+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype

Динамика кислотности и обменного кальция в почве

Опыт был заложен на сильнокислой дерново-подзолистой почве (рН 4,2). Кинетику изменения реакции почвы и содержания обменного Са2+ наблюдали в течение трех вегетационных периодов. Установлено, что наиболее интенсивное влияние извести и компостов из ТБО на реакцию почвы проявлялось в течение 20-50 суток после внесения их в почву (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Изменение рНKCI и концентрации обменного кальция в почве

Варианты

Срок наблюдения после смешения почвы и мелиорантов, сутки

28

51

71

109

362

468

732

рНксі

1

4,8+0,1

4,9+0,1

5,4+0,1

5,5+0,1

5,3+0,1

5,5+0,1

5,3+0,1

2

5,5+0,1

5,5+0,1

5,9+0,1

5,9+0,3

6,0+0,1

6,0+0,1

5,9+0,1

3

5,5+0,1

5,8+0,1

5,9+0,2

6,1+0,1

6,1+0,1

6,2+0,1

6,1+0,1

4

5,3+0,1

5,6+0,1

5,9+0,2

6,0+0,1

5,9+0,1

6,0+0,1

5,8+0,1

5

4,3+0,1

4,7+0,2

4,8+0,2

4,7+0,1

4,7+0,1

4,8+0,1

4,7+0,1

са2+ м-экв/кг

1

27,0+0,1

30,1+4,2

42,4+5,6

41,8+9,9

35,0+2,3

35,8+0,8

31,8+0,1

2

30,0+2,1

35,6+0,9

47,4+8,4

52,7+4,1

45,7+5,6

43,7+3,0

41,7+0,2

3

42,5+4,8

44,7+5,3

46,3+1,9

49,7+1,3

44,4+4,8

41,7+5,1

44,9+0,3

4

40,2+1,0

43,2+0,6

50,9+1,1

53,5+6,3

41,2+4,2

42,5+1,9

41,0+0,2

5

24,7+4,7

38,2+6,0

42,4+3,6

42,0+5,5

28,0+5,2

28,0+2,5

30,4+0,1

Примечание: Варианты: 1 - контроль (известкование по 0,25 Нг), 2. - свежий ТБО; 3 - компост ТБО годичный; 4 - биотопливо; 5 - компост из ОСВ

Изменение активности ионов Н+ во времени (рис. 3.1) хорошо аппроксимируется экспоненциальной зависимостью:

Н+ = H0+ * е-t/,

где Н+ - активность ионов водорода на момент времени 1, м-экв/л; Н0+ - начальная активность ионов водорода в почве опыта (рН 4,2); т - среднее время пребывания ионов водорода в почвенном растворе, сутки. Время уменьшения активности ионов водорода в 2 раза Т = 0,693. т (сутки).

Изменение активности ионов в почве
Рис. 3.1. Изменение активности ионов в почве

Концентрация ионов Н + в почве при внесении компостов из ТБО (варианты 2-4) уменьшалась в 2,2-2,5 раза быстрее, чем под действием известняковой муки. Значения Т в вариантах с 1-го по 5-й в течение периода взаимодействия мелиорантов с почвой (732 сут.) составили: 17,2; 6,9; 6,9; 7,7 и 26 суток соответственно (табл. 3.3).

Время уменьшения активности Н+ в 2 раза совпадает с наименьшими величинами периодов полураспада органического вещества почвы, которые характерны для наиболее лабильных форм (Тэйт, 1991).

Таблица 3.3. Параметры моделей изменения активности Н+ в почве

Параметры

Варианты опыта

 

контроль

свежий ТБО

годичный ТБО

биотопливо

компост из ОСВ

Т, сутки

17,2+0,3

6,9±1,0

6,9±0,6

7,7±0,8

26±7

г2

0,96

0,99

0,99

0,99

0,88

Примечание: г2 - коэффициент, показывающий точность оценочной функции

Нейтрализующая способность известковых удобрений зависит от их активности, определяемой химическим составом, плотностью сложения, тониной помола. Снижение уровня почвенной кислотности при поступлении в почву катионов Са2+, М^2+, зависит от сопутствующего им аниона. Лучшими мелиорантами кислых почв являются вещества, в которых катионная часть представлена кальцием, а анионная часть -гидроксильными ионами или остатками слабых кислот - Н2С03 и Н2БЮ3 (Орлов, 1985).

Известняковая мука (СаСО3) была внесена в количестве 0,6 г/кг (0,24 г Са /кг), а с компостами в вариантах со 2-го по 5-й кальция в почву поступило значительно больше: 1,6; 3,5, 3,0 и 0,4 г/кг соответственно. Действие компоста из ОСВ на реакцию почвы было незначительно (табл. 3.2), хотя кальция в почву поступило в 1,7 раза больше, чем в варианте с известняковой мукой.

Рассматривая нейтрализующую способность мелиорантов, следует принимать во внимание, что токсичность кислотности как таковой, то есть высоких концентраций обменного водорода проявляется главным образом, на очень кислых торфяных почвах с рНкс1 2,8-3,9 при низком содержании обменного кальция. На дерново-подзолистых почвах с токсичностью самого водорода приходится сталкиваться очень редко. Для дерново-подзолистых почв важнейшей причиной, обуславливающей необходимость их известкования, является высокое содержание подвижного алюминия (Эколого-экономические основы..... , 2000; Небольсин, Небольсина, 2010).

В исходной почве содержание обменного Са составляло 20 м-экв/кг (табл. 3.1). Через 28 суток после внесения удобрений в почву, концентрация обменного кальция в вариантах с 1-го по 5-й возросла в 1,3; 1,5; 2,1; 2,0 и 1,2 раза соответственно (табл. 3.2). Во всех вариантах опыта содержание обменного Са2+ пропорционально увеличивалось до 109-х суток взаимодействия мелиорантов с почвой. На рисунке 3.2, видно, что кривые концентраций проходят через максимум и медленно уменьшаются.

Изменение концентрации Са в почве во времени
Рис. 3.2. Изменение концентрации Са в почве во времени

Если срок наблюдения разделить на 2 периода: 1) от 0 до 109 суток; 2) от 109 до 732 суток, то изменение концентрации Са2+ в течение каждого из указанных периодов можно условно описать линейными функциями:

Са(т) = Са0 + М,

где Са(1) - концентрация обменного Са в почве на момент времени 1;; Са0 - начальная концентрация обменного Са в почве (для каждого из периодов); Ь -скорость увеличения (до 109 суток) или уменьшения (после 109 суток) концентрации кальция в почве, м-экв/сутки на 1000 г почвы.

Скорости увеличения концентраций обменного Са (Ь1) в период от 0 до 109 суток взаимодействия мелиорантов с почвой в 13-30 раз превышали скорости уменьшения концентраций Са (Ь2) в последующий период наблюдения (табл. 3.4).

Таблица 3.4. Параметры линейной модели изменения концентрации обменного Са2+ в почве

Варианты

от 0 до 109 суток от 109 до 732 суток

 

Г Ь Г Ь2

1. Контроль

0,94 0,22+0,05 -0,95 -0,015+0,004

2. Свежий ТБО

0,98 0,32+0,04 -0,95 -0,017+0,004

3. Годичный ТБО

0,84 0,24+0,09 -0,63 -0,008+0,007

4. Биотопливо

0,91 0,29+0,07 -0,82 -0,02+0,01

5. Компост из ОСВ

0,90 0,23+0,06 -0,69 -0,018+0,013

Примечание: Г -коэффициент, показывающий точность оценочной функции; скорости увеличения (Ь1) и уменьшения (Ь2) концентрации кальция в почве, м-экв/сутки на 1000 г почвы

Наличие кривых с максимумом (рис. 3.2) указывает на возникновение двух одновременно идущих разнонаправленных процессов - накопления ионов в подвижной форме и выхода из нее. Источниками подвижных соединений химических элементов являются почва и вносимые удобрения и мелиоранты. Соотношение вкладов этих двух источников зависит от свойств почвы и внесенных материалов. Уменьшение содержания подвижных соединений элементов вызывается различными механизмами: выносом их растениями, водами и переходом в иные химические формы в почве. Это независимые параллельные реакции, процессы.

На основе полученных результатов можно сделать следующие выводы:

  • Компост из ТБО обладает длительной нейтрализующей способностью. Использование компоста в качестве органических удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах равноценно известкованию.
  • С 1 тонной компоста (на сухое вещество) в почву поступает от 55 до 118 кг Са. Значительная доля кальция находится в соединениях, способных при взаимодействии с почвенным раствором к диссоциации с высвобождением ионов Са2+.
  • В компосте из ОСВ кальций находится в неактивной форме и оказывает незначительное нейтрализующее действие на кислотность почвы.
  • Корреляционная зависимость между концентрацией обменного Са и реакцией почвы отсутствует, что закономерно так как снижение уровня кислотности при поступлении в почву ионов Са2+ зависит от сопутствующего им аниона.
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока