Глава 4. Известкование кислых почв
 Скачать 159.5 Kb.
|
|
Глава 4. Известкование кислых почв 4.1. Отношение сельскохозяйственных растений к реакции почвы и известкованию Известкование – внесение в почву кальция и магния в виде карбоната, оксида или гидрооксида для нейтрализации кислотности – является главным и наиболее радикальным средством улучшения свойств кислых дерново-подзолистых почв. Этот прием оказывает многостороннее действие на улучшение агрохимических, агрофизических и биологических свойств почв, обеспечение растений кальцием и магнием, влияет на мобилизацию и иммобилизацию макро-и микроэлементов в почве, способствует созданию оптимальных физических, водно-физических, воздушных и других условий жизни культурных растений. Большинство сельскохозяйственных культур положительно реагируют на известкование сильно- и среднекислых дерново-подзолистых почв и дают высокие прибавки урожая. Из зерновых культур наиболее отзывчивы на известкование озимая и яровая пшеница, ячмень, из пропашных – сахарная свекла и кормовые корнеплоды, из кормовых – многолетние травы. Известкование улучшает также качество растениеводческой продукции. Под влиянием известкования повышается содержание сахаров в корнеплодах, белка и жира в семенах, больше накапливается каротина и аскорбиновой кислоты в травах и корнеплодах. Известкование кислых почв положительно влияет на посевные качества семян. В последующем такие семена дают более высокие урожаи. Для каждого вида растений существует наиболее благоприятный для роста и развития интервал реакции почвенной среды. Большинство культурных растений и почвенных микроорганизмов лучше развиваются при реакции почвенного раствора, близкой к нейтральной (рНKCl 5,8 – 6,5). По отношению к кислотности почвы и известкованию сельскохозяйственные культуры подразделяют на пять групп. Первая группа – культуры, наиболее чувствительные к реакции среды пахотного горизонта: люцерна, эспарцет, сахарная, столовая и кормовая свекла, озимая пшеница, капуста, лук, клевер, чеснок, рейграс, ежа сборная, кострец, смородина. Они хорошо растут только при слабокислой или близко к нейтральной реакции почвенного раствора (рНKCl 5,8 – 6,5) и очень хорошо отзываются на известкование даже на слабокислых почвах. Вторая группа – культуры, чувствительные к повышенной кислотности и хорошо отзывающиеся на известкование: ячмень, яровая пшеница, кукуруза, соя, фасоль, горох, вика, кормовые бобы, клевер, огурец, салат, брюква, турнепс, лисохвост, овсяница луговая, мятлик, яблоня, слива, вишня, земляника. Они лучше растут и развиваются при слабокислой реакции (рНKCl 5,3 – 6,0) и хорошо отзываются на известкование. Третья группа – менее чувствительные к повышенной кислотности почв культуры положительно отзывающиеся на известкование: рожь, овес, просо, гречиха, тимофеевка, груша. Культуры этой группы могут удовлетворительно расти в широком диапазоне почв – от кислых до слабокислых (рНKCl 4,5 – 6,0). Но наиболее благоприятны для их роста почвы со слабокислой реакцией (рНKCl 5,5 – 6). Они положительно реагируют на известкование сильно- и среднекислых почв полными дозами. Четвертая группа – культуры, легко переносящие умеренную кислотность, но плохо – нарушение соотношения между кальцием и калием, магнием и бором и требующие известкования только средне- и сильнокислых почв. К этой группе культур относятся: лен, картофель, люпин, морковь, томат, подсолнечник. Оптимальная реакция для них рНKCl 4,8 – 5,7. Картофель и лен лучше произрастают на почвах с рНKCl 5,0 – 5,5. Высокие дозы СаСО3 при недостаточном внесении удобрений, прежде всего калийных, отрицательно влияют на качество продукции этих культур: картофель сильно поражается паршой, снижается содержание крахмала в клубнях, а лен заболевает кальциевым хлорозом, ухудшается качество волокна. Однако при известковании доломитовой мукой, которая содержит кальций и магний, внесении повышенных на 20% доз калийных удобрений, применении борсодержащих удобрений негативного влияния известкования на урожайность и качество этих культур можно избежать. В пятую группу культур включают щавель, сераделлу, крыжовник, переносящие повышенную кислотность и слабо нуждаются в известковании. Оптимальная реакция для них составляет рНKCl 4,5 – 5,0. Эти культуры чувствительны к избытку водорастворимого кальция в почве, особенно в начале роста, поэтому отрицательно реагируют на высокие дозы извести. Но при внесении небольших доз известковых удобрений, содержащих магний, при хорошей обеспеченности почв калием урожайность их не снижается и даже повышается. Таким образом, большинство сельскохозяйственных культур отрицательно реагирует на кислотность почвы и положительно отзывается на известкование. Негативное влияние кислых почв на растения складывается из прямого воздействия повышенной концентрации ионов водорода и многих косвенных факторов. Прямым следствием повышенной кислотности почвенного раствора является ухудшение роста и ветвления корней, уменьшение проницаемости клеток корня. Из-за этого затрудняется использование растениями воды и питательных элементов почвы, нарушается обмен веществ в растениях, ослабляется синтез белков, подавляются процессы превращения простых углеводов (моносахаров) в сложные органические соединения. Особенно чувствительны растения к повышенной кислотности почвы в первые фазы роста, сразу после прорастания. Косвенное воздействие повышенной кислотности почвы многосторонне. Коллоидная часть кислых почв бедна кальцием и другими основаниями, а, насыщаясь водородом, минеральные коллоидные частицы постепенно разрушаются. Этим объясняется малое содержание в кислых почвах коллоидной фракции, их неблагоприятные физические и физико-химические свойства, плохая структура, низкая емкость поглощения и слабая буферность. В кислых почвах подавляется деятельность полезных почвенных микроорганизмов, особенно свободноживущих азотфиксирующих, а также клубеньковых бактерий, для развития которых наиболее благоприятна близкая к нейтральной, нейтральная и слабощелочная реакция (рНKCl 6,5 – 7,5), а образование доступных для растений форм азота, фосфора и других питательных элементов вследствие снижения минерализации органического вещества протекает слабо. В то же время кислая среда способствует развитию в почве грибов, среди которых много паразитов и возбудителей различных болезней растений. Отрицательное действие повышенной кислотности в значительной степени связано с увеличением подвижного алюминия и марганца в почве. Особенно чувствительны к высокой концентрации подвижного алюминия клевер, люцерна, озимые пшеница и рожь (при перезимовке), свекла, лен, горох, гречиха, ячмень. Эти культуры угнетаются при содержании в 1 кг почвы свыше 20 – 30 мг алюминия. Подвижные формы алюминия и железа связывают усвояемые формы фосфатов, образуя нерастворимые и труднорастворимые фосфаты полуторных оксидов, поэтому при большом содержании первых ухудшается питание растений фосфором. В кислых почвах уменьшается подвижность молибдена, он переходит в труднорастворимые формы, и его может недоставать для нормального роста растений, особенно бобовых. В почвах с кислой реакцией, особенно песчаных и супесчаных, мало легкорастворимых соединений кальция и магния, затруднено поступление их в растение, поэтому нарушается питание этими важными элементами. Для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и повышения эффективности удобрений необходимо известкование кислых почв. 4.2. Влияние известковых удобрений на свойства и питательный режим почвы Основное нейтрализующее почвенную кислотность вещество (СаСО3) практически нерастворимо в воде (1 весовая единица карбоната растворяется в 100 тыс. весовых единиц воды). Внесенный в почву карбонат кальция взаимодействует с угольной кислотой, находящейся в почвенном растворе, и нейтрализует ее. При этом нерастворимый в воде карбонат кальция или магния постепенно превращается в бикарбонат кальция (или магния), растворимый в воде: СаСО3 + Н2О + СО2 = Са(НСО3)2. Бикарбонат кальция диссоциирует на ионы Са2+ и 2НСО3- и частично подвергается гидролизу: Са(НСО3)2 + 2Н2О = Са(ОН)2+ 2Н2О + 2СО2, Са(ОН)2  Са2+ + 2ОН- .В Са2+ Н+ Н+ почвенном растворе повышается концентрация ионов кальция, которые вытесняют водород из почвенного поглощающего комплекса: Са2+ Са2+ ППК) + Са2+ + 2НСО3 – ППК) + 2Н2СО3,Са2+ Н+ Н+ Са2+ Са2+ ППК) + Са2+ + 2ОН– ППК) + 2Н2О,Известь также нейтрализует свободные органические (гуминовые) кислоты и азотную кислоту, образующуюся в процессе нитрификации: 2RCOOH + CaCО3 → (RCOO)2Ca + Н2О + СО2, 2HNО3 + СаСО3 = Са(NO3)2 + Н2О + СО2. Таким образом, при внесении известковых удобрений устраняется актуальная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышаются содержание кальция в почвенном растворе и степень насыщенности почвы основаниями. Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на свойства почвы, создает благоприятную среду для роста растений и жизнедеятельности микроорганизмов. Кальций, внесенный с известью, коагулирует почвенные коллоиды, улучшает структуру почвы и повышает ее водопрочность. После известкования улучшаются воздушный и водный режимы почвы, уменьшается возможность образования корки и облегчается обработка тяжелых почв. Снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия и марганца, они переходят в неактивное состояние и не оказывают вредного влияния на растения. При известковании калий труднорастворимых минералов интенсивнее переходит в усвояемые соединения, а поглощенный почвой – вытесняется в раствор, но усвоение его растениями вследствие антагонизма между катионами К+ и Са2+ не увеличивается. Известкование влияет на подвижность и доступность для растений микроэлементов. Соединения молибдена переходят в более усвояемые формы, улучшается питание растений этим элементом; подвижность соединений бора, цинка, меди и марганца, наоборот, уменьшается, и растения могут испытывать их недостаток. Поэтому на известкованных почвах эффективно внесение борных, цинковых, медных, марганцевых удобрений. Особенно требовательны к бору: сахарная и кормовая свекла, клевер, люцерна, лен, картофель, гречиха, лук и др. Внесение известковых удобрений обогащает почву кальцием, а при использовании доломитовой муки и магнием, что очень важно для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, потребляющих большое количество этих элементов. Известкование оказывает большое влияние и на эффективность удобрений. По данным РУП «Институт почвоведения и агрохимии» НАН Беларуси, на дерново-подзолистых почвах с рНKCl < 5,5 1 кг азота давал прибавку 7,6 кг ячменя, 39 – картофеля, 31 – сахарной свеклы, а на почвах с рНKCl 5,6 – 6 – соответственно 20,2, 53 и 107 кг. Эффективность калийных удобрений тем выше, чем ниже кислотность дерново-подзолистых почв. Опыты, проведенные на Долгопрудной агрохимической опытной станции, показали, что при известковании усиливается потребность картофеля и льна в калийных удобрениях. Так, если при внесении хлористого калия без извести прибавка урожая клубней картофеля составила 10 %, то после известкования она увеличилась до 32 %. Прибавка урожая льноволокна от калийных удобрений без извести была равна 23 %, а после известкования – 36 %. В среднем по стране оплата урожаем минеральных удобрений на известкованных почвах на 15 – 20 % выше по сравнению с кислыми. Известкование дает наибольшую отдачу при совместном внесении органических и минеральных удобрений. На фоне извести в навозе усиливаются процессы разложения органического вещества и перехода элементов питания в доступную для растений форму. Таким образом, известкование кислых почв в сочетании с применением удобрений является не только непременным условием получения высоких урожаев на кислых почвах, но и мероприятием, способствующим рациональному, более экономному использованию минеральных и органических удобрений. 4.3. Влияние известкования на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции На кислых дерново-подзолистых почвах значительно ниже эффективность минеральных удобрений, особенно азотных, по сравнению с почвами с близкой к нейтральной реакцией: оплата азота урожаем на последних в два раза выше. В целом на пахотных землях Республики Беларусь с учетом структуры посевных площадей прибавка урожайности сельскохозяйственных культур при рНKCl 4,1 – 4,5 составляет 6,3 ц/га к. ед. на суглинистых и 5,6 на супесчаных почвах, при рНKCl 4,6 – 5,0 – 4,0 и 3,5, при рНKCl 5,1 – 5,5 – 2,3 и 1,9 ц/га. Окупаемость 1 т СаСО3 составляет 0,93, 0,70 и 0,48 ц/га к. ед. соответственно. Известкование дает наибольшую отдачу при одновременном внесении органических и минеральных удобрений. На фоне извести в навозе усиливаются процессы разложения органического вещества и перехода элементов питания в доступную для растений форму. Известкование кислых почв улучшает качество сельскохозяйственной продукции: увеличивает содержание крахмала в клубнях картофеля на 0,5–2 % и более, сахара в корнях сахарной свеклы на 0,6–1 %, сырого протеина в зерне зерновых культур на 0,5–1,1 %. 4.4. Роль кальция и магния в питании растений Кальций необходим для нормального роста наземных органов, и корней растений. Кальций – структурный элемент клеточных оболочек, жизненно необходимый для образования новых клеток. Потребность в нем они ощущают уже в фазе прорастания, и поступает он в растения в течение всего периода активного роста. При недостатке кальция и резком преобладании в почвенном растворе одновалентных катионов (Н+, Na+, K+) или катионов Mg2+ нарушается физиологическая уравновешенность раствора, рост и развитие корней приостанавливаются, они становятся утолщенными, клеточные стенки их ослизняются, темнеют и теряют способность поглощать питательные элементы. Дефицит этого элемента задерживает рост листьев, на них появляются светло-желтые пятна (хлоростичность), а затем они отмирают. При этом образовавшиеся раньше листья, не испытавшие нехватки кальция, остаются нормальными: они содержат кальция больше, чем молодые, так как растения не могут его перераспределять. Кальций влияет на обмен веществ растений, передвижение углеводов, превращение азотистых веществ, ускоряет распад запасных белков семени при прорастании. Кроме того, он играет важную роль в построении нормальных клеточных оболочек и установлении кислотно-щелочного равновесия. Растения содержат кальций в форме солей пектиновой кислоты, сульфата, карбоната, фосфата и щавелевокислого кальция. При наличии в почвенном растворе нитратного азота поглощение кальция растениями усиливается, а в присутствии аммиачного азота вследствие антагонизма между катионами Са2+ и NH4+ – снижается. Препятствуют накоплению кальция в растениях высокая концентрация в почвенном растворе ионов водорода и других катионов. Растения очень отличаются по уровню потребления кальция. При урожайности 20–30 ц/га зерновых, 200–300 ц/га корнеклубнеплодов и 500–700 ц/га капусты с 1 га посевов рожь, пшеница, ячмень и овес выносят от 20 до 40 кг СаО; горох, вика, фасоль, гречиха, лен – 40–60; картофель, люпин, кукуруза, сахарная свекла – 60–120; клевер, люцерна – 120–250; капуста – 300–500. Больше всего кальция потребляют посевы капусты, люцерны и клевера. Эти культуры также высокочувствительны к кислотности почвы. Рожь и овес, усваивая сравнительно мало кальция, хорошо переносят кислые почвы, а ячмень и пшеница – плохо. Не очень чувствительные к высокой кислотности картофель и люпин потребляют много кальция, т.е. закономерности в потреблении кальция и отношении к кислотности нет. Различные части и органы растения содержат разное количество кальция: в листьях и стеблях его значительно больше, чем в семенах. Поэтому большая часть кальция, вынесенного растениями из почвы, через корма и подстилку попадает в навоз, т.е. возвращается на поля. В дерново-подзолистых почвах валовое содержание кальция в пахотном слое составляет 0,4 – 1,0 %. Средневзвешенное содержание обменного кальция в почвах Беларуси за последние два десятилетия стабилизировалось на уровне СаО около 1000 – 1100 мг/кг на пашне и около 1500 мг/кг в луговых почвах. В настоящее время, на основных массивах почв содержание кальция в доступной форме для питания растений находится в оптимальных пределах и не лимитирует формирование высокого урожая. Гораздо больше кальция из почвы теряется из-за выщелачивания. На разных по составу почвах в зависимости от культуры, количества осадков, доз и форм известковых и минеральных удобрений на 1 га из пахотного и подпахотного горизонтов может за сезон быть вымыто до 400 – 500 кг кальция в пересчете на СаО. При внесении высоких доз физиологически кислых минеральных удобрений потери этого элемента сильно возрастают. Однако ввиду того, что в республике для известкования применяются довольно высокие дозы известковых удобрений и значительное количество кальция поступает с органическими и фосфорными удобрениями, в среднем по республике на 1 га содержится около 600 кг кальция, что вполне достаточно для обеспечения питания растений этим элементом. Магний входит в состав молекулы хлорофилла и принимает непосредственное участие в фотосинтезе. Однако хлорофилл содержит только около 10 % от общего его количества в растениях. Магний входит также в состав пектиновых веществ и фитина, который накапливается преимущественно в семенах. При недостатке магния уменьшается содержание хлорофилла в зеленых частях растений, листья, прежде всего нижние, становятся пятнистыми –«мраморными», бледнеют между жилками, а вдоль жилок сохраняется зеленая окраска (частичный хлороз). Затем листья постепенно желтеют, скручиваются с краев и преждевременно опадают. Развитие растений замедляется, ухудшается их рост. Магний, как и фосфор, содержится главным образом в растущих частях и семенах растений. В отличие от кальция он более подвижен и может перераспределяться растением: из старых листьев он поступает в молодые, а после цветения – из листьев в семена, где концентрируется в зародыше. В семенах магния содержится больше, а в листьях меньше, чем кальция. Недостаток магния больше сказывается на репродуктивных органах растений (семенах, корнях, клубнях), чем на вегетативных (соломе, ботве). Этот элемент играет важную роль в различных жизненных процессах: участвует в передвижении фосфора в растениях, активизирует некоторые ферменты (например, фосфатазу), ускоряет образование углеводов, влияет на окислительно-восстановительные процессы в тканях растений. При достаточном содержании магния усиливаются восстановительные процессы, больше накапливается органических соединений – эфирных масел, жиров и др.; при недостатке, наоборот, активнее идет окисление, возрастает активность фермента пероксидазы, снижается содержание инертного сахара и аскорбиновой кислоты. Потребность растений в магнии различна: с 1 га посевами разных культур выносится от 10 до 80 кг MgO. Наибольшее его количество используют картофель, сахарная и кормовая свекла, табак, зернобобовые культуры, бобовые травы. Чувствительны к недостатку магния конопля, просо, кукуруза. В почвах магния содержится меньше, чем кальция. В дерново-подзолистых почвах Беларуси содержится 0,3 – 0,8 % кальция. Особенно бедны им сильнооподзоленные кислые почвы легкого гранулометрического состава, поэтому использование на них известковых удобрений, содержащих магний, значительно повышает урожайность. Благодаря увеличению объемов внесения доломитовой муки, содержащей магний, в среднем в республике значительно повысилось содержание магния в почвах. Средневзвешенное содержание обменного магния в настоящее время составляет 244 мг/кг почвы. Около 70 % площади пахотных почв Беларуси имеет близкую к оптимальной обеспеченность магнием. Однако 4,8 % почв по-прежнему слабо обеспечены магнием – меньше 90 мг в 1 кг. Больше таких почв в Гомельской (13,7 %) и Брестской (6,1 %) областях. Это связано как с широким распространением в этих областях почв легкого гранулометрического состава, так и с длительным применением в Гомельской области известковой муки, не содержащей магния. Таким образом, для известкования кислых почв лучше использовать доломитовую муку, это позволит повысить содержание в почве магния до оптимального уровня на всей площади сельхозугодий республики. Доломитовую муку рекомендуется также вносить на пахотных почвах с благоприятной реакцией среды, но с низким (меньше 90 мг/кг) содержанием MgO, т.е. в качестве магниевого удобрения (в дозе 2 т/га один раз в три года). Наряду с этим в республике имеется 5,6 % почв с содержанием обменного магния более 450 мг в 1 кг почвы, т.е. актуальной становится проблема его возможного избытка. 4.5. Потребность почв в известковании и дозы удобрений Эффективность известкования зависит от кислотности почв: чем выше кислотность, тем острее потребность в известковании и больше прибавки урожая. О том, что почва кислая ориентировочно можно определить по некоторым внешним признакам. Кислые сильноподзолистые почвы обычно имеют белесый оттенок, ярко выраженный подзолистый горизонт, достигающий 10 см и более. На повышенную кислотность почвы и нуждаемость ее в известковании указывают также плохой рост и сильное изреживание посевов клевера, люцерны, озимой пшеницы при перезимовке, обильное развитие устойчивых к кислотности сорняков: щавелька, пикульника, торицы полевой, лютика ползучего, белоуса, щучки, хвоща и др. Большое количество лебеды и крапивы указывает на то, что почва не только кислая, но и богата элементами питания. Указанные признаки дают лишь приблизительное представление о кислотности почвы и совершенно не могут служить основанием для установления доз извести. Более точно степень нуждаемости почв в известковании можно установить после определения ее гидролитической кислотности, а также степени насыщенности основаниями. Потребность почвы в известковании с достаточной для практических целей точностью может быть определена и по обменной кислотности (рНKCl) с учетом типа и гранулометрического состава почв. Оптимальные интервалы кислотности (рНKCl) для возделывания сельскохозяйственных культур определяются согласно табл. 4.1. 4.1. Оптимальные интервалы кислотности для возделывания сельскохозяйственных культур (рНKCl)
Оптимальное значение показателя кислотности для пахотных дерново-подзолистых почв дифференцируется в зависимости от гранулометрического состава и составляет в целом по республике рНKCl 6,0 – 6,2. В настоящее время средневзвешенный показатель кислотности (рНKCl) составляет 5,9. В почвах районов, загрязненных стронцием-90, где кальций является наиболее существенным антагонистом стронция-90, кислотность почв доведена до оптимальных значений. Можно считать, что в настоящее время достигнута нижняя граница оптимального показателя и задача состоит в том, чтобы поддерживать его на достигнутом уровне. Почвы, сильно нуждающиеся в известковании, известкуют в первую очередь, средне нуждающиеся – во вторую и слабо нуждающиеся – в третью очередь. На почвах I и II групп кислотности проводится мелиоративное (основное), на почвах III и IV групп – поддерживающее известкование, рассчитанное на нейтрализацию воздействия подкисляющих факторов при относительно благоприятном исходном уровне кислотно    сти по типам севооборотов в зависимости от их насыщения кальциефобными и кальциефильными культурами. В севооборотах с высоким уровнем насыщения льном, картофелем и люпином известкование проводят при рНКС1 5,5 и ниже (на песчаных почвах – 5,25 и ниже). Рекомендуется вносить известь непосредственно под эти культуры или за четыре и более лет до их посева. В севооборотах с чувствительными к кислотности культурами в первую очередь необходимо известковать не только сильно, но и средне нуждающиеся в известковании почвы. Внесение известковых материалов проводится после уборки основного и побочного урожая возделываемой культуры. Повторное известкование пахотных почв и перезалужаемых земель разрешается не ранее чем через 4 года проведения их агрохимического обследования. Очень важно определить оптимальную дозу извести с учетом особенностей почвы и возделываемых культур. Наиболее точно это можно сделать по гидролитической кислотности (в тоннах СаСО3 на 1 га). В этом случае величину гидролитической кислотности (Нг), выраженную в миллиэквивалентах (мэкв) в 100 г сухой почвы, умножают на коэффициент 1,5, т.е. доза СаСО3 = Нг ∙ 1,5. Формула получена в результате следующих расчетов. Для нейтрализации 1 мэкв кислотности (ионов Н+) в 100 г почвы требуется 1 мэкв, или 50 мг СаСО3; умножив последнюю величину на массу пахотного слоя одного гектара почвы (3∙106 кг) и разделив на 1∙109 (для пересчета миллиграммов в тонны), получим: доза  Дозы известковых удобрений можно также определять на основании обменной кислотности с учетом типа и гранулометрического состава почв, исходного уровня кислотности (рНКС1), содержания гумуса в почвах, плотности загрязнения территории радионуклидами. Средние дозы известковых удобрений, рассчитанные с учетом этих факторов, для пахотных почв приведены в табл. 4.2 и 4.3, для сенокосов и пастбищ – в табл. 4.4. Они рассчитаны на нейтрализацию полной гидролитической кислотности на глубину пахотного горизонта до 25 см. Известкование кислых почв является одним из эффективных способов снижения поступления радионуклидов из почвы в растения. Внесение извести в дозе, эквивалентной гидролитической кислотности, снижает содержание стронция-90 и цезия-137 в продукции растениеводства в 1,5 – 2 раза, а в отдельных случаях в три раза. Дозы известковых удобрений на этих почвах зависят от плотности загрязнения радионуклидами. При первом уровне загрязнения (1 – 5 Ки/км2цезия-137 и 0,15 – 0,3 Ки/км2 стронция-90) дозы известковых удобрений увеличиваются только на торфяных почвах и дополнительно известкуются рыхлосупесчаные почвы с рНКС1 5,51 – 5,75; связносупесчаные почвы с рН КС1 5,51 – 6,00. При втором уровне загрязнения (5 – 40 Ки/км2 цезия-137 и 0,30 – 3,0 Ки/км2 стронция-90) дозы известковых удобрений устанавливаются из расчета доведения реакции почвенной среды до оптимального уровня за один прием. Доза известкового удобрения в физической массе(Дф) определяется исходя из содержания карбонатов (действующего вещества известкового удобрения), а также влажности и гранулометрического состава удобрения и поправочного коэффициента на вид мелиоранта:  где До – расчетная доза СаСО3, т/га; М – содержание действующего вещества, в пересчете на СаСО3, %; В – влажность, %; А1– доля частиц менее 1 мм, %;А2 –доля частиц 1 – 3 мм, %; А3 – доля частиц 3 – 5 мм, %; А4 – доля частиц более 5 мм, %; 0,7, 0,5, 0,2 – нейтрализующая способность частиц по сравнению с частицами менее 1 мм. При использовании дефеката, карбонатного сапропеля, мела доза определяется по формуле: Дф = До ∙ 104 : М : (100 – В) × 0,8, для мягких мелиорантов: Дф = До ∙ 104 : М : (100 – В). Применительно к доломитовой муке, у которой содержание частиц менее 1 мм приближается к 100%, а влажность незначительна, можно использовать формулу: Дф = Д : 0,95. Внесение пылевидных мелиорантов осуществляется при скорости ветра не более 6 м/с. При определении скорости ветра пользуются данными метеостанций. Внесение мелиорантов в период плохой проходимости машин не допускается. Необходимо соблюдать рабочую скорость движения машин по внесению мелиорантов, установленную ширину рассева и параллельность между смежными проходами. При известковании запрещается вносить мелиоранты машинами с пневматическим приводом рабочих органов при температуре воздуха ниже -30о С, давлении в цистерне с мелиорантом выше 0,15 Па (1,5 кГс/м2), при неисправных моновакуумметрах. Внесение мелиорантов пневматическими разбрасывателями с уклоном более 7о запрещается. На полях с более крутыми склонами необходимо использовать центробежные разбрасыватели. 4.6. Известковые удобрения Известковые удобрения получают размолом или обжигом твердых известковых пород (известняка, доломита, мела) или используют для известкования мягкие известковые породы и различные отходы промышленности, богатые известью. Разведанные в Беларуси запасы карбонатного сырья позволяют полностью удовлетворить потребность страны в известковых удобрениях. На территории Беларуси известно более 470 месторождений карбонатных пород с общими запасами около 2,5 млрд. т. Самым крупным месторождением доломитов, используемых для производства доломитовой муки, является месторождение Руба (Витебская область). Витебское производственное объединение «Доломит», работающее на сырье этого месторождения, более чем на 90 % обеспечивает потребность страны в известковых удобрениях. Кроме доломитовой муки для известкования кислых почв в Беларуси используются мел (около 6 %) и дефекат. Доломитовую муку получают размолом доломита, который содержит 30 – 32 % СаО и 18 – 20 % MgO, а в пересчете на СаСО3 – 95 % и более. Доломитовая мука является очень хорошим известковым удобрением для многих сельскохозяйственных культур (свекла, картофель, лен, клевер, люцерна, гречиха, морковь, лук и др.). Особенно эффективно ее применение на бедных магнием песчаных и супесчаных почвах. При внесении доломитовой муки в почву устраняется или уменьшается отрицательное действие на картофель и лен известкования полными дозами. Сыромолотый доломит получают при размоле доломита. Это очень ценное и более дешевое известковое удобрение. По государственному стандарту он должен соответствовать следующим требованиям: содержание углекислого кальция и магния в пересчете на СаСО3 – не менее 90 %; влажность не выше 10%; содержание частиц размером 5 мм не более 3 %, 3 мм – 6 и 1 мм – не более 19 %. По влиянию на свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, особенно на слабообеспеченных магнием почвах, сыромолотый доломит приближается к доломитовой муке, хотя энергозатраты на его производство на 40% ниже энергозатрат, связанных с производством доломитовой муки. Сыромолотый доломит имеет экологические преимущества: снижаются потери кальция и магния от вымывания и запыленность воздуха. Его можно вносить любыми центробежными машинами, используемыми в сельском хозяйстве. Основной недостаток сыромолотого доломита – пониженная, по сравнению с доломитовой мукой, нейтрализующая способность и повышенная влажность. Поэтому его рекомендуется вносить в безморозный период года. Общие энергозатраты на весь комплекс работ по использованию сыромолотого доломита на 20% ниже энергозатрат, связанных с использованием доломитовой муки. Качество известковых удобрений оценивается не только по содержанию карбонатов, но и по тонине помола. Чем тоньше помол известковых удобрений, тем скорее и полнее они взаимодействуют с почвой и быстрее нейтрализуют кислотность и тем выше эффективность известкования. Государственным стандартом установлены следующие требования к доломитовой муке промышленного производства: содержание нейтрализующих веществ в пересчете на СаСО3 – не менее 95 %, частиц размером менее 0,25 мм – 90 – 95 %, частиц крупнее 1 мм – не более 3 %, влажность – менее 1,5 %. Известняковая мука получается при размоле известняков. По государственному стандарту известняковая мука должна соответствовать следующим требованиям: содержание углекислого кальция и магния в пересчете на СаСО3 – не менее 85 %, влажность – не выше 2 %, содержание частиц размером 0,25 мм – не менее 60 %, больше 1 мм – не более 10 %. По влиянию на свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур на почвах, хорошо обеспеченных магнием, она приближается к доломитовой муке, на почвах, слабо обеспеченных магнием, значительно уступает ей. Мел содержит до 55 % СаО и незначительное количество (0,02 – 0,6 %) MgO, а в пересчете на СаСО3 – 63 – 91 %. Он отличается от известняков большей мягкостью, легче размалывается, действует быстрее молотого известняка и поэтому эффективнее последнего, особенно в первый год. Мел, применяемый для известкования, должен соответствовать следующим техническим условиям: содержание действующего вещества (СаСО3) – не менее 80 %, частиц крупнее 5 мм – не более 20 %, влажность – не более 15 %. К мягким карбонатным породам относятся известковые туфы, гажа, мергель, торфотуфы. Известковые туфы (ключевая известь) чаще всего встречаются в притеррасных поймах, в местах выхода ключей. Содержат 90 – 98 % СаСО3, иногда 80 – 90 % и менее и значительные включения минеральных и органических примесей. По внешнему виду известковые туфы – рыхлая, пористая, легко крошащаяся масса серого цвета, иногда окрашенная примесями гидроокиси железа и органического вещества в темные, бурые и ржавые цвета различной интенсивности. Туфы могут содержать много крупных твердых включений, которые необходимо отсеивать или измельчать. Мергель содержит от 25 до 50 % СаСО3. Встречается в виде рассыпчатой массы и плотной породы. Плотный мергель вывозят на поле зимой и складывают небольшими кучами. Под влиянием влаги и низкой температуры он разрыхляется, переходит в рассыпающуюся массу, которую можно вносить в почву. Торфотуфы – это низинные торфы, богатые известью (от 10 до 50 % СаСО3). Они наиболее пригодны для известкования кислых почв, бедных органическим веществом и расположенных вблизи мест залегания торфотуфов. Дефекат – отходы свеклосахарного производства. Содержит в основном СаСО3 с примесью Са(ОН)2, а также небольшое количество азота, фосфора, калия и органического вещества. Свежий дефекат (дефекационная грязь), содержащий около 40 % воды, подсушивают на воздухе до влажности 25 – 30 %, после чего он становится сыпучим, и в таком виде используют как удобрение. Сухой дефекат содержит 63 – 80 % СаСО3, 10 – 15 % органического вещества, 0,2 – 0,5 % N, 0,2 – 0,7 % Р2О5 и 0,6 – 1,0 % К2О. Его можно применять для известкования кислых дерново-подзолистых почв, а также как местное удобрение. Дефекат эффективен на почвах с гидролитической кислотностью не менее 2 мэкв в 100 г почвы. На сахарных заводах республики накапливается 120 тыс. тонн дефеката, использование которого позволит решить и экологические проблемы утилизации отходов. Сланцевая зола остается после сжигания горючих сланцев на промышленных предприятиях. Содержит 30 – 48 % СаО и 1,5 – 3,8 % MgO. Обладает хорошей нейтрализующей способностью. Зола содержит также калий, натрий, серу, фосфор, некоторые микроэлементы. Этим обусловливается высокая эффективность сланцевой золы при использовании ее для известкования, прежде всего под картофель, лен и другие культуры, положительно реагирующие на эти элементы питания. 4.7. Сроки и способы внесения известковых удобрений Известковые удобрения обладают длительным действием. При внесении полной дозы (основное известкование) они могут положительно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур в течение двух ротаций семи-вось-мипольного севооборота, при внесении половинной дозы – на протяжении одной ротации (6 – 7 лет). Наибольший эффект от известкования проявляется на второй-третий год после внесения известковых удобрений, затем кислотность почвы понемногу повышается и возникает потребность в повторном известковании. Особенно быстро увеличивается кислотность произвесткованных почв при систематическом внесении высоких доз минеральных удобрений, прежде всего физиологически кислых. Периодичность и эффективность повторного известкования зависят от дозы удобрений при предыдущем известковании и доз ежегодно вносимых минеральных удобрений: чем интенсивнее применяются удобрения, тем чаще нужно проводить известкование. Необходимость повторного известкования определяют по данным агрохимического анализа почвы (кислотность, содержание гумуса, содержание обменного кальция и магния с учетом цикличности известкования). При составлении проекта по известкованию кислых почв сельскохозяйственных земель в первую очередь включаются почвы I и II групп кислотности. При определении потребности в мелиорантах используются средние дозы СаСО3 (т/га) по группам кислотности. Эффективность известкования в большой степени определяется равномерным внесением удобрений и тщательным перемешиванием их с почвой. Мелиоранты рекомендуется вносить под культивацию или боронование полей, которое проводят сельскохозяйственные организации. Известкование подразделяется на мелиоративное – проводится на полях с рНKCl I и II групп кислотности, поддерживающее на почвах III и IV групп. В условиях Беларуси известкование можно проводить круглый год. В зимний период проводится только поддерживающее известкование III и IVгрупп кислотности. Почвы I и II групп кислотности известкуются лишь в случаях, если в другое время года не предоставляется возможным проведение этих работ из-за непроходимости на данных полях специализированной техники. Запрещается внесение мелиорантов на замерзшие не покрытые снегом пахотные земли. Глубина снежного покрова, которая не должна превышать 25 см, замеряется непосредственно перед проведением работ по известкованию и указывается в акте приемки работ. Разбрасывающие диски центробежных машин должны быть выше отметки снежного покрова не менее, чем на 40 см. Нарезка бульдозерных проходов в толще снега на известкуемых полях не допускается. При этом снижается сезонность выполнения работ, уменьшаются сроки хранения известковых удобрений, увеличивается оборачиваемость складских помещений, рационально используются машины и механизмы. Чтобы удобрения не сдувались со снега и не смывались талыми водами, зимой их вносят только на ровных площадях (с уклоном не более 3°). Нельзя проводить известкование по твердому насту и снежному покрову толщиной больше 25 см. Влажность удобрений не должна превышать 7 – 8 %, иначе на морозе они смерзаются. Только при выполнении этих условий эффективность зимнего внесения извести не уступает осеннему и весеннему. Качество внесения мелиорантов на конкретном поле или участке определяется на основе следующих показателей: соответствие нормативной дозе внесения; равномерность внесения, включая удобренность поворотных полос, отсутствия просыпания мелиорантов. 4.8. Известковые удобрения в севообороте Особенно отзывчивы на известкование, давая высокую прибавку урожайности, сахарная и кормовая свекла, клевер, люцерна, ячмень, озимая и яровая пшеница, кукуруза и почти все овощные культуры. Поэтому в первую очередь известкуют дерново-подзолистые почвы первой-третьей групп кислотности (рНКС1 менее 5,5), которые отводятся под эти культуры. В севообороте, насыщенном зерновыми культурами, известь можно вносить под озимые, яровые, под покровные клевер и многолетние травы, в кормовых севооборотах – в первую очередь под корнеплоды и кукурузу, а в овощных – под капусту и свеклу или их предшественники. Почвы под посевы льна и картофеля, как уже отмечалось, нуждаются в известковании только при средней и сильной кислотности, так как при высоких дозах СаСО3 картофель поражается паршой, снижается содержание крахмала в клубнях, а лен заболевает кальциевым хлорозом, ухудшается качество волокна из-за нарушения калийного питания и уменьшения усвояемых соединений бора в почве. Чтобы избежать этого, рекомендуется проводить известкование непосредственно под эти культуры на почвах с рНКС1 5,5 и ниже. На произвесткованных почвах в севообороте со льном и картофелем дозы калийных удобрений увеличиваются в первые три года на 20%, вносятся также борные, медные и цинковые удобрения. Лучшим известковым удобрением для льна и картофеля является доломитовая мука. При достаточном содержании в почве калия и соблюдения сроков и правил внесения удобрений существенно увеличивается урожайность картофеля и выход крахмала с единицы площади. На таких почвах возрастает урожайность и качество льна. Полевые опыты Института почвоведения и агрохимии с люпином показали, что отрицательных последствий известкования также можно избежать, если дополнительно вносить калийные удобрения. На дерново-подзолистой суглинистой почве самая низкая урожайность зеленой массы люпина (161 ц/га) была получена на известкованной почве (рНКС1 5,4) с низким содержанием калия (60 мг К2О в 1 кг почвы). При содержании калия 180 мг/кг почвы отрицательное влияние известкования не проявлялось и урожайность зеленой массы люпина была 395 ц/га. Это подтверждает, что даже культуры, не отзывчивые на известкование, при правильном применении макро- и микроудобрений могут давать высокий урожай и после известкования полными дозами, т.е. на почвах с рНКС1 6,0 – 6,5. Плодовые и ягодные культуры, выращиваемые в республике, слабо чувствительны к почвенной реакции, однако при сильной кислотности почти всегда снижают урожайность. Лучший эффект дают магнийсодержащие известковые удобрения. На сенокосах и пастбищах известь вносят по вспаханной почве при перезалужении и коренном улучшении и заделывают культиватором. Поверхностное известкование на этих угодьях неэффективно и может проводиться лишь одновременно с поверхностным улучшением. После известкования в травостоях уменьшается удельный вес злаковых трав и сорняков, а доля бобовых увеличивается, улучшается их рост и развитие. Благодаря этому повышается продуктивность угодий и питательность сена и пастбищных кормов. 4.9. Эффективность известкования Эффективность известкования зависит от степени кислотности почвы, особенностей возделываемых культур, нормы и вида известковых удобрений. Чем больше кислотность почвы и выше доза извести, тем больше эффект от известкования. После известкования сильно- и среднекислых дерново-подзолистых почв урожайность озимой пшеницы увеличивается на 3–7 ц/га, озимой ржи, яровой пшеницы, ячменя – на 2–5, клеверного сена – на 8–15, сахарной и кормовой свеклы – на 40–100, кукурузы (зеленая масса) – на 30–70, картофеля – на 10–20 ц/га. Положительное действие полной дозы извести, по данным БелНИИЗК, проявляется на протяжении 8 – 10 лет и за это время обеспечивает дополнительный урожай, равный примерно 30 ц зерновых единиц с гектара. Каждая тонна известкового удобрения на средне- и сильнокислых почвах дает за ротацию семипольного севооборота общую прибавку урожая всех культур, равную в переводе на зерно 6 – 8 ц, а за две ротации – 12 – 15 ц. Так как известковые удобрения медленно взаимодействуют с почвой, наибольший эффект от известкования проявляется на второй-третий год после внесения. Известкование является основным условием эффективного применения удобрений на кислых почвах. Удобрения на неизвесткованных почвах часто не дают значительного повышения урожая, особенно культур, чувствительных к кислотности почвы. Известкование резко увеличивает эффективность органических и минеральных удобрений. Совместное внесение извести и навоза на кислых почвах способствует получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Под влиянием извести ускоряется разложение навоза и повышается использование содержащихся в нем питательных элементов, а навоз усиливает положительное действие извести на свойства почвы. Совместное внесение извести и навоза позволяет вдвое уменьшить норму навоза без снижения эффективности минеральных удобрений. Известкование способствует резкому повышению эффективности минеральных удобрений и продуктивности культур севооборота. По данным Т. Н. Кулаковской, после известкования сильнокислых почв эффективность минеральных удобрений под озимую пшеницу и ячмень увеличивалась в среднем в 2 – 2,5 раза, под клевер – в 3 – 5 раз, картофель и сахарную свеклу – в 1,5 – 2 раза. Особенно благоприятно сказывается известкование на эффективности физиологически кислых аммиачных и калийных удобрений, а также при внесении известковых удобрений под культуры, отрицательно реагирующие на повышенную кислотность. Экономическая эффективность внесения известковых удобрений подтверждена в многочисленных полевых опытах. На сильно- и среднекислых почвах затраты на известкование окупаются стоимостью дополнительного урожая зерновых за один-два года, кормовых – менее чем за год, а картофеля и овощей – от трех до пяти раз за один год, на слабокислых почвах окупаемость удобрений приблизительно в 1,5 раза меньше. Согласно Программы мероприятий по сохранению и повышению плодородия почв в Республике Беларусь ежегодно с 2011 по 2015 гг. необходимо известковать 474 тыс. га, для чего необходимо 1,6 – 1,7 млн. т доломитовой муки в физическом весе и 300 тыс. т дефеката. Для улучшения качества известкования кислых почв планируется заменить парк используемых машин АРУП-8, РУП-8 на новые машины отечественного производства МХС-10 с распределителями штангового типа. Потребность в машинах МХС-10 с учетом объемов известкования составляет 415 ед. (годовая производительность – 1144 га). ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. На сколько групп делятся растения по отношению к кислотности почв и известкованию? Охарактеризуйте каждую группу. 2. Как влияет повышенная кислотность на свойства почвы и растения? 3. Опишите механизм взаимодействия известковых удобрений с почвой. Как меняются ее свойства после известкования? 4. Расскажите о влиянии известкования кислых почв на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность органических и минеральных удобрений. 5. Дайте краткую характеристику известковым удобрениям. 6. Как определяются потребность в известковании и дозы извести? 7. Назовите способы и сроки внесения известковых удобрений. 8. Каковы особенности известкования в севооборотах со льном, картофелем, люпином? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||