АГРОХИМИЯ, 2007, № 5, с. 5-9
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ^^^^^^^^ Плодородие почв
УДК 631.8:631.582:631.416.4:631445.23
ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЛИЙНОГО СОСТОЯНИЯ ЛУГОВО-БУРЫХ ОТБЕЛЕННЫХ ПОЧВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ
© 2007 г. Е. А. Жарикова*, Р. Г. Хасбиуллина**, Е. Н. Толстоконева*
*Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения РАН 690022 Владивосток, просп. 100 лет Владивостока, 159, Россия **Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН 692539 Приморский край, Уссурийский р-н, п. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30, Россия
E-mail: jarikova@ibss.dvo.ru Поступила в редакцию 12.12.2006 г.
Изучено влияние внесения минеральных и органических удобрений на потенциальную буферную способность в отношении калия, содержание и подвижность калия в тяжелых лугово-бурых отбеленных почвах на фоне внесения извести и без нее в условиях длительного стационарного полевого опыта. Определен наилучший вариант создания удовлетворительных условий для питания растений калием.
ВВЕДЕНИЕ
Применение калийных удобрений в земледелии Приморского края (как и в стране в целом) в настоящее время практически сведено к минимуму, что основывается на низкой эффективности их внесения и высоком валовом содержании этого элемента в почвах, хотя последнее не свидетельствует о достаточном содержании доступных форм калия для оптимального питания растений. Поскольку диагностика состояния калия в почве по агрохимическим кислотным вытяжкам дает далеко не полное представление о степени его подвижности и доступности в тяжелых почвах, ее необходимо сочетать с определением термодинамических параметров, таких как потенциальная буферная способность почвы в отношении калия и калийный потенциал.
Лугово-бурые отбеленные почвы (темногуму-совые подбелы, лугово-бурые оподзоленные, луговые подбелы, бейджан-ту) широко используются в земледелии Приморья, Приамурья и северо-восточного Китая [1]. Почти все они обладают повышенной кислотностью, и считается, что калия в них вполне достаточно для формирования среднего урожая. Даже картофель, выносящий с урожаем большое количество данного элемента, на этих почвах слабо отзывается на внесение калийных удобрений. Но улучшение азотного и фосфорного питания на известкованных почвах способствует повышению урожайности и увеличению выноса калия, который в данных условиях часто становится лимитирующим элементом питания [2, 3]. Рядом исследователей было отмечено, что при внесении извести содержание обменного калия в почве снижается. Это связывали как
с частичной заменой калия почвенного поглощающего комплекса на кальций [4-6], так и с большой калийфиксирующей способностью данных почв [7]. Было установлено, что уменьшение содержания обменного калия происходит параллельно с повышением дозы вносимой извести [8].
В то же время имеется большое количество работ, в которых утверждается, что внесение извести вызывает не снижение содержания доступного калия в почве, а уменьшение его активности в почвенном растворе [9-11]. Повышение рН при известковании по современным представлениям сопровождается увеличением емкости поглощения, в значительной степени вызываемой нейтрализацией избыточного положительного заряда А1-гидрок-сисоединений, блокирующих ионообменные позиции гумусовых веществ и глинистых минералов, выпадением в осадок продуктов нейтрализации и возникновением новых позиций, доступных для обмена катионов [12, 13]. Если в результате удаления блокирующих веществ открываются поверхности с высокой селективностью к ионам калия с /-местами (в межпакетных гексагональных пустотах решетки и на клинообразных позициях ее боковых граней), возможно необменное закрепление калия и уменьшение его доступности растениям [14, 15].
Одновременно с этим отмечается [16], что систематическое внесение калийных удобрений и навоза повышает подвижность обменного калия, что связано с увеличение числа ионов калия в почвенном поглощающем комплексе и снижением в связи с этим энергии, с которой каждый из них удерживается твердой фазой почвы. При сочетании минеральных и органических удобрений гуминовые вещества навоза, обладая высокой бу-
Таблица 1. Содержание форм калия и термодинамическое состояние калия в различных вариантах полевого опыта
Вариант рНка Гумус, % K2O, мг/100 г почвы ПБСк КП* K** , мг-экв/100 г почвы
обменный необменный
1. Без удобрений (контроль) 4.9 3.54 11.8 84.5 65.0 2.54 0.19
2. Навоз 220 т/га 5.3 3.60 13.3 87.4 64.6 2.51 0.20
3. Навоз 220 т/га + известь 16.5 т/га 5.8 3.75 12.5 93.1 70.1 2.55 0.20
4. То же + №К 6.2 4.06 17.5 98.8 46.4 2.30 0.23
5. №К 5.6 3.76 15.4 93.9 52.0 2.33 0.25
Примечание. В вариантах 2-4 навоз и известь вносили под предшествующие культуры.
* Калийный потенциал. ** Легкообменный калий.
ферностью и поглотительной способностью, несколько сдерживают сдвиги реакции питательного раствора, чем способствуют понижению концентрации солей и страхуют требовательные культуры от неблагоприятных воздействий.
Целью настоящего исследования является изучение специфики состояния различных форм калия и изменения потенциальной буферной способности почв в отношении калия в результате применения различных систем удобрения.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование влияния внесения минеральных и органических удобрений на фоне внесения извести и без нее на содержание и подвижность калия было проведено в условиях длительного стационарного полевого опыта, заложенного сотрудниками Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства (ПримНИИСХ) в 1941 г. на лугово-бурых отбеленных почвах для изучения изменения агрохимических параметров при длительном применении удобрений в севообороте. В 9-польном севообороте применялось следующее чередование культур: горохоовсяная смесь-кукуруза на силос-яровая пшеница-соя-яровая пшеница с подсевом трав-травы 1-го года пользования-соя-ячмень-соя. Навоз и известь вносили в начале каждой ротации севооборота, а минеральные удобрения (аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий соответственно 90, 120, 90 кг/га д.в.) ежегодно под каждую культуру севооборота в течение 6 ротаций. В опыте соблюдали агротехнику, принятую в крае, посевная площадь делянки 250 м2, повтор-ность опыта 3-кратная [17]. В настоящей работе рассматривается 5 вариантов опыта: 1. Контроль без удобрений; 2. Навоз 220 т/га под предшествующие культуры; 3. Навоз 220 т/га + известь 16.5 т/га под предшествующие культуры; 4. Навоз 220 т/га +
+ известь 16.5 т/га под предшествующие культуры + NPK; 5. NPK.
Аналитические определения проведены по методикам: обменный калий - по Масловой, необменный - по методике Почвенного института им. В.В. Докучаева (2.0 н. солянокислая горячая вытяжка), гумус - по Тюрину. Тангенсную потенциальную буферную способность почв в отношении калия (ПБСК) определяли по Беккету [18]. Данный показатель буферной способности тесно связан с происходящими в почве изменениями, вызванными химическими мелиорациями, и по смыслу лучше отражает уровень буферных свойств почв [19]. Статистическую обработку данных проводили с использованием программ EXCEL.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исходные почвы тяжелосуглинистые, кислые, среднегумусированные, со средним содержанием обменного и необменного калия и средними значениями потенциальной буферной способности по отношению к калию (табл. 1). Значения калийного потенциала (КП) [20] указывают на недостаток калия для нормального питания растений (слабая интенсивность перехода ионов калия из твердой фазы в почвенный раствор). Сорбцион-ные изотермы имеют S-образную форму, свидетельствующую о наличии двух типов неспецифических обменных позиций [21]. Большинство экспериментальных точек на кривых лежат выше оси абсцисс, поэтому буферность характеризует в большей степени способность лугово-бурых отбеленных почв извлекать калий из раствора, чем отдавать его (рисунок).
По сравнению с контрольным вариантом при внесении навоза в почве несколько выросло содержание обменного и необменного калия (табл. 1). Произошло незначительное снижение величины как потенциальной буферной способности почв в отношении калия, так и калийного потен-
циала, что подтверждает мнение о том, что внесение органического вещества способствует некоторой стабилизации почвенного поглощающего комплекса [16].
Внесение навоза в сочетании с известью вызвало повышение величины ПБСк и калийного потенциала и небольшое увеличение содержания всех доступных форм калия. Несколько меньше, чем в варианте с навозом, выросло количество обменного, и больше - необменного калия. Видимо, увеличение содержания ионов кальция способствовало увеличению калийфиксирующей способности. Увеличение буферной способности и калийного потенциала, очевидно, также происходило из-за усиления К-сорбции, появления высокоселективных по отношению к калию позиций или увеличения прочности связи калия с твердой фазой почвы. Негативное влияние на потенциал и доступность калия при внесении извести неоднократно отмечалось ранее [15, 22-24].
Совместное внесение органических, минеральных удобрений и извести привело к резкому снижению ПБСк и калийного потенциала и возрастанию содержания всех форм калия, в том числе и легкообменного (КД Кривая сорбции сдвинулась вправо, снизился угол наклона кривой по отношению к оси абсцисс, форма кривой при этом практически не изменилась (рисунок). Можно предположить, что снижение буферной способности и увеличение подвижности калия в данном случае связано с уменьшением селективности почвы к ионам калия вследствие насыщения ими специфичных по отношению к ним обменных позиций. В определенной степени это, возможно, является следствием блокирующего действия органического вещества на ионообменные позиции вторичных глинистых минералов. Данный комплекс агрохимических приемов способствовал созданию в почве удовлетворительных условий для питания растений калием и наибольшему увеличению содержания обменного и необменного калия. Судя по полученным данным, в этом варианте опыта наблюдается и наибольшее количество гумуса при слабокислой реакции среды.
Внесение одних то
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.