9 Съезд Почвоведов о Здоровье почв – асидитация/мелиорация

Сегодняшний пост хочу посвятить одной из тем, которые обсуждались на 9 Съезде почвоведов – а именно влиянии экстремальных значении рН почвы на состояние здоровья почв, ну и конечно приемам по нормализации этого параметра. При подготовке поста я использовала тезисы доклада  Осипова А.И.  НАУЧНО - ОБОСНОВАННАЯ СИСТЕМА ИЗВЕСТКОВАНИЯ КИСЛЫХ ПОЧВ.    

«Асидизация» . Это совокупность процессов и явлений в природной среде с промывным типом водным режимом, связанных с выщелачиванием верхних почвенных горизонтов, их подкислением и последующими за этим изменениями физико-химических,  биологических и агрохимических свойств почв, а также продуктивности и состава растительных сообществ, физиологии и биохимии живых организмов и человека. Асидизация включает в себя два одновременно идущих процесса протонирование и потерю щелочноземельных элементов. В почву из окружающей среды может поступать избыточное количество протонов в результате нижеперечисленных процессов:

- Поступающие в атмосферу в результате индустриальной деятельности окислы азота и серы вступая в реакцию с дождевыми осадками, образуют азотную и серную кислоту. Кислые атмосферные осадки с рН 4 могут привести к потере 15 килограммов кальция с одного гектара.

- Микроорганизмы и корневые системы растений в процессе своего дыхания постоянно выделяют углекислый газ, который растворяясь в почвенном растворе, образует угольную кислоту. Так, при содержании 10% углекислого газа в почвенном растворе, его рН составляет 4,4 ед.

- Процесс нитрификации, проходящий в почве, образует до 200-300 килограммов азотной кислоты на гектар за сезон.

- Выделение окислов серы с образованием серной кислоты.

- Выделение органических кислот (яблочная, уксусная и т.д.) корнями растений

и микроорганизмами.

Поступающие в почвенный раствор протоны активно вступают в обменные реакции с ионами кальция и магния, адсорбированными почвенным поглощающим комплексом. В результате данного процесса они переходят в почвенный раствор и поглощаются растениями или теряются с нисходящим водным потоком за пределы пахотного слоя почвы.                                                                                                                                                                   Деятельность человека  оказывает значительное воздействие на физико-химическое состояние почв, выступая мощным источником добавочных протонов и подкисления.

Необходимо выделять следующие основные антропогенные процессы способствующие асидизации:

- Сбор и отчуждение с урожаем полевых культур. Вынос кальция и магния составляет для средних урожаев зерновых культур от 30-40кг на гектар, для овощных до 300-500кг. ( см.приложение );

- Применение минеральных удобрений, многие из которых подкисляют почвенную среду. Потери кальция при использовании минеральных удобрений в пересчете на окись кальция составляют 0,5кг на 1кг NPK на суглинистой почве, 1кг - на супесчаной и 1,5кг - на песчаной, а на окись магния соответственно 0,15; 0,3 и 0,45кг.

 Известкование оказывает положительное действие на почву, благодаря чему:  нейтрализуется актуальная и обменная формы кислотности, снижается гидролитическая кислотность, повышаются насыщенность почвенного поглощающего комплекса кальцием, магнием и емкость поглощения;  активизируются биологическая активность почвы (Здоровье почв) -  жизнедеятельность полезных микроорганизмов, азотфиксирующих, нитрифицирующих бактерий; улучшается развитие клубеньковых бактерий; снижаются потери калия и газообразного азота; усиливается биологическая активность почвы – фактор, способствующий переводу труднорастворимых соединений фосфора почвы и фосфоритной муки в усвояемые формы;  повышается качество органического вещества почвы, создавая условия для образования гуматов кальция и магния;  улучшаются физико-химические свойства почвы (повышаются водопроницаемость и оструктуренность, уменьшается тяговое усилие при обработке почвы); снижается подвижность тяжелых металлов, радионуклидов и их накопление в растениях в 2-10 раз, тяжелых металлов – в 2-5 раз;  улучшается почвенно-эколого-токсикологическое состояние;  снижается развитие грибных болезней растений.

Показатели, характеризующие кислотность почвы:

Кислотность раствора или почвенной среды – показатель, который означает количество активных ионов водорода в почвенном растворе. Латинские буквы рН, сопровождающие показания кислотности, расшифровываются как pondus hydrogenii (вес водорода).

Кислотность почвенного раствора зависит от соотношения в нём ионов водорода (Н+) и гидроксила (ОН-).

а) кислотность почвенного раствора в водной вытяжке (рНн2о) – актуальная кислотность. Проявляется за счет диссоциации в водном растворе солей органических, минеральных кислот и щелочно-земельных металлов, находящихся в почве;

б) обменная кислотность (рНКСl) – обусловлена обменно-поглощёнными ионами водорода, алюминия, железа и марганца, которые извлекаются из почвы при обработке её раствором нейтральной соли (нормальным раствором КСl). В зависимости от концентрации поглощённых ионов и величины рН реакцию почвенного раствора подразделяют на шесть групп: от очень сильнокислых до нейтральных ( см.приложение);

в) гидролитическая кислотность почв (Нг, мг-экв/100 г почвы) обусловлена частью катионов ППК потенциальной кислотности, которые могут вытесняться при обработке почвы 1 н. раствором уксуснокислого натрия (СН3СООNа). По величине гидролитической кислотности почвенный раствор подразделяют на шесть групп: от очень сильнокислых до нейтральных ( см. приложение );

г) степень насыщенности почв основаниями (V, мг- экв/100 г почвы) показывает, какую долю от общей ёмкости поглощения (Т) занимает сумма поглощённых оснований (S). По степени насыщенности основаниями можно определить нуждаемость почвы в известковании. Чем выше V, тем ниже кислотность и нуждаемость в известковании, чем ниже степень насыщенности почв основаниями, тем она сильнее нуждается в устранении избыточной кислотности даже при равных значениях гидролитической кислотности  (см. приложение ).

д) сумма поглощённых оснований (S), выраженная в процентах от ёмкости поглощения, показывает общее содержание катионов оснований (Са2+, Mg2+, К+, Na+, NH4

+ и т.д.) в почвенном поглощающем комплексе (ППК) (см. приложение). При  сопоставлении значений суммы поглощённых оснований и гидролитической кислотности можно сделать обоснование о степени кислотности почв. Этот показатель необходим для расчёта ёмкости катионного обмена и степени насыщенности почв основаниями (V). Сумму обменно-поглощенных катионов кальция, магния, калия и натрия называют суммой обменных оснований (S).

Для регулирования кислотности используют кальций содержащие препараты – как определить дозу – см.приложение.

 Предлагая вашему вниманию данный пост мне еще раз хотелось привлечь внимание на важность регулирования кислотности почвы для сохранения/поддержания статуса ее Здоровья.

 

При подготовке поста были использованы литературные источники, находящиеся в открытом доступе:

ПЕРСПЕКТИВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ, Осипов А.И. 2015

ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ (известкование, фосфоритование, гипсование), Овчаренко М.М. 2021

НАУЧНО - ОБОСНОВАННАЯ СИСТЕМА ИЗВЕСТКОВАНИЯ КИСЛЫХ ПОЧВ, Осипова А.И. , Почвы опора России, Тезисы докладов IX съезда Общества почвоведов им. В.В.Докучаева , Казань,  2024 г.