Влияние длительного применения удобрений на динамику калия в зерносвекловичном севообороте

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ДИНАМИКУ КАЛИЯ В ЗЕРНОСВЕКЛОВИЧНОМ СЕВООБОРОТЕ

В.В. Никитин, А.В. Акинчин, Н.А. Линков, С.А. Линков

Аннотация. На черноземе типичном содержание кислотнорастворимой формы калия практически не изменилось за две ротации севооборота. Содержание воднорастворимого калия в пахотном слое почвы снизилось на всех вариантов за исключением повышенного уровня удобренности - 96-120 кг/га. Степень подвижности калия возросла в разы и тем сильнее, чем выше доза.

Ключевые слова: подвижный калий, воднораство-римый калий, степень подвижности калия, почвенный профиль, навозный фон, уровень удобренности.

В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства первостепенное значение приобретает проблема управления плодородием почвы. Практическое решение ее не ограничивается мобилизацией природных ресурсов земельных угодий, а обеспечивается возвратом и возмещением использованной их части, дополнительной энергией агроэкосистемы и улучшением условий для повышения продуктивности фотосинтеза за счет комплексного и системного использования всех известных путей, применения новых методов повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

В Центрально-Черноземном регионе имеется значительное количество данных по влиянию удобрительных средств на поведение соединений калия в черноземах. Однако при изучении калийного режима исследователи обычно ограничивались его кислотнорастворимой формой, хотя не всегда имеется хорошая зависимость между этим параметром, урожаем культур и эффективностью калийных удобрений. Кроме того, поведение почвенного калия, как элемента вступающего в обменные реакции с ППК, чаще всего наблюдают в пахотном горизонте почвы, в то время как имеются результаты длительных опытов, свидетельствующих о миграции этого элемента по профилю черноземов.

Для правильной оценки калийного состояния почвы необходимо использовать несколько показателей; ведущий - обменный калий. Для интерпретации данных по содержанию обменного калия и корректировке доз удобрений желательно использовать следующие показатели: легкоподвижный калий(метод ВИУА), обмен-нопоглощенный (метод Пчелкина), необменный калий (метод Гедройца или Пратта).

Опыты проводили на черноземе типичном со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса (по Тюрину) - 6,03%, рН(КС1) - 6,1; Нг (по Каппену) - 1,67 мг-экв. на 100 г почвы; сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) - 39 мг-экв. на 100 г почвы; N л/г (по Корнфильду) - 145 мг/кг; Р205 (по Чирикову) -54 мг/ кг; К20 (по Чирикову) - 116 мг/кг; степень подвижности фосфора (по Карпинскому-Замятиной) - 0,08 мг/л; степень подвижности калия (в 0,005 н СаС12) - 2,1 мг/л.

Стационарный опыт был заложен в пятипольном зерносвекловичном севообороте со следующим чередованием культур: горох, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень, кукуруза на силос. Схема опыта включает в себя два блока: безнавозный и с применением органических удобрений - 8 т/га в среднем за ротацию. Минеральные удобрения вносили в диапазоне 48-120 кг/га севооборотной площади под сахарную свеклу, озимую пшеницу и кукурузу; навоз в дозе 40 т/га - под сахарную свеклу. Уровень применяемых минеральных удоб-

рений позволял получить максимальную продуктивность севооборота при зональной влагообеспеченности.

Как показали многочисленные исследования, для бездефицитного баланса калия необходимо вносить в среднем на гектар севооборотной площади 90-180 кг К20. Однако трансформация различных форм калия в почве имеет сугубо региональный характер. При внесении калийных удобрений увеличивается на 30-50% -обменный калий, на 1-7% - необменный. Необменный калий слабо диффундирует из внутренних к периферийным областям решетки глинистых минералов [1.-С.64; 2.-С.21]. На черноземах ЦЧЗ и Украины не отмечено снижение калия в почве на делянках без внесения удобрений [3.-С.112; 4.-С.194; 5.-С.159]. Однако в ряде опытов на вариантах с отрицательным балансом калия содержание его обменной формы снизилось [6.-С. 188; 7.-С.83].

В наших опытах наличие подвижного калия в варианте без удобрений несколько увеличилось для пахотного и подпахотного горизонтов, но снизилось для более глубоких слоев (таблица 1). Такая же закономерность имела место и при внесении навоза в дозе 8 т/га севооборотной площади. Разумеется, эти изменения недостоверны и могут квалифицироваться как тенденция, однако нулевую гипотезу можно аргументировано принять лишь при двух условиях: увеличить объем выборки (в нашем конкретном случае - повторность), либо время наблюдения. Во всяком случае, вовлечение в наблюдение только пахотного слоя, не дает объективной информации.

Таблица 1 - Изменение содержания подвижного калия в почве за две ротации севооборота, мг/кг к исходному_

Глубина, см Исходное содержание (№К)0 (№К)48 (№К)96 (№К)120

Без навоза

0-40 114 +3 +8 +16 +20

0-60 112 +1 +4 +10 +13

60-100 106 -9 -10 -2 -1

0-100 110 -3 -2 +6 +8

Навоз, 8 т/га

0-40 114 +6 +13 +26 +26

0-60 112 +4 +8 +21 +19

60-100 108 -3 -8 0 +2

0-100 110 +1 +2 +13 +13

НСР05 = 5 мг

Минеральные удобрения повысили содержание подвижного калия в верхних слоях чернозема и при отрицательном балансе этого элемента за две ротации севооборота, при этом существенное увеличение имеет место лишь при внесении 96-120 кг/га №К. Необходимо отметить, что органические удобрения вносят свои коррективы в миграцию калия по почвенному профилю. Если процесс убыли этой формы калия при внесении одних промышленных туков несколько "смягчается", то при совместном внесении 96 кг №К процесс индифферентен, а по дозе 120 кг имеет место депонирование до глубины одного метра.

Содержание воднорастворимого калия в пахотном слое увеличивается только при внесении 96 и более килограммов его на гектар севооборотной площади, На остальных вариантах зафиксирована убыль, особенно заметная в подпахотном слое (таблица 2). Совместное внесение максимальной дозы минеральных удобрений

на фоне навоза повысило содержание воднораствори-мой формы калия на глубину одного метра, что весьма существенно, учитывая, что это наиболее доступный ресурс.

Таблица 2 - Изменение содержания воднораствори-мого калия в почве за две ротации севооборота, мг/кг к

Огепень подвижности калия увеличилась на всех вариантах и на всех глубинах (таблица 3), и этот прирост весьма заметен. Если содержание кислотнораство-римого калия в пахотном слое возросло за две ротации даже по максимальной дозе на 23% к исходному, а вод-норастворимого - на 11%, то степень подвижности - в 1,7-2,1 раза.

Своеобразна роль навоза в распределении "подвижного" калия по профилю почвы. На навозном фоне содержание этого параметра безусловно увеличивается до глубины 60 сантиметров, в более глубоких слоях степень подвижности уменьшается по сравнению с безнавозным фоном. По всей вероятности, гумусовые кислоты, накапливающиеся в основном в верхних горизонтах, "схватывают" эту, скажем так, фракцию калия, не давая ей мигрировать в глубину.

Кажущаяся алогичность поведения калия при отрицательном балансе этого элемента с точки зрения элементарной арифметики объясняется, по нашему мнению, следующими обстоятельствами. Соединения калия, считающиеся доступными и определяемые химическим путем, составляют ничтожно малую долю от валового количества этого элемента в черноземе. Например, по нашим исследованиям, в черноземе типичном на необменный калий (по Пчелкину) приходится 4,3% от валового, на обменный (по Масловой) - 1,1%, на подвижный (по Чирикову) - 0,5%, на воднораство-римый (по Александрову) - 0,06%.

Каждая почва в соответствии со своими первичными параметрами характеризуется определенным устойчивым равновесием (стационарным) калийного режима,

который определяет стабильное содержание в почве форм калия [8.-С.43; 9.-С.146; 10.-С.65]. Почва стремится вернуться к устойчивым соотношениям форм калия при тех или иных внешних воздействиях, вызывающих их положительные или отрицательные отклонения от стационарных значений. И большие запасы валового калия позволяют путем его трансформации поддерживать генетический статус по принципу го-меостаза экосистемы.

Таким образом, на черноземе типичном юго-степной части ЦЧР в пятипольном зерносвекловичном севообороте использование пашни без применения удобрений за две ротации не изменило достоверно содержание подвижного калия. С увеличением доз минеральных удобрений обеспеченность почвы кислотнора-створимым калием повышалась как на фоне навоза, так и на безнавозном фоне, при этом положительная роль навоза несомненна. Содержание воднорастворимой формы калия возросло за десять лет в слое 0-40 см лишь при внесении 96-120 кг NPK на гектар севооборотной площади. Степень подвижности калия почвы за десять лет на вариантах без минеральных удобрений несколько повысилась, внесение же минеральных удобрений на фоне навоза и на безнавозном фоне увеличила этот показатель в 1,7-2,1 раза.

Список использованных источников

1 Языкова А.Г. О влиянии минеральных удобрений на трансформацию калия в почве // Сб. Тр. Харьковского СХИ, вып. 314. - Харьков, 1985. - C. 61-68.

2 Чуян Г.А., Ермаков В.В., Чуян С.И. Влияние эродиро-ванности и применения удобрений на содержание форм калия в типичном черноземе // Агрохимия. - 1986. - № 10. - C. 14-22.

3 Алексеева Е.Н. Влияние длительного применения удобрений на почвенное плодородие и урожай культур на средневыщелоченном черноземе в зоне неустойчивого увлажнения // Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. - М.: Колос, 1978. - C. 99-117.

4 Гетманец А.Я., Пашова В.Т., Турчин В.В. Баланс питательных элементов в интенсивных севооборотах в Степной зоне УССР // Повышение плодородия почв и продуктивность сельского хозяйства при интенсивной химизации. - M: Наука, 1983. - C. 192-195.

5 Музычкин Е.Т., Потапова А.И., Рябинина В.М. Роль удобрений и севооборотов в регулировании плодородия мощных черноземов и круговорота питательных веществ в земледелии // Повышение плодородия почв и продуктивности сельского хозяйства при интенсивной химизации. - М.: Наука, 1983. - C. 152-159.

6 Дука В.И., Дука Л.В., Гутыря С.Т. Действие длительного систематического применения удобрений при интенсивном использовании земли на урожай культур, его качество и плодородие почвы в условиях Западной Лесостепи УССР // Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. - М.: Колос, 1978. -C. 174-192.

7 Герасимов В.А., Бойко А.В., Золотов В.И. Влияние основных видов удобрений и сравнительное действие навоза и минеральных удобрений и их сочетаний на продуктивность севооборота и свойства выщелоченных черноземов Пензенской области // Результаты исследований в длительных оп. с удобр. по зонам страны. Вып. 21. - М., 1988. - C. 18-110.

8 Никитин В.В. Определение калия по методу Чирикова в черноземах Воронежской области // Сб. науч. работ НИИСХ ЦЧП. - Каменная Степь, 1975, т. VIII, вып. 1. - C. 40-44.

9 Никитин В.В. К методике определения калия по методу Чирикова в почвах Центрально-Черноземной зоны // Агрохимия. - 1986. - № 2. - C. 144-146.

исходному

Глубина, см Исходное содержание (NPK)0 (NPK)48 (NPK)96 (NPK)120

Без навоза

0-40 12,9 -0,6 -0,1 +1,0 +1,2

0-60 12,4 -0,8 -0,3 +0,8 +0,2

60-100 10,2 -1,7 -1,4 +0,2 -0,9

0-100 11,6 -1,1 -0,7 +0,6 -0,2

Навоз, 8 т/га

0-40 12,9 -0,5 -0,6 +0,8 +1,0

0-60 12,4 -0,8 -1,1 -0,4 +0,4

60-100 10,2 -1,1 -1,1 -1,1 +0,1

0-100 11,5 -0,9 -1,1 -0,6 +0,3

НСР05 = 0,4 мг

Таблица 3 - Изменение степени подвижности калия в почве за две ротации севооборота, мг/л к исходному

Глубина, см Исходное содержание (NPK)0 (NPK)48 (NPK)96 (NPK)120

Без навоза

0-40 2,6 +0,7 +1,1 +1,7 +1,9

0-60 2,4 +0,4 +1,0 +1,5 +1,7

60-100 2,2 +0,5 +0,5 +0,7 +0,8

0-100 2,3 +0,6 +0,9 +1,2 +1,4

Навоз, 8 т/га

0-40 2,6 +0,9 +1,3 +2,4 +2,8

0-60 2,4 +0,9 +1,1 +1,7 +2,1

60-100 2,2 +0,5 +0,7 +0,4 +0,4

0-100 2,3 +0,8 +0,9 +1,4 +1,4

НСР05 = 0,7 мг

10 Карпинец Т. В., Липкина Г.С. Устойчивые стационарные состояния калийного режима в почвах // Почвоведение. - 1992. - № 3. - C. 61-67.

Информация об авторах Никитин Валентин Владимирович, доктор сельскохозяйственных наук, Белгородский государственный технологический университет, тел. 8-951-157-35-21, e-mail: valentin_1937@list.ru

Акинчин Александр Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-904-086-03-17.

Линков Николай Александрович, ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА» тел. 8-905-170-41-35, e-mail: nik-linkov@yandex.ru

Линков Сергей Александрович, старший преподаватель кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-905-677-18-31, e-mail: linkovserg@yandex.ru