897

Гидрофизические свойства почв характеризуются следующими показателями: гигроскопическая влажность исследуемых почв составляет 3,2–3,8 см3/см3, влажность завядания почв изменяется в пределах 11,4-15,3 см3/см3. Оба показателя зависят от содержания гумуса, гранулометрического и минералогического состава почв. Коэффициент корреляции между ВЗ и содержанием ила составляет 0,72–0,98 для разрезов 4 и 2 соответсвенно.

Наименьшая влагоемкость зависит от гранулометрического и минералогического состава почв, ее плотности и пористости [3]. Данный показатель изменяется от 30,4–35,3 см3/см3 в лесной почве (разрез 4) до 39,7–55,9 см3/см3 в залежной почве (разрез 2).

С помощью множественного регрессионного анализа были получены уравнения линейного вида с учетом значений коэффициентов корреляции (детерминации), описывающие связи между гидрологическими константами и свойствами почв (табл. 3).

Таблица 3 Эмпирические модели для определения гидрологических констант

Примечание: Г- содержание гумуса, %; Песок (МН) – содержание частиц размером >0,05мм, %; Песок (РФ) – крупный и средний песок или содержание частиц размером 1-0,25мм, %; Ил (РФ) – содержание частиц размером <0,001м, %; dv – плотность сложения, г/см3; ЕКО – емкость катионного обмена, мг-экв/100г почвы.

Достоверная значимая связь установлена для наименьшей влагоемкости и накопления содержания песка, плотности и емкости катионного обмена. Скорректированный коэффициент детерминации (R2скор.) 0,83. Для влажности завядания также установлена достоверная значимая связь с содержанием песка, ила, гумуса и плотностью почвы (R2скор.=0,93). Достоверная значимая связь также была установлена между гигроскопической влажностью, содержанием гумуса и ёмкостью катионного обмена (R2скор=0,72).

Выводы: полученные педотрансферные функции для гидрологических констант могут быть использованы для определения функций влагопроводности и водоудерживающей способности серых лесных почв.

Литература

1.Романов, Г. Г. Почвоведение с основами геологии: учебник для вузов / Г.Г. Романов, Е.Д. Лодыгин. СПб.: Лань, 2020. 268 с. — ISBN 978-5-8114-5679-6. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/152609 (дата обращения:

11.04.2022).

2.Шеин Е.В. Курс физики почв: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432с.

3.Kondratyeva M.A., KylosovaN.V. HYDROPHYSICAL PROPERTIES OF SOILS IN AREAS OF NATURAL FORESTRE GENERATION // Современные технологии сельскохозяйственного производства: сборник научных статей по материалам ХХIV Международной научно-практической конференции. – Гродно: ГГАУ, 2021. с. 278-280.

271

УДК 631:631.416.4(470,53)

А.А. Старкова – студентка; Л.В. Дербенева – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБМЕННОГО КАЛИЯ В ПОЧВАХ ПЕРМСКОГО КРАЯ

Аннотация. В работе приведена агрохимическая характеристика некоторых почв Пермского края. Определен обменный калий в почвах фотометрическим методом в вытяжке 0,2 н. раствора HCl по А.Т. Кирсанову и в 1 н. растворе CH3COONH4 (pH=7) по Л.А. Масловой.

Ключевые слова: обменный калий, подвижный фосфор, агрохимическая характеристика, пахотный слой, почва, вытяжка, питание растений.

Калий, наряду с азотом и фосфором, относятся к главным элементам питания растений. Он повышает урожайность сельскохозяйственных культур, способствует накоплению углеводов: крахмала в картофеле, зерновых и зернобобовых культурах, сахаров в плодовоовощной и ягодной продукции. Этот важный элемент участвует в фотосинтезе и образовании углеводов. Помогает регулировать водный баланс растений и функционирование устьиц листа. По данным: В.В. Прокошева, И.М. Богдевич и др. (1994), калий увеличивает сопротивляемость растений к грибковым и микробным заболеваниям и повреждению их насекомыми. Он играет важную роль в десятках метаболических реакций, активизируя, по меньшей мерё 60 различных ферментов, участвующих в росте растений, фотосинтезе, и в целом, обмене веществ [5].

Оптимальные уровни обменного калия в почвах повышают производство и транспортировку углеводов в растениях. Серьёзный дефицит калия в клетках растений тормозит передачу сахаров внутри растения, приводя к аккумуляции крахмала в нижних листьях. Калий играет важную роль в повышении устойчивости растений к низким температурам, засолению, засухе и болезням. При достаточном количестве калия, растения меньше накапливают нитратов. Он помогает лучше усваивать из почвы азот и фосфор. Поэтому, под растения необходимо вносить достаточное количество калия, в виде органических и минеральных удобрений [1].

Валового калия в почвах больше, чем азота и фосфора, вместе взятых - 1,5-2,5 % (30-50 т/га в пахотном слое). Его содержание зависит от минералогического и гранулометрического состава, а также от содержания гумуса в почве. Основное количество калия находится в труднодоступных для питания растения формах. Главным источником усвояемого калия для растений служат обменно-поглощенные и водорастворимые солевые его формы. Обменный калий – это собственно-обменный калий (калий, который находится в поверхностном слое ППК-) и калий почвенного раствора. Обменный калий составляет 0,5-1,5 % от валового [3].

Цель исследований – определить и сравнить содержание обменного калия, вытесненного из разных почв с помощью 0,2 н. раствора HCl по А.Т. Кирсанову и 1н. раствора CH3COONH4 (pH=7) по Л.А. Масловой.

Почвенные образцы отобраны студентами 4 курса, в период производственной практики, с дерново-подзолистых почв разной оподзоленности и различ-

272

ного гранулометрического состава, в том числе слабосмытых, а также с темно-се- рой тяжелосуглинистой почвы. Разрезы закладывались на наиболее типичных местах до вскрытия материнской породы в Пермском, Чердынском, Соликамском, Куединском, Карагайском, Суксунском районах Пермского края. Образцы отбирали с пахотных и залежных угодий. Определение обменного калия в образцах проводили методом пламенной фотометрии. Для этого из каждого образца готовили две вытяжки: вытяжка 1 н. раствора CH3COONH4 (pH=7) по Масловой и 0,2 н раствора НСI по Кирсанову [4].

Таблица 1 Агрохимическая характеристика пахотного слоя исследуемых почв

Примечание : ПД2т↓- дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая слабосмытая почва

В хозяйствах Пермского края определение обменного калия проводят по методу Кирсанова, в научной литературе часто встречается содержание обменного калия, определяемое по Масловой. Результаты по обменному калию обработаны математически с помощью доверительного интервала. Показатели качества почвы определены по стандартным методикам [4].

Агрохимические показатели пахотного слоя исследуемых почв представлены в таблице 1.

Дерново-неглубоко и мелкоподзолистые почвы легкого гранулометрического состава залегают в Чердынском и Соликамском районах. Они низко плодородны, имеют низкую сумму обменных оснований (от 4,9 до 10,8 мг-экв), кислую реакцию среды (pHKCl=4,3-4,9). Степень насыщенности основаниями средняя и составляет 64-78 %. Содержание подвижного P2O5 в них высокое и среднее, а содержание обменного K2O - очень низкое и среднее. Легкие почвы по гранулометрическому составу бедны обменным калием.

273

Дерново-мелкоподзолистые тяжелосуглинистые почвы Пермского и Карагайского районов имеют высокую сумму обменных оснований (от 18,8 до 23,8 мгэкв), обменная кислотность изменяется от сильнокислой до слабокислой (рНKCl=4,4-5,3), а гидролитическая - от средней до высокой (3,1-5,9 мг-экв/100 г). Степень насыщенности почв основаниями повышенная. Почвы хорошо обеспеченны подвижным фосфором и обменным калием, так как содержание последнего в них повышенное-высокое.

Таблица 2 Содержание обменного калия в пахотных слояхи гумусовых горизонтах

почв, полученное из разных вытяжек

Слабосмытые почвы Карагайского района отличаются от вышеизложенных почв окраской пахотного слоя, она серо-бурая, за счет припашки горизонта А2В. Для них характерна высокая сумма обменных оснований, среднекислая реакция среды и повышенная гидролитическая кислотность (таблица 1). Степень насыщенности почв основаниями высокая (82 –90 %). Содержание подвижных форм фосфора и калия высокое.

Темно-серая лесная почва Суксунского района хорошо обеспечена обменными основаниями, имеет слабокислую реакцию среды, содержание подвижного фосфора высокое (172 мг), а обменного калия среднее (83 мг/кг).

Содержание обменного калия в почвах, полученное с помощью разных вытяжек представлено в таблице 2.

274

Результаты исследований показали, что вытяжка 1н раствора СН3СООNH4 по Масловой дает более высокие результаты по содержанию обменного K2O, чем вытяжка по Кирсанову. В легких почвах содержание обменного калия в 0,2 н растворе HCl получено 22 мг, 15 мг и 89 мг, а в вытяжке по Масловой – 82 мг, 144 мг

и128 мг/кг. На дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах содержание К2О по Кирсанову составило от 92-189 мг, а по Масловой - от 162-415 мг/кг. Эта закономерность наблюдается во всех исследованных образцах. И.Г. Важенин (1959) отмечал, что вытяжка уксуснокислого аммония обеспечивает более полное вытеснение обменного калия из почвы (70-80 %) и является универсальной, так как вытесняет калий в одинаковых количествах от общего обменного калия в разных по генезису почвах [1]. А.П. Голубева (1968), Н.В. Пухальская и др. (2009) пишут, что высокая буферность нейтрального раствора 1н. CH3COONH4 исключает отрицательное действие его на почвенный поглощающий комплекс. Выбор этой соли в качестве экстрагента обменного калия не случаен. В основе его лежит близкая величина ионных радиусов и небольшая величина гидратной оболочки ионов калия

иаммония [2; 6].

Для сравнения полученных результатов, их оценки и значимости, аналитические данные обрабатывали статистически. Использовали два метода обработки. Рассчитали доверительный интервал среднего для каждой вытяжки: вытяжка по Кирсанову имела доверительный интервал 136,4±40,4 мг, а вытяжка по Масловой - 215,9±55,7 мг/кг при вероятности 95 %. Второй метод - метод сравнения двух средних. Сравниваются две вытяжки между собой, одна из них принята за стандарт. Рассчитывали Fфак., которое получилось 5,95 и теоретическое (Fтеор.), которое находили по таблице - 2,15. В результате получилось, что Fфак.>Fтеор., это значит, что между вытяжками существует значительные различия и нельзя одну вытяжку заменить другой.

Таким образом, результаты исследований показали, что вытяжка 1н раствора СН3СООNH4 по Л.А. Масловой дает более высокие результаты по содержанию обменного K2O в почвах, чем вытяжка по А.Т. Кирсанову. Различия в аналитических данных по содержанию обменного калия значимы и достоверны.

Литература

1.Важенин И.Г. О формах калия в почве и калийном питании растений. / И.Г. Важенин, Г.И. Карасева. //Почвоведение. 1959.№3. - С.11-21.

2.Голубева А.П. Обменный калий из разных вытяжек. // Химия в сельском хозяйстве.

1968. №8. - С. 66.

3.Ковриго В.П. Почвоведение с основами геологии. / В.П. Ковриго, Л.М. Бурламова. М.: Колос, 2000. - С. 140.

4.Практикум по агрохимии: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред. академика РАСХН В.Г. Минеева. – М.: Изд-во МГУ, 2001. – С. 59-194.

5.Прокошев В.В. Калий и калийные удобрения / В.В. Прокошев, И.П. Дерюгин. М.: Ледум, 2000. - С. 184.

6.Пухальская Н.В., Сычев В.Г., Собачкин А.А., Павлова Н.И. Особенности калийного питания сельскохозяйственных растений в оптимальных и неблагоприятных условиях. М.: ВНИИА,

2009. - С. 27-34.

275

УДК 631:631.416.4

А.А. Старкова – студентка; Л.В. Дербенева – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

КАЛИЙНЫЙ РЕЖИМ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ СПК «НИВА» КАРАГАЙСКОГО ОКРУГА ПЕРМСКОГО КРАЯ

Аннотация. В работе приведена агрохимическая характеристика лесных, залежных, пахотных дерново-мелкоподзолистых почв хозяйства СПК «НИВА». В почве определен легкоподвижный калий по Скофильду, обменный калий – по Масловой и Кирсанову, необменный легкогидролизуемый калий – по Пчёлкину, необ- менно-поглощенный калий – по Гедройцу. Рассчитан обменный калий в % от ЕКО и отношение обменного калия к сумме необменных форм. Сопоставлены результаты по содержанию обменного калия в двух вытяжках (0,2 н. раствор HCl и 1н.

раствор CH3COONH4, pH=7).

Ключевые слова: легкоподвижный калий, обменный калий, необменный легкогидролизуемый калий, необменно-поглощенный калий, агрохимическая характеристика почвы, питание растений.

Калий в почве и растениях содержится в катионной форме, а его соединения хорошо растворимы, что обусловливает его основную физиологическую функцию. В клетках калий регулирует осмотическое давление, что важно для создания благоприятного режима поглощения элементов питания из почвенной суспензии. Велика физиологическая роль калия в транспортировке продуктов фотосинтеза в органы накопления товарной продукции: в клубнях и зерне накапливается крахмал, а сахара - в корнеплодах, что непосредственно влияет на качество продукции [6; 7]. Калий участвует в процессах метаболизма, в регулировании работы ферментативных систем, и повышает морозоустойчивость озимых культур [7].

Содержание калия в почвах наследуется от почвообразующей породы, условий ее выветривания, почвообразования и химических свойств самого элемента. В почвах различают несколько форм калия: калий минерального скелета, калий необменный, калий обменный, калий почвенного раствора. Формы калия в почвах находятся в равновесном состоянии и способны переходить из одной формы в другую. Для питания растений наиболее важными являются водорастворимая и обменная формы, а также часть необменного легкогидролизуемого калия [1; 6; 8; 10].

Цель работы – выявить изменения и сравнить содержание форм калия в лесных, залежных и пахотных дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах.

Почвенные образцы отобраны в период производственной практики на лесной, залежной, пахотной дерновомелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве. Разрезы закладывались на наиболее типичных местах до вскрытия материнской породы. Содержание форм калия: легкоподвижный калий по Скофильду, обменный, необменный легкогидролизуемый калий по Пчёлкину, необменно-поглощенный калий по Гедройцу определяли методом пламенной фотометрии. Обменный калий из каждого пахотного образца определяли дважды: в вытяжке 0,2 н раствора HCl по Кирсанову и в вытяжке 1н растворе CH3COONH4 (pH=7) по Масловой . Показатели качества почвы определены по стандартным методикам [6].

276

Агрохимическая характеристика дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы, сформированной на покровных отложениях представлена в таблице 1.

Таблица 1 Агрохимическая характеристика дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой

почвы, сформированной на покровных отложениях

Разрез 2 заложен в лесу на северо-западе в 3 км от с. Рождественск. Выровненный участок полого склона (0,5-10 ). Лес представлен елово – пихтовым древостоем с примесью березы, частично осины. В кустарниковом ярусе шиповник, можжевельник, жимолость пушистая. Травяной покров хорошо развит, в его состав входят сныть, пырей, звездчатка, войник, борец и злаковое-разнотравье. Разрез 1 заложен на ровном залежном участке на юго-западе в 5 км от с. Рождественск. На нем встречается молодая береза, сосна, ольха и густая травянистая растительность: пырей, полынь, осот полевой, мышиный горошек, клевер луговой, овсяница луговая, тимофеевка луговая. У дерново-подзолистой лесной почвы присутствует небольшой гумусовый горизонт (5 см) и подзолистый мощностью 10 см. В залежной почве, бывший пахотный слой разделился на два горизонта А1 (1-8 см ) и А1А2 (8- 20 см ). На пашне, занятой клевером, разрез 4 заложен на участке полого склона (~10) на северо-западе в 2 км от с. Рождественск. На втором поле, занятом посевами овса, разрез расположен на ровном участке на западе в 2,5 км от с. Рождественск.

Лесная, залежная и пахотная почва под овсом по профилю имеют кислую реакцию среды: обменная кислотность (рНKCl) 4,0-4,6, гидролитическая кислотность - 3,1-6,4 мг-экв/100г почвы. Почва под овсом нуждается в известковании. В пахотной почве, под клевером, реакция среды слабокислая (рНKCl=5,3-5,4), а гидролитическая кислотность близкая к нейтральной (таблица 1). Сумма обменных

277

оснований в лесной и залежной почве повышенная и составляет от 17,3 до 19,4 мгэкв/100 г почвы. Она понижается в горизонтах А1А2 и А2 до 13,8-15,7 мг-экв и увеличивается к иллювиальному, что свидетельствует о промывании элементов питания из верхнего 20-и см слоя. В пахотных слоях сумма повышенная (16,9 -19,7 мг-экв). Почвы угодий имеют повышенное и высокое содержание обменного калия и подвижного фосфора.

Содержание форм калия в дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве под лесом, залежью и пашней представлено в таблице 2. Наиболее подвижная и доступная для растений форма калия - это легкоподвижная, извлекаемая солевой вытяжкой 0,01м СаСl2. Эта форма калия находится на поверхностном слое ППК и создает равновесную концентрацию между жидкой и твердой фазой почвы [4]. По результатам исследования содержание легкоподвижного калия в почве низкое и колеблется от 5,4 до 6,0 мг/ кг почвы.

Таблица 2 Содержание форм калия в дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве

Обменная форма калия остается важнейшим диагностическим показателем, определяющим уровень калийного питания растений. Эта форма находится в ППК и доступна растениям. Оценку обеспеченности почвы обменным калием определяли с помощью 1,0 н раствора CH3COONH4.

Содержание обменного калия в гумусовом горизонте лесной и залежной почвы очень высокое (349356 мг), вниз по профилю уменьшалось. В залежной почве произошло резкое уменьшение калия в новообразованном горизонте А1А2 до 151 мг. В пахотной почве, занятой овсом, содержание обменного калия повышенное (184 мг), а занятой клевером, высокое (269 мг/кг) и достаточное для возделывания культур полевого севооборота [5].

278

Для определения оптимального содержания обменного калия в почве используют показатель калий в % от ЕКО. По данным В.Н. Якименко (2008) оптимальное содержание калия в % от ЕКО для почв Сибири составляет 1,5-2,2 %. В.В. Прокошев и др. (2000) считают оптимальным для питания растений является доля калия от 2 до 5 % от ЕКО. В гумусовом горизонте лесной и залежной почвы уровень обеспеченности калием составляет 3,0 и 3,7 %, в пахотных слоях он ниже - 2,7 % от ЕКО (повышенная обеспеченность) [12]. Уровень обеспеченности почв обменным калием вниз по профилю постепенно снижается.

Таблица 3 Степень обеспеченности дерново – мелкподзолистой тяжелосуглинистой почвы

обменным калием, полученным из разных вытяжек

Ближайшим резервом калия для питания растений и пополнения обменный запасов в почве, является необменный легкогидролизуемый калий, переходящий в 2 м раствор НСI. Содержание легкогидролизуемого калия в гумусовом горизонте лесной почвы среднее (119 мг), вниз по профилю постепенно увеличивается. Очень низкое содержание его отмечено в залежной (21 мг) и пахотной (6-56 мг/кг) дер- ново-подзолистой тяжелосуглинистой почве. По-видимому, этот калий создает равновесие в почве между обменным и легкогидролизуемым калием, а также используется сельскохозяйственными растениями.

Дерново-подзолистая тяжелосуглинистая почва содержит наибольшее количество необменно-поглощенного калия по Гедройцу. При чем в лесной почве его больше (841 мг), чем в залежной (624 мг) и пахотной (590-665 мг/кг).

Расчет отношения обменной формы калия к необменной форме показал, что наблюдается тенденция к повышению доступности почвенного калия в верхних горизонтах, а вниз по профилю содержание калия уменьшается. Это объясняется, подкислением почвенным раствора и повышенной подвижностью соединений калия в почве.

Результаты исследований показали, что вытяжка 1 н раствора СН3СООNH4 дает более высокие результаты по содержанию обменного K2O, чем вытяжка 0,2 н HCl. Закономерность наблюдается во всех образцах.

И.Г. Важенин (1959) отмечал, что вытяжка уксуснокислого аммония обеспечивает полное вытеснение обменного калия (70-80 %) и является универсальной, так как вытесняет калий в одинаковых количествах от общего обменного калия в разных по генезису почвах [1]. А.П. Голубева (1968), Н.В. Пухальская и др. (2009) пишут, что высокая буферность нейтрального раствора 1н. CH3COONH4 исключает отрицательное действие его на почвенный поглощающий комплекс.

Выбор этой соли в качестве экстрагента обменного калия не случаен. В основе его лежит близкая величина ионных радиусов и небольшая величина гидратной оболочки ионов калия и аммония, что позволяет аммонию входить в кристаллическую решетку трехслойных минералов и вытеснять в раствор прочно связанный межслоевой калий [3; 9].

Выводы

1.Содержание легкоподвижного калия в дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве низкое, колеблется от 5,4 до 6,0 мг/ кг.

2.Содержание обменного калия по Масловой в гумусовом горизонте лесной

изалежной почвы очень высокое (349356 мг), а в пахотных слоях повышенное и высокое (184 мг и 269 мг/кг), достаточное для возделывания культур полевого, кормового севооборотов.

3.Содержание легкогидролизуемого калия в гумусовом горизонте лесной почвы среднее (119 мг), вниз по профилю постепенно увеличивается. Отмечено очень низкое содержание в залежной (21 мг) и пахотной (6-56 мг/кг) дерновоподзолистой тяжелосуглинистой почве.

4.Дерново-подзолистая тяжелосуглинистая почва содержит наибольшее количество необменно-поглощенного калия по Гедройцу. При чем в лесной почве его больше (841 мг), чем в залежной (624 мг) и пахотной (590-665 мг/кг).

280