РОЗДІЛ 4. ХІМІЧНА МЕЛІОРАЦІЯ ҐРУНТІВ

I група – солонцеві ґрунти, які нині за умов дефіциту ресурсозабезпечення не потребують докорінної витратної меліорації. їх родючість підвищують внесенням підвищених норм органічних і мінеральних добрив, запровадженням травосіяння та солестійких культур. До цієї групи належать чорноземи і темно-каштанові слабосолонцюваті ґрунти з плямами солонців до 10 %, а також раніше плантажовані солонцеві ґрунти.

II група – солонцеві ґрунти, що потребують хімічної меліорації. Це чорноземи і каштанові солонцюваті ґрунти з питомою часткою солонців відповідно 10–30 і 30–50 %, зрошувані обмежено придатними водами повторно осолонцьовані ґрунти.

III група – солонцеві ґрунти, придатні для меліоративної плантажної оранки. До цієї групи належать темно-каштанові і каштанові солонцюваті ґрунти з неглибоким (до 40–50 см) заляганням карбонатів і (або) гіпсу.

IV група – солонцеві ґрунти. Обмежено придатні для сільськогосподарського використання. Вони потребують поліпшення безвідвальним обробітком, хімічною та фітомеліорацією. До них належать лучно-чорноземні й лучно-каштанові солонцюваті ґрунти та їх комплекси із солонцями (25–50 %).

V група – солонцеві ґрунти, непридатні для меліорації й обробітку. До цієї групи входять лучно-чорноземні й лучно-каштанові солонцюваті ґрунти та їх комплекси з лучними солонцями (понад 50 %). Якщо вони були розорані, їх необхідно вивести з обробітку для створення культурних сіножатей і пасовищ.

Метод хімічної меліорації передбачає внесення у солонцеві ґрунти кальцієвмісних речовин (гіпс, фосфогіпс, крейда, вапно, хлорид кальцію), кислот чи кислих форм меліорантів (сульфати заліза й алюмінію, пірит). Серед прийомів хімічної меліорації найпоширенішим є гіпсування.

Гіпсування – внесення гіпсу з метою хімічної меліорації солонцюватих і солончакуватих ґрунтів, які мають велику частку натрію в ҐВК і лужну реакцію, що й зумовлює несприятливі фізичні, хімічні, фізико-хімічні та біологічні властивості й низьку родючість ґрунту.

Теоретичною основою гіпсування є концепція К. К. Гедройца про провідну роль обмінного натрію в солонцевому процесі ґрунтоутворення. Дія гіпсу виявляється в тому, що внесений кальцій витісняє обмінний натрій з ГВК, створюючи переважання іонів кальцію в ґрунтовому розчині, внаслідок чого зменшується рухливість ґрунтових колоїдів (гумусу, глини та ін.), нейтралізується лужність і створюються умови для окультурення ґрунту.

Гіпс ефективно діє лише в тому разі, коли підґрунтові води лежать глибше за 1,2–1,5 м, інакше продукти обмінних реакцій (зокрема сульфат натрію) не виносяться вниз по ґрунтовому профілю й розсолювання не відбувається.

Лужна реакція ґрунту несприятлива для вирощування більшості сільськогосподарських культур, знижує доступність для рослин фосфору, заліза, мангану й бору. Основною причиною загибелі рослин на засолених ґрунтах є високий осмотичний тиск ґрунтового розчину, який перевищує тиск їх клітинного соку, внаслідок чого зменшується надходження води в окремі тканини, збільшується транспірація, погіршуються асиміляція, дихання та утворення цукрів, що призводить до висихання й загибелі рослин.

Потреба у хімічній меліорації солончакуватих ґрунтів зростає (від слабкої до середньої і сильної) зі збільшенням частки натрію в ГВК з 5 до 20 %. Тому гіпсування більше потребують солончакуваті ґрунти (містять 10–20 % іонів Na+) і солонці (містять більш як 20 % іонів Na+ у ГВК).

Властивості слабкосолонцюватих ґрунтів поліпшують за допомогою землю- вання і фітомеліорації.

Землювання – це засипання солонцюватих плям родючим (зазвичай чорноземом) шаром ґрунту 15–20 см.

Фітомеліорація – раціональний добір культур та оптимальних технологій їх вирощування. Частка пару та інших культур у сівозміні (люцерна, буркун, багаторічні злакові трави тощо) мають сприяти розсоленню і розсолонцюванню із застосуванням інших видів меліорації (гіпсування, кислування, землювання, самоусування). Наприклад, конюшина і люцерна, мають глибоку кореневу систему, тому кальцій переміщується з глибоких шарів ґрунту (материнської породи) й накопичується в орному шарі. Він витісняє з ГВК натрій, що сприяє розсоленню ґрунту, а його лужна реакція зміщується в бік нейтральної.

У контексті проведення земельної реформи в районах поширення солонцевих ґрунтів передбачено виведення з ріллі сильносолонцюватих ґрунтів і солонцевих комплексів, де плями солонців займають 50 % і більше, для запровадження на них культурних сіножатей і пасовищ. Для їх створення залучають адаптовані до ґрунтових умов соле- та солонцестійкі культури (табл. 4.13).

У посушливих районах Степу, де під солонцевим горизонтом на глибині 30–50 см залягають багаті на гіпс і карбонати кальцію шари ґрунту, гіпсування здійснюють за методом самогіпсування. Для цього проводять плантажну оранку на глибину 50–60 см (залежно від глибини залягання гіпсоносного шару ґрунту). Багатий на кальцій шар ґрунту під час оранки виноситься на поверхню і перемішується із солонцевим горизонтом. Глауберова сіль Na2SO4 • 10Н2О, що утворюється внаслідок взаємодії кальцію гіпсу з ГВК, поступово вимивається у нижні шари ґрунту, а кислотність ґрунтового розчину зміщується у бік нейтральної. Плантажна оранка солонців також сприяє руйнуванню досить щільного водонепроникного мулуватого горизонту, в якому гальмуються всі мулувато-пилуваті часточки, що переважно розміщені на глибині 18–20 см. Крім того, поліпшуються фізичні, фізико- хімічні властивості і водний режим солонців, створюються сприятливі умови для збагачення ґрунту рухомими формами елементів живлення та для вимивання легкорозчинних солей. Післядія плантажної оранки виявляється впродовж 50 років.

Меліоративну плантажну оранку не рекомендується проводити на солонцях солончакових і солончаках приморських, на солонцях лучно-каштанових оглеєних і солонцях оглеєних, на солонцевих ґрунтах, що мають глибину скипання карбонатів нижчу за 55 см, на ґрунтах з карбонатними ґрунтоутворювальними породами нелесового генезису (мергелізованими й червоно-бурими глинами, вапняками, морськими третинними глинами та ін.), на мочаристих солонцевих ґрунтах.

Таблиця 4.13. Групи сільськогосподарських культур за соле- та солонцестійкістю (Π. М. Чапко, Μ. Г. Нагарний, 1987; М. 1. Чайка, 2010)

Норми гіпсу визначають за еквівалентною кількістю натрію в ГВК. який має бути замінений на кальцій. Різниця між загальною кількістю обмінного натрію і безпечною його кількістю в ґрунті (зазвичай 5–10 % ємності катіонного обміну) становить кількість натрію, яку потрібно замінити на кальцій. Для заміщення 1 г натрію за еквівалентною масою потрібно 0,086 г CaSO4 • 2Н2O. Виходячи з цього, норму гіпсу Н (т/га) розраховують за такою формулою:

де 0,086 – 1 смоль CaSO4 • 2Н2O, г; Na – вміст натрію у ґрунті, смоль/кг; К – частка допустимого вмісту натрію в ємності катіонного обміну ґрунту (0,05–0,10), за якої гіпсування не проводять; Т – ємність катіонного обміну, смоль/кг ґрунту; h – товщина меліорованого шару ґрунту, см; d – об'ємна маса меліорованого шару ґрунту, г/см3.