Спосіб визначення доз вапнякових меліорантів

Спосіб визначення доз вапнякових мелюрантів для нейтралізації кислих ґрунтів, що включає визначення рНВОдн в зразку ґрунтової суспензії, ЯКИЙ ВІДРІЗНЯЄТЬСЯ ТИМ, ЩО Визначення рНводн проводять у кожному зразку не менше як 3 виміри з додатковим вмістом різної КІЛЬКОСТІ вапна та згідно з одержаними даними будують графік співвідношення цих величин, за яким визначають необхідну КІЛЬКІСТЬ вапна для отримання потрібного Значення рНводн гідролітичну кислотність приймають рівною КІЛЬКОСТІ вільної оцтової кислоти, яку отримують у витяжці після взаємодії ґрунту з 1 н СНзСООЫа Одноразова взаємодія розчину СНзСООЫа з ґрунтом витискає не всю КІЛЬКІСТЬ протонів (Н+) в зв'язку з чим при розрахунках використовують додаткове множення, на повноту витискання (1,75) При цьому не враховуються фізіологічні особливості окремих видів сільськогосподарських культур, для абсолютної більшості яких найбільш сприятливі умови досягаються при значеннях рН ґрунтового розчину від 5,5 до 6,5 З іншого боку, використання за цим методом лужного розчину ацетату натрію з рН 8,2 викликає дисоціацію навіть у слабких органічних кислот ґрунту, які безпосередньо не беруть участі в утворенні ґрунтової кислотності через невелику концентрацію та постійну взаємодію з лужними основами, які звільняються при розкладі рослинного опаду з утворенням ВІДПОВІДНИХ солей Відомо , що в органічних горизонтах, особливо в лісових ґрунтах, вміст оксалатів кальцію - вівеліту та вщеліту сягає відносно значних величин Як ми бачимо, гідролітична кислотність, або як іі ще називають - прихована кислотність, містить в собі протони слабких кислот, які в природному стані не відіграють вирішальної ролі в утворенні кислотності ґрунтів Крім цього, лужний розчин ацетату натрію здатен депротонізувати фенольні гідроксили та амідні групи органічних речовин Тобто він витягає з ґру ео СО о> 10093 нту навіть ті протони, які не мають ніякого відношення до утворення ґрунтової надлишкової кислотності і до якої сільськогосподарські культури індиферентні. Але ж на їх нейтралізацію теж розраховуються дози вапна за цим методом, а це вже пряма похибка яка призводить до перебільшення доз вапна. Незважаючи на такі обставини, на практиці розрахунок доз вапна проводять на нейтралізацію прихованої кислотності. Це нерідко призводить до перевапнування ґрунтів, внаслідок чого різко погіршуються їх фізико-хімічні властивості, знижується засвоювання рослинами поживних речовин. Зайве витрачання вапнякових матеріалів веде до погіршення екологічної рівноваги навколишнього середовища. Щоб уникнути цих негативних явищ на практиці часто користуються не нормою вапна (1 н), розрахованою за Нг, а різними нормами від 0,25н до 2,5н за Нг. Суттєвим недоліком встановлення доз вапна за цим методом є те, що він потребує багато часу та значних трудовитрат, і при цьому не враховуються потреби у вапні окремих сільськогосподарських культур. Але ж навіть, якщо орієнтуватися тільки на ґрунт, то і в цьому випадку цей захід виявляється помилковим. Дійсно для встановлення потреби ґрунту у вапні береться результат, який отримують при взаємодії ґрунту з 1 н розчином оцтовокислого натрію, тоді як для регулювання кислотності в ґрунт вносять твердий (молотий) порошок СаСОз- Реакція ґрунту з СНзСООЫа і СаСОз йде неоднаково і кінцеве значення рН суттєво відрізняється від розрахункового. Крім цього, дози вапна, розраховані за гідролітичною кислотністю, не гарантують досягнення оптимальних значень рН через те, що цей метод не враховує повністю основних властивостей ґрунтів, що значно впливають на потребу їх у вапні (вміст гумусу, гранулометричний склад, вміст обмінних основ). Тому орієнтування лише на величину гідролітичної кислотності, навіть з урахуванням гранулометричного складу ґрунту, не дозволяє об'єктивно і точно встановити дози вапна, через те, що за однакової величини Нг та деяких інших показників ґрунти мають зовсім різну природу (наприклад, різний склад глинних мінералів, гумусу, органо-мінерального колоїдного комплексу, наявність солей тощо). Треба наголосити, що рівень рН ґрунту в кожний визначеній! момент не залежить від загальної кількості кислотних складових, а залежить тільки від здатності присутніх в ґрунті кислот постачати в розчин протони. Отже, підсумовуючи перераховане вище, зазначимо, що сама природа гідролітичної кислотності робить неможливим точне визначення доз вапна необхідного для нейтралізації кислотності ґрунту. Існує спосіб визначення доз вапна за кількістю рухомого алюмінію у ґрунтовій витяжці [3]. Головним недоліком цього методу є те, що рухомий алюміній присутній не в усіх типах кислих ґрунтів. Крім того, цей спосіб також особливості сільськогосподарських культур до реакції ґрунтового середовища. Тому його застосування не набуло широкого розповсюдження. Набагато точнішою є методика розрахунку нормативів витрат вапнякових мепіорантів за зрушенням рН сольового на 0,1 [2]. Хоча й вона має суттєві недоліки. Справа в тім, що для такого зрушення в різних інтервалах рН ґрунту треба застосовувати різну кількість вапна. Наприклад, при доведенні ґрунту з вихідного рН 4,5 до рН 5,0 для зрушення рН на 0,5 (АрН=0,5) потрібно вдвічі більше вапна, ніж при зрушенні рН із 5,5 до 6,0. Крім того, ця методика визначення норм вапна, як і методика їх визначення за гідролітичною кислотністю, не враховує особливостей сільськогосподарських культур відносно реакції ґрунтового середовища. В основу корисної моделі покладено задачу удосконалення способу визначення доз вапняних меліорантів за рахунок можливості точного визначення доз вапна та врахування особливостей сільськогосподарських культур відносно реакції ґрунт ового середовища та забезпечення підвищення родючості кислих ґрунт ів з наперед заданими кислотно-основними властивостями. Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі визначення доз вапна для нейтралізації кислих ґрунтів який містить визначення рНводн в зразку ґрунтової суспензії, згідно з винахідницьким задумом визначення рНВ0Дн проводять у кожному зразку не менше як 3 виміри з додатковим вмістом різної кількості вапна та згідно з одержаними даними будують графік співвідношення цих величин, за яким визначають необхідну кількість вапна для отримання потрібного значення рНводн На підставі виконаних дослідів можна стверджувати, що зміни кислотності ґрунту під впливом різних доз вапна безпосередньо залежать від властивостей самого ґрунту, тобто від його буферності - здатності протидіяти зовнішнім навантаженням. Приклад. Беруть серію наважок повітряносухого ґрунту по 5г. Кожну заливають розчином 0,03н Са(ОН)2 і доводять дистильованою водою до 50мл. Об'єм вапняних навантажень наведено у таблиці. Колби збовтують на ротаторі протягом години, а потім вимірюють рНВОДн у ґрунтових суспензіях. Треба зауважити, що при цьому одержують значення рНводн або актуальну кислотність, тобто саме ту кислотність, яка безпосередньо впливає на ріст і розвиток рослин. 10093 Таблиця №№ дослідів 1 2 3 4 5 Об'єм вапняного розчину 3 0,03н Са(ОН)2,см 0 4 8 12 16 Об'єм дистильованої Додаток Са (ОН) у розрахунку 3 на 10Огр ґрунту, мекв води, см 0 0 2,4 46 42 4,8 38 7,2 34 9,6 На підставі одержаних даних будують криву залежності рНводн від Са(ОН)2 (Фіг). Для побудови графіка рН-буферності часто вистачає наявності перших трьох точок. На графіку кривої рН-буферності дерновопідзолистого супіщаного ґрунт у на осі ординат відкладені показники рН В0Л н, а на осі абсцис - кількість гідроокису кальцію [4]. На наведеному графіку визначаємо оптимальні межі рН для зростання конкретної культурної рослини. Скажімо, на дерново-підзолистому супіщаному ґрунті з вихідним рН 5,4 (точка перетину осі ординат з кривою рНбуферності) треба виростити таку нетипову для цього ґрунту сільськогосподарську культуру, як озима пшениця. За таблицею відносної стійкості сільськогосподарських рослин до низьких значень рН [5] знаходимо, що для озимої пшениці верхня межа оптимуму дорівнює 7,5, а Нижня 6,3. Якщо на графіку привести від цих значень рН лінії, які паралельні осі абсцис до перетинання їх з кривою рН-буферності ґрунту, то відрізок кривої буферності АС (більш виражена лінія) буде відповідати оптимуму рН ґрунт у конкретно для озимої пшениці. Наприклад, щоб визначити дозу вапна для досягнення в цьому ґрунті рН 6,8, що дорівнює середній межі оптимуму для озимої пшениці, з середини відрізка кривої буферності, тобто з точки В опускаємо перпендикуляр на вісь абсцис і фіксуємо значення, в даному випадку це значення дорівнює 1,4 мекв Са(ОН)2 на 100г ґрунту. Проекція вихідного рН на вісь абсцис дорівнює нулю. Отже, кількісна різниця параметрів проекцій між вихідним і заданим рН на вісь абсцис дорівнює 1,4мекв Са(ОН) 2 на 100г ґрунту. Розрахунки норми внесення вапна здійснюємо за формулою, яка одержана нами внаслідок дослідницької роботи: 37-1,35(І) 10 6 де, х - потрібна кількість вапна (СаСОз) кг на 1 тонну ґрунту; а - координата точки кривої буферності на осі абсцис, що визначає відповідну концентрацію гідроокису кальцію, мекв. Са(ОН)2 на 100г ґрунту (в наведеному прикладі дорівнює 1,4), 37-еквівалентна маса Са(ОН)г, мекв.; РПводн 5,4 7,9 8,7 8,9 9,0 1,35 - коефіцієнт переведення Са(ОН)2 у СаСО 3 ; 4 10 - число перерахунку вапна в кілограми; 6 10 - число перерахунку ґрунту в тонни. Після скорочення формула І матиме такий вигляд: х = а-0,5 (II) Наприклад, на малюнку показник "а" становить 1.4, тоді за фюрмулою II буде: х = 1,4 • 0,5 = 0,7кг Тобто на 1 т ґрунту треба внести 0,7 кг вапна (СаСОз). Технології хімічної меліорації кислих ґрунтів, які використовують у сільськогосподарському виробництві, передбачають, що внесене вапно перемішується приблизно з 3000т ґрунту на кожному гектарі. Тому погреба у вапні для досягнення середньої межі оптимуму рН для вирощування озимої пшениці становить: 0,7кг-3000т=2100 кг/га При застосуванні способу - аналогу доза вапна буде 3700кг/га тобто вище майже у 1,8 рази. Переваги запропонованого нами методу визначення доз вапна за кривими рН-буферності ґрунт ів полягають у тому, що він дозволяє враховувати не тільки фізичні та фізико-хімічні властивості самого ґрунту (гранулометричний склад, концентрація рухомого алюмінію, сума увібраних основ тощо), але й враховує вимоги до актуальної кислотності ґрунту потреби кожної конкретної сільськогосподарської культури та запобігає перевапнування ґрунтів. Перелік посилань 1. Практикум по почвоведению. Под ред. Кауричева И.С. - М., "Колос", 1973.-е. 175. 2. Яковлева М.Е. Вопросы известкования кислых почв. Горки, 1973. 3. Рекомендации по известкованию кислых почв. М., Колос-1982.-19 с. 4. Трускавецький Р.С, Цапко Ю.Л. та ін. Сучасні фізико-хімічні методи дослідження ґрунтів. Харків, 1999.-35С 5.Трускавецький Р.С., Балюк С.А., Цапко Ю.Л. та ін. Ресурсозберігаючі технології хімічної меліорації грунтів в умовах земельної реформи. - К.: НВВ, 2000. - 70 с 10093 w 0,6 1,4 ° 2 А 4 '8 Са(ОН,2 нг-екв/100 г Малюнок - Фрагмент графічної моделі рН-буферності дерново-підзолистого супіщаного грунту Комп'ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и ї в - 4 2 , 01601