Статья опубликована в №88 (декабрь) 2020
Разделы: Сельское хозяйство
Размещена 07.12.2020. Последняя правка: 07.01.2021.
Просмотров - 907

СОДЕРЖАНИЕ КАЛИЯ В ЧЕРНОЗЕМЕ ТИПИЧНОМ ТЯЖЕЛОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ УКРАИНЫ

Кучер Лариса Ивановна

к.с.-х. наук, доцент

НУБиП Украины

доцент

Ковальчук А., магистр кафедры почвоведения и охраны почв НУБиП Украины

УДК 631.416.4

Калий - один из важных элементов питания растений. Он участвует в белковом и углеводном обмене, активизируя синтез ряда ферментов и одну из первых реакций фотосинтеза - образование аденазин-трифосфата (АТФ) и необходим для образования в растениях хлорофилла, повышает стойкость растений к болезням и вредителям [9]. Среди многих елементов, участвующих в почвенно-геохимических процессах, этому элементу принадлежит особая роль [13]. Его поведение в почвах адекватно отражает как динамические, так и статистические изменения в условиях почвообразования и направления трансформационных преобразований в почве. Неоднократно исследователи, занимавшиеся калием в почве показывали, что содержание и формы этого элемента в почвах определяются минералогическим и гранулометрическим составом материнских пород, зональной специфичностью и интенсивностью антропогенных факторов, в том числе и применением удобрений и мелиорантов, осушением и орошением, развитием эрозионных процессов [5]. В целом, суглинистые почвы содержат 2,0-2,5% калия, тогда как некоторые песчаные почвы до 0,2-0,3% [12]. И задачи по изучению механизма извлечения калия из почвы в растение ставили перед собой многие исследователи [4] связывая его содержание подвижной формы с содержанием доступной для растений влаги [8]. Это дает возможность проходить процессам диффузии, при которой происходит поглощение растениями этого элемента [7].

Знание содержание различных фракций калия в почвах имеет важное значение в управлении этим элементом в системе земледелия [2]. Считается, что наши почвы не имеют дефицита доступного калия в связи с доминированием illitic глинистого минерала, что провоцирует фермеров не вносить калийные удобрения в почву, так как калий мобилизуется с необменных форм  [11]. Но увеличение посевов пропашных культур в системе севооборотов привело к оттоку доступных форм калия из почвы и таким образом увеличив чувственность растений к нему при применении калийных удобрений.

Черноземы типичные составляют главный земельный фонд лесостепной зоны и они подлежат при их сельскохозяйственном использовании  процессам деградации, так как внесение удобрений, особенно калийных, в хозяйствах резко сократилось на фоне увеличения в севообороте технических культур которые навсегда выносят его из почвы  [6]. В связи с этим одним из актуальных вопросов исследований в почвоведении есть изучение резервов элементов почвах, которые задействованы  в земледелии для своевременного выявления этого процесса и предотвращения. С другой стороны, недостаточное регулирование доз и соотношений удобрений, невозврат выноса элементов питания урожаями, приводит к снижению плодородия, нарушению почвенных процессов, ухудшению экологического состояния, что особенно актуально в наше время.

Материалы и методы. Было проведено исследование зональной почвы лесостепной зоны Украины - чернозёма типичного тяжелосуглинистого на лессе в Чернухинском районе, Полтавской области. Были заложены разрезы для изучения морфологических признаков и отбора образцов. Для изучения запасов калия определяли валовой калий - методом Смита, водорастворимый калий - в водной вытяжке, обменный - по методу Масловой, необменный - по методу Пчелкина. Выделение илистой фракции почв по методике выполнения измерений ММВ 31-497058-003-2001 "Выделение ила методом центрифугирования в модификации ННЦИГА, расчет резервов калия проводили за Горбуновым [10].

Результаты. Основная масса калия в почве представлена ​​в форме труднорастворимых первичных минералов - алюмосиликатов: ортоклаза и микроклина, мусковита и биотита, лейцита, нефелина и др. [3]. При сильном прокаливании почвы в смеси с хлористым аммонием и углекислым кальцием силикаты разлагаются. В результате спекания калий и натрий переходят в форму легкорастворимых хлоридов, а кремнекислота, аммоний, железо, марганец, магний, фосфорная кислота - в сплав, нерастворимый в воде.

Запасы валового калия в исследуемой почве составляют 89,8 т/га в верхнем корнеобитаемом слое почвы (Таблица 1).

Таблица 1. Содержание и запасы валового калия (за Смитом) в черноземе типичном тяжелосуглинистом на лессе

 

Однако, высокие запасы валового калия не указывают на высокую обеспеченность растений калийным питанием [13]. В почвах одновременно протекают два противоположных процесса: с одной стороны - под влиянием химических и биологических процессов проходит выветривание калийсодержащих минералов, который сопровождается увеличением водорастворимого и обменного калия, с другой - идет процесс поглощения калия почвенными коллоидами. Соотношение этих процессов в почве, в значительной степени, будет определять потребность в калийных удобрениях и их эффективности.  

Наиболее активной частью почвы, от которой во многом зависит ее агрофизические и физико-химические свойства и, в конечном итоге, - плодородие, является илистая фракция. Горбунов отмечает, что минералогические анализы почвы можно заменить, в некоторой степени, химическими и механическими [10]. Глинистые минералы, типа гидрослюд, составляют фракцию < 0,001мм черноземных почв. Середина отмечает, что в этой фракции сосредоточен калий, который в первую очередь усваивается растениями [13]. Содержание фракции ила в исследуемой почве уменьшается по профилю. Также накопление валового калия в верхнем генетическом горизонте чернозема, очевидно, связано с непрерывным биологическим накоплением его в аккумулятивном горизонте в процессе почвообразования, а также с более высоким содержанием гумуса. Не менее важным является и повышенное содержание гидрослюд в гумусово-аккумулятивном горизонте черноземов. Иллитизация минералов, способных набухать, проходит в результате фиксации биогенного калия.

В чернозёме состав илистой фракции мало варьирует по профилю: преобладают гидрослюдистые минералы, смешанные слюдо-смектитовые образования, каолинит, хлорит, полтора оксиды - гетит и гиббсит в верхней части профиля. Также илистая фракция чернозема содержит высокодисперсный кварц. Наблюдается некоторое увеличение вниз по профилю минералов монтмориллонитовой группы и уменьшения гидрослюды. Это объясняется иллитизацией набухающих минералов в результате фиксации калия, а также гидратацией слюды.

С целью оценки доступности запасов калия для растений было проведено дифференцированный их учет по Горбунову [10] (табл. 2).

 Таблица 2.Резервы калия в черноземе типичном тяжелосуглинистом в слое 0-100 см

Как показывают расчеты в потенциальном резерве гумусово-аккумулятивного горизонта исследуемого чернозёма сосредоточено 70% калия от общего резерва. Этот калий связан с частичками более 0,001мм в основных и кислых полевых шпатах, крупнозернистых слюдах и представляет собой труднодоступный запас этого элемента. Калий потенциального резерва малоподвижный и изымается в течение долгого времени потому, что процессы выветривания в условиях Лесостепи Украины проходят достаточно медленно. Он постепенно переходит в ближний и непосредственный резервы.

Основным источником пополнения доступного для растений калия является ближний резерв, в котором содержится 39% калия от общего запаса в верхнем генетическом горизонте чернозёма. Этот резерв содержит калий, содержащийся в глинистых минералах почв.

Наиболее важным для питания растений есть запас легкорастворимых форм калия в почве — это так называемый непосредственный резерв, что составляет весьма незначительную количество калия от общего резерва - 0,7%.

Выводы. Ближний резерв, который является источником пополнения доступного калия в черноземе типичном содержит менее 50% калия от общего резерва (39%), что показывает на калийное истощение черноземов, поскольку все формы находятся в подвижной равновесии. Валовый калий тонкодисперсной фракции был рассчитан исходя из содержания его в гидрослюдах (6%) и составил 2,6%, а содержание самой фракции равняется содержанию глинистых минералов- 23%.

1. Darunsontaya T., Suddhiprakarn A., Kheoruenromne I., Prakongkep N., Gilkes R.J. The forms and availability to plants of soil potassium as related to mineralogy for upland Oxisols and Ultisols from Thailand // Geoderma, 170, 2012.- Р.11–24.
2. Habib F., Saleem Ifra, Javid S., Ahmad Z.A. Potassium dynamics in soil under long term regimes of organic and inorganic fertilizer application // Soil & Environmen. Vol. 33 Issue 2, 2015.- Р.110-115.
3. Luo J., Jackson M. Potassium release on drying of soil samples from a variety of weathering regimes and c clay mineralogy in China // Geoderma, 35(3), 1985.-Р. 197–208.
4. Maha Mohamed El-Sayed Ali and Rasha El- Meihy. Microbiological Indicators of a Clayey Soil Planted with Wheat (Triticum aestivum L.) as Affected by Potassium Fertilization and Different Water Regimes // Research Journal of Soil Biology, 7, 2015.- Р. 72-83.
5. Peterburgsky A.V., Yanishevsky F.V. Transformation of forms of potassium in soil during long-term potassium fertilization // Plant and Soil, 15(3), 1961.- Р. 199–210.
6. Rutkowska A. Sensitivity of plant and soil indices in evaluating the long-term consequences of soil mining from reserves of phosphorus, potassium, and magnesium // Communications in Soil Science and Plant Analysis, 44 (1–4), 2013.-Р. 377–389.
7. Titus A., Pereira G. Potassium dynamics in coffee soils. EcoFriendly Coffee // Geoderma. Volume 35, Issue 3, 2016.- P. 197-208.
8. Zeng Q. and Brown P.H. (2000) Soil Potassium Mobility and Uptake by Corn under Differential Soil Moisture Regimes //Plant and Soil, 221, Р. 121-134.
9. Возбуцкая А.Е. Химия почвы. Москва, Высшая школа, 1964. - 428 с.
10. Горбунов Н.М. Минералогия и коллоидная химия почв. М.: Наука, 1974.– 231 с.
11. Господаренко Г.М., Никитина О.В., Крывда И.Ю. Содержание и запасы подвижных форм калия в почве после длительного применения удобрений в полевом севообороте // Вестник Сумского национального аграрного университета. №11, 2013.- С.51-56.
12. Замятин С.А., Изместьев В.М. Баланс калия в почве в полевых севооборотах. // Владимирский земледелец. Издательство: Владимирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. №3(65), 2013.- С.17-18.
13. Середина В.П. Резервы калия в почвах западно-сибирской равнины // Вестник Томского государственного университета. Биология. №1 (21), 2013.-С. 7-21.

Рецензии:

8.12.2020, 11:04 Сазонов Николай Сергеевич
Рецензия: Статья Кучер Ларисы Ивановной и Кислого Д. изложена на достаточно актуальную тему. Авторы провели серьезные исследования и наблюдения, которые представили в таблицах. В условиях нынешней экономической ситуации мало кто обращает внимание, что делается в почве и вообще не смотрят на запас питательных веществ в ней. А ведь постоянно использовать почву не внося соответствующего количества удобрений и приводит к истощению ее и деградации. Статью рекомендую к публикации.

10.12.2020, 14:54 Микаберидзе Малхаз Шотаевич
Рецензия: Калий один из важных элементов питания растений, оно повышает стойкость растений к болезням и вредителям и участвует в почвенно-геохимических процессах. Знание содержание различных фракций калия в почвах имеет важное значение в системе земледелия. Автором статьи определено содержание мелкодисперсной фракции чернозема типичного, общего калия в этой фракции и в почве в целом. Подсчитаны запасы калия в метровом слое исследованной почвы. Статья имеет весьма актуальное значение для развития сельского хозяйства. Статья подготовлена основательно. Аннотации полностью отражают содержание научной статьи. Библиография статьи презентабельная и содержит квалифицированные научные источники. К публикации в научном журнале рекомендовано полностью. Автору желаю успехов. С уважением - Микаберидзе Малхаз Шотаевич - Государственный Университет Акакия Церетели, кандидат технических наук, академический доктор, профессор.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий