Материалы для гипсования почв

Материалы для гипсования почв

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

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