Известкование почв

Известкование почв

ИЗВЕСТКОВАНИЕ ПОЧВ, внесение в почву извести, имеет своей задачей восполнение недостатка кальция в почве, а также нейтрализацию почвенной кислотности. Почвенный кальций очень легко вымывается из верхних слоев почвы до грунтовых вод. Дренажные воды выносят до 200 кг на 1 га в год, главным образом в виде бикарбоната кальция Са(НСО3)2. Степень выноса Са из верхних слоев почвы зависит от ряда факторов, как то: парование почвы, интенсивное применение минеральных удобрений, основания которых образованы одновалентными металлами (натрием, калием, аммонием). Наиболее подвижной формой кальция в почве является кальций углекислый СаСО3, который легко переходит в почве в Са(НСО3)2. Другой подвижной формой кальция в почве является поглощенный кальций. Число видов почв, содержащих СаСО3 в верхних горизонтах, весьма ограничено: даже в черноземах углекислый кальций содержится гл. обр. на глубине 40—100 см и принимает участие в жизни пахотного слоя почвы лишь в моменты капиллярного поднятия влаги из грунтовых вод. На подзолах и переходных серых и темноцветных лесных суглинках СаСО3 отсутствует как во всей толще почвенного слоя, так и в материнской подстилающей породе. Поэтому в корнеобитаемом слое почв подзолистого и переходного типов подвижной формой кальция является исключительно поглощенный кальций. Поглощенные металлы почвы вообще и Са в частности обладают свойством легко обмениваться с катионами солей или водородными ионами тех или иных кислот.

Физиологическая роль кальция для растений еще не вполне выяснена, хотя многочисленные опыты и показывают исключительно важную роль кальция в отношении создания т. н. физиологически эквилибрированных (уравновешенных) питательных растворов. Полная изоляция кальция из общей питательной смеси, равно как и временное его исключение, вызывают страдание растений, тогда как в отношении азота и фосфора такое явление не имеет места. Обусловленная присутствием водородных ионов, кислая реакция среды, которая в известных пределах м. б. вредной для развития растений, лучше всего обезвреживается кальцием, в меньшей мере магнием, в слабой степени калием и в особенно слабой степени натрием. Содержащиеся в почвенном растворе анионы, преимущественно НСО3', NO3', SO4'' и Сl', связаны гл. образом с кальцием; от 50 до 95% суммы всех оснований почвенного раствора падает на долю кальция. Количество поглощенных в почвах оснований подвержено большим колебаниям. Почвы черноземного типа содержат в 5—10 раз больше поглощенных оснований, чем почвы подзолистого типа. На нормальных, незасоленных почвах на долю поглощенного кальция чаще всего приходится до 80%, на долю магния до 18% и остальное на долю калия и натрия. Сумма поглощенных оснований в подзолистых почвах, выраженная в эквивалентах Са, составляет от 0,03 до 0,3% на 100 весовых частей почвы. В результате биологических процессов, протекающих в почвах подзолистого и переходного типов, при отсутствии в них СаСО3, образуются наряду с поглощенными Са••, К и Na также и водородные ионы; кроме того, в результате деятельности микроорганизмов, почвы приобретают способность гидролитически разлагать щелочные соли. Так, например, при обработке почвы раствором уксуснокислого натрия или кальция, основание названной соли поглощается почвой, и в растворе образуется свободная уксусная кислота. Количество содержащихся в почве водородных ионов, которые могут обмениваться на металлы нейтральных солей, определяет собой обменную кислотность почв. Способность почв разлагать гидролитически щелочные соли определяет гидролитическую кислотность почв. На рост растений и на течение микробиологических процессов в почве оказывает существенное влияние активная реакция почв (см. Водородные ионы). В почвах, в которых присутствует СаСО3, активная реакция водных суспензий (выраженная в единицах Рн) в течение вегетационного периода может колебаться от 7,5 до 8,2. Такие почвы не имеют гидролитической кислотности. На деградированных и выщелоченных черноземах активная реакция в течение вегетационного периода колеблется от 6,2 до 7,5. Такие почвы обычно не имеют обменной кислотности, но имеют гидролитическую, а так как к тому же количество поглощенных оснований в этих почвах сравнительно высоко, то относительное значение величины их гидролитической кислотности обычно невелико. На переходных и подзолистых почвах активная реакция водных суспензий колеблется от 4,5 до 0,5 Рн для разных почв.

Различие в активной реакции различных почв зависит гл. обр. от степени насыщенности их основаниями, обычно обозначаемой через V. Обозначая количество поглощенных в почве оснований без водородного иона через S, определив гидролитическую кислотность почв и выразив то и другое в эквивалентах Са, получим при сложении этих двух величин величину, которая показывает общее количество оснований, способное удерживаться почвой при определенных условиях. Эту величину обозначают через Т. Отсюда выражение V = S·100/T дает нам представление о степени насыщенности почв основаниями. Активная реакция почв находится в связи с величиной V и с размером обменной кислотности. Чем меньше V и чем больше обменная кислотность, тем больше и активная кислотность почвы. Ниже приводим данные, характеризующие в рассматриваемом отношении свойства ряда почв опытных учреждений в СССР (см. табл.).

Почвы опытных учреждений в СССР

Длительное применение таких минеральных удобрений, как суперфосфат, сернокислый аммоний или селитра и калийные соли, по данным Ротамстедской опытной станции (Англия) и Мироновской опытной станции (УССР), может оказать резкое влияние на изменение свойств почвы, и степень этого влияния находится в связи с характером почвы и растения. Кислые удобрения на почвах с малой величиной S и V могут оказать резкое влияние на реакцию. На почвах Мироновской опытной станции, хотя и обладающих высокой S и V, длительное 20-летнее применение минеральных удобрений изменило свойства почвы, повысив их ненасыщенность и дисперсность. Последнее связано с тем, что одновалентные металлы, вытесняя поглощенный кальций в почвенный раствор, тем самым повышают подвижность коллоидальной части почвы, т. е. увеличивают дисперсность, вследствие чего ухудшаются физические свойства почвы. Почвы полей Ротамстеда содержат много СаСО3, и поэтому длительное 80—90-летнее применение минеральных удобрений почти не сказалось на изменении свойств почвы и не понизило урожаев пшеницы и ячменя; на почвах же полей Вобурна, принадлежащих также Ротамстедской станции, в которых нет СаСО3 и содержится почти в два раза меньше поглощенных оснований, в результате ежегодного внесения минеральных удобрений с 1877 г., урожаи ячменя на делянках с суперфосфатом, сернокислым аммонием и сернокислым калием понизились за последние 5 лет вдвое по сравнению с урожаями делянок без удобрений. Внесением в почву извести можно устранить как обменную, так и гидролитическая кислотность и довести почву до полной насыщенности основаниями, благодаря чему в почве будет создана реакция, близкая к нейтральной.

Необходимо отметить различное отношение разных сельскохозяйственных растений к реакции почвы: 1-я группа - растения, чувствительные к кислотности: люцерна, ячмень, сахарная свекла, корнеплоды, красный клевер, горох, пшеница; 2-я - промежуточная группа - растения, менее чувствительные к кислотности: лен, озимая рожь, горчица, рапс; 3-я группа - растения, мало чувствительные к кислотности: лупин, картофель, овес. Но и для этой последней группы растений кислая реакция водных суспензий от 4,0 до 4,5 Рн также менее благоприятна, чем реакция со значением Рн = 5—6. Для всех растений первой группы повышенное содержание в почвенном растворе кальция является фактором, резко благоприятствующим их росту, поэтому известкование кислых почв под эти культуры в подавляющем большинстве случаев будет способствовать лучшему их развитию. Уменьшение кислой реакции почв с помощью СаСО3 создает в почвенном растворе более высокую концентрацию кальция, чем изменение реакции почв с помощью СаО или Са(ОН)2. Поэтому такие растения, как лен, лупин и картофель, реагируя благоприятно на уменьшение кислой реакции, в то же время чувствительны к повышению концентрации кальция, и под перечисленные культуры лучше вносить СаО или Са(ОН)2 или же эти культуры относить дальше от начала внесения извести.

Действие извести на почву многообразно. Когда известь вносится в почву не одна, а вместе со всеми питательными для растений веществами, т. e. с азотом, фосфором и калием, то в этом случае известкование почв производится лишь для изменения реакции почвы и создания более благоприятного соотношения оснований в почвенном растворе. В случае же внесения извести в почву одной или с навозом известкование почв не только создает более благоприятную реакцию и более благоприятное соотношение оснований в почвенном растворе, но и способствует минерализации питательных веществ почвы или навоза. В наших условиях известкование почвы производят б. ч. с целью многостороннего воздействия извести на почву. В зависимости от этого и подход к определению потребности почв в извести будет иной, чем в случае внесения извести в почвы, на которых урожаи обеспечиваются всеми важнейшими питательными веществами путем внесения минеральных удобрений.

Потребность почвы в известковании м. б. определена по следующим методам.

1) Определение гидролитической кислотности. К навеске почвы (почву лучше доводить до воздушно-сухого состояния и просеивать через сито в 2 мм) в 40 г или 100 г приливается нормальный раствор уксуснокислого натрия или кальция (на 1 л дестиллированной воды 136,06 г ацетата натрия или 79,07 г ацетата кальция). Раствор уксуснокислого натрия должен иметь Рн = 8,2—8,3, на что указывает слабое порозовение раствора от прибавления к 25 см3 3—4 капель 1 %-ного раствора фенолфталеина в 96%-ном этиловом спирте. Смесь почвы с раствором уксуснокислой соли встряхивают в течение одного часа (в виде исключения часовое взбалтывание почвы м. б. заменено 5-минутным с оставлением смеси на сутки и 3-минутным взбалтыванием перед фильтрованием), после чего фильтруют через плотный беззольный фильтр; 50 см3 фильтрата при 40 г почвы или 125 см3 фильтрата при 100 г почвы берут в эрленмейеровскую колбочку и титруют щелочью 2/100 N или 1/10 N в присутствии 3—4 капель фенолфталеина до ясного порозовения, не исчезающего в течение 1 мин. В это время колбу следует закрывать пробкой. В дальнейшем пересчет на углекислый кальций или другие формы извести - жженую СаО или гашеную Са(ОН)2 - производят следующим образом: а) при 40 г почвы результаты титрования умножаются на 2,5; б) количество щелочи 2/100 N или 1/10 N (отвечающие титрованию 125 см3 фильтрата) умножается на 3 при почвах легких по механическому составу (мало связные почвы - песчаные и супесчаные), на 3,5 - для почв средней связности и на 4 - для почв тяжелых, т. е. сильно связных. Коэффициент для почв заболоченных и для торфяников колеблется, в зависимости от содержания органического вещества, от 5 до 8; в) 1 см3 1/10 N щелочи, пошедший на 100 г почвы, при пересчете на 1 га отвечает 150 кг СаСО3; при пересчете на Са(ОН)2 - 111,0 кг и на СаО - 84,0 кг; г) полученное значение для количества той или иной формы известковых удобрений на 1 га умножается на 1,5, что является поправкой на несовершенство смешения частиц извести с почвой.

Izvestkovanie pochv 2

Внесение извести в почву, обладающую наряду с гидролитической кислотностью обменной, создает в почве реакцию, близкую к нейтральному пункту.

2) Определение активной реакции почвы. Для этого к навеске в 10 или 25 г воздушно-сухой почвы прибавляют нормальный раствор хлористого калия (74,56 г соли на 1 л дистиллированной воды) в количестве, в 2,5 раза большем, чем почвы, т. е. 25 или 62,5 см3. Смесь встряхивают в течение часа и фильтруют или встряхивают 5 мин., после чего она отстаивается в течение суток, и определяют Рн электрометрически, колориметрически или упрощенными методами. При Рн ниже 5,0 почва обладает заметной обменной кислотностью, при Рн от 5,0 до 5,5 почва обладает незначительной обменной кислотностью и при Рн выше 5,5 почва обычно не обладает обменной кислотностью. Определение Рн в полевых условиях производят методом Берри с разными индикаторами или на основе того же метода с применением универсального индикатора (Комбер и др.). При Рн почвы ниже 5,0 внесение извести дает значительную вероятность положительного действия; при Рн = 5,0—5,5 от известкования можно ждать положительного эффекта на клеверах и корнеплодах; при Рн выше 5,5 вероятность положительного действия извести невелика. Дозы извести следует ориентировать на величину гидролитической кислотности почвы, не опасаясь повышенных доз извести в севооборотах с отсутствием льна и картофеля.

Можно применять и более упрощенные приемы подхода к определению потребности почв в извести, однако, с меньшим успехом. Что касается способов и времени взятия почвенных проб для исследования, то здесь можно ограничиться следующими указаниями: 1) средняя проба почв для исследования д. б. взята т. о., чтобы она характеризовала собой тот или иной участок или части участка, сильно отличающиеся между собой по рельефу; при взятии средней пробы почвы ее следует брать на глубину пахотного слоя; 2) лучше всего брать пробу весной или осенью в отсутствии растений; перед анализом почву доводят до такого состояния, чтобы она не мазалась при просеивании через сито в 2 мм. Проба почвы должна по возможности скоро поступать в анализ.

Формы известковых удобрений. Материал, годный для известковых удобрений, д. б. достаточно богат СаСО3. Больше всего CaCO3 содержат известняки, которые бывают аморфными и кристаллическими. Содержание в известняках СаО (в виде СаСО3) колеблется от 51,4 до 54,8%. Богаты СаСО3 известковые туфы - ключевая известь; далее идут доломитизированные известняки, содержащие около 42% СаО и до 10% MgO; доломиты, содержащие наряду с Са много Mg (27,85—31,09% СаО и 18,53—19,5% MgO). Достаточное количество извести содержится в мергелях, при применении которых необходимо учитывать содержащийся в них СаСО3, т. к. содержание СаСО3 в них колеблется в пределах от 30 до 80%. Кроме указанных форм известковых удобрений, можно использовать в целях известкования почвы газовую известь и дефекационную грязь. Газовую известь перед внесением в почву выдерживают на воздухе в течение двух недель при двухтрехкратном перелопачивании. Тонина помола известковых удобрений имеет существенное значение, в особенности для кристаллических форм. В Германии к молотому известняку предъявляются следующие требования: 80% должно проходить через нормальное сито «DIN-Sieb» № 20 (0,3 мм), остаток - через сито (DIN-Sieb) № 6 (1,0 мм). Эти же требования относятся и к едкой извести. Мергеля содержащие выше 50% CaCO3, следует также размалывать. Требования к тонине помола мергелей в Германии: 80% должно проходить через сито № 8 (0,75 мм), остаток - через сито №3 (2,0 мм). В севооборотах лучше всего вносить известь под корнеплоды или под покровное растение с подсевом клевера. Срок внесения извести допускается за 8—14 дней до посева. Непосредственного смешения извести с навозом или сернокислым, азотнокислотным аммонием и цианамидом кальция следует избегать; лучше предварительно вывезти навоз, разбросать по полю и прикрыть землей, после чего разбросать известь и потом произвести запашку. Глубина заделки извести - та же, что и для навоза. Применение извести на подзолистых почвах совместно с навозом позволит углубить пахотный и корнеобитаемый слой почвы.

Допустимое содержание магния в доломитизированных известняках и доломитах разными исследователями решается различно. Этот вопрос связан с решением более общего вопроса о наиболее благоприятном для развития растений соотношении в почве СаО:MgO. Это соотношение разными исследователями дается в таком виде: 1:1; 2:1; 3:1 и т. д. В общем можно считать, что при содержании в известковых удобрениях на 100 ч. СаО до 70 ч. MgO не исключается возможность их применения. Известкование почв широко применяется в практике сельского хозяйства культурных стран 3ападной Европы и в США В 1914 г. в Германии было применено около 10 млн. т в пересчете на молотый известняк; в 1927 г. - около 3 млн. т. Обрабатываемая известковыми удобрениями площадь в Германии за последние годы составляет 28,5—29,0 млн. га. Цена 1 т молотого известняка в Германии - около 3 р. В США в 1924 г. было учтено примененных в сельском хозяйстве известковых удобрений: около 1,25 млн. т молотого известняка и около 0,25 млн. т едкой извести. Цена молотого известняка в США близка к цене его в Германии. В практике нашего сельского хозяйства известкование почв до сих пор почти не применялось, хотя огромные пространства почв территории РСФСР и БССР явно нуждаются в известковании. По приблизительным подсчетам, на площади около 6,5 млн. га, т. е. на 1/4 площади всех подзолистых почв, можно рассчитывать на успешное применение известкования. Успех известкования почв связан с установлением низкой цены на известь: при цене выше 6 р. за 1 га на месте потребления трудно рассчитывать на широкое применение известкования. Предполагаемое широкое производство размольных установок, позволяющих легко переносить их к местам выхода известковых пород, создает условия для получения дешевого продукта. В заключение необходимо отметить, что известкование почв, способствуя мобилизации питательных веществ почвы, через известный промежуток времени (от 10 до 15 лет в севооборотах с бобовыми) остро поставит вопрос о применении удобрений, а эффект от навоза и в особенности от минеральных удобрений на подзолистых, мало насыщенных основаниями почвах лучше всего будет обеспечен на известкованном фоне. 

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 8 - 1929 г.