В этой связи можно предположить, что вряд ли ионы калия каким-то образом стимулируют процесс проникновения или внедрения катионов аммония на специфические позиции кристаллитов независимо от степени их заполненности. Вероятнее, калий блокирует выход, препятствует переходу катионов аммония из необменного в обменное состояние, ингибируя, таким образом, его поглощение растениями и нитрификацию. В присутствии достаточного количества ионов калия равновесие в системе «фиксация - десорбция» аммония явно смещено в сторону фиксации.
Отметим, что количество аммония, зафиксированного истощенной по калию почвой (варианты «Без удобрений» и «NP») при одновременном внесении в нее азотных и калийных удобрений в лабораторном опыте (см. табл. 2), практически полностью соответствовало количеству аммонийного азота, необменно поглощаемого почвой с высоким калийным уровнем (NPK) при раздельном «одностороннем» внесении тех же доз азотных удобрений.
При этом напомним, что исходные уровни фиксированного аммония в этих почвах - примерно 150 и 210 мг/кг (см. табл. 1) - существенно различались и, следовательно, в первом случае, как представляется, имелись значительные дополнительные возможности для необменного поглощения этого катиона, которые, однако, не были в полной мере реализованы.
Очевидно, процесс формирования высокого уровня фиксированного аммония в почве лимитируется временем, так как значительный фонд этого катиона в почве варианта NPK сложился в результате многолетнего применения удобрений в полевом опыте, а при разовом, однократном их внесении поглощение аммония данной почвой во всех случаях не превышало 8-10% от внесенной дозы.
Фиксация аммония почвой варианта NPK при совместном внесении калия и аммонийного азота заметно снизилась по сравнению с отдельным использованием азотного удобрения, что связано с исходно высоким, как уже отмечалось, содержанием этих катионов в почве данного варианта и, соответственно, заполненностью селективных позиций, вероятно, близкой к предельной. Количество необменно поглощаемого почвой калия удобрений в десятки раз превышало количество фиксируемого аммония при сопоставимых дозах их внесения, что вполне соответствовало естественному природному уровню содержания форм этих катионов в исходной целинной почве (см. табл. 1, 2).
При внесении только калийных удобрений в почвы агроценозов с длительным дефицитным балансом калия необменно поглощалось около 70% внесенного количества катиона независимо от дозы (в изучаемом интервале). Абсолютное количество зафиксированного почвой калия при этом закономерно возрастало с повышением вносимых доз удобрений с 8 мг до 32- 36 мг/100 г, демонстрируя высокую емкость фиксации почвы в отношении этого катиона.
Насыщение почвенного поглощающего комплекса калием при длительном положительном калийном балансе в агроценозе (NPK) приводило к заметному снижению интенсивности процесса фиксации калия, особенно существенного при внесении в почву повышенных доз этого катиона. Почва варианта NP необменно поглощала калия в несколько раз больше, чем почва NPK. Очевидно, что емкость поглощения почвы не беспредельна и по мере насыщения селективных почвенных позиций специфическими катионами их фиксация закономерно снижается.
Совместное внесение одинарных и двойных доз калийных и аммонийных удобрений в почвы с относительно истощенным фондом этих катионов мало отразилось на масштабах необменного поглощения калия; в целом, количество зафиксированного почвой калия в этих случаях незначительно снизилось (не более 10 процентных пунктов) по сравнению с отдельным внесением калийных удобрений.
Лишь при одновременном внесении в почву очень высоких (4-кратных) доз калийных и азотных удобрений интенсивность фиксации калия резко снизилась (в 2 раза) относительно вариантов с раздельным внесением аналогичных его доз.
При этом данные почвенные образцы (варианты «Без удобрений» и «NP») имели относительно низкое исходное содержание фиксированных аммония и калия, что, казалось бы, предоставляло дополнительные возможности для усиленного поглощения этих катионов.
На почве с высоким исходным содержанием необменных калия и аммония дополнительное (к калийным) внесение аммонийных удобрений практически не влияло на фиксацию калия; разница в количестве поглощенного калия между вариантами с раздельным его внесением и совместным с азотом для соответствующих доз не превышала 1-2 мг/100 г почвы (см. табл. 2). минеральный почва плодородие калий аммоний
Длительное применение сбалансированных доз минеральных удобрений в агроценозах способствует существенному возрастанию почвенного фонда необменного калия и фиксированного аммония по сравнению с целинным аналогом; при этом содержание в почве необменного калия, как естественного, так и поглощенного из удобрений, многократно превосходит почвенный уровень фиксированного аммония.
С точки зрения практического земледелия следует заметить, что использование аммонийных форм азотных удобрений на истощенных по калию почвах заметно снизит их эффективность ввиду ослабленного закрепления в почве катиона аммония, способствующего его нерациональному потреблению растениями и возможным потерям. В случае необходимости оптимизации почвенного калийного состояния и применения калийных удобрений основная часть калия, независимо от баланса азота в агроценозе, после внесения будет необменно поглощаться почвой, тем самым снижая вероятные потери, и впоследствии в течение вегетации успешно усваиваться выращиваемыми культурами.
Заключение
Основная регуляторная роль процессов трансформации форм калия и аммония в почве состоит в сохранении оптимальных пропорций между формами этих катионов. Система почвенных калийсодержащих позиций функционирует весьма эффективно и обеспечивает довольно высокую стабильность соотношения между формами этого элемента в почве даже в вариативных условиях агроценозов.
Аммонийная система почвы гораздо менее устойчива, а соотношение между формами этого катиона в почвах агроценоза меняется в широких пределах; характерно, что изменение содержания различных форм аммония в почве может происходить разнонаправленно. И если вектор трансформации форм калия в почве определяется общим уровнем этого элемента, то процессы фиксации-десорбции аммония в значительной степени обусловлены и внешними факторами.
Фиксация аммония почвой в очень большой степени зависит от ее калийного состояния. В агроценозах с истощенным почвенным фондом калия почва практически не фиксирует аммоний вносимых удобрений; его уровень в почве, даже при бездефицитном балансе азота, падает ниже целинного до недоступного растениям минимального «мертвого» запаса.
В лабораторных условиях, при отсутствии выноса катиона растениями, почва с низким содержанием необменных калия и аммония фиксирует не более 2-2,5% вносимого с удобрениями аммонийного азота (при обычных, практически реальных дозах).
При повышенном уровне калия в почве, независимо от того, был ли этот фон сформирован ранее или калий поступает одновременно с азотными удобрениями, фиксирующая способность почвы в отношении аммония значительно возрастает - до 8-10% от вносимой дозы. С повышением доз совместно вносимых калия и аммония фиксация почвой последнего значительно увеличивается.
Фиксация почвой калия при относительно невысоких дозах вносимых удобрений мало зависит от присутствия аммонийного катиона. Лишь при очень высоких дозах аммония, вносимых в истощенную почву совместно с калийными удобрениями, процесс фиксации калия резко ослабевает - почти в 2 раза по сравнению с отдельным внесением аналогичных доз калия.
Повидимому, конкурирующая способность аммонийного катиона относительно калия по внедрению на необменные позиции в почвенном поглощающем комплексе может отчетливо проявляться при избыточных («теоретических») дозах вносимого аммонийного азота; только в случае, когда количество аммония в почве многократно возрастает по сравнению с естественным почвенным соотношением между этими катионами, аммоний может вытеснить заметную часть ионов калия со специфических позиций.
Литература
Аннотация
УДК 631.452 : 631.81
Показаны устойчивость соотношения между формами калия в почве агроценоза и изменчивость соотношения для форм аммония.
Трансформация форм аммония в почве во многом определяется ее калийным состоянием: почва с истощенным фондом калия практически не фиксирует аммоний, тогда как при высоком уровне калия в почве необменное поглощение аммония резко возрастает. Трансформация форм калия в почве агроценоза определяется уровнем поступления или выноса калия и не зависит от почвенного содержания аммония.
Annotation