РОЗДІЛ 4. ХІМІЧНА МЕЛІОРАЦІЯ ҐРУНТІВ

Меліорація – це заходи, спрямовані на докорінне і пришвидшене комплексне окультурення (розширене відтворення родючості) малопродуктивних ґрунтів, охорона їх від деградації та усунення негативних явищ під час землекористування в результаті поліпшення їх морфології, складу, властивостей і режимів. Серед різноманітних меліоративних заходів, спрямованих на поліпшення якості сільськогосподарських угідь, хімічна меліорація ґрунтів посідає одне з чільних місць у системі інтенсивного землеробства.

Хімічною меліорацією ґрунту називають комплекс заходів, спрямованих на докорінне поліпшення його властивостей з метою підвищення продуктивності сільськогосподарських культур. Це заміна небажаних у складі ґрунтового вбирного комплексу катіонів (водню, алюмінію, заліза, мангану в кислих ґрунтах і натрію – в лужних ґрунтах на кальцій). Надмірну кислотність ґрунту усувають вапнуванням, а надмірну лужність – гіпсуванням. Хімічну меліорацію проводять до внесення добрив з метою створення оптимальної реакції ґрунтового розчину, ліпшого засвоєння елементів живлення з ґрунту і внесених добрив. Її зазвичай проводять один раз за ротацію сівозміни або за кілька років. Основне цільове завдання – створити високу буферну ємність ґрунтів, що забезпечуватиме їх стійке функціонування за різних умов зовнішніх впливів і навантажень. Хімічну меліорацію ґрунтів не слід розуміти надто спрощено – тільки як спосіб нейтралізації зайвої кислотності чи лужності. Як її складові також треба розглядати способи корінного за запасного збагачення ґрунтів біогенними елементами, застосування природних і штучних меліорантів (так званих структурних меліорантів) для створення в ньому стійкого органо-мінерального комплексу, поливні води з добавками відповідних меліоративно-активних речовин, залучення в меліоративну дію (наприклад, унаслідок плантажу) внутрішньоґрунтових речовинних ресурсів та інших, у тому числі й непрямі впливи, що докорінно змінюють агрохімічну якість ґрунту.

Хімічні меліоранти – речовини або суміші речовин природного чи техногенного походження, які вносять у ґрунти з метою їх хімічної меліорації (гіпс, фосфогіпс, крейда, дефекат, породи, що містять більш як 10 % сполук кальцію – леей, червоно-бурі глини, кальцієво-залізовмісні шлами металургійних та інших підприємств тощо).

Ґрунти з підвищеною кислотністю найбільш поширені на Поліссі, в західних регіонах Лісостепу та Карпатській буроземно-лісовій області. Солонцеві комплекси і повторно осолонцьовані ґрунти трапляються майже в усіх регіонах Лівобережної України, але найбільші їх площі в Південному Степу.

Регіони поширення кислих ґрунтів достатньо забезпечені вологою (ГТК > 1), із меншою континентальністю клімату та переважанням елювіального (промивного, застійно-промивного) типу ґрунтоутворення. У південних регіонах, навпаки, переважають дефіцит вологи та акумулятивний (непромивний) тип ґрунтових процесів. Ґрунти Лісостепу займають проміжне положення – їм притаманний як елювіальний, так і акумулятивний типи ґрунтоутворення. Вони займають майже 35 % загальної площі сільськогосподарських угідь і мають різну кислотно-основну буферну здатність. Кислотно-основна буферна здатність ґрунту – це його здатність протидіяти явищам підкислення або підлуження і нейтралізувати добавлення кислоти чи луги, що надійшли в нього.

Природна кислотність ґрунтів формується під час трансформування органічної частини ґрунту. За низького вмісту в рослинних рештках лужноземельних металів і білкових сполук, насамперед в анаеробному середовищі, процес бродіння завершується утворенням різноманітних органічних кислот. Вони сильно підкислюють ґрунт, особливо за відсутності їх нейтралізаторів.

За надходження в ґрунт значної кількості органічних речовин починають інтенсивно розвиватися глейові процеси, які розхитують кристалічні гратки глинистих мінералів, призводять до утворення вільних оксидів алюмінію та заліза. Ці оксиди разом із реакційно-активними органічними кислотами утворюють комплекси і вимиваються з верхньої частини ґрунтового профілю.

Важливу роль у формуванні кислотно-основного режиму відіграють буферні властивості ґрунтів, як їх здатність протистояти вторинному підкисленню чи підлуженню. Цю здатність оцінюють за буферною ємністю – безрозмірною величиною, яку визначають у кислотному й лужному інтервалах навантажень і зазвичай вказують за 100-бальною шкалою (табл. 4.1).

Таблиця 4.1. Класи ґрунтів за кислотною та лужною буферною ємністю (С. А. Балюк, Р. С. Трускавецький, Ю. Л. Цапко та ін., 2012)

4.1. Відношення сільськогосподарських культур до реакції ґрунту

Урожай сільськогосподарських культур залежить від показника pH ґрунту, оскільки він визначає: доступність поживних речовин (потенціал токсичності); активність мікроорганізмів; сприйнятливість організмів до захворювань; потенційну шкоду культурі, яку завдають деякі гербіциди.

Засвоєння елементів живлення рослинами відбувається за відповідної реакції ґрунтового середовища. Вважають, що оптимальні значення pH для засвоєння рослинами елементів живлення з ґрунту такі: азоту – 6-8; фосфору – 6,25; калію і сірки – 6–8,5; кальцію і магнію – 4,5–6; бору, міді та цинку – 5–7; молібдену – 7–8,5.

За ступенем кислотності та лужності ґрунти поділяють на десять груп (табл. 4.2).

За логарифмічною шкалою, ґрунт із pH 6 у 10 разів кисліший, ніж із pH 7, а ґрунт із pH 5 у 100 разів кисліший, ніж із pH 7.

Відомі рідини мають такі показники pH: сік лимонний – 3, сік апельсиновий – 4, молоко – 6, чиста вода – 7, морська вода – 8, мильний розчин – 9. У чистій атмосфері без домішок опади підкислюються вуглекислим газом і pH досягає рівня 5,6– 6,0. "Кислими" вважають опади у вигляді дощу або снігу зі значенням pH < 5,6.

Таблиця 4.2. Групування ґрунтів за ступенем кислотності та лужності (С. А. Балюк, Р. С. Трускавецький, Ю. Л. Цапко та ін., 2012)

Карту, на якій нанесено ареали кислих ґрунтів за ступенем кислотності називають картограмою кислотності. Її використовують: 1) під час розробки проектів меліорації; 2) нарізання полів сівозмін і планування розміщення сільськогосподарських культур; 3) бонітування та оцінювання земель; 4) диференціації вапнування та застосування добрив.

Для кожного виду рослин є сприятливіший для росту і розвитку інтервал реакції ґрунтового середовища. Для більшості рослин і ґрунтових мікроорганізмів оптимальною є слабокисла і дуже слабокисла реакція ґрунтового середовища (рНсол 6–7). Проте відомі культури, для яких найліпшим є кисліше середовище, але вони добре ростуть за широкого інтервалу pH (табл. 4.3).

За відношенням до кислотності ґрунту, а відповідно, і за реакцією на вапнування, сільськогосподарські культури умовно поділяють на п'ять груп.