11.4 Хімічна меліорація ґрунтів

Хімічна меліорація, в залежності від величини рН ґрунтового розчину, проводиться способом вапнування, гіпсування або кислування ґрунтів.

За величиною рН ґрунти поділяють на сім агровиробничих груп (таб.11.1).

Кожна агровиробнича група потребує певних меліоративних заходів.

Таблиця 11.1 – Агровиробничі групи ґрунтів за величиною рН

№ п/п	рН	Група ґрунтів	Тип ґрунтів
1	<4,5	Сильнокислі	Болотні, болотно-підзолисті, підзолисті, червоноземи, тропічні
2	4,5 - 5,5	Кислі	Підзолисті, дерново-підзолисті, червоноземи, тропічні
3	5,5 - 6,5	Слабокислі	Підзолисті, дерново-підзолисті,сірі лісові, червоноземи, тропічні
4	6,5 - 7,0	Нейтральні	Сірі лісові, чорноземи
5	7,0 - 7,5	Слаболужні	Чорноземи південні, каштанові
6	7,5 - 8,5	Лужні	Солонці, солончаки
7	>8,5	Сильнолужні	Содові солонці, солончаки

Кисла реакція ґрунтів несприятлива для більшості культурних рослин і корисних мікроорганізмів. Вона негативно впливає на процес формування родючості ґрунтів. Кислі ґрунти мають погані фізичні властивості, через відсутність основ органічна речовина в них не закріплюється, вони бідні на поживні елементи, не містять хлоридів, сульфатів, карбонатів, їх ґрунтова маса погано оструктурена. Ступінь кислотності ґрунтів є важливим показником для оцінки генетичної і виробничої якості ґрунту.

Для нейтралізації надлишкової кислотності проводять вапнування ґрунтів.

Вапнування – спосіб хімічної меліорації кислих ґрунтів для заміни у вбирному комплексі обмінних іонів водню та алюмінію на іони кальцію.

Теоретичною базою вапнування є вчення К.К.Гедройца про ґрунтовий вбирний комплекс. Виходячи з цього, при внесенні вапна (СаСО₃), реагуючи з вуглекислотою ґрунту, переходить у розчинну сполуку Са(НСО₃)₂, яка взаємодіє з ґрунтовим вбирним комплексом (ГВК) за такою схемою:

+Са(НСО₃)₂ Са²⁺ +2Н₂СО₃.

При наявності в ґрунті алюмінію реакція відбувається за такою схемою:

+2СаСО₃+Н₂О2Са²⁺+Аl(OH)₃+2CO_2.

Дозу вапна розраховують за гідролітичною кислотністю орного горизонту ґрунту. Внесена доза вапна повинна повністю нейтралізувати увібрані Н⁺ і Al³⁺.

Так, наприклад, якщо 20-сантиметровий шар ґрунту має щільність 1,3 г/см³, його маса на площі 1 га становитиме 2600 т. Встановлено, що для нейтралізації 1г-екв гідролітичної кислотності на 100 г ґрунту, на 1га слід вносити 1,3 т СаСО₃. Проте в ґрунт вносять не повну дозу вапна, а певну її частину залежно від фізико-хімічних властивостей і механічного складу ґрунту, чутливості до реакції ґрунтового розчину окремих сільськогосподарських культур і рівня використання мінеральних добрив.

Доведено, що між рН сольової витяжки і гідролітичною кислотністю ґрунту певного механічного складу ґрунту існує чітка кореляційна залежність. Враховуючи це, розроблені спеціальні таблиці, що дають змогу визначити дозу вапна за рН сольової витяжки (таб. 11.2).

Таблиця 11.2 – Дози вапна залежно від рН і механічного складу ґрунту, т/га

Механічний склад ґрунту	рН сольової витяжки
	4,5	4,6	4,8	5,0	5,2	5,4-5,5
Піщаний	2,5	2,1	1,6	1,3	1,0	0,7-0,5
Супіщаний	3,5	3,0	2,5	2,0	1,5	1,2-1,0
Легкосуглинковий	4,5	4,0	3,5	3,0	2,5	2,0
Середньосуглинковий	5,5	5,0	4,5	4,0	3,5	3,0
Важкосуглинковий	7,0	6,5	6,0	5,5	5,0	4,5
Глинистий	8,0	7,5	7,0	6,5	6,0	5,5

Для вапнування можна використовувати також різні види вапняних добрив: вапнякове і доломітове борошно, доломітову кришку, крейду, промислові відходи – цементний пил, сланцеву золу, флотаційні відходи сірки, дефекат цукрових заводів та ін.

Вапнування не тільки ліквідує надмірну кислотність ґрунту, але й позитивно впливає на його агрохімічні властивості, зокрема сприяє закріпленню гумусу і колоїдних часток, підвищує ємкість вбирання.

Вапнування сильнокислих ґрунтів створює сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів – азотфіксаторів, нітрифікаторів, фосфор-мобілізуючих мікроорганізмів.

Найдоцільніше вапнувати кислі ґрунти під чутливі до кислотності зернові культури, кукурудзу, буряки, горох, овочеві культури.

Вапно не відноситься до добрив, але вапнування підвищує ефективність внесення мінеральних добрив, урожайність та біопродуктивність рослин.

Потенціальна лужність проявляється в ґрунтах, що містять натрій. При взаємодії ґрунту з вуглекислотою поглинутий натрій у ГВК заміщується воднем і появляється сода, яка підлуговує розчин:

[ГВК^2-] Na⁺+H₂CO₃[ГВК^2-] H⁺+Na₂CO₃.

Висока лужність несприятлива для більшості рослин. Вона зумовлює низьку родючість багатьох ґрунтів, несприятливі фізичні та хімічні їх властивості. При рН біля 9-10 ґрунти відзначаються великою в’язкістю, липкістю, водонепроникністю у вологому стані, значною твердістю, зцементованістю і безструктурністю у сухому стані.

Меліорація лужних ґрунтів проводиться шляхом внесення в них гіпсу (гіпсування) та інших солей. При цьому відбувається заміщення обмінного натрію на кальцій:

[ГВК] 2Na⁺+CaSO₄=[ГВК] Ca²⁺+Na₂SO₄.

Сульфат натрію, який при цьому утворюється, необхідно вимити прісною водою в нижні горизонти.

При внесенні гіпсу також відбувається нейтралізація соди, яка є найшкідливішою сполукою в засолених ґрунтах:

Na₂CO₃+CaSO₄=CaCO₃+Na₂SO₄.

Содові солончаки доцільно меліорувати сірчаною кислотою (кислування):

Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO_2.

Кислування ґрунту – один із методів хімічної меліорації содових солончаків і солонців шляхом внесення в ґрунт кислих хімічних речовин: сірчаної кислоти, сірки, сульфату заліза, сульфату алюмінію, кальцієвої селітри, піритових огарків та ін., які підвищують розчинність сполук кальцію та нейтралізують соду.