11.2 Известкование почв
Подавляющее большинство пахотных земель Российской Федерации относится к кислым почвам: на Дальнем Востоке они составляют 94 % пашни, в Центральном районе – 83 %, в Волго-Вятском – до 80 %. По данным государственной агрохимической службы в конце 80-х годов площади кислых почв в РФ занимали 51 млн. га сельхозугодий, в том числе 43 млн. га пашни. Зона кислых – подзолистых и болотных – почв простирается на севере РФ от западных границ до Тихого океана.
Основной особенностью кислых почв является недостаток ионов кальция и избыток ионов водорода в пахотном горизонте, что обусловливает их крайне неблагоприятные агрохимические характеристики.
Понижение рН почвенного раствора отрицательно влияет на усвоение растениями основных элементов их питания - азота, фосфора и калия, на развитие корневой системы растений и обмен веществ в корнях, так как частично изменяет состав протоплазмы корневых клеток.
В почвах с повышенной кислотностью подавляется жизнедеятельность полезных микроорганизмов, почти не развиваются аммонифицирующие и нитрофицирующие микробы, бактерии, разрушающие фосфороорганические соединения и др.
В то же время отдельные формы грибов (пеницилиум, фузариум, триходерма и т.д.), которые выделяют вещества, ядовитые для растений, в кислых почвах развиваются прекрасно и это тоже негативно влияет на жизнь и развитие растений.
Повышенная кислотность уменьшает растворимость ряда соединений микроэлементов, необходимых растениям, например, соединений молибдена, который входит в состав ферментов, превращающих нитраты и аминокислоты почвы в растительный белок. Поэтому культурные растения существенно беднее белковыми соединениями, чем растения, выросшие на чернозёме. Напротив, в кислой среде повышается растворимость подвижных форм алюминия, токсичных для растений.
Кислые почвы отличаются и неблагоприятными физическими свойствами. При недостатке кальция и магния, которые образуют нерастворимые гуматы, гумусовые вещества плохо удерживаются в почве, отчего не только уменьшается запас питательных веществ, но и ухудшается структура почвы. Кислые почвы обладают, как правило, тонко-пылеватым гранулометрическим составом, они бесструктурны, бедны коллоидными частицами и гумусом. Поэтому водный и воздушный режим таких почв оставляет желать много лучшего. Всё это делает кислые почвы малопродуктивными и для повышения их продуктивности необходима коренная химическая мелиорация.
Неблагоприятные свойства кислых почв могут быть устранены вытеснением ионов водорода и алюминия из почвенного поглощающего комплекса (ППК) и замещением их кальцием. Это достигается известкованием почвы, то есть внесением в неё мелиорантов, содержащих Са2+.
11.3 Виды известковых мелиорантов и их
действие на почву
Основной известковый мелиорант - известняк СаСО3 - практически нерастворим в воде, однако под влиянием содержащейся в почве углекислоты постепенно переходит в раствор в виде Са(НСО3)2:
.
Взаимодействие между кислой почвой и внесённым в неё известковым мелиорантом протекает по схеме:
В результате известкования в почве протекает ряд существенных изменений.
Прежде всего, известкование повышает рН почвенного раствора, в результате чего режим питания растений существенно улучшается, поскольку все виды микроорганизмов азотфиксирующих и разрушающих фосфороорганические соединения хорошо развиваются и функционируют в среде, близкой к нейтральной.
Известкование повышает степень насыщенности почвы кальцием и, следовательно, его подвижность и доступность растениям.
При повышенном рН переходят в нерастворимое состояние ионы алюминия и частично марганца и железа, которые при повышенных концентрациях вредны растениям. Зато возрастает растворимость молибдена, входящего в состав ферментов, которые способствуют синтезу растительных белков. Так, известкование существенно повышает содержание белка в пшенице и других сельскохозяйственных культурах, произрастающих на мелиорированных почвах.
Известкование улучшает качественный состав почвенного гумуса: повышается отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот (СГК:СФК) и возрастает ёмкость обмена почвы. Образующиеся в результате известкования нерастворимые гуматы кальция улучшают структуру почвы, её водный и воздушный режимы.
Известкование повышает зимостойкость озимых зерновых культур и многолетних трав: на произвесткованных почвах при любой мощности снежного покрова сохраняется до 90-100 % озимых культур, на кислых – лишь 10-50 %.
Известкование существенно повышает урожаи сельскохозяйственных культур, способствует получению полной отдачи от применения минеральных удобрений. В повышении плодородия почв Нечернозёмной зоны этот мелиоративный приём играет первостепенную роль.
Потребность в известковых материалах покрывается, как правило, за счёт местных ресурсов: залежей рыхлых карбонатных пород и содержащих известь промышленных отходов.