Тема 4. Известкование почв 1) Отношение сельскохозяйственных культур

Тема 4. Известкование почв 1) Отношение сельскохозяйственных культур и микроорганизмов к кислотности почвы и известкованию 2) Значение кальция и магния для растений 3) Взаимодействие извести с почвой. Влияние извести на свойства почвы 4) Определение необходимости и очерёдности известкования почв 5) Основное и поддерживающее известкование 6) Определение доз извести 7) Известковые удобрения 8) Применение известковых удобрений 9) Эффективность известкования

Динамика почвенного плодородия на пахотных землях России

Вопрос 1. Отношение сельскохозяйственных культур и микроорганизмов к кислотности почвы и известкованию

Отношение различных растений к реакции почвы

Группировка растений по чувствительности к кислотности и отзывчивости на известкование

Группировка культур по чувствительности к содержанию подвижного алюминия

Группировка культур по чувствительности к содержанию подвижного марганца

Вопрос 2. Значение кальция и магния для растений

Раздел 2.1. Значение кальция для растений

Физиологические функции кальция 1) Соединения кальция с пектиновыми веществами участвуют в формировании клеточных стенок и склеивают между собой отдельные клетки 2) Катионы кальция играют важную роль в стабилизации структуры мембран, оказывают влияние на поступление других ионов в клетку 3) Катионы кальция принимают участие в создании необходимого ионного равновесия, определяющего благоприятное физико-химическое состояние протоплазмы 4) Кальций активирует ряд ферментных систем клетки, играет важную роль в передвижении углеводов, оказывает влияние на превращение азотсодержащих веществ

Признаки голодания растений в отсутствии кальция

Кальциевое голодание: верхушечные цветки рапса сломлены

Кальциевое голодание: поражённые плоды томата

Корни растений при недостатке кальция

Раздел 2.2. Значение магния для растений

Физиологические функции магния 1) Магний необходим для фотосинтеза: входит в состав хлорофилла и стабилизирует структуру хлоропластов 2) Магний выполняет структурообразующую роль, входит в состав мембран и клеточных стенок 3) Магний участвует в создании необходимого ионного равновесия в цитоплазме 4) Магний активирует деятельность большого числа ферментов (около 300), катализирующих различные биохимические реакции. Играет важную роль в обмене азота и фосфора. Участвует в процессах обмена углеводов, органических кислот и жиров, эфирных масел, нуклеиновых кислот и витаминов

Структура хлорофилла

Физиологические функции магния 1) Катионы магния активируют нитратредуцирующие ферменты, необходимы для формирования полирибосом и синтеза белка 2) Магний участвует в передвижении фосфора в растениях 3) Магний входит в состав фитина, который накапливается в семенах и служит источником фосфора при их прорастании 4) Магний ускоряет отток подвижных углеводов в репродуктивные органы и синтез крахмала 5) Магний регулирует направленность окислительно-восстановительных процессов, способствуя накоплению восстановленных соединений – жиров, эфирных масел и т.д.

Фитин

Признаки недостатка магния на подсолнечнике

Вопрос 3. Взаимодействие извести с почвой. Влияние извести на свойства почвы

Взаимодействие извести с кислотами почвенного раствора СаСО3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + Н2О + СО2↑ СаСО3 + 2R-COOH → (R-COO)2Ca + Н2О + СО2↑

Образование и диссоциация бикарбоната и гидроксида кальция СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2 Са(НСО3)2 + Н2О = Са(ОН)2 + Н2О + СО2↑ Са(НСО3)2 ↔ Са2+ + 2НСО3– Са(ОН)2 ↔ Са2+ + 2ОН–

Нейтрализация потенциальной кислотности почвы Al3+ Са2+ ППК)Н+ + 2Са2+ + 4ОН– = ППК)Са2+ + Al(OH)3↓ + Н2О

Влияние извести (на 7-й год после внесения) на подвижность фосфора почвы в слое 0-15 см (в мг/кг Р2О5), Московская областная сельскохозяйственная опытная станция (по Аскинази, 1949)

Доступность для растений питательных веществ в зависимости от рН почвы

Вопрос 4. Определение необходимости и очерёдности известкования почв

Способы определения необходимости известкования почв 1) Визуальный 2) По агрохимическим свойствам почвы

Группировка почв по степени кислотности солевой вытяжки

Нуждаемость почв в известковании в зависимости от степени насыщенности почв основаниями

Очередность известкования в севооборотах при различной кислотности почв

Вопрос 5. Основное и поддерживающее известкование

Изменение некоторых свойств дерново-подзолистой почвы под влиянием минеральных удобрений (по Лебедевой)

Ориентировочные уровни рНKCl для повторного известкования дерново-подзолистых и серых лесных почв

Вопрос 6. Определение доз извести

Свойства почв, используемые для определения доз извести 1) рНKCl 2) Гидролитическая кислотность (НГ) 3) Гранулометрический состав 4) Содержание гумуса

Наиболее распространённые методы расчёта доз извести 1) Табличный 2) На сдвиг рНKCl 3) По гидролитической кислотности

Дозы извести для дерново-подзолистых почв Нечернозёмной зоны с содержанием гумуса до 3 %, т/га (по данным ВИУА)

Дозы извести, рекомендуемые для почв Предуралья, т/га СаСО3 (по данным кафедры агрохимии ПГСХА)

Ориентировочные дозы извести под овощные культуры на разных почвах, т/га

Нормы расхода известковых материалов для сдвига реакции почвенной среды до оптимального уровня в Уральском регионе

Расчёт доз извести (СаСО3) по гидролитической кислотности Нг – гидролитическая кислотность, м-экв на 100 г почвы; 10 – пересчёт на кг почвы; 50 – количество СаСО3, необходимое для нейтрализации 1 миллиэквивалента кислотности, мг (1 мэкв СаСО3); 3000000 (2500000) – масса пахотного слоя почв тяжёлого (лёгкого) гранулометрического состава на 1 га, кг; 1000 – пересчёт мг в г, г в кг, кг в т.

Причины распространения в производстве методов табличного и на сдвиг рНKCl 1) Картограммы кислотности составляются по величине рНKCl; 2) При проведении известкования основной задачей является устранение наиболее вредной для растений обменной кислотности; 3) Дозы извести, рассчитанные по гидролитической кислотности, значительно выше и экономически менее выгодны

Сравнение доз извести, рассчитанных по рНKCl и по гидролитической кислотности для почв Пермской области

Вопрос 7. Известковые удобрения

Классификация известковых удобрений 1) Промышленные – твёрдые известковые породы 2) Местные – мягкие (рыхлые) известковые породы 3) Отходы промышленности, богатые известью

Раздел 7.1. Промышленные известковые удобрения

Твёрдые известковые породы 1) Известняки 2) Доломиты 3) Мел

Классификация твёрдых известковых пород по содержанию СаСО3 и MgCO3

Классификация известковых пород по содержанию примесей

Промышленные известковые удобрения 1) Известняковая мука 2) Доломитовая мука 3) Молотый мел 4) Жжёная (негашёная, комовая) известь 5) Гашёная известь (пушонка)

Физико-химические показатели известняковой (доломитовой) муки марки А (ГОСТ 14050-93)

Физико-химические показатели известняковой (доломитовой) муки марки В (ГОСТ 14050-93)

Физико-химические показатели известняковой (доломитовой) муки марки С (ГОСТ 14050-93)

Зависимость разложения СаСО3 от тонины помола, % от внесенного

Неактивные фракции известняковой (доломитовой) муки

Расчёт показателя активно действующего вещества (АДВ) в известняковой (доломитовой) муке Н – содержание неактивных фракций, %; В – массовая доля влаги, %; К – суммарная массовая доля карбонатов кальция и магния.

Требования к качеству мела молотого, применяемого для известкования почв (ГОСТ 17498-72)

Получение жжёной извести при обжиге известняков СаСО3 → СаО + СО2↑

Получение гашёной извести при взаимодействии жжёной извести с водой СаО + Н2О → Са(ОН)2

Раздел 7.2. Местные известковые удобрения

Местные известковые удобрения 1) Известковый туф (ключевая известь) 2) Гажа (озёрная известь) 3) Мергель 4) Торфотуф 5) Природная доломитовая мука

Требования к качеству местных известковых удобрений (ТУ 46-6-77)

Раздел 7.3. Отходы промышленности, богатые известью

Отходы промышленности, богатые известью 1) Сланцевая зола 2) Дефекат (дефекационная грязь) 3) Шлаки металлургической промышленности - доменные и мартеновские - электросталеплавильные и ферросплавные 4) Обожжённый магнезит

Вопрос 8. Применение известковых удобрений

Раздел 8.1. Место внесения извести в севообороте

Раздел 8.2. Сроки и способы внесения

Машина для внесения в почву минеральных удобрений и извести 1-РМГ-4Б

Машина для внесения минеральных удобрений и извести МВУ-8

Ассенизатор АРУП-8 ЗиЛ-130

Автомобильный разбрасыватель удобрений пылевидных АРУП-8: 1 – ёмкость; 2 – роторный насос; 3 – заправочная штанга; 4 – сопло; 5 – загрузочный люк; 6, 7, 8 – фильтры; 9, 10 – краны; 11 – вакуумный трубопровод; 12 – напорный трубопровод; 13 – аэроднище; 14 – смотровое окно; 15 – датчик заполнения бункера

Машина для внесения пылевидных химмелиорантов МШХ-9

Вопрос 9. Эффективность известкования

Влияние известкования на урожайность сельскохозяйственных культур по зонам области, ц/га

Влияние известкования на урожайность сена клевера за 2 года пользования, ц/га

Действие извести на урожайность семян клевера, кг/га

Средние ежегодные прибавки урожайности (т/га) зерновых культур на разных по кислотности дерново-подзолистых почвах в зависимости от доз извести

Средние ежегодные прибавки урожайности при разных дозах извести Примечание. В числителе – ц зерн. ед. с 1 га, в знаменателе – % к варианту с дозой извести по 1,0 НГ

Коэффициенты пересчёта урожайности сельскохозяйственных культур в зерновые единицы

Влияние известкования на ботанический состав сеяного пастбища

Отзывчивость яровой пшеницы, ячменя и овса на известкование почвы, ц/га

Эффективность минеральных удобрений при известковании в севообороте (по данным Белорусского НИИ земледелия)

Влияние известкования и навоза на урожай сельскохозяйственных культур (по данным Белорусского НИИ земледелия)

Тема 5. Гипсование почв 1) Почвы, нуждающиеся в гипсовании 2) Значение серы для растений 3) Взаимодействие гипса с почвой. Влияние гипса на свойства почвы 4) Определение доз гипса 5) Мелиоративные материалы, используемые для гипсования 6) Применение гипса 7) Эффективность гипсования 8) Другие способы мелиорации солонцовых почв 9) Удобрение гипсом бобовых трав в нечернозёмной зоне

Вопрос 1. Почвы, нуждающиеся в гипсовании

Пятна солонцов, не покрытые растительностью

Профиль солонцов чернозёмных: Ad - дернина мощностью 2-3 см, переплетена живыми и отмершими корнями растений, в распаханных почвах отсутствует; A(A1) - гумусовый, элювиальный надсолонцовый горизонт мощностью 5-18 см и более, темно-серый или серый, комковато-пылеватой, пластинчатой или слоеватой структуры, пористый; А2 - осолоделый горизонт мощностью 2-3 см, белесовато-серый, тонкослоеватой и слоеватой структуры; выделяется не всегда; В1 - собственно солонцовый, иллювиальный гумусовый горизонт мощностью 10-20 см, темно-бурый или коричневато-бурый с хорошо выраженной столбчатой, призмовидной или глыбистой структурой; крупные структурные отдельности распадаются на ореховатые отдельности, по граням которых часто заметен глянцевый налет; горизонт очень плотный, в сухом состоянии трещиноват; для его раздробления требуется применение большой силы; иногда в нижней части горизонта отмечается вскипание, как правило, почвы вскипают под В1. Общая мощность A + B1 может достигать 30-40 см; В2 - второй солонцовый, или подсолонцовый, горизонт, более светлой окраски, крупноореховатой или призмовидно-комковатой структуры; по граням структурных отдельностей более темная глянцевая корочка, внутри структурные отдельности имеют более светлую окраску; часто содержит карбонаты в виде белоглазки; выделения легкорастворимых солей могут содержаться в горизонте В2, подниматься в горизонт В1 или появляться только на глубине 80-150 см. Глубина появления выделений гипса также значительно варьируется; ВС - переходный горизонт с выделениями легкорастворимых солей, гипса и карбонатов; С - засоленная материнская порода.

Образование бикарбоната и карбоната натрия в почвенном растворе ППК)Na+ + Н2СО3 → ППК)Н+ + NaHCO3 ППК)Na+ + NaHCO3 → ППК)Н+ + Na2CO3

Классификация солонцов по глубине залегания солонцового горизонта 1) мелкие (корковые) солонцы – не более 7 см от поверхности почвы 2) среднестолбчатые – 7-15 см 3) глубокостолбчатые – более 15 см

Классификация солонцов по степени насыщенности кальцием 1) насыщенные кальцием – содержание обменного кальция более 70 % ЕКО 2) не насыщенные кальцием – содержание обменного кальция менее 70 % ЕКО 2.1) многонатриевые (типичные) 2.2) малонатриевые – содержание обменного натрия не превышает 10 % ЕКО, в то же время значительную долю в ППК занимает магний

Группировка почв по степени солонцеватости и нуждаемости в гипсовании 1) несолонцеватые – содержат менее 5 % натрия от ЕКО, не нуждаются в гипсовании 2) слабосолонцеватые – содержат 5-10 % натрия от ЕКО, нуждаемость слабая 3) солонцеватые – содержат 10-20 % натрия от ЕКО, нуждаемость средняя 4) солонцы – содержат более 20 % натрия от ЕКО, нуждаемость сильная

Вопрос 2. Значение серы для растений

Восстановленные формы серы в растениях Сульфгидрильные группы (–SH) Дисульфидные связи (–S–S–)

Физиологические функции серы 1) Входит в состав аминокислот метионина, цистеина, цистина 2) Входит в состав белков и ферментов, принимая участие в формировании трёхмерной структуры белков и образовании связей с коферментами и простетическими группами 3) Играет важную роль в окислительно-востановительных процессах 4) Входит в состав витаминов (тиамина, биотина и др.) 5) Входит в состав чесночных и горчичных масел 6) Участвует в белковом и углеводном обмене, синтезе жиров, процессе дыхания 7) Способствует фиксации азота атмосферы бобовыми

Аминокислота метионин

Аминокислота цистеин

Аминокислота цистин (образована посредством дисульфидной связи из двух молекул цистеина)

Пример дисульфидной связи, образованной двумя цистеинами

Схема трёхмерной структуры фермента лизоцима: кружки - аминокислоты; тяжи - пептидные связи; заштрихованные прямоугольники - дисульфидные связи

Тиамин (витамин В1)

Биотин (витамин Н)

Признаки дефицита серы на растении перца

Хлопчатник с симптомами недостатка серы (справа) и здоровый (слева)

Признаки недостатка серы на верхних листьях капусты

Вопрос 3. Взаимодействие гипса с почвой. Влияние гипса на свойства почвы

Взаимодействие гипса с жидкой и твёрдой фазами почвы Na2CO3 + CaSO4 → CaCO3 + Na2SO4 Na+ ППК)Na+ + CaSO4 → ППК)Са2+ + Na2SO4

Вопрос 4. Определение доз гипса

Методы определения доз гипса 1) Табличный 2) Расчётный

Ориентировочные дозы гипса, т/га

Расчёт доз гипса для насыщенных кальцием солонцов 0,086 – количество гипса, необходимое для вытеснения 1 мэкв натрия из ППК, г (1 мэкв CaSO4∙2H2O); Na – содержание обменного натрия, мэкв на 100 г почвы; 0,1ЕКО – содержание обменного натрия (10 % от ёмкости поглощения), безопасное для растений, мэкв на 100 г почвы; 100 – пересчёт содержания обменного натрия в мэкв на 1 г почвы; 108 – 1 га, выраженный в см2; Н – мощность мелиорируемого слоя, см; d – плотность мелиорируемого слоя, г/см3; 106 – пересчёт дозы гипса из г/га в т/га.

Расчёт доз гипса для насыщенных кальцием солонцов (сокращённая формула)

Расчёт доз гипса для ненасыщенных кальцием многонатриевых солонцов Mg – содержание обменного магния, мэкв на 100 г почвы 0,3ЕКО – допустимое содержание магния (30 % от ёмкости поглощения), мэкв на 100 г почвы

Расчёт доз гипса для ненасыщенных кальцием малонатриевых солонцов

Вопрос 5. Мелиоративные материалы, используемые для гипсования

Мелиоративные материалы, используемые для гипсования 1) Гипс сыромолотый 2) Фосфогипс 3) Глиногипс

Требования к качеству гипса и фосфогипса

Вопрос 6. Применение гипса

Плуг навесной ПЛН-3-35 с предплужниками

Виды вспашки: а – взмёт пласта; б – культурная вспашка плугом с предплужниками

Вопрос 7. Эффективность гипсования

Схема ярусного мелководного лимана на склоне

Вопрос 8. Другие способы мелиорации солонцовых почв

Другие способы мелиорации солонцовых почв 1) Внесение известковых удобрений 2) Кислование 3) Самогипсование (самомелиорация) 4) Землевание 5) Фитомелиорация

Варианты самогипсования (самомелиорации) 1) Вспашка трёхъярусным плугом ПТН-40 – на глубоких и средних солонцах 2) Плантажная вспашка – на мелких солонцах

Схема перемещения пластов при обработке почв трёхъярусным плугом После прохода плуга остается открытое дно борозды на поверхности третьего слоя. Первый корпус (разрез I-I) поднимает, оборачивает и укладывает верхний слой почвы на дно борозды (на поверхность третьего слоя). Следующий за ним второй корпус с высоким отвалом (разрез II-II) поднимает первый и третий слои и без оборота смещает их вправо, а третий корпус, идущий по следу первого корпуса (разрез III-III), подрезает второй слой и сбрасывает его на дно борозды сзади отвала второго корпуса