CC BY
14ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АГРОХИМИИ
СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЛИИНОГО СОСТОЯНИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РАЗНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
Л. 11 Никитина, к.б. н., ВНИИА, С.М. Лукин, д.б.н., ВНИИОУ, М.П. Листова, к.б. н., ВНИИА
Представлены результаты сравнения двух стандартизованных методов определения доступного калия в дерново-подзолистых почвах разного гранулометрического состава.
Ключевые слова: дерново-подзолистые почвы, длительные опыты, методы определения обменного и подвижного калия в почвах, дозы калия, интенсивность баланса калия.
Оптимизации калийного состояния пахотных почв в отечественном земледелии уделяется крайне недостаточно внимания. Такое положение во многом обусловлено несовершенством существующей диагностики плодородия пахотных почв в отношении калия [1; 2; 3], которая в немалой степени зависит от используемого метода. Большое разнообразие существующих методов затрудняет сравнительную оценку данных о содержании калия и его трансформации под влиянием удобрений в почвах различного генезиса.
Оценка плодородия почв в отношении калия основана чаще всего на определении абсолютного содержания в почве обменного калия с анализом результатов, полученных по определённому методу, в пределах разработанных для него градаций. Существенными недостатками используемых при этом градаций являются их усредненность и безотносительность к таким важным в отношении калия почвенным свойствам как гранулометрический состав почв и ёмкость катионного обмена [4].
Цель работы - сопоставить два стандартизованных метода определения калия в почве: метод Масловой (ГОСТ 26210-84) и метод Кирсанова (ГОСТ 26207-84), используемых для оценки плодородия дерново-подзолистых почв Нечернозёмной зоны.
Методика Сравнение двух стандартизованных методов определения калия в почве проводили в почвенных образцах, отобранных в длительных полевых опытах на дерново-подзолистых почвах разного гранулометрического состава: супесчаной (опыт ВНИИОУ), легкосуглинистой (опыт Белорусского НИИПА), тяжелосуглинистой (опыт ЦОС ВИУА) [5; 6]. Длительность опытов от 14 до 36 лет.
Используемый метод Масловой (вытяжка 1М CH3COONH4) при соотношении почва : раствор - 1:10 обеспечивает достаточно полное вытеснение обменного калия, и доля вытесненного калия в разных по генезису почвах (в том числе карбонатных) примерно одинакова (70-75%) [7]. Этот метод технически несложен, отличается хорошей воспроизводимостью и, что особенно важно, - универсален. Он применим к основным типам почв лесной, лесостепной и степной зон страны [8; 9; 5]. Метод Масловой наиболее точно отражает изменения количества именно обменного калия при внесении или отсутствии применения калийных удобрений [5; 6].
Определение подвижного калия по методу Кирсанова (0,2М HCl) предложено в 1977 г. ЦИНАО для ускорения аналитической процедуры, позволяющей установить содержание калия и фосфора в одной вытяжке [9]. Анализ данных определения калия в почвах по методу Кирсанова, проведенный В.В. Прокошевым, И.П. Дерюгиным [4], показал, что этот метод неприменим на обеднённых почвах, так как при его использовании завышенные показатели содержания доступного калия создают «иллюзию» благоприятного режима этого элемента в почве. Однако, по данным А.И. Иванова с соавторами, такие представления не универсальны [11].
Калий во всех аналитических исследованиях определяли при помощи пламенного фотометра. При расчётах баланса калия в опыте в его приходную часть включали поступление К20 с внесёнными удобрениями (П), в расходной - учитывали
его вынос основной и побочной продукцией возделываемых культур (Р). В качестве интегрального показателя, характеризующего функционирование агроэкосистемы, использован коэффициент возмещения выноса или интенсивность баланса (ИБ) [6], которую определяли по формуле: ИБ (%)= П/Р-100.
Результаты и их обсуяедение. Количество обменного калия по Масловой и подвижного К20 по Кирсанову в исследуемых почвах последовательно возрастало с увеличением доз внесения К20 в составе систем удобрения (табл. 1).
1. Баланс и содержание калия в дерново-подзолистых почвах
разного г ранулометрического состава
Вариант опыта Среднегодовая доза к2о, кг/га ИБ, % Содержание калия, мг/100 г почвы
по Масловой +/— от удобрений по Кирсанову +/— от удобрений
Дерново-подзолистая супесчаная (16 лет)
Контроль - - 8.3 - 6.8 -
NP - - 6.1 -2.2 3.8 -3.0
NPK 60 110 8.0 -0.3 6.6 -0.2
Навоз, 10 т/га 60 138 10.5 +2.2 8.6 +1.8
Навоз, 20 т/га 120 236 13.4 + 5.1 11.8 +5.0
Навоз + NPK 180 287 15.2 +6.9 13.9 +7.1
НСР05 2.0 1.6
Дерново-подзолистая легкосуглинистая 05 лет)
Контроль - 5,2 - 3,0 -
NP - 4.3 -0,9 1,6 -1,4
NPK 89 87 7,0 +1,8 5.2 +2,2
Навоз, 15,4 т/га 89 85 7.0 +1,8 7.8 +4,8
NPK экв. навозу 89 80 8,2 +3,0 6,5 +3,5
Навоз+NPK 178 184 20.7 +15,5 18.6 +15,6
НСР05 4Д 1.9
Дерново-подзолистая тяжелосуглинистая (14 лет)
Контроль - - 11.5 - 7.6 -
NP - - 12.6 +1.1 9.4 +1.8
NPK 86 84 13.8 +2.3 8.4 +0.8
NPK 123 109 15.6 +4.1 12.8 +5.2
NPK 160 138 15.7 +4.2 12.8 +5.2
НСР05 6.9 5.4
Так, в дерново-подзолистой супесчаной почве (длительность опыта 16 лет) при низком уровне внесения минеральных удобрений со среднегодовой дозой К60 количество калия сохранялось на уровне контроля при интенсивности баланса 110%. Внесение навоза (среднегодовая доза К60) обеспечивало более высокую интенсивность баланса (138%о), а увеличение как обменного, так и подвижного калия было в пределах достоверного значения. Повышение доз калия в составе органической и органоминеральной систем удобрения (навоз и навоз + №К) до 120-180 кг/га в год сопровождалось дальнейшим ростом интенсивности баланса и способствовало увеличению количества как обменного К20, определяемого по методу Масловой, так и подвижного, извлекаемого по методу Кирсанова. При этом достоверное увеличение количества калия, определяемого этими методами, было практически одинаковым. Так, относительно контроля увеличение содержания обменного К20 в вариантах навоз и навоз + №К составило 5,1-6,9 мг, а подвижного - 5,0-7,1 мг/100 г почвы.
В дерново-подзолистой легкосуглинистой почве после завершения второй ротации полевого севооборота (15 лет) в вариантах навоз и №К внесение 90 кг/га К20 в год обеспечи-
ло дефицитный баланс калия (ИБ=80-87%). При таком уровне внесения калия в составе навоза и NPK существенного увеличения количества обменного калия, определяемого по Масло-вой, не наблюдалось, а количество К20, извлекаемое солянокислой вытяжкой, отражало достоверное увеличение. И только увеличение вдвое среднегодовой дозы калия (178 кг/га) при совместном внесении навоза и NPK обеспечило положительный баланс и в равной степени достоверное увеличение количества калия, определённого разными методами. Накопление обменного калия (по Масловой) в варианте навоз + NPK относительно контроля составило 15,5 мг/100 г почвы, а подвижного (по Кирсанову) - 15,7 мг/100 г.
В дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве (длительность 14 лет) при внесении среднегодовой дозы К20 84 кг/га складывался дефицитный баланс. Увеличение среднегодовых доз калия до 120-160 кг/га К20 в год обеспечивало положительный баланс калия. Согласно данным таблицы 1, как низкие дозы калия, так и их повышение до 120-160 кг/га не способствовало существенному увеличению содержания калия, определяемого сравниваемыми методами.
Таким образом, как показывают результаты исследований, оба метода не отражают существенных изменений в содержании доступного калия в почвах при внесении невысоких доз (60-90 кг/га К20 в год) в составе органической и минеральной систем удобрения как на легкой, так и на тяжелой почвах. Достоверное увеличение доступного калия отмечается только в почвах лёгкого гранулометрического состава с повышением доз калийных удобрений (120-180 кг/га в год) и интенсивности баланса в составе органической и органоминеральной систем. В тяжелосуглинистой почве при внесении среднегодовой дозы K123-160 в составе минеральной системы удобрения, при более низком уровне интенсивности баланса калия увеличение количества доступного калия было несущественным.
Сопоставление результатов определения калия за 14-16 лет (см.табл.1) показало, что 1 М уксусно-аммонийная вытяжка извлекает калия в среднем в 1,5 раза больше, чем 0,2 М соля-но-кислая. Так, разница между количествами калия, полученными этими методами достигает в супесчаной почве - 1,3-2,3 мг/100 г, в легкосуглинистой - 1,7-2,7, в тяжелосуглинистой -2,8-5,4 мг/100 г почвы, т.е. при анализе вытяжек из лёгких почв эта разница меньше. Однако, со временем в супесчаной почве возрастают как абсолютное значение доступного калия, определенного двумя методами, так и разница между ними (1,4-6,5 мг/100 г почвы) по данным после 9-й ротации севооборота (табл.2).
2. Изменение содержания обменного и подвижного калия в
дерново-подзолистой супесчаной почве после 9-й ротации
Вариант Средне- ИБ, Содержание калия, мг/100 г почвы
опыта годовая % по +/— от по +/— от
доза К20, Мас- удобре- Кирса- удобре-
кг/га ловой нии нову нии
Контроль - - 10.0 - 8.3 -
ОТ - - 8.2 - 1.8 6.8 - 1.5
№К 60 89 18.7 + 8.7 14.7 +6.4
Навоз, 10 т/га 60 101 - - 14.4 +6.1
Навоз, 20 т/га 120 176 20.7 + 10.8 16.1 +7.8
Навоз + ОТК 180 203 32.4 + 22.4 25.9 +17.6
НСР05 4.0 3.6
Отметим, что количество калия в вариантах контроль и № возрастало за счет перехода необменной формы этого элемента в доступное растениям состояние, а также использования калия из подпахотных горизонтов почвы, что показано ранее в работах [10;12].
Между показателями содержания калия, определенными по методам Масловой и Кирсанова, в дерново-подзолистых почвах разного гранулометрического состава подтверждено наличие чёткой корреляционной зависимости. Коэффициент корреляции между рассматриваемыми методами составляет в легких почвах 11=0,98-0,99, в тяжелосуглинистой 0,90. Тесная корреляция этих методов, установленная на большом
количестве экспериментального материала, послужила А.Н. Орловой, В. Г. Прижуковой, P.A. Соколовой основанием для предложения соответствующих коэффициентов пересчёта: 1,25 - для результатов, полученных по методу Кирсанова, а 0,8 - для результатов, полученных по методу Масловой [13].
В таблице 3 приведены фактические и расчетные значения содержания калия, определенного в рассматриваемых образцах с использованием этих коэффициентов. Как видно из приведённых материалов, рассчитанные значения достаточно близки в количественном отношении. Как фактическое, так и расчетное определение содержания доступного калия в исследуемых почвах показывает, что при внесении среднегодовых доз К60-90 кг/га в составе органической и минеральной систем удобрения его количество варьирует от низкого до среднего уровня обеспеченности, кроме супесчаной почвы, где со временем (через 36 лет) количество доступного калия достигло повышенного уровня. С увеличением среднегодовых доз калия (K120-i8o) в составе органической и органоминеральной систем в исследуемых почвах отмечается очень высокая, высокая и повышенная обеспеченность доступным калием.
3. Фактическое и расчётное содержание доступного калия в дер-
Вариант опыта Средне- Содержание К2О0б„. Содержание К2Оп0Дв.
годовая (по Масловой), (по Кирсанову),
доза мг/100 г почвы мг/100 г почвы
к2о, фактиче- расчетное фактиче- эасчетное
кг/га ское ское
Дерново-подзолистая супесчаная (после 36 лет)
Контроль - 10.0 10.0 8.3 8.0
NP - 8.2 8.5 6.8 6.6
NPK 60 18.7 18.4 14.7 15.0
Навоз, 10 т/га 60 - - - -
Навоз, 20 т/га 120 20.7 20.1 16.1 16.6
Навоз + NPK 180 32.4 32.4 25.9 26.0
Дерново-подзолистая легкосуглинистая
Контроль - 5.2 3.8 3.0 4.2
NP - 4.3 2.0 1.6 3.4
NPK 89 7.0 6.5 5.2 5.6
Навоз, 15,4 т/га 89 7.0 9.8 7.8 5.6
NPK экв. навозу 89 8.2 8.1 6.5 6.6
Навоз + NPK 178 20.7 23.2 18.6 16.6
Дерново-подзолистая тяжелосуглинистая
Контроль - 11.5 9.5 7.6 9.2
NP - 12.6 11.8 9.4 10.1
NPK 86 13.8 10.5 8.4 11.0
NPK 123 15.6 16.0 12.8 12.5
NPK 160 15.7 16.0 12.8 12.6
Заключение. Представленные результаты определения калия свидетельствуют о том, что количественная характеристика калийного режима дерново-подзолистых почв неодинакового гранулометрического состава различна даже при внесении схожих доз калия в составе минеральных и органических удобрений. При сравнительной характеристике калийного питательного режима дерново-подзолистых почв с помощью двух методов (обменного К20 - по Масловой и подвижного - по Кирсанову) установлено, что определение обменного калия по методу Масловой более точно характеризует обеспеченность растений этим элементом, особенно на легких почвах. Основное количество доступного калия в дерново-подзолистых почвах представлено собственно обменными формами, наиболее полно вытесняемыми ионом аммония МТ/, а не протоном солянокислой вытяжки по Кирсанову [14]. Это объясняет расхождение результатов определения калия разными методами.
Как показывают результаты исследований, оба метода не отражают существенных изменений в содержании доступного калия в почвах при внесении невысоких среднегодовых доз К60-90 в составе органической и минеральной систем удобрения как на легких, так и на тяжелой почвах. С повышением среднегодовых доз (К120.18о) и интенсивности баланса калия в
составе органической и органоминеральной систем удобрения достоверное увеличение доступного калия отмечается только в почвах лёгкого гранулометрического состава (супесчаная и легкосуглинистая). В тяжелосуглинистой почве при внесении среднегодовой дозы К12з-1бо в составе минеральной системы удобрения, при более низком уровне интенсивности баланса калия увеличение содержания доступного калия недостоверно.
Проанализированный материал позволяет считать, что использование метода Кирсанова правомочно для массовых анализов. Однако следует отметить, что в каждом конкретном случае количество калия (мг/100 г почвы), извлекаемое при анализе этими методами, может различаться в зависимости от гранулометрического состава почв и доз внесения удобрений. Литература
1. Прокошев В.В., Дерюгин И.П., Ефремов E.H. О методах определения доступных форм калия в почве // Плодородие. -2005,- №5 (26).-С.15-18. 2. Сычёв В.Г. Возможности совершенствования градаций содержания «доступного» калия // Агрохимический вестник,- 2000,-№5. - С. 30-34. 3. Якименко В.Н. Калий в агроценозах Западной Сибири. - Новосибирск: изд-во СО РАН, 2003. - 230 с. 4. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрения. - М.: Ледум, 2000. -184 с. З.Никитина Л.В. Оценка калийного режима разных типов почв и эффективность калийных удобрений в длительных опытах: Дисс. канд. биол. наук,- М., 1994. -131 с. 6. Литвак Ш.И., Бабарина Э.А., Никитина Л.В. Баланс фосфора и калия в дерново-подзолистых почвах //Химизация сельского хозяйства. - 1991. -№10. - С.18-21. 7. Ва-
женин И.Г., Карасёва Г.Н. Об агрохимических методах определения подвижных форм калия в почвах // Почвоведение,- 1959,- №8,- С. 8790. 8. Жукова Л.М., Никитина Л.В. Калийный режим почв степной, сухостепной и пустынной зон // Агрохимия. - 1986. - №12,- С. 24-29. 9. Медведева О.П. К вопросу оценки обеспеченности растений доступным калием // Агрохимия. - 1987. - №1. - С.116-138. 10. Лукин СМ. Влияние длительного применения удобрений на показатели калийного состояния дерново-подзолистой супесчаной почвы // Эко-лого-агрохимическая оценка состояния калийного режима почв и эффективность калийных удобрений. Мат-лы науч.- практ. конф,- М.: ЦИНАО, 2002,- С. 47-52. 11. Иванов А.Н., H.A. Иванов, Воробьев В.А., Лямцева Е.Г. Изменение калийного состояния хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы при применении калий-дефицитной системы удобрения //Агрохимия,- 2009,- №4,- С. -21-26. 12. Лукин СМ. Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почвах: Дисс. д.б.н,- Владимир, 2009,- 405 с. 13. Орлова АН., Прижу-кова В.Г., Соколова P.A. Корреляционная связь и количественное соотношение между содержанием калия при определении различными методами //Химия в сельском хозяйстве,- 1974,- №4. - С. 50-54. 14. Соколова ТА., Козлова О.Н., Прокошев В.В., Носов В.В. Возможные механизмы извлечения калия при использовании различных вытяжек для черноземов и дерново-подзолистых почв разного гранулометрического и минералогического состава // Эколого-агрохимическая оценка состояния калийного режима почв и эффективность калийных удобрений. Мат-лы науч.- практ. конф,- М.: ЦИНАО, 2002,- С. 227-234.
COMPARISON OF METHODS FOR ASSESSING THE POTASSIUM STATUS OF SODDY-PODZOLIC SOILS WITH
DIFFERENT TEXTURES
L.V. Nikitina1, S.M. Lukin2, MP. Listova1
'Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agricultural Chemistry, Russian Academy of Agricultural Sciences,
ul. Pryanishnikova 31a, Moscow, 127550 Russia 2All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat, Russian Academy of Agricultural Sciences, Vyatkino, Sudogda raion, Vladimir oblast, 601390 Russia
Two standardized methods for determining exchangeable potassium in soddy-podzolic soils of different textures have been compared. Keywords: soddy-podzolic soils, long-term experiments, methods of determining exchangeable and mobile potassium in soils, potassium rates, potassium balance intensity.
