Гипсование почвы технология внесения

Гипсование почвы технология внесения

Гипсование солонцовых почв

В зависимости от содержания натрия почвы делят на следующие группы: несолонцгватые (при содержании Na не более 3-5% емкости поглощения), слабосолонцеватые (5-10%), солонцеватые (10-20%), солонцы (более 20%). Последние залегают отдельными пятнами.

Из-за содержания большого количества поглощенного натрия солонцы и солонцеватые почвы при высыхании быстро твердеют, образуют корку и растрескиваются на отдельные глыбы, а во важном состоянии набухают и заплывают. Солонцовые почвы имеют повышению щелочность, вредную для растений. По расчетам ученых, только улучшение пахотных солонцовых земель даст дополнительно около 3 млн. т зерна. Луга на солонцах после их улучшения даже без орошения дают дополнительно свыше 1 т сена с 1 га, причем более высокого качества, чем оно было до улучшения угодий.

Коренное улучшение солонцов проводят путем химической мелиорации, гипсования, т. е. внесения в почву гипса CaS0₄·2H₂О, или проведением глубокой мелиоративной вспашки, позволяющей разрыхлить плотный солонцовый слой и вовлечь в пахотный» слой соли кальция. При гипсовании происходит следующее взаимодействие гипса с почвой:

При действии гипса на соду, содержащуюся в солонцовой почве, образуется нейтральная хорошо растворимая в воде соль Na₂SО₄(Na₂CО₃+CaSО₄→Na₂SО₄+CaCО₃), которая удаляется из почвы с атмосферными осадками или с поливными водами.

Наряду с гипсом для химической мелиорации солонцов можно применять фосфогипс — отход, получающийся при сернокислотном разложении природных фосфатов и содержащий до 93% CaSО₄·2H₂О и около 1% Р₂О₅— Технические требования на сыромолотый гипс и фосфогипс приведены в таблице 45.

45. Технические требования на сыромолотый гипс и фосфогипс для химической мелиорации солонцовых почв

* ( Из фосфоритов Каратау. )

Армянским научно-исследовательским институтом агрохимии и почвоведения разработана технология кислования почв содового засоления в Араратской долине отходами химической промышленности (грязная и малоконцентрированная серная кислота), которая успешно применяется в производственных условиях.

По глубине залегания солонцового слоя солонцы подразделяют на корковые и мелкие с мощностью подсолонцового перегнойно-аллювиального слоя 5-8 см, средние (мощность подсолонцового слоя 12-15 см) и глубокие (мощность подсолонцового слоя более 15 см). Как правило, на корковых, мелких и ряде средних солонцов без их улучшения продуктивность растений бывает низкой. На глубоких солонцах в годы, обеспеченные осадками, можно получить высокие урожаи.

По характеру засоления и генезису выделяют две группы солонцов: содовые и содово-сульфатные (щелочные) лугового и лугово-степного типов, встречающиеся в основном в Черноземной зоне (Центрально-Черноземная зона, Западно-Сибирская низменность, некоторые районы Предкавказья и Поволжья, а также лесостепная зона Украины), и хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные (нейтральные), распространенные в зоне каштановых и бурых почв.

В содовых и содово-сульфатных солонцах, кроме обменного натрия, есть водорастворимые соли карбонатов и бикарбонатов натрия, обусловливающие высокую щелочность этих почв. Основным способом их коренного улучшения является гипсование (при годовом количестве осадков более 300 мм).

В хлоридно-сульфатных и сульфатно-хлоридных солонцах поглощенного натрия немного и нет соды. Эти солонцы можно окультуривать за счет карбонатов кальция самой почвы (самомелиорация). Карбонатный слой залегает на глубине 35-40 см. Углекислая известь, а иногда и гипс карбонатного слоя перемещают в пахотный слой путем мелиоративной вспашки на глубину 40-50 см. Этот прием используют, как правило, в районах с недостаточным количеством осадков — ниже 300 мм в год. На долю солонцов в каштановой зоне с засушливым климатом приходится около 30% площадей солонцовых почв страны.

Гипсование солонцов и мелиоративную вспашку необходимо сочетать с внесением органических и зеленых удобрений (донник), посевом трав, снегозадержанием на богарных землях и добавочными поливами при орошении. По исследованиям Л. В. Березина, чистый доход на каждый рубль затрат на гипсование солонцов в Омской области при внесении только гипса составил 1,3 руб., а гипса и навоза — 1,8 руб. Расходы на гипсование окупаются за 4 года.

Нормы внесения гипса. Нормы рассчитывают на замещение только активного, вредного для растений натрия. При первичном разовом внесении гипса в почву за предел неактивного натрия принимается 10% его от емкости поглощения почвы. Для расчета норм гипса можно пользоваться следующей формулой:

где Н — норма гипса, в т/га; 0,086 — мэкв гипса; Na — содержание обменного натрия, мэкв на 100 г почвы; Т — емкость поглощения, мэкв на 100 г почвы; М — мощность мелиорируемого слоя, г/см 3 ; d — объемная масса мелиорируемого слоя, г/м 3 .

В степных солонцах хлоридно-сульфатного ряда засоления за предел неактивного натрия принимаются 5% его от емкости поглощения почвы. Для Этих солонцов норму гипса рассчитывают по формуле:

Например, при общем количестве обменного натрия 12 мэкв, емкости поглощения 45 мэкв, мощности мелиорируемого слоя 10 см и объемной массе этого слоя 1,45 г/см 3 норма гипса для степных солонцов хлоридно-сульфатного ряда засоления составит:

Как и при известковании, рассчитанные по поглощенному натрию нормы гипса можно уменьшить при условии его повторного внесения н последующие годы. Нормы гипса, рассчитанные по поглощенному натрию в пахотном слое почвы, по данным различных авторов, следующие.

Для северных районов Украины и черноземной части Барабинской степи, где распространены главным образом черноземно-луговые содово-солончаковые почвы с небольшим количеством пятен солонцов, норма гипса составляет около 4 т/га.

Для центральной части лесостепной полосы УССР., лесостепной зоны Урала и северной части Алтайского края, где распространены черноземно-луговые средне- и сильносолончаковые почвы — в комплексе с мелкими и средними солонцами, рекомендуются следующие нормы гипса, т/га: на содово-солончаковых черноземно-луговы. почвах-4, на пятнах корковых и средних солонцов — 7-10.

В южной части Черноземной зоны желательно вносить гипс из расчета: на сильносолонцеватых черноземах и глубокостолбчатых солонцах 5 т/га, а на пятнах мелких солонцов — 12-13 т.

На слабо — и среднесолонцеватых черноземно-луговых почвах применяют местное гипсование малыми дозами (3-4 ц/га) при посеве комбинированными сеялками или смешивают гипс с семенами.

Гипсование солонцов и солонцеватых почв в Черноземной зоне эффективно только при залегании грунтовых вод глубже 1,2-1,5 м, так как при более близком их расположении возможны вторичные процессы осолонцевания и образование вредных для растений сульфидов.

Действие гипса активно проявляется во влажной почве. Поэтому гипс в первую очередь следует вносить на орошаемых участках. Лучшим местом для этого в севообороте является чистый пар и пропашные культуры, а в севооборотах с многолетними бобовыми травамп — поле, отводимое под посев многолетних трав. Сначала вносят гипс, рассчитанный для солонцеватых и содово-солончаковых почв, затем такую же норму — на пятна солонцоа. При общей площади пятен более 50% земельных угодий и их залегании на фоне сильносолонцеватых или сильносолончаковых содовых почв рассчитанную по солонцам норму гипса дают сразу на всю площадь.

Способы внесения гипса связаны с глубиной залегания солонцового горизонта. На солонцеватых черноземах всю норму гипса заделывают при вспашке; на мелких столбчатых или корковых солонца половину нормы гипса используют при вспашке, а другую половину — при культивации; на глубокостолбчатых солонцах три четверти гипса вносят под вспашку, а одну четверть — под культивацию. Для лучшего перемешивания гипса с почвой запашку его в почву проводят плугами без предплужников.

Вывозят гипс в поле в день его запашки. Сначала разбрасывают органические удобрения в дозе 30-40 т/га, а затем гипс. Агротехнические требования к внесению гипса такие же, как и к внесению известковых материалов. Внесение гипса (или фосфогипса), относящегося к слабопылящему мелиоранту, производится кузовными разбрасывателями с центробежными рабочими органами — тракторными прицепами-разбрасывателями РУМ-8 и 1РМГ-4 и автомобильными разбрасывателями КСА-3.

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 почв

Гипсование почв — внесение в почву гипса для улучшения ее химических, физических и биологических свойств.

Солонцы и солонцеватые почвы занимают немалые площади. Эти почвы отличаются большой связностью, плохими физико-химическими свойствами. Во влажном состоянии они диспергируют благодаря высокому содержанию натрия, превращаясь в мажущую массу. При обработке таких почв образуются глыбы. В сухом же состоянии обработка таких почв совсем невозможна. Урожаи в этом случае бывают низкие и плохого качества. Для улучшения этих почв нужно изменить реакцию их и состав катионов, что достигается гипсованием.

В зависимости от содержания поглощенного натрия почвы разделяются на:

• несолонцеватые — не больше 3-5% Na от емкости поглощения,
• слабосолонцеватые — 5-10,
• солонцеватые — 10-20,
• солонцы — больше 20.

Солонцы подразделяются на мелкие, или корковые, у которых солонцовый горизонт залегает на глубине не более 7 см, средние — с залеганием на глубине 7-15 см, и глубокостолбчатые — с залеганием солонцового горизонта на глубине более 15 см.

Помимо солонцов встречаются засоленные почвы. По степени засоления (количеству солей и глубине залегания соленосных горизонтов) их подразделяют на: 1) слабосолончаковатые (более 0,25% солей находится на глубине 80-150 см); 2) солончаковатые (более 0,25% солей находится на глубине 30-80 см); 3) солончаковые (соленосный горизонт на глубине 5-30 см); 4) солончаки (в верхнем слое почвы содержится не менее 1% солей). Количество солей в солончаках может быть от 1 до 10% и более.

По составу преобладающих солей солончаки разделяют на сульфатные (главным образом Na₂SO₄), содовые (главным образом Na₂CO₃ и NaНСО₃), хлоридные (NaCl и MgCl₂) и смешанные. Для улучшения солонцовых почв нужно устранить из них углекислые соли натрия, заменить кальцием, а образующийся Na₂SO₄ удалить промыванием. Одним из методов коренного улучшения солонцовых почв является их гипсование, т.е. химическая мелиорация. Этот метод научно обоснован и разработан отечественными учеными.

Применение навоза, компостов и других органических удобрений ускоряет улучшение солонцовых почв под действием гипсования. Гипсованием улучшают солонцовые почвы, содержащие больше 10% натрия от общей емкости поглощения. Слабосолонцеватые почвы хорошо улучшают повышенные дозы навоза, компостов и других органических удобрений, применяемые под глубокую вспашку. Иногда такие почвы, содержащие гипс (2-3%) на глубине 30-45 см, подвергают глубокой вспашке на 35-50 см, чтобы перемещать гипсоносный слой с солонцовым горизонтом. Образующийся при этом Na₂SO₄ (если он будет в избытке) удаляется орошением. Иногда применяют метод планировки (перевозят незасоленную почву на солонцовые участки в течение 3-5 лет из расчета примерно 500 т/га). Но этот метод весьма трудоемкий и не может получить большого распространения.

Эффективность гипсования

При гипсовании почвы происходит следующая химическая реакция: $$\ce,$$ $$(почва)\ce<\beginNa\\Na\end+CaSO4 =(почва)Ca + Na2SO4>$$

Na₂SO₄ — нейтральная соль и в небольших количествах не вредит растениям. Если натрия больше 20% от емкости поглощения, необходимо удаление Na₂SO₄ путем орошения. Вследствие этого устраняется щелочная реакция, улучшаются физико-химические и биологические свойства почвы, облегчается их обработка, улучшается аэрация. Это приводит к усилению микробиологической деятельности и улучшению плодородия почвы.

Средняя эффективность гипсования на черноземе 3-6 ц/га зерна, а в зоне каштановых почв — 2-3 ц/га. Орошение значительно увеличивает эффективность гипсования. Повышению эффективности гипсования способствуют глубокая вспашка, снегозадержание, применение местных и промышленных удобрений. При сочетании гипсования с внесением навоза прибавки урожая от гипса и навоза часто суммируются.

Лучшими формами удобрений на солонцовых почвах являются сульфат аммония и простой суперфосфат.

Изменения, вызванные гипсованием, сохраняются на протяжении многих лет.

Дозы, сроки и способы внесения гипса

Дозу гипса (т/га) можно рассчитать по формуле $$\ce,$$

где Na — содержание Na, ммоль на 100 г почвы; Т — емкость поглощения, ммоль на 100 г почвы; Н_n — глубина пахотного слоя, см; d — объемный вес солонцового горизонта, г/см 3 .

Почвы сухостепной и полупустынной зон обычно имеют высокое содержание поглощенного кальция. С развитием солонцеватости количество поглощенного кальция уменьшается с одновременным увеличением поглощенного натрия и магния. Процесс же рассолонцевания должен сопровождаться не только с замещением кальцием обменного натрия, но и определенной части магния. Коренное преобразование свойств солонцов возможно при следующих условиях: 1) замещение кальцием натрия, если он содержится в количестве свыше 10% от суммы катионов; 2) вытеснение той части поглощенного магния, которая превышает 30% от суммы катионов; 3) насыщение кальцием поглощающего комплекса до 70% от суммы катионов. В основу расчета потребности солонцовых почв в химических мелиорантах положена степень насыщенности почвенного поглощающего комплекса кальцием.

По степени насыщенности кальцием солонцы бывают не насыщенными кальцием, когда в поглощающем комплексе его содержится меньше 70%. Часто такие солонцы преобладают в полупустынной зоне. Солонцы, насыщенные кальцием, содержат его в поглощающем комплексе около 70% от суммы катионов. Доза гипса для мелиорации этих солонцов может быть определена по приведенной выше формуле.

Не насыщенные кальцием солонцы могут быть многонатриевые (типичные) и малонатриевые, когда поглощенный натрий не превышает 10% от всех катионов. Норма гипса для многонатриевых солонцов должна соответствовать сумме замещаемого поглощенного натрия (до уровня 10%) и той части магния, которая превышает 30% от суммы обменных катионов: $$Г = 0,086\ce<(Na - 0,1T) + (Mg - 0,3T) H . d>$$

Для малонатриевых солонцов потребность в химических мелиорантах определяется по содержанию поглощенного магния: $$Г = 0,086\ce<(Mg - 0,3T) H . d>$$

Для солонцовых почв, содержащих соду, необходимо увеличить норму гипса для нейтрализации токсического действия соды на растения. Насыщение почвенного поглощающего комплекса кальцием в сухостепной и полупустынной зонах до 65-70% подавляет диспергирующую роль натрия и магния.

Ориентировочные нормы гипса, т/га:

Большие дозы гипса могут вноситься постепенно в течение 2-3 лет. Гипс можно вносить под яровую пшеницу, пропашные культуры. На корковых солонцах гипс вносят после вспашки и заделывают культивацией. На средних и глубоких столбчатых солонцах при мощности перегнойного горизонта не менее 20 см гипс перед вспашкой заделывают плугом с предплужником. На солонцах с меньшей мощностью перегнойного горизонта гипс вносится в два приема: перед вспашкой и под культивацию после вспашки. Разделение дозы гипса зависит от солонцового горизонта, который выворачивается на поверхность при вспашке.

Удобрения:

• Гипс сыромолотый (CaSO₄ · 2Н₂О содержит 71-73% CaSO₄);
• фосфогипс (СаSO₄·2Н₂О — 70-75% СаSO₄ и 2-3% Р₂О₅) является отходом заводов, производящих двойной суперфосфат и преципитат.

Дополнительные материалы по теме:

Источник