Лабораторна робота № 21 Обчислення ступеня насиченості ґрунтів основами

Ступенем насиченості ґрунтів основами називається відношення суми обмінних основ до ємності вбирання.

До складу обмінних катіонів кислих ґрунтів поряд з вбирними основами (головним чином Са²⁺ і Мg²⁺) входять вбирні іони водню й алюмінію.

Ступінь насичення ґрунту основами показує, яка частина в загальній ємності вбирання припадає на увібрані основи і іони водню

При ступеню насиченості менше 100% ґрунт відносять до групи не насичених основами. Ступінь насиченості обчислюють за формулою:

, (2.8)

де V – ступінь насиченості ґрунту основами ( %);

S – сума обмінних основ (м.-екв.);

Н – гідролітична кислотність ( м.-екв.);

S + H – ємність вбирання кислих ґрунтів;

100 – коефіцієнт перерахування у відсотки.

Обчислення ступеня насиченості необхідно для визначення потреби ґрунтів у вапнуванні.

Наприклад, сума увібраних основ 30 мг-екв., гідролітична кислотність 2,5мг-екв./100 г ґрунту. Тоді ступінь насичення основами:

V = 30,0 30,0 + 2,5 100 = 92,3 % ,

Звідси видно, що на основи у вбирному комплексі припадає 92,3 %, а на

гідролітичну кислотність - 7,7 % (100 - 92,3) від загальної ємності вбирання.

Лабораторна робота № 22 Визначення потреби ґрунтів у вапнуванні та обчислення доз вапна

Потреба ґрунту у вапнуванні визначається за такими даними: 1) рН сольової витяжки; 2) ступінь насиченості основами; 3) механічний склад. Крім цих показників, варто враховувати і чутливість сільськогосподарських рослин до кислотності.

Після встановлення потреби ґрунту у вапнуванні за величиною гідролітичної кислотності розраховують дозу вапна для нейтралізації кислотності.

У першому наближенні потребу ґрунтів у вапнуванні можна встановити по рН сольової витяжки (КС1), керуючись наступними даними:

І - грунт сильно має потребу у вапнуванні, рН < 4,5

ІІ - грунт середньо має потребу у вапнуванні, рН 4,5 – 5,0

III - ґрунт слабко має потребу у вапнуванні, рН 5,1 – 5,5

ІV- грунт не має потребу у вапнуванні, рН >5,5

Для судження про необхідність вапнування мінеральних і торф'яних ґрунтів з обліком їх рН, ступеня насиченості і механічного складу можна керуватися наступними нормативами (табл.2.5).

При тих самих значеннях кислотності легкі ґрунти менше мають потребу у вапнуванні, чим важкі.

Дозу вапна визначають за величиною гідролітичної кислотності. Розрахунок дози відбувається з урахуванням того, що внесене в ґрунт вапно перемішується з орним горизонтом і нейтралізує його кислотність. Тому для обчислення дози вапна треба знати, скільки іонів водню міститься в орному шарі 1 га, для чого необхідно знати масу орного шару. Якщо прийняти щільність ґрунту 1,5, а потужність орного горизонту — 20 см, то маса орного шару на 1 га буде 1,5х20х 100000000=30000000000 г, чи 3000000 кг, чи 3000 т.

Наприклад, гідролітична кислотність дорівнює 4,5 м-екв., тобто в 100 г ґрунти обмінного водню 4,5 м.-екв. Тоді в 1 кг ґрунту буде міститися 45 м-екв., чи 45 мг, чи 0,045 м, а у всьому орному шарі на 1 гектарі—0,045 х 3000000=135000 м, чи 135кг обмінного водню. Ця кількість обмінних іонів водню і слід нейтралізувати. На нейтралізацію 1 кг обмінного водню потрібно 50 кг вапна відповідно до реакції 2Н⁺+СаСО_{3 =} Са²⁺+Н₂О+СО₂. Звідси вапна потрібно 135 х 50=6750 кг, чи 67,5 ц, чи 6,75 т на 1 га.

Відразу норму вапна в тонах на гектар можна розрахувати множенням величини гідролітичної кислотності на 1,5. У нашому прикладі 4,5 х 1,5=6,75 т на 1 га. Це в тому випадку, якщо орний шар має товщину 20 см, а щільність ґрунту 1,5 г/см³.

Орієнтовані дози вапна залежно від кислотності і механічного складу дерново-підзолистих ґрунтів наведені у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 – Орієнтовані дози вапна для дерново-підзолистих ґрунтів

Механічний склад ґрунтів	рН сольової витяжки
	4,5 та менше	4,6	4,2	5,0	5,2	5,4-5,5
	Дози СаСО3 (т/га)
Супісь та легкий суглинок Середній та важкий суглинок	4,0 6,0	3,5 5,5	3,0 3,0	2,5 4,5	2,0 4,0	2,0 3,5

Для торф'яних горизонтів, торфованих і добре угноєних ґрунтів об'ємна маса складає менш 1 г на 1 см³ (для верхових торфів менш 0,1 г на 1 см³). Обчислення дози вапна для таких ґрунтів множенням гідролітичної кислотності на коефіцієнт 1,5 дасть дуже завищені результати. Тому при визначенні дози вапна необхідно враховувати величину гідролітичної

Таблиця 2.5 – Оцінка потреби у вапнуванні залежно від властивостей ґрунту (за М.Ф. Корніловим)

Ґрунти	Потреба у вапнуванні
	сильна		середня		слабка		відсутня
	рН	V, %	рН	V, %	рН	V, %	рН	V, %
Важкі і середньосуглинкові	<5.0 <4.5 <4,0	<45 <50 <55	5,0–5,5 4,5–5,0 4,0–4,5	45–60 50–65 55–70	5,5–6,0 5,0–5,5 4,5–5,0	60–70 65–75 70–80	>6.0 >5.5 >5,0	>70 >75 >80
Легкосуглинкові	<5,0 <4,5 <4,0	<35 <40 <45	5,0–5,5 4,5–5,0 4,0–4,5	35–55 40–60 45–55	5,5–6,0 5,0–5,5 4,5–5,0	55–65 60–70 65–75	>6.0 >5.5 >5,0	>65 >70 >75
Супіщані і піщані	<5,0 <4,5 <4,0	<30 <35 <40	5,0–5,5 4,5–5,0 4,0–4,5	30–45 35–50 40–46	6,5–6,0 5,0–5,5 4,5–5,5	45–55 50–60 55–65	>6.0 >5,5 >5,0	>55 >60 >65
Торф'яні та торф'яно-болотні	<3,5	<35	3,5–4,2	35–55	4,2–4,8	55–65	>4,8	>65

кислотності (вона в торфах від 50 до 200 м.-екв. на 100 г ґрунту; в торфованих горизонтах 10 – 30м.екв.) і масу орного шару.

Для верхових боліт зі слабо розложеним торфом доза вапна дорівнює близько 8 – 10 т; для низинних боліт із рН сольової витяжки 4,8 близько–біля 2 – 3 т на 1 га.

Питання для самоперевірки.

1. Що таке ємність катіонного обміну? В яких одиницях вона вимірюється?

2. Від яких факторів залежить ємність катіонного обміну?

3. Як розрахувати суму обмінних основ?

4. Що показує ступінь насичення ґрунту основами?

5. Як розрахувати дозу вапна для внесення у грунт? Від чого вона залежить?