CC BY
163
УДК 631.82:631.416.4:631.445.24 (470.53)
П.А. Лейних, доцент, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА КАЛИЙНЫЙ РЕЖИМ В ДЕРНОВО-МЕЛКОПОДЗОЛИСТОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ ОПЫТНОГО ПОЛЯ ГНУ «ПЕРМСКИЙ НИИСХ» РОССЕЛЬ-ХОЗАКАДЕМИИ
Введение. В последние годы в России постоянно нарастает дефицит доступного калия в почве. Это вполне закономерно при ничтожных дозах удобрений и ежегодном выносе калия урожаем не менее 20 кг К2О на га.
Одной из причин, сдерживающих применение калийных удобрений, является недооценка значимости информации о содержании форм калия в почве, важной составляющей почвенного плодородия [1].
Для рационального применения калийных удобрений необходимо иметь правильное представление о запасе и формах почвенного калия, а также о его изменении в почве при внесении удобрений [2].
В почве калий находится в нескольких взаимно равновесно связанных формах: водорастворимый, обменный и необменный. Первые две формы являются доступными для потребления растениями. Необменный калий не доступен растениям и является запасным источником калия в почве для растений. Эта форма может использоваться растениями по истечении длительного времени, потому что крепко фиксирована коллоидами почвы [3].
Для получения высокого урожая необходимо содержание калия выше 150 мг/кг. На разных почвах содержание и действие форм калия не одинаковое. Прогноз действия калия в почве на растение может дать определение калийного режима почвы.
Для качественного анализа состояния калийного режима необходим комплекс показателей, включающих параметры, характеризующие различные аспекты калийного состояния почв, при этом для каждого типа почвы существует свой набор наиболее существенных параметров анализа [4].
Таким образом, анализ данных свидетельствует о сложном характере зависимости запасов различных форм калия в почве от доз
удобрений. Темпы накопления различных форм калия во многом зависят от генетических особенностей почв, доз и продолжительности применения калийных удобрений, уровня азотно-фосфорного фона, биологических особенностей возделываемых культур. Однако опубликованные данные длительных опытов в преобладающем большинстве случаев характеризуют эффективность низких и средних доз калийных удобрений, которые не обеспечивают одновременно повышение урожайности и существенное улучшение калийного состояния дерново-подзолистых почв. Это затрудняет прогнозирование темпов накопления доступного растениям калия в почве, в зависимости от доз и продолжительности применения калийных удобрений в севооборотах. В задачи исследований длительного опыта входило: изучить действие возрастающих доз калийных, а также азотных, фосфорных удобрений на калийное состояние дерново-мелкоподзолистой окультуренной почвы; выразить выявленные закономерности в форме математических моделей, позволяющих прогнозировать влияние удобрений на калийный режим почвы; исследовать количественную зависимость между основными показателями калийного состояния почвы при изменении их под влиянием удобрений.
Внесение 1т К2О калийных удобрений, по данным научных учреждений Геосети опытов с удобрениями, обеспечивает получение прибавки урожая зерна 2-3т, картофеля - 2035т.
По данным ВИУА, ЦИНАО и других учреждений, долевая прибавка от калийных удобрений при внесении полного минерального удобрения (№К) составляет для яровой пшеницы 15 % (1759 опытов), картофеля -31% (1364 опыта).
Для оценки изменения калийного состояния почвы под влиянием систематического применения разных доз удобрений в вариантах длительного опыта необходимо определить следующие показатели: обменный калий, водорастворимый калий. На основании экспериментальных данных рассчитать уравнения регрессии, характеризующие особенности действия удобрений на калийное состояние почвы.
Методика. Для изучения влияния применения минеральных удобрений на калийный режим дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы был заложен опыт в ГНУ «Пермский НИИСХ» Россельхозакадемии в 2012 году на базе долгосрочного опыта в течение 1979-2012 гг. в звене 8-польного севооборота: пар чистый, озимая рожь, картофель, пшеница + клевер, клевер 1г.п., клевер 2г.п., ячмень, овес.
Почва опытного участка дерново-
мелкоподзолистая тяжелосуглинистая на покровных отложениях. Агрохимическая характеристика почвы (в слое 0 - 25 см) - гумус 2,2 %, рНКС1 - 5,1; Р2О5 - 185 мг/кг, К2О -160 мг/кг.
Схема опыта представляет выборку 1/9 части вариантов из 216 (6х6х6). Варианты
обозначены символами, обозначающими кодированные дозы азота, фосфора, калия (например, 111 обозначает N^1^). За единичную дозу (1) принято 30 кг/га д.в. каждого элемента (например, 222, обозначает
К60Р60К60). Повторность вариантов 2- кратная. Размещение вариантов в натуре блочное. Размер общей делянки 120 м2, учетной - 72 м2. В качестве удобрений применяются: мочевина, простой суперфосфат, хлористый калий. Удобрения вносятся по схеме опыта поделя-ночно, вручную под предпосевную культивацию. Агротехника в опыте общепринятая для культур центральной зоны Пермского края.
Отбор почвенных образцов для определения показателей проанализированы следующими методами: подвижные соединения калия - по методу Кирсанова (ГОСТ 26207 -91); водорастворимый калий - по методике Александровой; необменный калий - по методике Пчелкина.
Результаты и обсуждение. Урожайность картофеля приведена в таблице 1, рис. 1-2. Наибольшая прибавка (6,9 т/га) получена при внесении К150Р150К150. Окупаемость полного удобрения в этом варианте составила 15 кг/кг действующего вещества.
Таблица 1
Урожайность картофеля сорт Невский (расчетные данные), 2012 г.
Вариант Урожайность, т/га Прибавка к контролю Окупаемость на 1 кг, кг
т/га % №К азота калия
Без удоб. 15,80
^0р30К30 18,06 2,26 14,30 25 45 30
^0р 60К60 19,88 4,08 25,82 23 38 30
^0Р 90К90 21,26 5,46 34,56 20 31 30
^20Р120К120 22,20 6,40 40,51 18 23 30
^50Р150К150 22,70 6,90 43,67 15 16 30
^0Р60К120 21,68 5,88 27,12 25 38 30
^0Р60К150 22,58 6,78 31,27 25 38 30
^0Р90К120 22,16 6,36 29,33 21 31 30
^0Р90К150 23,06 7,26 32,76 22 31 30
Без внесения удобрений урожайность картофеля составила 15,8 т/га. При внесении возрастающих доз минеральных удобрений урожайность картофеля увеличивается на 2,26 - 6,90 т/га. Среднерекомендуемая доза
удобрения для картофеля - N60.90P60-90K100.160.
Повышение доли калия на фоне азотнофосфорных удобрений 60 - 90 кг д.в./га повышает урожайность культуры до 21,58 -23,06 т/га.
Рис. 1. Влияние минеральных удобрений на прибавку урожайности картофеля, т/га
Рис. 2. Оплата 1 кг удобрения прибавкой урожая, кг
По нашему мнению, калий имеет большое значение для процесса фотосинтеза, белкового и углеводного обмена, существенно влияет на величину урожая картофеля, повышает устой-
чивость картофеля к болезням. При внесении возрастающих доз калия на фоне № (рис. 3), прибавка урожая картофеля увеличивалась от
К60-150.
Рис. 3. Влияние доз калийных удобрений на прибавку урожайности картофеля, т/га
При рассмотрении вопросов питания картофельного растения надо иметь в виду, что обеспеченность культуры калием зависит также от содержания питательных элементов в почве.
В почве калий находится в нескольких взаимно равновесно связанных формах. Для анализа калийного режима дерново-
мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы были определены водорастворимая, обменная и необменная формы калия по фазам развития картофеля.
1,0 4,0 7,0 10,0 13,0 16,0
Рис. 4. Содержание водорастворимого калия, мг/кг
Водорастворимый калий является наиболее доступным для питания растений. Появляется в почве, главным образом, вследствие химического и биологического воздействия на почвенные минералы, а также их гидролиза.
По результатам наших исследований на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой окультуренной почве в варианте без удобрений сформировалось 10,6 мг/кг водорастворимого калия (рис. 4), оптимальные условия для роста и развития картофеля сформировались при
внесении ^0-90Р60-90К120-150.
Обменный калий — поглощенный почвенными коллоидами, ему принадлежит основная роль в питании растений.
По результатам наших исследований на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой окультуренной почве в контрольном варианте опыта сформировалось 160 мг/кг обменного калия. При длительном применении возрастающих доз минеральных удобрений произошло повышение содержания обменного калия от 169 до 207 мг/кг почвы. В динамике содержание обменного калия имеет следующую закономерность, внесение минеральных удобрений в дозе ^0Р30К30 - N^150^50 увеличивает содержание обменного калия до 185
- 244 мг/кг почвы. Внесение повышенных доз калийных удобрений ^0Р60К120-150 увеличивает содержание обменного калия до 278 мг/кг почвы.
Необменный калий почвы - форма калия, которая входит в состав почвенных минералов, может использоваться растениями, однако только со временем, потому что крепко фиксируется почвенными коллоидами и является основным резервом калийного питания растений. Из вносимых калийных удобрений в некоторых почвах может фиксироваться до 40-80% вносимого калия. Это является причиной уменьшения затрат почвенного калия на формирование единицы урожая.
По результатам наших исследований на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой окультуренной почве в варианте «без удобрений» сформировалось 170 мг/кг необменного легкогидролизуемого калия.
До внесения удобрений содержание необменного легкогидролизуемого калия в вариантах ^0Р30К30 - ^50Р150К150 увеличилось от 178 до 214 мг/кг почвы. Внесение высоких доз удобрений способствует переходу калия из подвижной формы в необменную.
Внесение повышенных доз калийных удобрений ^0Р60К120_150 увеличивает содержание необменного легкогидролизуемого калия
до 215 мг/кг до внесения удобрений, и 255 мг/кг почвы через 14 дней после внесения
- 248 в фазу бутонизации, соответственно.
Наибольшее содержание необменного легкогидролизуемого калия в течение вегетации сформировалось в варианте ^0Р90К120_150.
Усилиями ведущих ученых-почвоведов и агрохимиков И.В. Тюрина, А.В. Соколова и др., А.В. Петербургского [5] в нашей стране был возобновлен балансовый метод оценки состояния химизации, который сразу же выявил наличие серьезного дефицита питательных веществ в почве. Уже согласно первым ориентировочным расчетам А.В. Петербургского дефицит составил по К2О - 33,8 кг/га; при допустимости по Д.Н. Прянишникову дефицита К2О - 20-22 кг/га.
Систематическое и длительное применение калийных удобрений позволяет создать условия устойчивого калийного режима. С увеличением доз калия в опыте возрастают прибавки урожая и вынос калия. При этом баланс калия становится положительным при средней дозе К2О за ротацию севооборота 90 кг/га. При отрицательном балансе установлено увеличение содержания обменного калия в почве, необменного калия и калия, вынесенного культурой [1]. Вероятной причиной этого является не столько усиленное использование почвенного калия из его труднодоступных форм, сколько усвоение растениями калия из всего корнеобитаемого слоя почвы, в котором заметить изменения очень сложно. Калий же удобрений, вносившийся в пахотный слой, там поглощался, способствуя увеличению общего количества обменного калия. Более половины внесенного калия обнаружено в нижних горизонтах почвы, особенно по высоким дозам.
На основании расчетов баланса было установлено, что для дерново-подзолистых суглинистых почв предельной величиной дефицита баланса калия в среднем для полевого севооборота следует считать величину 17-20 кг/га. Ее превышение ведет к деградации почвы.
Литература
1. Прокошев В.В. Калий и калийные удобрения / В.В. Прокошев, И.П. Дерюгин - М, 2000.- 181с.
2.Демин В.А. Формы калийных соединений в дерново-подзолистой почве при длительном применении удобрений / В.А. Демин, Ауду Муса //Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии - 2002. № 4. - С. 41 - 50.
3. Дьяков В.П. Формы калия в дерново-подзолистых почвах Предуралья при длительном применении удобрений / В. П. Дьяков // Труды ПСХИ. 1972. - С. 148 - 156
4.Никитина Л.В. Оценка калийного режима разных типов почв и эффективность калийных удобрений в длительных опытах// Автореф дисс. канд. б. н. М.: ВИУА, 1994.- 22с.
5.Петербургский А.В. Обменное поглощение в почве и усвоение растениями питательных веществ / . А.В. Петербургский - М.: Высшая школа,- 1959. - 350 с.
БОТАНИКА И ПОЧВОВЕДЕНИЕ
