11.4 Кислование почв

Щелочная реакция почвенных растворов и водных вытяжек из почв может быть обусловлена различными по составу соединениями: карбонатами и гидрокарбонатами щелочных и щелочноземельных элементов, силикатами, алюминатами, гуматами натрия. Определяющим моментом в создании щелочной реакции является присутствие гидролитически щелочных солей, чаще всего карбонатов и гидрокарбонатов натрия, присутствие которых в почвенном растворе обусловливает высокую щёлочность.

Щелочная реакция неблагоприятна для большинства растений. Высокая щёлочность обусловливает низкое плодородие почв, их неблагоприятные физические и химические свойства. При рН почвенного раствора, равном 9-10, почвы отличаются вязкостью, липкостью, водонепроницаемостью во влажном состоянии, значительной твёрдостью, цементированностью и бесструктурностью в сухом состоянии.

В почвах содового засоления вследствие щелочной реакции почвенного раствора растворимость кальциевых соединений сильно подавлена. Поэтому, несмотря на высокое содержание карбоната кальция в этих почвах, растения испытывают кальциевое голодание, а это, в свою очередь, усиливает угнетающее воздействие высоких значений рН на растения.

Для химической мелиорации щелочных содово-засоленных почв необходимо замещение обменного натрия на кальций и нейтрализация свободной соды:

;

.

Химическая мелиорация щелочных почв производится путём внесения в почву гипса, нитратов кальция или материалов, содержащих гипс, серную кислоту, сульфат железа.

Из-за малой растворимости кальциевых соединений применение гипса и других кальцийсодержащих мелиорантов на содовозасоленных почвах мало эффективно. Здесь более целесообразно применять кислование почвы с помощью сильных минеральных кислот - H₂SO₄, HCl, HNO₃ или вносить в почву железный купорос FeSO₄. Чаще всего для мелиорации щелочных почв содового засоления используют серную кислоту.

Процесс кислования осуществляется путём непосредственной подачи серной кислоты из цистерны в оросительные системы, где она разбавляется до концентрации 0,8-1,0 % путём регулирования скорости подачи воды, и последующей обработки почвы полученным раствором.

Расчёт количества (норму) кислоты , т/га, необходимого для мелиорации, выполняют по формуле:

,

где - концентрация кислоты, мг/дм³;

- коэффициент, эмпирически полученный для сильных кислот: для Н₂SO₄ = 0,93, для НCl - 0,63, для НNO₃ - 0,60 и т.д.;

- количество соды, содержащееся в мелиорируемой почве, т/га, которое, в свою очередь, определяется по формуле:

,

где - общая щёлочность почвы + поглощённый натрий, м-экв. на 100 г почвы;

- содержание катионов водорастворимого кальция и магния, м-экв. на 100 г почвы, соответственно;

- эквивалентная масса натрия (0,023);

2,31 - переходный коэффициент соды;

- мощность мелиорируемого слоя, см;

- плотность сложения почвы, г/см³.

Для коренной мелиорации норма кислоты рассчитывается на метровый слой почвы, причём промывные нормы после проведения мелиоративной обработки достигают 17 тыс. м³/га. Мелиоративные работы, как правило, проводятся на фоне глубокого закрытого дренажа.

В практике мелиорации почв содового засоления в качестве химического мелиоранта успешно используется и сульфат железа FeSO₄ (железный купорос).

Железный купорос является гидролитически кислой солью, которая при взаимодействии с водой образует гидроксид железа и свободную серную кислоту, воздействующую на почву по описанному выше механизму.

Коренная химическая мелиорация щелочных почв - дорогостоящее мероприятие, но его эффективность существенно возрастает, если использовать в качестве мелиорантов промышленные отходы и, в первую очередь, отработанные минеральные кислоты химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслей промышленности.