Кальцій як головний елемент родючості ґрунту

Кальцій як головний елемент родючості ґрунту

/ Агрономія Сьогодні / П'ятниця, 08 липня 2022 12:25

Останніми роками актуальність вапнування визначається в Україні значним збільшенням кількості кислих ґрунтів. Активна практика вапнування в 1970–1990 рр. сприяла створенню на полях оптимальної реакції ґрунтового середовища. Криза в 1990-ті роки призвела до майже повної відмови від цього заходу.

Нехтування хімічної меліорації ґрунтів призводить останнім часом до суттєвого недобору врожаїв, а в процесі тривалого сільськогосподарського використання — до інтенсивних процесів декальцинації, алюмінізації, солонцюватості, підвищення рухомості важких металів і радіонуклідів та їх нагромадження в рослинній продукції. Тому, хоча заходи щодо хімічної меліорації ґрунтів і потребують значних матеріальних і фінансових затрат, вони є необхідними, і без них господарювання на належному рівні неможливе.

В Україні близько 34,1 млн гектарів орних земель, із яких 4 млн мають підвищену кислотність і потребують вапнування, а 8,7 млн гектарів ґрунтів — підвищену лужність і потребують гіпсування. Головними причинами формування кислого ґрунтового середовища є:

• кліматичні умови (промивний водний режим);
• властивості материнської породи (кисла чи карбонатна);
• антропогенні чинники (д­іяльність людини).

 

Серед антропогенних чинників підкислення важливу роль відіграє застосування в значних обсягах фізіологічно- і хімічно-кислих добрив, випадання кислотних опадів. Значної підкислювальної дії зазнає ґрунт унаслідок декальцинації та демагнізації: винесення кальцію і магнію урожаями та інфільтрації їх унаслідок промивання талими водами й зливовими опадами. На різних за складом ґрунтах із ґрунту за рік може бути вимито від кількох десятків до 200–400 кг/га і більше кальцію. Щорічні витрати магнію можуть досягати 20–40 кг/га. Кальцій і магній в 1,5–2 і більше разів вимивається з легких за гранулометричним складом ґрунтів, як порівняти з важкими. Особливо бідні на кальцій і магній сильнопідзолені кислі ґрунти легкого гранулометричного складу. Підвищений вміст кальцію і магнію характерний для глинистих ґрунтів.

Ґрунти з підвищеною кислотністю та низькою здатністю протидіяти явищам підкислення (низька буферність ґрунту) найпоширеніше на Поліссі, в західних регіонах Лісостепу та Карпатській буроземно-лісовій області. Солонцеві й повторно осолонцьовані ґрунти трапляються майже в усіх регіонах Лівобережної України, але найбільші їх площі в Південному Степу.

Підвищена кислотність або надмірна лужність погіршує фізичні й фізико-хімічні властивості ґрунту, пригнічує діяльність ґрунтових мікроорганізмів (особливо нітрифікаторів, азотфіксаторів), знижує родючість ґрунту та засвоєння рослинами елементів живлення, погіршує ефективність використання добрив на 20–40%, зменшує врожайність культур на 20–30%, а то й на 50–60%. У рослинах вплив кислотності ґрунту проявляється в порушенні ферментативних процесів, вуглеводного та білкового обміну, синтезу хлорофілу, зміні в кислий бік реакції клітинного соку. Підвищена кислотність ґрунту зменшує ріст коренів, негативно впливає на фізико-хімічні властивості плазми клітин коренів, їх проникність для поживних речовин.

Лужна реакція ґрунту несприятлива для вирощування більшості 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, погіршується асиміляція, дихання й утворення цукру, що призводить до висихання й загибелі рослин.

Регіони поширення кислих ґрунтів достатньо забезпечені вологою (ГТК понад 1) з переважанням промивного, застійно-промивного типу ґрунтоутворення. У південних регіонах, навпаки, переважає дефіцит вологи та непромивний тип ґрунтових процесів. Ґрунтам Лісостепу належить проміжне положення — їм притаманний як промивний, так і непромивний тип ґрунтоутворення. Вони охоплюють майже 35% загальної площі сільськогосподарських угідь і мають різну здатність протидіяти явищам підкислення або підлуження.

Найбільш розповсюдженими ґрунтами в Поліссі є дерново-підзолисті. Основну частину становлять піщані та глинисто-піщані ґрунти. Дерново-підзолистим ґрунтам властива низька родючість, зумовлена невеликим умістом гумусу (0,7–2%), середнім умістом рухомого фосфору, низьким умістом рухомого калію, незначним умістом мікроелементів. Для всіх дерново-підзолистих ґрунтів характерна висока кислотність і незадовільні фізико-хімічні властивості. Величина рН сольової витяжки дерново-підзолистих ґрунтів коливається в межах 4,4–6,0. Розчинні форми макро- і мікроелементів вимиваються водою. У ҐВК ґрунтів високий уміст водню та алюмінію, низький уміст кальцію і магнію.

grunt

Основними ґрунтами Лісостепу є чорноземи типові. Головною рисою більшості ґрунтів зони Лісостепу є однорідність материнських порід (леси) та суглинковий гранулометричний склад. Ґрунти Лісостепу (чорноземи типові), на відміну від ґрунтів Полісся, містять більше гумусу (1,5–4,5%), поживних речовин (середній вміст рухомого фосфору, середній уміст рухомого калію), неглибоке залягання карбонатів, близько до нейтральної реакції ґрунтового розчину, мають кращі водно-фізичні та біологічні властивості. Реакція ґрунтового розчину слабокисла або близька до нейтральної (рНсол 5,6–6,8). Ґрунти насичені основами кальцію і магнію. Місткість обмінних катіонів досить висока (26–35 мг-екв на 100 г ґрунту), ступінь насиченості основами — 90–95%.

Серед ґрунтів Степу чорноземи звичайні, південні та темно-каштанові є найбільш розповсюдженими ґрунтами. Ґрунти утворилися внаслідок розкладання рослинних решток в умовах непромивного режиму. Гранулометричний склад чорноземів звичайних важкосуглинкові та легкосуглинкові види. Сума вбирних основ становить від 20 до 50 мг-єкв/100 г ґрунту. Вміст гумусу в основних ґрунтах цієї зони становить від 2,3 до 4,5%, реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної, насиченість основами висока. Ґрунти мають низький уміст рухомого фосфору, високий уміст рухомого калію. Поліська і лісостепова зони забезпечені рухомими фосфатами краще, ніж степова. Низький уміст рухомого фосфору в ґрунтах Степу залежить від складу катіонів у ґрунтовому вбирному комплексі й пов’язаний із зав’язуванням фосфат-іонів (Н2РО4-, НРО4-, РО4-) іонами Са, Мg, Fe і Аl. У кислих дерново-підзолистих ґрунтах утворюються малорозчинні фосфати Fe і Аl. У нейтральних і карбонатних ґрунтах (чорноземи, сіроземи) основними фіксаторами фосфору є кальцій і магній. Фосфор, зв’язаний з Аl, в 1–6 разів доступніший для рослин, ніж фосфати Fe, а фосфати Fe у 8–18 разів доступніші, ніж фосфати Са. В темно-каштанових ґрунтах вміст обмінного натрію не перевищує 3–5%, однак у засолених ґрунтах він значно вищий. Чорноземи звичайні мають високу потенційну родючість, проте брак опадів обмежує їх широке використання.

Фосфорні добрива найефективніше застосовувати в умовах недостатнього зволоження на чорноземах звичайних і південних та на каштанових ґрунтах. Калійні добрива найліпше діють на торф’яних, потім на дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтах. На легких за гранулометричним складом ґрунтах зазвичай ефективніші азотні, калійні та мікродобрива, на важких — фосфорні добрива.

Найбідніші на мікроелементи — зональні ґрунти Полісся, а максимальний уміст валових і рухомих форм характерний для ґрунтів Степової зони. Вміст заліза, цинку, міді й кобальту знижується від ґрунтів легкого гранулометричного складу з підвищеним рівнем кислотності до ґрунтів важкосуглинкових і глинистих із нейтральною реакцією ґрунтового розчину, тоді як уміст мангану, бору і молібдену, навпаки, збільшується від ґрунтів малобуферних до ґрунтів високобуферних від Полісся до Лісостепу і Степу. Зменшення вмісту заліза, цинку, міді й кобальту на карбонатних ґрунтах Степу і Лісостепу пов’язано з фіксацією їх кальцієм. Дефіцит міді спостерігається на торф’яниках, молібдену — на кислих дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтах, бору і молібдену — на червоноземах, мангану, заліза і цинку — на карбонатних ґрунтах.

Мінеральні елементи засвоюються з ґрунту завдяки діяльності кореневої системи рослин у вигляді позитивно та негативно заряджених іонів — катіонів й аніонів. Наприклад, азот може засвоюватися рослинами у вигляді аніону NO3- та катіона NH4+, фосфор і сірка — у вигляді аніонів фосфорної та сірчаної кислот — Н2РО4–, НРО42–, РО43– і SO42-, калій, кальцій, магній, натрій і залізо — у вигляді катіонів з одним чи двома позитивними зарядами К+, Са2+, Mg2+, Fe2+, а мікроелементи — у вигляді відповідних катіонів чи аніонів. Негативні іони не притягуються до ґрунтового колоїду. Це пояснює високу рухливість у ґрунті нітратів (NO3-) та інших аніонів, які не адсорбуються його колоїдними частинками й легко вимиваються з ґрунту, якщо нітратні азотні добрива внести заздалегідь.

Елементи живлення для рослин містяться в ґрунтовому розчині, органічних сполуках і у твердій мінеральній фракції ґрунту. Легкодоступними для рослин є елементи живлення з ґрунтового розчину та з ґрунтових колоїдів. З певних умов елементи живлення, що в недоступній для рослин формі, стають доступними у наслідок мінералізації гумусу. Навпаки, частина легкозасвоюваних елементів живлення може перетворюватися на недоступні для рослин форми.

Для нормального поглинання рослинами елементів живлення з ґрунтового розчину та колоїдів ґрунту катіони й аніони повинні там бути в певному складі, співвідношеннях і концентраціях. Це положення є теоретичною основою для розроблення й обґрунтування складу поживних сумішей і моделей ґрунту з оптимальним поєднанням поглинутих обмінних катіонів у складі ґрунтового вбирного комплексу (ҐВК).

ҐВК — це сукупність мінеральних, органічних і органо-мінеральних компонентів твердої частини ґрунту (колоїди), які мають іонообмінну здатність. У ҐВК входять і здатні до обмінних реакцій катіони, які в еквівалентній кількості можуть обмінюватися на катіони ґрунтового розчину. Вбирна здатність ґрунту залежить від умісту найдрібніших ґрунтових часточок (колоїдів), які утворюють ґрунтовий вбирний комплекс. Колоїди — це частинки твердої фази ґрунту розміром від 0,1 до 0,001 мк. Вони складають одну з фракцій гранулометричних елементів ґрунту. Колоїдна фракція у різних ґрунтів міститься від 2% — в легких до 30–50% — у важких.

Ґрунтові колоїди негативно заряджені, а хімічні елементи, що утримуються в них, мають позитивний заряд. Негативно заряджені глинисті та гумусні колоїдні часточки притягують й утримують позитивно заряджені частини. Чим більше глинистих і гумусних колоїдів у ґрунті, тим більше є негативно заряджених частинок для притягання позитивно заряджених часточок за принципом магніту. Поглинання добрив залежить від ґрунтових колоїдів. Щоб утримуватись ґрунтовим колоїдом, добрива мають бути позитивно зарядженими.

Позитивно заряджені елементи утворюють катіони. Негативно заряджені, такі як азот (нітрати), фосфор і сірка, формують аніони. Негативні іони не притягуються до ґрунтового колоїду. Це пояснює високу рухливість у ґрунті нітратів (NO3-) та інших аніонів, які не адсорбуються його колоїдними частинками й легко вимиваються з ґрунту, якщо нітратні азотні добрива внести заздалегідь.

Ґрунтові колоїди легко втрачаються з ґрунту. Грудочки ґрунту більші за 1 мм є вітростійкими, а менші за 1 мм — ерозійно небезпечними. Коли у верхньому шарі ґрунту часточок менше від 1 мм стає понад 50%, то починається ерозія. Це поріг вітростійкості ґрунту. А саме під час оранки утворюється значна кількість часточок менших від 1 мм в діаметрі. До того ж з оборотом пласта стерня й рослинні рештки знищуються, і ґрунт стає незахищеним. Якби можна було для аналізу зібрати пил, що розносить по полю вітер або змиває вода, то виявилося б, що в ньому найвищий уміст поживних речовин з поміж усіх складових ґрунту. Найродючіша частина ґрунту (колоїдні частинки) завжди втрачається найпершою під дією водної або вітрової ерозії. Чим довше триває ерозія, тим гіршим стає ґрунт.

Низька ділянка поля практично завжди має найбагатший уміст поживних речовин, тому що там збирається більша частина легкого колоїдного пилу, що розносить по полю вітер або змиває вода. На горбах і вищих ділянках поля, незалежно від того, куди стікає вода або дме вітер, інтенсивніше видуваються та вимиваються колоїди ґрунту, що містять елементи живлення. Такі ділянки ґрунту поля мають гіршу родючість і менший уміст поживних речовин (рис. 1).

 

05 08 468 471 35

Вищі ділянки поля з гіршою родючістю, де інтенсивно видуваються та вимиваються колоїди ґрунту

 

Сергій ХАБЛАКагроном, доктор біологічних наук

 

 23 квітня 2024
До 30 квітня 2025 року побутові споживачі газу, які є клієнтами ТОВ «Газопостачальна компанія "Нафтогаз України"», сплачуватимуть за «блакитне паливо» 7,96 грн за кубометр.
До 30 квітня 2025 року побутові споживачі газу, які є клієнтами ТОВ «Газопостачальна компанія "Нафтогаз України"», сплачуватимуть за «блакитне паливо» 7,96 грн за кубометр.
23 квітня 2024
 23 квітня 2024
Європарламент на своєму пленарному засіданні в Страсбурзі підтримав у першому читанні продовження тимчасових заходів з лібералізації торгівлі для України з одночасним захистом фермерів ЄС.
Європарламент на своєму пленарному засіданні в Страсбурзі підтримав у першому читанні продовження тимчасових заходів з лібералізації торгівлі для України з одночасним захистом фермерів ЄС.
23 квітня 2024
 23 квітня 2024
Аграрії Сумщини, станом на 18 квітня, посіяли ранніх ярих зернових та зернобобових культур на площі 50,1 тис. га, що становить 83,2% до плану.
Аграрії Сумщини, станом на 18 квітня, посіяли ранніх ярих зернових та зернобобових культур на площі 50,1 тис. га, що становить 83,2% до плану.
23 квітня 2024
 23 квітня 2024
Минулого року AMAZONE представила ринку лінійку сівалок точного моделями Precea 9000-TCC і 12000-TCC з робочою шириною 9 і 12 м. Однак вже цього року команда AMAZONE презентує українським фермерам нову 24-рядну модель PRECEA-TCC, яка ідеально підходить для сівби просапних культур, зокрема цукрових буряків, ріпаку, сої з міжряддям 45 і 50 см.
Минулого року AMAZONE представила ринку лінійку сівалок точного моделями Precea 9000-TCC і 12000-TCC з робочою шириною 9 і 12 м. Однак вже цього року команда AMAZONE презентує українським фермерам нову 24-рядну модель PRECEA-TCC, яка ідеально підходить для сівби просапних культур, зокрема цукрових буряків, ріпаку, сої з міжряддям 45 і 50 см.
23 квітня 2024
 23 квітня 2024
Ставки фрахту на перевезення зерна костерами з дунайських портів минулого тижня продовжили знижуватися. У глибоководних портах Одеси також спостерігалося послаблення ставок для хендісайзів та панамаксів.
Ставки фрахту на перевезення зерна костерами з дунайських портів минулого тижня продовжили знижуватися. У глибоководних портах Одеси також спостерігалося послаблення ставок для хендісайзів та панамаксів.
23 квітня 2024
 23 квітня 2024
Вже вкотре «Добродія Фудз» у рамках гуманітарного проєкту разом з Українською Спілкою Целіакії та за підтримки Canada-Ukraine Foundation передала близько 1150 упаковок безглютенових вівсяних пластівців WOWOATS членам спілки. Гуманітарна допомога знову ж таки буде направлена до сімей, які виховують дітей із целіакією чи непереносністю глютену та які опинилися у важкому становищі.
Вже вкотре «Добродія Фудз» у рамках гуманітарного проєкту разом з Українською Спілкою Целіакії та за підтримки Canada-Ukraine Foundation передала близько 1150 упаковок безглютенових вівсяних пластівців WOWOATS членам спілки. Гуманітарна допомога знову ж таки буде направлена до сімей, які виховують дітей із целіакією чи непереносністю глютену та ...
23 квітня 2024

Please publish modules in offcanvas position.