Химическая мелиорация

Химическая мелиорация направлена на регулирование реакции почвенной среды (рН), ее кислотности и щелочности, оструктуривание почвы, ее удобрение. Она включает четыре основных приема: извест­кование, гипсование, кислование почвы и применение химических мелиорантов для улучшения структуры почвы.

Площадь кислых почв в России превышает 39 млн. га, в Беларуси 2 млн. га пашни и 0,7 млн. га кормовых угодий требуют известкования.

Известкование почвы путем внесения СаСО₃ позволяет повысить реакцию среды (рН) до 4,5-7,5 в зависимости от требований сельскохозяйственных культур.

Нормы внесения извести (известковых удобрений) зависят от почвы и реакции среды и качества удобрений. Для внесения извести используют разные технологии с применением разбрасывателей. Помимо извести возможно использование доломитовой муки, слан­цевой золы, цементной пыли, известкового туфа, сапропеля, озерной извести, дефеката. Нормы их внесения устанавливают путем пересчета на физические дозы извести. Научными организациями разрабатыва­ются приемы биологизации химической мелиорации. Найдены группы микроорганизмов, способные снизить фитотоксичность тяжелых ме­таллов (алюминий, марганец, железо и др.).

Мелиорация солонцов. Гипсование почвы. Солонцы, солонцовые комплексы и солонцовые почвы распространены в лесостепи, степи и зоне полупустынь. В зависимости от обводненности солонцы подразделяют на гидроморфные, полугидроморфные и автоморфные. Всем им присущи неблагоприятные водно-физические свойства: при высыхании образуются прочные, трудно поддающиеся крошению глыбы, при увлажнении почвы подвержены заплыванию и становятся водонепроницаемыми, им свойственна высокая дисперсность.

Основным фактором их образования и низкой продуктивности является высокое содержание натрия в почве. По характеру засоления солонцы и солонцеватые почвы могут быть солончаковатые, садовые, хлоридно-сульфатные, хлоридные, сульфатно-хлоридные. В зависимо- ти от содержания поглощенного натрия (% от емкости поглощения) выделяют степень солонцеватости почвы: слабую (до 10 %), сильную (до 30 %), солонцы (более 30 %), в зависимости от которой, в свою очередь, дают оценку ей по пригодности к земледелию и виду мелиорации.

Почвы со слабой солонцеватостью пригодны для сельскохозяйст­венного использования без химической мелиорации, с сильной степенью солонцеватости и солонцы требуют химической мелиорации, которую выполняют путем внесения в почву сернокислого кальция - гипса, действие которого сводится к вытеснению поглощенного натрия кальцием.

Кислование - способ мелиорации садовых солонцов и солонцов с очень высокой щелочностью (рН 9-11) путем внесения кислых хи­мических веществ (серная кислота, сера, сульфат железа, сульфат алюминия, хлористый кальций, фосфогипс, дефекационная грязь - отходы сахарных заводов и др.

Кислование проводится в несколько этапов. Сначала строится коллекторно-дренажная и оросительная сеть, проводится капитальная планировка поверхности, вносятся химикаты и проводится промывка почвы. На первый этап уходит два года. Далее проводится рассоление почвы под культурой (люцерна, озимая пшеница) за счет промывного режима орошения и окультуривание почвы. На проектную урожайность новые земли выводят за 4-5 лет.

Химические мелиоранты и структоры. Для улучшения почвы путем уменьшения ее плотности и соленакопления в ней, повышения водопроницаемости и водоотдачи, стабилизации почвенной структуры, закрепления гумуса и снижения проблемы эрозии применяют химические вещества - мелиоранты, или структоры. Наи­более распространены азотсодержащие химические мелиоранты (жидкий аммиак, мочевинно-формальдегинные конденсаты), которые вносят одновременно с рыхлением почвы на глубину 40-70 см, и поликомплексы (высокомолекулярные вещества), которые в почве после их введения, соединяясь между собой, образуют водопрочную структуру почвы.

Ведется поиск поверхностно-активных веществ на основе отходов нефтеперерабатывающей промышленности, синтетических жирных кислот, полимеров-латексов для уменьшения испарения с поверхности почвы и воды. В этом направлении ряд лет ведутся поисковые научные исследования.

Фосфоритование почвы. К химической мелиорации иногда относят применение минеральных удобрений - фосфорных, азотных, калий­ных, магниевых и других - и микроудобрений - борных, медных, марганцевых, молибденовых, цинковых, кобальтовых и др.

Внесение фосфорных удобрений (суперфосфата, томасшлака, тер­мофосфатов, фосфоритной муки) ускоряет развитие и созревание рас­тений, повышает их зимостойкость, улучшает качество урожая (саха­ристость свеклы, содержание крахмала в картофеле, качество волокна льна и конопли), повышает эффективность действия других удобре­ний.

Медикаментозные добавки. Известно, что некоторые хронические болезни внутренних органов человека вызываются недостатком в пи­ще тех или иных химических элементов, нарушения минерального питания. Для восполнения их применяют хлорирование соли, фтори­рование воды.

В последние годы установлено, что одной из причин алиментарно­го бесплодия коров является дефицит микроэлементов, особенно цин­ка. Поэтому рекомендовано добавлять в корма лигносульфанат цинка в дозе 45 мг цинка на 1 кг сухого вещества корма.

Добавки в почву ограниченных доз тяжелых металлов (цинк, селен, медь, кобальт и др.) в районах, где они в дефиците, позволяют полу­чить сбалансированные по элементному составу растительные продук­ты питания и корма и предотвратить болезни.

Это направление весьма перспективное, оно входит в состав агро­технической и санитарно-гигиенической мелиорации.

Борьба с засолением почв. Засолением почвы называют избыточное скопление в ней электролитных (растворенных или поглощенных со­лей MgCI₂, Na₂CO₃, NaHCO₃, NaCI, Na₂SO₄), которые угнетают или губят сельскохозяйственные растения, снижают величину и качество урожая.

Меры борьбы с засолением. Если почва сильно засолена и содержит в метровом слое более 0,02-0,03 % хлора, избыток солей удаляют про­мывкой, чтобы к посеву осталось ионов хлора не более 0,01 % по мас­се. Для этого проводят полив затоплением и дают количество воды, которое растворяет соли и выносит их избыток в нижние горизонты или чаще в дренаж.

Промывка почвы - коренное улучшение засоленных и солонцева­тых почв. Эффективность промывки зависит от физических свойств почвы и степени ее засоления, т. е. соотношения в почве растворимых солей ионов Са и Na. Промывку проводят на хорошо спланированном и заборонованном участке, разбитом на чеки размером до 0,25 га с уплотненными валиками, которые исключают перелив воды через них или их прорыв. Планировку выполняют с точностью ±5 см, высота подсыпок при планировке не должна превышать 25 см. Оросительную сеть нарезают так, чтобы вода подавалась самостоятельно в каждый чек. Во время промывок полосу шириной 10 м над дреной ограждают валиками и не затапливают водой.

Если минерализованные грунтовые воды залегают на глубине ме­нее критической, их естественный отток недостаточен, а комплекс аг­ротехнических и гидромелиоративных мероприятий по предупрежде­нию засоления и заболачивания почвы не обеспечивает нужного по­нижения уровня грунтовых вод, то их отток увеличивают искусствен­но путем устройства дренажа орошаемых земель.

На орошаемых землях дренаж применяют для понижения уровня грунтовых вод, для рассоления засоленных почв и предупреждения их вторичного засоления.

Дренаж на оросительных системах, как и при осушении избыточно увлажненных земель, делится на горизонтальный, вертикальный и комбинированный.

Закрытые дрены делают из гончарных трубок по 33 см диаметром 50-200 мм или из крупнопористого бетона, пористого асфальтобетона и полиэтилена. Трубы укладывают впритык со щелями 0,5-1,0 мм. Стыки обвертывают стеклотканью или стекловатой.

В комбинированном дренаже вертикальные скважины-усилители каптируют водоносный горизонт и снижают его напор, понижают уро­вень грунтовых вод, что позволяет увеличить междренные расстояния в несколько раз.

Вертикальный дренаж представляет собой буровые скважины (ко­лодцы) диаметром 0,7-1,0 м, глубиной 20-150 м, входящие в мощный водоносный пласт, закрепленные обсадными трубами с отверстиями, вода из которых откачивается насосами. В результате откачки воды уровень грунтовых вод вокруг колодца понижается, образуя воронку.

Глубину открытых горизонтальных дрен принимают 2,0-2,5 м, от­крытых коллекторов - 2,5-3,5 м. Расстояние между дренами принима­ют 200-350 м в зависимости от грунтов.

Для профилактики вторичного засоления почвы применяют строи­тельные, эксплуатационные и агротехнические мероприятия, которые направлены на предотвращение подъема уровня грунтовых вод, а при высоком их стоянии - на понижение их уровня и уменьшение испаре­ния грунтовой воды.