РОЗДІЛ 4. ХІМІЧНА МЕЛІОРАЦІЯ ҐРУНТІВ

За наявності даних про вміст у ґрунті рухомих сполук алюмінію і мангану потребу у вапнуванні уточнюють також і за цими показниками.

Відомості про агрохімічні показники, які визначають потребу ґрунту у вапнуванні, вміщено в ґрунтових та агрохімічних картах (картограмах) і паспортах полів, які на замовлення землекористувача періодично оновлює агрохімічна служба.

Основне вапнування проводять на сильно кислих ґрунтах, підтримувальне, розраховане на компенсацію підкислювальних чинників, на ґрунтах з відносно сприятливим рівнем кислотності з урахуванням типу сівозмін і насиченості їх кальцієфобними і кальцієфільними культурами.

Якщо в господарстві з фінансово-економічних причин не можна відразу провапнувати всі площі кислих ґрунтів, вигідніше провапнувати спочатку середньо- та слабокислі, зазвичай родючіші ґрунти. Це дає змогу з меншими витратами (за менших норм вапна і добрив) отримати високі врожаї цінніших технічних, овочевих, зернових та інших культур. За дуже обмежених фінансово-економічних можливостей господарства можна вносити 20-25 % повної норми вапна (0,5- 1,0 т/га), але вносити його слід під час сівби чи садіння чутливих до кислотності ґрунту культур. Такі норми вапна знижують кислотність ґрунту лише в прикореневій зоні, тому вапнування доводиться проводити 4–5 разів за ротацію сівозміни, що збільшує трудомісткість робіт.

Для визначення місця внесення вапна в сівозміні потрібно враховувати: чутливість вирощуваних культур до кислотності ґрунту; період часу від внесення до прояву максимальної нейтралізуючої здатності певної форми вапняного добрива; організаційно-технічні можливості своєчасного та якісного проведення робіт з вапнування.

У сівозмінах з високою насиченістю льоном, картоплею і люпином вапнування слід проводити за рНсол 5,5 і нижче (на піщаних ґрунтах – 5,2 і нижче). Рекомендується вносити вапно безпосередньо під ці культури або за чотири і більше років до їх сівби чи садіння.

У сівозмінах з конюшиною і люцерною вапняні добрива вносять під покривну культуру або безпосередньо під конюшину й люцерну в разі безпокривного вирощування. У сівозмінах без багаторічних трав вапно вносять під буряк цукровий, пшеницю озиму, горох, боби кормові. Кукурудза зазвичай використовує його післядію. У польовій сівозміні зерно-бурякового виду повну норму вапняних добрив вносять під буряк цукровий один раз за ротацію. В сівозмінах із зерновими і кормовими культурами насамперед вапнують поля, які відводять під найчутливіші до кислотності ґрунту культури – багаторічні трави, коренеплоди, пшеницю озиму, зернобобові. В овочевих сівозмінах повну норму вапна вносять під капусту або коренеплоди. У сівозмінах, в яких люпин, серадела та інші культури використовують на зелене добриво, вапно вносять під час їх приорювання. У процесі закладання садів і ягідників вапнувати кислі ґрунти потрібно з урахуванням поглиблення орного шару ґрунту до 40 см та вимог культури. На сильно- і середньокислих суглинистих ґрунтах під яблуню, грушу, сливу, вишню, смородину вносять 7– 10 т/га СаСO3, на слабкокислих легких – 5–6, під агрус і малину – 3–4 т/га СаС03. Якщо на площі вапнування не проводилось, то вапно можна вносити у посадкову яму, змішуючи його з ґрунтом: під сливу і вишню – 3–5 кг, яблуню і грушу – 2–3, агрус і малину – 0,1-0,2 кг СаСO3. Під дорослі плодоягідні культури за кислого ґрунту вапно можна вносити у пристовбурні смуги в рекомендованих нормах.

На луках і пасовищах половину норми вапняних добрив вносять поверхнево пізно восени або напровесні, заробляючи їх боронами. Якщо проводять докорінне поліпшення луків і пасовищ, то повну норму вапняних добрив вносять під час переорювання дернини. Ці угіддя потребують регулярного підтримувального вапнування, оскільки з травами щорічно виноситься багато кальцію (100-150 кг/га СаС03).

Іншою причиною швидкого відновлення кислотності провапнованих луків і пасовищ є застосування під злакові трави високих (200–300 кг/га) норм азотних добрив, для щорічної нейтралізації яких потрібно 500–600 кг СаСO3 на 1 га.

Повторне вапнування ґрунту після внесення повної норми вапна проводять через 8-10 років або один раз за ротацію сівозміни. У разі внесення половинних його норм вапнування повторюють через 4–5 років. Крім того, невеликі кількості вапна застосовують у суміші з мінеральними добривами для нейтралізації їх потенційної кислотності. Цей захід заважає підкисленню ґрунту і значно підвищує ефективність добрив. Підраховано, що для нейтралізації 1 т мінеральних добрив потрібні такі кількості вапна, т: для сульфату амонію – 1,2, амонію хлористого – 1,4, аміачної селітри – 0,75, аміаку безводного – 1,5, аміачної води – 0,5, карбаміду – 0,8, суперфосфату гранульованого – 0,1, калію хлористого – 0,15.

Для проведення вапнування важливо встановити оптимальну норму вапна з урахуванням особливостей ґрунту та вирощуваних культур. Серед багатьох існуючих нині методів розрахунку в Україні найпоширеніший розрахунок норми СаСO3 (чистого тонкорозмеленого і сухого, т/га) за результатами визначення гідролітичної кислотності за методом Каппена:

де Нт – гідролітична кислотність, ммоль; 50 – кількість мг СаС03, необхідних для нейтралізації 1 ммоль Н+; 10 – перевідний коефіцієнт 100 г ґрунту в кілограми; З • 106 – маса орного шару ґрунту, кг/га; 1 • 109 – перевідний коефіцієнт міліграмів у тонни.

Формулу отримано після виконання таких розрахунків. Для нейтралізації 1 ммоль катіонів Н+ у 100 г ґрунту (Нг) потрібно 1 ммоль еквівалентів Са2+ або в перерахунку на карбонат кальцію СаСO3 50 мг: Са – 40; С – 12; О – 16 • 3 = 48; 40 + 12 + 48 = 100 : 2 – 50. Якщо цю величину помножити на масу орного шару ґрунту на 1 га (в середньому для середньосуглинкових ґрунтів 3 • 106 кг), а для перерахунку міліграмів на тонни поділити на 109, то отримаємо повну норму СаСO3. Якщо вміст діючої речовини у вапнувальних матеріалах вказано у формі не СаСO3, a MgCO3, СаО чи Са(ОН)2, то отриману величину (з урахуванням еквівалентної маси цих сполук) потрібно помножити відповідно на коефіцієнти 0,84; 0,56; 0,74.

Норму вапняних добрив у фізичній масі (Нфм) визначають, виходячи із вмісту карбонатів (діючої речовини вапняних добрив), а також їх вологості і гранулометричного складу:

де Н0 – розрахункова норма СаСO3, т/га; М – вміст діючої речовини, %; В – вологість, %; А,–А4 – частки часточок < 1 (А1), 1–3 (А2), 3–5 (А3), > 5 мм (А4),%; 0,7; 0,5; 0,2 – нейтралізуюча здатність часточок вапняних добрив порівняно з часточками розміром < 1 мм.

У разі використання дефекату, карбонатного сапропелю та інших м'яких вапняних добрив формула має такий вигляд:

Для доломітового борошна, з вмістом часточок < 1 мм близько 100 % й незначною вологістю придатна формула

Попри гостру критику і навіть повне несприйняття деякими вченими методу Каппена його продовжують використовувати у виробництві. Зазвичай розрахунок норм вапна за гідролітичною кислотністю пов'язаний з явищем перевапнування, негативні наслідки якого спостерігаються на малобуферних ґрунтах досі. Такий традиційний підхід до вапнування не задовольняє потреб інтенсивного землеробства. Разове внесення високих доз вапна з розрахунку на тривалий термін дії часто приводить до надлишку кальцію в початковий період, а потім до зниження pH практично до вихідного рівня. Раціональним є постійне підтримання значення показника pH близьким до оптимального (рНопт). Оптимізацію і стабілізацію pH необхідно забезпечувати за основним і підтримувальним вапнуванням. Відхилення від рНопт має не перевищувати 0,2-0,3 од. Стабілізують рНопт за допомогою підтримувального вапнування систематичним (через 2–4 роки залежно від форми вапнувалього матеріалу, типу ґрунту, вирощуваних культур та ін.) контролем за обмінною кислотністю. Доза внесення вапна визначається гранулометричним складом ґрунту і становить 1,5-3,5 т/га, а на сіножатях та пасовищах у зв'язку з меншим вимиванням з опадами й додатковим надходженням кальцію з гноєм – удвічі менше.

Точну фактичну дозу підтримувального вапнування встановити складно, оскільки вона залежить від значної кількості конкретних змінних чинників. Наприклад, чеські вчені пропонують при річній сумі атмосферних опадів 600 мм вносити 350 кг СаО/га. При відхиленні кількості опадів у той чи інший бік на кожні 100 мм дозу СаО знижують або підвищують на 50 кг СаО/га. Особливо велике значення підтримувальне вапнування має при безвідвальному обробітку ґрунту, так як у цьому разі післязбиральні рослинні рештки за вологої погоди сильно його підкислюють, найбільшою мірою верхній шар. За таких умов підтримувальне вапнування потрібно проводити частіше малими дозами вапна. При цьому найліпшими є форми вапнувальних матеріалів м'якої дії (карбонатні, промислові відходи). Палене вапно вносити не рекомендується.

Гідролітична кислотність окрім іонів водню та алюмінію зумовлена також протонами слабких органічних, у тому числі гумусових кислот, які в природному стані не є вирішальними в утворенні зайвої, токсичної для рослин кислотності ґрунтів. Гідролітична кислотність – це умовна величина, яка характеризує обмін іонів водню, міцно зв'язаних колоїдним комплексом ґрунту, на катіони солі слабкої кислоти і сильного лугу (pH 8,3), тобто лужний розчин ацетату натрію здатний витягувати з ґрунту навіть ті протони, які не мають жодного відношення до утворення надлишкової кислотності і до якої сільськогосподарські культури байдужі.