Статья: Трансформация форм калия и аммония в почве агроценоза

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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

1. Блэк К.А. Растение и почва. М.: Колос, 1973. 503 с.

2. Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. М.: Агропромиздат, 1988. 376 с.

3. Haynes R.J. Mineral nitrogen in the plant-soil system. USA, Florida, Orlando: Academic Press, Inc., 1986. 483 p.

4. Середина В.П. Калийное состояние почв и факторы, его определяющие: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. Томск, 2003. 42 с.

5. Якименко В.Н. Калий в агроценозах Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. 231 с.

6. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. М.: Наука, 1981. 268 с.

7. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.

Аннотация

УДК 631.452 : 631.81

Трансформация форм калия и аммония в почве агроценоза. В.Н. Якименко, Институт почвоведения и агрохимии СО РАН (г. Новосибирск)

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.

Ключевые слова: почва; калий; аммоний; трансформация форм элементов, фиксация.

Annotation

The transformation of potassium and ammonium forms in the soil agrocenoses. Vladimir N. Yakimenko. Institute of Soil Science and Agrochemistry of Siberian Division of Russian Academy of Science, Novosibirsk, Russia

The sustainability of the ratio of potassium forms as well as the variability of ammonium forms were shown in soils of agrocenosis under conditions of long-term field trial. The ratio between ammonium forms varies in soils of agrocenosis within wide limits; at the same time the change of content of various soil ammonium forms can occur in different directions.

Ammonium fixation depends to a great extent on soil potassium state. In agrocenosis with exhausted soil potassium fund the soil does not fix practically the ammonium of applied fertilizers; its level in soil is reduced below that of virgin, even at selfsupporting nitrogen balance. As it was evidenced by laboratory trials, if there is no cation removal by plants the soil having low content of nonexchangeable potassium and ammonium fixes no more than 2-2,5% of applied ammonium nitrogen.

The fixing capacity of soil in respect of ammonium increases considerably (up to 8-10% of applied dose) when potassium level in soil is high, independently if this background was formed earlier or potassium is received simultaneously with nitrogenous fertilizers. Potassium fixation in the soil amounts to 70% of applied dose and practically does not depend on nitrogen balance in agrocenosis and ammonium content in the soil; joint application of potassic and ammonium fertilizers has a weak effect on nonexchangeable adsorption of potassium by soil.

Key words: soil; potassium; ammonium; transformation of form elements, fixation.

Источник: https://otherreferats.allbest.ru/download/1057594/