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.