Кислотність ґрунтів і значення вапнування.

Вапнування – важливий прийом підвищення родючості кислих підзолистих ґрунтів. Головна мета вапнування — нейтралізувати надмірну кислотність і поліпшити інші властивості ґрунтів для одержання доброго врожаю.

Різні рослини неоднаково реагують на кислотність ґрунту. Для кожного виду рослин існує певний, найсприятливіший інтервал кислотності. Відхилення від оптимуму в бік кислотності або лужності погіршує розвиток рослин. Більшість сільськогосподарських культур вимагає слабокислої, близької до нейтральної реакції ґрунту.

Підвищена кислотність ґрунту придушує розвиток і діяльність азотфіксуючих, нітрифікуючих та інших корисних бактерій. Разом з тим вона сприяє розвиткові ґрунтових грибів і хвороботворних мікроорганізмів, що підвищують захворювання рослин килою, чорною ніжкою та ін..

Зниження активності мікробіологічних процесів насамперед
несприятливо позначається на вмісті в ґрунті доступних форм
азоту. Одночасно відбувається збідніння ґрунту іншими елементами живлення — фосфором, калієм і мікроелементами. На кислих ґрунтах відбувається вимивання елементів живлення у нижчі горизонти, збідніння перегноєм, руйнування ґрунтового вбираючого комплексу і зв'язане з цим руйнування структури ґрунту, а також погіршуються властивості ґрунту.

Разом з тим у кислому ґрунті нагромаджується надмірна кількість рухомого алюмінію і марганцю; вона дуже шкідлива для рослин. Рухомий алюміній виявляється в значній кількості в ґрунтах при pH 4,5—5,0 і нижче. В умовах природного зростання вже при вмісті алюмінію в кількості 7 мг на 100 г ґрунту конюшина і люцерна починають випадати з травостою. Алюміній, що надходить у рослину, затримується в кореневій системі, яка починає набувати різних виродливих форм.

Рухомий марганець на кислих ґрунтах теж є негативним фактором росту рослин. Особливо чутливі до підвищеного вмісту марганцю буряки і люцерна.

Таким чином, надмірна кислотність викликає цілий ряд несприятливих фізико-хімічних і біологічних властивостей ґрунтів.

Внесенням вапна усуваються всі несприятливі властивості ґрунтів, викликані надмірною кислотністю, і створюються нормальні умови для росту сільськогосподарських культур. Правильне вапнування кислих ґрунтів може підвищити врожай зернових культур на 2—7 ц з 1 га, а коренеплодів і капусти—на ЗО—100 ц з 1 га.

Більшість підзолистих ґрунтів потребує вапнування. Тільки в європейській частині нашої країни мають підвищену кислотність і потребу у вапнуванні понад 35 млн. га ґрунтів. Вапнування такої величезної території є завданням загальнодержавного значення.

2. Види кислотності ґрунтів.

У теорії і практиці вапнування, а також застосування добрив розрізняють два види кислотності ґрунтів: актуальну і потенціальну. Остання, в свою чергу, поділяється на обмінну і гідролітичну.

Актуальна кислотність — це кислотність ґрунтового розчину. Основним її показником є підвищена концентрація водневого іона (Н⁺). Найчастіше актуальна кислотність зумовлена розпадом вугільної кислоти в ґрунті (Н₂СО₃ → Н⁺ + НСО_з^-), але виникає також під впливом водорозчинних органічних кислот і деяких мінеральних солей.

Кислота, що утворилася в ґрунті, може зазнавати нейтралізації. Якщо в ґрунтовому вбираючому комплексі є катіони Са²⁺ і Мg²⁺ або Nа⁺, то при цьому можуть бути такі реакції взаємодії:

[ґрунт] Ca + 2Н₂СО₃ → [ґрунт]^H_H + Ca(НСО₃)₂,

[ґрунт] Nа + Н₂С0₃ → [ґрунт] Н + NаНСО₃.

Може бути і пряма взаємодія з вапном.

Актуальна кислотність виявляється при обробітку ґрунтів водою з дальшим визначенням у водяній витяжці концентрації водневих іонів з вираженням їх в одиницях pH.

Потенціальна, або прихована, кислотність зумовлюється іонами водню або алюмінію, які містяться в увібраному ґрунтом стані, а не в ґрунтовому розчині. Увібрані іони виявляються тільки при взаємодії ґрунту з розчинами солей. Залежно від характеру солей, використовуваних для виявлення прихованої кислотності, розрізняють обмінну і гідролітичну кислотність ґрунтів.

Обмінна кислотність пояснюється наявністю водневих іонів і іонів алюмінію в ґрунтовому вбираючому комплексі. Виявляється вона під час обробітку ґрунтів нейтральними солями. Найчастіше для цього використовують КС1:

[ґрунт] Н + КС1 ↔ [ґрунт] ^K_K +НС1,

[ґрунт] А1 + З КС1↔ [ґрунт] ^K_K +AlС1_3.

АІСІ₃ в ґрунтовому розчині взаємодіє з водою:

А1С1₃ + ЗН₂О → А1(ОН)₃ + ЗНС1.

З цих реакцій видно, що обмінна кислотність має істотне значення при внесенні мінеральних добрив. Якщо в ґрунт вноситься велика кількість добрив (наприклад, хлористого калію), то за рахунок обмінної кислотності може значно збільшитись кислотність ґрунтового розчину, що негативно позначиться на розвиткові рослин. Цю обставину завжди треба враховувати при застосуванні добрив.

При визначенні обмінної кислотності одночасно беруться до уваги і ті водневі іони, які є в ґрунтовому розчині і визначають величину актуальної кислотності. У зв'язку з цим обмінна кислотність завжди більша від актуальної для одного і того ж ґрунтового зразка. Обмінна кислотність також виражається в одиницях pH.

Гідролітична кислотність — це та кислотність, яка виявляється в ґрунті під час обробітку його гідролітичне лужними солями, наприклад оцтовокислим натрієм:

[ґрунт] Н + CH₃COONa ↔[ґрунт] Nа + СН₃СООН.

У водному розчині оцтовокислий натрій взаємодіє з водою:

СН₃СООNа + Н₂О ↔ СН₃СООН + NаOH.

При обробітку ґрунту нейтральною сіллю (КС1) не всі увібрані іони водню переходять у розчин, тобто визначається не вся потенціальна кислотність. Якщо ґрунт обробляється гідролітично лужною сіллю, то в розчині утворюється луг, який витісняє велику кількість водню з увібраного стану. Відбувається також нейтралізація актуальної кислотності ґрунту, що зумовлюється наявністю водневих іонів у ґрунтовому розчині. В кінцевому підсумку після дії оцтовокислим натрієм на ґрунт враховується не тільки власне гідролітична кислотність, а також обмінна і актуальна кислотності ґрунту.

3.Взаємодія вапна з ґрунтом і визначення потреби у вапнуванні.

При внесенні вапна в ґрунт воно насамперед нейтралізує вугільну кислоту, що є в ґрунтовому розчині. При цьому нерозчинний у воді карбонат кальцію (СаСО₃) перетворюється в розчинний бікарбонат кальцію [Ca (НСО₃)₂]:

СаСО₃ + Н₂СО₃→ Ca (НСО₃)₂

Бікарбонат кальцію — це гідролітичне лужна сіль, яка при взаємодії з водою в ґрунтовому розчині підвищує концентрацію іонів Са²⁺ та іонів ОН^-:

Ca (НСО₃)₂+ 2Н₂О → Ca(ОН)₂+ 2Н₂О + 2СО₂,

Ca(ОН)₂→ Са²⁺ + 2ОН^-.

Далі кальцій витісняє водень з ґрунтового вбираючого комплексу, нейтралізує обмінну кислотність:

[ґрунт]^Ca_Н + Ca(ОН)₂ → [ґрунт] ^Ca_Ca + 2Н₂О.

Вапно також нейтралізує вільні (гумусові та інші органічні) і кислоти, що містяться в кислих ґрунтах:

2RСООН + Ca(ОН)₂→ (RCOO)₂Са + 2Н₂О.

Одночасно нейтралізується і азотна кислота, що утворюється й процесі нітрифікації:

2НNO₃ + СаСО₃ → Сa(NO₃)₂ + H₂O + CO₂.

Інакше кажучи, при внесенні вапна нейтралізуються вугільна кислота, органічні кислоти і азотна кислота в ґрунтовому розчині, а також іони водню в ґрунтовому вбираючому комплексі, тобто усуваються актуальна і обмінна кислотності і значно знижується гідролітична кислотність.

Для того щоб вапнування було високоефективним заходом, необхідно вапнувати тільки ті ґрунти, які справді потребують вапнування, і лише такими дозами, які необхідні для нейтралізування зайвої кислотності. При надмірному вапнуванні або вапнуванні ґрунтів, які не потребують цього, можуть бути випадки погіршання розвитку рослин у силу того, що створюється зайва лужна, несприятлива для рослин реакція середовища.

Про потребу ґрунтів у вапнуванні можна, приблизно, судити за рослинністю, що зростає на полях. Визначення кислотності ґрунтів за рослинністю ґрунтується на тому, що деякі рослини, які зустрічаються на луках і пустирях, можуть цілком успішно розвиватися на дуже кислих ґрунтах, тоді як на інші рослини кислотність діє гнітюче, а іноді і згубно.

До групи рослин, які можуть рости на дуже кислих ґрунтах, належать польовий шпергель, різноколірний жабрій, мітлиця, дернистий щучник, біловус, ситник, повзучий жовтець, багно, верес, щавельок, хвощ. До групи культурних рослин, які не витримують великої кислотності і погано ростуть на кислих ґрунтах, належать червона конюшина, буркун, люцерна, лисохвіст, райграс, збірна грястиця.

Тому, коли на луці або полі переважають перелічені рослини першої групи, то ґрунт, очевидно, має підвищену кислотність. Велика кількість лободи і кропиви свідчить про те, що ґрунт не тільки не кислий, але й багатий на елементи живлення.

Проте кислотність ґрунтів не завжди можна встановити за рослинністю, оскільки видовий склад рослин нерідко визначається наявністю в ґрунті поживних речовин, а не кислотністю.

Потребу у вапнуванні можна приблизно визначати за морфологічними ознаками ґрунтів, наприклад за кольором і товщиною ґрунтових горизонтів. В такому разі велике значення має підзолистий горизонт, що знаходиться під верхнім, гумусованим шаром. Якщо підзолистий горизонт білястий і товщина його досягає 10—15 см, то такий ґрунт звичайно вважається дуже підзолистим і потребує вапнування. Навпаки, коли підзолистий горизонт неглибокий, слабо виражений і колір його не білястий, а жовтуватий, то такий ґрунт вважається слабопідзолистим і, очевидно, мало потребує або взагалі не потребує вапнування.

Не потребують вапнування ґрунти на карбонатних породах, у яких на глибині 40—50 см від поверхні спостерігається закипання від кислоти. Безперечно, не потребують вапнування також ґрунти, в яких на поверхні (або в орному шарі) у великій кількості є щебінь або неглибоко залягає вапняна плита.

За ступенем вираженості підзолистого горизонту судити про потребу у вапнуванні можна лише тоді, коли питання стоїть про імітування луків, освоюваної або нещодавно освоєної цілини. На староорних ґрунтах найчастіше верхні горизонти перемішані або замасковані в результаті обробітку і внесення добрив.

Найточніше визначити потребу у вапнуванні можна на основі мімічного аналізу ґрунтових зразків.

Для розв'язання питань вапнування необхідні показники обмінної і гідролітичної кислотностей ґрунтів, суми увібраних основ І розрахунки ступеня насиченості основами. Крім того, хоч би польовим, найпростішим способом треба визначити механічний склад ґрунту.

При наявності таких даних потребу у вапнуванні можна визначити за таблицею, складеною на основі численних польових дослідів з внесенням вапна, проведених у нечорноземній смузі.

Таким чином, найправильніше потребу у вапнуванні визначають за обмінною кислотністю з врахуванням ступеня насиченості ґрунтів основами і механічного складу.

Якщо є можливість визначити тільки одну обмінну кислотність, то оцінка потреби ґрунту у вапнуванні (відповідно до вимог більшості сільськогосподарських культур) може бути приблизно, але все-таки задовільно для практичних цілей визначена за обмінною кислотністю ґрунтів. Наприклад, якщо pH в сольовій витяжці 4,5 і нижча, потреба у вапнуванні велика, 4,5— 5,0 — середня, 5,1—5,5 — мала, понад 5,5 — дуже мала або відсутня. Якщо господарство має тільки дані про ступінь насиченості основами (V), то і в такому випадку можна з достатньою впевненістю визначити потребу у вапнуванні, користуючись такими показниками: К<50% — потреба у вапнуванні велика, 50—60% — середня, 60—70% — мала, 1/>70% — потреба у вапнуванні відсутня.

Визначення ступеня потреби у вапнуванні свідчить про черговість проведення цього заходу. Так, якщо потреба у вапнуванні велика, то ці ґрунти потрібно вапнувати в першу чергу. На ґрунтах першої черги вапнування, безумовно, треба провадити навіть при значних затратах на придбання, доставку і внесення вапна. Бажано одночасно вносити повну дозу вапна, визначену за ступенем кислотності. Ефективність вапнування в такому разі буде значною.

Якщо потреба у вапнуванні середня, то ґрунти вапнують в другу чергу. На ґрунтах другої черги вапнування є також необхідним заходом, але, в крайньому разі, можна обмежитися внесенням малих доз вапнистих матеріалів, ефективність вапнування значна.

І, нарешті, якщо потреба у вапнуванні мала, то ґрунти вапнуються в третю чергу. На ґрунтах третьої групи вапнування треба проводити при сприятливих господарських можливостях; ефективність вапнування помірна.

При оцінці потреби ґрунтів у вапнуванні дуже важливо враховувати відношення вирощуваних сільськогосподарських культур до кислотності ґрунтів і вапнування. Найважливіші сільськогосподарські культури в цьому відношенні можна поділити на такі 4 групи.

До І групи належать рослини, які потребують близьку до нейтральної або слаболужну реакцію. Ці рослини найбільш чутливі до кислотності і дуже реагують на вапнування навіть на слабокислих ґрунтах: буряки (цукрові, столові і кормові), білоголова капуста, кок-сагиз, рапс, гірчиця, коноплі, буркун, люцерна, часник, селера, перець, шпинат, цибуля, смородина.

До II групи належать рослини, які потребують слабокислу і близьку до нейтральної реакцію і добре реагують на вапнування на середньокислих ґрунтах: пшениця (яра і озима), ячмінь, кукурудза, горох, соя, квасоля, кінський біб, конюшина, капуста (кормова і цвітна), турнепс, огірки, салат, яблуня, слива, вишня.

До III групи належать рослини, які витримують помірну кислотність і по-різному реагують на вапнування: 1) рослини, які позитивно реагують на вапнування, — жито, овес, гречка, тимофіївка; позитивне діяння вапна на ці рослини зв’язане не стільки з нейтралізацією кислотності ґрунтового розчину, скільки мобілізацією поживних речовин у ґрунті; 2) рослини, які не ви гримують надміру кальцію і потребують вапнування зменшеними дозами вапна або краще використовують його післядію, – ріпа, редька, морква, гарбузи, кабачки, помідори, посівна редька, кавуни, ревінь, петрушка, тютюн, малина, суниці, груша, аґрус.

До IV групи належать рослини, які витримують підвищену
кислотність і переважно не потребують вапнування або потребують його тільки на дуже кислих ґрунтах: льон (деякі автори відносять льон до III групи), картопля, серадела, люпин, щавель. При внесенні великих доз вапна під ці культури різко погіршується якість продукції – зменшується вміст крохмалю в бульбах картоплі і знижується номерність льоноволокна. Картопля на вапнованих ґрунтах уражується паршею, а льон – бактеріозом.

Негативний вплив великих доз вапна на ці культури зв’язаний не стільки із зміною реакції поживного середовища, скільки із зменшенням у ґрунті доступного рослинам бору і збільшенням концентрації кальцію. Під ці культури можна (на дуже кислих ґрунтах) вносити лише невеликі дози вапна, які переважно містять у своєму складі магній.

Таким чином, вапнування треба проводити, орієнтуючись в основному на вимоги культур І і II груп. Культури III групи здебільшого можуть успішно розвиватися і без вапнування, за винятком вирощування їх на ґрунтах, які відзначаються найвищою кислотністю. Внесення вапна під культури IV групи істотного практичного значення не має.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лекція № 8	\|	Дози внесення вапна

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.009 сек.