Вапнування — необхідний меліоративний захід на кислих ґрунтах

Порушення рівноваги реакції ґрунтового розчину, дефіцит елементів живлення в ґрунті, брак органічних добрив у системі удобрення, часткова їх заміна залишками вирощуваних культур із залученням сидератів, незбалансоване живлення культур, низький уміст органічної речовини та надмірне хімічне навантаження на ґрунт — усі ці чинники призводять до зниження продуктивності культур та низької ефективності сільськогосподарських земель.

Дефіцит поживних елементів у кислих ґрунтах можливо знизити шляхом постійного застосування мінеральних добрив. Дози та види продуктів слід постійно коригувати задля забезпечення їх доступності для рослин. Так, неправильно дібраний продукт без урахування фізико-хімічних властивостей ґрунту та особливостей зони вирощування, з наданням переваги швидкодіючим азотним фізіологічно кислим добривам призводить до зниження ефективності вирощування і продуктивності культур загалом. Досить часто застосування мінеральних добрив без урахування фізіологічних особливостей живлення культур та ґрунтових умов призводить до пригнічення розвитку рослин через те, що вони в умовах кислого середовища більшою мірою поглинають аніони, а в нейтральному і лужному — катіони.

Основною метою є реалізація генетичного потенціалу культур, а це можливо шляхом застосування збалансованого співвідношення біогенних і лужноземельних елементів у системі живлення куль тур. Дефіцит органічних добрив зумовлює застосування мінеральних добрив із домінуючою часткою азотних N — 60–75% та разом Р і К — 25–40%, що практично спричинило нестачу лужноземельних елементів у системі удобрення куль тур. Площі ґрунтів, на яких проводять меліорацію, не відповідають фактичним площам, де це потрібно робити. Таким чином комплексність заходів, спрямованих на регулювання системи удобрення із залученням лужноземельних елементів у систему живлення, та проведення докорінних або підтримувальних меліоративних заходів із насиченням вбирного комплексу основами кальцію та магнію забезпечать не лише зростання продуктивності культур, а й оптимізацію властивостей ґрунту.

ВАПНУВАННЯ — це один із основних заходів докорінної хімічної меліорації, завдяки якому відбувається оптимізація фізико-хімічних властивостей кислих ґрунтів, а також зростає доступність у ґрунті біогенних і лужноземельних металів. Вапнування доцільно проводити саме на ненасичених основами ґрунтах, коли ступінь насичення становить не більше 75%. Завдяки дії на ґрунт гідролітично лужної солі відбувається майже повне витіснення увібраних іонів Н⁺.

Гідролітично лужна сіль — це сіль із сильною основою і слабокислим кислотним залишком.

На кислих ґрунтах застосовують карбонат кальцію СаСО₃, який представлений декількома різновидами — вапняк, крейда, мармур, кальцит, арагоніт. Проведення хімічної меліорації дає змогу попередити деградаційні ґрунтові процеси, зменшити хімічне навантаження на ґрунт на основі застосування менших доз добрив завдяки ефективнішому їхньому використанню. Правильно дібрані мінеральні добрива, послідовність їх застосування, врахування особливостей живлення і вимог культур не лише щодо кількісного вмісту, а й правильний добір доступних форм для засвоєння рослинами забезпечать вищу ефективність на фоні проведення хімічної меліорації.

На кислих ґрунтах тривалість та ефективність дії мінеральних добрив незначна, частина з них буде недоступна для засвоєння рослинами після закріплення в ґрунтовому вбирному комплексі та перейде в запас. Без оптимізації фізико-хімічних властивостей ґрунту ефективність застосування мінеральних добрив досить низька. А отже, рослини нездатні повною мірою засвоювати поживні речовини, що призводить до надмірного акумулювання їх в орному шарі або їх міграції ґрунтовим профілем (рис. 1).

Із урахуванням вимог культур до реакції ґрунтового розчину їх розподіляють на декілька груп. Меншість із них (люпин жовтий, жито) нормально росте й розвивається за рН_КСl ≥4,0–6,0, і проведення заходів хімічної меліорації забезпечує незначну ефективність та прибавку врожаю. До найбільш чутливих культур, які постійно потребують близької до нейтральної реакції ґрунтового розчину та позитивно реагують на вапнування, належать групи: зернобобових культур — соя, горох, нут; зернових — пшениця озима, кукурудза, а з олійних — ріпак (рис. 2). Проведення меліорації матиме ще більший вплив і забезпечить зростання врожайності агрокультур за вирощування на сильнокислих (рН_KCl 4,1–4,5) ґрунтах, порівняно з меліорацією на середньо- (рН_KCl 4,6–5,0) і слабокислих (рН_KCl 5,1–5,5) ґрунтах, а також залежатиме від фізіологічних вимог культур.

Фактичні площі кислих ґрунтів в Україні становлять уже понад 10,5 млн га. Цей показник враховує і площі сильно- та слабокислих ґрунтів, на яких отримання високих урожаїв пшениці, кукурудзи, ріпаку практично неможливе. Окрім докорінної меліорації, можна застосовувати підтримувальну — на слабокислих (рН_KCl ≥5,1) ґрунтах із щорічним внесенням кальцію, магнію та сірки. Дози мають базуватись і коригуватись залежно від вихідних ґрунтових властивостей і фізіологічних потреб культур. Частково в систему удобрення культур слід включати добрива з умістом кальцію та магнію, а за вирощування олійних культур — додавати сірку та домінуючу дозу кальцію. Їхня частка є мінімальною, порівняно з тим, що потрібно для меліорації, однак правильно дібрані решта продуктів у системі удобрення допоможуть оптимізувати властивості ґрунту та забезпечити рослину доступними для засвоєння елементами.

Виробники добрив рекомендують застосовувати від 300 до 500 кг/га д. р. СаMgCO₃, але також потрібно коригувати дози та врахувати ґрунтові властивості й фізіологічні вимоги культур. Асортимент добрив і меліорантів на сьогодні представлений у досить широкому діапазоні, які різняться не лише вмістом діючих речовин та їхнім співвідношенням, а й різними формами для внесення — борошно, гранули і рідина. Остання більше придатна для підживлення, ніж для застосування як меліоранта в ґрунт. Продукти, що спрямовані на оптимізацію фізико-хімічних властивостей ґрунту, представлені з домінуванням лужноземельних металів. Для регулювання поживного режиму ґрунту виробляють дво- й більше компонентні продукти з додаванням біогенних елементів, мезо- та мікроелементів (рис. 3). Ефективність і меліоративна дія, строки та рекомендовані дози (норми), способи застосування також різняться між собою і ґрунтуються на властивостях продукту.

Вапно гранульоване — це меліорант пролонгованої дії на кислих ґрунтах, тривалість його меліоративної дії може становити до десяти років. У перші 3–5 років відбувається оптимізація фізико-хімічних показників, а потім триває післядія ще й на 6–10-й рік (відбувається лише часткове підкислення ґрунту). Тривалість меліоративної дії істотно залежатиме від застосування доз міндобрив, природного рівня ґрунтової родючості, водного режиму та культур у сівозміні.

Найправильніше побудована сівозміна — 5–7-пільна з розміщенням у перші чотири роки чутливих до реакції ґрунтового розчину куль тур, а в другій половині слід розмістити вже стійкіші культури. На шостий-сьомий рік післядії вапнування доцільно щороку застосовувати під основний обробіток ґрунту підтримувальні дози (300–500 кг/га д. р.) СаMgСО₃. Ефективним заходом для збереження та оптимізації фізико-хімічних властивостей буде додавання СаСО₃ для нейтралізації фізіологічно кислих азотних добрив.

Крейда — це меліорант природного походження, що є продуктом переробки після промислового розмелювання твердих осадових карбонатних порід, з масовою часткою СаСО₃+МgCO₃ не менше 95%. Гранули білого кольору, масова частка яких розміром 4–6 мм становить не менш як 90%, та розміром 1 мм не більш як 5%.

Добираючи меліорант чи добриво для своїх ґрунтів, окрім оптимізації фізико-хімічних властивостей та регулювання поживного режиму, не слід нехтувати співвідношення Са:Мg. У такому разі доцільним буде застосування доломіту — це природний екологічно чистий мінерал осадової карбонатної гірської породи з умістом Ca — 21,3% і Mg — 12,3% у співвідношенні — 1,5:1. Перед проведенням грануляції вихідний компонент розмелюють до стану порошку. Таким чином забезпечується його активна дія навіть у гранульованій формі за ретельного перемішування з вологим шаром ґрунту. Застосовувати його можна внесенням суцільним способом, розподіляючи поверхнею поля та перемішуючи з орним шаром, або локально, в зону рядка, з урахуванням властивостей ґрунту та вимог культури добираючи оптимальну дозу для застосування. Зазвичай в доломіті містяться й мікроелементи, їхня частка незначна, але комплексна дія вища, ніж за використання однокомпонентних продуктів меліоративної дії.

Ефективними на кислих ґрунтах є застосування такого комплексного продукту — меліоранту й фосфорно-кальцієвого добрива, як фосфоритне борошно (Са₃(РО₄)₂). Вміст фосфору в цьому продукті є важко доступним для засвоєння рослинами, і застосування його на ґрунтах із рН_КСl ≥5,6 не рекомендується. Доцільно використовувати його саме на ґрунтах із гідролітичною кислотністю ≥2,5 мг-екв/100 г ґрунту та рН_КСl 4–5. У результаті взаємодії трикальційфосфат [Са₃(РO₄)₂] поступово переходить у розчинний у слабких кислотах дикальційфосфат (СаНРО₄) і навіть водорозчинний монофосфат [Са(Н₂РО₄)₂]. Основною вимогою для забезпечення швидкої дії цього продукту є ступінь його розмелювання: допустимим вважається вміст до 10% часточок розміром, що проходить за просіювання на ситах з отвором 0,18 мм. Застосування борошна на ґрунтах із нейтральною, слабо- або середньолужною реакцією неефективне — в таких умовах доцільно застосовувати суперфосфат будь-яким способом внесення, а на кислих ґрунтах — лише локально в рядок під час сівби. Однозаміщені водорозчинні фосфати (суперфосфат простий чи подвійний) на кислих ґрунтах досить швидко хімічно зв’язується і перебуває в поглинутому стані іонами кальцію, магнію, заліза та алюмінію. Тому на кислих ґрунтах застосовувати в запас або під основний обробіток ґрунту фосфоритне борошно не рекомендовано, а слід надавати перевагу локальному припосівному внесенню з урахуванням необхідної дози діючої речовини в стартовий період. Гранульована форма добрива зменшує контакт із ґрунтом, а за локального внесення можливо максимально точно забезпечити контакт між кореневою системою і поживним середовищем. Ефективність гранульованого суперфосфату з локальним внесенням вища, ніж за використання порошку (борошна) суцільним способом.

РОЗШИРЕННЯ НА РИНКУ ПРОПОЗИЦІЇ МЕЛІОРАНТІВ У ГРАНУЛЬОВАНІЙ ФОРМІ, які мають необхідні фізичні та хімічні властивості дає змогу коригувати строки та способи їх внесення, а також поєднувати в одному агротехнічному заході декілька операцій. Для суттєвого поліпшення фізико-хімічних, агрофізичних і біологічних властивостей потрібно проводити докорінну хімічну меліорацію із застосуванням один раз на кілька років повної дози СаMgСО₃, розрахованої за фактичним показником гідролітичної кислотності. Меліорант (борошно чи гранули) слід внести під основний обробіток ґрунту з суцільним розсіюванням поверхнею поля, активно перемішуючи та забезпечуючи його однорідний розподіл у кореневмісному шарі ґрунту.

Мінімальна рекомендована доза СаСО₃ на піщаних ґрунтах із рН_КСl ≤4,5 становитиме не менш як 4–4,5 т/га, на ґрунтах із слабокислою реакцією достатньо буде 1–1,5 т/га. На супіщаних і суглинистих ґрунтах доза д. р. СаСО₃ зростатиме порівняно з оптимальною дозою для піщаних ґрунтів: за рН_КСl ≤4,5 необхідно внести 5–8,5 т/га, а за рН_КСl 5,1–5,5 — 2–4 т/га. Найбільшу кількість СаMgСО₃ для оптимізації ґрунтових фізико-хімічних властивостей потребують сильнокислі глинисті ґрунти — 10–10,5 т/га та слабокислі — 5–6 т/га. Точніше дози внесення розраховують після проведеного агрохімічного аналізу, який містить перелік фізико-хімічних показників ґрунту: рН_КСl, гідролітичну кис-лотність (Нг), вміст Са₂₊ та Mg₂₊.

ПІДТРИМУВАЛЬНА МЕЛІОРАЦІЯ ПЕРЕДБАЧАЄ ЩОРІЧНЕ ВНЕСЕННЯ НЕЗНАЧНИХ, ПОРІВНЯНО З ДОКОРІННОЮ МЕЛІОРАЦІЄЮ, ДОЗ МЕЛІОРАНТУ. Підтримувальні дози меліоранту можна застосовувати як в осінній період під основний обробіток ґрунту, так і навесні, під час підготовки ґрунту до сівби, за суцільного розсіювання поверхнею поля під культивацію або під час сівби.

Використовувати точніші норми гранульованих продуктів (крейда, вапно, доломіт, сульфат кальцію та ін.) можна завдяки застосуванню локального способу, що забезпечує оптимальне розподілення незначних у фізичній масі норм внесення. Особливістю такої меліорації є постійний моніторинг фактичних фізико-хімічних властивостей ґрунту і фізіологічних вимог культури до реакції ґрунтового розчину, проведення аналізу продуктів, норм і форм біогенних елементів, які складають систему удобрення. Саме врахування цих вихідних аспектів допоможе вам правильно скоригувати дози меліоранту. Підтримувальну меліорацію можна проводити поетапно, з поєднанням осінніх і весняних строків застосування меліоранту.

Наприклад, застосування сульфату кальцію на кислих, із промивним типом водного режиму, ґрунтах можна розділити на основне (осінь) та додаткове (навесні) внесення з урахуванням строків сівби та активного засвоєння елементів (критичні фази споживання). Роздільне внесення меліорантів буде ефективне для ярих пізніх культур із тривалим вегетаційним періодом, яким необхідно забезпечити високий рівень ефективності й доступності елементів для засвоєння впродовж усього періоду вегетації, а також оптимізувати ґрунтові властивості з урахуванням доз внесення міндобрив. За вирощування ярих ранніх культур із коротким вегетаційним періодом потрібно врахувати дози та види міндобрив, які застосовуватимуть під час сівби і впродовж вегетації, та обсяги вимивання кальцію і магнію фільтруючими водами. Тому в цьому разі роздільне внесення буде менш ефективне під час вегетації. Водночас, залежно від внесених доз меліоранту та ґрунтово-кліматичних умов буде прослідковуватись меліоративна післядія під наступну культуру в сівозміні.

Оцінюючи економічну ефективність проведення вапнування, слід враховувати тривалість меліоративної дії по роках, втрати та недобір урожаю культур без проведення хімічної меліорації, ефективність застосування міндобрив, збільшення дози їх внесення та показники родючості ґрунту. Витрати на меліорант вітчизняного виробництва з локальним розміщенням біля господарства на сьогодні досить низькі порівняно з витратами на міндобрива, ефективність яких істотно зростає на фоні проведення меліорації кислих ґрунтів. Застосування підтримувальної хімічної меліорації, що передбачає щорічне внесення орієнтовно 300–500 кг/га продукту, можливе за поєднання в одному технологічному заході з внесенням міндобрив, що частково дасть змогу знизити виробничі витрати.

Н. Борис, канд. с.-г. наук, старш. наук. співробітник відділу агроґрунтознавства і ґрунтової мікробіології, ННЦ «Інститут землеробства НААН»

Журнал «Пропозиція», №12, 2020 р.