Известкование - внесение в почву кальция (и магния) в виде карбоната, окиси или гидроокиси для нейтрализации кислотности. Это прием химической мелиорации, направленный не только на нейтрализацию избыточной кислотности почвы, но и на улучшение ее агрохимических, агрофизических и биологических свойств, обеспечение растений кальцием и магнием, мобилизацию и иммобилизацию макро- и микроэлементов в почве, создание оптимальных физических, водно-физических, воздушных и других условий жизни культурных растений (рис. 7.1.).
Рис. 7.1. Влияние известкования на улучшение свойств кислых почв
Большинство растений развивается, как правило, при нейтральной или близкой к нейтральной реакции среды в почве, наиболее благоприятной для развития многих полезных почвенных микроорганизмов. Реакция среды оказывает чрезвычайно сложное действие на условия питания растений, подвижность азота, фосфора, калия, микроэлементов, активность микрофлоры, физико-механические свойства почвы, поэтому оптимальный интервал pH для роста культуры одного и того же вида на различных почвах неодинаков. На почвах с повышенным содержанием органического вещества, а также на почвах легкого гранулометрического состава оптимальный интервал реакции сдвигается в кислую сторону.
Научное обоснование известкования почв состоит в следующем.
- Неблагоприятная для культурных растений реакция среды отрицательно отражается на их росте и развитии вследствие ряда причин. Высокая концентрация водорода отрицательно влияет на физико-химическое состояние протоплазмы клеток корня, затрудняет рост корневой системы, нарушает нормальную проницаемость, обмен веществ в корнях. В связи с этим ухудшаются условия питания растения в целом.
Массовая гибель озимых зерновых культур и многолетних трав при перезимовке под покровом снега в большинстве районов Нечерноземной зоны России связана не с низкими температурами, а с негативными свойствами почв - кислой реакцией среды, повышенным содержанием подвижных форм алюминия. Так, при перезимовке в одинаковых температурных условиях (-12...-14°С, ниже которых редко опускается температура под покровом снега 15-20 см) растения клевера, озимой пшеницы полностью погибали на кислых, неизвесткованных почвах, а на произвесткованных почвах сохранились на 70-90% и давали 50-80 ц/га сена и 25-35 ц/га зерна озимой пшеницы.
- Почвы с повышенной кислотностью имеют плохие физико-химические и физические свойства. Коллоидная часть почв бедна кальцием, магнием, но богата водородом и подвижными катионами алюминия, марганца и даже железа. Этим объясняются малое содержание коллоидной фракции в кислых почвах, их низкая емкость поглощения, слабая буферность и бесструктурность.
Следует иметь в виду, что процесс обеднения поглощающего комплекса пахотного слоя почвы основаниями постоянно протекает в естественных условиях. Причины этого могут быть различными, да и скорость процесса бывает разной. Под влиянием атмосферных осадков, а в ряде случаев и интенсивного применения удобрений происходит дальнейшее уменьшение кальция и магния и замена их водородом. Почвенный поглощающий комплекс постепенно разрушается, понижается и уровень агрономически ценной структуры. Ежегодные потери кальция из почвы весьма значительны. Так, по данным лизиметрических опытов, средние потери СаСО3 составляют 187 кг/га. В зависимости от количества выпадающих осадков эти потери колеблются от 89 до 287 кг/га и более.
- При кислой реакции алюминий, содержащийся во многих почвах, образует растворимые соединения, оказывающие вредное действие на многие растения. Кроме этого, избыток водородных ионов в почвенном растворе отрицательно действует на питание растений: нарушаются поступление питательных катионов и анионов в растение, углеводный и белковый обмен.
- На почвах с повышенной кислотностью подавляется жизне-деятельность полезных микроорганизмов, почти не развиваются аммонифицирующие и нитрифицирующие микробы, азотобактер, бактерии, разрушающие фосфорорганические соединения, и т.д. Такие же формы грибов, как пенициллиум, фузариум и триходерма, которые выделяют ядовитые вещества для растений, развиваются здесь хорошо. Все это создает неблагоприятные условия для жизни растений, а такие почвы являются малоплодородными.
- Известкование выполняет важную экологическую функцию в агроценозе, так как этот прием приводит к иммобилизации тяжелых металлов, радионуклидов и других токсических элементов. Это позволяет получать экологически безопасную продукцию растениеводства в агроэкосистемах на техногенно загрязненных территориях.
Среди пахотных площадей стран СНГ почв с повышенной кислотностью около 45 млн га, а нуждающихся в известковании - свыше 60 млн га. В основном это дерново-подзолистые и светлосерые лесные почвы. Часть кислых почв встречается среди болотных, серых лесных почв и красноземов.
Одним из главных приемов улучшения свойств таких почв, с помощью которого достигается нейтрализация их кислотности, является известкование. Этот прием улучшения почв известен человечеству давно, однако сознательно применение извести в целях повышения урожаев различных культур стало проводиться с прошлого столетия. Большой вклад в исследования роли известкования в повышении плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур внесли российские ученые И.А. Стебут, Д.И. Менделеев, А.Н. Энгельгардт, П.А. Костычев, Д.Н. Прянишников, П.С. Коссович, К.К. Гедройц, О.К. Кедров-Зихман и др.
Научной основой теории и практики известкования почв явилось учение К.К. Гедройца о почвенном поглощающем комплексе. На основании этого учения установлено, что многие важные агрономические свойства почвы находятся в тесной зависимости от степени насыщенности почвенного поглощающего комплекса кальцием. Выяснены различные формы почвенной кислотности, что имеет существенное значение для научного обоснования необходимости известкования и определения дозы извести. За последние годы проделана большая работа по установлению условий высокой эффективности известкования кислых дерново-подзолистых почв в сочетании с рациональной системой применения удобрений и другими приемами агротехники.