Предельно допустимые уровни воздействия

Предельно допустимые уровни воздействия протонной нагрузки на почву различаются для кислотных выпадений, доз физиологически кислых удобрений или кислых отходов сельскохозяйственного и промышленного производства, концентраций ионов водорода, появляющихся в почвах в результате протекающих почвообразовательных процессов и принятых систем земледелия. При этом предельно допустимыми являются значения рН, содержание ионов водорода в почве и их доля среди обменных катионов в ППК. С агрономической точки зрения, неблагоприятными для выращивания большинства с/х культур являются почвы с рН(КС1) менее 5,5 и степенью насыщенности основаниями менее 75%. В этом случае рекомендуется известкование почв.

Среди методов определения критических нагрузок выделяют следующие: подсчет выноса элементов в процентах от их поступления; оценку изменения молярных соотношений между элементами питания; определение степени угнетения растительности и флористического состава напочвенного покрова; использование балансового метода и расчет критических нагрузок с помощью математических моделей. Существуют различные классификации чувствительности почв к кислым осадкам. По классификации Mc.Fee, величину предельной кислотной нагрузки относят к емкости поглощения почв.

Пороговые значения протонной нагрузки составляют, по данным различных авторов, следующие величины: Для серой лесной почвы и чернозема соответственно: 882 и 912 к-экв/га в год (Елизарова Э.Г., Орлов Д.С.). Для дерново-подзолистых почв – 2-6 к-экв/га в год (Киселева В.В.). Для чувствительных к подкислению почв – 117 к-экв/га в год (Leyine). По данным Киселевой В.В., протонная нагрузка от НПО «Азот» в период интенсивного загрязнения в десятки раз превосходила скорость освобождения кальция, магния, калия при выветривании минералов и составляла 30 к-экв/га в год. После снижения загрязнения протонная нагрузка в большинстве профилей дерново-подзолистых почв не превышала 0,5 к-экв/га в год, что меньше или равно скорости освобождения катионов при выветривании. По данным указанного автора, критические нагрузки, в зависимости от свойств почв и экосистем составляют 0,3-3 кг/га для протонов и 3-50 кг/га – для азота.

На основании определения рН почв для целей сельскохозяйственного использования, составляют картограммы кислотности почв в масштабе 1:10000; 1:5000; 1:25000. На основании таких картограмм рассчитывают дозы и количество извести, которые необходимо внести на отдельные поля, севообороты, хозяйство. Для оценки общей ситуации с подкислением почв составляются обзорные карты степени кислотности отдельных районов, областей. Они позволяют определить территории с наиболее неблагополучным кислотно-основным состоянием почв, как с точки зрения выращивания сельскохозяйственных культур, так и с точки зрения экологической оценки почв. На основании анализа свойств почв и интенсивности выпадения кислотных осадков составляются карты-схемы опасности деградации почв за счет подкисления.

Пути оптимизации обстановки

Для повышения рН почв, в основном, применяется известкование – внесение в почвы СаСО₃ в дозе от 2 до 10 т/га, в зависимости от степени кислотности, количества поглощенных ионов водорода и свойств почв. В ряде стран обработкой СаСО₃ подвергаются также леса и озера, что позволяет улучшить развитие древесных культур, состояние биоты в водоемах, уменьшить содержание тяжелых металлов в грунтовых и речных водах. При этом, необходимость известкования определяется по величине рН почв, а доза извести рассчитывается по количеству в почве поглощенных ионов водорода. Для почв разного гранулометрического состава и гумусированности, в зависимости от выращиваемых культур, оптимальные значения рН неодинаковы.

По данным Богдевича И.М., для севооборотов со льном, картофелем, люпином, рожью, овсом выделяют (или создают) участки с рН в пахотном слое 5,5-6,0; для зерно-травяно-пропашных севооборотов с кукурузой и корнеплодами с рН=6,0-6,5; для зерно-травяно-свекловичных прифермерских, овоще-кормовых севооборотов с рН=6,5-6,7. Известкование кислых почв приводит к повышению урожая сельскохозяйственных культур. По данным ЦИНАО, после известкования кислых почв средние прибавки урожая составляют: зерновых и зернобобовых – 2-5 ц/га; сахарной свеклы – 40-50; картофеля – 15; клевера (сено) – 10-15; кукурузы (зеленая масса) – 50-75; столовой свеклы и капусты – 30-80 ц/га.

При этом эффективность минеральных удобрений повышается на 30-50%. Применение минеральных удобрений на сильнокислых почвах экономически невыгодно и оказывает отрицательное влияние на окружающую среду. Считается, что известкование снижает фитотоксичность металлов, в том числе за счет увеличения биомассы микроорганизмов, включающих их в состав своего тела (Черных Н.А.). При повышении рН среды тяжелые металлы выпадают из раствора в виде трудно растворимых осадков карбонатов, гидроокисей. При загрязнении тяжелыми металлами кислых пахотных земель дозы извести рассчитываются с учетом необходимости их осаждения.