677

Слабо протекает образование доступных для растений форм азота, фосфора и других питательных веществ вследствие ослабления минерализации органического вещества. В то же время повышенная кислотность способствует развитию

впочве грибов, среди которых много паразитов и возбудителей различных болезней растений.

Изменения вызываемые в почве известью. Основное вещество, нейтрализующее почвенную кислотность в составе известковых удобрений, – карбонат кальция (СаСО3), или известь. При внесении в почву нерастворимый в воде карбонат кальция взаимодействует с угольной кислотой, находящейся

впочвенном растворе, и нейтрализует еѐ с образованием растворимого в воде бикарбоната кальция:

СаСО3 + H2O + СО2 = Са(НСО3)2

Бикарбонат кальция представляет собой гидролитически щелочную соль, которая при растворении в воде диссоциирует на ионы:

Са(НСО3)2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2H2О + 2СO2

Са(ОН)2 ↔Ca2+ + 2OH-.

В почвенном растворе возрастает концентрация ионов кальция, который вытесняет водород из почвенного поглощающего комплекса:

Ca

(ППК) H +Ca2++2HCO3-↔ (ППK) CaCa +2H2CO3

H

Ca

(ППК) H +Ca2+ + 2OН- ↔ (ППK) CaCa +2Н2O

H

111

Подобным образом действуют карбонат магния, а также оксиды и гидроксиды кальция и магния, содержащиеся в известковых материалах.

При внесении извести нейтрализуются свободные органические кислоты (в том числе гуминовые), а также образующиеся в почве минеральные кислоты (например, азотная при нитрификации аммонийного азота). Следовательно, известь нейтрализует свободные кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в почвенном поглощающем комплексе, то есть устраняется активная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышается насыщенность почвы основаниями.

Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на свойства почвы и еѐ плодородие. Замена поглощенного водорода кальцием сопровождается коагуляцией почвенных коллоидов, в результате чего уменьшаются их разрушение и вымывание, улучшаются физические свойства почвы (структурность, водопроницаемость, аэрация). Известкование улучшает качество гумуса за счѐт образования гуматов кальция и магния и закрепления гумусовых веществ. Улучшение сорбирующих свойств коллоидов снижает миграцию питательных веществ, например, потери калия снижаются на 20-40%, повышается коэффициент использования питательных веществ примерно на 10-15%, что позволяет уменьшить дозы органических и минеральных удобрений.

Известь снижает содержание в почве подвижных соединений алюминия и марганца, они переходят в неактивное состояние, в итоге устраняется вредное влияние их на растения.

Известкование способствует переводу труднодоступных растениям фосфатов алюминия и железа в более доступные фосфаты кальция и магния.

112

Калий труднорастворимых минералов интенсивнее переходит в более подвижные соединения. Обменнопоглощенный почвой калий при известковании вытесняется кальцием в раствор, но усвоение калия растениями вследствие антагонизма между катионами К+ и Са2+ затрудняется. Поэтому на известкованных почвах потребность в калийных удобрениях и их эффективность возрастают. Известкование влияет на подвижность в почве и доступность для растений микроэлементов. Соединения молибдена после внесения извести переходят в более усвояемые формы, улучшается питание растений этим элементом. Подвижность соединений бора и марганца, наоборот, уменьшается, и растения могут испытывать недостаток в них. Поэтому на известкованных почвах эффективно применение борных удобрений, особенно под культуры, требовательные к бору: сахарную и кормовую свѐклу, клевер, люцерну, гречиху, лук и др.

При внесении извести почва обогащается кальцием, а при использовании доломитовой муки – и магнием. Потребность сельскохозяйственных культур в этих элементах в естественных условиях обеспечивается за счѐт обменнопоглощѐнных ионов; водорастворимых соединений кальция и магния в почве обычно мало. Подавляющая часть кальция и магния находится в недоступной для растений форме – в составе минералов и труднорастворимых солей.

Под влиянием известкования в результате снижения кислотности и улучшения физических свойств почвы усиливаются жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных веществ из почвенного органического вещества. В известкованных почвах интенсивнее протекают процессы минерализации органического вещества (аммонификации и последующей нитрификации), лучше развиваются азотфиксирующие бактерии (клу-

113

беньковые, свободноживущие и ассоциативные), обогащающие почву азотом за счѐт азота атмосферы. Следовательно, улучшается азотное питание растений. Возрастающая биологическая активность способствует снижению заражѐнности почв болезнетворными микробами. Уменьшается необходимость применения химических средств защиты растений.

Улучшение питания растений азотом и зольными элементами под влиянием химической мелиорации кислых почв связано также с тем, что на известкованных почвах растения развивают более мощную корневую систему, способную усваивать больше питательных веществ.

В то же время проведение известкования способствует снижению поступления в растения тяжелых металлов, подвижность которых в почве уменьшается при устранении кислой реакции.

Известкование – одно из важных мероприятий по ограничению накопления в растениеводческой продукции и кормах радионуклидов на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. При известковании в 1,5-2 раза снижается содержание в растениях наиболее опасных долгоживущих радионуклидов стронция-90 и цезия-137.

Известковые удобрения

Известковые материалы получают размолом или обжигом твѐрдых известковых пород (известняк, доломит, мел) или используют для известкования мягкие известковые породы и различные отходы промышленности, богатые известью (табл. 35).

Твѐрдые известковые породы в основном содержат СаСО3 и MgCO3, песок и глину. По содержанию СаО и MgO делятся на три группы – известняки (содержат СаО=55-56% и MgO до 0,9%), доломитизированные известняки (содержат СаО=42-55% и MgO=0,9-9,0%), доломиты (содержат

114

СаО=30-32% и MgO=18-20%). По содержанию нерастворимого остатка подразделяются на чистую известковую породу

– примеси до 5%, мергелистую или песчаную – примеси 5- 25% и мергель – примеси 25-50%.

Мел содержит до 55 % СаО и до 0,6 % MgO, он отличается большей мягкостью. Твѐрдые породы являются исходным материалом для производства известняковой и доломитовой муки, мела, жженной и гашѐной извести.

Известняковая мука. Основное промышленное известковое удобрение, получаемое при размоле или дроблении известняков, которые состоят в основном из карбоната кальция (СаСО3), но чаще всего доломитизированы, то есть содержат также MgCO3 (до 10-15% в расчете на MgO). Чем больше в породе МgСО3, тем она тверже и прочнее.

Таблица 35

Характеристика известковых удобрений [3]

При повышенном содержании MgCO3 (18-20% в расчете на MgO) порода называется доломитом; при еѐ размоле получается доломитовая мука. Известковые материалы, содержащие магний, для многих сельскохозяйственных культур (свѐкла, картофель, лѐн, клевер, люцерна, гречиха, морковь, лук и др.) более эффективны, чем известковые удобрения, не содержащие магния, особенно на бедных магнием песчаных и супесчаных почвах. При внесении их в почву устраняется или уменьшается отрицательное действие известкования полными дозами на картофель и лѐн.

Качество известковых удобрений оценивают по количеству соединений, нейтрализующих кислотность почвы, и по тонине помола. Промышленные известковые удобрения должны содержать не менее 85% СаСО3 и MgCO3. Чем тоньше помол известняковой и доломитовой муки, тем скорее и полнее она взаимодействует с почвой, быстрее нейтрализует кислотность и тем выше эффективность известкования. Наиболее эффективна известняковая мука с тониной помола менее 0,25 мм. При высоком содержании грубых частиц (крупнее 1-3 мм) эффективность еѐ резко снижается.

Согласно государственному стандарту, известняковая мука первого и второго сортов первого класса должна содержать, соответственно, 88 и 85% нейтрализующих веществ в расчете на СаСО3, не более 3-5% частиц крупнее 1 мм, 9095% с размером частиц менее 0,25 мм, а влажность пылящей известняковой муки не должна превышать 1,5%, слабопыля-

щей – 4-6%.

Известь. При обжиге известняков СаСО3 превращается в СаО (СаСО3 → СаО + СО2), получается жжѐная (негашѐная, комовая 170% нейтрализующих веществ в расчете на СаСО3) известь. При взаимодействии еѐ с водой образуется гидроксид кальция [СаО + Н2О = Са(ОН)2], называемый гашѐной известью (пушонкой, 135% нейтрализующих веществ

116

в расчете на СаСО3). Это тонкий, рассыпающийся порошок. По способности нейтрализовать кислотность почвы 1 т Са(ОН)2 равна 1,35 т СаСО3. Пушонка – быстродействующее известковое удобрение. Эффективность еѐ в первый год после внесения может быть выше, чем СаСО3, но с годами их действие выравнивается.

Мягкие известковые породы не требуют размола.

Имеют местное значение для известкования кислых почв. К ним относятся известковые туфы, гажа, мергель, торфотуфы, доломитовая природная мука.

Известковый туф (ключевая известь) – ценное известковое удобрение, содержит не менее 80-70% СаСО3. Перед внесением иногда необходимо отсеивать более крупные твердые частицы. Месторождения известковых туфов чаще всего встречаются в пониженных элементах рельефа – притеррасных поймах, местах выхода ключей.

Гажа (озерная известь) должна содержать не менее 60% СаСО3. Она залегает в местах усыхания замкнутых водоемов, почти целиком состоит из частиц менее 1 мм. Озерная известь

– быстродействующее эффективное известковое удобрение. Мергель содержит от 50 до 80% СаСО3 и MgCO3. Встре-

чается в виде рассыпчатой массы и плотной породы. Плотный мергель вывозят на поле зимой и складывают небольшими кучами. Под влиянием влаги и низкой температуры он разрыхляется, переходит в рассыпающуюся массу, которую можно вносить в почву.

Торфотуфы – низинные торфа, богатые известью (от 10 до 50% СаСО3), наиболее пригодны для известкования кислых почв, бедных органическим веществом и расположенных вблизи мест их залегания.

Доломитовая природная мука содержит СаСО3 и MgCO3

(в сумме 95% и более в пересчете на СаСО3). Это особенно

117

ценное известковое удобрение для почв легкого гранулометрического состава. Доломитовая мука, используемая для известкования, должна содержать не менее 80% нейтрализующих веществ в расчете на СаСО3 и влаги не более 12%.

Вкачестве известковых удобрений могут быть использованы также различные отходы промышленности: цемент-

ная пыль, сланцевая зола, сталеплавильные и феррохромовые шлаки, хвосты флотации серной руды и др. Они могут со-

держать тяжелые металлы и другие токсиканты, поэтому их применение возможно в дозе не более 7 т/га один раз в пять лет с обязательным контролем за изменением фонового количества соответствующих токсикантов в почве.

Цементная пыль, улавливаемая при производстве цемента, должна содержать не менее 60% нейтрализующих ве-

ществ в расчете на СаСО3 и влажность не более 2%. Сланцевая зола – получают при обжиге сланцев, содер-

жит 65-85% СаСО3.

Металлургические шлаки – получают при выплавке ста-

ли, содержат до 80-90% СаСО3, требуют размола.

Белый известковый шлак – отход Чусовского завода,

содержит 50-68% СаСО3, не требуют размола.

Белитовая мука (шлам) – отход алюминиевой промышленности, содержит до 45-50% СаСО3, не требуют размола.

Взоне возделывания сахарной свеклы для устранения вредной для этой культуры кислотности почв может использоваться отход свеклосахарного производства – дефекат, со-

держащий 60-75% СаСО3. При этом необходимо контролировать содержание в нем жизнеспособных семян сорных растений.

Дополнительными источниками поступления кальция являются фосфоритная мука, органические удобрения. С 1 т фосфмуки поступает 550 кг СаСО3, с 1 т навоза – 5-6 кг СаО

и1-3 кг MgО, из атмосферы в год на 1 га поступает 15-25 кг СаО и MgО.

118

Установление степени нуждаемости почв в известковании и расчѐт доз извести

Необходимость известкования почвы можно ориентировочно определить по некоторым внешним признакам. Кислые сильноподзолистые почвы обычно имеют белесый оттенок, ярко выраженный подзолистый горизонт, достигающий 10 см и более. На повышенную кислотность почвы и нуждаемость еѐ в известковании указывают также плохой рост и сильное выпадение клевера, люцерны, озимой пшеницы при перезимовке, обильное развитие устойчивых к кислотности сорняков: щавелька, пикульника, торицы полевой, лютика ползучего, белоуса, щучки.

Потребность почвы в известковании с достаточной для практических целей точностью может быть определена по обменной кислотности (рН солевой вытяжки). При рН солевой вытяжки 4,5 и ниже потребность в известковании сильная, 4,6-5,0 – средняя, 5,1-5,5 – слабая, а при рН более 5,5 – отсутствует. Величина кислотности почвы – важный, но не единственный показатель, характеризующий потребность почвы в известковании.

Определение нуждаемости почв в известковании можно провести и по насыщенности почв основаниями. Почвы тяжелого гранулометрического состава со степенью насыщенности меньше 50% сильно нуждаются в известковании, 5165% – средне, 65-75% – слабо и более 75% – не нуждаются.

Для почв легкого гранулометрического состава градации нуждаемости по степени насыщенности каждой группы почв меньше на 10%. С учетом этих трех показателей определяют степень нуждаемости почвы в известковании (табл. 36).

119

Таблица 36

Оценка степени нуждаемости в известковании в зависимости от свойств почвы (по М. Ф. Корнилову)

При известковании, кроме свойств почвы, необходимо учитывать особенности культур, возделываемых в севообороте. В севооборотах с большим удельным весом льна и картофеля слабонуждающиеся почвы не известкуют, а с чувствительными к кислотности культурами в первую очередь следует известковать почвы не только сильно-, но и средненуждающиеся. Показания рН(сол.), при которых, в зависимости от типа севооборотов гранулометрического состава, почвы не известкуют, приведены в таблице 37.

Почвы с рН > 5,5 в полевых севооборотах, 5,6-6,0 в кормовых и 6,0-6,2 в овощных севооборотах можно не известковать.

Торфяные почвы с рНКCl 4,7-5,0 и степенью насыщенности 65-75 % известкования не требуют (табл. 38). Для улучшения магниевого питания целесообразно на таких почвах вносить доломитовую муку.

120