Дозы, сроки и способы внесения гипса

В основе расчета потребности солонцовых почв в химических мелиорантах заложена степень насыщенности почвенного поглощающего комплекса кальцием.  Необходимость в химической мелиорации солонцовых почв возрастает при переходе от слабосолонцеватых к солонцеватым почвам и солонцам, то есть с увеличением доли натрия в ЕКО с 5-10 до 20 % и более.

Из уравнения химической реакции взаимодействия гипса и карбоната натрия почвы следует, что для замещения 1 г натрия по эквивалентной массе необходимо 0, 086 г СаSO₄⋅ 2Н₂О, тогда для замещения избытка натрия в 1 г почвы до безопасного содержания (К) – 0, 086 (Na – KТ)/100 г (СаSO₄⋅ 2Н₂O). Для слоя почвы толщиной 1 см на площади в 1 га (10⁸ см²) доза гипса Д (т/га) составит:

где: Na – содержание натрия, ммоль на 100 г почвы;

      K – коэффициент безопасного содержания натрия, как правило, равен 0, 1 (10%);

     Т – ёмкость поглощения, ммоль на 100 г почвы.

Для всего мелиорируемого слоя (H, см) почвы при объемной массе d (г/см³) эквивалентная доза гипса Д (т/га) составит:

где: 0, 086 – мг-экв CaSO₄⋅ 2H₂O, г;

      Na – содержание натрия, ммоль на 100 г почвы;

         K – коэффициент безопасного содержания натрия, как правило, равен 0, 1 (10%);

          Т – емкость поглощения, мг-экв/100 г почвы;

         H – мощность мелиорируемого слоя, см;

          d – объемная масса мелиорируемого слоя, г/см³.

Пример. В массиве южного чернозема солонец характеризуется емкостью поглощения Т=25 ммоль/100 г почвы, содержание натрия Nа=6 мг-экв/100 г почвы, мощность мелиорируемого слоя Н=25 см, объемная масса мелиорируемого слоя d=1, 6 г/см³.  Доза гипса СаSO₄ ⋅ 2Н₂O при этом составит:

Д = 0, 086 (5 – 0, 1 ⋅ 20) ⋅ 20 ⋅ 1, 7 = 12, 0 т/га.

По степени насыщенности солонцов кальцием их подразделяют на:

§ ненасыщенные кальцием – при содержании его в поглощающем комплексе менее 70 %.    

Такие солонцы встречаются в полупустынной зоне;

§ насыщенные кальцием – при его содержании в поглощающем комплексе около 70 % от    

суммы катионов. Доза гипса для мелиорации таких солонцов может быть определена по

вышеприведенной формуле.

Ненасыщенные солонцы могут быть многонатриевые, или типичные, и малонатриевые, то есть с содержанием поглощенного натрия менее 10 % от суммы катионов. Норма внесения гипса для многонатриевых солонцов должна соответствовать сумме замещаемого поглощенного натрия до уровня 10 % и части магния, которая превышает 30 % от суммы катионов:

Для малонатриевых солонцов дозы гипса определяются по содержанию поглощенного магния:

Для солонцовых почв, содержащих карбонат натрия (соду), увеличивают норму внесения гипса для нейтрализации негативного действия соды на растения. Насыщение почвенного поглощающего комплекса кальцием почв сухостепной и полупустынной зон до 65-70 % способствует подавлению диспергирующей роли натрия и магния.

В условиях степного богарного (неорошаемого) земледелия гипсование эффективно при условии среднегодового количества осадков более 400 мм. В сухостепной зоне со среднегодовым количеством осадков менее 300-350 мм химическая мелиорация эффективна только при орошении.

Большие дозы гипса можно вносить поэтапно в течение 2-3 лет. Лучшее место в севообороте для внесения гипса – чистые пары и пропашные культуры. Вносят его обычно под зяблевую вспашку. Допустимо вносить гипс под яровую пшеницу и однолетние травы. На корковых солонцах гипс вносят после вспашки с заделкой культиваторами. На средних и глубоких столбчатых солонцах с мощностью перегнойного слоя более 20 см гипс заделывают плугами с предплужниками. На солонцах с меньшей мощностью перегнойного горизонта гипс вносят в два приема: перед вспашкой и под культивацию после вспашки. Причем соотношение первой и второй частей дозы зависит от количества выворачиваемого плугами на поверхность солонцового горизонта: чем его больше, тем большая часть дозы вносится после вспашки.

Солонцы и солонцеватые почвы, как правило, встречаются пятнами среди зональных почв. Если они занимают до 30 % площади поля, то гипс вносят по солонцовым пятнам, если более 30 %, гипсование проводят по всей площади.

Для определения примерных норм внесения гипса можно пользоваться зональными рекомендациями:

          в зоне черноземов:

§ на корковых содовых солонцах норма составляет 8-10 т/га,

§ при слабой щелочности – 3-4 т/га,

§ на средне- и глубокостолбчатых солонцах – 3-4 т/га,

§ при наличии соды 5-10 т/га;

          в зонах каштановых и бурых почв:

§ на солонцеватых почвах – 1-3 т/га,

§ на средне- и глубокостолбчатых солонцах – 3-5 т/га,

§ на корковых хлоридно-сульфатных солонцах – 5-8 т/га

Мелиорирующее действие материалов для гипсования зависит от его растворимости, определяющаяся влажностью почвы, гранулометрическим составом мелиоранта и степенью перемешивания с солонцовым слоем. Поэтому в условиях орошении дозы гипса могут быть уменьшены на 25-30 %, в богарных условиях его лучше вносить под чистые пары, при их отсутствии – при основной обработке под однолетние травы, пропашные или яровые зерновые культуры.

Материалы для гипсования

Гипс сыромолотый (СаSO₄ ⋅ 2Н₂O) представляет собой серый или белый мягкий порошок, содержащий 71-73 % (класс Б) и 85 % (класс А) CaSO₄⋅ 2H₂O. Получается путем размола природного гипса. Остаток на сите с размером ячеек 0, 25 мм не должен быть более 25 %. (до 85 %) СаSO₄. Получается при размоле природного гипса. В воде плохо растворим, поэтому на эффективность влияет тонина помола. Гранулометрический состав: все частицы должны иметь размер < 1 мм, не менее 70 % частиц – < 0, 25 мм при влажности не более 8 %. Большая влажность приводит к слеживанию гипса, превращая его в глыбы.

Фосфогипс – отход производства двойного суперфосфата, преципитата и экстракционной фосфорной кислоты, представляет собой серый или белый порошок, содержащий 70-75 % (89-93 %) СаSO₄ и 1, 5-3 % Р₂O₅ (15-25 кг/т). По эффективности превосходит гипс. При большой влажности слеживается, поэтому, как и сыромолотый гипс, его хранят в сухих хранилищах. При применении учитывают содержащийся в нем фосфор.

Сыромолотый гипс и фосфогипс можно использовать как кальциевое удобрение под бобовые культуры из расчета 300-400 кг/га.

Глиногипс – природные залежи рыхлой, не требующей размола, породы, с содержанием до 60-90 % СаSO₄ и 1-11% глины.

Пиритные огарки и технические кислоты, например, серную Н₂SO₄, азотную НNO₃ и фосфорную Н₃РO₄ также можно использовать для кислования щелочных почв.

Кислование – более быстрый и эффективный, но экономически более затратный способ устранения щелочности почвенного раствора, при это в ППК натрий заменяется на водород. Несмотря на это, улучшаются питание растений и доступность азота, фосфора и других питательных веществ.

Для замены натрия в ППК можно применять кальцийсодержащие отходы промышленности, например, дефекат, однако использование их ограничено.

Самогипсование

Некоторые хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные солонцы каштановых почв могут содержать на глубине 35-45 см слои гипса. Для окультуривания таких почв применяют самогипсование, то есть проводят плантажную вспашку трехъярусным плугом на глубину 45-50 см, при которой происходит перемешивание гипсоносного слоя с верхним солонцовым горизонтом. Весной после глубокой вспашки поле выдерживают до 1, 5 месяца под паром, затем дискуют и проводят вспашку через каждые 30-40 дней. В зимний период применяют снегозадержание, а на следующий год высевают яровую пшеницу с подсевом многолетних трав, например, люцерны, житняка, донника и др.

При высоком содержании в подпахотном слое карбоната кальция (известковых пород) его также можно использовать для самомелиорации солонцовых почв, однако действие СаСO₃ значительно уступает гипсу CaSO₄⋅ 2H₂O. Образующийся при этом Na₂SO₄ удаляется орошением. Для самомелиорации проводят обработку степных и лугово-степных солонцов плантажными трехъярусными или иными мелиоративными плугами. При однократной обработке в степной зоне получают устойчивые прибавки урожаев зерновых культур – 0, 4-0, 6 т/га, сена трав – 0, 7-0, 8 т/га.

Иногда применяют метод планировки, то есть перевозят незасоленную почву на солонцовые участки на протяжении 3-5 лет из расчета 500 т на 1 га. Метод трудоёмок, требует больших экономических затрат и не может получить широкого распространения.

Для улучшения свойств слабосолонцеватых почв, как правило, прибегают к самомелиорации, землеванию и фитомелиорации.

Землевание – прием перемещения скрепером (бульдозером) на солонцеватые (солонцовые) пятна плодородной почвы прилегающего основного зонального типа почв, чаще всего черноземов, слоем 15-20 см. В расчете на 1 га попадает примерно 10 т кальция, часть которого вовлекается в мелиорацию нижележащего солонцеватого (солонцового) горизонта.

Фитомелиорация эффективна при любых видах мелиорации при условии правильного подбора культур, чередования и оптимальных технологиях возделывания. Для различных регионов России разработаны группировки культур по соле- и солонцеустойчивости, устойчивости к засухе, переувлажнению и иным неблагоприятным условиям. Так, в структуре мелиоративного севооборота соотношение площадей пара и культур должны способствовать интенсивному рассолению и рассолонцеванию с учетом используемых видов мелиорации (гипсование, кислование, самогипсование, землевание). Фитомелиорация в комплексе с другими видами мелиорации должна способствовать обеспечению оптимального режима органического вещества почвы для улучшения водопрочной структуры, повышения биологической активности и активации взаимодействия мелиоранта с ППК.

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: