СИСТЕМА ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

1. 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 почвенном растворе повышается концентрация ионов кальция, которые вытесняют водород из почвенного поглощающего комплекса.

Известь также нейтрализует свободные органические (гуминовые) кислоты и азотную кислоту, образующуюся в процессе нитрификации.

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.

После известкования улучшается жизнедеятельность бактерий, разлагающих органические фосфаты почвы, создаются благоприятные условия для деятельности силикатных бактерий, разлагающих труднодоступные для растений калийсодержащие минералы.

Известкование представляет собой мощный фактор мобилизации питательных веществ почвы. С одной стороны, это объясняется интенсивной деятельностью различных групп микробов, с другой – переходом труднодоступных соединений в легкодоступные под влиянием изменения реакции среды.

Сильное действие оказывает известкование на такие организмы, как нитрификаторы, клостридиум и целлюлозоразрушающие бактерии. В результате этого улучшается приживаемость клубеньковых бактерий и увеличивается общая их численность. Количество же различных грибов, наоборот, уменьшается, например, погибает возбудитель килы у крестоцветных, фитофтора.

При наличии подвижных полуторных оксидов (алюминия и железа) в кислой почве преобладают труднодоступные фосфаты железа и алюминия. При известковании алюминий и железо переводятся в неподвижное состояние и фосфор связывается преимущественно в фосфаты кальция, более доступные для растений.

Под влиянием извести значительно увеличиваются подвижность фосфатов почвы и коэффициент использования их растениями. Поэтому при известковании почвы дозы внесения фосфорных удобрений можно несколько уменьшить.

В связи с интенсификацией микробиологической деятельности увеличивается содержание нитратов в почве. В растениях при этом накапливается большее количество азота.

При известковании улучшается и калийное питание растений в связи с мобилизацией труднорастворимых соединений калия. Содержание калия в растениях под влиянием известкования увеличивается незначительно, а иногда даже уменьшается. Объясняется это тем, что мобилизация калия в почве при внесении извести идет не так интенсивно, как мобилизация азота и фосфора.

При внесении больших доз извести может проявиться антагонизм кальция и калия. Таким образом, создается широкое соотношение между азотом и калием, а также между кальцием, фосфором, магнием и калием. Поэтому при известковании нужно вносить достаточное количество калийных удобрений для уравновешивания питательного раствора и для более полного использования азота и фосфора. В результате известкования улучшается питание кальцием, который очень сильно вымывается из кислой почвы, вследствие чего улучшается развитие корневой системы растений.

В результате известкования коренным образом изменяются и физические свойства почвы. Прежде всего кальций, внесенный с известью, улучшает микроструктуру почвы, делает коллоиды более водопрочными, причем часто количество водопрочных агрегатов возрастает с увеличением доз извести. Понижается плотность почвы, повышается влагоемкость и гигроскопичность. При этом изменяется аэрация, почва быстрее прогревается, улучшается водный режим. Под влиянием известкования легкие почвы становятся более связными, а тяжелые – более рыхлыми, что уменьшает тяговое усилие при их обработке на 10–15 %.

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.

2. Известковые удобрения делятся:

1) твердые известковые породы, требующие размола или обжига;

2) мягкие известковые породы, не требующие размола;

3) отходы промышленности, богатые известью.

По содержанию СаО и MgО твердые породы делятся на следующие группы: известняки – 55–56 % СаО и до 0,9 % MgО; известняки доломитизированные – 42–55 % СаО и до 9 % МgО; доломиты – 30–32 % СаО и 18–20 % MgО. По содержанию глины, песка и других примесей твердые породы делятся на чистые известковые породы – не более 5% примесей (известняк, доломит); мергелистые или песчанистые, известковые породы – 5–25 %; мергели или песчаные, известковые породы – от 25 до 50 % глины или песка.

К мягким известковым породам относятся известковые туфы – 80–98 % СаСО₃; гажа ( озерная известь) – 80–95 % СаСО₃ и др. Из промышленных отходов сланцевая зола содержит 30–50 % СаО, 1,5–4,0 % MgО, а также другие элементы; дефекат – 60–75 % СаСО₃, 10–15 % органического вещества, а также N, Р₂О₅, К₂О.

Молотые доломитизированные известняки и доломиты. В составе их наряду с карбонатом кальция содержится и карбонат магния. Частицы их менее растворимы и медленнее взаимодействуют с почвой, чем частицы одинакового размера чистой известняковой муки, состоящей в основном из СаСО₃.

Известняковая мука, полученная размолом доломитизированных карбонатных пород и доломитов, благодаря наличию магния для песчаных и супесчаных почв ценится выше, чем известковые удобрения, не содержащие магния. Доломитизированные известняки и доломиты обладают повышенной твердостью и малой растворимостью (не вскипают от разбавленного раствора холодной соляной кислоты).

Наиболее рациональным источником для известкования в Республике Беларусь служат доломиты месторождения Руба (Витебская область).

Мел – наиболее распространенная в Республике Беларусь карбонатная порода, полностью состоящая из СаСО₃ (90-100 % на сухое вещество).

Согласно техническим условиям мел должен содержать не менее 80 % СаСО₃, частиц крупнее 5 мм – не более 20 %, влажность – не более 15 %. Он отличается от известняков большей мягкостью, легче размалывается, действует быстрее молотого известняка и поэтому эффективнее последнего, особенно в первый год. Его целесообразно использовать на почвах, обеспеченных обменным магнием.

Доломитовая мука. Получают размолом доломита, который содержит 25–32 % СаО и 17–21 % MgО (в среднем 95% действующего вещества в пересчете на СаСО₃), влажность – менее 1 %. Это основной известковый мелиорант в республике, производимый Витебским ОАО «Доломит». 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.

В условиях слабокислой реакции доломитовая мука в год внесения взаимодействует с почвой медленнее, чем другие известковые удобрения. Но уже на второй и третий год ее действие проявляется в полной мере.

Сыромолотый доломит. Содержит не менее 90 % СаСО₃, не более 10 % влаги. Из-за повышенной влажности внесение сыромолотого доломита проводится в безморозный период центробежными разбрасывателями. Это удобрение целесообразно использовать в районах Витебской области, прилегающих к заводу «Доломит», а также в районах, имеющих подъездные железнодорожные пути на базах снабжения Райагросервис.

Известняковая мука. Получается при размоле известняков. Содержание углекислого кальция и магния в перерасчете на СаСО₃ согласно государственному стандарту должно быть не менее 85 %, влажность 1,5–2 %, 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.

Жженая (комовая) известь (СаО) с содержанием СаСО₃больше 170 % – сильно- и быстродействующий известковый материал. Перед внесением ее подвергают гашению (обливают водой). При гашении известь переходит в гидрат оксида кальция и магния – Са (ОН)₂ и Mg(ОН)₂, рассыпаясь в порошок (пушенку). Реакция протекает с выделением тепла.

Гашеная известь (пушенка) содержит 135 % в пересчете на СаСО₃. Комовую известь можно гасить в поле путем присыпки ее влажной почвой. Такой способ гашения не позволяет, однако, получить материал необходимого качества, так как часто остается мажущаяся масса.

Известковые туфы (ключевая известь) – мягкая карбонатная порода, содержащая более 75 % СаСО₃ (часто 90–98 % на сухой вес), до 5 % MgO и до 0,5 % Р₂О₅.

Важным свойством большинства известковых туфов является их высокая эффективность без особой доработки. В этом отношении они не уступают или мало уступают молотому известняку. Все же для усиления действия их желательно просеять через сито с отверстиями 3–5 мм.

Озерная известь (гажа) – карбонатная порода, отложенная на дне засохших, замкнутых водоемов из грунтовых вод, богатых кальцием.

Мергель содержит 25–75 % СаСО₃ и глины с песком 20–40 %. Действует медленно, целесообразно применять на легких почвах.

Сапропелевые известняки – илистые отложения на дне озера, обогащенные карбонатом кальция и органическим веществом. Эти известняки нередко залегают под слоем гажи или торфотуфа на глубине более 1–2 м. Сапропелевые известняки являются хорошим материалом для известкования почв. Применяются во влажном состоянии.

Известковые отходы промышленности. Отходы промышленности, содержащие известь, являются дешевым материалом для известкования кислых почв.

Эффективность известковых отходов промышленности нередко является более высокой, чем известняковой муки.

Дефекат – отходы свеклосахарных заводов. Он состоит в основном из СаСО₃ и Са(ОН)₂ и содержит до 40 % СаО. Кроме этого в нем имеется 0,2 – 0,7 % N; 0,2–0,9 % Р₂О₅; 0,3–1 % К₂О, а также 10–15 % органического вещества. Дефекат должен содержать не более 30 % влаги и не менее 60 % СаСО₃. Целесообразно его применять в районах, прилегающих к сахарным заводам. Для его внесения используются машины центробежного типа. Рекомендуется применять в безморозный период на сильно-, среднекислых и высокообеспеченных магнием почвах, при залужении и перезалужении кормовых угодий.

Сланцевая зола – это сухой пылевидный материал с содержанием действующего вещества (СаСО₃) 60–70 %.

Пыль печей и цементных заводов с содержанием СаСО₃ свыше 60 % обычно применяется в хозяйствах, прилегающих к цементным заводам. Эти известковые материалы вносят машинами с закрытыми емкостями и с пневмоустройствами.

3. 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 (рН_KCl) с учетом типа и гранулометрического состава почв.

Оптимальное значение показателя кислотности для пахотных дерново-подзолистых почв дифференцируется в зависимости от гранулометрического состава и составляет в целом по республике рН_KCl 6,0 – 6,2. В настоящее время средневзвешенный показатель кислотности (рН_KCl) составляет 5,81.

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 кислотности 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 рН_КС1 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∙10⁶кг) и разделив на 1∙10⁹(для пересчета миллиграммов в тонны), получим:

Доза известкового удобрения в физической массе (Д_ф) определяется исходя из содержания карбонатов (действующего вещества известкового удобрения), а также влажности и гранулометрического состава удобрения и поправочного коэффициента на вид мелиоранта:

где Д_о – 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:

Д_ф= Д_о∙ 10⁴: М : (100 – В) × 0,8,

для мягких мелиорантов:

Д_ф= Д_о∙ 10⁴: М : (100 – В).

Применительно к доломитовой муке, у которой содержание частиц менее 1 мм приближается к 100%, а влажность незначительна, можно использовать формулу:

Д_ф = 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 -30^о С, давлении в цистерне с мелиорантом выше 0,15 Па (1,5 кГс/м²), при неисправных моновакуумметрах.

Внесение мелиорантов пневматическими разбрасывателями с уклоном более 7^о запрещается. На полях с более крутыми склонами необходимо использовать центробежные разбрасыватели.

4. 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.

В условиях Республики Беларусь 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.

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 (рН_КС1 менее 5,5), которые отводятся под эти культуры.

В севообороте, насыщенном зерновыми культурами, известь можно вносить под озимые, яровые, под покровные культуры, 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 рН_КС1 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.

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.

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. Известкование является основным условием эффективного применения удобрений на кислых почвах.