CC BY
68УДК 631.6
о взаимодеистбии извести и гипса С ппк кислых ПОЧВ
В.В. Окорков, д.с.-х.н., Л.А. Окоркова — Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии
E-mail: [email protected]
В динамических условиях изучен механизм взаимодействия известь- и гипсосодержащих мелиорантов, их сочетание с поглощающим комплексом иллювиального горизонта дерново-подзолистой почвы. Показана определяющая роль гидроксил-ионов, образующихся в процессе гидролиза СО32-, в устранении разных форм кислотности известьсодержащими мелиорантами. Ионы кальция (Mg2+) становятся обменными взамен нейтрализованных ионов водорода и осажденных ионов А13+ поглощающего комплекса. При взаимодействии гипса с кислой почвой ведущим процессом является закрепление твердой фазой ее А13+ при участии сульфат- и гидроксил-ионов. Небольшая часть А13+ в виде растворимых в воде комплексов с сульфат-ионами передвигается в более глубокие слои с инфильтрующейся влагой. Снижение почвенной кислотности установлено и в слоях глубже слоя внесения мелиоранта, более высокое при комплексном использовании мелиорантов.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, доломитовая мука, гипс, обменные водород и алюминий, гидролитическая кислотность, степень гидролиза СО 2-.
Кислая реакция почвенной среды -одна из главных причин недобора урожаев сельскохозяйственных культур, их гибели при перезимовке, низкой эффективности удобрений и экологического неблагополучия территорий. Особенно негативно сказывается на плодородии кислых почв повышенная концентрация обменного алюминия (выше 4-5 мг/100 г почвы) как в пахотных, так и в подпахотных горизонтах [1-4]. Она токсична для корневых систем многих культурных растений. В засушливые годы, когда верхний слой пересыхает, низкие значения рН и высокая концентрация обменного алюминия мешают проникновению корневых систем растений в более глубокие слои почвы и использованию из них влаги, что резко снижает урожайность и окупаемость удобрений. Поэтому дозы извести, рассчитываемые на мелиорацию только пахотного слоя по полной гидролитической кислотности, могут оказаться недостаточно эффективными.
В настоящее время накоплены факты несоответствия механизма взаимодействия извести с ППК кислых почв классическим представлениям. В их основе лежит вытеснение ионов водорода поглощающего комплекса иона-
ми кальция мелиоранта [5, 6]. Для ионов водорода обменной кислотности это не вызывает сомнения. Однако эта форма кислотности составляет невысокую долю гидролитической кислотности, на устранение которой рассчитывают дозы мелиоранта.
Нами были проведены модельные исследования в колонках, в два верхних разделяемых слоя которых (по 10 см) были внесены различные дозы доломитовой муки, гипс и его сочетание с известью, в двух последующих слоях мелиоранта не было. Был выбран иллювиальный горизонт дерново-подзолистой почвы с содержанием ила и физической глины 18,4 и 30,4 %, с рНКС1 3,66, величинами обменной и гидролитической кислотностей соответственно 4,16 и 9,10 мг-экв/100 г почвы, обменного алюминия - 35,4 мг/100 г почвы. Через каждую колонку через 2 дня порциями по 32-40 мл пропускали по 500 мл дистиллированной воды, что соответствовало выпадению половинной нормы годовых осадков. Фильтрат собирали по порциям, измеряя их массу, количественно переносили в мерные колбочки. Из них точно отбирали по 2,5 мл для микроизмерений величины рН. Оставшуюся массу филь-
1. Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой почвы Камешковского района (п. Печуга)
Горизонт, глубина слоя, см рНксі S Н г Н б обм А1 б , обм' мг/100 г почвы мг/кг почвы К2О, мг/кг почвы
мг-экв/100 г почвы
А пах 5,23 8,40 1,75 0,02 - 36,2 102
В1, 44-66 3,80 6,10 9,80 4,60 34,2 9,1 75,2
В2, 66-88 3,59 3,60 11,7 6,04 31,0 9,1 59,4
Образец для модельных исследований
№ 1, 44-57 3,66 6,51 9,10 4,16 35,4 9,1 71,5
трата доводили до метки дистиллированной водой. В пробах определяли содержание ионов кальция и магния, сульфат- и бикарбонат-ионов, а также ионов хлора. После прохождения через колонки запланированного количества воды их разбирали по слоям, высушивали при температуре 50 °С, растирали в фарфоровой ступке и анализировали по общепринятым методам агрохимического анализа.
Пахотный слой дерново-подзолистой почвы, выбранной для исследований, обладает относительно благоприятными физико-химическими свойствами: слабокислой реакцией среды (рНКС1 5,23), степенью насыщенности основаниями около 83 % (табл. 1). По величине рНКС1 потребность в известковании слабая, а по степени насыщенности основаниями -отсутствует. Обеспеченность пахотного слоя обменным калием средняя, а подвижным фосфором - низкая.
На глубине 44-66 см кислотность почвы резко возрастает: рНКС1 снижается до 3,66-3,80, а обменная и гидролитическая кислотности возрастают соответственно до 4,16-4,60 и 9,10-9,80 мг-экв/100 г почвы. Содержание подвижного алюминия увеличивается до 34-35 мг/100 г почвы. Очевидно, в засушливые годы на корневые системы возделываемых культур эта концентрация будет влиять отрицательно и препятствовать использованию влаги из подпахотных горизонтов, что негативно отразится на продуктивности.
По сравнению с контрольной колонкой (без мелиоранта) применение половинной дозы доломитовой муки снизило показатели кислотности лишь в слоях внесения (0-10 и 1020 см): НГ в 2 раза (с 8,5-8,7 до 4,3-4,4 мг-
2. Влияние доломитовой муки и гипса на физико-химические свойства В1-горизонта дерново-подзолистой почвы
Вариант Слой колонки S Н г Н б обм ЕКО рНКС1 А1обм, мг/100 г почвы
мг-экв/100 г почвы
Контроль 0-10 6,77 8,66 4,01 15,43 3,74 34,8
10-20 7,05 8,49 4,00 15,54 3,73 33,8
20-30 6,30 8,40 4,20 14,70 3,73 36,0
30-40 5,92 8,22 3,80 14,14 3,72 30,7
Гипс в слой 0-20 см по 1,0 нг 0-10 7,50 7,17 3,56 14,67 3,67 26,64
10-20 6,50 7,70 3,74 14,20 3,64 23,76
20-30 6,20 8,05 3,84 14,25 3,58 32,76
30-40 6,47 8,22 3,80 14,70 3,57 31,70
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 0,5 НГ 0-10 11,3 4,29 1,01 15,59 4,30 8,75
10-20 11,4 4,37 0,71 15,77 4,20 5,29
20-30 7,24 8,84 4,42 16,08 3,73 36,0
30-40 6,86 9,10 4,20 15,96 3,70 36,0
Доломитовая мука + гипс в слой 0-20 см по 0,5 НГ 0-10 10,0 3,50 0,36 13,50 4,31 2,88
10-20 10,6 3,67 0,40 14,27 4,20 3,24
20-30 7,15 8,38 3,66 15,53 3,53 32,04
30-40 7,27 7,70 3,90 14,97 3,54 33,30
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 1,0 нг 0-10 13,63 1,84 0,04 15,47 5,31 0,18
10-20 13,82 1,66 0,04 15,48 5,40 0,18
20-24 9,37 5,77 2,40 15,14 Не опр. 20,9
24-30 7,33 8,57 5,00 15,90 3,80 44,1
30-40 6,58 8,57 5,21 15,15 3,74 45,0
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 2,0 НГ 0-10 14,25 1,22 0,04 15,47 Не опр. Нет
10-20 14,26 1,22 0,04 15,48 Не опр. Нет
20-30 7,14 8,49 4,80 15,63 3,84 42,5
30-40 6,58 8,40 5,48 14,98 3,74 45,7
экв/100 г почвы), величину обменной кислотности и обменного алюминия в 4-6 раз (табл. 2 и 3). Эта доза мелиоранта не обеспечивала понижения обменного алюминия до нетоксичной для растений величины (менее 3-5 мг/100 г почвы) и повышения степени насыщенности основаниями выше 80 %. Мелиорант на снижение НГ почвы был использован на 93,2 %. В силу этого в ниже расположенных слоях не установлено влияния половинной дозы на изменение физико-химических свойств почвы.
Полная доза мелиоранта в условиях опыта также растворилась полностью. Ее применение обеспечило улучшение всех физико-химических показателей в слое внесения до безвредных значений. Коэффициент использования мелиоранта на снижение НГ в слое почвы 0-20 см составил 75 %; 5,8 % мелиоранта затрачено на снижение НГ в слое почвы 20-24 см. При применении полной дозы доломитовой муки наблюдали снижение разных форм кислотности
глубже слоя внесения мелиоранта.
В то же время, несмотря на более высокую растворимость в воде гипса (примерно на 2 порядка) против карбоната кальция и тем более против доломитовой муки, влияние применения полной дозы гипса на снижение гидролитической кислотности было в 5-5,8 раз ниже полной дозы доломитовой муки, в 3,3 раза ниже половинной дозы. По сравнению с доломитовой мукой гипс весьма слабо снижал и обменную кислотность (на 11,0-6,5 % в слоях колонки 0-10 и 10-20 см). При применении доломитовой муки в дозе 0,5 НГ против контроля этот параметр в указанных слоях снижался в 4-5,6 раз, а полной нормы - примерно в 100 раз (на 2 порядка).
Использование доломитовой муки в половинной дозе в слоях 0-10 и 10-20 см повышало рНКС1 на 0,6 единицы, а полной дозы - на 1,6-1,8 единицы рН.
При применении гипса содержание
обменного алюминия в слоях колонки 0-10 и 10-20 см против контроля уменьшилось на 26,5 %, а при внесении доломитовой муки в половинной дозе - на 80 %, в полной дозе - на 99,5 %.
В двух верхних слоях колонки сочетание половинных доз гипса и доломитовой муки по сравнению с половинной дозой последнего мелиоранта обеспечивало снижение обменного алюминия до нетоксичной для большинства растений величины (с 8,75-5,29 до 2,88-3,24 мг/100 г почвы), способствовало дальнейшему снижению кислотности: гидролитической с 4,30-4,40 до 3,50-3,67, а обменной - с 0,71-1,01 до 0,36-0,40 мг-экв/100 г почвы; слабо влияло на рНКС1.
Двойная доза доломитовой муки по сравнению с одинарной не способствовала дальнейшему улучшению физико-химических свойств изучаемой почвы, так как около 40 % внесенного мелиоранта осталось нерас-творенным.
При применении одинарной и двойной доз доломитовой муки (табл. 2) в слоях колонки 20-40 см заметно возросло содержание обменного алюминия с 36 до 42-46 мг/100 г почвы. Это связано с реакциями взаимодействия карбонатов (СО32- и НСО3-) с подвижными формами алюминия в слое 0-20 см с образованием отрицательно заряженных соединений (коллоидов) карбоната алюминия и их передвижением в более глубокие слои. Образование карбонатов трехвалентного железа и алюминия при взаимодействии №2С03 с азотнокислыми солями железа и алюминия в присутствии 1 Н NaNO3 (в качестве коагулятора) в широких пределах изменения рН (от 3 до 12-14) наблюдали в работе Л. А. Жуковой[7]. Изоэлектриче-ская точка Fe2+- и Fe3+-асканита в присутствии содовых растворов наблюдалась при рН соответственно 3,60 и 2,74. При рН 5,25 и 6,10 электрокинетический потенциал, характеризующий агрегатив-ную устойчивость дисперсных систем, на Fe3+-асканите составлял соответственно -29,7 и -39,3 мВ (при его критической величине около -20 мВ) [8, 9]. В слое 0-20 см при испытании одинарной и двойной доз известкового мелиоранта рН жидкой фазы при соотношении почва : вода 1:0,5 варьировал от 6,10 до 6,50 (табл. 3). Это благоприятствовало повышению заряда на поверхности Fe3+- и А1-карбонатов, их подвижности и перемещению в слой 20-40 см. В кислых нижних слоях в условиях опыта, очевидно, происходило частичное разрушение карбонатов алюминия.
Несмотря на более высокую растворимость в воде гипса по сравнению с доломитовой мукой, соответственно
Владимирский Земледелец!)
№ 1 (59) 2012
3. Полнота взаимодеиствия мелиорантов с ППК дерново-подзолистои почвы
Вариант Слой колонки, см рНН20, почва: вода 1:0,5 V, % Нераство-ренные карбонаты, мг-экв/100 г почвы Коэффициент использования мелиоранта,* %
Контроль 0-10 4,70 43,9 Не вносили -
10-20 4,68 45,4
20-30 4,58 42,9
30-40 4,46 41,9
Гипс в слой 0-20 см по 1,0 нг 0-10 4,72 50,5 Не опр. 18,3
10-20 4,34 45,8 Не опр.
20-30 4,33 44,6 Не вносили
30-40 4,37 44,1 Не вносили
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 0,5 НГ 0-10 5,20 72,4 Нет 93,2
10-20 5,38 72,2 Нет
20-30 4,78 45,0 Не вносили
30-40 4,62 43,0
Доломитовая мука + гипс в слой 0-20 см по 0,5 НГ 0-10 5,51 74,1 Нет 95,4 - для карбонатов, 14,2 - для гипса
10-20 5,07 74,3 Нет
20-30 4,41 46,0 Не вносили
30-40 4,17 48,6
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 1,0 нг 0-10 6,11 88,1 Нет 80,8
10-20 6,21 89,3 Нет
20-24 - 61,9 Не вносили
24-30 - 46,1
30-40 4,56 43,4
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 2,0 НГ 0-10 6,53 92,0 7,28 (40,0 %) 67,6/40,4
10-20 6,48 92,1 7,36 (40,4 %)
20-30 4,68 45,7 Не вносили
30-40 4,58 43,9
* в числителе коэффициент использования растворенного мелиоранта (доломитовой муки),
в знаменателе - внесенного мелиоранта (доломитовой муки).
более высокую концентрацию двухвалентных ионов кальция и магния в жидкой фазе, при применении гипса снижение как обменной, так и гидролитической кислотностей было далеко не эквивалентным внесенной дозе мелиоранта. Обменная кислотность на 94-96 % была обусловлена ионами алюминия, а НГ на 55-56 % - ионами водорода, преимущественно слабых кислотных групп органического вещества. Очевидно, ионы кальция гипса не были в состоянии вытеснить как обменный алюминий, так и ионы водорода слабых кислотных групп органического вещества. Одним из механизмов действия гипса на снижение обменной кислотности В1-горизонта, по-нашему мнению, обусловлено образованием подвижных комплексов алюминия с сульфат-ионами и их передвижением с током влаги в более глубокие слои.
Высокий мелиоративный эффект карбонатов кальция и магния в отношении снижения различных форм кислотности связан в основном с действием аниона СО32-. Карбонаты кальция и магния представляют собой гидролитически щелочные соли. Взаимодействие СаСО3 с поглощающим комплексом (ПК) кислых почв можно описать следующим образом. При растворении СаСО3 в воде образуются ионы Са2+ и СО32-. Анионы СО32- гидролизуются сначала по 1-й ступени, а затем в зависимости от реакции среды - и по 2-й:
со32- + Н2О ^ нсо3- + он-,
(1-я ступень)
нсо3- + Н2О ^ Н2СО3 + ОН-.
(2-я ступень)
Появившиеся ионы гидроксила (ОН-) взаимодействуют с обменным алюминием (А13+ + 3 ОН- ^ А1(ОН)3 ф), образуя осадок, и нейтрализуют ионы водорода как обменные, так и слабых функциональных групп гидролитической кислотности (Н+ + ОН- ^ Н2О) с образованием малодиссоциированного соединения. Места осажденных ионов алюминия и связанных ионов водорода в поглощающем комплексе в качестве противоионов (обменных ионов) занимают ионы кальция растворенного мелиоранта. Связывание ионов гидроксила в процессе указанных реакций вызывает гидролиз новых порций ионов СО32- или НСО3-, а уменьшение их концентраций смещает равновесие в сторону растворения новых порций извести. Это ведет к достаточно высокой скорости протекания процессов взаимодействия извести с ПК кислых почв. В нашем опыте при прохождении через колонку количества воды, соответствующего половине годовых осадков, обеспечило 100 % растворения половинной и полной доз извести и 60 % растворения двойной ее дозы (табл. 3). Коэффициент использования
растворенного мелиоранта на снижение гидролитической кислотности с увеличением доз от половинной до полной и двойной соответственно уменьшался с 93,2 до 80,8 и 67,6 %. Сочетание половинной дозы карбоната кальция и магния с гипсом слабо изменяло коэффициент использования доломитовой муки.
Для доказательства описанного выше механизма взаимодействия извести с ПК кислых почв провели сравнение коэффициента использования растворенного мелиоранта на снижение гидролитической кислотности со степенью гидролиза ионов СО32-, рассчитываемой по уравнению Гандер-сона-Гассельбаха с использованием значений рН Н2О при соотношении почва : вода 1:0,5 (табл. 3 и 4). Оно показало хорошее совпадение этих параметров для каждой колонки, что под-
твердило решающую роль гидролиза карбонат-ионов на полноту взаимодействия известьсодержащих мелиорантов с ПК кислых почв.
В вариантах контроля и внесения половинной и полной доз доломитовой муки с фильтратом выносится сравнительно близкое количество двухвалентных катионов Са2+ и Mg2+, а при применении двойной дозы - почти в 2 раза более высокое. Средняя концентрация двухвалентных катионов в фильтрате вариантов контроля и возрастающих доз мелиоранта составила соответственно 1,05; 1,13; 1,47 и 2,13 мг-экв/л. В области применения половинной - двойной доз доломитовой муки наблюдалась линейная взаимосвязь концентрации суммы катионов кальция и магния в фильтрате с дозами мелиоранта. Это подтверждает положение о более экономном ис-
4. Степень гидролиза карбонат-ионов доломитовой муки при ее взаимодействии в колонках с ПК В1-горизонта дерново-подзолистой почвы
Вариант Слой колонки, см Степень гидролиза СО32- растворенного мелиоранта
по первой ступени по второй ступени среднее по двум ступеням среднее по двум слоям
Контроль 0-10 - - - -
10-20 - - - -
20-30 - - - -
30-40 - - - -
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 0,5 НГ 0-10 100 93,0 96,5 95.6
10-20 100 89,7 94,8
20-30 - - - -
30-40 - - - -
Доломитовая мука+ гипс в слой 0-20 см по 0,5 НГ 0-10 100 86,6 93,3 95.4
10-20 100 94,7 97,4
20-30 - - - -
30-40 - - - -
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 1,0 НГ 0-10 100 61,8 80,9 79.6
10-20 100 56,3 78,2
20-24 - - - -
24-30 - - - -
30-40 - - - -
Доломитовая мука в слой 0-20 см по 2,0 НГ 0-10 100 38,2 69,1 69.8
10-20 100 40,9 70,4
20-30 - - - -
30-40 - - - -
5. Содержание катионов и анионов и их концентрация в порциях инфильтрую-щейся влаги в колонке с полной дозой гипса, мг-экв (Внесено 31,4 мг-экв гипса)
№ пор- ции Объем филь- трата, мл С1- О 2 Са2+ Mg2+ Н+ Д13+ рН
Содержание катионов и анионов в порциях инфильтрующейся влаги, мг-экв
1 22,1 0,043 0,400 0,226 0,181 0,009 0,036 4,93
2 32,9 0,051 1,755 1,015 0,756 0,011 0,108 4,22
3 35,9 0,031 2,247 1,268 1,010 0,017 0,163 3,99
4 51,2 0,020 2,804 1,640 1,009 0,017 0,193 3,99
1 142,1 0,145 7,206 4,149 2,956 0,054 0,500
Концентрация катионов и анионов в порциях инфильтрующейся влаги, мг-экв/л
1 22,06 1,95 18,1 10,2 8,20 0,41 1,63 4,93
2 32,90 1,55 53,4 30,9 23,0 0,33 3,28 4,22
3 35,87 0,86 62,6 35,4 28,2 0,47 4,54 3,99
4 51,18 0,39 54,8 32,0 19,7 0,33 3,77 3,99
Средняя концентрация 1,02 50,7 29,2 20,8 0,38 3,52 4,28
Ионы НСО3- в количестве 0,010 мг-экв находились лишь в первой порции фильтрата.
пользовании на снижение почвенной кислотности одинарной дозы мелиоранта против двойной.
В колонке с полной дозой гипса с инфильтрующейся влагой вынесено 7,22 мг-экв сульфат-ионов, 7,10 мг-экв кальция и магния и 0,500 мг-экв (4,5 мг) ионов алюминия (табл. 5). Последние, очевидно, передвигались в виде растворимых комплексных соединений алюминия с ионами SO42". Средняя концентрация сульфат-ионов в жидкой фазе по четырем порциям составила 50,7 мг-экв/л, а по трем последним - 56,9. Следовательно, в 500 мл жидкой фазы может находиться от 25,4 до 28,4 мг-экв сульфат-ионов. Это значит, что внесенный мелиорант растворился приблизительно на 8090 %. Концентрация фильтрата в 2040 раз более высокая, чем в случае колонок с доломитовой мукой.
В контрольной колонке содержалось 236,8 мг обменного алюминия, а в колонке с гипсом его осталось
201.0 мг, переместилось с фильтратом -4,5 мг. Следовательно, около 31,3 мг алюминия (13,2 %) перешло из обменной формы в необменную. Механизм закрепления последнего твердой фазой почвы пока не ясен. Однако можно полагать, что он связан с взаимодействием ионов А13+ как с сульфатами ^042'), так и с ионами гидроксила (ОН-). О поглощении ионов ОН" твердой фазой почвы может свидетельствовать подкисление порций фильтрата (табл.
5) по сравнению с рН Н2О при соотношении почва : вода 1:0,5 (табл. 3). Одним из вариантов закрепления А13+ является его осаждение в виде урбанита №04)0Н].
В слое внесения мелиоранта баланс подвижного алюминия будет следующим: а) исходное содержание -120 мг; б) найдено - 88,2 мг; в) вынесено инфильтрующейся влагой - 4,5 мг (3,8 %); г) закреплено твердой фазой почвы - 27,3 мг (22,8 %).
В колонке с внесением половинных доз гипса и доломитовой муки инфильтрующейся влагой вынесено 5,36, 5,25 и 0,38 мг-экв соответственно сульфат-ионов, суммы ионов кальция и магния и подвижного алюминия. Средняя концентрация ионов SO42" в фильтрате составила 37,2 мг-экв/л, что свидетельствует о полном растворении гипса в этой колонке (табл. 6).
По сравнению с колонкой с внесением 0,5 дозы доломитовой муки содержание обменного алюминия уменьшилось со 150,6 до 125,1 мг. Кроме того, было вынесено 3,45 мг алюминия (2,3 %) с фильтратом. Таким образом, твердой фазой почвы было закреплено
22.0 мг (14,6 %) подвижного алюминия.
Для слоя почвы 0-20 см баланс обменного алюминия был следующим:
Владимирский Земледелец!)
№ 1 (59) 2012
6. Содержание катионов и анионов и их концентрация в порциях инфильтру-ющейся влаги в колонке с половинными дозами гипса и доломитовой муки, мг-экв
(Внесено 15,9 мг-экв гипса и 16,0 мг-экв доломитовой муки)
№ порции Объем фильтрата, мл C1- О ■fc. ^ Ca2+ Mg2+ H+ A13+ рН
Содержание катионов и анионов в порциях инфильтрующейся влаги, мг-экв
1 21,1 0,044 0,400 0,227 0,181 0,009 0,036 4,87
2 34,2 0,051 1,755 0,972 0,734 0,012 0,106 4,18
3 37,5 0,044 1,135 0,549 0,607 0,010 0,092 4,11
4 51,2 0,013 2,068 1,097 0,882 0,015 0,150 4,02
1 144,0 0,152 5,358 2,845 2,404 0,046 0,384
Концентрация катионов и анионов в порциях инфильтрующейся влаги, мг-экв/л
1 21,1 2,08 18,9 10,7 8,56 0,43 1,70 4,87
2 34,2 1,49 51,3 28,4 21,4 0,35 3,10 4,18
3 37,5 1,17 30,3 14,6 16,2 0,27 2,45 4,11
4 51,2 0,25 40,4 21,4 17,2 0,29 2,93 4,02
Средняя концентрация 1,05 37,2 19,7 16,7 0,32 2,66
Ионы НСО3- в количестве 0,010 мг-экв находились лишь в первой порции фильтрата.
а) исходное содержание в колонке с
0,5 дозой доломитовой муки - 24,6 мг;
б) найдено в почве - 10,7 мг (колонка с доломитовой мукой и гипсом); в) вынесено с инфильтрующейся влагой -
3.45 мг; г) закреплено твердой фазой почвы в слое внесения мелиорантов -
10.45 мг.
Если в варианте с полной дозой гипса основная масса обменного алюминия закрепляется в слое внесения (87,2 %), то в случае совместного внесения доломитовой муки и гипса -47,4 %. Следовательно, при совместном использовании доломитовой муки и гипса более активны процессы закрепления токсичного алюминия в более глубоких слоях.
Выводы. В динамических условиях (в колонках) установлено улучшение кислотных свойств иллювиального горизонта дерново-подзолистой почвы до благоприятных для возделываемых сельскохозяйственных культур параметров лишь при применении полной дозы доломитовой муки (и выше), эквивалентной гидролитической кислотности, и комплексном использовании половинных доз доломитовой муки и гипса.
Доказана определяющая роль карбонат-ионов, гидролизующихся с образованием гидроксил-ионов, в устранении всех форм кислотности почвы.
При взаимодействии гипса с поглощающим комплексом почвы ведущим процессом является закрепление твердой фазой ее ионов А13+ при участии
сульфат- и гидроксил-ионов. Небольшое количество А13+ в виде растворимых в воде комплексов с сульфат-ионами передвигается в более глубокие слои с инфильтрующейся влагой.
Снижение разных форм почвенной кислотности полной дозой доломитовой муки и при комплексном использовании половинных доз ее и гипса установлено и в слоях глубже слоя внесения мелиоранта. Более высокий эффект в нижних слоях почвы установлен при комплексном использовании мелиорантов.
На сильнокислых почвах применение одного гипса в качестве мелиоративного средства по снижению гидролитической и обменной кислотности малоэффективно. В качестве основного мелиоранта необходимо использовать традиционные гидролитически щелочные кальциевые соли или основания (пушонка). Для экономии основных мелиорантов можно дополнять их бо-
лее дешевыми гипсосодержащими. Комплексное использование гидролитически щелочных и гипсосодержащих мелиорантов позволит быстрее увеличивать мощность благоприятного для растений корнеобитаемого слоя, полнее обеспечивать их серой, а также фосфором при использовании в качестве гипсосодержащего компонента фосфогипса. Использование последнего улучшает экологическое состояние вблизи предприятий по производству фосфорных удобрений.
Литература
1. Известкование кислых почв. Под ред. Н.С. Авдонина, А.В. Петербургского, С.Г. Шедерова. М.: Колос, 1976. - 304 с.
2. Окорков В.В. Поглощающий комплекс и механизм известкования кислых почв: монография/ Владимир. Изд-во ВООО ВОИ. 2004. 181 с.
3. Пухальская Н.В., 2005; Проблемные вопросы алюминиевой токсичности //Агрохимия. 2005, № 8. - С. 70-82.
4. Окорков В.В., Коннов Н.П. Основы химической мелиорации кислых почв. Владимир: ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии, 2008. - 248 с.
5. Гедройц К.К. Учение о поглотительной способности почв. - М.: Сель-хозгиз, 1932. - 203 с.
6. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобза-ренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. - М.: Мир, 2003. - 548 с.
7. Жукова Л.А. Зависимость гетерогенного распределения макрокомпонентов от рН при осаждении карбонатов и силикатов алюминия и железа// Известия ТСХА. - 1974, № 5. - С. 191194.
8. Окорков В.В. Солонцы и их коллоидно-химическая природа. Владимир: Владимирский НИИСХ, 1994. - С. 105-107.
9. Окорков В.В. Коллоидно-химические свойства железа и их влияние на почвообразовательный процесс//Же-лезо в почвах. Тезисы докладов Международного совещания. Ярославский гос. техн. ун-т, 1999. - 77 с.
V.V. Okorkov, LA Okorkova. INTERACTION OF LIME AND PLASTER SINCE AUC ACIDIC SOILS
In dynamic conditions, the mechanism of interaction between lime and gypsum-containing-reclamation, a combination of absorbing complex illuvial horizon of soddy-podzolic soil. The determining role of the hydroxyl ions produced during the hydrolysis of SO2-, to address the different forms of acidity inclusive lime ameliorant. Calcium ions (Mg2+) are the exchange instead of neutralized hydrogen ions and the deposited ions A13+ absorption complex. When interacting with the acidic soil gypsum leading process is the consolidation of the solid phase of A13+ with the participation of sulfate and hydroxyl ions. A small portion of A13+ in the form of water-soluble complexes with sulfate ions move into the deeper layers of infiltrating moisture. Reduced soil acidity found in the deeper layers of the layer to make ameliorant, higher in the integrated use of reclamation.
Key words: sod-podzolic soil, dolomite powder, gypsum, exchange of hydrogen and aluminum, hydrolytic acidity, the degree of hydrolysis of SO32-.
