АГРОХИМИЯ, 2014, № 7, с. 60-68
ДИСКУССИЯ
УДК 631.416(477)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАЦИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ АЗОТНОГО, ФОСФАТНОГО И КАЛИЙНОГО
СОСТОЯНИЯ ПОЧВ УКРАИНЫ
© 2014 г. А.А. Христенко
Национальный научный центр Институт почвоведения и агрохимии им. А.Н. Соколовского 61024 Харьков, ул. Чайковская, 4, Украина Е-та11: khristenko.an@mail.ru
Поступила в редакцию 24.07.2013 г.
Показано, что использование стандартов, принятых в СССР и устанавливающих методы определения содержания подвижных соединений азота, фосфора и калия в почвах Украины, во многих случаях приводит к значительным ошибкам. Указаны основные направления, использованные для решения проблемы повышения точности почвенной диагностики. Обоснована необходимость дальнейшего расширения и углубления теоретических исследований с целью совершенствования почвенной диагностики. Приведены нормативные документы, использование которых позволяет наиболее объективно оценивать азотное, фосфатное и калийное состояние почв страны.
Ключевые слова: национальные стандарты, диагностика, азот, фосфор, калий почвы, Украина.
ВВЕДЕНИЕ
В современных условиях одним из наиболее быстрых и экономичных способов повышения урожайности сельскохозяйственных культур и получения при этом продукции соответствующего качества является разработка оптимальных систем удобрения на основе точной оценки состояния плодородия почв.
Необходимость совершенствования системы почвенной диагностики исследователями стран бывшего СССР осознана давно. Основная проблема состояла и состоит в том, что доминирующими методами при проведении агрохимического обследования почв, а также научных исследований до сих пор остаются так называемые "жесткие" методы анализа почв. К таковым относят, прежде всего, методы на основе кислотных экстрагентов, многие из которых были разработаны еще в XIX в. Например, использование раствора уксусной кислоты для оценки содержания доступного растениям фосфора почвы было предложено С.М. Богдановым еще в 1896 г. [1].
Проведенный автором системный анализ имеющихся данных показал, что использование боль-
шинства стандартов СССР, устанавливающих методы определения содержания подвижных соединений фосфора и калия в почвах, во многих случаях приводило к значительным ошибкам.
Например, содержание подвижного фосфора, по данным кислотных методов Чирикова или Кирсанова, в пахотном слое экстенсивно используемых почв Украины менялось от 0.1 (сильнокислые буроземы) до 30 и более мг Р205/100 г почвы (черноземы типичные, лугово-черноземные почвы на лессовых породах).
При этом параллельное определение фосфора одним из щелочных методов (ISO 11263, по Мачи-гину) или солевым методом Карпинского-Замятиной показало, что реальный фосфатный уровень данных почв соответствовал границе между низкой и средней обеспеченностью (т. е. 4-6 мг Р205/100 г в пересчете на кислотные методы). То, что данный вывод достаточно точен, подтверждают эмпирические данные многочисленных полевых опытов: на всех типах пахотных почв с природным уровнем содержания NPK эффективность минеральных удобрений, в том числе фосфорных, достаточно высока.
В этой связи не хотелось бы указывать величину ошибки, полученной при использовании кислотных методов, поскольку в современной науке такой погрешности определения уже давно быть не должно.
Следует отметить, что несовершенство методических аспектов диагностики питания растений ведет к искажению (завышению или, напротив, занижению) оценки состояния плодородия почв не только конкретных полей, но и целых регионов. Например, на сильнокислых неудобренных буроземах Карпатской горной области по данным кислотных методов обнаруживаются лишь «следы» подвижного фосфора [2]. В таких условиях высшие растения вообще не могли бы расти и развиваться. Однако, как свидетельствует практика, они растут и даже неплохо.
Иллюзия хорошей обеспеченности черноземов Украины подвижными формами питательных веществ, вызванная широким использованием "жестких" методов анализа, чрезвычайно убедительна. Настолько, что ее не в состоянии разрушить даже данные полевых опытов, свидетельствующие о высокой эффективности всех видов удобрений на этих почвах. Причем эффективность фосфорных удобрений на черноземах - самая высокая в Украине. Кроме того, известно, что на поливных черноземных почвах без удобрений высокие урожаи не достигаются, более того, отмечено их постепенное снижение [3].
Исследователями Российской Федерации также признано, что нормативная база для оценки фосфатного и калийного режимов почв на основе кислотных экстрагентов (методы Кирсанова и Чирико-ва) несовершенна, поэтому очень часто наблюдают слабую связь между упомянутыми показателями, урожайностью и дозами фосфорных и калийных удобрений [4].
Анализ публикаций показал, что получение объективной оценки состояния плодородия почв (точного определения содержания подвижных форм макро- и микроэлементов питания растений) является общемировой проблемой.
Ранее автором было установлено, что чем больше отклоняется величина рН применяемого экс-трагента от нейтрального рН (как в кислую, так и в щелочную сторону) и чем меньше буферность данной вытяжки, тем выше вероятность ошибки и тем уже диапазон почв, где полученные с помощью того или иного метода результаты реально отвечают принятым группам обеспеченности растений питательными веществами [5].
Поэтому недостатки, свойственные кислотным методам Кирсанова (рН 1.0) и Чирикова (рН 2.5), в большей или меньшей степени характерны для всех
методов (в том числе методов на основе фтористого аммония), имеющих величину рН экстрагента <5.0. Это, прежде всего, методы Brau-Kurtz 2 (рН 1.0), Mehlich 1 (рН 1.2), Arrhenius (рН 2.0), Mehlich 3 (рН 2.5), Mehlich 2 (рН 2.6), Van Lierop (Kelowna) -рН 2.7, Truog (рН 3.0), Egner-Riehm (рН 3.6), Brau-Kurtz 1 (рН 3.5), Egner-Riehm-Domingo (рН 4.2) и др.
Необходимо отметить, что в соответствии с требованиями закона Украины "О метрологии и метрологической деятельности" аттестованные измерительные (аналитические) лаборатории обязаны в своей деятельности использовать действующие нормативные документы или аттестованные методики выполнения измерений.
В этой связи в Национальном научном центре "ИПА им. А.Н. Соколовского" проводится систематическая работа, направленная на усовершенствование национальной системы стандартизации. Техническим комитетом стандартизации (ТК 142 "Почвоведение"), созданным на базе института в 2001 г., разработано свыше 300 нормативных документов в области почвоведения, агрохимии и охраны почв, из них 169 стандартов - в рамках программы "Гармонизация национальных стандартов с международными и европейскими" [6].
В их числе: 8 национальных стандартов Украины (ДСТУ) и 5 утвержденных проектов новых нормативных документов, устанавливающих методы определения валовых или подвижных соединений азота, фосфора или калия в почвах, за которые автор несет моральную ответственность как научный руководитель разработок.
Предложенная система национальных стандартов Украины в целом отвечает современным требованиям, поскольку она частично гармонизирована с международными нормативными документами, при ее разработке были использованы новейшие теоретические положения. Использование новых нормативных документов позволяет существенно повысить точность диагностики обеспеченности почв макроэлементами для питания растений.
Цель работы - изложение опыта использования национальных стандартов для диагностики азотного, фосфатного и калийного состояния почв Украины, который, возможно, будет полезен коллегам из других стран, а допущенные ошибки учтены.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Для диагностики состояния плодородия почв в отношении содержания макроэлементов и получения оценки их плодородия использован комплекс методов, базирующихся на разных принципах. Проведены статистический анализ и обобщение мате-
риалов автоматизированного банка данных агрохимических свойств почв на основе СУБД Access 98. Информационный банк содержит данные анализа ~2000 образцов почв Украины и других стран СНГ и включает как собственные, так и литературные материалы. Данные обработаны с помощью интегрированной с Access 98 программы Microsoft Excel 2007 и статистического пакета программ Statis-tica 10.0. Кроме того, было проведено обобщение материалов агрохимслужбы Украины.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Известно, что почвы, особенно разного гранулометрического состава, содержат разное количество термодинамически устойчивых соединений фосфора или калия (в виде апатитов, полевых шпатов и т. д.). Фосфор или калий, заключенный в этих минералах, растениям непосредственно не доступен, но может частично экстрагироваться растворами сильных кислот или щелочей в процессе химического анализа почв.
Проведенными ранее исследованиями было установлено следующее. Применение кислотных методов (Кирсанова, Чирикова и др.) для анализа как сильнокислых почв, так и почв, имеющих щелочную реакцию, а также почв с низким содержанием апатитоподобных соединений (прежде всего, песчаных и супесчаных), обязательно приводило к существенному занижению оценки обеспеченности этих почв фосфором. Использование этих методов для почв с повышенным и высоким содержанием соединений, обозначаемых как фракция Са-Р (метод Chang, Jackson и его модификации), и содержанием >10 мг/100 г для метода Кирсанова и >15 мг/100 г для метода Чирикова приводило к обязательному существенному завышению этой оценки. Повышенное и высокое содержание высокоосновных фосфатов кальция характерно прежде всего для почв аккумулятивного типа почвообразования на лессах и лессовидных суглинках.
Применение методов, основанных на использовании вытяжек, имеющих слабощелочную реакцию (Olsen, Мачигин, Chang, Jackson-вытяжка NH4F), на почвах с щелочной реакцией ведет к значительному занижению оценки фосфатного состояния почв.
Поэтому использование кислотных, а иногда и щелочных методов позволяет получить объективную оценку плодородия только тех почв, состав и свойства которых близки к составу и свойствам почв, на которых проводили исследования по разработке группировок их обеспеченности фос
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.