1.2 Определение потребности почв в известковании

Подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные почвы, а также оподзоленные и выщелоченные черноземы характеризуются значительным содержанием в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода (Н⁺) и алюминия (Al³⁺). Вследствие этого почвы имеют плохие физические и химические свойства. Такие почвы бедны гумусом и питательными веществами, имеют непрочную структуру и склонны к заплыванию, в них подавляется деятельность нитрифицирующих, азотфиксирующих и других полезных микроорганизмов. Растения на таких почвах плохо растут и развиваются. Без устранения избыточной кислотности невозможно обеспечить эффективное применение удобрений и добиться получения высоких урожаев.

По данным ФГУ «Центр агрохимической службы "Башкирский", в Республике Башкортостан площадь кислых почв на пашне составляет около 1,6 млн. га, в том числе сильнокислых (рН ниже 4,5) -70 тыс. га. Наибольшее их распространение (70-85 % к пашне) характерно для северных, северо-восточных и горно-лесных зон. Основным условием повышения плодородия этих почв и усиления эффективности удобрений является известкование.

Различают следующие формы почвенной кислотности: актуальную и потенциальную, которая в свою очередь подразделяется на обменную и гидролитическую.

Формы почвенной кислотности

Актуальная Потенциальная

Обменная Гидролитическая

Под актуальной кислотностью понимают активную концентрацию ионов водорода в почвенном растворе или в водной вытяжке из почвы (рН Н₂О), которая определяется потенциометрически. Актуальная кислотность обуславливается разложением угольной кислоты, а также присутствием органических и минеральных кислот, образующихся при разложении органических и минеральных веществ и от применения физиологически кислых удобрений.

Реакция почвенного раствора зависит от соотношения в нем ионов водорода (Н⁺) и гидроксила (ОН^-). В зависимости от концентрации ионов водорода и величины рН реакция почвенного раствора подразделяется на несколько групп (табл. 1).

Таблица 1 Группировка почв по величине актуальной кислотности

Реакция	рН Н2О	Концентрация Н+ ионов, г/л
Сильнокислая	3-4	10-3 – 10-4
Кислая	4-5	10-4 – 10-5
Слабокислая	5-6	10-5 – 10-6
Нейтральная	7	10-7
Слабощелочная	7-8	10-7 – 10-8
Сильнощелочная	9-11	10-9 – 10-11

За нейтральную реакцию принимают соотношение Н⁺ и ОН^- в дистиллированной воде, где концентрация Н⁺ равна 10^-7 г и концентрация ОН^- также равна 10^-7 г в 1 л при 20⁰С.

Потенциальная кислотность определяется количеством ионов водорода и алюминия, находящихся в почвенном поглощающем комплексе (ППК). При известных условиях эти ионы могут быть переведены в раствор.

Обменная кислотность вызывается более подвижными ионами водорода и алюминия поглощающего комплекса, которые могут быть вытеснены из него катионами нейтральных солей, например, хлористым калием, по уравнению:

Са 2К

[ППК]Mg + n KCl  [ППК]2К + HCl +CaCl₂ + MgCl₂ + (n-5) KCl

Н К

По количеству образовавшейся соляной кислоты судят об обменной кислотности почвы. Она обозначается рН_KCl или рН солевой вытяжки.

Часть ионов водорода остается в поглощенном состоянии, так как образующаяся в результате реакции сильная соляная кислота полностью диссоциирует и избыток свободных ионов водорода в растворе препятствует их полному вытеснению из ППК. Менее подвижная часть ионов водорода может быть переведена в раствор лишь при дальнейшей обработке почвы растворами гидролитически щелочных солей, которые разлагаются водой по уравнению:

CH₃COONa + Н2О  СH₃COOH + NaOH

При воздействии щелочи на поглощающий комплекс вытесняется гораздо большее количество ионов водорода, чем при обработке почвы нейтральными солями, т.е. образуется значительно большая кислотность, чем обменная, которая по свойствам применяемого реактива и получила название гидролитической.

.

Н⁺ Na

[ППК]Н⁺ + 3CH₃COONa  [ППК]Na + 3СH₃COOH

Н⁺ Na

По количеству свободной уксусной кислоты судят о гидролитической кислотности почв. Величина гидролитической кислотности равна разности между результатами, полученными при обработке почвы CH₃COONa и KCl. На практике за величину гидролитической кислотности принимают результат, полученный при обработке почвы CH₃COONa.

Растения проявляют различную чувствительность к кислой и щелочной среде. Депрессия ростовых процессов наблюдается при рН ниже 5 и выше 8. Оптимальное значение обменной кислотности для льна, ржи, люпина, картофеля, гречихи - 5,5; для клевера, гороха, кукурузы, пшеницы - 6,0-7,0. Негативное влияние кислотности особенно опасно в начальный период вегетации. Повышенная кислотность или щелочность нарушает физиологическое равновесие в почвенном растворе, ухудшает питание растений, дестабилизирует белковый, углеводный и фосфатный обмен.

Реакция почвенного раствора оказывает на растения прямое и косвенное влияние. Повышение концентрации водородных ионов в ризосфере снижает поступление в растение всех наиболее важных катионов и анионов: кальция, калия, магния, молибдена, фосфатов; увеличивает поглощение из почвенного раствора алюминия, марганца – токсичных для растений, а также активизирует гидролитические ферменты в корневой системе.

Косвенное влияние кислотности в питании растений связано с изменением подвижности ряда элементов в почвенном растворе. В щелочной среде снижается подвижность бора, цинка, меди, алюминия, марганца, возрастает подвижность молибдена и фосфатов.

Физиологически уравновешенные растворы создаются дополнительным внесением в почву минеральных, органических удобрений и известковых материалов с учетом особенностей высеваемой культуры. Оптимизация условий питания осуществляется за счет использования различных видов, форм, доз и сроков внесения удобрений.