Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Хімічна меліорація

Кислотні дощі, внесення хімічно та фізіологічно кислих добрив значно підкислили реакцію середовища навіть традиційно нейтральних ґрунтів. В орному шарі чорноземів виявляється до 4-6 мг-екв. гідролітичної кислотності на 100 г ґрунту. Підкислення ґрунтів різко знижує ефективність всіх інших заходів щодо підвищення родючості. Тому в комплекс заходів для відтворення родючості слід обов'язково включати заходи хімічної меліорації кислих і лужних ґрунтів: вапнування та гіпсування.

Завдяки вапнуванню нейтралізується кислотність, рослини забезпечуються кальцієм та іншими елементами живлення, підсилюється мікробіологічна активність ґрунту, припиняється каолінізація глинистих мінералів, зменшується вміст розчинних сполук алюмінію, заліза, мангану; поліпшуються агрегатний склад, агрохімічні та фізико-хімічні властивості, істотно зростає ефективність мінеральних добрив.

Для регулювання кислотності ґрунту застосовують різні меліоранти. Найчастіше це осадові породи, що складаються переважно з кальциту СаСО3, доломіту СаСО3•МgСО3 тощо.

При взаємодії вапна з ґрунтом відбуваються такі реакції:

СаСО3 + Н2О + СО2 = Са(НСО3)2;

[ГВК]:2H+ + Са(НСО3)2 <=> [ГВК]:Са2+ + Н2О + СО2;

Са(НСО3)2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2СО3;

Са(ОН)2 <=> Са2++2ОН¯;

[ГВК]:2H+ + Са(ОН)2 <=> [ГВК]:Са2+ + 2Н2О .

Вапно взаємодіє також з вільними гумусовими та іншими кислотами, азотною кислотою, що утворюється внаслідок нітрифікації, нейтралізуючи їх:

2R- СООН=СаСО3 <=> Са(-СОО)2 + Н2О + СО2;

2HNO3 + СаСО3 <=> Са(NО3)22О + СО2.

На кислих ґрунтах, що містять обмінний алюміній, з вуглекислим кальцієм відбувається реакція

[ГВК¯]:2А13+ + 6СаСО3 + 6Н2О <=> [ГВК¯]3Са2+ + 3Са(НСО3)2+2А1(ОН)3.

Кальцій переходить в увібраний стан, ґрунтовий розчин збагачується на бікарбонат кальцію.

На дуже кислих ґрунтах з гідролітичною кислотністю понад 2,5 мг-екв/100 г ґрунту нейтралізуючу дію на ґрунт чинить і фосфоритне борошно:

[ГВК¯]:2Н+ +Са3(РО4)2 = [ГВК¯]Са2+ +2СаНРО4.

Фосфорит переходить у розчинну сполуку, чим досягається краще живлення рослин фосфором.

Потреба ґрунтів у вапнуванні визначається комплексом показників: ступенем та величиною кислотності ґрунту, ступенем насиченості його основами, гранулометричним складом і вмістом органічної речовини, відношенням культур сівозміни до реакції середовища.

Для визначення потреби у вапнуванні користуються наступною шкалою:

Потреба у вапнуванні Кислотність, мг-екв/100 г ґрунту
Ґрунти потребують першочергового вапнування в усіх зонах України Понад 4
Ґрунти потребують першочергового вапнування в Поліссі та Лісостепу. Середня потреба у вапнуванні ґрунтів Прикарпаття та західної частини Лісостепу, слабка — у гірських районах Карпат 3-4
Середня потреба у вапнуванні ґрунтів у Поліссі та Лісостепу, слабка — у Передкарпатгі, відсутня — у гірських районах Карпат 2-3
Доцільне вапнування опідзолених ґрунтів Лісостепу; необхідне — на Поліссі, на супіщаних, піщаних і глинисто-піщаних ґрунтах 1,8-2
Слабка потреба у вапнуванні піщаних і глинисто-піщаних ґрунтів 1,8-1,9
Немає потреби у вапнуванні < 1,5

За мірою кислотності та потребою у вапнуванні ґрунти України поділяють на п'ять груп.

Таблиця. Потреба ґрунтів у вапнуванні залежно від рНКСІ

Міра кислотності рНКСІ Потреба ґрунтів у вапнуванні
Дуже сильна <4,5 Першочергове вапнування в усіх типах сівозмін
Середня 4,6—5,0 Першочергове вапнування в овочевих і кормових сівозмінах на супіщаних та суглинкових ґрунтах; середня потреба у польових сівозмінах на піщаних ґрунтах
Слабка 5,1—5,5 Вапнування супіщаних і суглинкових різновидностей, особливо в сівозмінах з травами, кормових та овочевих. В останню чергу вапнують піщані та глинисто-піщані ґрунти
Близька до нейтральної 5,6—6,0 Вибіркове вапнування супіщаних та суглинкових ґрунтів і насамперед у сівозмінах з вимогливими до вапна культурами. Не потребують вапнування ґрунти з рНКСІ> 6,5 незалежно від їх поширення

Якщо у чорноземах лісостепової зони лінія карбонатів розташована на глибині понад 50 см, а гідролітична кислотність перевищує 2 мг-екв/100 г ґрунту, то в зерно-бурякових сівозмінах вапно слід вносити раз на ротацію — під цукрові буряки або багаторічні трави.

За ступенем насиченості основами та потребою у вапнуванні ґрунти поділяються на чотири групи: < 50% — необхідно вапнувати у першу чергу; 50-70% — є потреба у вапнуванні; 70-90% — вапнування проводять з урахуванням набору культур у сівозміні та рівня внесення мінеральних добрив; > 90% — вапнувати не потрібно.

За реакцією на вапнування сільськогосподарські культури також поділяють на 4 групи:

1 — дуже позитивно реагують на вапнування — конюшина, люцерна, столові та цукрові буряки, капуста, коноплі, ріпак;

2 — добре реагують на вапнування — пшениця, кукурудза, ячмінь, горох, огірки, цибуля, соняшник;

3 — позитивно реагують на вапнування — жито, овес, томати, гречка, льон;

4 — мають слабку реакцію на вапнування — картопля, люпин, брюква, сераделла.

Важкі за гранулометричним складом кислі ґрунти легше п­реносять підвищені норми вапна. На легких ґрунтах доцільно вносити менші дози.

В Україні в усіх зонах поширення кислих ґрунтів, незалежно від вирощуваних культур, дозу вапна визначають за величиною гідролітичної кислотності ґрунту за спеціальною формулою, в якій враховуються: кількість грамів СаСО3, необхідних для нейтралізації 1 мг-екв кислотності в 1 кг даного ґрунту; його гідролітична кислотність, мг-екв/100 г ґрунту; глибина шару ґрунту, в який вноситься вапно; щільність ґрунту, г/см3.

Останнім часом для розрахунку норм вапна в Україні широко застосовується нормативний метод.

За І. С. Шатіловим та ін. (1986), дози вапна для дерново-підзолистих ґрунтів з вмістом гумусу в межах від 1 до 5% при рНкс1 3,8-5,5 з урахуванням гранулометричного складу слід визначати за такими формулами:

для піщаних ґрунтів

Д = -0,85 Г • рН - 1,08 рН + 4,32Г + 7,8;

для супіщаних ґрунтів

Д = -0,85 Г • рН - 1,08 рН + 4,32Г + 8,0;

для легкосуглинкових ґрунтів

Д = -0,55 Г • рН - 1,23 рН + 3,17Г + 9,5;

для середньосуглинкових ґрунтів

Д = -0,55 Г • рН - 1,23 рН + 3,17Г + 9,9;

для важкосуглинкових ґрунтів

Д = -0,65 Г • рН - 1,88 рН + 3,42Г + 1,43;

для глинистих ґрунтів

Д = -0,65 Г • рН - 1,88 рН + 3,42Г + 1,46,

де Д — доза СаСО3, т/га; рН — показник кислотності (рНКСІ); Г — вміст гумусу у ґрунті, %.

Для вапнування ґрунтів застосовують матеріали, які крім СаСО3 містять інші форми кальцію та магнію, наприклад доломітове борошно, гідроксид кальцію, магнію або їх оксиди (СаО, МgО). При розрахунках доз вапна їх потрібно перетворити в СаСО3.

Для визначення потреб ґрунтів у повторному вапнуванні проводиться додаткове агрохімічне обстеження. Визначають показники, що характеризують ступінь і величину кислотності. Строки повторного вапнування можна визначити і за балансовими розрахунками. Баланс кальцію та магнію у кислих ґрунтах Полісся складається таким чином, що при внесенні 5,5-6 ц/га мінеральних добрив повторне вапнування слід проводити через 7-8 років після першого; при внесенні щорічно 10-12 ц/га мінеральних добрив — через 6-7, в окремих районах — через 4-5 років. Середня періодичність вапнування ґрунтів в різних регіонах України є різною: у Передкарпатті, Карпатах і Закарпатті — 4-6 років, Поліссі — 6-7, лісостеповій зоні — 6-9 років.

Враховуючи різне ставлення сільськогосподарських культур до реакції ґрунтового розчину, вапно у ґрунт вносять з таким розрахунком, щоб його максимальна дія виявлялась на культурах першої та другої груп і меншою мірою — на культурах третьої та четвертої груп.

У зерно – льоно - картопляних сівозмінах Полісся вапно вносять при вирощуванні картоплі, льону та люпину. В лісостеповій зоні найкращим місцем для вапна є попередники тих культур, які дуже добре реагують на вапнування. Добрі результати дає внесення вапна безпосередньо під цукрові буряки. У західних районах України в 9-10-пільних сівозмінах вапно доцільно вносити у два прийоми: 0,5 дози на початку та 0,5 дози у середині ротації з урахуванням чергування культур. Слід також пам'ятати, що 1 т вапна забезпечує приріст врожаю зернових у 2-2,2 ц/га протягом 5-6 років. Вапнування істотно підвищує ефективність мінеральних добрив.

До хімічної меліорації належить і гіпсування лужних ґрунтів. В Україні солонцеві ґрунти поширені у районах північного і центрального районів Лівобережного Лісостепу, Донбасу, східної частини Харківської області Присивашшя, Причорномор'я, Керченського півострова.

Сода має такий негативний вплив на сільськогосподарські культури, що навіть при вмісті її в ґрунті 0,005% вони починають страждати і гинути. Сода утворюється внаслідок обмінних реакцій між ґрунтом, насиченим увібраним натрієм, вугільною кислотою або карбонатом кальцію підґрунтових вод та ґрунтових розчинів:

[ГВК2-]2Na+ + Н2С03 <=> [ГВК2-]2Н+ + Na2СО3;

[ГВК2-]2Na+ + СаСО3 <=> [ГВК2-]Са2+ + Na2СО3;

Сода піддається в ґрунті активному гідролізу:

Ка2СО3 + Н2О <=> 2NaОН + Н2СО3.

Тому солонці мають високу лужність (рН понад 8,5-9).

Солонцюваті ґрунти характеризуються високою в'язкістю, липкістю, вони мало водопроникні у вологому стані і дуже тверді, зцементовані та безструктурні в сухому. На таких ґрунтах у посушливі періоди рослини страждають від нестачі вологи, у вологі періоди — від нестачі повітря.

Залежно від вмісту увібраного натрію (% ємності катіонного обміну) ґрунти поділяються на такі групи: не солонцюваті — менше 5; слабо-солонцюваті — 10-5; середньо-солонцюваті — 15- 10; дуже солонцюваті — 20-15; солонці — понад 20.

Поряд з натрієвими солонцями значні площі займають мало-натрієві (магнієві) солонці. Особливість цих ґрунтів полягає у високому вмісті в ГВК увібраного магнію (до 50%) при незначному вмісті увібраного натрію. Мало-натрієві солонці мають всі ті ж негативні властивості, що і натрієві. Ліквідація негативних властивостей солонців є основним завданням хімічної меліорації — гіпсування.

При внесенні гіпсу у грунт іони кальцію нейтралізують соду ґрунтового розчину та витісняють увібраний натрій з ГВК:

Na2СО3 + СаSО4 → Na24 + СаСО3 + 2Н2О;

[ГВК2-]2Na+ + СаSО4 → [ГВК2-]Са2+ + Na24 .

У невеликій кількості Na24, що утворюється при гіпсуванні, не шкодить рослинам. Але при багаторічному гіпсуванні солонців у ґрунті утворюється багато Na24, який необхідно видаляти з кореневмісного шару промиванням. В умовах богарного землеробства промивання можна здійснити снігозатриманням та акумуляцією поверхневого стоку.

Гіпсування ґрунтів проводять при вмісті увібраного натрію понад 5% ємності катіонного обміну. Розрахунки норм гіпсування виконуються за формулами:

для нейтральних ґрунтів

Д = 0,086 (Na – 0,05ЄКО) hd

для слаболужних ґрунтів

Д = 0,086 (Na – 0,05ЄКО) + (S-0,7) hd

для дуже лужних (содових) ґрунтів

Д = 0,086 (Na – 0,05ЄКО) + (С - 0,7) hd

для малонатрієвих (магнієвих) солонців

Д = 0,086 [(Na - 0,1 ЄКО) + (Мg – 0,3ЄКО)] hd,

де Д — доза гіпсу (СаSО4•2Н2О), т/га; Na — вміст увібраного натрію, мг-екв/100 г ґрунту; ЄКО — ємність катіонного обміну; h — глибина меліоративного шару ґрунту, см; S — вміст токсичної лужності (НСО3]‾ — Са2+) у водній витяжці; С — вміст карбонату натрію (СО32- — Nf+) у водній витяжці, мг-екв/100 г ґрунту; Мg — вміст увібраного магнію, мг-екв/100 г ґрунту.

Найчастіше для меліорації солонців використовують гіпс і фосфогіпс. У гіпсі міститься 79-85% сульфату кальцію. За вимогами стандарту, всі частки сиромеленого гіпсу повинні проходити через сито з діаметром отворів 1 мм і не менше 70-80% — через сито з отворами 0,25 мм. Вологість не повинна перевищувати 8%. Фосфогіпс — відхід виробництва преципітату. Він містить 70-75% гіпсу, 2-3 — фосфору, до 3 — заліза та алюмінію, 5-6 — глини та близько 15% — води.

Останнім часом як меліоранти використовують глиногіпс, хлорид кальцію, сірку, сульфат заліза, сульфат алюмінію, дефекат, неорганічні кислоти (сірчану, соляну, азотну) тощо. Вибір меліоранту визначається ефективністю його впливу на ґрунт та відповідністю властивостям ґрунту.

Якщо замість гіпсу використовують інший меліорант, то, визначаючи його дозу, враховують вміст меліоруючих речовин, еквівалентний 1 т гіпсу. Для цього користуються коефіцієнтами перерахунку цих речовин на гіпс:

Меліоруюча речовина Коефіцієнт

Гіпс (СаЗО4•2Н2О) 1,0

Хлорид кальцію (СаС12•2Н2О) 0,85

Сірка (S) 0,19

Сірчана кислота (Н24) 0,57

Сульфат заліза (FеSО4•7Н2О) 1,62

Сульфат алюмінію [А12(SО4)3•18Н2О] 1,29

Полісульфід кальцію (СаS5) 0,77

Вапняк (СаСО3) 0,58

Глиногіпс (60% СаSО4•2Н2О) 1,67

 

Фізичну норму меліоранта обчислюють з урахуванням вмісту гіпсу в матеріалі.

Слід підкреслити, що хімічні меліоранти не вирішують всіх проблем докорінного поліпшення солонців. Їх треба застосовувати в комплексі з агротехнічними та біологічними методами. Лише за цієї умови реалізується максимальна ефективність хімічної меліорації.

Комплекс заходів меліорації солонців та солонцюватих ґрунтів повинен охоплювати:

1) хімічні заходи — внесення меліорантів;

2) обробіток ґрунту чизельними розпушувачами на глибину 35-45 см або плантажну оранку на 60—70 см;

3) планування (вирівнювання) поверхні поля;

4) регулювання поверхневого стоку та влаштування дренажу та промивного водного режиму за рахунок зрошення і снігозатримання;

5) використання органічних і мінеральних добрив як засіб, що прискорює хімічну меліорацію і підвищує родючість ґрунту;

6) створення після меліорації сприятливого агробіологічного фону висівом солестійких рослин (у перші роки — буркуна, суданської трави, люцерни, а в міру окультурення — ячменю, озимої пшениці, сорго, цукрових буряків).

 

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:1015

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2019 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.