступності для рослин:
– мінеральні сполуки азоту, представлені нітритом, нітратами, солями амонію. Ці сполуки можуть безперервно засвоюватися рослинами;
– летогідралізуючі органічні сполуки – амінокислоти, деякі білкові речовини;
– негідралізуючі органічні сполуки, непіддатливі розкладанню розбавленими розчинами мінеральних кислот.
Вміст гумусу у дерново глинисто-піщаних ґрунтах на древньоалювіальних пісках приблизно становить близько до 30 %, у складі гумусу переважають гумінові кислоти і гумати Ca і Mg.
Агрохімічні показники досліджуваного ґрунту незадовільні. Він має потужний ґрунтовбирний комплекс з ємністю поглинання 10 – 12 мг-екв/100 г ґрунту. Він має нейтральну реакцію у верхніх горизонтах (рН сольове 6,5 – 6,9), яка з глибиною по профілю змінюється до теплої (рН сольове 4,6 – 4,9), яка з глибиною реакція змінюється в бік лужної (рН водне 7,5 – 8). Гідролітична кислотність цих ґрунтів невисока – близько 2 мекв/100 г ґрунту. Структура ґрунту нестійка. Фізичні і водно-фізичні властивості ґрунту різко змінюються за профілем: щільність і максимальна гігроскопічність найбільша і І – горизонті, а пористість та аерація тут мінімальні. Щільність твердої фази становить близько 4,8 г/см3. Щільність ґрунту становить 1,5 – 2 г/см3.
Джерела антропогенного забруднення ґрунтового покриву дуже різноманітні. З хімічних речовин, що забруднюють сільськогосподарські угіддя, особливо небезпечними токсикантами є дуже багато сполук та елементів, що мають мутагенні, канцерогенні та ембріотоксичні властивості. В ґрунті можуть накопичуватись радіоактивні речовини. А також різноманітні забруднювачі ґрунту, а це може бути забруднення нітратами.
Основні джерела забруднення ґрунтів нітратами – мінеральні добрива, рідкі стоки з тваринницьких комплексів, природні опади. Нітрати постійно циркулюють в атмосфері, земних і водних екосистемах. Їх перетворення і міграція здійснюється біогенними та абіогенними шляхами через повітря, воду, ґрунт, мікроорганізми, рослини, тварини й людину.
Підвищений вміст нітратів у ґрунті спричинює інтенсивне накопичення їх в рослинах, що відіграють роль бар’єра в міграції нітратів у навколишнє середовище. Прямою залежністю від кількості внесених добрив характеризується і забруднення ґрунтів та рослинницької продукції нітратами. Високий його рівень пов’язаний також і з незбалансованістю між основними елементами живлення і високим співвідношенням між органічними і мінеральними добривами. Збільшення цього співвідношення до величин понад 1 : 12 тонн органічних добрив на кілограм діючої речовини мінеральних добрив призводить до затухання ґрунтотворного процесу, уповільнення гуміфікації. Використання високих доз добрив призводить не тільки до втрати гумусного фонду, а й до інших негативних наслідків: змінюють чисельність, видовий та груповий склад мікроорганізмів, зазнає розвитку патогенна мікрофлора. Надлишок нітратів обумовлює зміну окислювально-відновного потенціалу та газового режиму ґрунтів. Рівень накопичення нітратів у рослинах залежить від генезису ґрунту, вмісту в ньому органічної речовини та мінерального азоту, кліматичних чинників, умов мінерального живлення.
Пестициди
Надмірне використання пестицидів завдає шкоди довкіллю, включаючи тварин та людину. Нешкідливих пестицидів не існує, багато з них завдають вираженої канцерогенної та мутагенної дії. Потрапляючи з продуктами харчування до організму людини, пестицидні препарати можуть спричинити низку захворювань: алергію, дерматит та інші.
Деякі пестициди здатні до міграції в природному середовищі: з ґрунту вони потрапляють у води поверхневого та підземного стоку, атмосферу, а через продукти рослинного і тваринного походження – в організм людини.
У районах з інтенсивним застосуванням пестицидів відбувається зміна чисельності та видового складу комах, птахів, а особливо мешканців ґрунту. Вже відомо понад 800 видів комах не чутливих до інсектицидів. Швидко зростає чутливість бур’янів до гербіцидів, грибкових захворювань, що поширюються – до фунгіцидів. За наявними даними лише 1 – 3 % фунгіцидів та інсектицидів досягають мети, лише 5 – 40 % гербіцидів знищують бур’яни. Залишки гербіцидів потрапляють в ґрунт, водойми та атмосферу. Залишкові їх кількості потрапляють як до рослинницької продукції, так і до питної води. Пестициди здатні накопичуватися в живих організмах. Всі пестициди уповільнюють розчинення фосфатів у ґрунті.
Отже, все, що «викидається» в результаті життєдіяльності людини в кількостях, які перевищують межу допустимого рівня – спричинює забруднення. Джерелами забруднення можуть бути промислові та транспортні об’єми (підприємства, АЕС, заводи, фабрики, склади нафтопродуктів та паливно-мастильних матеріалів, звалища промислових і будівельних відходів), а також аварія на ЧАЕС.
Ерозія ґрунтів – найбільш розповсюджений процес руйнування ґрунтового покриву, що включає винос, перенос і перевідкладання ґрунтової маси.
У залежності від головного фактора руйнування ерозію поділяють на водну і вітрову (дефляцію). Водна ерозія ґрунтів поділяється на два види: площинна і лінійна. Площинна – змив верхнього шару ґрунту мілкими струминами дощових і талих вод, що приводить до поступового зникнення потужності верхнього гумусового шару ґрунту. Лінійна ерозія – розмив ґрунту в глибину концентрованим струменем води. При лінійній ерозії утворюються глибокі ритвини, яри, балки, які приводять до повного руйнування ґрунту.
Ерозія спостерігається в усіх частинах світу. Нею охоплено 70 – 80 % площі сільськогосподарських угідь. Темпи ерозії при нераціональному природокористуванні особливо прискорені в гірських інтенсивно вологих, чи навпаки – аридних районах.
Водна ерозія, крім втрати найбільшої родючої частини ґрунту, супроводжується іншими несприятливими явищами: втратою талих і дощових вод, зменшенням запасів води в ґрунті, розчленовуванням полів, замуленням рік, ставків, водойм і водоймищ.
Розвиток водних ерозій залежить від ряду факторів. Потужність снігового покриву й інтенсивність його танення визначають характер поверхневого стоку. Всі умови, що сприяють формуванню великого стоку, стимулюють прояв ерозії.
На інтенсивність ерозії впливає і характер рельєфу: форма, крутизна і довжина схилів, величина і форма водозборів. Ерозія підсилюється на опуклих, крутих і довгих схилах.
Прояву водної ерозії сприяє відсутність рослинного покриву на орних ґрунтах навесні при таненні снігу й у період осінніх дощів. До того ж завжди під дією сільгоспмашин в орних ґрунтах руйнується структура, ущільнюється поверхня ґрунту, зменшується кількість органічної речовини.
Водна ерозія викликає зміну не тільки фізичних властивостей, але й скорочує чи знищує гумусовий горизонт. Внаслідок цього помітно зменшуються запаси гумусу, азоту, фосфору, калію й інших поживних елементів. Ґрунт втрачає свою родючість.