Использование показателей кислотности для определения нуждаемости почв в известковании
Характеристика почв по их кислотности. Руководствуясь показаниями pH, почвы по кислотности, как уже указывалось, можно разделить на сильнокислые, среднекислые, слабокислые и близкие к нейтральным. Обычно чем кислее почвы по данным pH солевых вытяжек, тем выше эффективность известкования.
Кислотность почв может быть охарактеризована также степенью их насыщенности основаниями V. В соответствии с этим М.Ф. Корнилов предложил схему потребности в извести различных по механическому составу почв в зависимости от их насыщенности основаниями (табл. 1).
Приведенная в таблице 1 характеристика почв была сопоставлена Корниловым с результатами полевых опытов, проведенных на почвах северо-западной зоны. Эти опыты показали сходимость данных о степени насыщенности почв основаниями с полевыми опытами в 52—88% случаев; по данным же величины pH солевых вытяжек эта сходимость составляла от 39 до 86%, причем более или менее отчетливо обособляются лишь почвы, не требующие известкования (с pH > 5,5). Наибольшее расхождение между результатами полевых опытов с известкованием и данными pH солевых вытяжек отмечено Корниловым для слабокислых почв с pH солевой вытяжки от 5,0 до 5,5. Поэтому для таких почв полезно определять, кроме pH солевых вытяжек, также степень их насыщенности основаниями. В табл. 2 дана характеристика кислотности почв с учетом обоих факторов, т. е. величины pH солевой вытяжки и степени насыщенности основаниями.
Известкование следует проводить с учетом не только отдельных культур севооборота, но и интересов всего хозяйства в целом, т. е. с учетом комплекса природных и хозяйственных факторов, свойств почв, состава культур в севообороте, биологических особенностей сельскохозяйственных растений, их чувствительности к почвенной кислотности, применяемой системы удобрений, экономических факторов и т. д.
Подвижные соединения алюминия и марганца в почве. Вредное влияние кислотности на развитие растений проявляется сильнее в почвах, содержащих много подвижного (обменного) алюминия. Токсическое действие алюминия, по данным вегетационных опытов, особенно сильно проявляется на льне, ячмене, яровой пшенице; очень чувствительны и к Al-, и к Н-ионам сахарная свекла, горчица; наименее токсичны ионы алюминия для овса.
При содержании подвижного алюминия до 2 мг на 100 г почвы клевер развивается нормально; при 3 и 4 мг алюминия начинается угнетение клевера. Это угнетение весьма значительно при 6—8 мг подвижного алюминия. Дальнейшее увеличение количества активного алюминия в почве вызывает резкое снижение процента клевера в травосмеси и в большинстве случаев его полное выпадение.
Наряду с алюминием токсическое действие на растения оказывает поглощенный и воднорастворимый марганец, появляющийся в почвах в условиях недостатка аэрации при pH солевой вытяжки менее 5,0. При содержании в воднорастворимой форме более 1—2 мг и в поглощенном состоянии более 6 мг на 100 г почвы марганец оказывает токсическое действие на клевер и особенно на люцерну.
При характеристике почв по их кислотности имеет значение глубина залегания в них карбонатов. При одинаковых показателях кислотности в пахотном слое почвы с близким залеганием карбонатов (до 100—125 см) должны в общем рассматриваться как менее кислые, чем почвы с более глубоким залеганием карбонатов.
Известкование по гидролитической кислотности. При правильной системе удобрения известкование должно нейтрализовать главным образом обменную кислотность почв; но обычно вследствие плохого перемешивания извести с почвой и в особенности при наличии в севообороте растений с повышенной чувствительностью к кислотности почв приходится вносить известковые удобрения в больших количествах, чем рассчитано теоретически. Поэтому дозы извести исчисляются исходя из величины гидролитической кислотности почв (0,75 гидролитической кислотности, 0,5 и т. д.) или по кривым титрования.
Нередко высказывается предположение, что определение доз извести по кривым титрования является наиболее точным, позволяющим дозировать известь в соответствии с требованиями отдельных сельскохозяйственных культур к реакции почвы. Приходится, однако, отметить, что точность метода определения доз извести по кривым титрования несколько снижается вследствие необходимости введения и в данном случае условного полевого коэффициента, величина которого колеблется. Требование высокой точности дозировки извести вообще трудно выполнимо хотя бы из-за наличия в севообороте различных по отношению к извести растений.
Применение в севообороте в отдельные годы разных удобрений, различная степень перемешивания извести с почвой в разные сроки после известкования, различия по годам метеорологических условий и другие причины, несомненно, по-разному влияют на эффективность извести и, следовательно, также не дают возможности предъявлять слишком большие требования к точности установления доз извести в практических условиях. По-видимому, при установлении доз извести необходимо стремиться к точности около 5—10 ц/га.
Известкование почв в севообороте. Сильнокислые почвы надо известковать в обязательном порядке, во всех севооборотах, независимо от их специализации, так как без этого на них нельзя обеспечить получение высокого и устойчивого урожая сельскохозяйственных культур. Широко следует применять известкование также на среднекислых почвах; это дает значительные прибавки урожая трав и последующих культур севооборотов и облегчает освоение на этих почвах севооборотов с правильным травосеянием. При небольших затратах на известкование следует известковать и слабокислые почвы. Лишь на легких слабокислых почвах в специализированных картофельных севооборотах (особенно с посевом сидератов на зеленое удобрение) известкование излишне, так как, не оказывая сильного положительного влияния на урожай трав, может ухудшить рост сидератов (люпина, сераделлы) и оказать отрицательное влияние на урожай и качество картофеля. Урожаи злаковых повышаются от извести и на среднекислых почвах, а при полных и более высоких дозах извести — и на слабокислых, главным образом вследствие мобилизации питательных веществ в подзолистых почвах под влиянием извести.
Отношение отдельных групп сельскохозяйственных растений к кислотности почвы и известкованию показано в табл. 3.
При установлении
доз извести и способов ее внесения должна приниматься во внимание специализация севооборота. В настоящее время дозы извести устанавливаются, в основном исходя из размера гидролитической кислотности почв или по разработанной в ВИУАА таблице доз извести, доводящих почвы до оптимальной для большинства сельскохозяйственных растений слабокислой реакции (pH солевой вытяжки 5,6—5,8 и водной 6,0—6,5). Эти дозы извести указаны в табл. 4 для разных по степени кислотности и по механическому составу почв при содержании в них органического вещества не выше 2—3%.
Указанные в таблице дозы составлены с учетом зависимости между величиной p солевых вытяжек и обменной и гидролитической кислотностью для почв с близким механическим и минералогическим составом при близком содержании в них органического вещества и соответствуют примерно гидролитической кислотности подзолистых почв.
Пользование приведенной таблицей упрощает определение доз извести в производственных условиях колхозов и совхозов. В работах научно-исследовательских учреждений при установлении доз извести можно исходить также из данных обменной и гидролитической кислотности или из кривых титрования почв.
Указанные в табл. 4 дозы извести (полные дозы) вносят на поля и участки, на которых в ближайшие одну-две ротации не будет возделываться лен, а на легких почвах и картофель. Дозы извести в льняных севроборотах на участках, где будет возделываться лен, должны быть уменьшены до 1/2—1/3 от полных доз, так как более высокие дозы извести могут понизить урожаи льносемени, ухудшить качество льноволокна и его выход. Примерно в таких же дозах известь должна применяться на легких почвах в севообороте с большим процентным содержанием картофеля. Наконец, в специализированных картофельных севооборотах известь следует вносить на сильнокислых легких почвах в малых дозах (5—10 ц/га CaCO3) под многолетние травы, а на среднекислых почвах с семенами клевера в микродозах (до 3/4 ц/га CaCO3); в смеси же с минеральными удобрениями — в количествах, необходимых для их нейтрализации. Слабокислые легкие почвы в специализированных картофельных севооборотах, как правило, не известкуют.
Данные вегетационных опытов показывают, что на почвах с малой величиной емкости катионного обмена, в частности на легких малобуферных почвах, вредное влияние кислотности проявляется сильнее, чем на почвах с большей емкостью обмена, в частности на более тяжелых почвах. В соответствии с этим действие извести на урожай культур, наиболее чувствительных к почвенной кислотности, при низких величинах pH солевых вытяжек проявляется сильнее на почвах с меньшей емкостью обмена (например, на более легких почвах), чем на почвах с противоположными свойствами. При более высоких величинах pH такая зависимость не наблюдается. При культуре малочувствительных к кислотности растений известь дает более высокие прибавки урожаев на тяжелых кислых почвах по сравнению с легкими, так как в этом случае большое положительное значение имеет усиление мобилизации питательных веществ и некоторое улучшение физических свойств почв.
При одинаковых величинах pH солевых вытяжек присутствие в почвах подвижного алюминия увеличивает токсическое действие кислотности на растения; однако интенсивность этого токсического действия алюминия зависит от содержания органического вещества в почвах: последнее, связывая алюминий, уменьшает его подвижность и ослабляет токсичность для растений.
Отмечается, что органическое вещество ослабляет вредное влияние кислотности и на почвенные микроорганизмы.
Известкование и система удобрений. Помимо механического состава почв и содержания в них органического вещества, токсичность почвенной кислотности для растений зависит также от применения удобрений и от количества содержащихся в почвенном растворе оснований — кальция и магния. Известно, что присутствие кальция ослабляет токсичность для растений ионов водорода и алюминия в физиологических опытах, а присутствие фосфора, связывающего Al3+, Mn2+ и другие ионы, снижает вредное действие H+ и Al3+.
На сильнокислых почвах легкого механического состава, особенно при систематическом внесении кислых форм минеральных удобрений, может проявиться недостаток магния для растений. Поэтому на указанных почвах особенно высокий эффект дают магнийсодержащие известковые удобрения. Значительные прибавки урожаев культур, малочувствительных к почвенной кислотности (овса, картофеля и др.), могут давать на этих почвах и нейтральные соли магния, внесение которых на легких кислых почвах ни в какой мере не может заменить известкование.
Значительное влияние на эффективность известкования оказывает внесение в почву органических и минеральных удобрений. По данным полевых опытов, эффективность внесения извести под озимую рожь, овес и некоторые другие малочувствительные к кислотности растения на фоне NPK может снизиться по сравнению с действием извести на навозном фоне или без удобрений.
Повышение эффективности известкования под эти растения при внесении NPK возможно главным образом на сильнокислых почвах и в случаях систематического внесения кислых форм минеральных удобрений.
Под наиболее чувствительными к кислотности растениями (клевер, люцерна, кормовые корнеплоды, озимая пшеница, капуста и свекла) на кислых и особенно сильнокислых почвах при внесении NPK действие извести на урожай усиливается. В известной степени это зависит от нейтрализации почвенной кислотности, возникшей под влиянием применения кислых форм минеральных удобрений. Кроме того, улучшение условий питания растений при внесении удобрений увеличивает их отзывчивость на нейтрализацию избыточной кислотности. Поэтому и при внесении навоза (а не только NPK) эффективность известкования под наиболее чувствительные к кислотности культуры нередко повышается. Этому содействует и усиление в почве полезных для растений микробиологических процессов при внесении в нее навоза и извести. Повышение эффективности известкования может быть обусловлено и содержанием в навозе основных питательных элементов (Р, К и др.).
Заметное влияние на оптимальную для сельскохозяйственных растений реакцию почв и, следовательно, на дозы вносимой извести оказывает применение борных удобрений. При малом содержании подвижных соединений бора на неокультуренных кислых почвах дозы извести должны быть ниже, чем на окультуренных почвах, так как на первых увеличение доз извести без внесения борных удобрений приводит иногда к снижению урожая льна, картофеля, кормовых корнеплодов и некоторых других сельскохозяйственных культур и к ухудшению их качества, вероятно, вследствие недостатка усвояемого бора. При пониженной растворимости извести (например, при недостаточной тонкости ее частиц) оптимальные дозы последней, естественно, должны быть увеличены.
