> Техника, страница 48 > Известкование почв
Известкование почв
Известкование почв, внесение в почву извести, имеет своей задачей восполнение недостатка кальция в почве, а также нейтрализацию почвенной кислотности. Почвенный кальций очень легко вымывается из верхних слоев почвы до грунтовых вод. Дренажные воды выносят до 200 килограмм на 1 за в год, гл.о. в виде бикарбоната кальция Са(НС03)2. Степень выноса Са из верхних слоев почвы зависит от ряда факторов, как то: парование почвы, интенсивное применение минеральных удобрений, основания которых образованы одновалентными металлами (натрием, калием, аммонием). Наиболее подвижной формой кальция в почве является кальций углекислый СдС03, который легко переходит в почве в Са(НС03)2. Другой подвижной формой кальция в почве является поглощенный кальций. Число видов почв, содержащих СаС03 в верхних горизонтах, весьма ограничено: даже в черноземах углекислый кальций содержится гл. обр. на глубине 40— 100 ем и принимает участие в жизни пахотного слоя почвы лишь в моменты капиллярного поднятия влаги из грунтовых вод. На подзолах и переходных серых и темноцветных лесных суглинках СаС03 отсутствует как во всей толще почвенного слоя, так и в материнской подстилающей породе. Поэтому в корнеобитаемом слое почв подзолистого и переходного типов подвижной формой кальция является исключительно поглощенный кальций. Поглощенные металлы почвы вообще и Са в частности обладают свойством легко обмениваться с катионами солей или водородными ионами тех или иных кислот.
Физиологич. роль кальция для растений еще не вполне выяснена, хотя многочисленные опыты и показывают исключительно важную роль кальция в отношении создания т. н. физиологически эквилибрированных (уравновешенных) питательных растворов. Полная изоляция кальция из общей питательной смеси, равно как и временное исключение его, вызывают страдание растений, тогда как в отношении азота и фосфора такое явление не имеет места. Обусловленная присутствием водородных ионов, кислая реакция среды, которая в известных пределах м. б. вредной для развития растений, лучше всего обезвреяшвается кальцием, в меньшей мере магнием, в слабой степени калием и в особенно слабой степени натрием. Содержащиеся в почвенном растворе анионы, преимущественно НСОз, NO3, SO4 и СГ, связаны гл. образом с кальцием; от 50 до 95% суммы всех оснований почвенного раствора падает на долю кальция. Количество поглощенных в почвах оснований подвержено большим колебаниям. Почвы черноземного типа содерягат в 5—10 раз больше поглощенных оснований, чем почвы подзолистого типа. Па нормальных, незасоленных почвах на долю поглощенного кальция чаще всего приходится до 80%, на долю магния до 18% и остальное на долю калия и натрия. Сумма поглощенных оснований в подзолистых почвах, выраженная в эквивалентах Са, составляет от 0,03 до 0,3% на 100 вес. ч. почвы. В результате биология, процессов, протекающих в почвах подзолистого и переходного типов, при отсутствии в них СаС03, образуются наряду с поглощенными Са", К и Na также и водородные ионы; кроме того, в результате деятельности микроорганизмов, почвы приобретают способность гидролитически разлагать щелочные соли. Так, например, при обработке почвы раствором уксуснокислого натрия или кальция, основание названной соли поглощается почвой, и в растворе образуется свободная уксусная кислота. Количество содержащихся в почве водородных ионов, которые могут обмениваться на металлы нейтральных солей, определяет собой обменную кислотность почв. Способность почв разлагать гидролитически щелочные соли определяет гидролитическую кислотность почв. На рост растений и на течение микробиологических процессов в почве оказывает существенное влияние активная реакция почв (смотрите Водородные ионы, Концентрация водородных ионов). В почвах, в которых присутствует СаСО., активная реакция водных суспензий (выраженная в единицах Рп) в течение вегетационного периода может колебаться от 7,5 до 8,2. Такие почвы не имеют гидролитической кислотности. На дегради-
Почвы О II Ы Т II Ы X
рованных и выщелоченных черноземах активная реакция в течение вегетационного периода колеблется от 6,2 до 7,5. Такие почвы обычно не имеют обменной кислотности, но имеют гидролитическую, а т. к. к тому же количество поглощенных оснований в этих почвах сравнительно высоко, то относительное значение величины их гидролитич. кислотности обычно невелико. На переходных и подзолистых почвах активная реакция водных суспензий колеблется от 4,5 до 0,5 Рн для разных почв.
Различие в активной реакции различных почв зависит гл. обр. от степени насыщенности их основаниями, обычно обозначаемой через V. Обозначая количество поглощенных в почве оснований без водородного иона через S, определив гидролитическую кислотность почв и выразив то и другое в эквивалентах Са, получим при сложении этих двух величин величину, которая показываетобщее количество оснований, способное удерживаться почвой при определенных условиях. Эту величину обозначают
S
через Т. Отсюда выражение V =7, 100 дает нам представление о степени насыщенности почв основаниями. Активная реакция почв находится в связи с величиной Рис размером обменной кислотности. Чем меньше V и чем больше обменная кислотность, тем больше и активная кислотность почвы. Ниже приводим данные, характеризующие в рассматриваемом отношении свойства ряда почв опытных учреждений в СССР(см.табл.). учреждений в СССР.
| Количе- | Гидроли- | Обменная кислот ность | рв | |||||
| Опытные учреждения | Почва | поглощ. оснойан. | кислот ность | Т | V | водной суспен- | солевой вы- | |
| в | /о Са па 100 | вес. частей почвы | зии | тяжки | ||||
| Северная обл. опыт, станция (Вологод- | ||||||||
| ская губерния).
С.-в. обл. опыт, стан- |
Средне оподзо-ленный суглинок | 0,1039 | 0,0793 | 0,1832 | 56,7 | 0,012 | 5,41 | 4,39 |
| ция(Вятская губерния). Менделеевское он. поле (Пермский ок- | То же | 0,2660 | 0,1320 | 0,3980 | 66,8 | 0,040 | 5,85 | 4,88 |
| РУГ).
Казанская обл. опыт. |
Сильно оподзо-ленный тяжелый суглинок | 0,2978 | 0,2280 | 0,5258 | 56,6 | 0,108 | 4,71 | 4,09 |
| станция.
Симбилевское опытное поле (Нижего- |
Вторично опод-зол. суглинок | 0,2200 | 0,0460 | 0,2660 | 83,0 | 0 | 6,50 | 5,36 |
| родск. губ.). Моек. обл. оп. стан- | Слабо оподзол. серый лесной суглинок | 0,3434 | 0,0450 | 0,3884 | SS,4 | 0,005 | 6,15 | 5,28 |
| ция.
Малаховское песч. картоф. опыт, поле (Богородск. у., |
Слабо оподзол. суглинок | 0,1095 | 0,0710 | 0,1810 | 60,5 | 0,005 | 5,87 | 4,75 |
| Моек, губ.). Крюковский оп. уч. Научн. ин-та по удобрениям (Моек. | Песчаный подзол | 0,0370 | 0,0600 | 0,0970 | 38,1 | 0,020 | 5,85 | 4,24 |
| уезда).
Ленипгр. обл.опытн. |
Средне оподзо-ленный тяжелый суглинок | 0,1140 | 0,0596 | 0,2300 | 49,5 | 0,033 | 5,65 | 4,18 |
| станция.
Зап. области, оп. ст. |
Средне оподзол. суглинок | 0,0665 | 0,0750 | 0,1415 | 47,0 | 0,040 | 5,50 | 4,15 |
| (Смоленская губерния). | Средне оподзол. тяжел, суглинок | 0,0912 | 0,0886 | 0,1798 | 50,6 | 0,031 | 5,41 | 4,14 |
Длительное применение таких минеральных удобрений, как суперфосфат, сернокислый аммоний или селитра и калийные соли, по данным Ротамстедской опытной станции (Англия) и Мироновской опытной станции (УССР), может оказать резкое влияние на изменение свойств почвы, и степень этого влияния находится в связи с характером почвы и растения. Кислые удобрения на почвах с малой величиной S и V могут оказать резкое влияние на реакцию. На почвах Мироновской опытной станции, хотя и обладающих высокой S и V, длительное 20-летнее применение минеральных удобрений изменило свойства почвы, повысив их ненасыщен-ность и дисперсность. Последнее связано с тем, что одновалентные металлы, вытесняя поглощенный кальций в почвенный раствор, тем самым повышают подвиясность коллоидальной части почвы, то есть увеличивают дисперсность, вследствие чего ухудшаются физические свойства почвы. Почвы полей Ротамстеда содержат много СаС03, и поэтому длительное 80—90-летнее применение минеральных удобрений почти не сказалось на изменении свойств почвы и не понизило урожаев пшеницы и ячменя; на почвах же полей Вобурна, принадлежащих также Ротамстедской станции, в которых нет СаС03 и содержится почти в два раза меньше поглощенных оснований, в результате еяте-годного внесения минеральных удобрений с 1877 г., урожаи ячменя на делянках с суперфосфатом, сернокислым аммонием и сернокислым калием понизились за последние 5 лет вдвое по сравнению с урожаями делянок без удобрений. Внесением в почву извести можно устранить как обменную, так и гидролитич. кислотность и довести почву до полной насыщенности основаниями, благодаря чему в почве будет создана реакция, близкая к нейтральной.
Необходимо отметить различное отношение разных с.-х. растений к реакции почвы: 1-я группа—растения, чувствительные к кислотности: люцерна, ячмень, сахарная свекла, корнеплоды, красный клевер, горох, пшеница; 2-я—промежуточная группа—растения, менее чувствительные к кислотности: лен, озимая рожь, горчица, рапс; 3-я группа—растения, мало чувствительные к кислотности: лупин, картофель, овес. Но и для этой последней группы растений кислая реакция водных суспензий от 4,0 до 4,5 Рнтакже менее благоприятна, чем реакция со значением Р„ =5—6. Для всех растений первой группы повышенное содержание в почвенном растворе кальция является фактором, резко благоприятствующим их росту, поэтому известкование кислых почв под эти культуры в подавляющем большинстве случаев будет способствовать лучшему их развитию. Уменьшение кислой реакции почв с помощью СаС03 создает в почвенном растворе более высокую концентрацию кальция, чем изменение реакции почв с помощью СаО или Са(ОН)2. Поэтому такие растения, как лен, лупин и картофель, реагируя благоприятно на уменьшение кислой реакции, в то же время чувствительны к повышению концентрации кальция, и под перечисленные культуры лучше вносить СаО или Са(ОН)2
или же эти культуры относить дальше от начала внесения извести.
Действие извести на почву многообразно. Когда известь вносится в почву не одна, а вместе со всеми питательными для растений веществами, т. e. с N, Р и К, то в этом случае И. п. производится лишь для изменения реакции почвы и создания более благоприятного соотношения оснований в почвенном растворе. В случае же внесения извести в почву одной или с навозом И. п. не только создает более благоприятную реакцию и более благоприятное соотношение оснований в почвенном растворе, но и способствует минерализации питательных веществ почвы или навоза. В наших условиях И. п. производят б. ч. с целью многостороннего воздействия извести на почву. В зависимости от этого и подход к определению потребности почв в извести будет иной, чем в случае внесения извести в почвы, на которых урожаи обеспечиваются всеми важнейшими питательными веществами путем внесения минеральных удобрений.
Потребность почвы в известковании м. б. определена по следующим методам.
1) Определение г и д р о л и т и ческой кислотности. К навеске почвы (почву лучше доводить до воздушносухого состояния и просеивать через сито в 2 миллиметров) в 40 г или 100 г приливается нормальный раствор уксуснокислого натрия или кальция (на 1 л дестиллированной воды 136,06 г ацетата натрия или 79,07 г ацетата кальция). Раствор уксуснокислого натрия должен иметь Ри =8,2—8,3, на что указывает слабое порозовение раствора от прибавления к 25 см3 3—4 капель 1 %-ного раствора фенолфталеина в 96%-ном этиловом е. Смесь почвы с раствором уксуснокислой соли встряхивают в течение одного часа (в виде исключения часовое взбалтывание почвы м. б. заменено 5-минутным с оставлением смеси иа сутки и 3-минутным взбалтыванием перед фильтрованием), после чего фильтруют через плотный беззольный фильтр; 50 см3 фильтрата при 40 г почвы или 125 еж3 фильтрата при 100 г почвы берут в эрлен-мейеровскую колбочку и титруют щелочью 2/100 N или Vio N в присутствии 3—4 капель фенолфталеина до ясного порозовения, не исчезающего в течение 1 мин. В это время колбу следует закрывать пробкой. В дальнейшем пересчет на углекислый кальций или другие формы извести—жженую СаО или гашеную Са(ОН)2—производят след, образом: а) при 40 г почвы результаты титрования умножаются на 2,5; б) количество щелочи 2/10„ N или 1/10 N (отвечающие титрованию 125 см3 фильтрата) умножается на 3 при почвах легких по механич. составу (мало связные почвы—песчаные и супесчаные), на 3,5—для почв средней связности и на 4— для почв тяжелых, то есть сильно связных. Коэфф. для почв заболоченных и для торфяников колеблется, в зависимости от содержания органическ. вещества, от 5 до 8; в) 1 см3 Vio N щелочи, пошедший на 100 г почвы, при пересчете на 1 га отвечает 150 килограмм СаС03; при пересчете на Са(ОН)2—111,0 килограмм и на СаО—84,0 килограмм; г) полученное значение для количества той или иной формы известковых удобрений на 1 га умножается на 1,5, что является поправкой на несовершенство смешения частиц извести с почвой.
Пример. Почва средней связности; на 50 с.м3 фильтрата пошло 60 смг 2/100 N щелочи (среднее из двух повторностей). Тогда будем иметь:
а) ---= 30 см8 Vio N щелочи на 100 з
5
б) 30 см3 *3,5=103,0 см3 Vio N щелочи на 100 з в) 105 см3· 150=15,75 тонн СаС03 на 1 га 105-111=11,65 » Ga(OH)s » »
105-84=8,82 » СаО » »
Г) 15,75- 1,5 =23,62 » СаС03 на 1 га 11,65-1,5=17,48 » Са(ОН)2 » »
8,82-1,5 =13,23 » СаО » »
Внесение извести в почву, обладающую наряду с гидролитической кислотностью обменной, создает в почве реакцию, близкую к нейтральному пункту.
2) Определение активной реакции почвы. Для этого к навеске в 10 или 25 г воздушносухой почвы прибавляют нормальный раствор хлористого калия (74,50 0 соли на 1 л дестиллированной воды) в количестве, в 2,5 раза большем, чем почвы, то есть 25 или 62,5 см3. Смесь встряхивают в течение часа и фильтруют или встряхивают 5 мин., после чего она отстаивается в течение суток, и определяют Р„ электрометрически, колориметрически или упрощенными методами. При Рн ниже 5,0 почва обладает заметной обменной кислотностью, при Рн от 5,0 до 5,5 почва обладает незначительной обменной кислотностью и при Ри выше 5,5 почва обычно не обладает обменной кислотностью. Определение Р„ в полевых условиях производят методом Верри с разными индикаторами или на основе того же метода с применением универсального индикатора (Комбер и др.). При Р„ почвы ниже 5,0 внесение извести дает значительную вероятность положительного действия; при Р„=5,04-5,5 от известкования можно ждать положительного эффекта на клеверах и корнеплодах; при Р„ выше 5,5 вероятность положительного действия извести невелика. Дозы извести следует ориентировать на величину гйдролитич. кислотности почвы, не опасаясь повышенных доз извести в севооборотах с отсутствием льна и картофеля.
Можно применять и более упрощенные приемы подхода к определению потребности почв в извести, однако с меньшим успехом. Что касается способов и времени взятия почвенных проб для исследования, то здесь можно ограничиться следующими указаниями: 1) средняя проба почв для исследования должен быть взята т. о., чтобы она характеризовала собой тот или иной участок или части участка, сильно отличающиеся между собой по рельефу; при взятии средней пробы почвы ее следует брать на глубину пахотного слоя; 2) лучше всего брать пробу весной или осенью в отсутствии растений; перед анализом почву доводят до такого состояния, чтобы она не мазалась при просеивании через сито в 2 миллиметров. Проба почвы должна по возможности скоро поступать в анализ.
Формы и з в е с т к о в ы х удобрений. Материал, годный для известковых удобрений, должен быть достаточно богат СаС03. Больше всего CaCOs содержат известняки, которые бывают аморфными и кристаллическими. Содержание в известняках СаО (в виде СаС03) ко леблется от 51,4 до 54,8%. Богаты СаСОэизвестковые туфы—ключевая известь; далее идут доломитизированные известняки, содержащие ок. 42% СаО и до 10% MgO; доломиты, содержащие наряду с Са много Mg (27,85—31,09% СаО и 18,53—19,5% MgO). Достаточное количество извести содержится в мергелях, при применении которых необходимо учитывать содержащийся в них СаС03, т. к. содержание СаС03 в них колеблется в пределах от 30 до 80%. Кроме указанных форм известковых удобрений,можно использовать в целях И. п. г а з о в у ю известь (смотрите) и дефекационную грязь. Газовую известь перед внесением в почву выдерживают на воздухе в течение двух недель при двухтрехкратном перелопачивании. Теонина помола известковых удобрений имеет существенное значение, в особенности для кри-сталлич. форм. 13 Германии к молотому известняку предъявляются след, требования: 80% должно проходить через нормальное сито «DIN-Sieb» № 20 (0,3 миллиметров), остаток—через сито (DIN-Sieb) № 6 (1,0 миллиметров). Эти же требова ния относятся и к едкой извести. Мергеля содержащие выше 50% СаС03, следует также размалывать. Требования к тонине помола мергелей в Германии: 80% должно проходить через сито № 8 (0,75 миллиметров), остаток—через сито № 3 (2,0 миллиметров). В севооборотах лучше всего вносить известь под корнеплоды или под покровное растение с подсевом клевера. Срок внесения извести допускается за 8—14 дней до посева. Непосредственного смешения извести с навозом или сернокислым, азотнокисл, аммонием и цианамидом кальция следует избегать; лучше предварительно вывезти навоз, разбросать по полю и прикрыть-землей, после чего разбросать известь и потом произвести запашку. Глубина заделки извести—та же, что и для" навоза. Применение извести на подзолистых почвах совместно с навозом позволит углубить пахотн. и корнеобитаемый слой почвы.
Допустимое содержание магния в доломи-тизированных известняках и доломитах разными исследователями решается различно. Этот вопрос связан с решением более общего вопроса о наиболее благоприятном для развития растений соотношении в почве CaO:MgO. Это соотношение разными исследователями дается в таком виде: 1:1; 2:1; 3:1 и т. д. В общем можно считать, что при содержании в известковых удобрениях на 100 ч. СаО до 70 ч. MgO не исключается возможность их применения. И. п. широко применяется в практике сельского хозяйства культурных стран 3. Европы и в С. III. А. В 1914 г. в Германии было применено около· 10 млн. т в пересчете на молотый известняк;, в 1927 г.—около 3 млн. т. Обрабатываемая известковыми удобрениями площадь в Германии за последние годы составляет 28,5—
29,0 млн. га. Цена 1 тонна молотого известняка, в Германии—ок. 3 р. В С. Ш. А. в 1924 году было учтено примененных в сельском хозяйстве известковых удобрений: ок. Г/4 млн. т молотого известняка и ок. 1/1 млн. т едкой извести. Цена молотого известняка в С. III. А. близка к цене его в Германии. В практике· нашего сельского хозяйства И. п. до сих пор почти не применялось, хотя огромные про странства почв территории РСФСР и БССР явно нуждаются в И. п. По приблизительным подсчетам, на площади ок. 6,5 млн. га, то есть на 1/4 площади всех подзолистых почв, можно рассчитывать на успешное применение известкования. Успех И.п. связан с установлением низкой цены на известь: при цене выше 6 р. за 1 тонна на месте потребления трудно рассчитывать, на широкое применение И.п. Предполагаемое широкое производство размольных установок, позволяющих легко переносить их к местам выхода известковых пород, создает условия для получения дешевого продукта. В заключение необходимо отметить, что И. и., способствуя мобилизации питательных веществ почвы, через известный промежуток времени (от 10 до 15 л. в севооборотах с бобовыми) остро поставит вопрос о применении удобрений, а эффект от навоза и в особенности от минеральных удобрений на подзолистых, мало насыщенных основаниями почвах лучше всего будет обеспечен на известкованном фоне.
Лит.: Известкование почв, «Труды Научного института по удобрениям», М., 1919, вып. 3; Дружи-н и н Д. В., Известкование почв в связи с их свойствами и свойствами возделываемых растений, М., 1929,- Stutzer A., Diingerkalk, В., 1920; Corie F. Е., Lime in Agriculture, L., 1926; G e r i n g A., Ober Praxis d. Kalkdiingung, «Ztschr. f. Pflanzener-nalirung u. DUngung», Lpz., 1928. Д. Дружинин.