Химическая мелиорация почв включает внесение

Химическая мелиорация почв включает внесение

Химическая мелиорация – система мер химического воздействия на почву для улучшения её свойств и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. При химической мелиорации из корнеобитаемого слоя почвы удаляются вредные для сельскохозяйственных растений соли, в кислых почвах уменьшается содержание водорода и алюминия, в солонцах — натрия, присутствие которых в почвенном поглощающем комплексе ухудшает химические, физико-химические и биологические свойства почвы и снижает почвенное плодородие.

Способы химической мелиорации:

• Известкование почв (в основном в нечернозёмной зоне) – внесение известковых удобрений для замены в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия ионами кальция, что устраняет кислотность почвы;
• Гипсование почв (солонцов и солонцовых почв) – внесение гипса, кальций которого заменяет в почве натрий, для снижения щёлочности;
• Кислование почв (с щелочной и нейтральной реакцией) – подкисление почв, предназначенных для выращивания некоторых растений (например, чая) при внесении серы, дисульфата натрия и др.

К химической мелиорации относят также внесение органических и минеральных удобрений в больших дозах, приводящее к коренному улучшению питательного режима мелиорируемых почв, например песчаных.

К химической мелиорации приходится прибегать в тех случаях, когда необходимо быстро изменить их неблагоприятные для растений свойства, повысить плодородие. Для этого в почву вносят химические соединения, улучшающие или изменяющие ее свойства. В сельском хозяйстве наиболее часто применяют известкование кислых почв и гипсование, а иногда кислование щелочных.

Химическую мелиорацию целесообразно применять и для улучшения свойств солонцовых почв. Солонцовые почвы отличаются крайне неблагоприятными для растений свойствами, обусловленными присутствием в почвенном поглощающем комплексе (ППК) этих почв значительных количеств ионов натрия. Именно повышенное содержание в почве ионов натрия вызывает процесс осолонцевания почв, в результате чего образуются солонцы, обладающие плохими водно-физическими свойствами. Эти почвы отличаются высокой вязкостью, липкостью, сильным набуханием во влажном состоянии и способностью к уплотнению при иссушении, а также слабой физиологической доступностью влаги.

Избранная библиография

Монографии и брошюры

Арипов Э.А., Нурыев Б.Н., Аразмурадов М.А. — Химическая мелиорация подвижных песков (1983)

Костяков А.Н. — Основы мелиораций (1960)

Источник

Химическая мелиорация почв: способы и значение

Почва как основной источник питания растений нуждается в разностороннем уходе и поддержании баланса агротехнических показателей плодородного слоя. Наряду с механической обработкой в решении подобных задач активно применяются удобрения и мелиоранты. Комплексно способами улучшения питания сельскохозяйственной растительности занимается химическая мелиорация, изучающая не только технологические параметры применения энергетических добавок, но и экологические аспекты стороннего воздействия на почвенный покров.

Основные понятия мелиорации

Вам будет интересно: Сидеральные пары. Технология обработки сидерального пара

В переводе с латинского «мелиорация» означает улучшение. Но применительно к сельскохозяйственной отрасли ее следует понимать и как вполне определенный набор технико-организационных мероприятий, направленных на повышение эффективности севооборота за счет стимуляции благоприятных почвенных условий. Сам характер воздействия на плодородный слой может быть разным, что определяет и базовое разделение мелиорации на виды в зависимости от методов повышения продуктивности земли. Наряду с химическими приемами мелиорации также применяются технические и гидротехнические методы, направленные на улучшение водно-физических свойств почвы. Однако только химические способы позволяют коренным образом улучшить состояние плодородного слоя по широкому спектру показателей, что отражается и на цифрах урожайности. Но и химический подход к мелиорации неоднороден. На базовом уровне выделяют солеобогатительные и кислоторегулирующие мероприятия, которые по-разному регулируют содержание питательных элементов почвенного слоя.

Мелиорация в системе питания растений

Вам будет интересно: Мода на разноцветных цыплят: почему не стоит их покупать?

Процесс энергетического снабжения растительности представляет собой сложную физико-химическую задачу, в ходе решения которой происходит образование и преобразование органических веществ. В этом контексте химическую мелиорацию следует понимать как один из способов регуляции баланса полезных элементов в системе кругооборота почва-растение. Путем точечного изменения отдельных параметров этого взаимодействия с учетом особенностей выращивания конкретных растений и характеристик почвы агротехники повышают продуктивность возделываемого участка. Однако добиться ощутимого результата удается лишь при систематическом использовании средств химизации в рамках применения технологий интенсивного земледелия. Конкретно способы мелиорации выражаются в обеспечении минерального питания как регуляционной основы, но на этом не ограничиваются. Комплексный подход требует также учета других факторов, влияющих на рост и развитие растений – в их числе баланс влажности, света и тепла.

Известкование почвы

Один из методов мелиорации, который, впрочем, имеет немало ограничений и рекомендуется к применению только в определенных условиях севооборота. Какие почвы требуют известкования? Данная процедура проводится на кислых почвах, которые также подвергаются интенсивному возделыванию под зерновые сорта растений. При этом на сильнокислотных почвах мелиорация такого типа может рассматриваться и как фактор защиты окружающей среды, что обусловлено снижением антропогенной нагрузки на природу. Если говорить о технологическом аспекте, то известкование действует как средство компенсации потерь магния и кальция в составе почвы в целях предупреждения подкисления и ухудшения питательного режима растений.

Данная технология используется не только крупными агротехническими предприятиями, но и мелкими фермерами и дачниками. Специалисты рекомендуют улучшать баланс кислотности на участке за счет внесения гашеной извести пушенки, которую получают в результате переработки мела и известняка. Внесение данного наполнителя производят осенью или весной в процессе перекапывания. Повторяется данная процедура раз в несколько лет.

Гипсовая мелиорация

Даже на кислых почвах не всегда оправдывает себя операция известкования, не говоря о том, что и растениям далеко не во всех случаях требуется слабокислая реакция от питающей среды. В зонах, где доминируют щелочные и нейтральные почвенные среды, вместо известкования применяется гипсование. В России данный подход успешно используют в Западной Сибири и Казахстане. В условиях резкого подщелачивания необходимо добавление органических удобрений, и уже как радикальный способ стимуляции свойств питающей среды применяется химическая мелиорация гипсованием. Достигаемый таким способом эффект выражается в образовании нейтрального сульфата натрия, который при относительно небольшом содержании в почве не вредит растениям. При сбалансированном орошении удается вывести остатки натрия. Для культур, которые чувствительны к балансу кальция в минеральной базе почвы, гипсование в несколько раз увеличивает урожайность.

Особенности мелиорации на солонцовых почвах

Наличие солонцовых пятен на поверхностях пашен свидетельствует о деградации плодородного слоя и обуславливает необходимость применения специальных восстановительных мер. В их числе и химические методы мелиорации, которые имеют превосходство перед агробиологическим подходом к решению проблемы распространения солонцов. Это связано с тем, что для самомелиорации обычно не хватает кальциевых солей, что требует подключения специальных средств именно химической регуляции. Кроме того, альтернативные виды мелиорации наподобие комплексных и гидротехнических методов оказываются малоэффективными в условиях высокого увлажнения почвы, так как производные продукты их реакций быстро вымываются. Что касается химического подхода к мелиорации, то он в данном случае представляет собой набор мер по регуляции щелочности и солонцеватости почвы путем изменения концентрации магния и натрия. Но и эта группа методов реализуется разными способами.

Мелиорация солонцов кальцием и фосфором

Внесение кальция является одним из самых эффективных и экономически выгодных способов регуляции почвенных солонцов. В качестве исходного материала применяются отходы промышленности и природные залежи с содержанием кальция. Также используется фосфогипс на основе фосфорной кислоты. Как показывают исследования, значение химической мелиорации почв кальциевыми и фосфорсодержащими материалами является решающим с точки зрения поддержания продуктивности плодородного слоя. Уже на следующий год после внесения активного сырья происходит изменение водно-физических свойств земли. В частности, повышается эффективность дренажа, исчезает характерная почвенная корка и в целом улучшается структура покрова.

Мелиорация солонцов органоминеральными компостами

Отчасти данный подход можно назвать комплексным, так как в нем используется комбинация кальциевых, кислотосодержащих, фосфорных и удобрительных веществ. Эти и другие компоненты включаются в навозный компост и применяются в целях улучшения пищевого режима почвы на фоне общей борьбы с солонцами. На практике применения выяснилось, что химическая мелиорация органоминеральными компостами создает благоприятные условия для улучшения гумусного состояния плодородного слоя. Например, коэффициент кальциевых гуминовых кислот возрастает примерно в 1,3 раза, а содержание подвижных веществ, нарушающих питательный баланс, снижается на 25 %.

Заключение

Без правильно подобранной к конкретным условиям системы мелиорации в современных условиях интенсивного возделывания почв невозможно и получение регулярных богатых урожаев. Для определения методов и технологий, которые позволят решить текущие задачи мелиорации, необходимо проведение комплексного исследования. Даже на бытовом уровне сегодня возможен анализ состояния почвы прибором для измерения кислотности с выведением показаний pH, влажности и освещенности. Эти и другие данные позволяют точечно подбирать рецептуры вносимых органических и минеральных добавок с поправкой и на требования выращиваемых культур. Если говорить о конечном эффекте, то польза от мелиорации будет носить долговременный характер ввиду активного воздействия на гранулометрический состав плодородного слоя.

Источник

Химическая мелиорация — один из способов ускоренного повышения плодородия почв

Химическая мелиорация – это система мер химического воздействия на почву для улучшения её свойств и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. При химической мелиорации из корнеобитаемого слоя почвы удаляются вредные для сельскохозяйственных растений соли, в кислых почвах уменьшается содержание водорода и алюминия, в солонцах — натрия, присутствие которых ухудшает химические, физико-химические и биологические свойства почвы и снижает почвенное плодородие.

Способы химической мелиорации:

— известкование почв – внесение известковых удобрений для замены в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия ионами кальция, что устраняет кислотность почвы;

— гипсование почв (солонцов и солонцовых почв) – внесение гипса, кальций которого заменяет в почве натрий, для снижения щёлочности;

— кислование почв (с щелочной и нейтральной реакцией) – подкисление почв, предназначенных для выращивания некоторых растений при внесении серы, дисульфата натрия и др.

К химической мелиорации относят также внесение органических и минеральных удобрений в больших дозах, приводящее к коренному улучшению питательного режима мелиорируемых почв, например песчаных.

Прибегать к химической мелиорации приходится в тех случаях, когда необходимо быстро изменить неблагоприятную для растений среду, повысить плодородие. Для этого в почву вносят химические соединения, улучшающие или изменяющие ее свойства. В сельском хозяйстве наиболее часто применяют известкование кислых почв и гипсование, а иногда кислование щелочных почв.

Сегодня в республике 189,3 тыс. га кислых почв, что составляет порядка 30% площадей пашни. Исходя из этого, Чувашия вошла в федеральную программу по раскислению кислых почв, в рамках которой до 2024 года должны быть произвесткованы максимальные площади кислых почв, имеющиеся в регионе. В текущем году в республике запланировано известкование 20 тыс. га земель сельскохозяйственного назначения.

Следует отметить, что программа предполагает возмещение до 90% затрат сельхозтоваропроизводителей на известкование. Субсидируются следующие виды работ:

— разработка проектно-сметной документации на основе данных агрохимического обследования полей;

— приобретение мелиорантов, включенных в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации;

— траснспортировака мелиорантов от места их приобретения до места известкования.

Возмещение расходов, произведенных сельхозтоваропроизводителями в отчетном финансовом году, осуществляется в текущем финансовом году.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Химическая мелиорация почв

Популярные статьи

Химическая мелиорация почв

Химическая мелиорация почв — это регулирование состава катионов почвенного поглощающего комплекса заменой водорода, алюминия, железа, марганца в кислых почвах или натрия, иногда магния в щелочных почвах, на кальций. На кислых почвах проводят известкование, на почвах с щелочной реакцией — гипсование или кислотование.

Исследованиями известкования и его влияния на плодородие почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур занимались российские ученые И.А. Стебут, Д.И. Менделеев, А.Н. Энгельгардт, П.А. Костычев, Д.Н. Прянишников, П.С. Коссович, К.К. Гедройц, О.К. Кедров-Зихман и др.

В научную основу теории и практики известкования легло учение о почвенном поглощающем комплексе, разработанную К.К. Гедройцем. Согласно положения учения, многие агрономические свойства почвы зависят от степени насыщенности почвенного поглощающего комплекса кальцием.

Известкование, как прием улучшения свойств почвы, известен давно, однако его применение для повышения урожаев культур стало проводиться только с прошлого столетия. По экономической эффективности и ресурсообеспеченности известкованию нет альтернативы.

Значение известкования

Известкование — прием химической мелиорации, заключающийся во внесении в почву карбоната, оксида или гидроксида кальция и/или магния для нейтрализации избыточной кислотности. Известкование способствует улучшению агрохимических, агрофизических и биологических свойств почвы, повышает обеспеченность растений кальцием и магнием, мобилизует или иммобилизует макро- и микроэлементы, снижает поступление радионуклидов и тяжелых металлов в растения, улучшает почвенные факторы жизни растений.

Почвы с избыточной кислотность характеризуются:

• низким содержанием подвижных форм азота, фосфора, калия, микроэлементов;
• неблагоприятными агрохимическими, агрофизическими свойства;
• повышенным содержанием подвижных форм алюминия и марганца;
• низкой биологической активностью;
• негативным влиянием высокой концентрации ионов водорода H + на физико-химическое состояние протоплазмы, рост корневой системы и обмен веществ растений;
• развитием патогенной микрофлоры, например, грибов пенециллиума, фузариума, трикходерма;
• мобилизацией тяжелых металлов.

Систематическое внесение физиологически кислых удобрений, например, аммиачной селитры, ухудшает агрохимические свойства почвы, что снижает урожай культур.

Таблица. Влияние агрохимических свойств почвы на урожай ячменя (после 18 лет применения аммиачной селитры) 3

• устранить обменную и уменьшить гидролитическую кислотность;
• улучшить катионный состав ППК;
• активизировать микробиологические процессы;
• усилить все виды азотфиксации;
• повысить содержание нитратов, кальция, магния, подвижного фосфора;
• снизить содержание токсичных форм алюминия и марганца;
• снизить доступность растениям железа, меди, цинка, марганца, тяжелых металлов;
• повысить доступность растениям азота, фосфора, кальция, серы, магния, молибдена, калия;
• повысить качество гумуса;
• улучшить агрофизические свойства почв, водный режим почв;
• повысить эффективность минеральных удобрений;
• улучшить качество продукции;
• благодаря коагуляции кальцием почвенных коллоидов, улучшить структуру, водопрочность, водопроницаемость и аэрированность почв;
• уменьшить возможность образования корки;
• облегчить обработку тяжелосуглинистых и глинистых почв.

Известкование изменяет соотношение кальция и калия в почве в сторону преобладания кальция, при этом ухудшается калийное питание растений, что отрицательно сказывается на развитии калиелюбивых культур, таких как лен, картофель, люпин, травы и кукуруза.

Известкование уменьшает растворимость фосфоритной муки и её эффективность, поэтому исключают непосредственный контакт этих удобрений в почве:

• известь и фосфоритную муку на один и тот же участок вносят в разные сроки под различные культуры (фосфоритную муку раньше, а известь позже);
• послойное внесение этих удобрений — фосфоритную муку под вспашку, известь под культивацию;
• предварительное компостирование фосфоритной муки с навозом или торфом для перевода фосфора в доступные формы.

На полях, произвесткованных половинными дозами известковых удобрений, применение фосфоритной муки эффективно. На почвах, в которых после известкования реакция не превышает pH 5,1-5,2 в солевой вытяжке, можно применять фосфоритную муку.

Суммарная площадь пахотных земель стран СНГ с повышенной кислотностью составляет около 45 млн га (40 млн га 1 ), нуждающихся в известковании — более 60 млн га (55 млн га 2 ). Прежде всего к ним относятся дерново-подзолистые, светло-серые и серые лесные, болотные почвы и краснозёмы.

Снижение кислотности способствует росту урожайности зерновых на 0,25 т/га, капусты — на 3-8 т/га, картофеля — на 3 т/га.

В таблице приведены данные Шильникова (2001) по средним прибавкам урожая сельскохозяйственных культур от внесения извести в почвы с различной кислотностью.

Из зерновых культур на кислых почвах хорошо отзываются на известкование озимая пшеница и ячмень, из зернобобовых — горох и кормовые бобы. Прибавки урожая этих культур при внесении извести более высокие, чем озимой ржи и овса. Клевер под покровную культуру также хорошо отзывается на внесение извести.

По расчетам специалистов ФРГ, увеличение pH сильнокислых почв на единицу в среднем ежегодно может привести к повышению урожаев сельскохозяйственных культур на 5-6 ц/га в пересчете на зерно.

Таблица. Примерные прибавки урожая различных культур в зависимости от дозы внесенной извести, ц/га (Шильников, 2001)

* Для черноземных почв

Расходы на известкование окупаются как правило в течение двух лет, а действие извести сохраняет на протяжении длительного времени. Значение известкования кислых почв возрастает с переходом на интенсивные системы земледелия.

При известковании у бобовых увеличивается содержание белка в связи с деятельностью клубеньковых бактерий. Растительная продукция на известкованных почвах содержит на 2-5% белка больше, чем на кислых. Качество продукции возрастает благодаря иммобилизации токсических элементов и радионуклидов.

Известковые удобрения

Известковые удобрения — материалы и смеси веществ, содержащие соединения кальция, иногда магния, используемые для известкования кислых почв и в качестве источника кальция и магния в питании растений.

В качестве известковых удобрений используют:

• известковую и доломитовую муку;
• отходы промышленности (жженую и гашеную известь, сланцевую золу, дефекат, шлаки, белитовую муку и др.);
• местные известковые удобрения (известковые туфы, озерную известь, торфотуфы, мергель, мел).

Научное обоснование известкования

Влияние на рост и развитие растений

Кислая реакция среды отрицательно отражается на росте и развитии растений. Высокая концентрация ионов водорода ухудшает физико-химическое состояние протоплазмы клеток корневой системы, препятствует её росту, нарушает проницаемость корневых мембран и обмен веществ в корнях, ухудшая тем самым условия питания растения.

Гибель озимых зерновых культур и многолетних трав при перезимовке под покровом снега в Нечернозёмной зоне связана не с воздействием низких температур, а с кислой реакцией среды и повышенным содержанием подвижных форм алюминия. Например, при перезимовке в одинаковых температурных условиях -12…-14°С (ниже которых температура под снежным покров 15-20 см редко опускается) растения клевера, озимой пшеницы полностью погибали на кислых, неизвесткованных почвах, тогда как на известкованных сохранялись на 70-90% с урожайностью сена 50-80 ц/га и 25-35 ц/га зерна озимой пшеницы.

Оптимальная реакция почвы для большинства возделываемых культур и почвенной биоты является слабокислая и близкая к нейтральной, то есть с рН 6,0-7,5. Для некоторых культур оптимальная реакция может смещаться в более кислую сторону или находится в широком диапазоне рН. Все растения в течение первых 2-3 недели с момента прорастания чувствительны к неблагоприятной реакции среды.

Реакция среды влияние на питательный режим почв и условия питания растений, подвижность макро- и микроэлементов, активность микрофлоры, свойства почвы. Оптимальные значения pH для роста и развития одной и той же культуры могут отличаться в зависимости от типа почвы. На почвах с повышенным содержанием органического вещества и легкого гранулометрического состава оптимальный интервал рН смещается в кислую сторону.

Основные группы сельскохозяйственных культур по отношению к кислотности почв и известкованию

По отношению к кислотности почвы и отзывчивости на внесение извести сельскохозяйственные культуры условно подразделяются на пять групп.

1. Культуры первой группы характеризуются наибольшей чувствительностью к реакции среды, оптимальной является слабощелочная среда с рН_H2O = 7,0-8,0; рН_KCl = 6,8-7,5. К ним относятся: сахарная, кормовая и столовая свекла, капуста белокочанная, горчица, люцерна, эспарцет, рапс, лук, чеснок, сельдерей, шпинат, перец, пастернак, соя, конопля, смородина, хлопчатник. Эти культуры на очень кислых почвах снижают урожайность в 2-3 раза, растения сильно поражаются болезнями. Почвы, предназначенные для возделывания культур первой группы, подлежат известкованию в первую очередь.
2. Культуры второй группы характеризуются оптимальной реакцией почвы близкой к нейтральной, с оптимальным значением рН KCl = 6,0-6,5. Понижение кислотности до pH 4,5 приводит к снижению урожайности культур этой группы в 1,5-2 раза, повышает заболеваемость. К культурам второй группы относятся: пшеница, ячмень, кукуруза, клевер, горох, вика, фасоль, нут, чина, чечевица, цветная и кормовая капуста, кольраби, турнепс, брюква, салат, лук-порей, огурец, костер, лисохвост. Хорошо отзываются на известкование.
3. Культуры третьей группы переносят умеренно кислую и щелочную почвы, не имеют выраженного оптимального значения реакции среды. На их рост оказывают влияние сопутствующие факторы роста. При благоприятном питательном режиме они могут давать хорошие урожаи в диапазоне рН KCl от 5 до 7,5. Оптимальной принято считать слабокислую среду с рН 5,5-6,0. Растения третьей группы положительно реагируют на известкование сильно- и среднекислых почв. К культурам третьей группы относятся озимая рожь, овес, гречиха, томат, подсолнечник, морковь, тыква, кабачки, петрушка, редька, репа, ревень, топинамбур, тимофеевка.
4. Культуры четвертой группы относятся культуры хорошо переносящие умеренно кислую реакцию почвы, оптимальное значение рН_KCl = 5,1-5,6. Для льна оптимальные значения находятся в диапазоне рН 5,5-6,0, картофеля и ягодных культур — рН 4,5-6,5. Эти культуры положительно отзываются на известкование при сохранении оптимального соотношения между кальцием, калием, магнием, бором и другими питательными веществами. Избыток кальция вызывает снижение урожайности и качества продукции, у картофеля увеличивается поражаемость паршой, льна — бактериозом. Нейтрализация избыточной кислотности снижает доступность для этих культур бора, меди, цинка, а избыток кальция затрудняет поступление калия и магния. Известкование под культуры четвертой группы эффективно при сильнокислой реакции среды. К культурам этой группы относятся картофель, лён-долгунец, просо, сорго, малина, земляника и крыжовник.
5. Культуры пятой группы характеризуются оптимальным значением реакции почвы при рН_KCl = 4,5-4,8. Малочувствительны к избыточной кислотности, известкование проводят только на очень сильнокислых почвах с рН_KCl

Для большинства сельскохозяйственных культур при прорастании и в начальные фазы роста требуется среда близкая к нейтральной — рН_KCl 5,8-6,2 или рН_H2O — 6,4-7,0.

Физиологический (биологический) оптимум реакции среды для растений может отличаться от экологического (технологического), который связан с подвижностью элементов питания и условиями развития болезней. Например, для растений картофеля и льна, если почва не заражена болезнями, биологический оптимум составляет рН_KCl 6,0-6,2, однако в условиях поражения болезнями (картофель при нейтральной и слабощелочной реакции поражается паршой, вызываемой актиномицетами, лен — фузариозом), в полевых условиях урожайность и качество этих культур выше при рН_KCl 5,2-5,6, то есть при экологическом оптимуме. Несовпадение биологического и экологического оптима реакции среды для многих сельскохозяйственных культур обусловливается изменением доступности питательных веществ при изменении pH почвы.

В этой связи следует учитывать изменение доступности макро- и микроэлементов при известковании. Известкование почвы с pH выше 6,6 неэффективно, так как увеличивается вынос и вымывание кальция из почвы и снижается подвижность микроэлементов за исключением молибдена.

Известковые удобрения имеют длительное действие, поэтому учитывают отношение к ней всех (или ведущих) культур севооборота, то есть специализацию севооборота и гранулометрический состав почвы.

Источник