Розділ 1. Кислотність ґрунту і заходи докорінного підвищення родючості землі (теоретична частина)

Для збільшення виробництва сільськогосподарської продукції і підвищення ії якості, окрім забезпечення рослин достатньою кількістю мікроелементів (NРК), велике значення має оптимальне значення кислотності ґрунту (для відповідної сільськогосподарської культури). Недобір валових зборів зерна через негативний вплив кислотності ґрунту щороку становить близько 1 млн. 350 тис. т зернових одиниць.

Кислотність ґрунту - це властивість зумовлена наявністю іонів водню в ґрунтовому розчині і обмінних катіонів водню і алюмінію в ґрунтовому вбирному комплексі.

Розрізняють активну і потенційну кислотність ґрунту.

Активна кислотність зумовлена наявністю в ґрунтовому розчині вільних іонів Н⁺. Величина її залежить від кількості органічних і мінеральних кислот в розчині. Її величину визначають у водних витяжках.

Потенційна кислотність зумовлена наявністю в ГВК увібраних іонів Н⁺ і Аl ³⁺, які знаходяться в твердій фазі ґрунту.

Оскільки міцність звязку Н⁺ і Аl ³⁺ із вбирним комплексом різна, то потенційна кислотність поділяється на обмінну і гідролітичну кислотність.

Обмінна кислотність - концентрація іонів водню, витіснених з дифузного шару колоїдної міцели катіонами нейтральних солей. Для визначення обмінної кислотності використовують 1,0Н розчин КСl (рН близько 6,0).

Залежно від величини рН ґрунти поділяються на такі групи за ступенем кислотності 6

сильно кислі (рН ?1,5);

кислі (рН =4,6 - 5,0);

слабо кислі (рН= 5,1 - 6,5);

близькі до нейтральних (рН=5,6 - 6,0);

нейтральні (рН=6,1 - 7,0)

Гідролітична кислотність - іони водню утримаються колоїдною часткою дуже міцно і при обміні з катіонами нейтральної солі повністю не витісняються. Якщо діяти на грунт розчином гідролітично-лужної солі (солі з сильною і слабким кислотним залишком), то відбувається майже повне витіснення увібраних іонів водню. Для визначення гідролітичної кислотності використовують ацетат натрію СН₃СООNa (рН близько 8,2).

Підвищена кислотність ґрунту та недостатня кількість кальцію і магнію одна з основних причин низької родючості багатьох ґрунтів, особливо дерново-підзолистих. Інтенсивне ведення господарства, високі урожаї зумовлюють щорічний винос 350 - 450 кг/га СаСО₃. Вимивання кальцію зростає із збільшенням застосування мінеральних добрив. Нестача кальцію і магнію посилює токсичність водню й алюмінію, що виявляється у зниженні проникності та водо утримуючої здатності протоплазми клітин коренів, ослизненні кореневої системи, зменшенні надходження поживних речовин у рослину та недоборі врожаю.

Підвищена кислотність ґрунту порушує оптимальне мінеральне живлення рослин, пригнічує життєдіяльність мікрофлори, підвищує токсичну концентрацію алюмінію, заліза, магнію. Кислотність ґрунтового середовища змінюється протягом року і її величина залежить від кислотності ґрунту, виділень рослин та мікроорганізмів, надходжень у грунт добрив і різних речовин, що можуть підвищувати кислотність ґрунту.

Для зменшення кислотності ґрунту проводять його вапнування. Застосування солей кальцію і магнію і вигляді СаСО₃, МgСО₃, Са (СН) ₂, СаО, МgО, Мg (ОН) ₂ для нейтралізації підвищеної кислотності ґрунту називається вапнуванням. Внесені в грунт вапняні добрива виявляють багатосторонню позитивну дію на грунт і рослину. В результаті взаємодії вапняних добрив з ГВК усувається надмірна кислотність і поліпшується фізико - хімічні властивості ґрунту, посилюється діяльність мікроорганізмів, створюються сприятливі умови для нагромадження доступних форм поживних речовин. Заміна в ґрунтовому вбірному комплексі іонів Н⁺ на іони Са⁺ викликає коагуляцію колоїдів, у результаті чого поліпшується структура ґрунту, підвищується її стійкість проти розмивання водою. Крім того, підвищується водопроникність та аерація, зменшується можливість утворення кірки і значно полегшується обробіток важких глинистих ґрунтів.

Важливе значення при вапнуванні ґрунтів мають безпосередньо кальцій і магній. Кальцій позитивно впливає на ріст і розвиток кореневої системи рослин, на фізіологічну врівноваженість живильного розчину; катіони кальцію посилюють антагоністичну дію, перешкоджають надмірному надходженню в рослину катіонів Н⁺, Аl ³⁺, Nа⁺, NН ⁴⁺ і ін. Кальцій відіграє велику роль у перетворенні азотних речовин у рослині (прискорює розпад запасних білків в насінні при їх проростанні). У рослинах кальцій позитивно впливає на розвиток клітинних оболонок (без кальцію клітинні стінки ослизнюються і ускладнюються надходження поживних речовин у клітину).

Магній входить до складу молекули хлорофілу і бере безпосередню участь у процесах фотосинтезу. Він є також складовою частиною пектинових речовин і фітину, що нагромаджується в насінні. Вступаючи в реакції з фосфором, магній сприяє кращому його пересуванню в рослині Він активізує деякі ферменти, особливо фосфатазу, посилюючи вуглеводний обмін і відновні процеси в рослинах, у результаті чого в них утворюється більше ефірних масел і жирів, впливає на нагромадження цукру та аскорбінової кислоти в рослинах.

Магній більш рухливий у рослинах, ніж кальцій, і може повторно використовуватися в них - пересуватися зі старого листя в молоде, тоді як кальцій цією здатністю не володіє і міститься більше в старих листках ніж у молодих.

Після вапнування в ґрунті по силенно розвиваються корисні мікроорганізми - нітрифікатори й азотфіксатори, що вільно живуть у ґрунті, та бульбочкові бактерії, що нагромаджують азот із атмосфери. Активізація мікробіологічних процесів під час вапнування прискорює розкладання органічних сполук і забезпечує заміну 2 - 3 ц/га, а за певних умов і 5 ц/га аміачної селітри, що позитивно впливає на забезпеченість рослин біологічним азотом.

Створене під дією вапна нейтральне середовище пригнічує діяльність шкідливих мікроорганізмів і знижує зараженість сільськогосподарських рослин різними хворобами: капусти та різних хрестоцвітих - килою; картоплі і помідорів - фітофторозом; ячменю - гельмінтоспоріозом4 коренеплодів - коренеїдом. Варто зауважити, що високі норми вапна можуть сприяти посиленому розвитку не тільки корисних, а й деяких шкідливих мікроорганізмів, наприклад, збудників парші картоплі, фузаріозу льону тощо.

У результаті вапнування поліпшується також живлення рослин фосфором. Під дією вапна важкорозчинні фосфати заліза й алюмінію перетворюються на більш доступні для рослин фосфати кальцію, посилюється життєдіяльність бактерій. Що мінералізують органічні речовини фосфору. Змінюючи екзематичні, хімічні і мікробіологічні процеси в ґрунті, вапнування на 30% збільшує в ньому вміст рухомого фосфору та надходження його в рослини в кілька разів.

Під впливом вапна також відбувається поступовий перехід калію з важкорозчинних матеріалів у більш доступні для рослин форми. Проте при надмірному його внесенні в результаті антагонізму між іонами кальцію і калію надходження калію в рослини може знижуватись.

За даними численних польових дослідів, середні надбавки врожайності основної продукції сільськогосподарських культур від вапнування ґрунту становить (в ц на 1га):

ярих зернових культур та озимого жита - 2-5;

озимої пшениці - 3-7;

кормових буряків і кормової капусти - 40-100;

конюшини (сіно) - 10-15;

кукурудзи на силос, зелену масу - 50-75;

картоплі - 15;

льону (соломи) - 2-3;

столового буряку і капусти - 30-80.

Після вапнування сільськогосподарські рослини продуктивніше використовують внесені в грунт органічні та мінеральні добрива, причому окупність органічних добрив підвищується на 30-40%, а мінеральних - на 10-15%.

Особливо високу ефективність дає вапно при внесенні його під культури, чутливі до кислотності ґрунту, наприклад, під конюшину, цукрові буряки.

Вапнування - не тільки корінний прийом хімічної меліорації кислих ґрунтів, а й засіб підвищення ефективності мінеральних добрив. На сильно кислотних ґрунтах мінеральні добрива не дають належної ефективності, тоді як слабо кислі є більш ефективними.

Особливе значення має вапнування при систематичному застосуванні фізіологічно кислих мінеральних добрив і особливо на слабо буферних піщаних і супіщаних ґрунтах. У дослідах, де мінеральні добрива (NРК) вносили систематично тривалий час, на не вапнованих ділянках вони не дали ефекти, а на вапнованих - забезпечили високі прибавки врожаю від тих же добрив. При систематичному застосуванні фізіологічно кислих мінеральних добрив, незважаючи на посів і чергування культур в умовах сівозміни та дотримання всіх інших агротехнічних прийомів на піщаних грунтах, утворилися (через 12-15 років)"мертві" плями (позбавлені рослин). Основна причина їх появи - підвищена кислотність і вміст активного алюмінію, підвищена концентрація солей. У меншій мірі, але це може проявитися і на більш важких за механічним складом кислих дерново - підзолистих ґрунтах. Основна міра боротьби з цими небажаними наслідками - вапнування ґрунтів в дозах, які забезпечують підтримку слабо кислої реакції. Якщо вапнування проводиться недостатніми дозами, то при внесенні фізіологічно кислих добрив грунт знову підкислюється. Тому рекомендується або підвищувати дози основного вапнування, або додавати до фізіологічно кислих добрив нейтралізуючі речовини, наприклад, мелений вапняк (СаСО₃), в наступних кількостях (у ц на 1ц добрив):

сірчано-кислого амонію - 1,25;

хлористого амонію - 1,4;

аміачної селітри - 0,75;

сечовини - 1,2;

амофос - 0,65;

суперфосфату - 0,1.

Таким чином, вапнування ґрунтів в нормальних дозах (по 0,5 Нг) слід вважати корінним прийомом хімічної меліорації ґрунтів, що забезпечує підвищення врожайності всіх сільськогосподарських культур.

хімічна меліорація кошторис вапнування