АГРОХИМИЯ, 2007, № 9, с. 24-31
Удобрения
УДК 631.851:631416.2:631445.24
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УДОБРЕНИЙ С ПОНИЖЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ ФОСФАТНОГО КОМПОНЕНТА И ФОСФАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ
© 2007 г. Н. Е. Самсонова, С. Н. Родченков
Смоленская государственная сельскохозяйственная академия 214000 Смоленск, ул. Б. Советская, 10/2, Россия E-mail: n_samsonova@list.ru Поступила в редакцию 23.01.2007 г.
Описано изменение фосфатного состояния дерново-подзолистых почв под действием простых и сложных удобрений с пониженной растворимостью фосфатного компонента (продуктов неполного кислотного разложения фосфоритов и суперфосфатно-фосфоритной смеси). Оценка проведена по методам Кирсанова, Карпинского-Замятиной, Гинзбург-Лебедевой, Чанга-Джексона (вариант Ас-кинази-Гинзбург-Лебедевой) с определением баланса фосфора в почве и размеров затрат Р2О5 удобрений на повышение содержания подвижных фосфатов по Кирсанову на 10 мг/кг почвы. Установлено практически одинаковое действие указанных удобрений и двойного суперфосфата на фосфатное состояние дерново-подзолистой почвы.
ВВЕДЕНИЕ
Важным аспектом, связанным с эффективностью удобрений, является направленность их превращения в почве.
Фосфорные удобрения в почве включаются в цикл разнообразных и часто противоположных по своим результатам химических, физико-химических и биологических процессов [1-4] растворения и осаждения, адсорбции и десорбции, минерализации и биологического закрепления, которые протекают параллельно. От их соотношения зависит степень обеспеченности почв запасами доступных растениям природных и внесенных с удобрениями фосфатов, так как скорость указанных процессов и формы образуемых фосфатов, а не тех, которые мы вносим, в конечном счете, определяют усвояемость их растениями.
Фосфор удобрений локализуется в местах внесения, образуя очаги накопления свежеосажден-ных соединений, обладающих высокой подвижностью [5, 6], в этих очагах отмечается пролиферация корней растений [7].
Укрепилось мнение, что фосфор обладает или очень ограниченной способностью к миграции (размеры вымывания составляют 2-3 кг/га) [8-10], или вообще не передвигается по профилю почвы с инфильтратом и, следовательно, не вымывается из пахотного слоя [11].
Вместе с тем имеется немало публикаций, в которых отмечается миграция фосфора на значительную глубину [12-14]. Это может быть обусловлено преобладанием среди минерального фосфора фосфатов железа, отличающихся ярко
выраженной способностью к передвижению [15], выщелачиванием неустойчивых и легко минерализуемых форм органического фосфора [12, 16] и особенно вымыванием кальция и магния, играющих роль основного сорбционного барьера [17].
В целом следует отметить, что гетерогенный характер превращения внесенных фосфатов, переход их в те или иные формы, количественный и качественный состав природных фосфатов является многофакторной функцией от почвообразу-ющей породы, генезиса почв, форм вносимых фосфатов, общей хозяйственной деятельности человека.
В настоящее время известно, что фосфатное равновесие в кислых дерново-подзолистых почвах контролируется в основном фосфатами алюминия и железа (варисцитом и штренгитом), а в насыщенных основаниями почвах - фосфатами кальция (гидроксилапатитом).
Если сравнить доступность растениям фосфатов кальция и фосфатов алюминия и железа, то следует отдать предпочтение первым. Так, по данным А.Ю. Кудеяровой [4], усвоение растениями овса фосфора из алюмофосфатов составило всего лишь 10% от усвояемости его из дигидро-фосфата кальция. Со временем растворимость и доступность растениям фосфора из соединений его с алюминием и железом снижалась постепенно. Очевидно, поэтому последействие растворимых фосфорных удобрений, которые в кислой почве в значительной степени переходят в фосфаты алюминия и железа, гораздо выше, чем действие природных соединений фосфора с этими металлами.
Достаточно хорошо изучен характер взаимодействия с почвой суперфосфата и фосфоритной муки, вместе с тем далеко не полностью выяснены процессы трансформации соединений фосфора других, особенно новых удобрений с пониженной растворимостью.
Водорастворимые фосфорные удобрения в почве довольно быстро переходят сначала в мета-стабильные соединения, благодаря которым содержание фосфатов в почвенном растворе поддерживается на более или менее постоянном уровне, а затем подвергаются перекристаллизации и переходят в окончательные формы ретро-градации [1]. Обратный переход стабильных фосфатов в лабильные незначителен, и он не играет существенной роли в удовлетворении потребности растений в фосфатах.
К свойствам дерново-подзолистых почв, имеющим отношение к режиму фосфора и трансформации в них фосфорных удобрений, среди прочих относятся кислотность, гранулометрический состав, уровень содержания растворимых соединений алюминия и железа.
Для управления фосфатным режимом почв необходимо использовать такие приемы, которые могли бы обеспечить максимальную подвижность фосфора и снизить его "необратимую" фиксацию (известкование кислых почв, локальные способы внесения удобрений, сочетание фосфорных удобрений с органическими, использование других биофильных элементов, поиск новых форм фосфорных удобрений и др.).
В настоящем сообщении приводятся результаты изучения изменения фосфатного состояния дерново-подзолистых почв под действием простых и комплексных удобрений с пониженной растворимостью фосфатного компонента.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследований были фосфориты Сожского (Смоленская обл.) и Егорьевского (Московская обл.) месторождений, на основе которых в лабораторных условиях были получены гранулированные (1-3 мм) удобрения путем 50%-ного разложения фосфорной кислотой (частично разложенные фосфориты - ЧРФ), смешивания фосфоритов с суперфосфатом в отношении Рсд : Рф = 70 : 30 (суперфосфатно-фосфоритные смеси - СФС) и комплексные азотно-фосфорные удобрения (частичный нитрофос - ЧНФ) на основе 25%-ного разложения фосфорита азотной кислотой (ЧНФ-25) и 50%-ного - азотной и фосфорной кислотами (ЧНФ-50) при соотношении N : Р2О5 в продуктах 1 : 1.
В задачи исследований входило изучение характера взаимодействия указанных продуктов с
дерново-подзолистыми почвами и выяснение изменения фосфатного состояния почв.
Решение поставленных задач осуществлялось на основе полевых экспериментов в опытах, проведенных в 2001-2004 г. на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве опытного поля Смоленской ГСХА. Почвы содержали 1.8-1.9% гумуса при рНКС1 5.2-5.5, Нг 1.9-2.1 мг-экв/100 г, 5 - 7.68.9 мг-экв/100 г, степени насыщенности основаниями 78-82%, содержании (по Кирсанову) подвижных форм фосфора 75-84, калия 71-91 мг/кг. Подробное описание методики проведения опытов дано в предыдущем сообщении [18]. Исследование фосфатного состояния почв проводили после двух-трехлетнего внесения фосфорных удобрений (по 90 кг/га Р2О5 ежегодно) и одного года их последействия.
Кроме того, был проведен лабораторный опыт (компостирование почвы) с дерново-слабоподзолистой легкосуглинистой остаточно-карбо-натной почвой (гумус 1.8%, рНКС1 5.1, гидролитическая кислотность 3.3 мг-экв/100 г, сумма поглощенных оснований 6.6 мг-экв/100 г, степень насыщенности основаниями 66.7%, содержание подвижных форм (по Кирсанову) фосфора 40, калия 78 мг/кг). Исходную и известкованную гашеной известью (по 1 г. к.) почву (500 г), смешивали со 150 мг Р2О5 двойного суперфосфата, сожской фосфоритной муки и ЧРФ (сож), что соответствовало дозе Р2О5 900 кг/га. Влажность компоста поддерживали на уровне 60% ПВ почвы, температуру воздуха - 20-22 °С, продолжительность опыта 180 сут.
Фосфатное состояние почв оценивали по изменению содержания подвижных форм фосфора, степени подвижности фосфатов, фракционного состава минеральных фосфатов с определением в полевых опытах баланса фосфора и затрат Р2О5 удобрений на изменение содержания подвижных фосфатов в почве на 10 мг/кг почвы.
Определение фракционного состава минеральных фосфатов в почве проводили методом Чанга-Джексона (вариант Аскинази-Гинзбург-Лебедевой) и Гинзбург-Лебедевой, рНКС1 - потенциометриче-ским методом, гидролитическую кислотность - по Каппену, сумму поглощенных оснований - по Кап-пену-Гильковицу, степень подвижности фосфатов -по Карпинскому-Замятиной [19].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В состав изучаемых продуктов неполного кислотного разложения в разных соотношениях входили следующие основные фосфорсодержащие соединения: СаНРО4; Са(Н2РО4)2; Са5(РО4)3 ■ F,a; FePO4; А1Р04, которые при внесении в почву оказывают определенное влияние на изменение ее фосфатного состояния.
Таблица 1. Содержание подвижных фосфатов и степень их подвижности в дерново-подзолистой почве (лабораторный опыт)
Удобрение рНКС1 Р2О5 по Кирсанову, мг/кг Степень подвижности фосфатов, мг/л
экспозиция,сут
15 180 15 30 90 180 15 30 90 180
Без удобрений 4.9 4.9 92 83 85 84 0.09 0.09 0.12 0.14
(контроль)
Р сд 8.8 4.9 266 245 244 246 0.75 0.68 0.81 0.83
Рф 5.0 5.1 312 278 278 280 0.11 0.15 0.16 0.18
ЧРФ-50 4.8 4.8 303 286 276 276 0.78 0.76 0.80 0.82
Известь (фон) 5.8 5.8 75 68 81 83 0.10 0.12 0.12 0.16
Фон + РСд 5.6 5.8 255 273 275 277 0.75 0.73 0.93 0.92
Фон + Рф 5.7 5.7 318 326 318 299 0.11 0.10 0.08 0.10
Фон + ЧРФ-50 5.6 5.7 285 287 280 287 0.85 0.84 0.84 0.84
НСР05 0.3 0.3 15 14 14 14 0.03 0.02 0.03 0.03
Результаты исследований, проведенные в лабораторном опыте, показали, что через 15 сут взаимодействия извести с почвой рНкС1 повысился с 4.9 до 5.8 и сохранялся на этом уровне до конца эксперимента (табл. 1). Фосфорные удобрения практически не оказали влияния на этот показатель.
Что касается содержания подвижных фосфатов, то под действием внесенных удобрений, дозу которых можно определить как "стрессовую", оно резко увеличилось и мало зависело как от внесения извести, так и от формы фосфорного удобрения, что, в первую очередь, связано со спецификой действия солянокислой вытяжки, способной растворять высокоосновные фосфаты.
Определение степени подвижности фосфатов показало существенные различия между вариантами с фосфоритом и остальными удобрениям
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.