Вапнування ґрунтів восени, норми внесення вапна

Про необхідність внесення добрив на грядки і поля знають всі, але не всі замислюються про те, як будуть засвоювати поживні речовини культурні рослини. Доступність азоту і фосфору для коренів багато в чому залежить від кислотності середовища. Щоб привести її до нормативних показників, використовують такий агротехнічний прийом, як вапнування грунту. Ця процедура багатьом здається не зовсім зрозумілою, тому варто обґрунтувати її.

Кислоти і луги в грунті

Відмінність цих двох класів сполук - наявність водню або гидроксогрупп. Іони H⁺ утворюють кислоти, а OH⁻ - луги. До утворення перших більше схильні елементи, які стоять ближче до правої частини таблиці Менделєєва, а до других тяжіють метали, жмущіеся до лівого краю періодичної системи. Ті елементи, що лежать між ними, називаються амфотерними. Вони можуть утворювати як кислоти, так і луги.

До числа кислот відносяться відомі всім сірчана H₂SO₄, азотна HNO₃, соляна HCl, оцтова CH₃COOH, синильна HCN і інші. Луги - KOH, NaOH, Ca (OH) ₂. Алюміній може брати участь в створенні лугу Al (OH) ₃, але в промисловості широко використовуються солі, де цей метал знаходиться в складі кислотного залишку. Називаються вони алюминатами. Наприклад, алюмінат натрію має формулу NaAlO₂.

Водневий показник

Все вищесказане дуже добре виглядає на папері. В реальності говорити про хімічних взаємодіях можна тоді, коли для цього взаємодії є умови. Наприклад, реакції протікають в розчинах, тому можливість взаємодії і результат залежать від розчинності і здатності до дисоціації в розчині.

В ідеалі водорозчинне речовина у воді має розпастися на іони. Наприклад, так:

H₂O + H₂SO₄ = 3H⁺ + OH⁻ + SO₄²⁻

Відносно сірчаної кислоти це справедливо. Подібне стосується більшості солей, підстав від лужних і лужно-земельних металів, азотної, соляної і ще ряду кислот. Зовсім інша ситуація складається з оцтової, кремнієвої і синильної кислоти, гідроксиду заліза.

Кислотність середовища залежить не тільки від вмісту кислоти в ній, але і від її здатності до дисоціації на іони. Чим більше іонів водню буде при розчиненні, тим сильніше буде з`єднання. Від цього залежать, наприклад, провідні властивості речовини.

Якщо оцінювати кислотність різних середовищ, то виходить, що самим нейтральним з них буде вода. У ній кількість іонів H⁺ збігається з кількістю OH⁻. Кількість кожного одно 10⁻⁷ моль на літр. Верхня цифра, взята без мінуса, є водневим показником, а число 7 показує нейтральність середовища.

Якщо показник pH<7, то говорять про підвищення кислотності, а коли pH>7, то про лужної реакції. Теоретичних меж число це не має. У зовсім кислих середовищ показник може бути навіть негативним. Ось кілька прикладів:

• кислота в автомобільному акумуляторі - <1;
• кава - 5;
• шкіра - 5,5;
• молоко - 6,6;
• вода - 7;
• кров - 7,36;
• нашатир - 11,5;
• розчин каустику - >13.

Цікаво для спостережень така речовина, як мило. Як відомо, мило - це сіль, отримана при взаємодії органічних кислот, в першу чергу карбонових, з каустиком. Органічні кислоти є слабкими, а їх кількість при виробництві мила дуже висока. Чим їх більше, тим вище кислотність. Наприклад, шампуні - розчини лаурилсульфату натрію або лаурітсульфата підганяють під природну кислотність шкіри, 5,5. А господарське мило має лужну реакцію, близько 10. Надлишок лугу дозволяє відмити жирові забруднення. Висока лужність у різних засобів для чищення плит.

Іонний баланс середовища

Не можна сказати, що будь-яке середовище завжди прагне до нейтральності. Природні біоценози складаються в різних умовах. Те, що для одного організму нормально, для іншого є агресивним середовищем. Наприклад, морські організми живуть в лужному середовищі - pH = 8, а ось в болоті кислотність ґрунту підвищена.

Вимірювання концентрації іонів H⁺

Грунт і інші природні середовища має певний рівень кислотності. Ця величина піддається виміру. Іноді це можна зробити прямо, іноді непрямо. До прямих методів вимірювання можна віднести різні види індикації, наприклад, за допомогою індикаторного паперу або приладу. Лакмус, метилоранж і фенолфталеїн знайомі багатьом з школи. Різні індикатори на їх основі випускаються до цих пір.

Індикаторними наборами потрібно користуватися за інструкцією. Грунт для аналізу потрібно брати на рівні кореневої системи рослини. Після цього грудку землі розлучається в такій же кількості води, віджимається через марлю. Проводиться вимір. Результати розшифровуються за кольором, який звіряється з доданою шкалою.

У продажу є і електронні індикатори зі щупом, де результат виводиться у вигляді готової цифри на екран. Користуватися ним просто.

Якщо під рукою немає індикаторів, можна скористатися деякими якісними реакціями. У будь-якого лаборанта їх в арсеналі багато. Деякі з них вимагають реактивів, а іншим вони не потрібні. Ось кілька прикладів:

• оцтова кислота. Якщо политий оцтом грудку землі зашипить, значить, грунт лужна або нейтральна. Чи не зашипить - кисла;
• відвар вишневого листа. Якщо розчинити грудку землі в відварі вишневого листа і він посиніє, грунт кислий. Зелений колір розчину говорить про лужної реакції;
• виноградний сік. У склянку з них додається грудку землі. Якщо пішли бульбашки - грунт нейтральна;
• розвести землю водою в пропорції 1: 1 і посипати содою. Зашипить - кислотність підвищена.

Індикаторні методи є більш точними і інформативними. Для різних сільськогосподарських культур оптимальними величинами водневого показника будуть різні цифри, тому від результату аналізів залежить як необхідність внесення лужних агентів, так і їх кількість.

Причини підвищення pH

Кислотність грунтів в природних біоценозах залишається постійною, так як живі організми, які мешкають в них, знаходяться в постійній взаємодії. Середовищі них є продуценти, консументи і редуценти. Із системи нічого не несеться і нічого не вноситься в неї, тому без зовнішнього втручання такі спільноти можуть існувати століттями.

Інша річ - рослинництво, яке представляє собою цілеспрямоване вирощування певних рослин. При цьому у культурних посадок є кілька важливих відмінностей:

• вирощування однієї-двох культур (кормових) зі знищенням інших (бур`янів);
• обмеження або зведення до нуля впливу інших організмів (шкідників);
• винос з ділянки врожаю і всіх речовин, які рослини забрали з грунту.

Сталість складу грунту можна підтримувати тільки шляхом внесення в неї відсутніх елементів. Це стосується не тільки азоту і фосфору, а й калію, кальцію, магнію та інших.

механізм підвищення кислотності грунту пов`язаний одночасно з декількома факторами:

• дихання кореневих систем. При диханні виділяється вуглекислий газ, який, зв`язуючись з водою, утворює вугільну кислоту. Вона пов`язує кальцій, який частково засвоюється рослиною, а частково вимивається опадами. У природі кальцій зазвичай представлений у вигляді карбонату, але при підвищенні концентрації вуглекислого газу і води він переходить в розчинну форму - гідрокарбонат, який і несеться опадами в глибші шари;
• зняття врожаю і винос залишився кальцію з ділянки;
• у культурних рослин кореневі системи, як правило, неглибокі. Дістати мінерали з глибших шарів грунту вони не можуть. При великому вмісті карбонату в водоносному горизонті грунт виходить кислому;
• внесення добрив. Азот, необхідний рослинам для росту, вноситься в двох формах - нітрат-іони і амоній. Виробники намагаються збалансувати їх, але це не завжди можливо. Надмірне захоплення органічними добривами теж призводить до закислення.

У грунті містяться іони таких елементів, як алюміній і марганець. У лужному середовищі вони безпечні, але при закислення алюміній і марганець знаходяться в формі позитивно-заряджених іонів і токсично впливають на рослини, заважаючи їм розвивати кореневу систему. У місцевості, де глинозем - звична всім гірська порода, подібне рідкістю не є.

При защелачивании грунту недоступними для коренів стають залізо, цинк і бор. Так що оптимальним середовищем для сільськогосподарських культур буде нейтральна, хоча показник може для кожної культури варіюватися. Наприклад, картопля, щавель, агрус і малина добре себе почувають при pH від 5 до 6, а ось капуста, цибуля і селера вимагають від 7 до 7,8.

методи компенсації

Перше, що спадає на думку людині, вивчав хімію, це лужні і лужноземельні метали. При реакціях з кислотами вони утворюють солі і водень, а в концентрованому вигляді можливі й інші варіанти. Наприклад, при реакції натрію з великою кількістю азотної кислоти виходять аміачна і натрієва селітра.

Список цих елементів простий:

• лужні: літій, натрій, калій, рубідій, цезій, францій;
• лужноземельні: магній, кальцій, стронцій, барій, радій.

Біда в тому, що у вільному вигляді в природі вони не зустрічаються. Натрій в лабораторіях часто зберігають в гасі: він на повітрі окислюється миттєво. Не всі ці елементи однаково корисні.

Можна скористатися іншими засобами. В першу чергу хочеться порадити не нехтувати мульчированием і золою. Бадилля і солома в їжу все одно не йдуть, але в подрібненому або спаленому вигляді можуть повернути в землю хоча б частину калію, кальцію і натрію. Основним же засобом компенсації кислотності є вапнування грунту. Навесні цю процедуру проводити не варто, краще зробити це восени. Перед початком сезону краще внести під культури добрива, а робити це одночасно з вапнуванням не можна.

Внесення вапна інгредієнтів проводиться в размолотом вигляді. Як них можуть використовуватися такі:

• вапняк;
• доломіт - крім карбонату кальцію в ньому міститься до 25% карбонату магнію;
• гашене вапно;
• негашене вапно;
• мартенівський шлак.

Карбонат кальцію існує у вигляді вапняку, черепашнику, мергелю, крейди. Негашене вапно отримують з нього шляхом випалу, а гашене - з негашеним при розведенні у воді.

вапнування грунту

Перед вапнуванням грунту восени необхідно визначити її кислотність і тип ґрунту. Наприклад, глинисті грунти вимагають підвищення нормативу внесення, а піщані - зниження. У таблиці нижче представлені норми внесення вапна і доломітового борошна для вапнування ґрунтів восени. Всі цифри дані в кілограмах на квадратний метр. Мета внесення - приведення показника pH до 6,5.

Після внесення добавок в землю, її необхідно перекопати. За зиму вапно вступить в реакцію з кислотами, що містяться в землі, і реакція вапняної грунту стане нейтральною або зовсім слабокислою. При внесенні навесні можна лугом обпалити коріння. Якщо упущений термін, краще скористатися доломитом або крейдою - вони менш агресивні. Вони ж більш доречні на піщаних середовищах. Вапно корисна при великій кількості глин і суглинків. Вапнування грунту негашеним вапном або оксидом магнію вимагає гасіння водою перед внесенням. Це екзотермічний процес. Безпосередньо перед посадкою овочів проводити його не потрібно.

Частота вапнування залежить від характеру грунту в регіоні та на ділянці. Наприклад, в заболочених місцях, на місці торфовищ це робиться раз в три роки, а на важких грунтах чергову обробку можна проводити раз в 7 років. При великій кількості опадів інтервал цей зменшується.