Одной из причин снижения урожайности являются кислые почвы. Реакция почвенной среды оказывает сильное влияние на усвоение питательных веществ, рост и развитие растений, деятельность микроорганизмов, физические, химические, биологические свойства почвы. Мелиоранты позволяют регулировать реакцию среды в желаемом для культур направлении. Все растения хорошо развиваются при рН = 5,5 — 8.
Известкование — внесение в почву известковых удобрений для нейтрализации кислотности почвы и улучшения физических, химических и других свойств почвы. При определении необходимости известкования за основу берут агрохимические картограммы кислотности почвы, составленные агрохимическими лабораториями.
Очерёдность известкования почвы определяют в зависимости от их степени кислотности: в первую очередь известкуют сильнокислые с рН дерново — подзолистые
4,6 — 5,0
0,95
дерново — подзолистые
5,1 — 5,5
1,25
светло — серые и серые лесные
светло — серые и серые лесные
4,6 — 5,0
0,99
светло — серые и серые лесные
5,1 — 5,5
1,32
тёмно — серые и чернозёмы выщелоченные
тёмно — серые и чернозёмы выщелоченные
4,6 — 5,0
1,12
тёмно — серые и чернозёмы выщелоченные
5,1 — 5,5
1,37
пойменные луговые и прочие
пойменные луговые и прочие
4,6 — 5,0
0,97
пойменные луговые и прочие
5,1 — 5,5
1,28
Дозы СаСО3 (т/га) по гидролитической кислотности рассчитывают по формуле: ДCaCO3 = Н х 10 х 3000000(2500000) х 50 / 1000000000 = Н х 1,5(1,25)
где: Н — величина гидролитической кислотности (мг-экв/100 г почвы). Для темно — серых лесных почв и черноземов разной степени оподзоленности величину гидролитической кислотности уменьшают в 3 раза; 10 — коэффициент для перехода от 100 г к 1 кг; 3000000 (2500000) — масса пахотного слоя в 20 см на 1 га, кг (почвы тяжёлого гранулометрического состава — 3000000, легкого гранулометрического состава — 2500000); 50 — миллиграммы СаСО3, соответствующие 1 мг-экв; 1000000000 — для перевода миллиграммов СаСО3 в тонны.
Учитывая выращиваемые культуры и почвы хозяйства, известковые удобрения, а точнее их рассчитанные дозы, необходимо откорректировать. Корректировку проводят согласно следующим условиям:
— в севооборотах со льном и картофелем дозу уменьшить на 1/2 — 2/3 от полных доз для песчаных и супесчаных почв и на 3/4 — 1 для суглинистых почв;
— наличие люпина в севообороте при определении дозы извести во внимание не принимать;
— в специализированных севооборотах, когда картофель занимает 30 — 40 % в структуре посевных площадей, дозу извести снизить на 2/3 от полных доз (почвы с легким гранулометрическим составом) и на 1/2 (почвы с тяжёлым гранулометрическим составом);
— в севооборотах с бобовыми травами и кормовыми культурами известкование почвы проводить полными дозами.
Дозы СаСО3 пересчитывают на известковое удобрение (ДИМ) по формуле: ДИМ = ДCaCO3 х 100 х 100 х 100 / Н х (100 — Г) х (100 — В)
где: ДCaCO3 — норма СаСО3 на 1 га, т; Н — нейтрализующая способность известкового материала; Г — количество частиц более 1 мм в известковом материале, %; В — влажность известкового материала, %.
В условиях Нечернозёмной зоны лучшее место внесения в полевых севооборотах — покровная клеверу культура, кроме того, известковые удобрения можно вносить в чистый пар, под кукурузу, корнеплоды, ячмень, пшеницу. В кормовых севооборотах наиболее целесообразно вносить известь под корнеплоды, в овощных — под корнеплоды и капусту.
Основное требование к внесению извести — равномерное распределение с последующим тщательным перемешиванием с почвой, поэтому известковые удобрения следует вносить под зяблевую вспашку или перепашку зяби, допускается внесение и под культивацию.
Михайлова Л.А., д. с.-х. н., Мудрых Н.М., к. с.-х. н., ФГБОУ ВПО «Пермская ГСХА»
Источник
Вопрос 32. Кислотность почв, её виды, расчёт доз извести.
Состав поглощенных ионов определяет многие свойства почв, например, кислотность и щелочность. Различают следующие формы или виды почвенной кислотности: актуальная кислотность; потенциальная кислотность, которая подразделяется на обменную и гидролитическую кислотность.
Актуальная кислотность. Эта форма кислотности наиболее проста для понимания; так называют кислотность почвенного раствора, обусловленную растворенными в нем компонентами. На практике редко измеряют рН почвенного раствора. Вместо этого анализируют водные вытяжки или водные суспензии почв. Согласно решению, II Международного конгресса почвоведов, водные вытяжки и суспензии для измерения рН готовят при отношении почва: вода, равном 1: 2,5. Для торфянистых почв и торфов это отношение расширяют до 1: 25.
Степень кислотности почвенных растворов, вытяжек и суспензий оценивают величиной рН, количество кислотности — по содержанию титруемых щелочью веществ, обладающих кислотными свойствами.
Кислотность почвенных растворов обусловлена присутствием свободных органических кислот или других органических соединений, содержащих кислые функциональные группы, свободных минеральных кислот (главным образом угольной кислоты), а также других компонентов, проявляющих кислотные свойства. В числе последних наибольшее влияние оказывают ионы А1 3+ и Ре 3+ , причем их кислотные свойства соизмеримы с кислотными свойствами таких кислот, как угольная и уксусная.
По данным И.Н. Скрынниковой, в кислых почвенных растворах дерново-подзолистых почв содержатся:
• свободные нелетучие органические кислоты;
• соли сильных оснований и слабых органических кислот;
• свободный СО2 и соли угольной кислоты;
• аммонийные соли слабых органических кислот. Сочетание этих компонентов в почвенных растворах обусловливает значение рН в интервале 4,2—6,8.
По степени кислотности почвы подразделяются на очень сильнокислые (рН ниже 4,0), сильнокислые (4,1—4,5), кислые (4,6—5,2), слабокислые (5,3—6,4), нейтральные и близкие к нейтральным (6,5—7,4) и щелочные (свыше 7,5). Почвенная кислотность неблагоприятна для жизнедеятельности растений и микроорганизмов, поэтому для ее устранения применяют известкование почв. При внесении извести в почву поглощенный водород замещается кальцием. Дозы извести: т/га = 1,5Н. Также в качестве сырья вносят мергель, долонит, мел.
Способность почвы подкислять почвенный раствор обусловлена наличием в почве кислот, гидролитически кислых солей, а также поглощенных ионов водорода и алюминия.
Кислотность почвы вызывается ионами водорода. В зависимости от того, в каком состоянии ионы водорода находятся в почве, кислотность может быть активной (актуальной) и потенциальной.
Активная (актуальная) кислотность зависит от концентрации свободных ионов водорода в почвенном растворе. Их источником являются органические кислоты, образующиеся при разложении растительных остатков, и угольная кислота, появляющаяся в почве при растворении диоксида углерода в воде.
Кислую реакцию имеют подзолистые, дерново-подзолистые и болотные почвы, нейтральную – черноземы, щелочную – каштановые почвы, сероземы и солонцы.
Для определения активной кислотности почву заливаю дистиллированной водой, взбалтывают, фильтруют и в полученном растворе с помощью индикатора рН-метра определяют рН.
Потенциальная кислотность подразделяется на обменную и гидролитическую. Она обусловлена содержанием ионов водорода и алюминия, находящихся в поглощенном состоянии.
Обменная кислотность обусловлена содержанием поглощенных ионов водорода, которые могут быть вытеснены из ППК раствором нейтральной соли КСl. Также её создают поглощенные ионы алюминия, которые вытесняются из ППК катионами нейтральной соли и переходят в раствор. Обменная кислотность сильно выражена в кислых подзолистых и дерново-подзолистых почвах, а в нейтральных и щелочных почвах она не проявляется.
Гидролитическая кислотность зависит от содержания как обменных, так и прочносвязанных ионов водорода. Для определения гидролитической кислотности почву обрабатывают ацетатом натрия.
Виды сырья для понижения кислотности — катионы кальция магния повышают плодородие почв, нейтрализуют кислую реакцию и создают цельную структуру. Катионы водорода разрушают структуру и повышают кислотность почв. Катиона натрия повышают щелочность.
Применение половинных доз извести (0,5 Нг) обеспечивает в первой ротации севооборота прибавку урожая примерно 70% от полной дозы, а во второй ротации — 40-50%. Внесение более высоких доз извести (>1,0 Нг) неэффективно, поскольку прибавки урожая незначительны, а затраты и потери кальция из почвы вследствие вымывания осадками возрастают. Полную дозу извести определяют по величине гидролитической кислотности:
Д = (Нг ∙ Эм ∙ 10 ∙ 3 000 000)/1 000 000 000 = (Нг ∙ Эм ∙ 3)/100, где: Д — доза извести, т/га; Нг — гидролитическая кислотность по Каппену, мг-экв/100 г почвы; Эм — эквивалентная масса известкового удобрения; 10 — коэффициент для пересчета Нг в мг-экв/кг почвы; 3000000 — масса 1 га пахотного слоя почвы, кг; 1 000 000 000 — коэффициент пересчета мг в тонны.
Если в качестве известкового удобрения используется СаСО3 , то формула приобретает вид: СаСО3, т/га = 1,5 Нг.
Дозы извести можно также рассчитать по формуле: Д = 0,05 ∙ Нг ∙ d ∙ h, где Д — доза СаСО3, т/га; Нг — гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г почвы; d-объемная масса почвы, г/см 3 ; h — глубина пахотного слоя, см.
Метод определения доз извести по гидролитической кислотности принят в РФ и многих других странах в качестве основного (стандартного) для дерново-подзолистых, серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных и черноземов. В производственных условиях дозы извести часто устанавливают, пользуясь справочными таблицами, по рН солевой вытяжки (1 н. KCl) и гранулометрическому составу почвы.
В отличие от минеральных почв, торфяно-болотные почвы имеют обычно высокую потенциальную кислотность, однако они практически не содержат в ППК обменный алюминий. Их кислотность обусловлена в основном ионами водорода, поэтому, несмотря на большую величину гидролитической кислотности, она менее токсична для растений. Эти почвы обладают большой буферной способностью и при рНKCl более 5,2 в известковании не нуждаются.
В севооборотах, в структуре которых преобладают культуры слабо чувствительные к кислотности почвы (картофель, лен, рожь, овес, козлятник, люпин, сераделла и другие) не требуется полное устранение кислотности. В таких севооборотах необходимо поддерживать оптимальную для культур слабокислую реакцию (рНKCl) почвы. Дозы СаСО3 для достижения заданного уровня реакции почвы рассчитывают по формуле Д = 10 dpH∙M, где Д — доза СаСО3, т/га; dpН — планируемый сдвиг рН; 10 — коэффициент; М — норма расхода СаСО3, т/га для сдвига рН на 0,1. Затраты (нормативы) СаСО3 для доведения кислотности почвы до заданного значения.
При возделывании в севооборотах люцерны, сахарной и кормовой свеклы, капусты и других культур, относящихся к первой группе, почву известкуют при Нг выше 2 мг-экв и степени насыщенности основаниями менее 90%. Дозы извести для этих почв устанавливают по величине гидролитической кислотности.
При определении необходимости известкования почвы следует учитывать не только гидролитическую кислотность и степень насыщенности основаниями, но и активность Н+ почвенного раствора, поскольку непосредственное негативное воздействие на сельскохозяйственные культуры оказывает не общее количество ионов водорода в ППК, а концентрация (активность) ионов водорода.
Известковые удобрения (известняковая и доломитовая мука, металлургические шлаки и др.) существенно различается по химическому составу, тонине помола и механическим примесям, поэтому их действие оценивают по нейтрализующей способности. Нейтрализующее действие известковых удобрений зависит от содержания в них карбонатов (СаСО3 и МgСО3), механических примесей, влаги, размера частиц (тонины помола) и их прочности. Для агрохимической оценки качества известковых удобрений определяют «активно действующее вещество» (АДВ) по формуле (%): АВД = (Х ∙ (100 — Н) ∙ (100 — Х1)) / (100 ∙ 100), где Х — суммарная массовая доля карбоната кальция и магния; Н — содержание недеятельной фракции извести — для металлургических шлаков, известняковой и доломитовой муки частиц крупнее 1 мм, для меловой муки — крупнее 3 мм; Х1 — массовая доля влаги, %. Доза известкового удобрения в физической массе рассчитывается по следующей формуле: Дф = (Др ∙ 100)/АВД, т/га, где Дф — доза известкового удобрения в физической массе, т/га; Др — доза рассчитанная на 100% содержание карбонатов; АДВ — содержание активно действующего вещества, %; 100 — коэффициент.
1. Распространение почв элювиального ряда и необходимость их улучшения
Меридиальная протяженность территории Красноярского края от Северного Ледовитого океана до горных систем Западного и Восточного Саяна охватывает все природные зоны между тундрой и сухими степями. Это определяет многообразие почвенного покрова. Значительное место по распространению принадлежит типам почв, которым свойственна кислотность в той или иной мере вредная для сельскохозяйственных растений.
Территориально кислые почвы в крае распространены широко. Большая их часть сосредоточена в Ачинской лесостепной зоне – 46% от общей площади кислых почв края. В Центральной пригородной и Канской лесостепной зонах их площади практически равны (16,2 и 16,3%). Несколько больше их в Северной подтаежной зоне – 18,5%. Незначительная доля – всего лишь 3% приходится на Южную лесостепную зону. В Южной степной зоне кислых почв нет совершенно.
Следует заметить, что в отличие от своих европейских аналогов кислые почвы Красноярского края менее оподзолены, что объясняется в основном карбонатностью почвообразующих пород. Характерной особенностью этих почв является низкая оструктуренность. Они быстро распыляются, образуют корку. У них слабая водопроницаемость. Вследствие этого во время снеготаяния и в периоды интенсивного выпадения осадков развивается водная эрозия.
Общая площадь кислых почв в Красноярском крае по данным агрохимической службы составляет 586,8 тыс.га. На долю сильнокислых и среднекислых почв, то есть почв нуждающихся в известковании, приходится 243 тыс. га. Следует иметь ввиду, что сенокосные и пастбищные угодья в таежной и лесостепной зонах размещаются на почвах более низкого бонитета и представлены типами почв, которым в той или иной мере свойственна почвенная кислотность.
Основной особенностью кислых почв является недостаток ионов кальция и избыток ионов водорода в пахотном горизонте, что обусловливает их крайне неблагоприятные агрохимические свойства. Прежде всего, кальций – важный элемент питания растений и его недостаток вызывает их кальциевое голодание: растения плохо развивается и плодоносит, не переносит перезимовки. Понижение реакции почвенного раствора отрицательно влияет на усвоение растениями азота, фосфора, калия и других элементов.
Высокая концентрация ионов водорода затрудняет рост и развитие корневой системы растений, резко снижается, а иногда полностью прекращается усвоения кальция, затормаживается поступление фосфора, поскольку частично изменяет состав протоплазмы корневых клеток. В кислой среде в растениях нарушаются процессы обмена с накоплением промежуточных соединений (нитритов, простых углеводов, органических кислот) вместо завершенных (белков, жиров, крахмала). Растения теряют морозо- и жаростойкость, устойчивость к засухе, к болезням и вредителям, задерживается прохождение отдельных фаз роста и развития.
В почвах с повышенной кислотностью подавляется жизнедеятельность полезных микроорганизмов, почти не развивается аммонифицирующая и нитрифицирующая микрофлора, что тормозит образование нитратов и фиксацию атмосферного азота. В результате нарушается азотное питание растений. В то же время отдельные формы грибов (пеницилиум, фузариум, триходерма), которые выделяют вещества, ядовитые для растений, в кислых почвах развиваются, что создает неблагоприятные условия для жизни и развития растений.
Повышенная кислотность уменьшает растворимость соединений ряда микроэлементов, необходимых растениям (молибден, бор, цинк и медь). Поэтому, растения, культивируемые на почвах элювиального ряда, существенно уступают по содержанию белковых соединений, чем культуры, выращиваемые на почвах черноземного типа. Напротив, в кислой среде повышается растворимость и, следовательно, содержание подвижных форм алюминия, марганца, токсичных для растений.
Кислые почвы отличаются и неблагоприятными физическими свойствами. При недостатке кальция и магния, которые образуют нерастворимые гуматы, гумусовые вещества плохо удерживаются в почве, отчего не только уменьшается запас питательных элементов, но и ухудшается структура почвы. Почвы элювиального ряда обладают, как правило, тонко – пылеватым гранулометрическим составом и бесструктурны, бедны коллоидными частицами и гумусом, что сопровождается нарушением благоприятного водно-воздушного режима.
2. Определение нуждаемости почв в известковании и расчет дозы извести
Неблагоприятные свойства кислых почв могут быть устранены вытеснением ионов водорода и алюминия из почвенного поглощающего комплекса и замещение их кальцием. Это достигается известкованием почвы, т.е. внесением в нее мелиорантов, содержащих известь. Установление потребности почвы в известковании и определение необходимых доз известковых материалов основываются на изучении почвенной кислотности.
Реакция почвенного раствора является отражением состава почвообразующих пород, характера, интенсивности основных процессов и режимов, происходящих в конкретных условиях сочетания факторов почвообразования. Те почвы, в которых оподзоливание выразилось в большей степени, а выщелачивание карбонатов и оснований прошло сильнее, обладают большей обменной кислотностью.
Различают два типа почвенной кислотности: актуальную и потенциальную.
Актуальная кислотность – это кислотность почвенного раствора (водной вытяжки). Интенсивность (степень кислотности) характеризуется активностью ионов водорода, выражаемой как отрицательный логарифм концентрации ионов водорода. Кислотность почвенного раствора обусловлена растворенными в нем химическими веществами. На величину pH почвенного раствора влияют свободные органические кислоты. Их минеральных кислот большое значение имеет угольная кислота, на количество которой влияет растворение в почвенном растворе диоксида углерода.
Потенциальная кислотность связана с твердыми фазами почвы и проявляется только при взаимодействии почвы с солевыми растворами. В составе потенциальной кислотности различают обменную кислотность, определяемую при взаимодействии почвы с раствором нейтральной соли и гидролитическую, определяемую при действии на почву гидролитически щелочной соли. Гидролитическая кислотность почвы является скрытой и показывает почти полную потенциальную кислотность почвы. При определении обменной кислотности часть ионов водорода не вытесняется в раствор в силу более прочного поглощения и установления динамического равновесия между количеством поглощенных водородных ионов и их концентрацией в растворе. Поэтому, если нет обменной кислотности, то она не вредна растениям. Величина гидролитической кислотности определяется функциональными группами гумусовых веществ (карбоксильные, фенольные, спиртовые гидроксилы, аминокислотами, простыми органическими кислотами). Важным показателем необходимости известкования является наличие и величина обменной кислотности. Обменная кислотность своим происхождением обязана совместному наличию в почвах ионов водорода и алюминия, которые находятся в поглощенном состоянии, и представляет собой небольшую, но наиболее опасную часть почвенной кислотности. Она наблюдается в почвах, в которых процесс выщелачивания оснований осуществляется весьма интенсивно и почва нуждается во внесении извести.
Общее представление об обменной кислотности можно получить, определяя pH солевой вытяжки. Установлено, что при:
а) pH солевой вытяжки 5,5 известкование становится ненужным.
Поскольку гидролитической кислотностью обладает подавляющее большинство почв, по одной ее величине нельзя судить о потребности почвы в известковании. Следовательно, для оценки нуждаемости почвы в извести кроме гидролитической кислотности, необходимо определить степень насыщенности основаниями (V, %):
где S – сумма поглощенных оснований, мг-экв на 100 г почвы;
HГ — величина гидролитической кислотности, мг-экв на 100 г почвы.
Потребность почв в известковании в зависимости от их насыщенности основаниями, установленная эмпирически, выражается следующей шкалой (А.Е.Возбуцкая, 1968).
Почвы, у которых:
V 2+ и 2 HCO3 — и частично подвергается гидролизу:
Ca (OH) 2= Ca 2+ + 2 OH — .
В почвенном растворе, содержащем бикарбонат кальция, повышается концентрация ионов Ca 2+ и OH — . Катионы кальция вытесняют ионы водорода из почвенного поглощающего комплекса, и кислотность нейтрализуется:
Что дает известкование положительного?
Внесение извести устраняет актуальную и обменную кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность.
1. В почвенном растворе повышается степень насыщенности почвы основаниями и содержание кальция. Кальций коагулирует почвенные коллоиды, и, как следствие, образуются структурные агрегаты с последующим улучшением водно-воздушного режима, повышения водопроницаемости. Почва легче поддается обработке. Физическая спелость почвы наступает на 2-3 дня раньше.
2. Ввиду повышения поглотительной способности почвы уменьшаются потери элементов питания через вымывание. Снижается содержание подвижного алюминия, марганца, подвижность тяжелых металлов и загрязняющих веществ.
4. Происходит мобилизация запасов фосфора за счет интенсификации минерализации органического вещества и перевода фосфатов алюминия, железа в более подвижные кальцийфосфаты.
5. Повышается доступность растениям целого ряда микроэлементов.
6. Улучшается питание растений кальцием и магнием. В растениях активно синтезируются завершенные биохимические соединения (белки, жиры, углеводы).
7. Повышается эффективность органических и минеральных удобрений и бактериальных преператов.
Что дает известкование отрицательного?
Усиление минерализации органического вещества почвы, если известкование не сопровождается применением органических удобрений, может сопровождаться обеднением почвы. «Известкование обогащает родителей, но разоряет детей», -говорит голландская пословица.
После известкования активизируется почвенный калий, но может быть нарушено соотношение K:Ca с преобладанием последнего. Поэтому в некоторых случаях возникает потребность в увеличении доз калийных удобрений.
Возникает необходимость контроля обеспеченности растений некоторыми микроэлементами.
После известкования возрастает вымывание оснований и органического углерода, 78-87% которых представлены фульво- и низкомолекулярными органическими кислотами, а 13-22% — веществами, сходными с гуминовыми кислотами.
Экологическая и экономическая напряженность в сельскохозяйственном производстве предполагает поиск и других нетрадиционных подходов и использованию кислых почв:
а) создание и подбор устойчивых и толерантных к повышенной кислотности, к высокому содержанию подвижного алюминия сортов культурных растений. Растения участвуют в регулировании реакции среды через корневые выделения: если в почве больше катионов, растения преимущественно выделяют анионы; если в почве больше анионов, растения выделяют катионы.
б) использование на кислых почвах минеральных удобрений на фоне органических;
в) освоение альтернативных систем земледелия, исключающих применение физиологически кислых удобрений.
Химические мелиоранты – удобрения длительного действия. При многократных механических обработках почвы они тщательно перемешиваются со всей массой пахотного слоя. Полная доза извести оказывает положительное действие на урожай полевых культур на средне- и тяжелосуглинистых почвах в течение 15-20 лет, а на почвах легкого гранулометрического состава 8-10 лет. Главное условие – необходимо, чтобы максимальный сдвиг показателя pH в сторону щелочного интервала по времени совпал с размещением на известкованном поле культуры, наиболее отзывчивой на это мероприятие. И наоборот, культуры, на которые известкование оказывает отрицательное действие, должны размещаться на этом поле в момент затухания действия мелиоранта.
4. Требования к внесению и заделке извести
Основным требованием является равномерное распределение (рассев) извести с последующим тщательным перемешиванием с почвой.
При известковании полной дозой, повторное внесение извести проводят через 6-8 лет.
Полную дозу извести вносится в два приема: большая часть дозы заделывается с осени под вспашку зяби, меньшая – под культивации.
Обязательным условием эффективного известкования является оптимальная влажность почвы.
Недопустимо внесение извести весной, поскольку почвенная влага будет использована на гашение извести, а почва иссушена.
Внесение извести в зимнее время может быть в исключительных случаях при строго определенных условиях: по тонкому снегу, на выровненных местах, в безветренную погоду.
Недопустимо совместное внесение извести с навозом и аммиачными удобрениями, вследствие потерь азота.
Для рассева слабопылящих материалов используют разбрасыватель минеральных удобрений РУМ-3, универсальный тракторный прицеп-разбрасыватель 1-ПТУ-3,5; разбрасыватель минеральных удобрений и извести РМИ-2, навешенный на разбрасыватель–прицеп удобрений РПТУ 2А, и туковые сеялки.
5. Известковые удобрения
Известковые удобрения подразделяются на твердые (требующие размола), мягкие или рыхлые (не требующие размола) и отходы промышленности.
Твердые известковые породы содержат разное количество CaCO3 и MgCO3, различаются по количеству нерастворимого остатка (глина и песок). По содержанию CaO и MgO эти породы делятся на следующие группы: известняки содержат 55-56% CaO и до 0,9% MgO; известняки доломитизированные – 42-55% CaO и 0,9-9% MgO; доломиты – 32-30% CaO и 18-20% MgO.
Известняки и мел – осадочные породы преимущественно морского происхождения. Известняки состоят в основном из минерала кальцита, но чаще они доломитизированы и, кроме CaCO3, содержат MgCO3. Присутствие MgCO3 повышает прочность и твердость известковых пород и уменьшает их растворимость. Твердые известковые породы являются исходным материалом для производства промышленных известковых удобрений – известняковой и доломитовой муки, жженой и гашеной извести.
Известняковая или доломитовая мука получается при размоле и дроблении известняков и доломитов на заводах. Известняковая мука состоит из CaCO3 и небольшого количества MgCO3; в пересчете на CaCO3 содержит 85-100%.
Доломитизированную муку следует применять на почвах легкого гранулометрического состава, особенно при возделывании в севооборотах культур, чувствительных к недостатку магния, — картофеля, льна, бобовых. Быстрота взаимодействия с почвой и эффективность молотого известняка и доломита в сильной степени зависит от тонины помола. Частицы известняка и доломита крупнее 1мм плохо растворяются и очень слабо уменьшают кислотность почвы. Чем тоньше размол известняка и доломита, тем лучше она перемешивается с почвой, скорее и полнее растворяется, быстрее действует и тем выше ее эффективность.
Жженая и гашеная известь. При обжиге твердых известняков карбонаты кальция и магния теряют углекислоту и превращаются в окись кальция или окись магния, получается жженая (комовая) известь. При взаимодействии ее с водой образуется гидроокись кальция или магния, то есть так называемая гашеная известь «пушенка» — тонкий рассыпающийся порошок. Гасить жженую известь можно непосредственно в поле, присыпая влажной землей.
Гашеная известь получается как отход на известковых заводах и при производстве хлорной извести. Пушенка — наиболее быстродействующее известковое удобрение, особенно ценное для глинистых почв.
Мягкие известковые породы — вторичные пресноводные известковые отложения. К ним относят известковые туфы, мергели, природная доломитовая мука. Залежи их обычно более мелкие, но они расположены часто вблизи полей, что делает их применение экономически целесообразным, они не требует размола, а только высушивания и просеивания.
Известковые туфы называют еще ключевой известью, так как они встречаются главным образом в местах выхода ключей в притеррасных поймах; содержат от 80 до 90% CaCO3.
Мергели содержат в основном CaCO3 , иногда вместе с примесью глины. Поэтому содержание здесь колеблется от 25 до 50 %. Мергели могут быть рыхлые и плотные, требующие измельчения.
Доломитовая мука — естественная рыхлая порода, состоящая из MgCO3 и CaCO3, с общим содержанием в перерасчете на CaCO3 95-108%. Не требует размола. Залежи встречаются редко. Хорошее известковое удобрение для почв легкого гранулометрического состава, бедных магнием.
Известковые отходы промышленности. К ним относятся: сланцевая зола, дефекат, белитовая мука.
Сланцевая зола. Получается при сжигании горючих сланцев на промышленных предприятиях и электростанциях. Состоит из силикатов, окисей и карбонатов кальция и магния с общим содержанием в пересчете на CaCO3 – 65- 80%. Кроме того, содержит небольшое количество калия и серы. По действию близка к известняковой муке. Сланцевая зола пригодна для большинства полевых культур, в том числе для бобовых, картофеля, льна.
Дефекат – отход свеклосахарного производства. Содержит CaCO3 с примесью Ca (OH) 2 с общим содержанием в пересчете на CaCO3 до 70%. Хорошее известковое удобрение для применения вблизи сахарных заводов. Кроме извести, дефекат содержит 0,3-0,5 % азота, 1-2% фосфора, 0,6-0,9% калия, до 15% органического вещества.
Белитовая мука – отход алюминиевой промышленности, имеет следующий химический состав: CaO – 45-50%, Na2O+ K2O- 2,05, SiO3 — 30, Fe2O3 – 2,9, MnO -0,04, Al2O3 — 3,4% , а также небольшое количество фосфора, серы и некоторых микроэлементов.
Установление целесообразности замены суперфосфата фосфоритной мукой по методу Б.А.Голубева
Фосфоритная мука для большей части сельскохозяйственных культур становится достаточно хорошим источником фосфорного питания только тогда, когда почва имеет повышенную кислотность, достаточную для разложения фосфоритной муки.
Исследованиями Б.А.Голубева установлено, что действие фосфоритной муки начинает проявляться, когда гидролитическая кислотность почвы достигает 2-2,5 мэкв/100 г почвы. Когда гидролитическая кислотность почвы выше указанной величины, действие фосфоритной муки, внесенной в двойной дозе по суперфосфату, может приближаться к действию суперфосфата.
Однако действие фосфоритной муки зависит не только от величины гидролитической кислотности. Прогноз возможного положительного действия фосфорита становится более точным и полным, известна емкость поглощения удобряемой почвы, а также вычислена степень насыщенности почвы основаниями. Можно ожидать полного действия фосфоритной муки, когда Hг = 3 + 0,1 ЕКО.
Таблица 1. Зависимость эффективности фосфоритной муки от физико-химических свойств почвы
Потенциометрическое определение обменной кислотности
(лабораторная работа)
Материалы и оборудование: весы технические, колбы на 100мл, дистиллированная вода, стаканчики на 50 мл, иономер, вспомогательный хлорсеребряный электрод, стеклянный электрод, предварительно выдержанный в 0,1н растворе соляной кислоты.
Обменной кислотностью называют часть потенциальной кислотности, которая обнаруживается при взаимодействии почвы с раствором нейтральной соли.
Принцип метода. Метод основан на определении активности ионов водорода. Для измерения величины pH используется электронная схема со стеклянным электродом, в который впаян литиевый стерженек. При погружении электрода в раствор происходит обмен ионов лития с поверхности слоев на ионы водорода. Благодаря разности потенциалов возникает электродвижущая сила, величина которой соответствует активности ионов водорода в растворе. Извлечение обменных катионов водорода производится раствором хлористого калия концентрации 1моль/дм 3 (1н) при соотношении почвы и раствора 1:2,5.
Ход определения
В коническую колбу на 100 мл отвешивается на технических весах 10г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями в 1мм, и приливается 25 мл 1н раствора хлористого калия (колбы подписать). Содержимое колб тщательно перемешивается и встряхивается на ротаторе в течение 30 минут, далее суспензию переносят в стаканчик и производят определение pH на иономере. Электроды погружаются в стаканчик с испытуемым раствором, ожидается успокоение стрелки прибора и производится отсчет по верхней шкале прибора. При этом сопоставляются показания на верхней шкале и положение переключателя «пределы измерения»
Обсуждение результатов
При выполнении лабораторной работы каждый студент получает индивидуальный почвенный образец, характеризуемый данными этикетки.
1. На основании полученных результатов:
а) Рассчитывается степень насыщенности почвы основаниями;
б) Определяется потребность почвы в известковании;
г) Оформите в рабочей тетради выводы и обоснуйте полученные материалы.
Каждый студент получает индивидуальное расчетное задание, по которому следует:
1. Рассчитать недостающие показатели и определить нуждаемость почвы в мелиоративных мероприятиях;
2. Рассчитать дозу необходимого мелиоранта и записать выводы
Задачи и упражнения
1. Рассчитайте норму извести под картофель на дерново-подзолистой почве: S = 21 ммоль/100 г, Нг = 9,0 ммоль/100 г.
2. Какие из имеющихся удобрений (суперфосфат, фосфоритная мука, обесфторенный фосфат) необходимо применять на дерново-подзолистой почве со следующими агрохимическими показателями: S = 8 ммоль/100 г, Нг = 6,9 мг-экв/100 г, pHKcl = 4,2?
3. Сколько необходимо внести извести под картофель, если Нг = 5 ммоль /100 г, V = 70%?
4. В хозяйстве имеются простой суперфосфат, двойной суперфосфат, фосфоритная мука. Какое удобрение вы будете применять: а) под бобовые культуры, б) при S = 20 ммоль /100 г, Нг = 7 ммоль/100 г, в) в рядки при посеве?
5. Доза внесения извести, рассчитанная по Нг, составляет 2,8 т/га. Какова норма внесения в физическом весе следующих мелиорантов: известковая мука (80%), сланцевая зола (60%), известковый туф (40%).
6. Для создания культурного пахотного слоя (0-20см) требуется узнать, нуждаются ли почвы в мелиорирующем веществе и в какой дозе по следующим показателям:
Почва
Горизонт
Глубина, см
Ммоль на 100г почвы
Плотность сложения, г/см3
Са 2+
Mg 2+
Hr +
ЕКО
1
A1
5-10
7,42
6,3
5,5
19,22
1,15
А2
10-25
3,5
2,45
0,8
6,75
1,45
2
A1
0-15
22,0
1,9
3,8
27,7
1,22
А1А2
15-35
16,8
0,9
4,3
22,0
1,25
3
A1
2-8
9,9
3,7
4,7
18,3
1,15
А2
8-25
1,15
0,8
2,2
4,4
1,35
7. По приведенным данным, выраженным в ммоль/100г почвы, определите: нуждаются ли почвы в химической мелиорации; если нуждаются, то в какой?
а) Са 2+ =2,5; Мg 2+ =1; Нr=8;
г) Са 2+ =4,6; Мg 2+ =1,3; ЕКО=7,4;
ж) Са 2+ =2,9; Мg 2+ =0,7; Нr=7,3;
8. Определить место и очередность известкования следующих звеньев севооборотов на светло-серой лесной почве при S = 28 ммоль/100 г, Нг = 5,8 ммоль/100 г, pHKcl = 5,1:
а) пар – лен – ячмень;
б) картофель – пшеница – овес;
в) донник – пшеница – ячмень;
г) кормовая свекла – пшеница – овес;
д) турнепс – пшеница – овес + горох – пшеница;
е) люцерна – люцерна – пшеница – пшеница;
9. Дайте прогноз применения фосфоритной муки. Почвы: дерново-подзолистая, при S = 14 ммоль/100 г, Нг = 6,0 ммоль/100 г; серая лесная при S = 25 ммоль/100 г, Нг = 4,8 ммоль/100 г.
10. Определите степень нуждаемости почв в химической мелиорации и дозу внесения извести для пахотного слоя (0-20 см) почвы по следующим показателям:
