2. Управление сорбционным геохимическим барьером в кислых почвах.
Сорбционным геохимическим барьером в кислых почвах является почвенный поглощающий комплекс (ППК). Если ППК насыщен основаниями (Na+,Ca2+,Mg2+ ), то почвенный раствор имеет нейтральную реакцию, если основания вымыты из ППК и он насыщен H+, Al3+,Mn3+, то почвенный раствор имеет кислую реакцию, что отрицательно влияет на развитие сельскохозяйственных культур и сильно снижает их урожайность. (рис. 1)
Управление сорбционным геохимическим барьером в кислых почвах заключается в регулировании насыщенности ППК основаниями и в первую очередь ионами кальция, который нейтрализует кислотность почв и придает ей хорошую структуру. Для насыщения ППК кальцием используют химические мелиоранты, действующим веществом в которых является СаCO3, являющийся известковым материалом. (табл.1)
Таблица 1. «Краткая характеристика известковых материалов».
Известковый материал |
Содержание CaCO3, % |
Допустимое содержание, % |
||
влаги |
частицы диаметром до 1мм |
частиц диаметром до 5 мм |
||
Известковая и доломитовая мука |
85-100 |
1,5-42 |
5-20 |
0 |
Сланцевая зола |
60-80 |
2 |
3 |
0 |
Цементная пыль |
60-85 |
2 |
0 |
0 |
Мел |
90-100 |
15 |
- |
15 |
Известковый туф |
75-95 |
30 |
- |
- |
Известковый сапропель |
50-75 |
- |
0 |
- |
Гажа (озерная известь) |
60-100 |
- |
- |
- |
Дефекат |
50-60 |
20 |
- |
- |
Мергель |
20-80 |
- |
- |
- |
При внесении карбоната кальция в кислую почву происходит следующая реакция:
[ППК2-]2H+ + CaCO3→[ППК2-]Ca2+ +H2CO3→[ППК2-] Ca2+ +H2O + CO2↑
или [ППК6-]2Al3+ + 3CaCO3 +H2O→[ППК6-] 3Ca2+ + 2Al(OH)3 + 3CO2↑
В результате этих реакций создаются наиболее благоприятные условия (ППК насыщается кальцием, а в почвенном растворе образуется слабая угольная кислота, которая легко разлагается, поставляя в приземный слой воздуха СО2, необходимый для фотосинтеза. Этот метод управления сорбционным геохимическим барьером в кислых почвах получил название известкования. Известкование улучшает структуру почвы, ее водные и физические свойства, усиливает развитие нитрифицирующих бактерий, усваивающих азот из воздуха, повышает эффективность минеральных удобрений.
3. Потребность в известковании и нормы внесения извести.
Потребность в известковых материалах определяем по водородному показателю pН солевой вытяжки (или по гидролитической кислотности) и степени насыщенности основания и зависимости от механического состава почвы и возделываемых культур. Расчетную норму внесения извести(CaCO3, т/га) на полную нейтрализацию гидролитической кислотности определяем по формуле:
,
-
расчетная норма извести CaCO3,
т/га;
-
гидролитическая кислотность, мг-экв на
100 г почвы;
-мощность
известкуемого слоя, м;
-
средняя плотность почвы, т/м3;
5- коэффициент перевода из мг-экв в т/га.
Затем нормы СаCO3 пересчитываем в физические нормы известкового материала с учетом его влажности и крупности помола по формуле:
,
-
физическая норма известкового материала,
т/га;
- содержание СаCO3
в известковом материале, %;
- содержание влаги в
известковом материале, % на сухую навеску;
- содержание частиц
крупнее 1мм в известковом материале, .
При отсутствии данных о гидролитической кислотности примерные нормы извести для минеральных почв определяют по величине рН почвы (табл.3).
Таблица 3. «Нормы извести для осушения минеральных почв в зависимости от рН т/га».
Почвы |
pH |
|||||
3,8 |
4,0 |
4,5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
|
Песчаные |
6,0 |
5,0 |
3,9 |
1,4 |
0 |
0 |
Супесчаные |
8,5 |
7,0 |
4,9 |
2,4 |
0 |
0 |
Легкосуглинистые |
10,0 |
8,5 |
6,4 |
3,9 |
1 |
0 |
Среднесуглинистые |
11,5 |
10,0 |
7,5 |
4,5 |
1,0 |
0 |
Тяжелосуглинистые |
13,5 |
12,0 |
9,2 |
5,1 |
3,5 |
0 |
Глинистые |
16,0 |
14,0 |
9,9 |
5,6 |
4,0 |
2,0 |