РОЗДІЛ 4. ХІМІЧНА МЕЛІОРАЦІЯ ҐРУНТІВ

4.4. Хімічні меліоранти кислих ґрунтів

Хімічні меліоранти кислих ґрунтів поділяють на три групи: 1) промислового виробництва (отримують розмелюванням твердих карбонатних порід, наприклад вапнякове і доломітове борошно); 2) відходи промисловості з високим умістом вапна (металургійні шлаки, цементний пил, дефекат, сланцева зола та ін.); 3) місцеві меліоранти з пухких (легких) карбонатних порід (туф, гажа, мергель та ін.), які зазвичай не потребують розмелювання.

У меліорантах промислового виробництва кальцій і магній містяться зазвичай у вигляді карбонатів (вапнякове і доломітове борошно, туф, гажа), силікатів і оксидів (частково в складі цементного пилу і сланцевої золи). Ці меліоранти мають різні хімічний склад, щільність і пористість, тому швидкість їх розчинення і тривалість дії на ґрунт різна.

Якість вапнувального матеріалу оцінюють не лише за вмістом сполук, які нейтралізують кислотність ґрунту, а й за тониною (тонкістю) помелу. Чим тонший помел добрива, тим швидше і повніше воно взаємодіє з ґрунтом та швидше нейтралізує кислотність ґрунту. Кожна часточка вапна діє на ґрунт у радіусі 2 мм, тому збільшення кількості часточок подрібненням і ліпший їх просторовий розподіл у ґрунті підвищує рівень реакції вапнувального матеріалу.

Тверді карбонатні породи залежно від вмісту кальцію і магнію називають вапняками (50–55 % СаО і до 1 % MgO), доломітизованими вапняками (40–55 % СаО і до 9 % MgO) та доломітами (25–32 % СаО і до 14–20 % MgO). За вмісту до 5 % домішок (глина, пісок та ін.) породу називають чистою.

Найм'якішою із твердих порід є крейда (СаС03), яка містить до 55 % СаО і до 0,6 % MgO. Це осадова тонкозерниста гірська порода білого кольору. Складається в основному з карбонату кальцію з незначною домішкою піску та глини. Вона легко розмелюється, тому трохи ефективніша порівняно із вапняком, особливо у перший рік внесення.

Вапняне борошно отримують розмелюванням вапняків. У воді воно важкорозчинне, тому ефективність його значно залежить від тонини помелу. Вапняне борошно має містити карбонатів кальцію і магнію в перерахунку на СаСO3 не менш як 85 %; вологість – не менш як 2 %; вміст часточок розміром 0,25 мм – не менш як 60 %; понад 1 мм – не більш як 10 %. За дією на властивості ґрунту і врожай сільськогосподарських культур на ґрунтах, добре забезпечених магнієм, воно наближається до доломітового борошна.

Доломітове борошно отримують розмелюванням доломіту (суміш СаСO3 + + MgCO3 з СаО + MgO), який має містити карбонатів кальцію і магнію в перерахунку на СаСO3 – 80–110 %. Сірого або темно сірого кольору, належать до твердих вапнякових матеріалів. Якщо в карбонатній породі мінералу доломіту міститься 50–90 %, то її називають вапнистим доломітом, за меншого вмісту доломіту – доломітизованим вапняком. Меліоративна дія висока. Особливо ефективне доломітове борошно на бідних на магній піщаних і супіщаних ґрунтах. При внесенні повної норми доломітового борошна негативний вплив вапнування на картоплю і льон відсутній або значно менший, ніж при внесенні повної норми інших вапняних меліорантів.

Відходи промисловості за обсягами застосування займають значну частку серед вапняних добрив і за ефективністю не поступаються вапняному борошну, оскільки до їх складу в значній кількості входять органічні речовини, фосфор, сірка, різні мікроелементи. Проте деякі з відходів містять домішки, що негативно впливають на розвиток рослин, зокрема на початку росту. Це слід враховувати при застосуванні їх для вапнування ґрунтів, особливо у високих нормах.

Палене і гашене вапно. У результаті випалювання твердих вапняних порід добувають палене вапно, основою якого є оксиди кальцію і магнію.

За тривалого відкритого зберігання палене вапно взаємодіє з вологою й утворює гідроксид – гашене вапно:

СаО + Н2O → Са(ОН)2.

Гашене вапно як відхід виробництва отримують на вапняних заводах та під час виробництва хлорного вапна. За нейтралізуючою здатністю 1 т гашеного вапна еквівалентна 1,35 т СаСO3.

Розчинність гашеного вапна Са(ОН)2 у 100 разів більша, ніж СаСO3, тому це швидкодійне вапняне добриво найліпше використовувати для вапнування глинистих і важкосуглинкових ґрунтів. Вносять його за два тижні до сівби сільськогосподарських культур. Унаслідок швидшого вимивання кальцію післядія гашеного вапна менша, ніж вапняного борошна.

Дефекат – відходи цукрових заводів після перероблення коренеплодів буряку цукрового. Порошок сірого кольору, розсипчастий, розчинність у воді менша ніж гіпсу, але більш як крейди. Сухий дефекат вологістю не більше ніж 20 % містить 60–75 СаСO3, 10–15 – органічних речовин, 0,2-0,7 – N, 0,2-0,9 – Р2O5, 0,3-1,0 % К2O та інші елементи живлення. Тому за ефективністю для всіх культур дефекат значно переважає вапняне борошно. Дефекат ефективний на ґрунтах з гідролітичною кислотністю не менш як 2 смоль/кг ґрунту.

Серед відходів промислових підприємств для вапнування кислих ґрунтів також можна використовувати перелічені нижче.

Металургійні шлаки – мартенівські, доменні й електроплавильні крім кальцію містять магній, сірку, фосфор, манган та інші елементи живлення, тому вони ефективніші, ніж вапняне борошно.

Цементний пил – відходи цементних заводів. Порошок темно-сірого або сірого кольору, який вловлюється електрофільтрами в процесі виготовлення цементу. Дуже пилить. Містить 45-48 % СаО і 10-15 % К2O. Кальцій міститься у формі оксиду, гіпсу, півтораоксидів, калій – у формі карбонатів, гідрокарбонатів, сульфатів і силікатів.

Флотаційні відходи – відходи промислового добування сірки. Містять близько 80 % СаСO3 і 8-12 % сірки, тому ефективні на бідних на сірку ґрунтах.

Зола сланців утворюється під час факельного спалювання розмелених горючих сланців на електростанціях.