677

Поглотительная способность почвы оказывает большое влияние на превращение в ней минеральных удобрений, определяет степень подвижности их в почве. На почвах с низкой ѐмкостью поглощения при внесении легкорастворимых удобрений возможно вымывание питательных элементов и излишнее повышение концентрации раствора. Поэтому азотные и калийные удобрения на таких почвах лучше вносить небольшими дозами и незадолго до посева. На почвах с высокой поглотительной способностью вымывания питательных элементов и избыточного повышения концентрации раствора не происходит.

Разные почвы отличаются не только общей ѐмкостью поглощения, но и составом поглощѐнных катионов. В большинстве почв в составе поглощѐнных катионов преобладает Са2+, второе место занимает Mg2+ и в значительно меньших количествах находятся К+ и NH4+. Сумма Са2+ и Mg2+ обычно составляет около 90% общего количества обменнопоглощѐнных катионов. В кислых почвах (подзолистых и красноземах) среди поглощѐнных катионов значительную часть составляют Н+ и А13+, а в солонцовых почвах – Na+. Об- менно-поглощенные почвой катионы Са2+, Mg2+, К+ и NH4+ – важный источник питательных элементов для растений, они сравнительно легко вытесняются в раствор и хорошо усваиваются растениями.

От состава поглощѐнных катионов в значительной степени зависят свойства почвы и условия роста растений. Кальций и магний коагулируют органические и минеральные коллоиды, которые лучше сохраняются и накапливаются в почве. Поэтому преобладание в составе поглощѐнных катионов Са2+, например, в черноземах, способствует увеличению ѐмкости поглощения почвы, поддержанию прочной структуры и обу-

91

словливает еѐ хорошие физические свойства, водный и воздушный режимы. Насыщение почвы натрием (у солонцовых почв) вызывает пептизацию коллоидов, что приводит к их вымыванию и обеднению почвы питательными элементами, к разрушению структурных агрегатов и ухудшению еѐ физических свойств (плотное сложение, вязкость и пр.). Кроме того, при наличии натрия в ППК происходит вытеснение этого элемента в раствор в обмен его на другие катионы с образованием соды. Это обусловливает щелочную реакцию раствора, неблагоприятную для развития растений:

(ППК) NaNa + Са(НСО3)2 ↔ (ППК)Са + 2NaНСО3.

При большом содержании в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия они могут переходить в раствор, взаимодействуя с катионами водорастворимых солей и подкисляя его:

K

(ППК) HAl + 4КС1 ↔ (ППК) KK + НСl + AlCl3.

K

Сумму кальция и магния в миллимолях на 100 г почвы в почвенно-поглощающем комплексе называют суммой поглощѐнных оснований (S), а долю их, выраженную в процентах от ѐмкости поглощения, называют степенью насыщен-

ности основаниями (V, %):

V, % = (S × 100)/ ЕКО

Например, ЕКО дерново-мелкоподзолистой почвы равна 14 ммоль/100 г почвы, сумма поглощѐнных оснований (S) составляет 10 ммоль/100 г почвы, тогда V будет равна (10 × 100)/ 14 = 71%. Это означает, что кальций и магний составляют 71%, остальное водород и алюминий.

92

Степень насыщенности почв основаниями приходится учитывать при установлении очередности известкования кислых почв. Группировка почв по сумме поглощѐнных оснований и степени насыщенности почв основаниями приведена в таблице 26.

Таблица 26

Группировка почв по сумме поглощѐнных оснований и насыщенности ими, [24]

Для произрастания растений большое значение имеет соотношение кальция и магния. Наиболее благоприятное соотношение складывается тогда, когда в ППК на долю кальция приходится 80-82%, а на долю магния 15-16%; 2-3% – на аммоний и калий, на водород и алюминий – не более 3%.

Буферность почвы

Буферность почвы – это способность почвы сопротивляться изменению реакции почвенного раствора в сторону подкисления или подщелачивания при внесении физиологически кислых или физиологически щелочных материалов (удобрений, осадков, пылевых выпадений и т.п.). Она в почвенном растворе обусловлена содержанием слабых минеральных кислот (Н2СО3), воднорастворимыми органическими веществами и их солями; в твѐрдой фазе, в основном, зависит от количества органического вещества в почве, содержания и состава обменных катионов в почвенном поглощающем комплексе, то есть от ѐмкости поглощения и степени насыщенности почвы основаниями.

93

Чем больше ѐмкость поглощения почвы, тем выше еѐ буферная способность. Богатые гумусом и более тяжелые по гранулометрическому составу глинистые и суглинистые почвы обладают высокой буферностью. Почвы с низкой ѐмкостью поглощения (песчаные и супесчаные) имеют слабую буферность как против подкисления, так и против подщелачивания. Поглощѐнные основания (кальций, магний и др.) оказывают буферное действие против подкисления, а поглощѐнный водород – против подщелачивания реакции почвенного раствора.

(ППК)Ca+2HNO3 ↔ (ППК) HH +Ca(NO3)2

(ППК) HH +Ca(OH)2 ↔ (ППК)Ca+2H2O

В почвах, насыщенных основаниями, свободные кислоты (например, НNО3) нейтрализуются с образованием в растворе нейтральной соли Са(NO3)2 вследствие поглощения почвой ионов Н+ кислоты в обмен на катионы Са2+, которые из поглощенного состояния вытесняются в раствор. В почвах, не насыщенных основаниями, имеющих обменную или гидролитическую кислотность, происходит нейтрализация щелочи Са(ОН)2 в результате поглощения еѐ катионов в обмен на ионы Н+, которые вытесняются в раствор и связывают ионы ОН- с образованием воды. Чем больше гидролитическая кислотность почвы, тем сильнее выражена буферность еѐ против подщелачивания. Почвы с высокой степенью насыщенности основаниями обладают сильной буферностью против подкисления. Внесение органических удобрений и известкование повышают буферность почвы против подкисления. Органическое вещество почвы обладает высокой буферной способностью, как к подкислению так и к подщелачиванию.

94

Агрохимическое обследование и оценка актуального плодородия почв

Агрохимическое обследование почв проводят специализированные подразделения – центры и станции агрохимической службы – в плановом порядке по договорам с сельскохозяйственными производителями (независимо от форм собственности) с целью агрохимической оценки и контроля за изменением плодородия почв, агроэкологической ситуации и для сертификации земель. Результаты обследования используют для определения потребности в удобрениях и других средствах химизации на всех уровнях управления производством, а также для разработки рекомендаций и проектносметной документации по применению удобрений и химических мелиорантов в хозяйствах, по проведению почво- и природоохранных мероприятий.

Агрохимическое обследование осуществляют на всех типах сельскохозяйственных угодий со следующей периодичностью: на госсортоучастках, в экспериментальных хозяйствах опытных станций и на мелиорированных угодьях – через 3 года, в хозяйствах с интенсивным применением удобрений (более 180 кг д. в. на 1 га) – через 4 года, в хозяйствах с меньшим уровнем применения удобрений – через 5-7 лет.

По результатам анализа устанавливают группу (класс) почвы и оформляют агрохимические картограммы и паспорта полей. Группировка по степени кислотности для обозначения групп почв на картограммах приведена в таблице 27.

Таблица 27

Группировка почв по степени кислотности, определяемой в солевой вытяжке (потенциометрически)

В таблице 28 приведена группировка почв по обеспеченности подвижными формами фосфора и калия в мг/кг почвы. Обеспеченность почвы питательными элементами, в зависимости от биологических особенностей и потребности в элементах питания для разных сельскохозяйственных культур, трактуется по-разному (табл. 29).

Таблица 28

Группировка почв по обеспеченности подвижными формами фосфора и калия по Кирсанову, мг/кг [24]

* – при Р2О5 и К2О >250 мг/кг почвы рекомендуется определять степень подвижности.

Средний уровень обеспеченности для зерновых, зернобобовых культур и трав характеризуют показатели третьей группы, для более требовательных пропашных культур (кормовой и сахарной свеклы, картофеля, кукурузы) – четвертой группы, а для культур с еще более высоким выносом питательных элементов (овощные и некоторые технические, чай, виноград) – пятой группы.

Таблица 29

Обеспеченность различных культур питательными элементами в зависимости от группы (класса) почвы

Данные о содержании подвижных форм питательных элементов позволяют судить о степени обеспеченности ими почвы и потребности в удобрениях, а также корректировать рекомендуемые дозы удобрений под отдельные культуры. При корректировке доз удобрений руководствуются следующим принципом: при большей, чем средняя, обеспеченности почвы питательными элементами рекомендуемую дозу удобрений уменьшают, а при меньшей – повышают. Обычно при разнице в степени обеспеченности на один класс по сравнению со средней обеспеченностью дозы изменяют в 1,25-1,3 раза, а на два класса – в 1,5 раза.

Для прогнозирования потребности в микроудобрениях агрохимические лаборатории проводят анализы почв на содержание подвижных форм микроэлементов и картографирование в соответствии с градациями обеспеченности, разработанными с учетом зональных биогеохимических особенностей. В таблице 30 приведена группировка почв по содержанию подвижных форм микроэлементов в зависимости от требовательности к ним возделываемых сельскохозяйственных культур.

Таблица 30

Группировка почв по обеспеченности микроэлементами с учетом потребности растений [3]

В группу культур невысокого выноса микроэлементов с относительно лучшей способностью их усвоения выделены зерновые хлеба, кукуруза, зернобобовые и картофель. К группе культур повышенного выноса микроэлементов относятся корнеплоды, травы (бобовые, злаковые и травосмеси), овощные и плодовые культуры с высокой и средней усвояющей способностью. Группа высокого выноса микроэлементов включает все перечисленные выше культуры при выращивании на высоком агротехническом фоне (лучшие сорта, обработка почвы и уход за посевами, применение повышенных доз органических и минеральных удобрений, орошение и др.).

При агрохимическом обследовании в почве определяют также содержание подвижных форм тяжелых металлов

(для экстракции используют ацетатный буфер с рН 4,5-4,8) и валовое их количество (извлекаемое 5 М НNО3). Оценку загрязнения проводят путем сопоставления полученных данных с санитарно-гигиеническими нормативами по кратности превышения или установленных с учетом свойств почв ОДК

(табл. 31).

Таблица 31

Предельно допустимые концентрации химических веществ в почвах и допустимые уровни их содержания по показателям вредности

Окончание таблицы 31

Набор контролируемых тяжелых металлов для разных территорий зависит от геохимических особенностей почв, наличия, характера и степени загрязнения. Поэтому сначала выявляют основные загрязнители, наличие точечных источников загрязнения.

На содержание тяжелых металлов и фтора государственные центры и станции агрохимической службы России ежегодно обследуют 10-12 млн. га сельскохозяйственных земель, около 1 млн. га которых классифицируются по результатам обследования как загрязненные.

Вопросы для повторения:

1. Перечислите основные показатели, характеризующие свойства почвы в связи с питанием растений и применением удобрений. 2. Из каких частей состоит почва? Их краткая характеристика. 3. Каково значение минерального состава почвы – источника питательных веществ для растений? 4. Расскажите о роли органического вещества почвы в еѐ плодородии и питании растений. 5. Перечислите виды поглотительной способности. 6. Роль биологической поглотительной способности в питании растений 7. Какие виды поглотительной способности проявляются при внесении аммиачной селитры, известняковой муки, суперфосфата? 8. Чем обусловлена буферная способность почвенного раствора и твѐрдой фазы почвы? 9. Что такое ѐмкость катионного обмена и степень насыщенности почв? Как эти показатели влияют на питание растений? 10. С какой целью проводится агрохимическое обследование? 11. Что такое агрохимические картограммы? 12. Как используются агрохимические картограммы в производстве? 13. Перечислите группировку почв по обеспеченности подвижными формами фосфора и калия.

99

Лекция 2. Химическая мелиорация почв

Понятие, значение химической мелиорации почв.

Виды почвенной кислотности, их значение при применении удобрений.

Отношение различных сельскохозяйственных культур

ккислотности почв и известкованию.

Действие известкования на развитие сельскохозяйственных культур и свойства почвы.

Известковые удобрения.

Установление степени нуждаемости почв в известковании и расчѐт доз извести.

Способы и сроки внесения известковых удобрений в

почву.

Место внесения извести в севооборотах. Особенности известкования в различных севооборотах.

Эффективность известкования почв.

Гипсование солонцовых почв.

Технологические схемы применения мелиорантов.

Понятие, значение химической мелиорации почв

Химическая мелиорация почв – создание оптимальной реакции среды путем проведения известкования и гипсования почв. Она направлена на улучшение агрохимических, агрофизических и биологических свойств почв.

Известкование – внесение в почву кальция и магния в виде карбоната, окиси или гидроокиси для нейтрализации кислотности. По результатам агрохимического обследования на 1 января 2005 года в РФ кислые почвы (рН ≤ 5,5) занимали 34,7 млн. га пашни, или 32,4 % от обследованной пашни

(107,1 млн. га).

На территории Пермского края преобладают дерновоподзолистые и серые лесные почвы.

100