Агрохимия

АГРОХИМИЯ-гос.

 

№ 18. Агроэкологиская оценка кислотности  почвы. Технология известкования кислых почв с учетом биологической особенностей с/х культур.

Различные виды кислотности и буферная способность почв.

 

Реакцию почвы, как и любой другой среды принято  обозначать значением рН - отрицательным логарифмом концентрации ионов водорода. Степень кислотности или щелочности раствора выражается значениями рН от 1 до 14. При рН 7 (т. е. при одинаковой концентрации ионов Н⁺ и ОН^-, равной 10^-7) реакция среды нейтральная. Если рН больше 7 — реакция щелочная, если рН меньше 7 — кислая.

Обычно реакция  водной вытяжки разных почв колеблется от рН 3-3,5 (в верховых сфагновых торфяниках) до рН 9-10 (в солонцовых почвах). Щелочную реакцию имеют южные черноземы  и каштановые почвы (рН 7,5), солонцеватые почвы (рН до 8,5) и солонцы (рН до 9 и более). Реакция раствора, близкая к нейтральной (рН 6,5-7), у обыкновенного и типичного черноземов, слабокислая (рН 5,5-6,5) у оподзоленных и выщелоченных черноземов, серых лесных почв, а подзолистые и дерново-подзолистые почвы могут иметь различную степень кислотности, от сильно кислой (ниже рН 4,5) до близкой к нейтральной ( рН 5,6 – 6,0).

Кислотность почвы создается наличием ионов Н⁺  и Al³⁺ в почвенном растворе и поглощающем комплексе. Различают актуальную и потенциальную кислотность почвы. Активная (актуальная) кислотность обусловлена повышенной концентрацией ионов Н⁺ в почвенном растворе. Определяется она в водной вытяжке из почвы (pH – водн.).

Актуальная (активная) кислотность находится в тесной связи с потенциальной (скрытой) кислотностью, которая, в свою очередь, подразделяется на обменную и гидролитическую.

Таким образом, кислотность почвы, обусловленная  ионами водорода и алюминия, находящимися в поглощенном состоянии и  способными вытесняться в раствор катионом нейтральной соли, называется обменной. Определяется она обработкой почвы раствором 1 молярной КСI (солевая вытяжка) и выражается величиной рН.

По величине рН солевой вытяжки устанавливают  степень нуждаемости почв в известковании и ориентировочную дозу извести.

При взаимодействии почвы с раствором 1 м. КСl из почвенного поглощающего комплекса вытесняются не все ионы водорода, часть их более прочно поглощена коллоидами почвы и поэтому катионами нейтральных солей не вытесняется. Их можно вытеснить при действии на почву более сильным вытеснителем - раствором гидролитически щелочной соли, например ацетата натрия CH₃COONa.

 

Отношение различных  растений к реакции почвы и  известкованию.

 

По своей  чувствительности к реакции среды  и отзывчивости на известкование сельскохозяйственные культуры можно подразделить на следующие группы.

1. Не переносят кислой реакции: люцерна, эспарцет, сахарная, столовая и кормовая свекла, конопля, капуста—для них оптимум рН лежит в узком интервале — от 7 до 7,5. Они сильно отзываются на известкование даже слабокислых почв.
2. Чувствительны к повышенной кислотности: пшеница, ячмень, кукуруза, подсолнечник, все бобовые культуры (за исключением люпина и сераделлы), огурец, лук, салат. Они предпочитают близкую к нейтральной реакцию (рН 6—7) и хорошо отзываются на известкование не только сильно- и среднекислых, но и слабокислых почв.
3. Менее чувствительны к кислотности: рожь, овес, просо, гречиха, тимофеевка, редис, морковь, томат. Эти культуры могут удовлетворительно расти в широком интервале рН — от кислой до слабощелочной реакции (рН 4,7—7,5), но наиболее благоприятна для их роста слабокислая и близкая к нейтральной реакция (рН 5—6). Они положительно реагируют на известкование сильно- и среднекислых почв полными дозами, что объясняется не только снижением почвенной кислотности, но и усилением мобилизации питательных веществ и улучшением питания растений азотом и зольными элементами.
4. Предпочитают слабокислую реакцию и нуждаются в известковании только на средне- и сильнокислых почвах лен и картофель. Картофель малочувствителен к реакции в диапазоне рН 4,5—6,5, а для льна лучше слабокислая реакция (рН 5,5—6,5). Высокие дозы СаСО₃, особенно при ограниченных дозах минеральных удобрений, отрицательно влияют на качество урожая этих культур. Картофель сильно поражается паршой, при этом снижается содержание крахмала в клубнях, а лен болеет бактериозом, что приводит к снижению выхода и ухудшению качества волокна. Отрицательное влияние на картофель и лен известкования кислых почв полными дозами объясняется не столько нейтрализацией кислотности, сколько уменьшением доступности растениям бора. Кроме того, при избыточной концентрации ионов кальция в почвенном растворе затрудняется поступление в растение других катионов, в частности магния и калия. В севооборотах с большим удельным весом картофеля и льна при использовании высоких доз удобрений, особенно калийных, известкование можно проводить полными дозами. При этом лучше вносить известковые удобрения, содержащие магний, а также применять борные удобрения. В этом случае отрицательного действия известкования на лен и картофель не наблюдается, и в то же время повышается урожай других культур севооборота, чувствительных к кислотности.
5. Предпочитают кислую реакцию и чувствительны к избытку водорастворимого кальция в почве люпин, сераделла. При известковании повышенными дозами эти культуры снижают урожай. При возделывании люпина и сераделлы на зеленое удобрение известь рекомендуют вносить не перед посевом, а при запашке этих культур в почву.

Влияние извести на свойства и питательный режим почвы.

Карбонат кальция (СаСО₃), или известь является основным нейтрализующим почвенную кислотность веществом в составе известковых удобрений. При внесении в почву нерастворимый в воде карбонат кальция взаимодействует с угольной кислотой, находящейся в почвенном растворе, и нейтрализует ее с образованием растворимого в воде бикарбоната кальция.

Бикарбонат  кальция представляет собой гидролитически щелочную соль, которая при растворении  в воде диссоциирует на ионы.

Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на многие агрохимические свойства почвы: улучшаются физические свойства почвы (структурность, водопроницаемость, воздушный режим, влагоемкость).

Определение нуждаемости кислых почв в известковании и доз извести.

 

Степень нуждаемости  почвы в известковании можно  ориентировочно определить по некоторым  внешним ее признакам. Кислые сильноподзолистые  почвы обычно имеют белесый оттенок, ярко выраженный подзолистый горизонт, достигающий 10 см и более. На повышенную кислотность почвы и нуждаемость ее в известковании указывают также плохой рост и сильное выпадение клевера, люцерны, озимой пшеницы при перезимовке, обильное развитие устойчивых к кислотности сорняков: щавелька, пикульника, торицы полевой, лютика ползучего, белоуса, полевого хвоща и некоторых других.

Более объективно нуждаемость почвы в известковании  с достаточной для практических целей точностью может быть определена по величине обменной кислотности (рН солевой вытяжки). При рН солевой вытяжки 4,5 и ниже потребность в известковании сильная, 4,6-5 — средняя, 5,1-5,5—слабая, а при рН более 5,5 — отсутствует.

Кислотность пахотного  слоя почвы до слабокислой реакции (до рН солевой вытяжки 5,6—5,8), благоприятной  для большинства культур и полезных микроорганизмов, называется полной дозой извести.

Приблизительные дозы известковых материалов можно  определить по величине рН солевой  вытяжки или показателей ВИУА (есть готовые данные)

Более точно  рассчитать полную дозу извести можно  по величине гидролитической кислотности. При расчете дозы извести (в т) СаСО₃ на 1 га величину гидролитической кислотности в мгּэкв/100 г почвы (Н_г) умножают на 1,5. например: если гидролитическая кислотность почвы составляет 4 мгּэкв/100 г почвы, то доза СаСО₃ будет равна 4*1,5=6 т/га. С учетом действующего вещества известкового удобрения напр. Известняковая мука содержит д.в. 85% 6*100:95=7,0 т/га.

Например  рНсол. Нашей почвы – 4,6, нам необходимо снизить кислотность почвнного  раствора с 4,6 до 5,8. Для этого осенью после уборки урожая, необходимо внести доломитовую или известковую муку. Лучще использовать доломитовую муку поскольку в ней кроме кальция есть и магний, также необходимый для растений. При этом 10 кг этой муки,внесенные на 1 сотку, в среднем снижает кислотность почвы на 0,1 единицы рНсол. В нашем случае необходимо снизить кислотность почвы на 1,2 единицы, следовательно нужно внести 120 кг доломитовой муки на 1 сотку.

Дозу конкретных известковых удобрений (Д) вычисляют с учетом содержания в них суммы нейтрализующих кислотность веществ (в расчете на чистый СаСО₃) и количества крупных частиц (более 1 мм) по формуле:

 

 

 

На тяжелых  почвах и под культуры, очень чувствительные к повышенной кислотности (свекла, кукуруза, клевер, люцерна, капуста и др.), лучше вносить полную дозу извести, рассчитанную по гидролитической кислотности. На более легких малобуферных почвах и для культур, не чувствительных к кислотности (картофель, лен, люпин и др.), дозу извести необходимо уменьшить на 30 -50%.

Известковые материалы, внесенные в почву, обладают длительным последействием. Полная доза извести может положительно влиять на урожай сельскохозяйственных культур в течение двух ротаций 7- 8-польного севооборота, половинная доза — не более одной ротации (6—7 лет). С течением времени после внесения извести вновь происходит постепенное увеличение кислотности почвы (особенно быстро на малобуферных почвах и при систематическом применении физиологически кислых удобрений в высоких дозах) и возникает потребность в повторном известковании. Необходимость повторного или поддерживающего известкования устанавливают на основе данных агрохимического анализа почвы (определения степени ее кислотности) с учетом вымывания кальция по результатам лизиметрических опытов, проведенных в данном регионе, и его выноса с урожаем возделываемых культур.

Известковые удобрения.

 

Известняковая мука. Основное промышленное известковое удобрение, получаемое при размоле или дроблении известняков, которые состоят в основном из карбоната кальция (СаСО₃), но чаще всего доломитизированы, т. е. содержат также MgCO₃ (до 10—15 % в расчете на MgO). Чем больше в породе МgСО₃, тем она тверже и прочнее. При повышенном содержании MgCO₃ (18— 20 % в расчете на MgO) порода называется доломитом; при ее размоле получается доломитовая мука. Известковые материалы, содержащие магний, для многих сельскохозяйственных культур (свекла, картофель, лен, клевер, люцерна, гречиха, морковь, лук и др.) более эффективны, чем известковые удобрения, не содержащие магния, особенно на бедных магнием песчаных и супесчаных почвах.

Наиболее эффективна известняковая мука с тониной  помола менее 0,25 мм. При высоком содержании грубых частиц (крупнее 1—3 мм) эффективность  ее резко снижается.

При обжиге известняков  СаСО₃ превращается в СаО (СаСО₃  → СаО + СО₂), получается жженая (негашеная, комовая) известь. При взаимодействии ее с водой образуется гидроксид кальция [СаО + Н₂О = Са(ОН)₂], .называемый гашеной известью (пушонкой).

Известковый туф (ключевая известь) — ценное известковое удобрение, содержит не менее 80—70 % СаСО₃. Перед внесением иногда необходимо отсеивать более крупные твердые частицы. Месторождения известковых туфов чаще всего встречаются в пониженных элементах рельефа — притеррасных поймах, местах выхода ключей.

Гажа (озерная  известь) должна содержать не менее 60% СаСО₃. Она залегает в местах усыхания замкнутых водоемов, почти целиком состоит из частиц менее 1 мм. Озерная известь — быстродействующее эффективное известковое удобрение.

Мергель содержит от 50 до 80 % СаСО₃ и MgCO₃. Встречается в виде рассыпчатой массы и плотной породы. Плотный мергель вывозят на поле зимой и складывают небольшими кучами. Под влиянием влаги и низкой температуры он разрыхляется, переходит в рассыпающуюся массу, которую можно вносить в почву.

Торфотуфы — низинные торфа, богатые известью (от 10 до 50 % СаСО₃ ), наиболее пригодны для известкования кислых почв, бедных органическим веществом и расположенных вблизи мест их залегания.

Доломитовая природная мука содержит кроме СаСО₃  также MgCO₃ (в сумме 95 % и более в пересчете на СаСО₃ ). Это особенно ценное известковое удобрение для почв легкого гранулометрического состава. Доломитовая мука, используемая для известкования, должна содержать не менее 80 % нейтрализующих веществ в расчете на СаСО₃  и влаги не более 12 %.

Сроки и способы внесения извести, эффективность известкования.

Положительное действие внесения извести на продуктивность сельскохозяйственных растений и плодородие почвы в большой степени зависит  от равномерного ее внесения и тщательного  перемешивания с почвой. Известь должна быть хорошо измельчена и перед заделкой равномерно рассеяна по поверхности почвы, что лучше всего достигается с помощью известковых сеялок и разбрасывателей. Пылевидные известковые удобрения — известняковая мука, цементная пыль, сланцевая зола и пылевидные отходы металлургической промышленности — вносят машинами пневматического типа- РУП-14,АРУП-8 и РУП-8.

Рекомендуется применять такой способ заделки  извести, при котором обеспечивается хорошее перемешивание ее со всем пахотным слоем почвы, — под плуг с осени под зяблевую обработку или весной под перепашку зяби, лучше всего вместе с органическими удобрениями (навозом, торфом, компостами). При использовании фосфоритной муки ее лучше вносить под вспашку зяби, а известь — под перепашку или культивацию. С организационно-хозяйственной точки зрения наиболее удобно проведение известкования в парующих полях. В севооборотах с клевером неотложному известкованию подлежит покровная культура. В пропашных севооборотах известь необходимо применять в первую очередь под кукурузу и корнеплоды, а в овощных — под капусту и свеклу или под их предшественники.