Максим Желевський, ТОВ «Оміа Україна»
Надлишкова кислотність ґрунту є одним із найважливіших чинників, які можуть негативно впливати на розвиток рослин та лімітувати виробництво сільськогосподарської продукції.
В Україні ґрунти із надлишковою кислотністю значно поширені на Поліссі (Житомирська, Чернігівська, Рівненська, Волинська, північ Київської та Сумської обл.), у Прикарпатті (Івано-Франківська, Львівська обл.), гірських Карпатах та на півночі Лісостепу. За даними Державного агентства земельних ресурсів України, кислими ґрунти в наший країні є на площі близько 9,5 млн га.
У зоні Лісостепу виявлено 1,8 млн га. кислих ґрунтів. Найбільше їх у цій зоні у Вінницькій області – понад 500 тис. га. На значних площах кислі ґрунти зафіксували в Черкаській та Сумській областях. Останніми роками процеси підкислення ґрунтів проявляються навіть в агроландшафтах Степу. Інтенсивність збільшення площ кислих ґрунтів коливається від 1 до 14% щорічно.
Причини підвищення кислотності ґрунту
Ґрунтова кислотність зумовлюється концентрацією іонів водню. Спочатку кожен тип ґрунту має певний рівень природної кислотності, який залежить від його материнської породи, природної рослинності, рівня опадів. Однак із часом різні фактори призводять до зміни початкового рН ґрунту. Вилуговування та винесення культурами основних катіонів (кальцій Са2+, магній Mg2+, калій К+), розкладання рослинних решток і кореневі виділення деяких рослин призводять до підвищення кислотності ґрунту. Під впливом незбалансованих систем землеробства, техногенних викидів, кислотних дощів відбувається процес вторинного підкислення ґрунтів. Так, застосування високих норм фізіологічно кислих добрив (в основному азотних) поступово призводить до підвищення кислотності ґрунту. Нейтралізувати їхню кислотність можна шляхом додаванням у ґрунт вапнякових меліорантів. Нижче наведені приблизні норми карбонату кальцію для нейтралізації кислотності різних добрив:
– аміачна селітра – 0,75 ц СаСО3 на 1 ц добрива;
– карбамід – 1,2 ц СаСО3 на 1 ц добрива;
– сульфат амонію – 1,25 ц СаСО3 на 1 ц добрива;
– аміачна вода – 0,5 ц СаСО3 на 1 ц добрива;
– безводний аміак – 2 ц СаСО3 на 1 ц добрива;
– КАС-32 – 0,9 ц СаСО3 на 1 ц добрива.
Вплив кислотності ґрунту на культури
Для росту й розвитку більшості сільськогосподарських культур найсприятливішою є близька до нейтральної реакція ґрунтового середовища. Найчутливішими до кислотності ґрунту є цукрові, столові та кормові буряки, люцерна, еспарцет, капуста. Для них оптимальний рН ґрунту – 6,5–7,5. Ці культури найкраще реагують на вапнування, навіть на слабокислих ґрунтах. Чутливими до ґрунтової кислотності є пшениця, ячмінь, кукурудза, соняшник, соя, горох, ріпак, огірки, салат, цибуля. Вони найкраще ростуть за рН 6–7 (ячмінь, соя, горох – за рН 6,5–7) та добре реагують на вапнування середньо- та сильнокислих ґрунтів. Менш чутливими до підвищеної кислотності є жито, овес, просо, гречка, картопля, льон, морква, томат. Вони можуть рости в широкому діапазоні рН – 5–7,5, однак найсприятливішим для їхнього росту є рН 5,5–6,5. На сильно- та середньокислих ґрунтах ці культури добре реагують на внесення вапна, що обумовлено не стільки зниженням кислотності ґрунту, скільки підвищенням ефективності використання поживних елементів із ґрунту та добрив, про що детальніше йтиметься далі.
Активна мобілізація токсичних важких металів
За зниження рН нижче 5,5 різко підвищується доступність алюмінію та марганцю. Їхня концентрація у ґрунтовому розчині може досягти токсичного для культур рівня. Надлишок алюмінію пригнічує ріст коренів та обмежує доступність Са2+ і Mg2+. Внесення вапнякових меліорантів знижує токсичність алюмінію та марганцю шляхом підвищення рН ґрунту.
Вплив на доступність фосфору
У кислому середовищі фосфор вступає в реакцію зі сполуками алюмінію і заліза, утворюючи з ними нерозчинні сполуки та стаючи недоступним для рослин. Вапнування кислих ґрунтів дає змогу вивільнити фосфор із цих сполук і зробити його доступнішим для рослин.
Вплив на доступність інших елементів живлення
Більшість елементів живлення має найвищу доступність для рослин у діапазоні рН 6–7 (рис. 1). Так, на кислих ґрунтах культура потерпатиме від нестачі одних елементів живлення й одночасно від надлишку інших.
Пригнічення корисних мікроорганізмів та розвиток хвороб
На ґрунтах із підвищеною кислотністю пригнічується розвиток корисних мікроорганізмів. Через пригнічення нітрифікуючих бактерій, які перетворюють аміачну форму азоту у нітратну, зменшується доступність азоту із добрив. За підвищення рН із 6,2 до 7 кількість нітрифікуючих бактерій зростає у 55 разів. Практично не розвиваються у кислому середовищі й бульбочкові азотфіксуючі бактерії бобових рослин. Натомість добре розвиваються гриби роду Fusarium та інші збудники хвороб рослин. Підвищена кислотність ґрунту сприяє появі таких хвороб, як кореневі гнилі зернових культур, кила капусти й ріпаку та інших.
Вапнякові матеріали та їхня ефективність
Для вапнування ґрунтів використовують такі вапнякові матеріали: карбонат кальцію у вигляді вапнякового борошна та в гранульованій формі; суміш карбонатів кальцію та магнію у вигляді доломітового борошна та в гранульованій формі; фосфоритне борошно із високим вмістом карбонату кальцію; дефекат; карбонат кальцію у рідкій формі; негашене та гашене вапно.
Негашене та гашене вапно за внесення в кислі ґрунти швидко нейтралізує їхню кислотність, але ці продукти діють жорстко і з ними слід бути вкрай обережними: ці речовини призводять до опіків шкіри за контакту з ними. Також вони викликають опіки рослин, тому вносити їх потрібно як мінімум за декілька тижнів до сівби. Негативна дія на ґрунт проявляється у спалюванні органічної речовини за внесення негашеного та гашеного вапна. Застосування цих продуктів на легких ґрунтах може призвести до перевапнування, що матиме не менш негативні наслідки, ніж підвищена кислотність.
Основними продуктами для вапнування ґрунтів є карбонатні матеріали. Але не всі ці продукти є однаково ефективні. Якість окремих може суттєво різнитися, що, своєю чергою, впливатиме на ефективність вапнування. Під час вибору карбонатного вапнякового меліоранту варто оцінювати такі показники якості, як чистота (вміст CaCO3 та MgCO3), тонина(тонкість) помелу та вологість продукту.
Вміст CaCO3 та MgCO3
Цей показник відображає процентний вміст карбонатів кальцію та магнію у перерахунку на CaCO3 і характеризує потенційну здатність меліоранту нейтралізувати кислотність ґрунту. Але сам по собі цей показник не визначає ні ефективності продукту, ні швидкості дії, адже це залежатиме від рівня тонкості помелу.
Тонина помелу (розмір часток)
Розмір часток відіграє дуже важливу роль у здатності вапнякового матеріалу нейтралізувати кислотність ґрунту. Швидкість, із якою вапняковий меліорант реагує у ґрунті, нейтралізуючи кислотність і підвищуючи рН, визначається тониною помелу матеріалу. Що менший розмір часток, то швидше відбудеться реакція, позаяк розчинність вапняку підвищується зі зменшенням розміру його часток. Також вапняк реагує з дуже незначним об’ємом ґрунту навколо кожної часточки. Тож що тонший помел вапнякового матеріалу, то більша загальна площа його контакту із ґрунтом та ефективніша нейтралізація ґрунтової кислотності.
Тонина помелу вапнякових матеріалів визначається як процентне співвідношення часток, які пройшли через сита з певними розмірами отворів.
За результатами досліджень американських вчених Д. Б. Бігла та Д. Дуайта, вапнякові матеріали з розміром часток більшими за 0,9 мм (приблизно як сіль, цукор) реагують у ґрунті надзвичайно повільно. Лише незначна їх частка прореагувала протягом 2–3-х років. Швидкість реакції підвищується до практичного максимуму за розміру часток до 0,15 мм. Залежність швидкості реакції від тонини помелу чітко видно на графіку на рисунку 2. Щоразу вносили повну норму меліоранту, розраховану для підвищення рН ґрунту до 7. Однак лише продукт із розміром часток до 0,15 мм наближався до цільового рН.
Подібні результати отримали й австралійські вчені М. Коньєр, Б. Скот, Р. Фішер та В. Лілл, які довели, що за однакових норм внесення вапнякові меліоранти з частками тонкого помелу мали більший вплив на підвищення рН. Ця тенденція зберігалася навіть за норми внесення 10 т/га, де очікувалася менша залежність ефективності продукту від розміру його часток. Післядія ультратонкого вапна продовжувалася мінімум три роки і супроводжувалася підвищенням урожаю. Грубі фракції були відносно неефективні, демонструючи хибність поширеного переконання, що більші частки надають вапну більш довготривалий ефект, оскільки вони розчиняються повільніше.
Вологість
Крім чистоти та тонини помелу, важливим показником якості продукту є його вологість. Хоча вона прямо не впливає на ефективність меліоранту, але високий вміст вологи означає менше діючої речовини в тонні продукту.
Розглянемо характеристики кожного зі згаданих вище продуктів.
Вапнякове та доломітове борошно
Вапнякове борошно містить 85–95% CaCO3. Доломітове борошно – це суміш карбонатів кальцію та магнію, яке є відмінним джерелом магнію для рослин. Тому його доцільно застосовувати на ґрунтах із дефіцитом магнію. Вапнякове (доломітове) борошно, яке зустрічається на українському ринку, зазвичай є грубим продуктом із великою кількістю крупних неефективних часток. Вміст реактивних часток здебільшого становить усього 20–30%, а основна маса продукту – це грубі частки, які практично не нейтралізуватимуть кислотність ґрунту. Швидкість дії є повільною, близько 3-х років. Отже, цей продукт не варто застосовувати тоді, коли треба швидко нейтралізувати кислотність ґрунту й отримати швидку реакцію культури на внесення меліоранту у вигляді прибавки врожайності. Ще одним недоліком цього меліоранту є проблематичність внесення стандартним розкидачем добрив.
Фосфоритне борошно
Є одночасно меліорантом і фосфорним добривом. Містить 40–60% CaCO3. Ефективність фосфоритного борошна також залежить від тонини помелу. Цей продукт реагує повільно (близько 3-х років), тому зниження кислотності не буде швидким.
Дефекат
Це вапняковий побічний продукт цукрового виробництва. Крім CaCO3 (60–70%) дефекат містить незначну кількість N, P, K та 10–15% органічної речовини тому вважається цінним продуктом. Проте може мати високий вміст важких металів. Тому необхідно проводити аналіз дефекату на предмет перевищення допустимих рівнів останніх.
Карбонат кальцію у гранульованій формі
Ці продукти зазвичай виготовляють із мікронізованого порошку карбонату кальцію з розміром часток до 150 мікрон (0,15 мм). Завдяки цьому досягається практично 100%-ва реактивність продукту та висока швидкість дії (кислотність починає знижуватися вже за декілька тижнів після внесення, а підвищення рН до цільового рівня спостерігається приблизно через 6 місяців). Завдяки зручній у використанні гранульованій формі, внесення меліоранту відбувається за допомогою стандартного розкидача добрив. Ще одна перевага гранульованих продуктів – уникнення втрат унаслідок розпорошування матеріалу під час внесення. Так, за внесення вапнякового чи доломітового борошна у вітряну погоду втрачається значний відсоток найефективнішої фракції продукту через здування вітром. Для підтримання оптимального рН ґрунту гранульований карбонат кальцію можна вносити невеликими нормами (від 100 кг/га) щорічно. Можливе внесення гранул у рядки під час сівби. Порівняно з більшістю видів вапнякового борошна, яке представлене на українському ринку, мікронізовані продукти в гранульованій формі можуть бути однаково ефективними за норм нижчими на 80%. Цей продукт є ідеальним, коли потрібне швидке зниження рН ґрунту і, відповідно, швидка прибавка врожайності. Крім усього сказаного вище, гранульований карбонат кальцію є відмінним кальцієвим добривом і має важливе значення для розвитку всіх рослин, в першу чергу для таких чутливих до дефіциту кальцію культур, як картопля, капуста, конюшина, люцерна, томат, салат, плодово-ягідні культури.
Купуючи цей продукт важливо впевнитися, що він справді виготовлений із мікронізованого порошку CaCO3, позаяк це є основний показник його якості.
Суміш CaCO3 та MgCO3 у гранульованій формі
Продукт має всі переваги гранульованого карбонату кальцію, але крім того, є відмінним джерелом магнію для рослин. Він ідеально придатний для ґрунтів, які мають нестачу магнію.
Карбонат кальцію у рідкій формі
Рідка форма карбонату кальцію – це суспензія, яка складається із води та ультратонкого порошку карбонату кальцію у співвідношенні приблизно 50/50. Переваги цього продукту – відмінна рівномірність внесення, дуже швидке підвищення рН, можливість змішування з деякими рідкими добривами. Основним недоліком є те, що в ньому міститься 50% води, на транспортування та внесення якої затрачаються кошти. Карбонат кальцію доцільно застосовувати за потреби швидкого зниження кислотності ґрунту. Але цей вид вапнякового матеріалу не забезпечить довготривалого ефекту через відносно невисоку норму внесення та вміст CaCO3.
