Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Динамика калия и фосфора в лесных почвах

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Динамика калия и фосфора в лесных почвах"



МОСКОВСКИЙ ОРДВДА ЛЕНИНА, ордша отьршюй . РЖШСЩИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАШИ ГОСУДАРСТВШНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Н.В.ЛОМОНОСОВА

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЗДНШ -

На правах рукописи

ТЛЧШКОВА Злена Викторовна

уда 631.423.3

ДИНАМИКА КШЯ И Ф0040РА В ДШШХ ПОЧВАХ Специальность 06.01.03 - почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

4-

Мооква - 1984

Работа; выполнена на кафедре физики амелиорации почв факультета Почвоведения МГУ ' .

Научный.руководитель -. доктор биологических наук,

старонв научный сотрудник - Л.О.КАРЯАЧЕВСНИЯ

Официальные оппоненты: '.. доктор биологических наук,;

профессор Л.А.ЛШИШ

кандидат географических.наук,

младший научный сотрудник ; Л,Б.Х<ЖП0ВА ;

- Ведущая организация - Институт почвоведения и фотоо; :

• АН СССР

• Зашита состоится" /} " -ЮвУг. в 15 '

на заседании. специализированного оовета K053.05.I6; МГУ. ям. М.ВЛомоносова:- П98Э9, Москва, Ленинские горы, МГУ, фа -почвоведения. Ученый Совет.

С -диссертацией можно ознакомиться в библиотеке фахуль-почвоведения МГУ.'

Автореферат разослан " /0 * 198 Зг.

'Ученый секретарь

специализированного совета, , . - .

доцент • И.ШБаОьева*

i'TTTf Тт~Т""т- •Вляпяп-гяивй потребностей народаого хозяйства в древесине к недревесвой продукщги леса« а также пути. рапяонально-го использования оредол ре образу щв и сани^ряо-гагиеничестах , фуакадй лесных биогеоценозов (ЕЩ) переплетаются о задачам® по-вшения производительности лесного хозяйства*

Почва - одшГиэ факторов, шределялшх выход древесной и недревесной продукции. Показателем леоораотительннх особенностей может служить содержание питательных элементов. В умеренных-ш-ротах вахной особенностью функционирования лесных ЕГЦ является сезонная взмеачжэость, определяемая сменой времен года, поэтому актуально определение лияаидя пвтательнах элементов в течение всего года. Структура почвенного покрова в леснвхЕГЦ влияет на динамику питательных элементов, необходимо учитывать парцеллярное и .виутриоарпрлдяряое отроеше ЕЩ. Следует знать также зависимость тгияями^» питательных. элементов от возраста лесного Ьш, влияние минеральных удобрения на динамику питательных адемвнтез, роль4 температура в доступности растеяиж питательных элементов почвы. Эти вопросы динамики питательных элементов для лесных, почв еще мало изучены.

даль и задачи исследования. Цель» рабств было изучение круг' логодичяой динамики -ряда элементов на примере дерзово-подзолиотой почвы под елью обыкновенной {.Picea. aJte,¿.ЛиОI дубов черешта-тым (Q.ut%tui tetuiJ..). березой повислой (¿g¿u¿A fa*¿u¿at А ) и рябиной обыкновенной ( Soid¡a wasAa-tiä/.), В задач» исследования входило:

- изучить характер динамики калия, фосфора, ашиачнего азота, железа, марганца в горизонте AI дерново-додэодаотой почва; ;

- определить влияние на динамику питательных элементов:, различных пород деревьев,, расстояния от ствола'дерева, различных

доз фосфорных и катйных у&обреШйр темЬврату*в;

„ научили íj

- опробовать

етодионитов-для изучения им. К. А. .Тимирязева

Инв.

дин*™" питатвль-

ных элементов в почве.-

Научная новизна. Достоверно определено резкое повышение в содержании питательных элементов-ранней весной и синусоидальный характер изменения содержа тая питательных элементов в течение: года. Впервые получены даяние по круглогодичной динамике хелеза.и марганца в дерново-подзолистой-почве. Определена связь динамика; ■ содержания питательных элементов о температурой почвы;.

Практическое звачекие. В диссертации широко опробован метод вонитов, позволяюцай вести наблгедения непрерывно, в одной н той■ "нее ивсте и без существенного нарушения почвенного покрова.. Уста--новлена связь мезду содержанием калия в почве а поглощением его ионитом.

Внедрение. Материалы диссертации используются в лекциях по ^изико-хидаческим свойствам поверсноста почв и аа ФПК факультета Почвоведения ШУ, а также при проведении.-биогеоценологаческого семинара;

Апробация. Материалы диссертации доложена на 1У и У конференциях молодых ученых факультета Почвоведения МГУ в 1981 и 1982 г.г., на конференции молодых ученых: в Почвенном институте им.Б.В.Докучаева в 1982 г., на Всесоюзной научной конференция - в МГУ^ "Современные методы исследования почв" в 1983 г. Работа рассмотрена и рекомендована к защите на кафедре физики к мелиорация почв.

Публикации По материалам диссертация опубликованы 8 работ, в т.ч". 3 в соавторстве.

Объем твботы. Дассертагдая объемом ¿$9 страниц машинописного текста состоит из введения, пяти.глав,, заключения и выводов. 36 рисунков,.^ таблиц и 4/ приложений. Список использованной литературы вклшает /ЛЗ'работ, в том числе <¿2- да иностганных языках.

Глава !.. ШШЕШПК ВВДЕЮТВ.В ЛЕСШХДОЧМХ

Динамику питательны*.веществ для лесных почв изучали под.

, - з -

хво йно-шрохолистве иными лесами Дальнего Востока( Нечаева Д968)на лнсных'почвах среднего и южного Сихотэ-Адяня (Нусорок,1968), под-сосновымик лиственными'лесами Бурятии (Орловский, 1967), в лесных почвах Урала (Арефьева,Колесников,1964), в Свердловской: области (4ирсова;1968), в Брянской области (Ковридо, 1952), под- ельником Валдайского'стационара-(Гришина, Генералова, 1973), в Теллермаяов-ском лесничества Воронежской области (Зонв, Алешина,1951; ~ Алешина, 1954; Тюлин,1954; Шумаков,1954j Свиридова,1961), под сосновыми насаждениями Белоруссии (Забелдо,1958), В Литве'Шлейнио, 1955 ; Бапшкас, 1968; Вайчис,1968), в Карелии под ельниками, березника-ш и елово-березовыми лесами (Егорова ,1958;- Левкива,19б2; Кулакова, 1963; Левина;1969), ■ ' •

В Московской ойдасти динамику оодериания питательных элементов в лесныхдочвах, изучали К.Ы.Смирнова, Б.Н.Громыпева, H.М.Глазунова'(Смирнова, Гроыышева,1955; Смирнова,1956; Смирнова, Глазунова, 19 58), В .В .Ильинский (1970)Л.О.Карпачевсзшй i 1972, 1977, 1981), Л,Б.1олопова (1972, 1973, 1975," 1982) и др.

' Большинство.исследователей вели наблюдения за динамикой'. питательных веществ только в течение вегетационного периода, о апреля, мая по сентябрь, октябрь месяцы. Очень мало работ по круглогодичной динамике питательных элементов.в лесных:почвах (Арефьева, • Колесников,1964Орехова, 19* i \ Сведений о круглогодичной динами- . ке доступных растениям ' марганца лесных почв нет воойще.

- Литературные даняыёРне всегда можно сравнивать между4собой иэ-. за различий в методиках.определений: авторы пользуются - различными вытяжками для определения питательных элементов и разными приема-миотбора образцов почвы. Немногие исследователи указывают ' положение .точек отбора проб'почв относительно стволов деревьев.

Очевидно, необходимы детальные исследования динамики питательных элементов о учетом всех'указанных особенностей БГЦ.

• Глава 2. СЕЬЕКТ И МЕТОДИКИ ИССЛВДОВАШЯ.

Исследования проводили в 1979-1962 годах на насыпной дерново-■ подзолистой почве ва лесном участке почвенного стационара Московского государственного университета. Возраст древостоя на исследуем сы участке одинаковый для всех пород: 19-21 год* Расстояние между • деревьями IZO cu. Почва имеет мощность . 1,5 м и залегает ■ на выровненной поверхности ненарушенной подстадаяцей. ^породы (двухъярусная толща моренних суглинков мощностью от 10,5 м до 26 м). Грунтовне воды на исследуемой территории расположены очень глубоко и на почвенные процессы не влияют,. Почва сильно окультуренная, взята для яасыпания с прилета дпего к террагораи университета совхозного поля, в профиле AI-BX-B2-C ■ морфологичесви отсутствует горизонт А2. Некоторые характеристики исследуемой почвы представлены в таблицах I и 2. Высокие величины pH, высокое содер-хаяие фосфора» калия в азота, доступных*растениям, связаны с внесением в почву взвести, торфа и минера го. ккг удобрений (фосфорных, аэотеыг'и калийных) ори посадке деревьев в 1963 году.-В 1957 году производили подкормку саженцев. Под кавдое дерево ва I м2 вносила Р205,- . 5,5 г, У0$ - 16 г, KCl —15 г. По данным гранулометрического анализа исследуемая почва относится х средне суглинистой иловато-крупно пылеватой.

Ошгг по изучению динамики питательных элементов был-заложен на 12 площадках по 3 ва каждую древесную породу (ель, дуб, береза, рябина), па две из которых.в декабре.1979 года вносили.калийные (40£&ая калийная соль) и фосфорные (двойной суперфосфат) удобре- . вия (50 и 150 кг/га действующего вещества). ■ ' ,

Динашгку элементов изучали подекадно о поисщью ионитов по методике Л.О.Караачевского (1969, 1972, 1977). В качестве ионитов использовали катяояиг КУ-2 о полной обменной емкостью 4,9-5,1

Таблица I

Некоторые химические свойства' .. 7 дерново-подзолистой почвы

Горизонт, глубина взятия образца, си 1^0, У Подвижные Обменные основания

общ., *2°5 ■■ 1^0 - Мп н <£. :

- . мг/100 Г ПОЧВЫ мг-экв/100 г почвы

» 0-10 6,7 4,5 ' 0,27 18,0 21,0 2,0 4,0 15,8 3,9

1 10-20 5,0 ' 1,9 0.15 Г7,0 11,0 2,0 • 3,0 14,3 4,0

В^ 30-40 4,8 0,8 0,10 ' 16,0 9,0 1,0 3,0 9,7 2,1

Вз 60-70 4,9 0,3 ■ - 6,0 ■ П0,0 ' 3,0 13,0. 7,1 3,0

„ ■ V — Таблица 2

Валовой состав ("" дерново-подзолистой почвы {% к весу абс*сухой дочвы) * -

ГОр1ЭОНТ, глубина взятия о<5-разда, сы Потеря дрн прокаливании ■ я' ■щ * . т 1 ад' и . М. СьО лу ¿0 У*/ !0>

Ат °-10 6,38 ■ 72,80 10,00 0^80 3,80 0,18 0,15 1,12 0,88 2,56 1,04 <0,1

1 10-20 5,28 72,80 10,60 0,80 4,00 0,16 0,13 1,37 1,12 2,64 1,04 «0,1

В2 30-40 . 4,20 , 73,00 . 10,00 0,80 4,00 0,16 0,12 1,00 0,90 2,58 1,07. «.0,1

60-70 4,38. ' 72,10 12,0 0,85 . 4,80 ■ 0,11 . 0,08 0,78 1,26 2,71 1,01/0,1

иг-экв/г и анаонит AB-I7-8 о полной обменной емкостью 4,3 ыг-экв/г ' (Айваэов, i960). Наблкщешш за дкнамякоа питательных элементов .веди в двух микрозонах.см от ствола дерева к между стволами на расстоянии 60 см'от каздого) в горазонте AI дерново-подзолистой. почвы в слое 0-7 cri, наиболее активно используемом растениями в: качестве источника водн и минеральной пиши.

Одновременно с исследованиями по динамике питательных элементов Сила изучена динамика влажности в горизонте ÀI почвы в период вегетации, определены гранулометрический состав почвы по Качмскому, плотность дочвн, плотность твердой $азы почвы, калий к фосфор в почве по Кирсанову^ азот по Кьельдалг,, подвижные -яэле-зо и марганец в сернокислой вытяжке, валовой анализ почвы рентгено-флюоресдантны:* методом на анализаторе « лаборатордиЕИУА, Са" и обменные комплексонеметрически. - ■

Подученные результаты обработаны статистически (Дмитриев, 1972) к информащюннш анализом (Еузачэнко, Мошеив, I9S9; Дузачвн-ко, Карпачевский, Взнуздаев, 1970).

' . Глава 3. ДМАШКА К, . 'Р, УПд, Мпг В Г0Н13СНТЕ AI ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕСНОЛ ПОЧВЫ

В главе драведенн.результаты подекадных на владений нигглого-дичной динамики подвкдных (поглощаемых ионитаыи) к; Р./^Н^, Рь

Выбор перечисленных элементов определялся тем,что К, Р. потребляются растениями в макро-, а- А и Мл - в микрокодичест-вах.- Р. и К были выбраны как .показатели, которые в силу своей лабильности быстро-реагируют' на изменения условий почвообразования (Карпачевский, Бобкова.и др.,1975; Холопова, 1975).

Наблюдения за динамикой питательных элементов под лесным участком показали, что изменение содержания к, Р, У11^, А , Мп

в горизонте А1 - дерново-подзолистой почвы имеют'общие черты..Низкое и почти неизменное содержание элементов в:зимний период, скачкообразное увеличение содержания в начале весны. В летний период повшается содержание элементов в почве и появляется несколько. максимумов.. Осенью сначала увеличивается .содержание элементов'питания, а затек постепенно падает до зимнего уровня. Для каэдого из исследуемых элементов были выделены - сезонные уровни, содержания: зимний период - 1^0 - 32, Р205 - 74, - 15, /в - 5, М" - э мг/100 г ионита;. дерюд'активной вегетации (март-август)-1^0 - Р205- 215', -3.8, А - 23, Нп - Щ' мг/100 г ионита, осенний (переходный период) - КдО -127. Р205 - 150,/Н^ - 21, • Та - 9, Мп - 24 мг/100 г ионита.

. Кривые динамики имеют специфическую форлу для каждого элемента..Кривые динамика К и УН^* кмеш .четырешксиыума, Мп- 5 максимумов, Р205 - тщ. максимума, кривая динамики /А - два максимума, включая увеличение содержания этих питательных элементов в предвегетадяонный период С рис.'. 1-3).' Кривые динамики - различаются и по срокам скачков содержания питательных:элементов в пред-вегетационныЛ период:, для Р заметная динамика начинается в конце февраля - марте} для ■ - в конце марта - начале апре-

ля; для /е - в апреле. ' • '. ■

Существует .различия по амплитуде колебаний содержания сита-. тельных элементов как для одного элемента в разные года наблюдений, так в для различных.элементов в один.и тот же срок НабДОДе-НИЙ. . ■ ■ ' ' . .

Специфически влияют древесные.породы на динамику питательных элементов,- что проявляется в различной амплитуде колебаний содержания питательные элементов и в смещении максимумов и минимумов их содержания в почве псд.различными породами деревьев.

Рис, х Динамика К^О в горизонта А1 дерново-подзолистой почвы:

—шкрозона "60 см от ствола* ______ микроэона "5 см от ствола"

. боо; .; • 460 _

'.. ■' '< 200

боо-

' ■ . 400

200 . * *

■: § • " 600

Я 400

:■ й. -200

** а*

;'•■,,*"- 600 -.

: .: 400

• . 200

* >1\ . . ' л- у \ ' л ■ ■ ' "А/ . ■ Ель; ■ ' ; ' Лч А 1Уч ^ & ■ ' / Ч^ДА ' .Е^/У .

»5» у V !Г|. 1|1 у у ■ •

1980 -

1981

Рйс. 2 Динамика Р205 в горизонте АХ дервово-годэодистой почвы; - .

■. .1. : мшсрозона "бО^си от ствола"

---' . микрозона "5 си от ствола"

' ит/ГООГ; иоията '

■200

IOO .

300' -

ТОО .

200

100 .

Рве. 3 Динамика аы и намного азота ( I ) .железа ( 2 5 и марганца С 3 ) в горизонте AI дерково-подзолистой почвн под бе- . резой повислой:*

—— микрозона "60см от ствола",. — иикрозона "5 си от ствола1*'

Внесение калийных и фосфорных удобрений приводит к увеличение содержания'в почве Р г. К в период активной вегетация деревья: ев. В холодные сезоны года содержание Р и К в почве контрольных,. и удобренных парцелл держится на одном уровне; Форма кривых дина- ' ники питательных, элементов'остается неизменной для контрольных в удобренных .вариантов! ■'.'" ' • " ■ ■ .'*■.'.

V - . Глава 4. • ОСОБШОСГИ Д1НШШ ШТАТЕЛЫЖ ЭЛШШТОВ :.*,! .. . ■ В ГОШЭСЦТЗ AI ДЩЮЗО^СДЗОЖСГОД ПОЧВЫ ;

Зависимость содержания К, сезона. года

(резкий-скачок-при переходе' от зимнего к.весенне-летнему периоду с появлением первшдоложительнж температур воздуха,; затем'осен-; вий, постепенный или скачкообраэннй. переход к з|^анему. уровню со-' держания^питательных элементов) связана:с изменением температуры. С повшением сраднедекадной темпе рату рн.во эра стает, и. содержание '•'. подвижных 'питательных, веществ в 'почве.': Эта зависимость ослозняет-ся-шшянием другта факторов.'Высокие'-значения содертаюш.К и Р в 'почве во время ранне-весеннего;скачка,:особенно в 1980 г., вероятно,.' связаны о.раотворением- калийных'и-фосфорных. уд об рений весенними. талыми водами.' В 1980 г. 29 марта; в 1981 г. 21 марта был V за- ; , фиксирован переход ^'среднесуточной ■ температуры через 0°, началось "снеготаяние.: В1-Ый 'год'наблкшений снег-Полностью сошел 20 апреля, во:второй - 29 марта* Талые всщы сыграли.роль растворителя ш-неральаых;удобрений,- внесенных ;,на: поверхность почвы в декабре 1979 года, .чем'можно объяснить.высокое:поглсиение питательных веществ . ионитами,-'особенно в.1980 году^ В0.2-0Й год наблюдения:(X98I) содержание Р и'К-также резко повысйлось ранней весной,' хотя .в- дочву не были внесены дополнительные количества^ минеральных. удобрений. Для УН^-и*Мп в; конце марта — начале апреля* заметно некоторое -увеличение их.содержания. Для /е такое явление отмечали в апреле.

В почве контрольных. парпелл, где одобрения не - вносили в 1979. году также, наблгаается.резкое- возрастание содержания калия и фосфора • ранней весной под всеми исследуешми иородши деревьев. Таким образец, первый весенний,скачок;в содержании питательных элементов (за включением-/V') приходится на периодкогда, среднесуточная температура воздуха перешла на положительные - значения.. •

Н.П.Орехова (Г978) считает,-что резкое увеличение содержания подвижного К в почве связано с наступлением теплого периода со среднесуточной ..температурой выше +5°С. Увеличение содержания питательных элементов в почве весной ааблвдади Б.И.Сшрнов (1958),, . В.К.Кулькова (1968), К.Л.Забелло (1968), Д.В.Гопуляк (1953), А.Д.Ггенкова (1962).

Начиная с рэЖе-весеннего периода, при постоянно повываюцей-ся температуре воздуха прослеживаются волнообразные колебания в содержании-К, F,. и М» в почве разных парцелл. f*- составляет исключение, для годичной 1фивой его содержания- в горизонта L ¿1 характерен только' один четко выраженный летний максимум. Этот период характеризуется как период активной вегетации древесных -растений, период максимального потребления питательных веществ.'. Осеннее снижение уровня питательных элементов в почве согласуется с началом промерзания почвы (конец октября - начало ноября в 1980-1931ЕГ.).

Результаты проведенных исследований показывают определенную согласованность динамики содержания питательных элементов с сезонными изменениями температуры, что отмечали в своих работах.M.B.iy-равдева (1953), О.Г.Ониаш (1981). При изучении влияния температуры на динамику содержания питательных веществ необходимо расчленять прямое влияние температуры через увеличение растворимости,-обмена, скорости диффузии и косвенной-влияние - через- растения, их жизнедеятельность. Сама по себе температура повышает уровень

подвижности - элементов,.а повышая, активность растения температура уменьшает содержание: элемента в почве. .

Эта эакономераость прослеживается в иераод активной вегета-еди деревьев,* когда с наступлением первых устойчивых, положительных температур набладается.резкий скачок в содержании питательных элементов в почве,! а при дальнейшем увеличении температуры в ве-сенне-летнлй период кривые динамики тлеют волнообразную форлу, что можно отнести.яа счет.увеличения активности жизнедеятельности деревьев;изменения влажности почав.

Влияние;влакносги почвы на даяашку содержания питательных элементов'

Специфичность погодных условий каждого гсда.наблвдеяиа отражается на влажности почв..

В 1980 году вланность почвы в летне-осенний период была достаточно высокой (в игие-июле 25% и.выше), В августе-сенткбре. влажность почвы на глубине 0-10 см достигала величины г до .

это - максимальная, влажность за период.наблюдений, Со второй половины сентября наблюдала уменьшение влажности, & в начале, октября наметилась тенденция к увеличению вдаэшосхи, особенно это проявилось под рябиной и дубом. Наблвдения за динамикой влажности в 1981 году показали- следующие.изменения: вес&ее увеличение влажности почвы сменяется, летдам уменьшением, связанная с интенсивным потреблением влаги растением', транспирацией и испарением. К-осеки количество влагивпочвэ увеличивается. В этот год наблюдений влажность почвы не достигала величины большей 3] Летай наблюдали перюды-С влажностью почвы 10%. -

Под различными породами; деревьев': при общем характере «зиеве-ний влажности почвы отмечается разница в амплитуде её колебаний. Этот факт, свидетельствущдй о связи водного режима почв е харак-

терок растительности,. был установлен и ранее \ Witm- ,1957;- Зона,-Кузьмина,1964; ЫлеШшс, 1965; Кариачевский. адр.,1971). -

Четких различий влажности.'лочвпо микрозонам.парцелл по мере удаления от ствола дерева не обнаруяено,..Это можно'объяснить- . высокой плотностью посадки деревьев на".опытном участке.. ■

Jipi сравнении платности и динамики питательных'элементов за-; метно.что в более влажный 1980 год абсолютные максимумы поглощения питательных элементов ионитами,выше, чем;П более сухой 1981-' год. Максимумы и минимугщ- поглсщения пвтательйых элементов ;ионита-•ми не всегда согласуются с максимумами.и минимумами.влажности.'поч-ву. Для К максимумы'содержания его в почве совпадают с перюдаш, наибольшего увлажнения почвы, особенно в 1981 году. Для А -

яМя такие закономерности наблюдались в 1981 году, котаа экстремально высокие значения их:содержания;в.июле-августе совпадали с' 'одним из максимумов влажности иочвы. Исключение составляли УН^и Мп под рябиной и дубом. В 1980 году такой четкой закономерности не наблвдали для Уllj, Fe n Мп . '

Максимумы содержания Р совпадают/с более влажными-периодами. Особенно четко это наблюдали.в 1980 году под елью,.на контрольной ' парцелле, и парцелле с дозой удобрения P^qK^q под дубом,'под рябиной и березой такое совпадение прослеживается' только,в.августе-,; сентябре.. В IS8I году периоды большого увлажнения почвы согласуются с шссицумами -содержания Р в березовой парцелле на варианте с ., доэоЯ удобрения Px5cPl50 * другими породами деревьев такойчет-. кой согласованности не иаблхдается. . '.

■ 0 плашки влажности на содержание подвижного фосфора'в почве - в литературе приводятся разноречивые данные. Феер и франк (

,1935) 11 В.П. Тюльланоз - (1970) придают влажности почвы в дниаыике £о&1.ора решакцее значение.-З.П.Ткшаанов считает, - что количество Р в почве повышается с уменьшением её .влажности'в свя-

'зи' послаблением процесса ^мобилизации фосфора микроорганизмами. , И.С.Каурачевидр.: (1958), О Л Г. Алейникова- С1969) установили,.что количество - Рво • влажной почве-увеличивается'в результате накопления кислоторастворимнх фосфатов при восстановительных- процессах.

■ При Слизких температурах^не наблвдается четкой.зависимости -содержания - питательных веществ от влажности,почвы. С возрастанием ■ ■ влажности почвы кривые содержания питательных элементов -имеют пилообразную форму,, хотя и отмечается тенденция приуроченности максимумов к определенному• интервалу влажности. Возможно, что в рассматриваемый :период на динамику питательных элементов оказывает-более -сильное: влияние какой-либо другой фактор. Таким фактором может быть: само дерево,.которое в определенные периоды жизнедеятельности.выцеляет в почву■или поглощает аз неё необходимые питательные элементы.

Влияние древесных- пород аа динамику; содержания питательных элементов в'почве

, Деревья неравномерно потреблял питательные элементы во времени и пространстве.

Увеличение температуры на 1°С увеличивает поглощение калия ионитом ва. 3,12"мг К^О/ЮО г №-2 {по результатам модельного опыта). Зела бы'на.содеряакие'достудяого растеншш.в природных условиях К влияла только температура,' то содержание К, поглощенного , иондтом.с повышением температуры непрерывно росло до какого-то предела. На кривых динашки К под всеьм иэучазкшогпородаш в ве-венне-летний; пе £иод при постоянно нарастающей тег^лературе, обнаружилось чередование максимумов и минимумов содержания К. Это, вероятно, связано с биологаческой деятельность» растений. Латко,влияние растений проявляется-в дери оды минимумов поглощения К катионл-том.. Так, в ишьсяяй ХЭЗО годаканш^уц поглощения К под елью, в

; " шкрозоне 60 см от. ствола,:, перепад ■. температуры составляет +1,6°.

значит между сроками наблюдений-должно, быть повышение содержания ; К:на.5 №'1^0/100. г исходя :вз; wro;'.что аоваяенйв ■ темаегвту- , ■ •'.рн-на 1°С увеличивает: доглсщеяи е ■ К на3,12 иг/100 г КУ-2, НаОлше-ния;показат:*-снижвнив.содв1«мяия'K.aa.I30vur;KgO/IOO-'r--К7-2, .' .связанное, как'|юет6/п]»дпсдогать*. а > . ;этот первод. До'. данинм, ■ Д .0 .Карцачевского. (19 81)' на безлесыкмучает- ■ ках,. изолированных от корней даре вьев,; содержание калия - выравнива- ' ется • в течение . вегетационного. периода. : Паровой участок, внелеоа ■ ■ подтвердил указаяные 'наблодения. В. этих условиях> содержание К" в

- хюру.АГ чем:'. •. в лесу. '.' ■;.;•:,* : ■ ' . /•-• ■■*"■.'■' ■ : '•*' : ; .

Проведенные.исследования показывает связь, содержания питал ' тельных элементов,в :гор. А1на дерново-подзолвстоалесной.почве с ■' ' - фвнсию1Т1ческлш1^эа ' ■ ■

вадносгь-црослеаивается по. крива!.динамики Р и- К. .Зишее низкое и

- почти' неизыеяяпцееся содержание'Р согласуется. со стадией заыедле- . . ^' 8Ия:хю(икй-фйэячёоки!Е;и^йнолоп1ческш^ процессов в почве, с низким -

;*обменом'веществ.в ней.. Весенний^ максимум Р.(конец.февраля ;- нача-■ ■ ;..; jeo марта) совпадает > с . началом^вегетации у;. растений. По' данным^ ; * .. Д. А.Молчанова< (ЛЭ61) в этот период активизируется; деятельность ; корней/древесныг пород, начинается « 'рост. Адрельско-маЗсетЯми-нимум Р приходится, аа ве1аод формирования листового^аппарата.- , В . кони» марта - начале апреля (по данннм: Ботанического сада МГУ) на- ■■ чшшетет-сокодвнжеюаеу.береэ.кленов-и-да

первой декадн мая началосьмассовое.развертнвание листьев. у. боль- ; лшнетва наблодаемнг пород,',начали.цветение березы.Вконце мая '

- развернулись лервые ли'стья у.дуба. В конце адредя -'начале пая бы-'"•. до отмечено массовое набухание дочек елей, 2 июня' зацвели рябины. : ' Максимум содерозшия Р. в начале имя согласуется о теи, что у боль-.

Таблица 3'

Вероятность (?) различных доложений(1,2,3)м в содержании элементов питания под различными деревьями в зависимости-от микрозон

Порода , Эле- Вероятность положения

дерева ' мент I 2 3

Береза * К ' 61 37 . 2

Дуб ■ 66 ".' -31' ■ 3

Ель : 44. 52' 3

Рябина 491 . 48 3

Береза Р 72 , 26 ■ 2

Дуб: 60 37 3 .

Ель 70 28: 2

Рябина 39 61 о-

Береза 51 . ,44 5

Дуб- 51 37 12

Ель 51 40 9-

Рябина - '65 ■■ 23 ■ 12

Береза . н 60 ■ 35 5

Дуб 49- - 37 14 ,

Вль 40 53 7

Рябина- 40 32 28

Береза ' Мп ■ 88- 12 . 0

Дуб 72 26 ; .2

Ель 56 42 2

Рябина 81 ' 19 0

* Пояснения в тексте. .

шпнства древесных пород к этому времени завершился рост побегов* Повышение содержания Р в августе связано о прекращением периода интенсивного прироста деревьев по диаметру. Осенний максимум Р согласуется со спадс*1 всех процессов в растениях в конце вегетации и началом дистоаада, с периодом наибольшей интенсивности вы-

щедачивания полегшая,, что' способствует повышений. содеряания ■ питательных веществ в почве..

Согласованность с фенологическими фазами: развития деревьев наблюдалась и дан К.

Набладеняя, за динамикой К, Р, A'Hj, Fe. ,Мл не показали резких различий в содержании этих питательных элементов в зависимости от расстояния от ствола дерева (5и60 cu) под деревьями одной породы.- Отсутствие этих различий;.вероятно, связано с высокой плотностью аосадт деревьев на лесном участке (ЕОсмдруг от друга).. Было подсчитано, - сколько процентов из полученных результатов приходится на -положения; когда содержание элемента в шкрозоне "5 см от ствола дерева" больше содэржанияатого элемента в кикрозоне "60 см от ствола дерева" (положение I) или- наоборот (положение 2) йг-сколько процентов приходится на положе' -ние, когда содержание* элементов в различных.микрозонах равны • между собой (положение 3) (тайл.З). Ддя березы, дуба,, ели и рябины происходит увеличениесодержания)Дитательннх элементов в почве по мере приближения к стволу: дерева.

. На динамику питательных элементов также влияет порода дере-; ва, парцелла. При этом проявляется специфичность и февологачес-. ких фаз развития, и влияние Сиогеоценотаческих полай данной породы.- " " л Влияние удобрения'на динамику питательных . элементов в почве

На контрольных участках содержание.К а Р меньше, чем на удобренных, но форма кривых динамики на всех'вариантах идентична. В . зимний период содержание Р и К на удобренных .парцеллах было практически постоянным и не. отличалось от контрольного варванта* В I-ый год наблюдений это явление можно отнести на «чет нерастворения минеральных.удобрений,- внесенных на поверхность, мерзлой поч-

вы в декабре:1979 года. Однако,, такие.яе результаты были получены зимой 2-го года навладений, когда дополнительные количества удобрений в почву - не вносили. Возможно, такое■относительно низкое х постоянное содержание К иРзимойв почве связано с замедлением в почве всех физико-химических и биологических процессов, что способствует переходу некоторого количества питательных, элементов в недоступную для растений форму. . В целом амплитуда колебаний содержания Р и К на удобренных вариантах парцелл остается большей, чем на неудобренных.

Высокое содержание питательных элементов (Р и К) на контрольных участках, вероятно, связано с последействием внесенных'удобрений при посадке деревьев и их подкормках. Есть сведения о сохранении последействия фосфорных удобрений более 30 лет при одноразовом их внесении (Гладкова.,' 1964).

Максимумы в минимумы содержания элементов в почве удобренных парцелл свидетельствуют.о том, что диффузия "не успевает" за поглощением пита тельных, элементов понятом.. Поэтому при возможном избытке питательных веществ в почве происходят обеднение элементом зоны ■ поглощения ионита, и на кривых динамики вырисовываются минимумы поглощения элементов ионитами. Результаты наблюдения за . динамикой К и Р на' удобренных парцеллах наглядно демонстрируют,.. что иониг служит моделью корня. При. интенсивном потреблении питательных элементов корнем образуется зона обеднения питательными. у.

элементами, которая не успевает пополняться за'счет диффузии, поэтому растение может ощущать "голоду njE наличии в почве необходимых ему-элементов питания.

Математическая обработка (Пузаченко, Мошиш, 1Э69 ;Пузаченко

' * *

ц'др. ,1970) позволила оценить изучаемые фактор по величине их влияния на динамику ■ питательных элементов.. Наибольшее влияние на динамику;оказывает.фактор "сезоны года", следовательно темпера ту-

ра,(КЭШ до 0,6191). Следу пцими до величине факторами идут "до-рода дерева" {КЭШ до 0,4655), "удобрения" {КЭШ до 0,3541), за- тем "микрозоны" (КЭШ' до 0,1056).

: Глава 5. ЫОДЕЛЬКШ СШЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ КЯ1ШШ НЫСОТОЕШ * ■ ■. CAKT0P0B НА СОДЕРЖЫИЕ ШШЕШЩХ ЭЛ^-ШТОВ ■•■■... В ПОЧВЕ ' . '

Эксперимент показал прямую связь, содержания калия, поглощен-? ного в они том ¿ от температуры в интервале -Ю°С - +40°С:чем выше температура, тем больше поглощается .ионитом калия (табл.4).

.;■■*".■ Таблица 4

■ Влияние температуры на поглощение калия катеонитом КУ-2

__»_ • ■ _■ _'_^_L _____

Темпе- Содержание К Коэффициент

Рату- в деске до на- в ÜJ~U после в песке

чала опыта, экспозиции, де акспози-°С «гДОО г мг/100 тп-t дай, мг/100 т п л íuetiuT*

цеска ■■•=■■■•,■■■ ■ песка -

-10 5,0 ' 95 4,5 . .... 0,047 '•

6 4,5 .185 3,8 0,020

24 4,4 230 3,5 0,015

40 -4.5 ■ ' 285 _3.0 0.010

С возрастанием температуры от - 10 до 40°С значения коэфЗ&ци- ' ентов распределения в опыте_уменьшаются от О,047до 0,010, что свидетельствует об увеличении степени поглощения калия катионитом. С . увеличением температуры на 1°С поглощение калия ионитом из песка с одинаковой начальной концентрацией К а постоянной влажностью увеличивается на 3,12 мг/1СЮ г^катионита в интервале температур от 6°С до 40°С. ■ ■ ' •.

Ранее установлено влияние температуры на поглощение фосфора анионитом в модельной системе песок-анионят (Карпачевский к.др., 1980). С повышением тешературы от 4 до 40°С количество Р, поглощенного агаюнжтом из песка с одинаковой начальной концентрацией Р и достоянной влажность», увеличилось'в 3 раза. Увеличение можно

объяснять возрастанием скорости диффузии в ионитам растворенных веществ ври повышении температуры«

Установлено, что при высоких концентрациях калия (да 1065 мг KgO/lOO г почвы) внесенного в почву,, полного насыщения катионита питательными элементами за 10 суток не происходит. Концентраоди калия в дерново—подзолистой почве много меньше тех максимальных, используемых в модельном опыте, что дает возможность применять ионат для изучения динамики К в этих почвах.

В интервале концентраций 4-214 мг Ю^О/ДОО г почвы формула пересчета содержания К, поглощенного катионитом, на К содержащееся в 1СЮ г почвы, определенный so методу Кирсанова, имеет вид: '

(X)

где: Хп - мг KjjOAOO г почвы; Ки - мг К^ОДОО г катионита. ■ Эта формула согласуется с результатами на кривой динамики К. В 1981 году провели несколько определений содержания К в почве по Кирсанову в сроки, совпадающие с закладкой катионита в почву. Результаты показали, что содержание К в почве по Кирсанову соответствовало расчетной величине по формуле (I) (табл.5); jmERua между результатами.не превышала 4. мг KgO/lOO г поввы.

Таблица 5

Линамида К в горизонте АХ дерново-подзолистой почвы, 1961 г*

Вариант Микро- 2.У_З.УП_Г.Х

Поро- парцел- зона, см__• шГоЛЦ ^реде^ения ц_:_

4 ла дере- Расчет-Жирса- Расчет-Кирса- Расчет-Кирса-

ва. ннд нова ннц яояа____ЩД. нова

_ - ' _мг. Кд 0/100 г почвы_

Береза Контроль

(без ч удобрен.)

ВДо.

5 28 24 20 19 10 9

60 28 25 19 15 9 7

.5 28. 29 . 21. 22 12 12

60 31 27 19 , >37 10 10

5 41 38 26 25 II 9

60 39' 37 28. 30 10 ' 8

' ': в ы в о д ы

' I. Двнашка таких питательных_ элементов, как кадий, фосфор, азот аммиака, железо,^марганец резко 'различаются в зимний и летний периоды. ■ '.

; Для., зимнего периода :характерно. низкое/почт неизыенящие-ся количество' калия, .ашшачиого азота, железа и марганца. Сред- -ние уровни содержания этих.элементов соответственно равны:. 1^0 - ' 32,/Н^ - 15, А - 5, Й-9 кгДОО г ионита. Исключение - фосфор, у которого размах- колебаний" 30-130 мг. PgOgAOO г анвонита.

Динамика калия, аммиачного,азота, железа, марганда начинается о наступлением положительных - среднесуточных темлератур с резкого (в 8-20 раз) для HgO и менее резкого (в 2-10 раз) для ,

fe и Мл повышения содержания элементов в марте-апреле. Для PgOg скачок наблюдается в конце. февраля-начале марта.

В весенне-летний период на фоне высокого количества исслэ.-дуемых элементов (по сравнению с зимой) .чередуются максимумы и минимумы их содержания.

' ■ 2. Динамика питательных элементов под деревьями исследован—

, . . . . * ■

atcc пород различается амплитудой колебаний и сдвигом максимумов в минимумов их содержания ва недели.

.Двнашка питательных«элементов согласуется о фазами развитая растений. - Пери оды наибольшего прироста фитомассн древесных пород совпадают о шявыальшзы содержащем питательных - элементов в почва. . . "■•.''.

■ 3. Наблпцавтся тенденция увеличения содержания питательных элементов в минрозонэ "5 см от ствола дерева" до ораваеняа о-шкроэоной *60 сы от отвода' дерева" щи. посадке деревьев на расстоянии 120 см друг от друга. ^ , ^ - у. .

' 4. Дтчаидря калия и фосфора для удобренных и контрольных' ва-

риангов: ОЦЦФТИГШкГ» . раэ^тчдРТСЯ АМЛлИТуДЫ К0Д5б&НИЙ В ЗЕВНСИ* . ыосга от дозы внесенных" удобрений.. '.у .■'■'

5. Оценку содержания подвижного по Кирсанову калия в почве с помощью ионообменных скол можно вести по формуле Кп1, где Кп - Ю^О игДОО г почвы по Кирсанову, Кц - К^О мг/100 г вонита. '

б* Установлено прямое влияние температуры в интервале ч£°С-+40°С на поднижность калия. Повышение температуры на 1°С приводит к увеличению поглощения катионигом калия на 3 мг К^ОДОО г К7-2. _

7. Для учета динамики питательных веществ, включая оценку потребления их растениями, целесообразно использовать метод иони-тов, возводящий .следить- за содержанием этих веществ в почве без отбора образцов.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Цетсщ ионитов дая наблюдения за динамикой питательных веществ в почве. - В сб. Новые приборы, устройства, методики, материалы и технологические процессы, разработанные учеными МГУ, предлагаемые для внедрения в народное хозяйство и науку. 11.: Изд-во ЫГУ, 1981, с.37 (в соавторстве).

2. ¿й* да? /

¡три I, тг, /•'*/-«. {4

3. Динамика некоторых элементов в медальной дерново-поДэо-лиотой почве под древесными породами. - Вестник ШТ. Серия Почвоведение. 1982, № 4, с.65-67.

* 4. Годовая дяяамика калия в модельной почве поя древесными-породами. — В сб. Еиологаческая продуктивность ландшафтов Дагестана. Даг.фидиад АН СССР, Махачкала, 1982, с.100-102. ' ,

5. Изучение динамики калия в почве под древесными- породами методом вонитов.- - В сб. Труда 7 конференции молодых - ученых ф-та Почвоведения ШТ. М.* ВШИШ, 1983, № 286-83.деп., 9.144-145.

. 6. Динамика питательных элементов в Модельной почве под лесом. - В сб. Труды У конференщи молодых ученюс ф-та Почвоведения Ш7. М., В11ЕПН, 1983, № 286-83 дед., С.146-14?. ' .

7. Применение ионитов в почвенных исследованиях* - Тез. докл. Всесоюэн. научн.ковф. "Современные методы'исследования почв", М;, МГУ, 1983, с.35 (в соавторстве).

- 8. Динамика фосфора и калия в модельной.почве под лесом. -Боля, Почвен. ин-та им. В.В.Докучаева, М., 1983, вып. ПШТ, с.64-67.

Подписано к печати 17.12.84 г. Объём I й-л, Я.78468; Í' Тираж 100. экз. Заказ 229. .Формат 60 х 84 1Л6 :

Печатно-множительный цех КНИЙСХ им.П.П.Дукьяненко

I t