Научная статья на тему 'КАЛИЙНАЯ БУФЕРНОСТЬ АГРОСЕРОЙ ПОЧВЫ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЫТНОЙ СТАНЦИИ РГАТУ'

КАЛИЙНАЯ БУФЕРНОСТЬ АГРОСЕРОЙ ПОЧВЫ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЫТНОЙ СТАНЦИИ РГАТУ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
9
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕРАЯ ЛЕСНАЯ ПОЧВА / ПЛОДОРОДИЕ / ФАКТОР ЕМКОСТИ / АКТИВНОСТЬ КАЛИЯ / КАЛИЙНАЯ БУФЕРНОСТЬ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ушаков Роман Николаевич, Головина Наталья Александровна, Федорова Елена Владимировна

При содержании гумуса меньше 2,5 % вероятное (при P = 100 %) значение ARo составит 1,7·10-3 М/л0,5, что соответствует низкой степени устойчивости; если гумуса больше 2,5 %, то ARo превысит 1010-3 М/л0.5; значения -АК (десорбционная ветвь) и +АК (адсорбционная ветвь) при гумусе < 2,5 % ожидаются соответственно около 0,061 и 22,7 мг-экв/100 г, при гумусе > 2,5% - 0,090 и 15,6 мг-экв/100 г. При содержании обменного калия менее 10 мг/100 г и от 10 до 20 мг/100 г почвы степень устойчивости низкая, так как ARo не будет превышать 2,010-3 М/л0,5. Если обменного калия больше 20 мг/100 г, то можно достичь высокой степени устойчивости почвы по ARо, значение которой превышает 7·10-3 М/л0,5. Максимальное повышение относительной активности калия до 16,5·10-3 М/л0,5 при увеличении гумуса (> 2,5 %) отмечается только на фоне обеспеченности серой лесной почвы обменным калием не ниже средней. Наилучшими параметрами калийного состояния обладают почвы с высоким содержанием обменного калия в сочетании с высокими показателями потенциальной буферной способности (РВСк), что позволяет им долгое время поддерживать стабильный уровень калийного питания. Для достижения оптимальной активности калия 0,002-0,0035 М/л, содержание гумуса должно быть не ниже 3,0 %, обменного калия - 20 мг/100 г. При превышении гумуса 3 % (до 3,5 %) и обменного калия 20 мг/100 г улучшается десорбционная способность почвы, поэтому РБСк увеличивается в два раза (с 20-24 до 40-45).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ушаков Роман Николаевич, Головина Наталья Александровна, Федорова Елена Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

POTASSIUM BUFFERING OF AGRO-GRAY SOIL AT THE AGROTECHNOLOGICAL EXPERIMENTAL STATION OF RSATU

When humus is less than 2.5 % the probable value of AR (at P = 100%) is 1.7 • 10-3 M/l0.5 that corresponds to a low degree of stability. When humus is more than 2.5 %, the AR value exceeds 10·10-3 M/l0.5. The -ΔK values (the desorption branch) or +ΔK (the adsorption branch) with humus <2.5 % will be about 0.061 and 22.7 mgE/100 g correspondingly. And with humus > 2.5 % they will be 0.090 and 15.6 mgE/100 g. When exchangeable potassium is less than 10 mg/100 g and from 10 to 20 mg/100 g of soil the degree of resistance is low as AR value is not more than 2.0·10-3 M/l0.5. If the exchangeable potassium is more than 20 mg/100 g one can achieve a high degree of soil stability in ARo, the value of which exceeds 7·10-3 M/l0.5. The maximum increase in the relative activity of potassium to 16.5·10-3 M/P0.5 with increasing humus (> 2.5 %) one can see only when gray forest soil potassium exchange is not below the average one. The soils with high exchangeable potassium in combination with high potential buffering capacity (FAR) have best parameters of the soil potassium status that allows them having stable potassium nutrition for a long time. To achieve the optimum potassium activity of 0.002-0.0035 M/l one should have humus of not less than 3.0 %, exchangeable potassium of 20 mg/100 g. When 3 % humus increase (3.5%) and exchangeable potassium of 20 mg/100 g there is some improvement of the soil desorption ability, so RBSc is doubled (from 20-24 to 40-45).

Текст научной работы на тему «КАЛИЙНАЯ БУФЕРНОСТЬ АГРОСЕРОЙ ПОЧВЫ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЫТНОЙ СТАНЦИИ РГАТУ»

УДК 631.412

К ВОПРОСУ О КАЛИЙНОЙ БУФЕРНОСТИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ

УШАКОВ Роман Николаевич, д-р с.-х. наук, профессор кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, r.ushakov1971@mail.ru

ГОЛОВИНА Наталья Александровна, аспирант кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, n.a.golovina1988@mail.ru

ФЕДОРОВА Елена Владимировна, аспирант кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, 79511021346@yandex.ru

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева,

Цель исследования - прогноз калийного режима серой лесной почвы при различных комбинациях содержания гумуса, обменного и легкоподвижного калия, рН на основе выведения вероятностных уравнений. Всего проанализировано 25 образцов. Вариация признаков позволила установить корреляционно-регрессионные связи, рассчитать вероятностные уравнения. Потенциальную калийную буферность определяли по Беккетту. Установлено, что при содержании гумуса меньше 2,5 % ARo составит 1,7-10-3 М/л0,5, что соответствует низкой степени устойчивости; если гумуса больше 2,5 %, то ARo превысит 1010-3 М/л0,5; значения -АК (десорбционная ветвь) и +АК (адсорбционная ветвь) при гумусе < 2,5 % ожидаются соответственно около 0,061 и 22,7 мг-экв/100 г, при гумусе > 2,5% - 0,090 и 15,6 мг-экв/100 г. Максимальное повышение относительной активности калия до 16,5-10-3 М/л0,5 при увеличении гумуса отмечается только на фоне обеспеченности серой лесной почвы обменным калием не ниже средней. Наилучшими параметрами калийного состояния обладают почвы с высоким содержанием обменного калия в сочетании с высокими показателями потенциальной буферной способности, что позволяет им долгое время поддерживать стабильный уровень калийного питания. Для достижения оптимальной активности калия 0,002-0,0035 М/л, содержание гумуса должно быть не ниже 3,0 %, обменного калия - 20 мг/100 г. Полученные данные могут быть использованы при разработке модели плодородия серой лесной почвы, прогноза потенциала устойчивости питания растений калием на фоне изменения агрохимических свойств.

Ключевые слова: серая лесная почва, плодородие, фактор емкости, активность калия, калийная буферность.

_ Введение Методика исследований

Вопросам калиинои буферности посвящено п мм

достаточно много научныхпубликаций [1,2,3,5]. Для иЗфчения влияния вну1рисисте мныхФак-Г. 3 ^ ^ 1 ' торов на формирование устойчивости калииного

На наш взгляд, недостаточно обстоятельно изуче- ^ « ос

. 3 режима было проанализировано 25 почвенных

но влияние почвенных условии на формирование

- к . тог- \ образцов, отличающихся содержанием гумуса,

калиинои буферности (РВСк) и ее компонентов ^ 4 ^ »г, 3 3 '

обменнои и легкоподвижнои формами калия, - факторов интенсивности ARo и емкости -АК , п ^ ^

^.т, п - 0 кислотностью. Для каждого образца определе-

+АК. Поэтому цель исследовании заключалась в м о

0 м _ ны значения компонентов буферности. Вариация

прогнозе калииного режима агросерои почвы при

признаков позволила установить связи, которые

различных комбинациях содержания гумуса, об-

^ ^ 1. можно признать закономерными в объеме пред-

менного и легкоподвижного калия, рН на основе ^ , к „^ ^

- ложенного массива данных (табл.1).

выведения вероятностных уравнении.

Таблица 1 - Исходные данные для установления зависимостеи компонентов буферности

от содержания калия, гумуса, рН

№ М0.5 М/л АК0, мг-экв/100 г РВСк Гумус, % рН Калии, мг/100 г

обменньш легкопод-

1 0,0050 0,240 43,0 2,25 4,90 вижныи 1,00

2 0,0015 0,053 35,0 1,65 4,30 21,40 1,60

3 0,0020 0,065 42,0 1,88 4,30 21,90 1,80

4 0,0010 0,037 50,0 1,88 4,90 14,50 1,00

5 0,0010 0,035 35,0 1,88 4,40 19,30 1,60

6 0,0020 0,050 28,0 2,15 5,60 25,40 1,60

7 0,0020 0,060 32,0 2,85 5,20 26,70 1,80

8 0,0010 0,024 33,0 1,88 5,00 19,70 1,30

9 0,0012 0,048 39,0 1,88 4,90 21,40 1,60

10 0,0001 0 21,0 2,85 5,80 15,30 0,60

11 0,0006 0 18,0 2,85 5,80 12,10 0,60

© Ушаков Р. Н^Головина Н. А.,Федорова Е. В., 2015г.

Продолжение таблицы 1

12 0,0002 0 29,0 2,60 4,80 7,50 0,30

13 0,0009 0 21,0 3,00 4,70 8,10 0,30

14 0,0002 0 19,0 2,85 4,60 10,10 0,80

15 0,0001 0,002 23,0 2,50 6,30 12,10 0,80

16 0,00001 0 26,0 2,25 4,80 8,40 0,80

17 0,0001 0 23,0 2,35 4,60 9,50 0,80

18 0,0002 0 28,0 2,50 5,20 10,10 0,60

19 0,0001 0 36,0 2,60 6,30 10,10 0,80

20 0,00045 0,012 27,0 2,60 5,20 13,30 1,00

21 0,00015 0 32,0 2,15 4,90 7,50 0,60

22 0,00110 0 15,0 2,35 4,80 12,10 1,00

23 0,0008 0,019 22,0 2,35 4,90 15,30 1,40

24 0,0200 0,2000 10,0 5,00 6,20 46,60 6,90

25 0,0025 0 14,0 2,15 5,60 16,90 1,40

Гумус определяли по Тюрину. Для получения Q/I-изотерм серию навесок каждого образца почвы перемешивали в течение 30 мин с 10 мл раствора 0,01 М СаС12, содержащего различное количество калия (раствор КС1 от 0,2 до 1,0 мг-экв/л).

Вероятностные уравнения выводились с использованием программного продукта STATISTICA. Символы «<», «>» и «П» означают математические знаки «меньше», «больше» и одновременность событий соответственно; р - уровень значимости, Р - вероятность в %.

Результаты и их обсуждение От гумуса зависит относительная активность калия. Уравнение регрессии имеет вид:

Y = -0,0098+0,0046Х. Предлагается для средней и высокой степени устойчивости функционирования агросерых суглинистых почв доведение значения ARo соответственно до 2-4 и 4-7^10-3 М/ л0,5 [4]. В нашем случае такие величины активности возможны при ориентировочном содержании гумуса в

2,5-2,9% и 2,9-3,5 %. Исходя из зависимости ARo от обменного калия, имеющей вид Y = -0,0045+0,0004Х, содержание последнего должно быть для средней степени устойчивости не ниже 17-22 мг/100 г, для высокой - 22-30 мг/100 г. (табл. 2).

Таблица 2 - Вероятностные уравнения для прогноза калийного состояния серой лесной почвы

Условие AR , М/л0,5 о' ' -ДКо, мг-экв/100 г +ДКо, мг-экв/100 г

если гумуса < 2 > 2 Y =-1,15+1295Х Y = -2,70+60,8Х Y = -5,8+0,30Х

Y = -0,25+92,9Х Y = -0,23+13,6Х Y = 4,3+0,34Х

если К2О < 10 20>К20 >10 К20>20 Y = -0,63+2185Х не установлено Y = -8,22+0,62Х

Y = -0,89+1319Х Y = -0,70+54,2Х Y = -3,07++0,23Х

Y = -0,40+85Х Y = -0,90+11,4Х Y = -3,47+0,21Х

если К2О < 10; гумуса < 2,5 если 20 > К20>10; гумуса < 2,5 если К2О > 20; гумуса < 2,5 если К2О < 10; гумуса > 2,5 если 20 > К2О > 10; гумуса > 2,5 если К2О > 20; гумуса > 2,5 Y = -1,04+11020Х не установлено Y = -9,39+0,75Х

Y = -1,03+1189Х Y = -1,08+55,4Х Y = -2,60+0,19Х

Y = -5,59+3679Х Y = -5,65+104,7Х Y = -3,40+0,20Х

Y = -1,03+1769Х не установлено Y = -41,3+2,83Х

Y = -1,10+3560Х Y = -0,24+115,6Х Y = -6,74+0,54Х

Y = -0,69+62,9Х Y = -1,05+8,09Х не установлено

если гумуса < 2,5; рН < 4,5 если гумуса < 2,5; рН > 4,5 Y = -3,40+2510Х Y = -2,82+55,4Х Y = -20,1+1,05Х

Y = -0,93+1192Х Y = -0,77+43,2Х Y = -2,9+0,22Х

При содержании гумуса меньше 2,5 % вероятное (при Р = 100 %) значение ARo составит 1,710-3 М/л0,5, что соответствует низкой степени устойчивости; если гумуса больше 2,5 %, то ARo превышает 1010-3 М/л0,5; значения -ДК (десорбционная ветвь) и +ДК (адсорбционная ветвь) при гумусе < 2,5 % ожидаются соответственно около 0,061 и 22,7 мг-экв/100 г, при гумусе > 2,5% - 0,090 и 15,6 мг-экв/100 г. (табл.2).

При содержании обменного калия менее 10 мг/100 г и от 10 до 20 мг/100 г почвы степень устойчивости низкая, так как по нашим расчетам AR не

будет превышать 2,010-3 М/л05. Если обменного калия больше 20 мг/100 г, то можно достичь высокой степени устойчивости почвы по ARo, значение которой превышает 710-3 М/л05. При различных комбинациях обменного калия и гумуса получена следующая закономерность: максимальное повышение относительной активности калия до 16,510-3 М/л05 при увеличении гумуса (> 2,5 %) отмечалось только на фоне обеспеченности серой лесной почвы обменным калием не ниже средней.

Вероятностные значения ARo в математической обработке, включающей комбинации обмен-

ного калия с гумусом менее 2,5 %, ниже по сравнению с соответвтвующим значением без гумуса. Сравнение этих значений позволяет оценить участие гумуса в формировании относительной активности калия. Для диапазона 10 > К.О > 0 вклад гумуса составляет 26 %, в случае К2О> 20 мг/100 г - 12 %.

Уравнением Дубинина-Радушкевича была аппроксимирована та ветвь экспериментальной изотермы, которая проходит выше оси ординат (+ДК) и указывает на адсорбцию калия. Знак коэффициента регрессии в уравнении Y = 28,5 - 2,8Х позволяет заключить, что чем кислее почва, тем больше поглощается калия, что связано, вероятно, с недонасыщенностью илистых фракций гумусом, содержание которого составляло в большинстве случаев 1,65-2,25 %, а рН - 4,3-5,0. Установлено, что если гумуса < 2,5 % и рН < 4,5, то значение -ДК возрастает в 1,8 раза (до 0,07 мг-экв/100 г) по сравнению со случаем, когда рН > 4,5. В кислой среде ожидается также увеличение поглощения калия на 2-3 мг-экв/100 г (+ДК = 20 мг-экв/100 г).

Калийная буферность возрастает при увеличении гумуса в почве, так как, взаимодействуя с илистыми компонентами, органическое вещество понижает сорбционную емкость и отражает активность калия в почвенном растворе. В 44 % случаев при содержании гумуса меньше 2,5 % РВСк превышала 20 ед., при этом содержание обменного калия в области рН < 5,0 колебалось от 8 до 15 мг/100 г; при рН больше 5,0 - от 19 мг/100г и выше. В 32 % случаев содержание гумуса более чем 2,5 % привело к формированию РВСк больше

20 ед., однако это возможно только при ниже средней обеспеченности почвы калием.

Наибольшее значение буферности (43, рисунок) было установлено в16 % случаев, когда отмечалось снижение гумуса до 1,7-1,9 % и превышение обменным калием величины 20 мг/100 г, хотя последний определяет относительную активность калия, поэтому РвСк должна снижаться. Проанализировав причины, считаем, что такая калийная буферность не может считаться оптимальной, так как ее формирование происходит на фоне кислой реакции среды. По-видимому, по причине высокой кислотности почвы и низкой обеспеченности ее калием (К2О около 10 мг/100 г) следует ожидать формирования низкой буферности (РВСк = 32) при содержании гумуса больше 2,5 %. Аналогичный эффект обнаруживается и при среднекислой реакции среды, но при более высоких значениях обменного калия. В первом и втором случаях (в сумме на их долю приходилось 36 %) низкая бу-ферность была обусловлена невысокой десорб-ционной способностью (-ДК около 0) и незначительной относительной активностью калия (ARo < 1,010-3 М/л05). В 40 % случаев РВСк возросла до 41 ед. на фоне обеспеченности калием, не превышающей 20 мг/100 г., что обусловлено не только незначительной активностью калия, но и низким содержанием гумуса (меньше 2,5 %), т.е. дегу-мификацией илистых фракций, о чем свидетельствуют высокие значения +ДК - 18-20 мг-экв/100 г. Такое же значение РВСк (41) для агросерой почвы можно сформировать при высокой ее обеспеченности калием и гумусом (3 % и выше).

Примечание: для уравнения 1 - гумуса < 2,5; К20 < 20; 2 - гумуса > 2,5; К20 < 20; 3 - гумуса < 2,5; К20 > 20; 4 - гумуса > 2,5; К20 > 20

Рис. - Потенциальная буферная способность, вероятностные уравнения при различных комбинациях содержания гумуса и обменного калия

Выше мы рассмотрели случай зависимости поглощения калия от рН. Для выявления роли гумуса для адсорбции были выбраны образцы, отличающиеся только по степени гумусированности при значениях рН, варьирующихся от 5,0 до 5,3. Для расчета объема поглощения калия использовано уравнение Поляни. Установлено,что в почве с наибольшим содержанием гумуса отмечается максимальная адсорбция - 123 мг/100 г; минимальная - 17 мг/100 г - при содержании гумуса 2,0-2,3 %.

Исходя из полученных экспериментальных данных и учитывая приемлемую для средней степени устойчивости агросерой почвы относительную активность калия 0,002-0,003 М/л, рассчитано необходимое содержание гумуса и обменного калия - 2,6-2,8 % и 17,1-19,7 мг/100 г соответственно. При таких величинах вероятное значение ДК

составляет 0,044-0,060 мг-экв/100 г. В соответствии с приведенными расчетами, основанными на регрессионных уравнениях, РБСк = 22. Это не самый оптимальный показатель буферности, так как можно в агросерой тяжелосуглинистой почве за счет комплексного ее окультуривания повысить ДК до 0,09 мг-экв/100 г. При такой сорбционной способности содержание гумуса должно быть 3,9 %, обменного калия - 26 мг/100 г. Если принять за среднюю степень устойчивости ARo = 0,002-0,003 М/л, то РБС составит 30-45.

Следовательно, устойчивость калийного режима складывается при содержании гумуса в агросерой почве выше 2,5 %, обменного калия не ниже 17-20 мг/100 г и рН > 5. Увеличение содержания гумуса приводит к повышению относительной активности калия и улучшению функционального состояния ППК. При содержании обменного и лег-

коподвижного калия в почве соответственно ниже 12 и 1 мг/100 г ARo элемента краине низкая (0,5-0,7-10-3-М/л). При возрастании количества обменного калия в 2 раза значение ARo увеличивается в 7 раз, -ДК0 в 10 раз, РВСк в 2,2 раза (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние содержания калия (мг/100 г) и гумуса (%) на компоненты калиинои буферности агросерои почвы

Условие AR ,10-3 М/л -ДК0, мг-экв/°00 г РВСк

обменный калий (к2овм)

К2Ообм. < 12 < 0,5 < 0,01 20

20 > К2О б . > 12 3,5 0,1 29

обменный калий П гумус (Г)

20 > К2Об > 12 ~ « .- 2 обм. П 3,5 >Г > 2,5 4,5 0,20 44

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

легкоподвижный калий (К2Олегк., 0,002М CaCl2)

К2О . < 1 < 0,7 < 0,01 14

2 > К2О . > 1 2 пегк 1,3 0,04 31

фоне увеличения гумуса до 3,5% способствует улучшению функционального состояния компонентов калиинои буферности.

Заключение Наилучшими параметрами калииного состояния обладают почвы с высоким содержанием обменного калия в сочетании с высокими показателями потенциальнои буфернои способности (РВС), что позволяет им долгое время поддержи-

достижения оптимальной активности калия 0,0020,0035 М/л содержание гумуса должно быть не ниже 3,0 %, обменного калия - 20 мг/100 г. При превышении гумуса 3 % (до 3,5 %) и обменного калия 20 мг/100 г улучшается десорбционная способность почвы, поэтому РБСк увеличивается в два раза (с 20-24 до 40-45). При таком диапазоне РБСк достигается относительная активность калия ARo в пределах 0,002-0,003 М/л. Это является критерием плодородия серой лесной почвы.

Список литературы

1. Жарикова, Е. А. Потенциальная буферная способность почв в отношении калия при проведении агроэкологического мониторинга [Текст] / Е. А. Жарикова, Н. М. Костенков // Плодородие. -2011. - №2 (59). - С. 48-50.

2. Прокошев, В. В. Калий и калийные удобрения [Текст] / В. В. Прокошев, И. П. Дерюгин.- М. : Ледум, 2000. - 185 с.

3. Сычев, В. Г. Совершенствование методов оценки состояния калийного режима почв [Текст] / В. Г. Сычев // Эколого-агрохимическая оценка состояния калийного режима почв и эффективность калийных удобрений. - М., 2002. - С. 21 - 30.

4. Травникова, Л. С. Продукты органно-мине-рального взаимодействия и устойчивость почв к деградации [Текст] / Л. С. Травникова, М. Ш. Шай-мухаметов // Современные проблемы почвоведения : сб. науч. тр. - М. : 2003. - С. 356 - 368.

5. Шаймухаметов, М. Ш. Калийное состояние пахотных почв Европейской территории России [Текст] / М. Ш. Шаймухаметов, Л. С. Травникова // Почвоведение. - 2000. - № 3. - С. 329 - 339.

6. Beckett, P.H.T. Studies of soil potassium. The "immediate" Q/I relations of labile potassium in the soils [текст] // P.H.T. Beckett, J. Soil Sci. - 1964. - V. -15. - №1. - P. 9 - 23.

вать стабильный уровень калийного питания. Для

THE QUESTION OF GRAY FOREST SOIL POTASSIUM BUFFERING

Ushakov Roman N., Doctor of Agricultural Science, Full Professor of the Faculty of Forestry, Agrochemistry and Ecology, r.ushakov1971@mail.ru

Golovina Natalya A., Aspirant of the Faculty of Forestry, Agrochemistry and Ecology, n.a.golovina1988@ mail.ru

Fedorova Еlena V., Aspirant of the Faculty of Forestry, Agrochemistry and Ecology, 79511021346@ yandex.ru

Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev

The aim of the investigation has been forecasting potassium mode of the gray forest soil when different content of humus, exchange and easy mobile potassium, pH on basis of probability equations. We have analyzed 25 samples. The characteristics variation has let us determine correlation-regression links and calculate the probability equations. We have determined the potential potassium buffering by Beckett's. We have discovered that when humus is less than 2.5 % then ARo is 1.7 10-3 M/l0.5 that corresponds the low stability degree. When humus is more than 2.5 % then ARo is more than 10-10-3 M/l0.5. The value of -AK (desorption branch) and +AK (adsorption branch) when humus < 2.5 % one can expect correspondingly about 0.061 and 22.7 mg-uEg/100 g, when humus > 2.5% - 0.090 and 15.6 mg-uEg/100 g. One can see the maximum increase of potassium relative activity up to 16.5-10-3 M/l0.5 when humus increases only in a case of gray forest soil with enough changeable potassium. The soils with high changeable potassium combined with high potential buffering capacity have best parameters of the potassium state that lets them have stable potassium nutrition for a long time. To achieve the optimal potassium activity of 0.002-0.0035 M/l one needs not less than 3.0 % humus and 20 mg/100 g of changeable potassium. One can use the data we have got when developing the fertility model of gray forest soil, forecasting the potential of plants potassium nutrition stability when some changes of agrochemical properties.

Key words: agro-gray soil, fertility, capacity factor, potassium activity, potassium buffering.

Literatura

1. Zharikova, E.A. Potencial'naya bufernaya sposobnost' pochv v otnoshenii kaliya pri provedenii

agroehkologicheskogo monitoringa [Tekst] / Е.А. Zharikova, N.M. Kostenkov // Plodorodie. - 2011. - №2(59).

- S. 48-50.

2. Prokoshev, V.V. Kaliy i kaliynye udobreniya [Tekst] / V.V. Prokoshev, I.P. Deryugin.- M.: Ledum, 2000.

- 185 s.

3. Sychev, V.G. Sovershenstvovanie metodov ocenki sostoyaniya kaliynogo rezhima pochv [Tekst] / V.G.Sychev // Ehkologo-agrokhimicheskaya ocenka sostoyaniya kaliynogo rezhima pochv i ehffektivnost' kaliynykh udobreniy.- М.: 2002. - S. 21-30.

4. Travnikova, L.S. Produkty organo-mineral'nogo vzaimodeystviya i ustoychivost' pochv k degradacii [Tekst] / L.S. Travnikova, M.Sh. Shaymukhametov // Sovremennye problem pochvovedeniya / Nauch. tr. Pochv. in-ta.- М.: 2003. - S. - 356 - 368.

5. Shaymukhametov, M.Sh. Kaliynoe sostoyanie pakhotnykh pochv Evropeyskoy territorii Rossii [Tekst] /M.Sh. Shaymukhametov, L.S. Travnikova//Pochvovedenie. - 2000. - № 3. - S. 329 - 339.

6. Beckett, P.H.T. Studies of soil potassium. The "immediate" Q/I relations of labile potassium in the soils [текст] //P.H.T. Beckett, J. Soil Sci. - 1964. - V. -15. - №1. - P. 9 - 23.

УДК 519.87

ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОДОВ ПРИ ВОЗДЕИСВИИ НА СЕМЕНА РАСТЕНИЙ

ЮДАЕВ Юрий Алексеевич, д-р техн. наук, профессор кафедры электроснабжения, yu.yudaev@ mail.ru

КОЖАНОВА Татьяна Вячеславовна, аспирантка кафедры электроснабжения, t.vk@mail.ru

ЮДАЕВ Максим Юрьевич, аспирант кафедры электроснабжения, zumbat@mail.ru. Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева,

СМЕЛИК Виктор Александрович, д-р техн. наук, профессор, проректор по научной работе, smelik_va@mail.ru Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, г. Санкт-Петербург

При воздействии на семена растений сельскохозяйственных культур электрическими полями различной интенсивности с различными энергетическими и частотными характеристиками возможно увеличение урожайности. В зависимости от величины поля можно получить эффект усиления или угнетения роста растений и прорастания семян. Вопросы механизмов влияния электрического поля на биологические объекты не изучены в полной мере. Необходимо определить порог чувствительности и порог вредного воздействия электрических полей на растения. При проведении экспериментов по воздействию электрического поля на семена важно учитывать характер распределения поля в пространстве. Неравномерность распределение может существенно исказить результаты экспериментов и привести к не правильным выводам. Цель работы визуализация электрических полей, основанная на численном моделировании. Проведены численные исследования распределения потенциала и напряженности электрического поля в системе электродов. Разработана компьютерная программа, позволяющая моделировать электрические поля в установках с любой геометрией облучателей. Определено, что распределение электрического поля в квадратных облучателях может на порядок отличаться от значений в разных частях облучателя. Приведены результаты численных исследований и основные математические формул. Приводится метод расчета электрического поля c фиксированными узлами на иррегулярных сетках. Даны расчетные выражения для случая границы раздела двух сред. Приводится критерий устойчивости расчетной схемы. Сравнивается быстродействие различных методов. Проведенные численные исследования показывают, что при искусственном воздействии электрических полей на семена растений необходимо учитывать неравномерность электрического поля. Величина электрического поля, в приведенной системе облучателя, изменяется в рабочей зоне на порядок. Такое различие может существенно влиять на всхожесть семян.

Ключевые слова: стимулирование всхожести, электрическое поле, напряженность электрического поля, численное моделирование.

Введение

Повышение всхожести семян и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур предполагают поиски новых методов воздействия на посадочный материал и оптимизацию уже известных методов активирования ростовых процессов. Одним из таких методов является воздействие на семена электрическими полями различной интенсивности с различными энергетическими и частотными характеристиками.

Электрические поля условно делятся на сверхслабые - менее1 В/м, слабые - с напряженностью от 1 до104 В/м, и сильные - более 104 В/м [1].

Влияние электрического поля на растения изучено недостаточно. Исследования в этом направ-

лении должны дать ответ о величине порога чувствительности растений и семян, о диапазоне его полезного и вредного воздействия [2].

В работах многих ученых отмечается, что в зависимости от величины поля можно получить эффект усиления или угнетения роста растений и прорастания семян. Например, напряженность от 500 В/м до 2500 В/м не изменяет всхожесть семян хвойных пород, но увеличение напряженности до

200 кВ/м уменьшает всхожесть прорастающих семян до 40% [3].

Исследования, проведенные под линиями ЛЭП, показали, что при электрических полях с напряженностью 15-60 кВ/м и частоте 50 Гц на по-

© Юдаев Ю. А.,Кожанова Т. В., Юдаева М. Ю., Смелик В. А. 2015г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.