ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ КИСЛЫХ ПОЧВ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Научная статья

Чевердин Ю.И.

Беспалов В.А.

Выпуск: № 3 (22), 2014

Опубликована:

2014/04/08

Чевердин Ю.И. ¹, Беспалов В.А. ²

¹Доктор биологических наук; ²Кандидат биологических наук; Воронежский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ КИСЛЫХ ПОЧВ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

Представлены данные по эффективности мелиорации черноземов. Применение известковых материалов способствует стабильному смещению реакции среды в нейтральную сторону. Для смещения реакции среды на 0,1 единицы рН расходуется 0,55 – 0,88 т/га CaCO₃.

Ключевые слова: черноземы, реакция среды, мелиорация почв, известковые материалы.

Cheverdin Yu.I. ¹, Bespalov V.A.²

¹Dr. Sci. Biol, ²Cand. Biol. Sci., Voronezh Scientific Research Institute of Agriculture

THE METHODS OF AMELIORATION OF ACID SOILS OF THE VORONEZH REGION

Abstract

Data by efficiency of amelioration of chernozems is presented. Application of limy materials promotes stable displacement of reaction of medium about the neutral party. For displacement of reaction of medium for 0,1 units рН it is spent 0,55 - 0,88 T/hectare CaCO3.

Keywords: chernozems, reaction of medium, amelioration of soils, limy materials.

В Воронежской области до 1983 г. система государственной агрохимической службы не проводила учет кислых почв. С началом проведения крупномасштабных почвенных изысканий было установлено, что кислые почвы имеют довольно широкое распространение в области [1].

По данным отдела мониторинга применения средств химизации ФГБУ ГЦАС «Воронежский» площадь почв с рН 5,5 и менее составляет в пашне на 1.01.2011 г. 576,4 тыс. га. Прирост площадей кислых почв, вследствие поэтапного проведения агрохимического обследования, послужил доводом к формированию представления о подкислении почв под влиянием хозяйственной деятельности человека.

В связи с этим проведению экспериментальных работ по регулированию кислотности черноземов предшествовали исследования по выявлению влияния антропогенных и природных факторов на состояние черноземов по изменению реакции среды. В процессе исследований изучено влияние на кислотность особенностей материнской породы, растительного покрова, удобрений и других элементов агротехники; выявлены суточные, сезонные и межвегетационные колебания реакции среды и физико-химических свойств почвы.

Планирование работ по известкованию кислых черноземов целесообразнее проводить не по величине гидролитической кислотности, а по реакции почвенной среды. Это обусловлено тем, что нет достаточно полных данных по распространению почв с различной гидролитической кислотностью. Помимо этого следует также учитывать, что различные по гранулометрическому составу, степени гумусированности и емкости катионного обмена почвы существенно отличаются друг от друга по реакции среды, а по величине гидролитической кислотности различия при этом не всегда отчетливо выражены. Это связано с тем, что реакция почвенной среды определяется степенью насыщенности ППК основаниями.

Результаты проведенных экспериментальных исследований показывают, что эффективность известкования и применения удобрений более высокая на почвах с солевым рН 5,2 и менее. С учетом этого в целях более обоснованного планирования работ по известкованию кислых черноземов целесообразно выделить среди них две группы почв: первая с рН 5,2 и менее; вторая с рН 5,3-5,5. Площадь почв первой группы по неокончательной оценке составляет 463,6 тыс. га, второй 108,4 тыс. га. Известкование следует проводить в первую очередь на почвах первой группы.

Известковые материалы, которые могут быть использованы для регулирования реакции почвенной среды, составляют довольно значительный список. Однако в практическом отношении представляют интерес более всего четыре из них: известняковая мука (Хмелинецкий карьер Липецкой области), дефекат – отход свеклосахарного производства, карбонатнокальциевый (меловой) отход Россошанского химкомбината и природный мел, используемый обычно в виде отсева (Откосинский меловой карьер).

Для расчета дозы известкового материала необходимо знать его нейтрализующую способность. Представляет интерес содержание в нем кальция и магния в форме карбонатов.

Нейтрализующая способность известковых материалов определяется обработкой их навески 1,0н раствором NaOH. Кальций и магний определяются трилонометрически. Нейтрализующая способность известковых материалов приведена в табл. 1.

Таблица 1 – Физико-химические свойства известковых материалов по абсолютно сухому веществу

Известковый материал	Нейтрализующая способность, %	Содержание, %			рН водной суспензии
Известковый материал	Нейтрализующая способность, %	CaCO₃	MgCO₃	Сумма Ca+Mg в CaCO₃	рН водной суспензии
Известняковая мука	89,5	91,8	7,5	99,3	7,60
Дефекат	84,7	88,2	6,9	95,1	7,95
Меловой отход	88,1	88,1	нет	88,1	7,60
Мел	93,0	97,5	2,5	100,0	8,70

По содержанию валовых азота и фосфора испытанные известковые материалы имеют существенное различие между собой. Наиболее высоким содержанием основных элементов минерального питания характеризуется меловой отход. Количество общего азота в нем равняется – 1,685%, фосфора – 0,354%. Второе место по содержанию азота занимает дефекат – 0,147%, а по фосфору – известняковая мука – 0,216%. Мел отличается минимальной обеспеченностью валовых форм азота и фосфора - соответственно 0 и 0,090%. Содержание К₂О не обнаружено во всех известковых материалах.

Примеси азота и фосфора в меловом отходе и дефекате связаны с технологическими особенностями их получения в производственных условиях.

Нормативы расхода CaCO₃ на смещение реакции среды применимы более к планированию работ по известкованию и расчету при этом потребности в известковых материалах.

При проектировании работ по каждому конкретному участку расчет дозы извести в CaCO₃ для черноземов целесообразно проводить по эквивалентному отношению углекислого кальция к величине гидролитической кислотности в слое 0-20 см по формуле: Д=0,05 Нг× d ×h, где Д – доза извести по CaCO₃, т/га; 0,05 – коэффициент по эквиваленту Нг, Нг – величина гидролитической кислотности, мг-экв на 100 г почвы, d – объемная масса, г/см³; h – слой почвы, см.

Объемная масса в среднем принимается равной для тяжелых почв 1,0 г/см³, для легких – 1,4 г/см³.

Расход CaCO₃ при расчете по гидролитической кислотности на супесях (содержание частиц менее 0,01 мм – 12,1 %) составляет 0,26 т/га на 0,1 Нг, а на тяжелых почвах (частиц менее 0,01 мм – 56,2 %) – 0,37 т/га. Исходная величина Нг была равна соответственно 4,19 и 8,02 мг-экв. на 100 г почвы, солевой рН_сол.– 4,58 и 5,06.

Рассчитанная по CaCO₃ доза извести корректируется с учетом нейтрализующей способности вещества и содержания воды в нем (табл. 2). С учетом влажности вещества наиболее высокая удельная доза приходится на дефекат. Следует иметь в виду, что влажность дефеката, равная 58,5%, относится к состоянию его на фильтрационных полях завода. Вывезенный в поле в начале лета дефекат к концу вегетации подсыхает до влажности порядка 36% от абсолютно сухого веса.

Таблица 2 – Дозы известковых материалов в расчете на 1 мг/экв гидролитической кислотности тяжелых почв, (т/га)

Известковый материал	Доза CaCO₃, т/га	Доза абс. сухого вещества, т/га	Влажность известкового материала, %	Доза влажного вещества, т/га
Известняковая мука	1,0	1,18	10,1	1,23
Дефекат	1,0	1,12	58,5	1,87
Меловой отход	1,0	1,08	13,1	1,29
Мел	1,0	1,14	18,5	1,28

При разработке учреждениями Центрально-Черноземной полосы нормативов расхода извести по CaCO₃ для нейтрализации кислых почв в соответствии с методическими указаниями ВИУА оптимум рН предусматривалось определять при максимальной урожайности, полученной в полевом опыте. Но, поскольку между величиной рН и урожайностью сельскохозяйственных культур не было однозначной зависимости, оптимум рН был принят с применением экспертной оценки равным 5,8 единицы. В связи с этим за оптимумом рН предпочтительнее принимать такой его уровень, который устанавливается в прямом действии от применения в качестве стандарта известняковой муки в одинарной дозе по эквивалентному отношению к величине гидролитической кислотности. В опытах на слабокислых черноземах этот оптимум также оказался равным 5,8 единицы рН.

Различные известковые материалы обладают неодинаковой скоростью проявления нейтрализующего влияния во времени.

В прямом действии удельный расход известковых материалов по нейтрализующей способности составляет следующие величины (т/га CaCO₃ на 0,1 рН); известняковая мука – 0,88, дефекат – 0,72, меловой отход – 0,78 и мел природный – 0,54. Однако общий эффект применения этих веществ с учетом длительности последействия определяется степенью их нейтрализующей способности, обусловленной содержанием карбонатов кальция и, в меньшей мере, магния. Поэтому норматив расхода CaCO₃ целесообразно установить по одному из известковых материалов, принятому за стандарт. В качестве такого известкового материала подходящим является известняковая мука, действие которой проявляется медленно, но более продолжительно в последействии. В связи с этим нормативный удельный расход CaCO₃ для сдвига реакции среды по слабокислым почвам на 0,1 рН принимается равным 0,88 т/га.

Удельный расход наиболее распространенных известковых материалов, испытанных в опытах и применяемых в производстве, представлен в их абсолютно сухом состоянии и при естественной влажности (табл. 3). По абсолютно сухому веществу существенных различий в удельном расходе известковых материалов нет.

Таблица 3 - Удельный расход известковых материалов для смещения реакции среды на 0,1 солевого рН (т/га)

Известковый материал	Абс. сухое вещество^*	Влажное вещество
Известняковая мука	0,98	1,08
Дефекат	1,04	1,65
Меловой отход	1,00	1,13
Мел природный	0,95	1,13

Примечание: *удельный расход в сухом состоянии рассчитан по содержанию нейтрализующего вещества В таблице 4 представлены нормативы расхода CaCO₃ по группам кислотности по величине рН солевой вытяжки.

Таблица 4 – Нормативы расхода извести в CaCO₃ для смещения солевого рН до 5,8 по группам кислотности

Группа рН		Норма прироста	Расход CaCO₃ для сдвига рН на 0,1, т/га	Расход CaCO₃ на оптимум рН, т/га
интервал	среднее значение	Норма прироста	Расход CaCO₃ для сдвига рН на 0,1, т/га	Расход CaCO₃ на оптимум рН, т/га
4,1 - 4,5	4,25	1,55	0,39	6,0
4,6 - 5,0	4,75	1,05	0,44	4,6
5,1 - 5,5	5,25	0,55	0,88	4,8

В повышении агроэкономической эффективности известкования определяющими являются выбор известкового материала и подбор почв, в большей мере нуждающихся в регулировании реакции.

В приоритетности проведения работ по известкованию следует соблюдать следующую последовательность: сильнокислые почвы (рНсол -4,1-4,5), среднекислые (рНсол- 4,6-5,0), а затем только в группе слабокислых почв (рНсол - 5,1-5,5) - участки с рНсол до 5,2. Учитывая сложную структуру почвенного покрова Воронежской области, известкование целесообразно проводить на участках с долей кислых почв более 30%.

Сравнение распространения различных типов и подтипов почв с площадями кислых земель показывает, что последние относятся не только к серым лесным почвам, оподзоленному и выщелоченному чернозему, но и к типичному чернозему, то есть, прежде всего, легким по гранулометрическому составу почвам.

Литература

Жабин А.М., Лешонкова О.И., Рымарь В.Т. и др. Агроэкологическая оценка почв хозяйств юго-востока Воронежской области // Агрохимический вестник. – 2006. - №2. – С. 8-12.