Что такое самогипсование солонцовых почв

Гипсование солонов

Солонцы и солонцеватые почвы занимают в нашей стране более 30 млн. га, из них около 10 млн. га, расположено на пашне. Солонцы широко распространены в южных районах Поволжья, Западной и Восточной Сибири, Южного Урала и Северного Кавказа. Наличие большого количества обменного натрия в солонцах и высокая щелочность, оказывает негативное влияние на водно-физические свойства почвы и делает их малопригодными для сельскохозяйственного использования из-за низкой продуктивности растений. В солонцах выделяют элювиальный (надсолонцовый), солонцовый и подсолонцовый горизонты. Солонцовый горизонт отличается столбчато-призматической структурой, тяжелым гранулометрическим составом, щелочной реакцией среды, высокой набухаемостью во влажном состоянии и сильным уплотнением при высыхании. Подсолонцовые горизонты часто содержат токсичные для растений растворимые соли, карбонаты и гипс.
В зависимости от условий образования солонцы существенно отличаются друг от друга по мощности и глубине залегания генетических горизонтов, содержанию обменного натрия в ППК, количеству и составу растворимых солей. Количество обменного Na в ППК солонцового горизонта колеблется от 10 до 50% и выше от суммы обменных оснований (ЕКО). Наряду с натрием в составе обменных катионов может содержаться много (15-35% и более) магния. Высокое содержание натрия вызывает пептизацию почвенных коллоидов и постепенное вымывание их из верхнего в нижний слой почвы, где они образуют плотный столбчатый горизонт.
Солонцы характеризуются неблагоприятным водно-физическими свойствами: при увлажнении солонцовый горизонт сильно набухает и становится водонепроницаемым, а при высыхании превращается в плотную глыбистую массу, препятствующей росту корней растений и обработке почвы.
В связи с большим многообразием солонцов методы их мелиорации также отличаются. Пестрота агрохимических, биологических, водно-физических свойств и плотности сложения почвы отдельных участков поля, при наличии большого количества пятен солонцов значительно затрудняет их освоение и использование.
Солонцы характеризуются низким естественным плодородием. Урожаи сельскохозяйственных культур на солонцовых землях очень низкие. После гипсования почвы приобретают благоприятные агрофизические свойства, вследствие чего повышается их плодородие. Урожайность зерновых культура на солонцеватых черноземах после гипсования повышается на 4-12 ц/га, каштановых почвах — на 4-6 ц/га.
Целесообразность и вид мелиорации определяются состоянием солонцовых почв, климатическими и хозяйственными ресурсами. В зависимости от характера засоления окультуривание солонцов проводят агротехническими приемами: за счет фитомелиорации и внутрипочвенных запасов кальция (самомелиорации) и химической мелиорации (внесение гипса и других мелиорантов. В первую очередь мелиорируют солонцы с высокой степенью засоления.
В зависимости от содержания обменного натрия в поглощающем комплексе почвы (ППК) подразделяются на: несолонцеватые — при содержании натрия менее 5% от ЕКО, слабосолонцеватые — 5-10%, солонцеватые 10-20 % и солонцы — более 20 %.
По характеру засоления солонцы подразделяются на нейтральные и щелочные.
К первым относятся хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные солонцы, к щелочным — содовые, сульфатно-содовые и содово-сульфатные, в которых кроме обменного натрия содержатся бикарбонаты и карбонаты натрия, растворимые в воде и обусловливающие высокую щелочность почвы.
В зависимости от глубины залегания солонцового горизонта выделяют мелкие, или корковые (не глубже 7 см от поверхности почвы), среднестолбчатые (на глубине 7-15 см) и глубокостолбчатые (глубже 15 см) солонцы.
Установлено, что негативное влияние натрия на физические свойства почвы зависит от его долевого содержания в ППК. Существенное отрицательное действие натрия на свойства почвы и урожайность культур наблюдается лишь при содержании обменного Na в почве более 10% от ЕКО. Поэтому гипсование почв проводят в том случае, если доля обменного натрия в ППК выше 10%.
Нуждаемость в гипсовании почв возрастает с увеличением доли Na в EKO от 5-10 до 20 % и боле, при переходе от слабосолонцеватых к солонцам. Гипсование необходимо, прежде всего, для солонцов, содержащих более 20% Na от EKO и солонцовых почв (10-20 % натрия). Улучшение физических свойств слабосолонцеватых почв достигается агротехническими приемами окультуривания.
Следует отметить, что некоторые хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные солонцы каштановых почв на глубине 35-45 см содержат слои гипса. Для окульуривания таких солонцов можно применить самогипсование путем проведения плантажной вспашки трехъярусным плугом на глубину 45-50 см, при которой гипсоносный слой перемешивается с верхним солонцовым горизонтом. При высоком содержании в подпахотном слое почвы карбоната кальция его также можно использовать для самомелиорации солонцов, хотя действие CaCO3 действует значительно хуже, чем CaSO4. Наряду с глубокой обработкой, в систему агротехнических мероприятий по улучшению плодородия солонцов входит посев многолетних трав, внесение органических и минеральных удобрений.
Для содовых и сульфатно-содовых солонцов химическая мелиорация является основным способом их окультуриванияя. Применение гипса на содовых солонцах устраняет избыток натрия в ППК и соду в почвенном растворе.
Поскольку содержание обменного натрия менее 10% от EKO (0,1Т) не оказывает заметного отрицательного влияния на физические свойства почвы, то нет необходимости удалять его из почвы. Дозы гипса рассчитывают по эквивалентному количеству Na в ППК, подлежащему замене на Ca.
Количество Na+, подлежащее замене на Ca2+ представляет разницу между общим количеством обменного натрия и безопасным его содержанием (Na — 0,1 Т) в почве.
Для химической мелиорации солонцов используют кальцийсодержащие соединения (гипс, фосфогипс, мел, известняк, хлористый кальций и их смеси). Можно использовать также серу, сульфат железа, пирит, однако они не получили широкого применения. Для химической мелиорации солонцов применяют в основном гипс и фосфогипс. Дозу гипса рассчитывают исходя из допустимого содержания обменного натрия в ППК по формуле:

Источник

17. Известкование и гипсование почвы

Величина рН почвенного раствора определяется его составом: наличием в растворе свободных органических или минеральных кислот, оснований, кислых или основных солей. Это очень важная характеристика почвы, и по ней почвы делят на семь групп:

1.Сильно кислые 3,0 — 4,5
2.Кислые 4,5 — 5,5
3.Слабо кислые 5,5 — 6,5
4.Нейтральные 6,5 — 7,0
5.Слабо щелочные 7,0 — 7,5
6.Щелочные 7,5 — 8,5
7.Сильно щелочные Более 8,5

Известкование совершенно необходимо на кислых почвах. Чаще всего это подзолистые, дерново-подзолистые, подзолисто-глеевые почвы, солоди, бывшие торфяники, иногда серые и бурые лесные. Известь вносят отнюдь не для того, чтобы обеспечить растения кальцием. Обычно растениям хватает кальция, содержащегося в почве, к тому же он имеется в фосфорных удобрениях. Таким образом, цель известкования совершенно иная: повысить величину рН почвенного раствора или, что то же самое, снизить кислотность почвы. Известкование также улучшает кислые тяжелые почвы, придавая им рыхлую структуру. Однако пользоваться этим приемом надо осторожно, и при необходимости внесения высоких доз извести лучше вносить ее в два приема, в течение двух последовательных лет, так как избыточное количество извести может привести к подщелачиванию среды.

Прежде чем проводить известкование, надо определить рН почвенного раствора. Сделать это не трудно. В магазинах, где продают химические реактивы, можно приобрести универсальные бумажные индикаторы. Они представляют собой полоски пористой бумаги, пропитанной соответствующим реактивом. Если опустить такую полоску в раствор или приложить к мокрой почве, она меняет свой цвет. Сравнив его со шкалой, помещенной на обложке индикатора, Вы узнаете величину рН. Если рН ниже 4,5-5,0, то известкование, безусловно, необходимо, потому что среди культурных растений только люпин переносит такую высокую почвенную кислотность.

В почву вносят известь в различных формах: в виде молотого известняка, известкового туфа, мела, мергеля. Чем мельче помол, тем эффективнее действие приема. Не требует размола мергель – это природная смесь глины и извести с примесью песка.

Вносят известь осенью или весной после перекопки. Норма внесения колеблется от 2 до 10 кг на 10 кв. метров. Она зависит, прежде всего, от гранулометрического состава и величины рН. На кислых почвах средне- и тяжелосуглинистого состава вносят 5 кг извести на 10 кв. метров площади, на слабокислых — дозу извести снижают до 4,5 кг. Легкие почвы (супесчаные и легкосуглинистые) требуют меньшее количество извести: 3 кг на кислых почвах и 2,5 кг на слабокислых. Вносят известь 1 раз в 4-5 лет. Но при определении дозы извести имеет значение и форма, в которой Вы собираетесь ее внести. На одних и тех же почвах мергеля вносят примерно в два раза больше, чем молотого известняка или мела.

Не рекомендуют вносить известь одновременно с навозом, так как это приведет к потере азота из навоза. Нельзя вносить известь и под некоторые культуры. Например, картофель можно высаживать не раньше, чем через 3 года после внесения извести на данном участке.

Очень трудная задача – повысить плодородие солонцовых почв. Происхождение этих почв связано с содержанием натрия в материнской породе или участием в засолении когда-то в далеком прошлом высоко стоявших щелочных грунтовых вод. Хуже всего, если образование солонцов связано с современным подъемом уровня грунтовых вод. Наиболее часто такие почвы встречаются в прибалочных и приовражных понижениях, по склонам и террасам речных долин, в поймах степных рек. Особенность таких почв – высокое содержание натрия в поглощенном состоянии. Именно натрий придает почве высокую щелочность и способствует потере ценной структуры, образованию глыб, делает почву вязкой, липкой во влажном состоянии, и чрезвычайно твердой, плотной – в сухом.

Если осолонцевание почвы идет за счет подтока щелочных грунтовых вод, необходимо сначала отвести их с участка с помощью отводных канав. Затем солонцы прогипсовать, внести навоз и глубоко вспахать. В том случае если солонцовые свойства остались от прошлых стадий развития почвы, можно сразу приступать к гипсованию. Вносят гипс в дозе 6–10 кг на 10 кв. метров обычно в два приема. Первая половина – под вспашку или перекопку, вторая – под культивацию вместе с удобрениями. Внесение гипса совместно с навозом значительно повышает урожайность культур. Эффективность приема значительно повышается, если одновременно на солонцовых пятнах проводить снегонакопление.

Если солонцы разбросаны по участку мелкими пятнами по микропонижениям, то можно провести землевание. Так называют прием, когда на солонцовое пятно нагребается земля с окружающей территории. Тем самым выравнивается рельеф, и солонцовое пятно оказывается погребенным под слоем плодородной земли. В первый год после проведения гипсования желательно посеять многолетние травы: донник, житняк, люцерну желтую. Они способствуют улучшению структуры почвы. Затем можно с успехом возделывать такие культуры как подсолнечник, ячмень, просо, кормовую тыкву. При систематическом внесении органических и минеральных удобрений через несколько лет почва пригодна и для других более требовательных к уровню почвенного плодородия культур.

Источник

Гипсование солонцов

В нашей стране имеются значительные площади почв с щелочной реакцией. Щелочная реакция этих почв определяется наличием катионов натрия в почвенном поглощающем комплексе и соды в почвенном растворе.

В зависимости от количества поглощенного натрия почвы подразделяются на слабосолонцеватые, содержащие 5-10% Na от общей емкости поглощения, солонцеватые — 10-20% Na и солонцы — более 20% Na.

Солонцы в зависимости от глубины расположения солонцового горизонта делят на корковые — солонцовый горизонт залегает на глубине не более 7 см, среднестолбчатые — на глубине 8—15 см и глубокостолбчатые — на глубине более 15 см.

Солонцы и солонцеватые почвы характеризуются плохими физическими свойствами: во влажном состоянии набухают и заплывают, а при высыхании твердеют, образуют корку и растрескиваются на глыбы; обработка их сильно затруднена . Щелочная реакция солонцовых почв вредна для культурных растений. Плотный солонцовый горизонт препятствует проникновению корневой системы вглубь. Урожайность сельскохозяйственных культур на таких почвах крайне низкая.

Для коренного улучшения солонцов и солонцеватых почв, содержащих более 10% Na от общей емкости поглощения, необходимо проводить гипсование.

При внесении в почву гипса устраняется сода в почвенном растворе, а поглощенный почвой натрий вытесняется и заменяется кальцием с образованием в растворе нейтральной соли — сульфата натрия:

При образовании в растворе небольшого количества Na₂SO₄ он не оказывает вредного действия на растения, но при гипсовании солонцов, содержащих более 20% Na от емкости поглощения, в растворе появляется много сульфата натрия, и его необходимо удалять из почвы промыванием. В результате гипсования устраняется щелочная реакция солонцовых почв, улучшаются физические, физико-химические и биологические свойства почвы, повышается ее плодородие.

Для гипсования могут быть использованы следующие материалы.

Гипс сыромолотый — CaSO₄·2H₂O — тонкоразмолотый серый или белый порошок, содержит 71-73% CaSO₄

Фосфогипс — отход туковых заводов, очень тонкий порошок, содержит 70-75% CaSO₄ и 2-3% P₂O₅

Глиногипс добывается из природных залежей, в естественном виде рыхлый, не требует размола, содержит от 63 до 92% CaSO₄ и от 1 до 19% глины,

Доза гипса в зависимости от количества поглощенного натрия и щелочности почвы может быть от 3 до 10 т на 1 га.

Для расчета дозы гипса можно пользоваться формулой:

где 0,086 — 1 мэкв Са₅О₄·Н₂О, г; Na — содержание поглощенного натрия, мэкв на 100 г почвы; 0,1—10% Na от емкости поглощения (Т), допустимое содержание поглощенного натрия в почве; Н — глубина пахотного слоя, см; d — объемная масса почвы гипсуемого слоя, г/см 3

При орошении доза гипса может быть уменьшена на 25—30%. Полную дозу его можно вносить в несколько приемов в течение 2-3 лет.

На корковых солонцах гипс вносят после вспашки и заделывают культиватором. На глубокостолбчатых солонцах при залегании солонцового горизонта на глубине более 15 см всю дозу гипса рассеивают и заделывают плугом с предплужником. При расположении солонцового горизонта на глубине 7-15 см гипс можно вносить под вспашку или культивацию, а также в два приема — по половинной дозе под каждую из этих обработок почвы.

По данным опытов, гипсование без орошения в Черноземной зоне повышает урожайность зерновых в среднем на 3-6 ц, в зоне каштановых почв — на 2-3 ц на 1 га. При орошении эффективность гипсования выше. Значительно возрастает действие гипса при заделке его под глубокую перепашку с одновременным внесением навоза, компостов, применением зеленого удобрения. При гипсовании возрастает эффективность как органических, так и минеральных удобрений (табл. 1).

Если под солонцовым горизонтом на небольшой глубине залегает слой, богатый СаСО₃ или CaSO₄, то можно проводить глубокую мелиоративную вспашку, при которой этот слой выворачивается и перемешивается с солонцовым слоем. Этот прием называется самогипсованием солонцов. Подле внесения гипса или мелиоративной вспашки на неорошаемых площадях необходимо снегозадержание, а при орошении желателен полив.

Положительное влияние гипсования на плодородие почвы наблюдается в течение 8-10 лет, причем вследствие постепенного взаимодействия гипса с почвой действие его из года в год возрастает.

Гипс вносят не только для химической мелиорации солонцов, но и с целью улучшения питания растений кальцием и серой на других почвах, прежде всего в Нечерноземной зоне.

Гипс, содержащий кальций и серу, как удобрение применяют прежде всего под бобовые травы — клевер и люцерну, которые потребляют этих элементов значительно больше, чем другие культуры. Вносят ею на травах поверхностно, под другие культуры — в почву в дозе 3-4 ц на 1 га. Положительное действие гипса на рост, развитие и урожайность растений на кислых почвах обусловлено не только улучшением питания кальцием и серой, но и повышением устойчивости растений к кислотности при увеличении коицешрации кальция в почвенном растворе, улучшением доступности калия. Прибавки урожая клеверного сена от внесения гипса на дер ново-подзол истых почвах составляют 7-10 ц, на серых лесных почвах и выщелоченных черноземах до 6-7 ц на 1 га.

Источник