Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Агрохимия

Значение кальция и магния для почвы и питания растений

Известкование - внесение в почву кальция и магния в виде карбонатов, оксидов или гидрокарбонатов для нейтрализации его кислотности. Это основной и найрадикальни шей прием улучшения свойств грунтов.

Положительное действие извести заключается в:

- Нейтрализации почвенной кислотности и замещении поглощенных ионов водорода ионами кальция и магния мелиоранта;

- Создании оптимальных физических, водно-физических и других условий жизни культурных растений;

- Улучшении азотного режима почвы в результате активизации деятельности полезных микроорганизмов, особенно азотфиксирующих и нитрификувальних бактерий

- Обеспечении питания растений кальцием и магнием;

- Предотвращении возникновения микробного токсикоза при применении минеральных удобрений;

- Улучшении условий жизнедеятельности дождевых червей, которые способствуют аэрации, фильтрации и образованию водостойких агрегатов;

- Препятствовании поступлению в растения тяжелых металлов и радионуклидов;

- Стимуляции развития полезных микроорганизмов, которые имеют важное агрономическое значение;

- Содействии процессам обезвреживания остатков биоцидов (пестицидов, гербицидов, фунгицидов и т.д.);

- Повышении эффективности внесения удобрений и качества получаемой продукции.

В почвах кальций бывает в форме некоторых минералов (доломит, кальцит и др.) И

различных солей. Водорастворимые соли кальция образуют в почвенном растворе ионы Са 2+, которые доступны для растений. Часть кальция связывается ГВК. Недостаток кальция в почве приводит к замедлению поглощения растениями калия и бора, поэтому на известкованных почвах прежде всего наблюдается их калийное и борное голодания.

На участках, где есть щелочной (известняковый) подпахотный слой, (и если позволяет гумусовый подпахотный слой почвы) методом глубокой вспашки можно повысить показатель pH (самовапнування).

Известковые материалы взаимодействуют с грунтом по двум механизмам:

1) постепенный переход оснований в почвенный раствор с последующей реакцией с ГВК;

2) контактный обмен поверхностных частиц извести и почвы, при этом не затрагиваются внутренние слои гранул; значение этого процесса несущественно. Все формы известняковых материалов по растворимости можно разместить таким убыванию ряд: оксиды> карбонаты> силикаты кальция.

Внесено в почву известь взаимодействует с угольной кислотой почвенного раствора и нейтрализует ее. При этом нерастворимый в воде карбонат кальция постепенно превращается в гидрокарбонат кальция (или магния), который гораздо лучше растворяется в воде и способствует поступлению ионов кальция в почвенный раствор:

Гидрокарбонат кальция распадается на ионы Са 2+ и НСОз- и частично подвергается гидролизу:

Каждая долька извести действует на почву в пределах 2 мм. При этом в почвенном растворе повышается концентрация катионов Са 2+ и Mg2 +, которые вытесняют с ГВК катионы водорода, алюминия, железа, марганца и нейтрализуют почву:

Угольная кислота, образующаяся в процессе обмена ионов водорода ҐВК на ионы кальция, нейтрализуется известью с образованием гидрокарбоната кальция, вновь вступает в соответствующие реакции:

Вследствие этих реакций в почвенном растворе увеличивается концентрация ионов Са 2+ и ОН, причем ионы Са 2+ вытесняют ионы Н + с ГВК и нейтрализуют кислотность почвы.

Карбонаты кальция и магния также непосредственно взаимодействуют с органическими и минеральными кислотами и нейтрализуют их:

Итак, после внесения в кислую почву полной нормы извести устраняется активная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность. Считают, что благоприятные условия для роста и развития большинства культурных растений и усвоение ими элементов питания составляются по pH почвенной среды близкого к нейтральному и нейтрального, то есть от 5,5 до 7,0.

Степень взаимодействия между обменным кальцием и кислотностью почвы оценивают известковым потенциалом, который определяется как изменение свободной энергии Гиббса в процессе реакции обмена между катионами кальция и водорода в системе почвенный поглощающий комплекс - жидкая фаза почвы и записывают как pH - 0,5рСа.

Максимальное действие извести на смещение показателя pH почвы достигается в первые 2 года. В течение следующих 5 лет снова происходит постепенное подкисление почвы и теряется до 30% достигнутого уровня нейтрализации. Через 7-8 лет потери достигают 50% полученного в первые 2 года уровня pH. В связи с этим перспективным является создание вапнувальних материалов пролонгированного действия, что связано с содержанием широкого спектра частиц разного диаметра. Сырьем могут быть, например, отходы щебеночного производства. Применение таких материалов позволит поддерживать постоянный уровень реакции почвенной среды в течение длительного времени.

Переход кальция и магния в ҐВК продолжается более 3 лет и зависит от количества осадков, химического состава мелиорантов, дозы их внесения, плотности сложения, тонкости помола, равномерности распределения в почве, применяемых удобрений, микробиологической активности почв и т. Д.

Карбонат кальция слабо растворим в воде (в 1 л дистиллированной воды растворяется всего 13-15 мг СаСO3), но даже незначительное количество углекислого газа повышает растворимость извести в 60 раз. Грунтовое воздуха по сравнению с атмосферным включает в 10-100 раз больше СО2, выделяемого при дыхании живых организмов и разложения органических веществ. Итак, в почвах с высокой микробиологической активностью, где количество выделения углекислого газа увеличивается, растет и скорость взаимодействия извести с почвой.

Процесса растворения извести способствует также наличие в почвенном растворе анионов, способных образовывать с кальцием и магнием хорошо растворимые соединения (неспецифические органические кислоты, фульвокислоты). Анионы удобрений ( , , ) тоже активно участвуют в этом процессе.

Химическая активность известняковых материалов во многом определяется размером фракций, из которых они состоят, то есть Тонина помола или суммой поверхности их частиц. Определенное значение при этом имеет плотность их составления. Однако с увеличением дозы мелиоранта влияние тонкости помола снижается.

Структура кислотности произвестковать почв значительно отличается от невапнованих: при одинаковых значений pH в произвестковать полной нормой почвах длительное время на очень низком уровне находятся обменная кислотность и содержание подвижного алюминия при высокой степени насыщенности почвы основаниями. Внесение полной нормы извести на кислых суглинистых и особенно тяжелосуглинистых почвах иногда может быть недостаточным для достижения оптимального значения pH.

На динамику уровня и структуру кислотности почвы влияют также формы известковых удобрений. Так, на дерново-подзолистой почве максимальное действие известняковой муки на его агрохимические показатели оказывается на 2-3-й год, а доломитовой муки - на 5-6-й год. Следует отметить, что чем выше уровень pH, достигнутый после известкования (особенно при pH> 6), тем быстрее происходит следующее подкисление почвы, что обусловлено увеличением потерь кальция и магния при внесении высоких норм Мелиоранты. Поэтому известкование высокими нормами неэффективное и экологически вредное, так как приводит к усилению потерь кальция, магния и других элементов питания вследствие вымывания. Перевапновани (завапновани) почвы без учета их кислотно-основных буферных свойств обладают повышенной щелочность. Это подавляет ацидофильные растения и приводит к непроизводительным затратам удобрений, дефицита подвижных форм микроэлементов и тому подобное.

Экологически опасными последствиями перевапнування кислых почв являются:

- Усиление процессов минерализации органических веществ;

- Интенсификация процессов вымывания нитратов, кальция и водорастворимых органических веществ в подпочвенные воды, эмиссия газообразных соединений углерода и азота в атмосферу;

- Резкое смещение кислотно-основного равновесия малобуферних почв неблагоприятное для выращивания традиционных для зоны культур (люпина, ржи, льна, картофеля и т.д.); снижается устойчивость этих культур к болезням;

- Перевапнування нередко является причиной возникновения дефицита для растений ряда микроэлементов (меди, цинка, кобальта и др.) Из-за их трансформацию в малодоступные для растений формы и антагонистический взаимовлияние.

Последействие явления перевапнування грунтов может продолжаться 2-3 и более лет.

Наряду со снижением кислотности, известкование повышает содержание кальция в почвенном растворе и степень насыщенности почвы основаниями, влияет на другие свойства почвы. Кальций, внесенный с Мелиоранты, способствует образованию грунтовых коллоидов, улучшению структуры почвы, повышает его водостойкость. После известкования улучшаются водный и воздушный режимы почвы и обработка тяжелых почв после дождя, на поверхности реже образуется корка, усиливается жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ними азота, фосфора и других элементов питания из органических веществ почвы. Известкование способствует развитию азотфиксирующих бактерий (свободноживущих и клубеньковых). Кроме того подавляются вредные микроорганизмы и снижается зараженность сельскохозяйственных культур различными болезнями: капусты и других капустных - грыжей; картофеля и помидора - фитофторозом; ячменя - гельминтоспорозом; корнеплодов - корнеедом. Однако следует помнить, что высокие нормы извести могут вызвать усиленное развитие некоторых вредных микроорганизмов, например возбудителей парши картофеля, фузариозу льна и т.

После известкования почв улучшается питание растений фосфором. Под действием извести труднорастворимые фосфаты алюминия и железа переходят в доступные для растений фосфаты кальция, усиливается жизнедеятельность микроорганизмов, минерализуются органические соединения фосфора. Калий труднорастворимых минералов интенсивнее превращается в подвижные соединения, а поглощен почвой - вытесняется в раствор, но усвоение его растениями вследствие антагонизма между катионами К + и Са 2+ не увеличивается.

Кроме того, известкование влияет на подвижность и доступность для растений микроэлементов. Соединения молибдена переходят в более усваиваемые формы, а подвижность соединений бора, меди, цинка и марганца, наоборот, уменьшается и растения могут испытывать их недостаток. Поэтому на произвестковать почвах эффективно применение микроудобрений, особенно под чувствительные к ним культуры - свекла, клевер, люцерну, лен, картофель, гречку, лук и др.

Увеличение pH почвы на 1,5-2,0 единицы снижает подвижность кадмия в 4-8 раз, свинца - в 3-6 раз, а уровень pH, что обеспечивает низкую растворимость тяжелых металлов равна 6,5. Внесение извести в дозе 5 т / га снимает фитотоксичний эффект (способность почвы подавлять рост и развитие растений) (Μ. М. Овчаренко, 1995). Известкование почв с повышенным содержанием хрома может привести к образованию подвижных и чрезвычайно токсичных его соединений и даже сделать их непригодными для выращивания сельскохозяйственных культур (А. И. Фатеев, В. Л. Самохвалова, 2012). Поэтому перед известкованием необходимо обследовать почвы на вероятный содержание в них повышенных количеств хрома и молибдена, что является подвижными за нейтральной и слабощелочной реакции почвы.

Внесены известковые удобрения обогащают почву кальцием, а в случае применения доломитовой муки - и магнием, что очень важно для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе тех, которые усваивают большие количества этих элементов.

Больше всего кальция теряется из почвы вследствие вымывания. На разных по составу почвах в зависимости от культур, норм и форм известковых и минеральных удобрений из почвы за год может быть вымыто от нескольких десятков до 200-400 кг / га и больше кальция. Максимальные его потери наблюдаются на чистых парах, а под посевами снижаются, достигая минимума под многолетними культурами сплошного сева. При прочих равных условиях кальций в 1,5-2 и более раз вымывается из легких по гранулометрическому составу почв по сравнению с тяжелыми. Потери также растут в случае внесения высоких норм физиологически кислых минеральных удобрений.

По сравнению с кальцием, содержание магния в почвах меньше. В почве магний содержится в трех формах: в виде минералов (оливин, биотит и др.), Солей (часть в виде карбонатов и фосфатов), а также в почвенном растворе в виде ионов. ҐВК ионы магния почти не связывает. Однако монтмориллонит способен фиксировать значительное количество магния. Повышенное содержание магния характерен для глинистых грунтов (табл. 4.5).

Надежным показателем, по которому можно определять необходимость применения магниевых удобрений является количество вытесненного из почвы 0,025 н раствором СаС12 магния, который хорошо отражает его содержание в растениях. На практике для определения доступности растениям магния широко применяют также вытяжку 1 н КСl.

Особенно бедные магнием сильноопидзолени кислые почвы легкого гранулометрического состава. Поэтому применение на них магнийсодержащих удобрений значительно повышает производительность культур. Содержание обменного магния в почвах сильно отличается по отдельным полям и участках, на значительной части пахотных земель возбуждено необходимое соотношение катионов Са 2+: Mg2 + и К +: Mg2 +, а выращиваемые культуры испытывают

Таблица 4.5. Содержание подвижных соединений магния (MgO) в почве разного гранулометрического состава (В. В. П рокот в и др., 1987), мг / кг

содержание

грунт

супесчаный

суглинистые

глинистый

1

2

1

2

1

2

низкий

<25

<50

<35

<80

<70

<120

средний

25-50

50-80

35-70

80-120

70-120

120-220

высокий

> 50

> 80

> 70

> 120

> 120

> 220

Примечание. 1 - вытяжка 0,02S н СаС12; 2-Ий КС1.

избыток или недостаток магния для формирования урожая. Существует мнение, что оптимальное соотношение между кальцием и магнием для питания растений составляет 5: .1. Между магнием и калием в ҐВК также должно быть определенное соотношение (табл. 4.6).

Таблица 4.6. Оценка питания растений магнием и калием адекватности между ними в ҐВК

Mg : К

оценка

следствие

<2

Несбалансированное за превышение калия

Резкий дефицит магния

2-5

оптимальное

сбалансированное питание

> 5

Несбалансированное за превышение магния

Резкий дефицит калия

По повышенного содержания магния ионы К + пожалуй вытесняются с поглотительного комплекса и вымываются из почвы.

Считается, что на почвах с низким содержанием магния (менее 90 мг / кг) целесообразно применять доломитовую муку в дозе 2 т / га один раз в 3 года.

Следует отметить, что 20-30% вымытых из пахотного слоя кальция и магния в засушливые периоды года может возвращаться в почву с восходящими потоками воды по капиллярам.

Кальций необходим для нормального роста надземных органов и корневой системы растений. У растения он поступает в течение всего периода активного роста. Попав в растение, ионы кальция находятся в ней в свободном состоянии, часть их взаимодействует с органическими веществами. Так, кальций повышает жаростойкость растений, устраняет токсическое действие некоторых микроэлементов (меди, железа, цинка), способствует лучшему транспортировке углеводов и белковых веществ, синтеза хлорофилла, роста корней. Дефицит кальция задерживает рост листьев, их жилки буреют (проводящие пучки забиваются бурыми продуктами разложения клетчатки), на них сначала появляются светло-желтые пятна (хлоротичнисть), затем они отмирают. При этом листья, которые образовались по-прежнему не чувствуют его недостатке и остаются нормальными: они содержат кальция больше, чем молодые листья, так как растения не могут его перераспределять.

Сельскохозяйственные культуры довольно различаются по уровню использования кальция. Так, с 1 га посевов рожь, пшеница, ячмень и овес выносят 20-40 кг СаО; горох, вика, фасоль, гречка, лен - 40-60; картофель, люпин, кукуруза, свекла сахарная - 60-120; клевер, люцерна - 120-250; капуста - 300-500 кг СаО. Потребность некоторых культур в кальции и устойчивость их к кислотности не всегда совпадают. Например, капуста, клевер, люцерна, картофель, люпин усваивают много кальция, но картофель и люпин нечувствительны к кислотности почвы.

В различных частях и органах растений содержатся различные количества кальция: в листьях и стеблях его значительно больше, чем в семенах. Поэтому большая часть кальция, вынесено растениями из почвы, с нетоварной частью урожая, оставленным на поле, а также с остатками кормов и подстилкой попадает в навоз, то есть опять возвращается в почву. По мнению словацких ученых, кальциевая питания растений необходимо регулировать внекорневой подкормки кальцийсодержащих удобрениями, которые вносят небольшими дозами в растворенном или распыленном состоянии. Сенокосы и пастбища, размещены на почвах легкого гранулометрического состава с pH 4,6, рекомендуется опрыскивать раствором известковых удобрений, содержащий 0,02-0,15% СаО, на почвах тяжелого и среднего гранулометрического состава с pH 5,0-5,5 - раствором, содержащим 0,15-0,50% СаО. Твердые пылевидные известковые удобрения целесообразно вносить в дозе 50-300 кг / га СаО. Сигналом для необходимости подкормки зерновых культур является снижение до определенного уровня содержания кальция в продукции. Так, при содержании кальция в зерне предыдущего урожая пшеницы низкого 0,8%, в зерне кукурузы - 2,8% нужно проводить их подпитки в течение вегетации 2-5 раз.

Содержание магния в растениях составляет 0,01-3,0 % в пересчете на сухое вещество. Магния, как и фосфора, больше всего содержится в молодых органах растений и в семенах. Он усваиваются только в форме ионов Mg2 +. Интенсивность поглощения магния зависит от концентрации ионов кальция в почвенном растворе. Растения могут испытывать недостаток магния даже при высоком его содержании в почве, если соотношение Са: Mg в почвенном растворе превышает 11. Высказано мнение, что вложение средств в изменение этого соотношения не всегда оправдано. Так, по данным австралийских ученых изменение соотношения Са: Mg от 0,5 до 16 не влияла на производительность культур.

Магний, в отличие от кальция, подвижный и может перераспределяться растением: из старых листьев он поступает в молодежи, а после цветения - из листьев попадает в семена. Недостаток магния в большей степени влияет на развитие репродуктивных органов растений - семена, клубни, корнеплоды.

Уровень обеспеченности растений магнием в течение вегетации можно определить по содержанию его в индикаторных органах (табл. 4.7).

При недостаточном и низкого содержания магния в растениях необходимо вносить магниевые удобрения. При высоком уровне обеспеченности урожай основной продукции не растет, так как при этом увеличивается доля вегетативной массы в урожае сухого вещества. Для некоторых культур установлено токсичные уровни содержания магния: для кукурузы - 0,55% (прикачанний листок), люцерны - 2,0 (перед началом цветения), сливы - 1,1 (листья в июле), сои (фаза цветения) - 1 5% массы сухого вещества.

Зерновые культуры хотя и менее требовательны к обеспечению почв магнием, сильнее реагируют на его недостаток, чем технические и овощные культуры. Это связано с тем, что корневая система злаков размещена на небольшой глубине и слабо усваивает питательные вещества из нижних слоев почвы.

Существенное влияние на питание растений магнием имеет ионный состав почвенного раствора. При подавляющем преимуществе одного или нескольких ионов - калия, аммония, натрия, кальция - поступление магния в растения ослабляется. Накопление в почвенном растворе алюминия и марганца в результате кислой реакции почвы также ослабляет усвоение магния, а улучшение питания растений нитратного азота, наоборот - усугубляет. Потребность растений в магнии увеличивается с повышением норм минеральных удобрений.

Таблица 4.7. Диагностические уровни содержания магния в растениях (В. В. Прокошев и др., 1987),% массы сухого вещества

Культура

уровень магния

Фаза отбора образца, часть растения

недостаточный

низкий

оптимальный

высокий

Пшеница

<0,10

0,10-0,20

0,20-0,40

> 0,40

кущения

Кукуруза

<0,13

0,13-0,30

0,30-0,50

> 0,50

молодые растения

картофель

<0,15

0,15-0,25

0,25-1,0

> 1,0

Цветения, верхние листья

Клевер

<0,16

0,16-0,20

0,20-0,60

> 0,60

начало цветения

свекла

<0,05

0,05-0,25

0,25-1,0

> 1,0

Смыкания листьев в строках, листья

помидор

<0,30

0,30-0,60

0,60-0,90

> 0,90

Начало плодоношения, листья

огурец

<0,13

0,13-0,77

0,77-0,95

> 0,95

Плодоношения, листья

яблоня

<0,10

0,10-0,25

0,25-0,45

> 0,45

Окончание роста побегов, листья

Известкование почвы ускоряет процесс нитрификации аммонийного азота, снижает активность алюминия и марганца, что способствует улучшению магниевого питания растений, но полностью не снимает вопрос обеспечения им растений на почвах с недостатком его подвижных соединений.

Магний входит в состав молекул хлорофилла (до 15-20% его содержания в растении), фитина, пектиновых веществ, участвует в перемещении фосфора, активирует некоторые ферменты, ускоряет синтез углеводов. При дефиците магния листья становятся бледными, на старых листьях часто появляются пятна. Позже на листья растений между жилками появляются бурые пятна, тогда как жилки остаются зелеными. Признаки недостатка магния часто проявляются на овощных культурах (баклажан, огурец, помидор, перец), яблони, винограде. При избытке магния в питании растений задерживается цветение, а сами цветки окрашены менее интенсивно.

Хозяйственное вынесения магния (MgO) в зависимости от культуры колеблется от 10 до 100 кг / га. Больше всего его выносят картофель, свекла, табак, зернобобовые культуры и многолетние травы. Чувствительны к недостатку магния кукуруза и просо, но чувствительные - зерновые колосовые культуры, в частности овес и рожь озимая. Значительных количеств магния требует рапс.

Потребность в магнии за ротацию севооборота зависит от набора культур и меняется в широких пределах. На почвах легкого гранулометрического состава она может достигать 100-250 кг / га. При увеличении в структуре севооборота таких культур, как зернобобовые, картофель и овощи, вынесения магния из почвы повышается. Оптимальная одноразовая норма внесения магния составляет 50-100 кг / га MgO. При расчете норм внесения магниевых удобрений следует учитывать возврат магния с органическими удобрениями. Содержание магния в навозе составляет 0,08, а в навозе - 0,05%.

Поскольку магний и калий являются антагонистами, то чрезмерное внесение калийных удобрений может вызвать нехватку магния. Попав в почвенный раствор, ионы магния сильно гидратируются, поэтому слабо поглощаются почвой и легко вымываются атмосферными осадками. В связи с этим в отличие от калия он легко вымывается из почвы, его ежегодные потери могут достигать 20-40 кг / га. Выше они бывают во влажные годы и на почвах легкого гранулометрического состава, а также в случае интенсивного применения минеральных удобрений. Например, при внесении калия хлористого увеличиваются потери магния в результате вымывания. Однако его вымывания резко уменьшается при замене суперфосфата гранулированного на суперфосфат двойной, что связано с отсутствием в последнем гипса. Общий баланс магния в почве отрицательный. На почвах легкого гранулометрического состава, обедненных магнием, растения часто испытывают его недостаток.

Дефицит магния обусловлен уменьшением объемов применения органических и низкоонцентрированных минеральных удобрений, сведением к минимуму известкование почв. На некоторых почвах потребность растений в магнии больше, чем в фосфоре.

Магний влияет на рост растений, поэтому он самый нужный в молодом их возрасте, поэтому его следует вносить в основное удобрение. Этот элемент также хорошо усваивается через листья, в 10-15 раз быстрее, чем калий или фосфор. Как магниевые удобрения применяют: магнезит - содержит до 45% MgO, доломитовая мука - 18-20, оксид магния (жженая магнезия) - 75-87, дунит - 41-47, кизерит - до ЗО, эпсомит - до 14 каинит - до 10 лангбейнит - до 19 карналлит - до 14, магний амонийфосфат - 21 калимагнезия - 8, кал и маг - 8-9, борно-магниевое удобрение - до 20% MgO. За исключением магнезита и доломита все другие магниевые удобрения растворимые в воде.

Если для зерновых культур недостаточно магния, его вносят внекорневую в фазу кущения и в конце фазы выхода в трубку в виде раствора сульфата магния. Целесообразнее его вносить вместе с карбамидом и микроэлементами.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее