Chemiczna rekultywacja gleby w skrócie. Chemiczna rekultywacja gruntów - Hipermarket Wiedzy. Co daje wapnowanie negatywowe?

Rekultywacja- są to działania mające na celu radykalną i przyspieszoną kompleksową uprawę (rozszerzone odtwarzanie żyzności) gleb nieprodukcyjnych, zabezpieczenie ich przed degradacją oraz wyeliminowanie negatywnych zjawisk podczas użytkowania gruntów w wyniku poprawy ich morfologii, składu, właściwości i reżimów. Wśród różnorodnych działań rekultywacyjnych mających na celu poprawę jakości użytków rolnych, chemiczne rekultywacje gleb zajmują jedno z wiodących miejsc w systemie intensywnego rolnictwa.

Chemiczna rekultywacja gleb odnosi się do zestawu środków mających na celu radykalną poprawę jego właściwości w celu zwiększenia produktywności upraw rolnych. Polega to na zastąpieniu niepożądanych kationów w kompleksie absorpcyjnym gleby (wodór, glin, żelazo, mangan w glebach kwaśnych i sód - w glebach zasadowych wapniem). Nadmierną kwasowość gleby eliminuje się poprzez wapnowanie, a nadmierną zasadowość poprzez gips. Rekultywację chemiczną przeprowadza się przed zastosowaniem nawozów w celu uzyskania optymalnego odczynu roztworu glebowego, lepszego pobrania składników pokarmowych z gleby i zastosowanych nawozów. Przeprowadza się ją zwykle raz na płodozmian lub po kilku latach. Głównym celem jest stworzenie dużej pojemności buforowej gleb, zapewnienie ich zrównoważonego funkcjonowania różne warunki wpływy i obciążenia zewnętrzne. Chemicznej rekultywacji gleby nie należy rozumieć zbyt prosto – jedynie jako sposób na zneutralizowanie nadmiernej kwasowości lub zasadowości. Jako jego składniki należy również wziąć pod uwagę metody radykalnego wzbogacania gleb w składniki odżywcze, zastosowanie naturalnych i sztucznych polepszaczy (tzw. Polepszaczy strukturalnych), aby stworzyć w nich stabilny kompleks organo-mineralny, wodę do nawadniania z dodatkami nadaje się do regeneracji substancje czynne, zaangażowanie w działania rekultywacyjne (np. w wyniku nasadzeń) podglebowych zasobów materialnych i inne, w tym skutki pośrednie, radykalnie zmieniają jakość agrochemiczną gleby.

Chemiczne środki łagodzące - substancje lub mieszaniny substancji pochodzenia naturalnego lub technogennego, wprowadzane do gleby w celu rekultywacji chemicznej (gips, fosfogips, kreda, kał, skały zawierające więcej niż 10% związków wapnia - less, iły czerwonobrunatne, wapń- szlam zawierający żelazo z przedsiębiorstw metalurgicznych i innych itp.).

Gleby o wysokiej kwasowości występują najczęściej na Polesiu, w zachodnich rejonach Leśno-Stepowego i Karpackiego regionu brunatno-leśnego. Kompleksy Solonetz i gleby ponownie zaalkalizowane występują w prawie wszystkich regionach lewobrzeżnej Ukrainy, ale największe ich obszary znajdują się na stepie południowym.

Regiony, w których występują gleby, są wystarczająco wilgotne (HTC> 1), z klimatem mniej kontynentalnym i przewagą formacji gleby eluwialnej (płuczącej, zastoinowo-płuczącej). W regiony południowe Przeciwnie, przeważają niedobory wilgoci i procesy akumulacyjne (niewymywane) w glebie. Zajmują gleby Leśnego Stepu pozycja pośrednia- charakteryzują się zarówno eluwialnym, jak i akumulacyjnym typem formacji gleby. Zajmują prawie 35% całkowitej powierzchni użytków rolnych i mają różną zdolność buforowania kwasowo-zasadowego. Zdolność buforowania kwasowo-zasadowego gleby - to jego zdolność do przeciwdziałania zjawiskom zakwaszenia lub alkalizacji i neutralizowania wprowadzonego do niego dodatku kwasu lub zasady.

Naturalna kwasowość gleby powstaje podczas przemian organicznej części gleby. Gdy zawartość metali ziem alkalicznych i związków białkowych w pozostałościach roślinnych jest niska, przede wszystkim w środowisku beztlenowym, proces fermentacji kończy się utworzeniem różnorodnych kwasy organiczne. Silnie zakwaszają glebę, szczególnie w przypadku braku ich neutralizatorów.

Za wejście do gleby duża ilość W obecności substancji organicznych zaczynają intensywnie rozwijać się procesy ilaste, które osłabiają sieci krystaliczne minerałów ilastych i prowadzą do powstawania wolnych tlenków glinu i żelaza. Tlenki te wraz z reaktywnymi kwasami organicznymi tworzą kompleksy i są wymywane z górnej części profilu glebowego.

Ważną rolę w tworzeniu reżimu kwasowo-zasadowego odgrywają właściwości buforowe gleb, takie jak ich odporność na wtórne zakwaszenie lub alkalizację. Zdolność tę ocenia się na podstawie pojemności buforowej – wielkości bezwymiarowej, która wyznaczana jest w zakresie obciążenia kwasowego i zasadowego i zwykle wyrażana jest w skali 100-punktowej (tabela 4.1).

Tabela 4.1. Klasy gleb według pojemności buforowej kwaśnej i zasadowej(S. A. Balyuk, R. S. Truskavetsky, Yu. L. Tsapko i in., 2012)

Temat. Chemiczna rekultywacja gleb. Gipsowanie gruntów soloneckich

Podstawowe zasady teoretyczne

Melioracja (od łac. melio - ulepszyć) jest to system środków mających na celu poprawę właściwości i reżimu gleb w korzystnych kierunkach produkcyjnych i środowiskowych. Rekultywacja zapewnia stworzenie najważniejszych warunków do uzyskania wysokich i trwałych plonów, racjonalnego wykorzystania gleb, usprawnia produkcję oraz jakościowo zmienia warunki i produktywność pracy. Należy pamiętać, że rekultywacja to tylko część złożonego zestawu działań mających na celu optymalizację procesu produkcji rolnej i całkowitej wielkości produktywności gleby.

1. Rozmieszczenie gleb soloneckich i potrzeba ich uszlachetniania

Przedmiotem rekultywacji chemicznej są właściwości jonowymienne i koloidowo-chemiczne gleby, jego właściwości kwasowo-zasadowe, skład soli i mikrokruszyw, które w swoim wzajemnym powiązaniu decydują o stanie chemicznym i rekultywacyjnym gleby i mogą być poprawiane różnymi technikami i metodami. Koloidy glebowe mają zdolność absorpcji, są najbardziej reaktywną, silnie rozproszoną częścią gleby, do której zaliczają się nierozpuszczalne w wodzie glinokrzemiany, substancje humusowe i związki mineraloorganiczne. Cały ten złożony konglomerat związków, zdolny do wymiany zawartych w nim kationów wapnia, magnezu, sodu, wodoru, glinu itp. na dowolne kationy roztworów naturalnych i sztucznych, nazywa się kompleks absorpcyjny gleby.

Gleby i gleby Solonetz to gleby zawierające zwiększoną ilość sodu wymiennego (lub magnezu) w PPC jednego z poziomów profilu glebowego - poziomu iluwialnego lub przejściowego B, położonego poniżej najwyższego horyzont glebowy A. Nazywa się proces akumulacji wchłoniętego sodu w kompleksie absorpcyjnym gleby proces solonetyzacji. Zazwyczaj solonety spotyka się w połączeniu z glebami strefowymi: brunatnymi, kasztanowymi i czarnoziemami, tworząc płaty o powierzchni od kilku metrów kwadratowych do kilkudziesięciu hektarów. Około 20% gleby Solonetz przypada na strefę czarnoziemów, a ich główne obszary znajdują się w strefie gleb kasztanowych, tj. na obszarach o najżyźniejszych glebach. Jednak wyjątkowo niekorzystne wskaźniki agronomiczne solonetów nie pozwalają na wykorzystanie korzystnych warunków naturalnych i klimatycznych i gwałtownie zmniejszają ogólną produktywność gleb strefowych.

Udział gleb soloneckich w Federacja Rosyjska zajmuje 30 mln ha, co stanowi 17,5% użytków rolnych. Na Syberii gleby soloneckie zajmują 16% powierzchni użytków rolnych i 12% (7 mln ha) powierzchni gruntów ornych. Na terytorium Krasnojarska, w strefie leśno-stepowej (obwód Kanski, Dzierżyński), powstają gleby soloneckie o zasoleniu typu sodowego. W strefie stepowej (Khakasja) i stepowej suchej (Tuwa) regionu odkryto gleby kompleksu Solonetz o mieszanym i obojętnym typie zasolenia, stanowią one 127 tys. ha.

Początek dogłębnych badań nad genezą i regeneracją solonetów został położony w pracach słynnego gleboznawcy-chemika K.K. Gedroitsa, autora koloidowo-chemicznej teorii procesu Solonetza. Według tej teorii etap początkowy Proces ten polega na przedostawaniu się soli sodowych do górnych poziomów glebowych ze złóż solnych lub słonych wód gruntowych pod wpływem sił kapilarnych lub ciśnienia hydrostatycznego. Kiedy poziom spada wody gruntowe i ustanie ich migracji w górę, nie tylko zatrzymuje się dalsze zasolenie, ale rozpoczyna się proces odsalania i wymywania soli do niższych poziomów glebowych. Zgodnie z teorią K.K. Gedroitsa rozpoczyna się drugi etap procesu solonetz – powstawanie solonetz, w którym wyróżnia się trzy charakterystyczne fazy. Po pierwsze, usunięcie soli rozpuszczalnych z górnych poziomów glebowych; 2) powstawanie sody; 3) dyspersja cząstek gleby i ich usuwanie w dół profilu glebowego. Wraz z odsalaniem i spadkiem stężenia soli rozpuszczalnych poniżej progu krzepnięcia następuje peptyzacja koloidów zawierających wchłonięty sód, które częściowo przekształcają się w zol, w wyniku czego agregaty glebowe ulegają rozproszeniu. Peptyzowane koloidy organiczne są niszczone i wymywane górne warstwy gleby do niższych, koloidy mineralne rozpadają się i ulegają redystrybucji, tworząc poziom iluwialny o maksymalnej zawartości wchłoniętego sodu.

Choć za główną przyczynę rozwoju procesu solonetzowego uważa się sód wymienny, w przyrodzie występują gleby o wyraźnych właściwościach solonetzowych, których kompleks absorpcyjny zawiera niewielką ilość sodu wymiennego i znaczny udział magnezu. Prace wielu badaczy (A.N. Sokolovsky, 1938, A.M. Mozheiko, 1965, V.A. Kovda, 1963) wykazały, że przy pewnym stosunku sodu i magnezu w kompleksie absorpcyjnym gleby magnez działa znacząca rola w tworzeniu zasolenia gleby. Wprowadzając się do kompleksu absorpcyjnego gleby, choć w mniejszym stopniu niż sód, zwiększa hydrofilowość koloidów, rozrywa połączenia pomiędzy poszczególnymi mikroagregatami glebowymi i powoduje pojawienie się niekorzystnych właściwości agrochemicznych charakterystycznych dla solonetów.

Gleby Solonetz mają niską żyzność naturalną. Wyjaśnia to przede wszystkim ich negatywne właściwości wodno-fizyczno-mechaniczne. Zwiększają się ich właściwości pęczniejące. W okresie suchym gliniasta masa solonetów zostaje zagęszczona, ulega konsolidacji i zamienia się w gęstą, stałą masę, której nie można przetworzyć. Horyzont Solonetz zapobiega wnikaniu w głąb systemu korzeniowego roślin. Kompresji towarzyszą pęknięcia. Pojawia się złożona sieć dużych pęknięć. Szczególnie wyraźnie objawia się to w warstwie iluwialnej Solonetz, gdzie tworzą się horyzonty kolumnowe. Solonety powstają w warunkach okresowego reżimu wody ługującej, gdy stosunkowo krótkotrwały etap nawadniania profilu zastępuje się suszeniem. W okresie podlewania w warunkach beztlenowych następuje intensywne uwodnienie koloidów i ich pęcznienie. W okresie wilgotnym poziomy iluwialne solonetów często stają się wodoodporne i całkowicie nieprzepuszczalne, natomiast w okresie suchym poziomy powierzchniowe mogą charakteryzować się bardzo dużą, czasem niezadowalającą, przepuszczalnością wody. To wyjaśnia blokowy charakter solonetzów, ich niską plenność i trudność w uprawie.

Oprócz negatywnych właściwości agrofizycznych, solonety charakteryzują się zwiększoną zasadowością w poziomie B, co ma szkodliwy wpływ na rośliny uprawne i większość mikroorganizmów glebowych. W wyniku reakcji wymiany pomiędzy wchłoniętym wodorowęglanem sodu i wapnia lub kwas węglowy w roztworze glebowym gleb solonetycznych powstają sole węglanu sodu, które będąc hydrolitycznie zasadowymi, powodują zwiększoną zasadowość roztworu:

(P.P.K) 2Na + Ca(HCO 3) 2 (P.P.K)Ca + 2NaHCO 3. Soda występująca w poziomach powierzchniowych profilu, będąca solą mocnej zasady i słabego kwasu, ulega aktywnej hydrolizie: Na 2 CO 3 + 2H 2 O > 2NaOH + H 2 CO 3 .

W przypadku reakcji zasadowej metabolizm roślin zostaje zakłócony, rozpuszczalność i dostępność związków żelaza, manganu, boru, soli fosforanowych wapnia i magnezu w glebie zmniejsza się, a procesy fotosyntezy są hamowane. Higroskopijność soli gwałtownie zmniejsza ilość wilgoci w glebie dostępnej dla roślin. Wszystkie te negatywne cechy gleb Solonetz prowadzą do spowolnienia rozwoju roślin, gwałtownego spadku plonów, a często do śmierci roślin rolniczych. Wpływ zasolenia gleby na rozwój upraw polowych zależy od cech biologicznych poszczególnych upraw, stopnia i składu chemicznego zasolenia oraz innych wskaźników agrochemicznych gleby: jej wilgotności, zasobów składników odżywczych. Maksymalna tolerancja soli roślin uprawnych wyraża się dopuszczalną zawartością chloru w glebie do ich uprawy i dla większości roślin uprawnych mieści się w przedziale od 0,04 do 0,01%. Bardziej odporne na zasolenie są zboża, buraki cukrowe i bawełna, a melony są mniej odporne. Do drzew i krzewów odpornych na zasolenie zalicza się wiąz drobnolistny, akację żółtą, klon tatarski i porzeczkę złotą. Nie wszystkie sole są jednakowo toksyczne dla roślin. Najbardziej szkodliwa dla upraw polowych jest soda; chlorek i siarczan sodu są mniej toksyczne.

2. Znaczenie i istota gipsowania gruntów soloneckich

Rolnicze wykorzystanie gleb solonetzowych i solonchak możliwe jest dopiero po ich radykalnej chemicznej melioracji mającej na celu odsalanie gleby. Zmniejszenie zasolenia gleby można osiągnąć metodami mechanicznymi, biologicznymi i fizykochemicznymi.

Do uszlachetniania gleb solonetycznych należy podchodzić w sposób zróżnicowany, w zależności od ich stopnia zasolenia, ilości opadów oraz obecności lub braku nawadniania. W zależności od ilości gleby solonetycznej gleby dzieli się na następujące grupy: niesolonetzowe - zawierające zaabsorbowany sód nie więcej niż 5% chłonności; lekko solonetyczny 5-10%; umiarkowanie solonetyczny - 10-20% i silnie solonetyczny (wchłonięty sód ponad 20%), obejmuje to solonetów.

Solonetzes mają najwyższy stopień zasolenia. Ze względu na charakter zasolenia wyróżnia się dwie grupy solonetów.

1) sodowe i sodowo-siarczanowe (alkaliczne) typy łąkowe i łąkowo-stepowe, występujące głównie w strefie czarnoziemu;

2) chlorkowo-siarczanowy i siarczanowo-chlorkowy (neutralny), powszechny w strefie gleb kasztanowych i brunatnych.

Oprócz zaabsorbowanego sodu, solonety z pierwszej grupy zawierają rozpuszczalne w wodzie sole o wysokiej zasadowości (NaHCO 3 i Na 2 CO 3).

Głównym sposobem radykalnego ulepszenia tych gleb jest gips, tj. dodawanie do gleby gipsu CaSO 4 * 2H 2 O jako środka rekultywacyjnego. Teoretyczne uzasadnienie stosowania solonetzów gipsowych podano w pracach akademika K.K. Gedroitsa. Po dodaniu gipsu do gruntów solonetz zachodzi następująca reakcja:

PPK] Na Na + CaSO 4 *2H 2 O > PPK] Ca + Na 2 SO 4 .

Po dodaniu gipsu do gleby soda jest usuwana z roztworu glebowego, wchłonięty sód jest wypierany i zastępowany wapniem, tworząc dobrze rozpuszczalną sól obojętną, siarczan sodu. W ten sposób technika ta eliminuje odczyn zasadowy gleby Solonetz. Zastąpieniu wchłoniętego sodu wapniem towarzyszy koagulacja koloidów glebowych; Młode substancje humusowe powstające podczas rozkładu resztek roślinnych w obecności wapnia sklejają grudki gleby, dzięki czemu gleba nabiera silnej grudkowatej struktury, poprawiają się jej właściwości fizyczne, przepuszczalność wody i napowietrzenie, a obróbka staje się łatwiejsza. Eliminując zasadowość i poprawiając właściwości fizyczne gleby, gips tworzy korzystne warunki dla rozwoju i aktywności mikroorganizmów glebowych. Dlatego pod wpływem gipsu poprawiają się właściwości fizyczne, fizykochemiczne i biologiczne gleby solonetziczne, zwiększa się ich żyzność i stają się one odpowiednie do uprawy nawet bardzo wymagających roślin.

3. Obliczanie dawki gipsu

Dawkę gipsu określa się na podstawie zawartości sodu wymiennego i określa się ją wzorem: CaSO 4 * 2H 2 O = 0,086 (Na – 0,1 * CEC) * h * d, Gdzie

Niezbędnym warunkiem udanej rekultywacji jest usunięcie produktów ubocznych reakcji gipsu (Na 2 SO 4) z zasiedlonych przez korzenie poziomów glebowych, aby uniknąć ich wtórnego zasolenia, a osiąga się to przy wystarczającej naturalnej wilgotności. Dlatego wskazane jest łączenie gipsu ze środkami usprawniającymi wymywanie gleby (zatrzymywanie śniegu, drenaż), szczególnie skutecznymi w warunkach nawadniania. Nawadnianie pomaga usunąć sole sodowe z gleby i zapobiega możliwości wtórnej alkalizacji lub zasolenia gleby. W warunkach nawadniających efekt rekultywacji można uzyskać w stosunkowo krótkim okresie 2-3 lat. W warunkach rolnictwa zasilanego deszczem metoda chemiczna (gipsowanie) jest najskuteczniejsza w strefie stepowej z rocznymi opadami wynoszącymi 400–450 mm w celu rekultywacji solonetzów czarnoziemu i łąkowo-czarnoziemów.

W suchym stepie i strefy pustynno-stepowe przy rocznych opadach wynoszących 200–300 mm chemiczna rekultywacja kasztanowych i brunatnych półpustynnych solonetów jest możliwa tylko w warunkach nawadniających.

W strefie stepowej najlepszym miejscem do rekultywacji chemicznej jest czysty ugór. W przypadku ich niedoboru lub braku, gipsowanie przeprowadza się w przypadku upraw rzędowych. W strefie leśno-stepowej najlepsze miejsce dla gipsu pole przygotowane do siewu buraków cukrowych, a na stepie kukurydzy. W płodozmianie roślin pastewnych gips aplikuje się pod trawy wieloletnie.

Działanie łagodzące gipsu zależy od stopnia jego wymieszania z glebą. Dlatego też gips należy wmieszać w ramach orki z głębokim spadkiem, aby można było lepiej wymieszać z nim poziom solonetz i górny poziom ponad solonetz. Ponadto metody dodawania gipsu zależą od głębokości horyzontu Solonetz. Podczas konwencjonalnej orki głębokich solonetów kolumnowych poziom solonetz jest w niewielkim stopniu wywrócony na powierzchnię lub w ogóle nie podlega zabiegowi. W tych warunkach 75% dawki gipsu wykorzystuje się pod orkę, a 25% powierzchniowo pod uprawę. Podczas orki małych solonetów znaczna część horyzontu solonetz jest skierowana na powierzchnię. Połowę dawki gipsu nanosi się na nie pod orkę lub rozsypuje na powierzchni, następnie mieszając z warstwą uprawną poprzez bronowanie, drugą połowę pod uprawę. Po dodaniu gipsu przeprowadza się nawadnianie uzupełniające wodę.

Solonetzes solonchaki o zasoleniu sodowym, posiadające negatywne właściwości agrochemiczne, wyróżniają się także wysokimi wartościami pH oraz obecnością wodorowęglanów i węglanów sodu, które są bardzo toksyczne dla roślin.

W glebach zasolonych sodą, ze względu na zasadowy odczyn roztworu glebowego, rozpuszczalność związków wapnia jest znacznie zmniejszona. Dlatego pomimo dużej zawartości węglanu wapnia w tych glebach rośliny doświadczają głodu wapnia, a to z kolei wzmacnia hamujący wpływ wysokich wartości Ph na rośliny. Ze względu na słabą rozpuszczalność związków wapnia, stosowanie polepszaczy zawierających wapń na solonetach sodowych jest nieskuteczne i zaleca się zakwaszanie gleby mocnymi kwasami mineralnymi. Kwas siarkowy najczęściej wykorzystuje się do rekultywacji gleb zasolonych sodą. Na zakwaszenie Solonety sodowe ulegają radykalnej poprawie: neutralizacji zasadowości, rozkładowi węglanów z ich przejściem w siarczany i wodorowęglany wapnia i magnezu oraz powstaniu drobno zdyspergowanego gipsu, wypierającego sód wymienny z PPC:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 CO 3 > CO2 > H2O

CaCO 3 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + H 2 CO 3 >CO2 >H2O

PPC] 2 Na + CaSO 4 = PPC] Ca + Na 2 SO 4

W wyniku tych procesów następuje koagulacja hydrofilowych koloidów glebowych ze zmniejszeniem dyspersji, poprawą właściwości filtracyjnych gleby oraz poprawą jej warunków wapniowych i odżywczych. Proces zakwaszania odbywa się poprzez bezpośrednie podanie kwasu siarkowego ze zbiornika do systemów nawadniających, gdzie jest on rozcieńczany do stężenia 0,8-1,0% poprzez regulację szybkości dostarczania wody i traktowanie gleby powstałym roztworem.

W przypadku rekultywacji radykalnej dawkę zakwaszania oblicza się na metr warstwy gleby, a szybkości wymywania po zabiegach rekultywacyjnych osiągają 17 tys. m 3 /ha. Prace rekultywacyjne prowadzone są na tle głęboko zamkniętego drenażu.

W praktyce rekultywacji gleb dotkniętych zasoleniem sody stosuje się również siarczan żelaza (siarczan żelaza) jako chemiczny środek polepszający.

Siarczan żelaza jest hydrolitycznie kwaśną solą, która w reakcji z wodą tworzy wodorotlenek żelaza i wolny kwas siarkowy, który działa na gleby zasolone zgodnie z mechanizmem opisanym powyżej. Efekt rekultywacyjny stosowania siarczanu żelaza jest wzmocniony przez jego działanie sedymentacyjne na rozproszone frakcje gleby. W wyniku sedymentacji koloidów hydrofilowych pod wpływem dwuwartościowego kationu żelaza zwiększa się struktura gleby, poprawiają się jej właściwości filtracyjne i przyspiesza proces odsalania. Siarczan żelaza wprowadzony do gleby wchodzi w reakcje wymiany z węglanami i wodorowęglanami sodu, wapnia i magnezu. W tym przypadku roztwór glebowy wzbogaca się w rozpuszczalne sole sodu i magnezu, które przedostają się do gleby podczas późniejszego ługowania. woda drenażowa. Jednak po dodaniu siarczanu żelazawego obserwuje się wzrost stężenia mobilnych form żelaza w glebie, co prowadzi do wiązania dostępnego fosforu i pogorszenia zaopatrzenia roślin w fosfor. Dlatego gleby zrekultywowane siarczanem żelaza wymagają stosowania nawozów fosforowych.

Wysoka rozpuszczalność siarczanu żelaza (około 20% w temperaturze 20 0 C) pozwala na stosowanie polepszacza do gleby razem z wodą do nawadniania, a także z innymi środkami polepszającymi, na przykład fosfogipsem. Kwas siarkowy powstały podczas hydrolizy siarczanu żelaza niszczy warstwę węglanu wapnia utworzoną na ziarnach gipsu i pomaga zwiększyć jego działanie regeneracyjne. Koszty całkowitej regeneracji lizawek sodowych siarczanem żelaza zwracają się po 6-8 latach.

4. Polepszacze gipsowe

Tynkowanie jest kosztownym przedsięwzięciem, a słabo rozpuszczalny gips jest wolno działającym środkiem łagodzącym. Wśród naturalnych związków zawierających wapń w rekultywacji solonetów największa dystrybucja otrzymał gips ilasty, skałę węglanowo-gipsową, fosfogips, gips surowo mielony. Gips gliniasty zawiera 70-90% gipsu, do 11% węglanu wapnia, domieszki magnezu, sodu, potasu, szereg pierwiastków śladowych: miedź i mangan. Gips gliniasty jest skutecznym środkiem łagodzącym, zwłaszcza w warunkach nawadniania, pozytywnie wpływając na glebę i jej żyzność przez 5-6 lat po zastosowaniu.

Podobny wpływ na gleby solonetz wywierają węglanowo-gipsowy rasa. Łatwo to dostać metoda otwarta i nie potrzebuje wstępne przygotowanie i przetwórstwa, a pod względem działania regeneracyjnego nie ustępuje gipsowi.

Fosfogips to wielkoskalowy odpad powstający przy produkcji superfosfatu podwójnego i osadu. Jest to bardzo drobny, szary lub biały proszek zawierający 75-85% gipsu, 0,5-0,6% kwasu fosforowego, 5-6% gliny i wody. Fosfogips jest znacznie tańszy od gipsu, ma większą rozpuszczalność, a obecność w nim fosforu rozpuszczalnego w wodzie wzmacnia efekt rekultywacji. Jego zastosowanie jest nieco skomplikowane ze względu na wysoką higroskopijność, dlatego zaleca się suszenie i granulowanie fosfogipsu w fabryce, tak aby zawierał nie więcej niż 15% wolnej wilgoci.

Surowy mielony gips otrzymywany przez mielenie naturalnych złóż gipsu. Jest to proszek o barwie białej lub szarej, zawierający 71-73% gipsu, słabo rozpuszczalny w wodzie. Ważna jest grubość jego zmielenia. Zgodnie z przyjętą normą wszystkie cząstki gipsu muszą przejść przez sito o oczkach 1mm i co najmniej 70-80% przez sito o oczkach 0,25mm. Wilgotność zmielonego gipsu nie powinna przekraczać 8%, w przeciwnym razie podczas przechowywania zbryla się i zamienia w grudki.

5. Agrotechniczne i agrobiologiczne metody ulepszania gleb soloneckich

Badanie cech genetycznych gleb solonetz oraz unikalnej struktury ich profilu pozwoliło na opracowanie metod radykalnego ulepszania gleb solonetz bez wprowadzania chemicznych środków polepszających z zewnątrz poprzez zastosowanie zasoby wewnętrzne soma gleby.

W solonetach drugiej grupy jest mało wchłanianego sodu i nie ma sody. Na tych glebach najskuteczniejsza jest agrobiologiczna metoda rozwoju solonetzów. Polega na połączeniu mechanicznych, chemicznych i biologicznych oddziaływań na gleby solonetz w celu ich ulepszenia i składa się z zestawu środków:

1. rekultywacja gleb, mająca na celu utworzenie głębokiej warstwy ornej i korzeniowej z udziałem węglanu wapnia lub gipsu z poziomów niżej, dzięki czemu przeprowadzana jest samorekultywacja solonetów;
2. system stosowania substancji organicznych i nawozy mineralne;
3. system pomiarów akumulacji wilgoci;
4. siew roślin głównych.

Spotkanie po raz pierwszy samoregeneracja Solontsov został zaproponowany przez V.A. Kovda i A.F. Bolshakov za rekultywację solonetów na nizinie kaspijskiej. Zastosowanie metody samorekultywacji solonetów opiera się na fakcie, że w strefie suchych stepów i stref pustynnych w tych glebach poziomy gipsowe i węglanowe leżą blisko powierzchni dziennej. Stosując orkę plantacyjną na głębokość 50-55 cm, horyzont gipsowy zalegający w tych glebach na głębokości 35-50 cm miesza się z glebą solonetową. Sposób oczyszczania rekultywacyjnego zależy od miąższości poziomów nadsolonetskich i solonetzowych oraz głębokości zalegania węglanów. Na głębokich i średnich solonetach stosuje się orkę trójpoziomową za pomocą pługa PTN-40. Dzięki temu zabiegowi horyzont suprasolonetzowy humusu pozostaje na powierzchni, a horyzonty solonetzowe i węglanowe zamieniają się miejscami.

Na płytkich solonetach z płytkimi (do 40 cm) osadami węglanowymi orkę plantacyjną wykonujemy pługiem PPN-50. Podczas tej orki mieszają się poziomy próchniczne, solonetzowe i subsolonetzowe (węglanowe). Po orce plantacyjnej glebę traktuje się ciężkimi bronami talerzowymi w celu zniszczenia bloków, a także podejmuje się działania mające na celu gromadzenie wilgoci w glebie poprzez instalowanie pasów dmuchanych i wysiew wysokich roślin w celu utworzenia skrzydeł. Koszty orki rekultywacyjnej zwracają się po 2-3 latach, a czas trwania akcji wynosi 10-12 lat.

Rekultywacja agrobiologiczna obejmuje akumulację wilgoci, wprowadzanie oparów czarnych i skalnych, orkę pasów śniegu i nawadnianie ujść rzek. Dzięki temu tworzone są warunki do zwiększania zasobów i usuwania szkodliwych soli do leżących pod nimi poziomów. Zabieg rekultywacyjny solonetzów przeprowadza się na wczesnym lub czarnym ugorze. Przy uprawie wczesnego ugoru główną orkę rekultywacyjną na głębokości 45-50 cm przeprowadza się wiosną, a uprawę wykonuje się latem. Wczesną wiosną przyszłego roku deweloperzy Solonetz bronują i sieją rośliny.

Podczas przetwarzania ugoru czarnego główną orkę rekultywacyjną przeprowadza się jesienią. W następnym roku utrzymuje się ugór (wczesne bronowanie wiosenne, kultywacja, głębokie spulchnianie jesienne).

W rezultacie mogą zostać osłabione negatywne właściwości gleb silnie zasolonych i solonczaków biologiczny regeneracja. Ten rodzaj rekultywacji prowadzony jest poprzez uprawę halofitów na glebach zasolonych. Halofity są w stanie wchłonąć do 25-50% soli z własnej suchej masy. Koszenie i usuwanie solanek pozwala na uwolnienie poziomów powierzchniowych od części soli. Ponadto solanki zacieniają glebę i wzbogacają jej górne poziomy w materię organiczną. Takimi roślinami w strefie gleb kasztanowych są tamaryszek, oleaster, makrela, akacja żółta, klon tatarski i jesionolistny. Dzięki systemowi korzeniowemu korzystnie wpływają na właściwości fizykochemiczne gleby. Dodatkowe nagromadzenie śniegu nie tylko je poprawia reżim wodny, ale także przyczynia się do wypłukiwania soli.

Kopanie jako metoda rekultywacji polega na sztucznym utworzeniu silnego żyznego horyzontu ornego na powierzchni gleby solonetz lub silnie zasolonej. W tym celu zgarniacze odcinają cienką (1-2 cm) warstwę powierzchniowego horyzontu żyznej gleby non-solonetz otaczającej solonetz, która będzie horyzontem ornym nowego profilu. Technika ta jest najskuteczniejsza w rekultywacji solonetów w strefie czarnoziemu, ponieważ odcięcie warstw powierzchniowych przy ostrożnym zastosowaniu tej techniki nie powoduje zauważalnej zmiany żyzności czarnoziemów.

Wycięta drobna ziemia z horyzontu próchnicznego jest składowana w pryzmach na powierzchni zrekultywowanych obszarów Solonetz, a następnie wyrównywana na polu za pomocą równiarek. N.V. Orłowski, który jako pierwszy zaproponował tę metodę rekultywacji solonetów w strefie czarnej ziemi Zachodnia Syberia uznał za wystarczające nałożenie w kilku etapach warstwy o grubości 6-9 cm. Kopanie należy połączyć z intensywnym systemem zabiegów przywracających żyzność gleby w wyciętych obszarach powierzchni. Duże znaczenie ma stosowanie nawozów, zwłaszcza organicznych, oraz siew nawozów zielonych.

1. Zapoznać się z charakterystyką gruntów Solonetz i metodami ich ulepszania zgodnie ze streszczeniem teorii;

2. każdy student otrzymuje indywidualne zadanie, na podstawie materiałów, z którego należy ustalić:

1. zapotrzebowanie gleby na gips;
2. obliczyć dawkę łagodzącego;
3. zaproponować agrotechniczne metody uszlachetniania analizowanej gleby.

Zadania i ćwiczenia

1. Gleba czarnoziemu południowego, CEC 36 mmol/100 g, zawartość sodu wymiennego 6,4 mmol/100 g, gęstość gleby 1,4 g/cm 3 , głębokość warstwy zrekultywowanej 0–20 cm. Określ stopień zasolenia gleby i dawkę gipsu.

2. Dawka gipsu wynosi 5,8 t/ha. Jaka jest szybkość stosowania fosfogipsu w masie fizycznej?

3. Ustalić: a) kolejność nakładania gipsu i jego dawkę w przeliczeniu na następujące gleby: kasztan jasny, glina ciężka, S = 18 mmol/100 g, Na = 2,3 mmol/100 g, próchnica – 2,1% do płodozmianu: lucerna – pszenica – trawy jednoroczne – pszenica; glina piaszczysta kasztanowa jasna S = 12 mmol/100 g, Na = 1,8 mmol/100 g, próchnica – 1,2% do płodozmianu: koniczyna słodka – ziemniaki – owies; b) który ze wskazanych nawozów będziesz stosować pod te uprawy (gips, superfosfat prosty czy podwójny, fosfogips)?

4. Określić stopień zapotrzebowania na substancję rekultywacyjną i obliczyć jej dawkę dla warstwy ornej (0-20 cm) według następujących wskaźników:

Tabela 1

5. Gleba – solonetz skorupiasty, CEC – 28 mmol/100 g, zawartość sodu wymiennego – 6,1 mmol/100 g, gęstość gleby – 1,5 g/cm 3 , głębokość warstwy zrekultywowanej 0–18 cm. Określ stopień zasolenia gleby i dawkę gipsu.

6. Oblicz ilość gipsu potrzebną do rekultywacji solonetz wysokokolumnowego, jeżeli S wynosi 32,8 mmol/100 g, zawartość sodu wymiennego wynosi 5,5 mmol/100 g, gęstość gruntu 1,43 g/cm 3, głębokość warstwy zregenerowanej wynosi 0–20 cm.

Określ stopień zasolenia i oblicz dawkę gipsu do rekultywacji gleby kasztanowej o zawartości próchnicy 4,5%, jeśli zawartość sodu wymiennego wynosi 3,5 mmol/100 g, CEC wynosi 20 mmol/100 g, gęstość gleby wynosi 1,3 g /cm3 , głębokość warstwy zrekultywowanej wynosi 0–18 cm.

8. Na podstawie przedstawionych danych wyrażonych w mmol na 100 g gleby określić: czy gleba wymaga rekultywacji chemicznej; jeśli to konieczne, to który?

a) ECO=15,5; Nr=8;

b) S=8,5; Nr=4,6;

c) Na+ =5; S=20;

d) ECO=28; Ca2+ + Mg2+ =22; pH H2O > 7;

e) S=12; EKO=20; pH H2O

e) Ca2+ + Mg2+ =35; EKO=40; pH H2O > 7;

g) Ca2+ =8; Mg2+ =3; Nr=6.

9. Aby utworzyć kulturową warstwę orną (0-20cm) należy dowiedzieć się czy gleba potrzebuje środka rekultywacyjnego i w jakiej dawce według następujących wskaźników:

Tabela 2

10. Co można powiedzieć o glebie pod kątem składu wchłoniętych kationów kompleksu absorpcyjnego gleby na podstawie poniższych danych, wyrażonych w mmol na 100 g gleby?

a) Ca2+ =29; Mg2+ =5,8; Na + = 1,9;

b) Na + =2; S=22;

c) Na+ =9; EKO=28;

d) Ca2+ =7,8; Mg2+ =2,4; S=17;

2. Gipsowanie gruntów soloneckich
W naszym kraju znaczne obszary zajmują gleby solonetz kwaśne i zasadowe. Obecność dużych ilości jonów wodoru i glinu w stanie zaabsorbowanym w glebach kwaśnych oraz kationów sodu w glebach solonezowych gwałtownie pogarsza właściwości fizyczne, fizykochemiczne i biologiczne tych gleb oraz ich żyzność. Aby radykalnie poprawić gleby kwaśne i zasolone, konieczna jest melioracja chemiczna w połączeniu z innymi środkami agrotechnicznymi.

Metody chemicznej rekultywacji gleb kwaśnych i solonetzowych polegają na zmianie składu zaabsorbowanych kationów, głównie poprzez wprowadzenie wapnia do PPC. Aby zneutralizować kwasowość i zwiększyć żyzność gleb kwaśnych, głównym środkiem jest wapnowanie, a w celu wyeliminowania zwiększonej zasadowości i poprawy właściwości gleb solonetzowych stosuje się gips.

Stosowanie chemicznych metod rekultywacji gleb kwaśnych i zasadowych jest najważniejszym warunkiem intensyfikacji rolnictwa. produkcji na tych glebach, zwiększając ich żyzność i efektywność stosowanych nawozów organicznych i mineralnych.

Związek pomiędzy różnymi rolniczymi reakcja upraw na glebę i wapnowanie
Dla każdego gatunku rośliny istnieje pewna reakcja środowiska, która jest najkorzystniejsza dla jego wzrostu i rozwoju. Większość rolnicza rośliny uprawne i pożyteczne mikroorganizmy glebowe rozwijają się lepiej, gdy środowisko reaguje blisko neutralnego (pH 6-7).

W związku z reakcją środowiska i wrażliwością na wapnowanie rolnicze. uprawy dzieli się na następujące grupy:

1. Nie toleruje reakcji kwasowej lucerna, sainfoina, warzywa korzeniowe, konopie, kapusta: dla nich optymalne pH mieści się w wąskim przedziale od 7 do 7,5. bardzo silnie reagują na wapnowanie nawet na glebach lekko kwaśnych.

2. Wrażliwy na zwiększoną kwasowość gleby – pszenica, jęczmień, kukurydza, słonecznik, wszystkie rośliny strączkowe (z wyjątkiem łubinu i seradeli), ogórki, cebula, sałata. Lepiej rosną przy odczynie lekko kwaśnym i obojętnym (pH 6-7) i dobrze reagują na wapnowanie gleb nie tylko silnie, ale i średnio kwaśnych.

3. Mniej wrażliwy na zwiększoną kwasowość żyto, owies, proso, gryka, tymotka, rzodkiewka, marchew, pomidory. Mogą rosnąć zadowalająco w szerokim zakresie pH (od 4,5 do 7,5), ale najkorzystniej jest dla ich wzrostu lekko kwaśny odczyn (pH 5,5 – 6,0). Uprawy te dobrze reagują na wapnowanie gleb silnie i średnio kwaśnych.

4. Wymaga wapnowania tylko na glebach średnio i silnie kwaśnych len i ziemniaki. Ziemniaki są mało wrażliwe na kwasowość, a len lepiej rośnie na glebach lekko kwaśnych (pH 5,5 – 6,5). Wysokie dawki wapna mają negatywny wpływ na jakość zbiorów tych upraw: ziemniaki są silnie dotknięte parchem, zawartość skrobi w bulwach maleje, a len cierpi na bakteriozę i pogarsza jakość włókna.

5. Dobrze znosi kwaśną glebę i reagują negatywnie na wapnowanie łubinu, seradeli i krzewu herbacianego, więc przy większym wapnowaniu zmniejszają plon.

Zatem zwiększona kwasowość gleby ma negatywny wpływ na większość upraw rolnych, dlatego pozytywnie reagują na wapnowanie.

Kwaśny odczyn gleby ma wieloaspektowy negatywny wpływ na rośliny, ale można je połączyć w dwie grupy: bezpośredni negatywny wpływ i pośredni negatywny wpływ.

Bezpośrednie działanie negatywne polega na tym, że przepuszczalność błon komórkowych ulega pogorszeniu, w związku z czym korzystanie ze składników pokarmowych wody i gleby oraz stosowanych nawozów staje się utrudnione, dochodzi do zaburzenia metabolizmu, osłabienia syntezy białek i zahamowania procesów przemiany węglowodanów prostych w bardziej złożone związki organiczne, wzrost i rozgałęzianie korzeni pogarsza się. Rośliny są szczególnie wrażliwe na reakcję kwasową w pierwszym okresie wzrostu, bezpośrednio po wschodach.

Pośrednie działanie negatywne kwasowość jest również wieloaspektowa. Gleby kwaśne mają niekorzystne właściwości biologiczne, fizyczne i chemiczne. Ich część koloidalna jest uboga w wapń i inne zasady. W wyniku wypierania wapnia przez jony wodoru z próchnicy glebowej zwiększa się jego dyspersja i ruchliwość, a nasycanie wodorem mineralnych cząstek koloidalnych prowadzi do ich stopniowego niszczenia. Wyjaśnia to niską zawartość frakcji koloidalnej w glebach kwaśnych, w związku z czym charakteryzują się one niekorzystnymi właściwościami fizycznymi, biologicznymi i fizykochemicznymi, słabą strukturą, małą zdolnością absorpcji i słabą zdolnością buforowania.

Negatywne skutki zwiększonej kwasowości są w dużej mierze związane ze wzrostem mobilności glinu i manganu oraz spadkiem dostępności fosforu i molibdenu. Dodatkowo na glebach kwaśnych zaopatrzenie roślin w wapń i magnez jest utrudnione, przez co pogarsza się także ich odżywienie tymi pierwiastkami.
Wpływ wapna na właściwości i reżim żywieniowy gleby
Dodatek wapna powoduje neutralizację wolnych organicznych kwasów mineralnych w roztworze glebowym oraz jonów wodoru w kompleksie absorpcyjnym gleby, czyli eliminuje kwasowość rzeczywistą i wymienną, znacznie zmniejsza kwasowość hydrolityczną i zwiększa nasycenie gleb zasadami .

Zastępowaniu wodoru wchłoniętego przez PPC wapniem towarzyszy koagulacja koloidów glebowych, w wyniku czego zmniejsza się ich niszczenie i wymywanie oraz poprawiają się właściwości fizyczne gleby - struktura, przepuszczalność wody, napowietrzenie.

Dodatek wapna powoduje zmniejszenie zawartości mobilnych form glinu i manganu w glebie, co eliminuje ich szkodliwy wpływ na rośliny.

W wyniku zmniejszenia kwasowości i poprawy właściwości fizycznych gleby pod wpływem wapnowania zwiększa się aktywność życiowa pożytecznych mikroorganizmów glebowych i pozyskiwanie przez nie z gleby azotu, fosforu, siarki i innych makro- i mikroelementów. Zmniejszeniu może ulec jedynie mobilność boru i manganu, ale można to skorygować wprowadzając odpowiednie mikronawozy.

Lepsze odżywienie roślin pierwiastkami azotu i popiołu wynika również z faktu, że na glebach wapnowanych rośliny rozwijają silniejszy system korzeniowy, zdolny do wchłaniania większej ilości składników odżywczych.

Szybka metoda radykalnej rekultywacji gleb solonetz poprzez uziemienie polega na pokryciu powierzchni płatów solonetz za pomocą skrobaka 15-20 cm warstwą pobliskiej gleby zasobnej w wapń i próchnicę. gleba czarnoziemna za jednym razem. Przy takiej ilości gleby na 1 ha dotarcie do horyzontu Solonetz poprawia ją.

Materiały stosowane do gruntów gipsowych:

1. Gips surowy mielony (CaSO 4 2H 2 O) – zawiera 71-73% gipsu. Jest to drobno zmielony gips naturalny, biały lub szary. Jego wilgotność nie powinna przekraczać 8%, w przeciwnym razie zbryla się i tworzy grudki.

2. Fosfogips jest produktem odpadowym powstającym przy produkcji superfosfatu podwójnego i osadu. Bardzo drobny biały lub szary proszek zawierający 70-75% CaSO 4 i niewielką ilość P 2 O 5 2-3%.

3. Gips ilasty wydobywany jest ze złóż naturalnych. W stanie naturalnym jest sypki i nie wymaga szlifowania. Zawiera od 60 do 90% CaSO 4 i od 1 do 11% gliny.

2. Pytania dotyczące poprzedniego wykładu

1. Jak rośliny wpływają na kwasowość gleby?

2. Jakie znaczenie ma wapnowanie gleby?

3. Jakie nawozy wapniowe istnieją?

4. Jakie gleby podlegają gipsowi?

5. Jakie procesy zachodzą w glebie podczas gipsu?

Jednym z nich jest nadmierna kwasowość gleby ważne powody niska produktywność upraw rolnych w strefie Non-Czarnozem. Na glebach kwaśnych skuteczność nawozów (mineralnych i organicznych) ulega znacznemu zmniejszeniu i wzrasta akumulacja metali ciężkich w roślinach.

Wysoki pozytywny wpływ wapnowania gleby na produktywność roślin znany był na długo przed naukowym wyjaśnieniem przyczyn tych procesów. Optymalna reakcja otoczenia pozwala uzyskać wysokie plony(40-50 c/ha) roślin zbożowych o średniej zawartości przyswajalnych składników pokarmowych w glebie, natomiast aby uzyskać takie same plony na glebach kwaśnych zawartość tych pierwiastków powinna być 1,5-2,0 razy większa.

Wapnowanie gleb kwaśnych jest najtańszym sposobem na poprawę warunków odżywiania roślin azotem, fosforem i potasem, co jest szczególnie istotne w związku z wysoki koszt obecnie nawozy. Przy optymalnym dla roślin odczynie gleby, taki sam wzrost plonów można uzyskać przy znacznie niższych kosztach nawozów.

Jednak w ciągu ostatnich 20 lat w naszym kraju praktycznie nie przeprowadzono wapnowania gleby, co znacznie zwiększyło powierzchnię gleb kwaśnych w strefie nieczarnoziemskiej w Rosji, zmniejszyło skuteczność nawozów i rzeczywistą żyzność gleby.

Obecnie powierzchnia gleb ornych kwaśnych i silnie kwaśnych w naszym kraju wynosi około 46 mln ha, co stanowi ponad 50% ogólnej powierzchni użytków rolnych, a biorąc pod uwagę użytki rolne zajęte przez łąki i pastwiska jest ich 1,5 razy bardziej kwaśne gleby.

Zgodnie z wieloletnimi doświadczeniami polowymi VNIIA, zastosowanie 1 tony CaCO 3 zapewnia w 6-7-polowym płodozmianie z każdego hektara gleby wzrost plonu w wysokości 6-8 centów jednostek ziarnowych. Ponadto im wyższa kwasowość gleby, tym większy wzrost plonów z wapnowania (tab. 3.1). Znaczenie wapnowania jest szczególnie duże w gospodarstwach stosujących duże dawki nawozów mineralnych, co wiąże się ze zwiększeniem usuwania przez rośliny wapnia i magnezu oraz wprowadzeniem kwasów fizjologicznych. Średni wzrost plonów głównych roślin uprawnych w wyniku wapnowania gleby bielicowo-bielicowe

(Shilnikov, 2001)

nawozy niskoazotowe. Wapnowanie ma wielostronny pozytywny wpływ na żyzność gleby.

Dodatek wapna eliminuje zakwaszenie gleby, zwiększa stopień nasycenia gleby zasadami do optymalnego poziomu, zwiększa dostępność dla roślin azotu, fosforu i molibdenu, wzbogaca glebę w wapń i magnez, zmniejsza mobilność i negatywne działanie glinu i manganu na rośliny, zwiększa aktywność biologiczną gleb, poprawia właściwości agrofizyczne i fizykochemiczne gleby, które łącznie decydują o wyższych plonach, lepszej jakości produktów i efektywności nawozów mineralnych.

Należy pamiętać, że szkodliwy wpływ kwasowości na gleby wynika nie tylko ze zwiększonej zawartości jonów wodorowych, ale także z nadmiernego gromadzenia się mobilnego glinu, manganu i żelaza. Toksyczność aluminium jest szczególnie zauważalna na glebach ubogich w próchnicę, a toksyczność manganu i żelaza na glebach podmokłych. Na glebach torfowych i piaszczystych, które praktycznie nie zawierają mobilnego glinu, negatywny wpływ kwasowości na rośliny wpływa na rośliny w znacznie mniejszym stopniu niż na glebach gliniastych i gliniastych. gleby gliniaste Oh.

Pomimo dużej zawartości glinu brutto w warstwie ornej gleb gliniastych i gliniastych (3-5%, czyli 90-150 t/ha), większość glinu występuje w składzie związków nierozpuszczalnych i nie wywiera szkodliwego wpływu na rośliny . Znaczący wzrost rozpuszczalności glinu obserwuje się w glebach kwaśnych (pH 8,9). W zależności od reakcji gleby glin może w niej występować w postaci kationów A1 3+ (pH

Na mobilność glinu istotny wpływ ma także zawartość próchnicy i fosforu wymiennego w glebie. Wraz ze wzrostem ich zawartości w glebie ilość glinu wymiennego zauważalnie maleje. Wynika to z faktu, że Al, Mn, Fe tworzą słabo rozpuszczalne kompleksy organomineralne z kwasami humusowymi i kwasami fulwowymi gleby, w wyniku czego ich szkodliwy wpływ na rośliny jest znacznie zmniejszony, ale całkowite wytrącenie glinu obserwuje się przy pH > 5.6. Pozytywne działanie fosforu wiąże się z powstawaniem nierozpuszczalnych fosforanów - A1 P0 4, A1P0 4 2H 2 0, A1 2 (OH) 3 (P0 4), A1 3 (P0 4) 2 (0H) 3 5H 2 0, A1, FeP0 4 2H 2 0, Fe 2+, A1 2 (0H)(P0 4) 2 8H 2 0 itd.

Stosunek roślin do zakwaszenia gleby. Wszystkie rośliny mają znacząco różną wrażliwość na kwasowość i odmiennie reagują na podwyższony poziom H+, mobilnego glinu i manganu (Al 3+ i Mn 2+) w glebie. W zależności od kwasowości gleby i podatności na wapnowanie, uprawy rolne dzieli się na pięć grup.

DO pierwsza grupa zaliczają się do nich uprawy, dla których optymalne jest środowisko lekko zasadowe (pH20 7,0-8,0; pH ks 6,8-7,5): cukier, buraki pastewne i stołowe, kapusta biała, lucerna, sainfoina, gorczyca, rzepak, cebula, czosnek, seler, szpinak, papryka, pasternak, porzeczka itp. Uprawianie tych roślin na glebach bardzo kwaśnych powoduje zmniejszenie plonów 2-3 razy, a rośliny są poważnie dotknięte chorobami. Dlatego gleby przeznaczone pod ich uprawę należy w pierwszej kolejności wapnować.

Współ. druga grupa zaliczają się do nich pszenica, jęczmień, kukurydza, groch, koniczyna, wyka, fasola, ciecierzyca, ciecierzyca, soczewica, kalafior i kapusta pastewna, kalarepa, rutabaga, rzepa, sałata, por, ogórek, bromek, wyczyniec, dla których odczynem są gleby najkorzystniejsze zbliżony do obojętnego (optymalne pH KS1 6,0-6,5). Dobrze reagują na wapnowanie. Zwiększenie kwasowości gleby do pH 4,5 zmniejsza plony tych roślin 1,5-2,0 razy i znacząco zwiększa ich występowanie.

W trzecia grupa obejmuje żyto ozime, owies, grykę, tymotkę, pomidory, słonecznik, marchew, dynię, cukinię, pietruszkę, rzodkiew, rzepę, rabarbar, topinambur i inne rośliny tolerujące umiarkowaną kwasowość i zasadowość gleb. Kultury te nie mają jasno określonego charakteru optymalna wartość reakcje środowiskowe. Duży wpływ na nie mają towarzyszące czynniki wzrostu. W sprzyjających warunkach żywieniowych i środowiskowych, a także przy pH KC1 wynoszącym 5,-7,5, mogą dawać wysokie plony.

DO czwarta grupa obejmują ziemniaki, len włóknisty, proso, sorgo itp. Dla tych upraw optymalna wartość pH KC1 wynosi 5,1-5,6. Dobrze znoszą umiarkowaną kwasowość gleby, a konserwowane w glebie pozytywnie reagują na wapnowanie optymalny stosunek pomiędzy wapniem, potasem, magnezem, borem i innymi składnikami odżywczymi.

Optymalne warunki wzrostu i rozwoju piąta grupa uprawy (herbata, kawa, kakao, łubin żółty i błękitny, ruta kozia, szczaw, seradella) powstają przy pH KS| 4,5-4,8. Są niewrażliwe na wysoką kwasowość i wymagają wapnowania jedynie silnie kwaśnym (pH KC1

Pomimo odmiennego podejścia do kwasowości roślin dorosłych, większość upraw rolnych w okresie kiełkowania i w młodym wieku wymaga środowiska zbliżonego do obojętnego (pH KC1 5,8-6,2 lub pH H2() 6,4-7,0. Reakcja ta jest najkorzystniejsza dla fizjologii. procesy wzrostu.

Optimum fizjologiczne (biologiczne) wymaganej przez rośliny odpowiedzi środowiskowej może znacznie różnić się od ekologicznego (technologicznego) związanego ze zmianami mobilności składników pokarmowych i warunkami rozwoju chorób. I tak na przykład w przypadku ziemniaków i lnu, jeśli rośliny i gleba nie są zakażone chorobami, optymalne biologiczne reakcji środowiskowej wynosi pH KS] 6,0-6,2, jednak ze względu na uszkodzenie roślin w tych warunkach przez choroby ( ziemniaki o odczynie obojętnym i lekko zasadowym gleby są dotknięte parchem wywołanym przez promieniowce, len przez fusarium) w warunkach polowych wzrasta ich plon i jakość przy pH KS1 5,2-5,6

(optimum ekologiczne). Rozbieżność między biologicznymi i ekologicznymi optymalnymi wartościami reakcji środowiskowej dla wielu upraw jest najczęściej spowodowana zmianami w dostępności składników odżywczych przy zmianie pH gleby, a nie innymi czynnikami.

W tym względzie należy wziąć pod uwagę nie tylko związek poszczególnych upraw z odczynem gleby, ale także zmiany w dostępności azotu, fosforu, potasu i pierwiastków śladowych spowodowane wapnowaniem. Wapnowanie gleb do pH > 6,6 jest nieskuteczne, gdyż znacznie wzrasta usuwanie i wymywanie wprowadzonego wapnia z gleby, a mobilność mikroelementów, z wyjątkiem Mo, maleje. Dla różnych upraw optymalny zakres pH nie jest taki sam (tabele 3.2 i 3.3). Wapnowanie zaleca się przeprowadzać przy pH KC1 i stopniu nasycenia PPC zasadami (V, %) poniżej określonych wartości.

Tabela 3.2

Optymalny poziom reakcji środowiska i stopień nasycenia zasadą przy uprawie roślin zbożowych na glebach bielicowo-bielicowych

(Mineev, 2005)

Optymalne wartości pH | do różnych płodozmianów

(Sheujen, 2006)

Gleby kwaśne geograficznie są szeroko rozpowszechnione w regionie. Większość z nich koncentruje się w strefie leśno-stepowej Achinsk - 46% całkowitej powierzchni gleb kwaśnych w regionie. W środkowych strefach podmiejskich i leśno-stepowych Kańsku ich powierzchnie są prawie równe (16,2 i 16,3%). Nieco więcej jest ich w strefie subtajgi północnej – 18,5%. Niewielki udział – zaledwie 3% – przypada na południową strefę leśno-stepową (Tandelov, 1997).

Należy zauważyć, że w przeciwieństwie do ich europejskich odpowiedników, kwaśne gleby Terytorium Krasnojarskiego są mniej bielicowane, co tłumaczy się głównie zawartością węglanów w skałach macierzystych. Cechą charakterystyczną tych gleb jest niska struktura. Szybko się rozpylają i tworzą skórkę. Mają słabą przepuszczalność wody. W rezultacie erozja wodna rozwija się w okresie roztopów śniegu i okresów intensywnych opadów.

Główną cechą gleb kwaśnych jest brak jonów wapnia i nadmiar jonów wodorowych w horyzoncie ornym, co determinuje ich wyjątkowo niekorzystne właściwości agrochemiczne. Przede wszystkim wapń jest ważnym elementem żywienia roślin, a jego niedobór powoduje głód wapnia: rośliny słabo się rozwijają i owocują oraz nie tolerują zimowania. Zmniejszenie odczynu roztworu glebowego negatywnie wpływa na pobieranie przez rośliny azotu, fosforu, potasu i innych pierwiastków.

Wysokie stężenie jonów wodorowych utrudnia wzrost i rozwój systemu korzeniowego roślin, wchłanianie wapnia gwałtownie maleje, a czasem całkowicie zatrzymuje się, a podaż fosforu jest hamowana, ponieważ częściowo zmienia skład protoplazmy komórek korzeniowych. W środowisku kwaśnym procesy metaboliczne w roślinach zostają zakłócone poprzez akumulację związków pośrednich (azotyny, węglowodany proste, kwasy organiczne) zamiast związków kompletnych (białka, tłuszcze, skrobia). Rośliny tracą odporność na mróz i ciepło, odporność na suszę, choroby i szkodniki, a przechodzenie niektórych faz wzrostu i rozwoju ulega opóźnieniu.

Na glebach o wysokiej kwasowości aktywność życiowa pożytecznych mikroorganizmów jest tłumiona, prawie nie rozwija się mikroflora amonifikacyjna i nitryfikacyjna, co hamuje tworzenie się azotanów i wiązanie azotu atmosferycznego. W rezultacie odżywianie roślin azotem zostaje zakłócone. W tym samym czasie osobne formularze Na glebach kwaśnych rozwijają się grzyby (penicilium, fusarium, trichoderma), wydzielające substancje toksyczne dla roślin, co powoduje niekorzystne warunki dla życia i rozwoju roślin.

Zwiększona kwasowość zmniejsza rozpuszczalność związków szeregu potrzebnych roślinom mikroelementów (molibdenu, boru, cynku i miedzi). Dlatego rośliny uprawiane na glebach eluwialnych mają znacznie gorszą zawartość związków białkowych niż rośliny uprawiane na glebach czarnoziemowych. Natomiast w środowisku kwaśnym wzrasta rozpuszczalność, a w konsekwencji zawartość mobilnych form glinu i manganu, które są toksyczne dla roślin.

Gleby kwaśne są różne i niekorzystne właściwości fizyczne. Przy braku wapnia i magnezu, które tworzą nierozpuszczalne humaty, substancje humusowe są słabo zatrzymywane w glebie, co nie tylko ogranicza podaż składników odżywczych, ale także pogarsza strukturę gleby. Gleby eluwialne niektórzy tak, z reguły drobno-mulisty skład granulometryczny i bezstrukturalny, ubogi w cząstki koloidalne i próchnicę, czemu towarzyszy naruszenie korzystnego reżimu wodno-powietrznego.

Określenie potrzeby wapnowania gleby i obliczenie dawki wapna

Ustalenie zapotrzebowania gleby na wapnowanie oraz określenie niezbędnych dawek środków wapnujących opiera się na badaniu kwasowości gleby.

1. Ważny wskaźnik Konieczność wapnowania wynika z obecności i wielkości wymiennej kwasowości. Kwasowość wymienna zawdzięcza swoje powstanie połączonej obecności w glebie jonów wodoru i glinu, które są w stanie zaabsorbowanym i stanowi niewielką, ale najbardziej niebezpieczną część kwasowości gleby. Obserwuje się to w glebach, w których proces wymywania zasad jest bardzo intensywny i gleba wymaga dodatku wapna.

Zatem, główny pomysł Kwasowość metaboliczną można oznaczyć poprzez oznaczenie pH ekstraktu solnego. Ustaliłem to

przy pH KCl <4,5 gleba bardzo wymaga wapnowania,

przy pH KCl od 4,5 do 5,5 średnie zapotrzebowanie,

przy pH KCl > 5,5 staje się wapnowanie niepotrzebny.

Stopień zakwaszenia gleby jest ważnym, ale nie jedynym wskaźnikiem charakteryzującym zapotrzebowanie gleby na wapnowanie.

2. Potrzebę wapnowania najpewniej rozpoznaje się na podstawie stopnia nasycenia zasadą (V,%):

V, % = S×100/S+ H G,

gdzie S jest sumą wchłoniętych zasad, mEq na 100 g gleby; HG to wartość kwasowości hydrolitycznej, mEq na 100 g gleby. Zapotrzebowanie gleb na wapnowanie, w zależności od ich nasycenia zasadami, ustalone empirycznie, wyraża następująca skala (Vozbutskaya, 1968).

Gleby, na których V< 50%, сильно нуждаются в извести,

od 50 do 70% - umiarkowanie wymagają dodatku wapna,

V > 80% - nie wymagają wapnowania.

Rośliny, narażone na stałe i długotrwałe oddziaływanie specyficznych warunków charakterystycznych dla poszczególnych prowincji glebowych, odzwierciedlają te warunki w swoim środowisku właściwości biologiczne i funkcje. W procesie doboru naturalnego i sztucznego w różnych ekologiczno-geograficznych regionach rolnictwa stopniowo kształtowały się tak zwane ekologiczno-geograficzne typy roślin, dla których jednym z istotnych było odmienne i specyficzne podejście do reakcji gleby rozwiązanie. „Optymalny zakres pH” jest niepewny ze względu na złożoność relacji w układzie gleba-roślina. Dlatego też wartość pH gleby sama w sobie nie może być wskaźnikiem diagnostycznym chemicznej rekultywacji gleb kwaśnych. Uprawiane rośliny są genetycznie przystosowane do określonych warunków uprawy. Ze względu na reakcję otoczenia można je pogrupować w następujący sposób.

Do pierwszej grupy zaliczają się rośliny charakteryzujące się bardzo dużą wrażliwością na kwaśny odczyn środowiska glebowego. Dobrze rosną tylko przy odczynie obojętnym lub lekko zasadowym i charakteryzują się dużą reakcją na wapnowanie - są to lucerna, sainfoina, koniczyna, buraki cukrowe i stołowe.

Do drugiej grupy obejmuje rośliny średnio wrażliwe na zakwaszenie gleby (rosną przy odczynie lekko kwaśnym lub obojętnym) i dobrze reagujące na wapnowanie - pszenicę jarą, kukurydzę, soję, fasolę, groch, słonecznik, cebulę.

Do trzeciej grupy zaliczamy do nich rośliny dobrze rosnące w szerokim zakresie pH – takie, które są lekko wrażliwe na kwasowość gleby (żyto, owies, proso, gryka, tymotka). Pozytywnie reagują na stosowanie dużych dawek wapna.

Czwarta grupa stanowią kultury:

a) nie toleruje nadmiaru wapnia w glebie - len;

b) zadowalająco tolerująca kwasowość gleby i niewymagająca wapnowania – ziemniaki.

W zależności od reakcji środowiska glebowego różnią się nie tylko gatunki roślin, ale także różne odmiany tego samego gatunku. Odmiany hodowane na glebach o środowisku obojętnym i zasadowym wyróżniają się największą reakcją na wapnowanie.

Warunki agroekologiczne roślin rosnących na glebach kwaśnych są w dużej mierze zdeterminowane przez poszczególne pierwiastki „zakwaszające”.

Obliczanie dawki wapna

Podczas przeprowadzania wapnowania bardzo ważne jest ustalenie optymalnej dawki wapna, zgodnej z charakterystyką gleby i uprawianych roślin. Obliczenie dawki wapna potrzebnej do zobojętnienia gleby zależy od wartości kwasowości hydrolitycznej wyrażonej w mEq. na 100 g gleby. Dawkę wapna oblicza się ze wzoru: CaCO 3 = H G × 0,05× D×G P, gdzie

HG to wartość kwasowości hydrolitycznej, mEq/100 g gleby;

0,05 – ilość wapna w gramach odpowiadająca 1 mEq kwasowości gleby;

h – wysokość warstwy zrekultywowanej, cm;

d – gęstość warstwy zregenerowanej.

Przy ustalaniu dawki wapna uwzględnia się skład granulometryczny gleby, cechy biologiczne roślin oraz stopień zapotrzebowania gleby na wapnowanie. W przypadku dużej potrzeby stosuje się pełną obliczoną dawkę wapna, w przypadku średniego zapotrzebowania - 1/2 lub ¾, w przypadku słabej potrzeby - 1/3 lub 1/4 dawki. Wybierając miejsce dla wapna w płodozmianie, bierze się pod uwagę związek upraw z rekultywacją terenu.

Główny nawóz wapienny - wapień CaCO 3 - jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, jednak pod wpływem dwutlenku węgla zawartego w roztworze glebowym węglan wapnia stopniowo zamienia się w rozpuszczalny wodorowęglan wapnia:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2.

Wodorowęglan wapnia dysocjuje na jony Ca 2+ i 2 HCO 3 - i jest częściowo hydrolizowany:

Ca (HCO 3) 2 + H 2 O = Ca (OH) 2 + 2H 2 O + 2CO 2;

Ca (OH) 2 = Ca 2+ + 2 OH - .

W roztworze glebowym zawierającym wodorowęglan wapnia wzrasta stężenie jonów Ca 2+ i OH -. Kationy wapnia wypierają jony wodoru z kompleksu absorpcyjnego gleby, a kwasowość jest neutralizowana:

PPK]H + + Ca 2+ + 2 HCO 3 - → PPK] Ca 2+ + 2H 2O +2CO 2 ;

PPK]3H + + Ca 2+ + 2OH - → PPK] H+ Ca2+ + 2 H 2 O.

Chemiczne środki łagodzące są nawozami długo działającymi. Przy wielokrotnej mechanicznej uprawie gleby są one dokładnie mieszane z całą masą warstwy ornej. Pełna dawka wapna wpływa korzystnie na plonowanie roślin polowych na glebach gliniastych średnich i ciężkich przez 15-20 lat, a na glebach lekkich przez 8-10 lat. Głównym warunkiem jest to, aby maksymalne przesunięcie pH w kierunku zasadowego zbiegło się w czasie z umieszczeniem na wapnowanym polu uprawy najbardziej wrażliwej na to zdarzenie. I odwrotnie, uprawy, na które wapnowanie ma negatywny wpływ, należy wysiewać na tym polu w momencie ustąpienia działania środka polepszającego.

Nawozy wapniowe

Nawozy wapniowe dzielimy na twarde (wymagające rozdrobnienia), miękkie lub sypkie (niewymagające rozdrabniania) oraz odpady przemysłowe.

Twarde skały wapienne zawierają różną ilość CaCO 3 i MgCO 3 oraz różnią się ilością pozostałości nierozpuszczalnych (glina i piasek). Ze względu na zawartość CaO i MgO skały te dzieli się na następujące grupy: wapienie zawierają 55-56% CaO i do 0,9% MgO; wapienie dolomityzowane – 42-55% CaO i 0,9-9% MgO; dolomity – 32-30% CaO i 18-20% MgO.

Wapień i kreda– skały osadowe pochodzenia głównie morskiego. Wapienie składają się głównie z minerału kalcytu, ale częściej są dolomityzowane i oprócz CaCO 3 zawierają MgCO 3. Obecność MgCO 3 zwiększa wytrzymałość i twardość skał wapiennych oraz zmniejsza ich rozpuszczalność. Twarde skały wapienne są materiał źródłowy do produkcji przemysłowych nawozów wapiennych – mączki wapiennej i dolomitowej, wapna palonego i gaszonego.

Wapień lub mąka dolomitowa otrzymywany przez mielenie i kruszenie wapieni i dolomitów w fabrykach. Mąka wapienna składa się z CaCO 3 i niewielkiej ilości MgCO 3; pod względem CaCO 3 zawiera 85-100%.

Mąkę dolomityzowaną należy stosować na glebach o lekkim składzie granulometrycznym, szczególnie przy uprawie roślin wrażliwych na niedobór magnezu, - ziemniaki, len, rośliny strączkowe. Szybkość oddziaływania z gruntem oraz wydajność mielonego kamienia wapiennego i dolomitu w dużej mierze zależą od stopnia rozdrobnienia. Cząsteczki wapienia i dolomitu większe niż 1 mm są słabo rozpuszczalne i bardzo słabo zmniejszają kwasowość gleby. Im drobniejsze zmielenie wapienia i dolomitu, tym lepiej miesza się z glebą, szybciej i pełniej się rozpuszcza, działa szybciej i tym większa jest jego skuteczność.

Wapno palone i gaszone. Podczas wypalania twardego wapienia węglany wapnia i magnezu tracą dwutlenek węgla i zamieniają się w tlenek wapnia lub tlenek magnezu, w wyniku czego powstaje palone (grudkowe) wapno. Kiedy wchodzi w interakcję z wodą, powstaje wodorotlenek wapnia lub magnezu, czyli tzw. „puch” wapna gaszonego – cienki, kruszący się proszek. Wapno palone można gasić bezpośrednio na polu, posypując je wilgotną ziemią.

Wapno gaszone otrzymuje się jako odpad z fabryk wapna oraz przy produkcji wybielaczy. Fluff to najszybciej działający nawóz wapniowy, szczególnie cenny na gleby gliniaste.

Miękkie skały wapienne- wtórne złoża wapna słodkowodnego . Należą do nich tufy wapienne, margle i naturalna mąka dolomitowa. Ich złoża są zwykle mniejsze, ale często zlokalizowane są w pobliżu pól, co sprawia, że ​​ich wykorzystanie jest ekonomicznie uzasadnione, nie wymagają rozdrabniania, a jedynie suszenia i przesiewania.

Tufy wapienne zwane także lipą kluczową, ponieważ występują głównie w miejscach wypływu źródeł w przytarasowych obszarach zalewowych; zawierają od 80 do 90% CaCO 3 .

Margle zawierają głównie CaCO 3, czasem z domieszką gliny. Dlatego zawartość tutaj waha się od 25 do 50%. Margle mogą być luźne i gęste, wymagające rozdrobnienia.

Mąka dolomitowa - naturalna skała luźna składająca się z MgCO 3 i CaCO 3, o łącznej zawartości CaCO 3 95-108%. Nie wymaga szlifowania. Depozyty są rzadkie. Dobry nawóz wapniowy na gleby o lekkim składzie granulometrycznym, ubogie w magnez.

Wapno odpady przemysłowe. Należą do nich: popiół z łupków bitumicznych, kał, mąka belitowa.

Popiół łupkowy. Otrzymywany przez spalanie łupków bitumicznych przedsiębiorstw przemysłowych i elektrownie. Składa się z krzemianów, tlenków i węglanów wapnia i magnezu o łącznej zawartości CaCO 3 - 65-80%. Ponadto zawiera niewielkie ilości potasu i siarki. Jego działanie jest podobne do działania mąki wapiennej. Popiół z łupków bitumicznych nadaje się do większości upraw polowych, w tym roślin strączkowych, ziemniaków i lnu.

wada - odpady po produkcji cukru buraczanego. Zawiera CaCO 3 z domieszką Ca (OH) 2 o łącznej zawartości CaCO 3 do 70%. Dobry nawóz wapniowy do stosowania w pobliżu cukrowni. Oprócz wapna defekacja zawiera 0,3-0,5% azotu, 1-2% fosforu, 0,6-0,9% potasu i do 15% materii organicznej.

Mąka belitowa - odpady z przemysłu aluminiowego, mają następujące cechy skład chemiczny: CaO - 45-50%, Na 2 O+ K 2 O - 2,05, SiO 3 - 30, Fe 2 O 3 - 2,9, MnO -0,04, Al 2 O 3 - 3,4%, a także niewielka ilość fosforu, siarki i niektóre pierwiastki śladowe.