Хімічна меліорація грунтів: меліоранти та їх застосування

Меліоранти — це досить велика група кальцієвмісних речовин, в яких кальцій знаходиться у вигляді оксидів та карбонатів. Такі речовини здатні нейтралізувати грунтову кислотність. Як сировину для виготовлення кальцієвмісних (вапняних) добрив використовують природні вапняні породи:

• Тверді: вапняки, доломіти, крейда.
• М’які: вапнякові туфи, озерне вапно (гажа), мергелі, природне доломітове борошно, продукти переробки природних порід (палене вапно негашене, гашене вапно, або пушонка).

Тверді вапнякові породи перед внесення в грунт подрібнюють, що потребує додаткових енергетичних витрат. М’які породи не потребують помелу і діють швидше та ефективніше. Для вапнування також широко застосовують відходи промисловості, що містять кальцій та магній, наприклад, дефекаційний бруд (дефекат), сланцеву і торф’яну золу, цементний пил тощо.

Вапняні породи розрізняють за вмістом СаСО₃ та MgCO₃, а також за кількістю нерозчинного залишку у вигляді глини та піску. Наявність карбонату магнію суттєво підвищує твердість порід та зменшує розчинність. За вмістом глини та піску породи поділяють на чисті вапняки і доломіти (не більше 5% домішок), мергелисті або піщанисті породи (5-25% домішок), мергелі або піщані породи (25-50% домішок).

Вважається, що чим тошне помелене вапняне або доломітове борошно, тим краще воно суспендується з водою і має швидшу дію. У той же час дуже тонкий помел вапнякових матеріалів має і негативну дію: вимивання кальцію у підгрунтові води, що призводить до зайвих витрат. Останні наукові дослідження свідчать, що вапняне борошно окрім тонкодисперсних часток повинно містити й частки досить великих розмірів, що будуть повільно розчинятися і невеликими порціями поступово використовуватися для нейтралізації кислотності. Крупні вапнякові частки забезпечують відносно стабільну реакцію грунтового розчину на тривалий період, до 5-7 років.

Світлини та відео про життя і роботу агрономів в Instagram SuperAgronom_

Меліоранти природного походження

Меліоранти природного походження, що використовуються для розкислення грунтів:

• Вапняне (вапнякове) борошно. У чистому вигляді отримують розмелюванням твердих вапнякових порід, що складаються в основному з кальциту. Найчастіше для отримання вапняного борошна окрім кальциту застосовують доломітизовані вапняки, що містять і карбонат кальцію, і карбонат магнію (до 20-30%). Вміст карбонатів в сухій речовині 85-92%, механічних домішок до 2,5%. Залежно від складу та вмісту домішок (органіки, заліза та марганцю), вапняне борошно може мати білий, сірий, жовтий або коричневий колір. Нейтралізуюча дія висока, коефіцієнт якості дорівнює 1,22. За якістю поділяють: 1 клас — у складі вапняки і доломіти, нейтралізуюча здатність не менше 85%, добре розпилюється, 95% маси проходить крізь сито 1 мм; 2 клас — із розмеленої крейди, нейтралізуюча здатність 85%, добре розпилюється, 90% маси проходить крізь сито 1 мм; 3 клас — вапнякове борошно, що мало розпилюється, нейтралізуюча здатність 85%, 50% маси проходить через сито 2,5 мм. Вапняне борошно застосовують на всіх типах грунтів у якості добрива під кальцієфільні культури (кукурудза, соя, соняшник, пшениця, ячмінь).

•  Доломітове борошно (мелений доломіт). Суміш CaCO₃ + MgCO₃, з CaO + MgO з домішками глини та піску до 15%. Вапняний меліорант сірого або темно-сірого кольору з вмістом карбонату магнію до 35%. Вміст карбонатів 85-100%. Нейтралізуюча здатність висока (85-98%), коефіцієнт якості 1,5. Застосовують на сільноопідзолених грунтах під бобові, картоплю, льон, коренеплоди.
• Сапонітове борошно. Mg[ Si₄O₁₀] (OH)₂xH₂O — лужний алюмосилікат з високими адсорбційними властивостями (100-120 мг-екв/100 г). містить 20-25% MgO. Сумарна нейтралізуюча здатність 25%. Дуже ефективне на грунтах легкого гранулометричного складу, під культури з підвищеною потребою у магнієвому та калійному живленні.
• Крейда. Містить 80-99% карбонату кальцію і незначну кількість домішок (магній, пісок, глина) — до 5%. Відрізняється від вапняків більшою м'якістю, легше розмелюється, діє швидше за розмелений вапняк, тому більш ефективна, особливо у перший рік внесення. Нейтралізуюча дія середня, коефіцієнт якості 1,75. Використовують на різних типах грунтів як основне добриво під кальцієфільні культури.
• Палене вапно. Негашене вапно (оксид кальцію), вміст СаЩ до 100%. Отримують шляхом термічного розкладу карбонатів. При заорюванні через взаємодію з грунтовою вологою перетворюється у гашене вапно Са (ОН)₂. Особливо ефективне на грунтах важкого гранулометричного складу (глинисті, суглинки). Нейтралізуюча дія дуже висока.
• Гашене вапно (пушонка). Гідроксид кальцію Са (ОН)₂. Отримують шляхом взаємодії оксиду кальцію з водою. Найбільш швидкодіюче вапняне добриво. Доцільно використовувати на грунтах важкого гранулометричного складу (глинисті, суглинки). Нейтралізуюча здатність дуже висока (95-1005), 1 т гашеного вапна еквівалентна 1,35 т карбонату кальцію.

• Мергель. Вапняна порода, що містить від 25% до 75% СаСО₃, невелику кількість MgCO₃  (1,5-2%) і від 25% до 75% піску та глини. Мулувата, у вологому стані дещо пластинчата, після висихання рихла розсипчаста крейдоподібна маса. Найбільш характерними кольорами для мегелів є сірий та темно-сірий, хоча подекуди трапляються мергелі зеленуватого, жовтого та бурого кольору. Нейтралізуюча здатність середня (25-75%), коефіцієнт якості 2,5. Ефективний вапняний меліорант на грунтах легкого гранулометричного складу (піски, супіски) під усі кальцієфільні культури.
• Озерне вапно (гажа). Дрібнозерниста вапняна маса, суміш CaCO₃ + MgCO₃, з домішками піску, мулу та органічних речовин (до 30%). Вміст карбонатів 80-100%. Поклади знаходяться у місцях пересохлих водойм. Нейтралізуюча дія висока, іноді більш ефективний метіорант, ніж вапняне борошно. Використовують на грунтах легкого гранулометричного складу (піски, супіски) під усі кальцієфільні культури. Перед застосуванням підсушують.
•  Вапняний туф (джерельне вапно). Пухка, пориста, легко розсипчаста вапняна маса сірого кольору, суміш CaCO₃ + MgCO₃, з домішками піску та глини 5-25%. Вміст карбонатів 75-95%. Поклади є на притерасних заплавах, у місцях виходу на поверхню джерел. Використовують під різні культури на різних типах грунтів як основне добриво.
• Торфогажа. Низинний торф, багатий вапном. Вміст карбонату кальцію 10-50%, механічних домішок до 15%, вологість 15%. Цінне торфо-вапняне добриво-меліорант. Нейтралізуюча дія низька, коефіцієнт якості 2,75. Найкраще використовувати на бідних органічною речовиною грунтах.
• Торфотуф. Низинний торф, багатий вапном. . Вміст карбонату кальцію 10-50%, механічних домішок до 5%, вологість 30%. Цінне торфо-вапняне добриво-меліорант. Нейтралізуюча дія низька, коефіцієнт якості 2,75. Найкраще використовувати на бідних органічною речовиною грунтах.
• Лесові та лесовидні карбонатні породи. Нешаруваті дрібнопористі карбонатні осадові породи сіро-жовтого, палевого кольору. Вміст карбонату кальцію 18-54%. Переважно застосовують на грунтах легкого гранулометричного складу.

Відходи промислового виробництва

У якості меліорантів також використовуються певні відходи промислового виробництва.

• Дефекат. Відхід цукрово-бурякового виробництва сірого кольору, розсипчастий, містить мінерального мулу 20-30%. Розчинність у воді нижча, ніж у гіпсу, але вища, ніж у крейди. Вміст карбонату кальцію до 75%, органіки до 15%, азоту 0,3-0,5%, фосфору 1-2%, калію 0,6-0,9%, незначна кількість сірки. Перед внесенням у грунт дефекат просушують та просівають крізь сито 2-5 см. Використовують на грунтах різних типів.
• Цементний пил. Відходи цементних заводів, темно-сірого кольору. Суміш оксиду та карбонату кальцію. Вміст карбонату кальцію у перерахунку на суху масу від 80% до 100%. Маса домішок становить 42-55%. Використовують на грунтах різних типів під усі кальцієфільні культури.
• Белітове борошно. Відхід алюмінієвого виробництва. Містить 80-90% карбонату кальцію. А також невелику кількість фосфору, сірки та деяких мікроелементів. Маса домішок у белітовому борошні становить 30-45%. Використовують на грунтах різних типів під усі кальцієфільні культури.
• Червоний шлам. Відхід алюмінієвого виробництва червоного або темно-бурого кольору, пилуватий, негігроскопічний, не злежується. Містить до 18% карбонату кальцію і до 90% різних домішок. Перспективний для застосування у зоні виноградарства на грунтах легкого гранулометричного складу.
• Шлам содового виробництва. Відходи заводів содового виробництва, суміш СаСО₃ та СаСІ₂. Порошок білого кольору, після висушування розсипчастий, не потребує додаткового подрібнення.

Для вапнування кислих грунтів також можна використовувати золу торфів, вапняні відходи содового виробництва та шкіряних заводів тощо.

Норми витрат меліорантів

Орієнтовно норми витрат карбонату кальцію для нейтралізації кислотності грунту встановлюють на підставі визначення рН сольової витяжки (в 1н КСІ або 0,05н СаСІ₂) і гранулометричного складу грунту.

Норми витрат карбонату кальцію залежно від рівня рН і гранулометричного складу грунту для доведення реакції грунтового розчину близько до нейтральної (рН 6,5)

На практиці розрахунки значно спрощують. Для цього використовують наявний у господарстві меліорант і проводять не менше трьох вимірів активної кислотності у наважці грунту по 50 г або 100 г з додатковим вмістом різної кількості вапна. На підставі отриманих даних будують графік рН-буферності, за яким встановлюють, при яких навантаженнях вапняного меліоранта досягається потрібне значення рН грунту. На підставі цього розраховують необхідну норму внесення вапняного меліоранта на 1 га.

Державний реєстр пестицидів та агрохімікатів

Онлайн державний реєстр пестицидів та агрохімікатів

При внесенні у грунт фізіологічно кислих мінеральних добрив для протидії вторинному підкисленню грунтів також застосовують вапняні меліоранти.

Дози вапна, необхідні для нейтралізації фізіологічно кислих мінеральних добрив

Доцільність меліорації, її вид, технологія визначаються агрокліматичними ресурсами, еколого-меліоративним станом грунтів, потребами й ресурсозабезпеченням аграрного виробництва.

Олена Басанець, SuperAgronom.com