Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Почвенно-агрохимические основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП. Учебное пособие
.pdf
Локальные особенности почвенно-климатических условий
ниявсех фракций фосфора за исключением фракции
Са-Р
. Несмотря на высокое содержание обменного
III
алюминия в почве, относительный прирост количества
фосфатов железа был более интенсивным, чем фосфатов алюминия. Вероятно, относительное количество
этих фосфатов определяется и другими факторами, чем
окультуренность почвы, содержание обменного алюминия и т. д.
В почве лизиметрического опыта (2-й агрогруппы)
за такой же период наблюдений содержание Са-Р
Са-Р
оставалось примерно на одном уровне в почвах
III
I
и
всех трех вариантов опыта, почти вдвое возросло количество Ca-P
вариантов прирост количества Fe-P и A
на фоне извести. В почвах удобренных
II
-P был при-
I
мерно на одном уровне, хотя содержание подвижного
алюминия, было низкое.
В почве стационарного опыта (учхоз Кировского
СХИ) влияние извести и удобрений на содержание
высокоосновных фосфатов кальция, как и в почве лизиметрического опыта было незначительное. При минимальном содержании обменного алюминия в данной
почве содержание фосфатов алюминия возросло почти вдвое, но особенно резко повышалось количество
железофосфатов. На этой почве при систематическом
внесении NРК удобрений содержание фракции Са-Р
и СаРII возросло на порядок, а при использовании
удобрений на фоне ККС отмечался дальнейший их
прирост. Резкое повышение количества фосфатов кальций разной основности свидетельствует о карбонатности данной почвы, несмотря на ясновыраженную их
выщелоченность, особенно в корнеобитаемой толще
почвенного профиля. В почве этого опыта преобладают гидрослюды, разбухающие минералы, каолинит и
хлорит [Бондаренко, Зверева, 1987]. При этом отношение гидрослюд к разбухающим минералам на фоне
извести сужалось, возрастание относительного количества разбухающих минералов могло сопровождаться повышением подвижности фосфатов.
В последнее время все большее распространение
получают методы изучения фактора «интенсивности»
фосфатного режима почв, под которым подразумева-
I
131
ется способность твердых фаз почвы отдавать в раствор
ионы фосфора. Для характеристики степени подвижности фосфатов в почвах определяли концентрацию
ионов фосфора в 0,03 н вытяжке К
[Карпинский,
2SO4
Замятина, 1958] и величину фосфатного потенциала
извлечением ионов Н
+
, РО4 и Са2+ 0,01 М СаСI2 вытяжкой. Фосфатный потенциал вычисляли по уравнению 0,5 р Са + р Н
. Данные по трем вариантам
2РО4
стационарного опыта НИИСХ СВ приводятся в таблице 1.66.
Таблица 1.66. Подвижность фосфатов и фосфатный
потенциал почвы в зависимости от удобрений и извести
Показатели
Ð2Î
, â: 0,2 í ÍÑI, ìã/100 3,7 9,6 11,3
5
0,03 í Ê
ñÍ+, ìîëü/ë. õ 10
Ñà, ìýêâ/ë 15,21 16,30 14,98
Ð2Î5, ìã/ë.10
0,5ðÑà + ð Í2ÐÎ
, ìã/ë . 10
2SO4
–5
1,087 1,717 1,588
–3
5,0 5,6 5,2
8,49 8,37 8,54
4
êîíò-
ðîëü
–3
7,4 12,4 7,9
Варианты
NÐÊ ÊÊÑ +
Из данных таблицы видно отсутствие корреляции
между содержанием подвижного фосфора в почве по
Кирсанову и его концентрацией в слабосолевой вытяжке, а слабая концентрация ионов фосфора в последней
свидетельствует о низкой подвижности фосфатов в
почве. Численные величины фосфатного потенциала
выше 8 также подтверждают неблагоприятный характер фосфатного режима почвы экспериментального
участка и отсутствие существенного его улучшения при
изменениях содержания подвижного фосфора по Кирсанову в пределах группы средней обеспеченности по
принятой в Агрохимслужбе градации. А.И. Калинин
[1983] указывает на увеличение константы скорости
перехода фосфора в раствор и улучшение фосфатного
потенциала почв при преобладании в почвах Са-Р над
Fе-Р и АI-Р. В рассматриваемых вариантах опыта доля
фракции Са-Р, соответственно, составила 43, 48 и 55%
(табл. 165). Тем не менее, фосфатный потенциал харак-
132
теризовался величиной примерно одного порядка. По-
Глава I
NÐÊ
Локальные особенности почвенно-климатических условий
видимому, изменения показателей фактора «интенсивности» фосфатов в почве возможны при более резких
модификациях содержания обменного фосфора по Кирсанову, как это имело место в исследованиях А.И. Калинина (от 71 до 2560 мг/кг почвы).
При систематическом внесении фосфорных удобрений повышается содержание подвижных форм фосфора в пахотном слое дерново-подзолистых почв, определяемых в 0,2 н солянокислой вытяжке. Не установлено влияние удобрений на содержание фосфора в
подпахотных горизонтах.
Наибольший прирост содержания этого элемента
отмечен на слабо гумусированной целинной (из-под
леса) дерново-подзолистой почве, где также проявилось
положительное влияние калийных удобрений и кальция в ККС на накопление подвижного фосфора в почве.
При внесении навоза увеличение содержания подвижного фосфора отмечается в первые 3–4 года его
последействия, причем на фоне ККС этот период короче, что, вероятно, связано с более интенсивной минерализацией навоза.
ККС и известняковая мука не оказали достоверного влияния на содержание подвижных форм фосфора
в пахотном слое дерново-подзолистых почв.
Под влиянием удобрений в почвах в основном
возрастает содержание фосфатов алюминия и железа.
Не установлено связи между содержанием обменного
алюминия в почве и изменением количества фосфатов, идентифицируемых по методу Гинзбург-Лебедевой
как алюмофосфаты.
Наибольший прирост содержания одно-, двухосновных фосфатов кальция отмечено на слабоокультуренной целинной почве из-под леса и слабо гумусированной дерново-подзолистой почве на элювии пермских
глин.
При низком и среднем содержании фосфора по
Кирсанову в дерново-подзолистой суглинистой почве
на элювий пермских глин подвижность фосфатов слабая, фосфатный потенциал выше 8, и эти показатели
не меняются под влиянием удобрений и извести.
133
Исходя из особенностей взаимодействия различных почв с фосфором удобрений, характера превращения фосфора в почвах приемы рационализации
фосфатного режима почвы представляются следующими.
1. Уменьшение контакта водорастворимых фосфатов
с почвой (грануляция, капсулирование, локальное
и припосевное внесение).
2. Активизация слаборастворимых фосфорных удобрений при взаимодействии с кислым субстратом
(фосфоритование кислых почв, компостирование
фосфоритной муки с навозом).
3. Активизация фосфора самой почвы путем известкования, фаворизации деятельности микроорганизмов, разрушающих органофосфаты, фосфаты кальция, железа и алюминия. Экономное обогащение
почвы фосфором возможно лишь при учете всех
свойств почвенного профиля (а не только пахотного слоя) и адаптивного использования указанных
мероприятий.
Таким образом, вопросы рационального использо-
вания фосфорных удобрений не теряют свою актуальность, так как:
n слабая обеспеченность большинства почв доступ-
ными для растений формами фосфора требует расширения масштабов внесения в почву этого элемента в составе удобрений;
n в силу ограниченности ресурсов растворимых фос-
форных удобрений, перспективным и реальным
представляется увеличение объемов использования местной фосфоритной муки в сельском хозяйстве рассматриваемой зоны;
n отсутствие в ряде случаев положительного дей-
ствия фосфорных удобрений, в частности фосфоритной муки, на продуктивность культур севооборота диктует необходимость дальнейшего изучения
различных аспектов ее (фосфоритной муки) использования в разнообразных почвенных услови-
134
ях, характерных для рассматриваемой зоны.
Глава I
Локальные особенности почвенно-климатических условий
1.3.11. Калий в почвах
В результате более или менее интенсивного применения калийных удобрений площади пашни с низким и очень низким содержанием этого элемента к
началу 90-х годов сократились до 23% от общих. За
последние годы, когда калийные удобрения практически не завозятся, внесение навоза сократилось на порядок в сравнении с 1985–1990 годами, резко начали
расти площади пашни, низко обеспеченные этим элементом, что видно на примере Кировской области из
приведенной ниже таблицы 1.67.
Таблица 1.67. Структура пахотных земель Кировской
области по степени обеспеченности калием по турам
агрохимических обследований (% от площади пашни)
Содержание обменного калия Тур
обследования
1965–1971 3,4 30,5 41,0 16,8 6,0 2,3
1972–1979 0,6 22,2 49,5 20,4 5,1 2,2
1980–1986 0,4 14,8 41,7 27,7 12,0 3,4
1986–1991 0,7 15,3 38,5 29,7 12,1 3,7
1991–1996 0,8 17,1 40,3 27,0 10,8 4,0
1996–2003 0,7 15,6 44,4 28,6 8,6 2,1
< 40 41–
80
81–
120
121–
170
171–
250
> 250
Примечание. Градации: очень низкое — < 40, повышенное — 121–170; низкое — 41–80, высокое — 171–250; среднее — 81–120, очень высокое — > 250.
Калий, в отличие от азота, не оказывает видимого
влияния на продуктивность культурных растений, но
он определяет все качественные, в том числе технологические, экобиологические показатели пищевой, кормовой, технической растениеводческой продукции.
Поэтому игнорирование этого элемента представляет
потенциальную угрозу здоровью сельскохозяйственных животных и населения.
Элемент 1 группы с атомной массой 39 (93,08%
масс). На долю других, естественных изотопов, прихо-
40
дится:
К — 0,0119% и 41К — 6,76%. Название, вероят-
но, от арабского аль-кали — зола, поташ.
135
Глава I
Калий в природе широко распространен — 2,6% в
земной коре. Калий содержащими минералами являются сильвинит (KCl.NaCl), карналлит (KCl.MgCl
каинит (KCl.NgSO
.3H2O). Основная масса калия в по-
4
.6H2O),
2
чвах находится в силикатных минералах, например, в
пахотном слое дерново-подзолистых почв 3–120 т/га,
из которых не более 1% в обменной форме.
Валовое содержание калия в почвах выше, чем азота и фосфора. Оно тесно связано с минералогическим и гранулометрическим составом почв. Объясняется это тем, что калий входит в состав всех минералов, встречающихся в почвообразующей породе.
Больше всего калия найдено в глинистых, суглинистых почвах, меньше в супесчаных и песчаных, содержащих мало глинистых минералов. Содержание калия в минеральной части почвы находится в прямой
зависимости от ее раздробленности. Так, его содержание в отдельных фракциях твердой фазы дерновоподзолистой почвы может характеризоваться следующими данными [Агрохимия. Учебник. 1964], % по
массе:
крупная пыль (0,25–0,01 мм) 2,54
средняя пыль (0,01–0,005 мм) 2,94
тонкая пыль (0,005–0,001 мм) 3,22
ил (менее 0,001 мм) 3,11.
В почве калия много в составе живого и мертвого
органического вещества, поэтому на содержание калия в почве оказывает влияние степень гумусированности. Между тем меньше всего калия содержится в
торфяных почвах — не более 0,1% по массе. Если принять вес пахотного слоя гектара торфяной почвы за
1500 тонн, на долю калия приходится всего 1500 кг/га.
Как известно, калий из растительных тканей легко
может извлекаться даже таким растворителем, как
вода. Поэтому длительное воздействие влаги на растительные остатки в процессе формирования торфа сопровождается его обеднением калием.
Распределение по профилю калия зависит от минералогического состава, содержания гумуса и окуль-
136
туренности почвы:
Локальные особенности почвенно-климатических условий
n в окультуренных почвах его содержание в пахот-
ном слое выше за счет обогащения при систематическом применении удобрении, биологического накопления и более высокой поглотительной
способности почвы;
n такое же влияние оказывает гумус;
n передвижение илистой фракции в иллювиальные
горизонты почвенного профиля сопровождается
приростом содержания калия как за счет высокого
его содержания в иле, так и за счет обменно-поглощеного ППК;
n дифференциация содержания валового калия по
профилю возможна в связи с изменением минералогического состава на двучленах и в результате
лессиважа.
Перегнойные вещества, подщелачивание реакции
почвенного раствора усиливают переход калия в необменное состояние. Поэтому при внесении калийных удобрений на фоне извести прирост содержания обменного калия не всегда проявляется и зависит во многом от
минералогического состава.
В пахотном слое песчаных, супесчаных почв сосредоточены небольшие запасы валового калия — 0,6–
1,5%. В глинистых и суглинистых почвах больше — до
2,5% (для сравнения, 90% азота находим в пахотном
слое). Соответственно, из этого количества растениям
доступно не более 1,5 и 5,0% калия и нельзя по величине содержания валового калия в почвах делать выводы об обеспеченности этим элементом растений.
По степени доступности растениям почвенный
калий классифицируется следующим образом [Панников, Минеев, 1977]:
n калий в состав кристаллической решетки почвен-
ных минералов;
n обменно-поглощенный калий;
n водорастворимый калий;
n калий органической части почвы;
n необменно поглощенный (фиксированный) калий.
Основная часть калия содержится в составе по
чвенных минералов, которая практически недоступна
растениям до разрушения этих минералов с высво-
137
бождением калия в усвояемую растениями форму —
до 30 кг/га в год [Пчелкин, 1977]. По-видимому, разрушение почвенных минералов усиливается на фоне
удобрений и под хорошо развитым растительным покровом (воздействие выделяемого корнями Н
-
НСО
). Этому же способствует попеременное увлаж-
3
нение и высыхание почвы.
Воднорастворимый калий наиболее подвижен и
доступен растениям. Его количество в зависимости
от внешних условий постоянно меняется и составля-
1
ет
/5–1/10 часть от обменного калия. Эта форма калия пополняется за счет гидролиза калийсодержащих
минералов, разрушения их корневыми выделениями и
продуктами жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, но главным образом за счет вытеснения обменного калия. В каждый конкретный момент в почве устанавливается определенное динамически равновесное
состояние между количеством поглощенного калия и
его концентрацией в почвенном растворе. Можно предполагать, что повышение влажности почвы снижает
концентрацию почвенного раствора и это вызывает
переход части обменно-поглощенного калия в раствор.
Наоборот, при внесении легкорастворимых калийных
удобрений концентрация калия в растворе возрастает,
в силу чего часть калия поглощается твердой фазой
почвы до установления равновесного состояния в концентрации этих форм ионов калия. Растения могут
усваивать до 50–70% водно-растворимого и обменнопоглощенного калия при минимальной его концентрации 0,01 мг/л.
Калий органического вещества почвы представляет собой ту часть, которая входит непосредственно в
состав гумуса, внесенных органических удобрений,
растительных остатков, а также микробных тел. Этот
калий становится доступным растениям лишь после
отмирания микробных тел и минерализации указанных
выше источников органического вещества.
Фиксация калия в необменном состоянии характерна для почв, богатых глинистыми минералами со
сложной, трехслойной кристаллической решеткой
138
(типа монтмориллонита и гидрослюд). Фиксация калия,
Глава I
+
и
Локальные особенности почвенно-климатических условий
при котором он вовлекается внутрь кристаллической
решетки, усиливается при попеременном увлажнении
и высыхании почвы.
Обменно поглощенный калий составляет до 0,8% в
супесчаных и до 1,5% в суглинистых почвах от валового его содержания, из которых растения могут усваивать до 50–70% при минимальной концентрации калия
0,01 мг/л. Схематично судьба обменно-поглощенного и
водно растворимого калия в почвах представляется в
следующем виде (схема 13):
Схема 13. Динамика обменного калия в почвах
С точки зрения питания растений интерес представляют подвижные формы калия, включающие обменно-поглощенный калий и калий почвенного раствора. Эти две формы калия считаются усвояемыми растениями, хотя еще опытами К.К. Гедройца [1955] была
показана возможность усвоения калия других форм.
Калий сорбируется в корнеобитаемом слое (до 70–90%
от внесенного) не только в обменной форме, но и проникает в межпакетные пространства глинистых минералов, закрепляясь в недоступной растениям форме.
Обычно количество доступного растениям калия не
превышает 2% от валового и находится в равновесии с
общими его запасами.
В таблице 1.68 приводятся показатели содержания
различных форм калия в профиле дерново-подзолистой почвы (агрохимические показатели этого разреза
в таблице 1.10).
139
Таблица 1.68. Разрез 4. Формы калия в почве, мг/кг почвы
-
Ãîðè
-
çîí
òû
0...18 123 22 146 442
À
ïàõ.
20...30 93 7 103 523
À2Â
32...40 96 8 113 588
Â
2
90...100 106 13 109 691
112...120 108 4 107 806
Ñ
Глубина,
ñì
0,2 í
I
Ê2Î â
Î ÑÍ3ÑÎ
Í
2
ÎNÍ
Необмен
4
Таким образом, максимальные значения подвижных форм калия характерны для пахотного слоя, вероятно это результат применения удобрений и биологического его накопления. Количество необменного калия постепенно возрастает от элювиальных горизонтов
к иллювиальным.
При наличии определенных условий калий может
переходить из одной группы растворимости и доступности растениям в другую. Так, по мере потребления
растениями подвижных форм калия (обменного и водно-растворимого) может происходить полное или частичное восстановление их количества за счет необменных форм под влиянием корневых выделений, воздействия почвенных микроорганизмов и почвенного
раствора.
Состояние калия в дерново-подзолистых почвах в
целом может быть охарактеризовано схемой 14.
Растения способны усваивать из почвы водорастворимый, обменный и частично необменно-фиксированный калий. Поэтому для установления степени обеспеченности почвы калием при агрохимических обследованиях почв определяют подвижный калий,
представляющий собой сумму водорастворимых и обменных форм. Доля поглощения растениями доступных
форм калия (для сравнения и фосфора) в среднем характеризуется следующими величинами (табл. 1.69).
Вынос урожаями представляется основной расходной статьей баланса этого элемента питания. Считается, что растения предпочтительнее поглощают калий
почвы, чем из свежевнесенного удобрения. При наличии всех остальных факторов роста и развития растений на оптимальном уровне, коэффициент использо-
140
íûé
Глава I
-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]