Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

К ОЦЕНКЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПОЧВЫ ЭЛЕМЕНТАМИ ПИТАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "К ОЦЕНКЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПОЧВЫ ЭЛЕМЕНТАМИ ПИТАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ . КОМИТЕТ СССР

. МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ллСУЗАЕЦОВА Людмила Анатольевна

УДК 631.42 : 543.257.1

К ОЦЕНКЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПОЧВЫ ЭЛЕМЕНТАМИ ПИТАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА— 1986

Диссертация выполнена на кафедре почвоведения Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. И. Савич.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор И. П. Дерюгин; кандидат биологических наук, с. н. с. А. И. Поздняков. ~ ,

Ведущее предприятие — Почвенный институт им. В. В. Докучаева. <

Защита диссертации состоится « /г». .елгАл? , 1987 г.

в « /4 » часов на заседании Специализированного совета К. 120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « .7. ».. еил^^^л*^ т ]§87 г.

Ученый секретарь (к&$Л

Специализированного совета л> с. М. Саблина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

...Актуальность работы. Для решения Продовольственной программы Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период •др 2000 года "предусматривается на основе химизации сельского хозяйства и 'расширения применения-удобрений планомерно (проводить работы таг повышению плодородияЛ почв. -

Работа посвящена одному из перспективных новых методов оценки обеспеченности почвы элементами питания с учетом активности ионовл/В качестве рабочей была предложена следующая гипотеза. В .период интенсивной химизации земледелия «ри возможном скрытом отрицательном . действии , удобрений обеспеченность растений элементамиЛпитания не может быть (проведена толь'ко на основании анализа свойств почв. Необходимо комплексное изучение состояния соединений ионов в системе почва—растение. Одним из важных методов такой оценки является определение активности ионов в изучаемых объектах с использованием системы ионоселек-тивных электродовГПредгоолагаегся, что оценку обеспеченности почв элементами питания перспективно проводить' по содержанию наиболее'подвижных, в том'числе водорастворимых, форм элементов в «живых», неизмененных выеуши-, ванием, обработкой сильными химическими реагентами почвах и растениях. !' ' " - ,

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось Изучение (возможности использования величины активности нитратов, ионов калия, кальция и магния в системе почва— растение для оценки уровня обеспеченности почвы элементами питания.

Согласно цели работы в задачи исследования входило: — изучение динамики активности ионов>. N03-, К+, Саг+-и М§2*-, концентрации и содержания обменных калия, кальция и магния, а также величины калийного .потенциала в почве в период выращивания культур в,зависимости от'доз минеральных и органических удобрений и.лоследействия оро-тения; А А Щ А : А У Л : Л • ,

Центральная • • Научная Ссблиотена Москор.с.оД очаеиа Леший сельскохозяйствен, модемна ям. К. А. Твмирягем

— мучение влияния 'различных уровней питания на содержание неортаническцхГ'кУлия и кальция и величину активности ионов ¡К03~, К+, Са2Г в растениях в период их вегетации;

— расчет «коэффициентов «корреляции между активностью ионов .К03_, К+, Са+-, М§2+\ содержанием обменно поглощенных калия, кальция и магния, величиной калийного потенциала почвы и содержанием этих элементов в растениях, а также величиной урожая возделываемых культур;

— расчет коэффициентов "корреляции между, активностью ионов калия"в почве, величиной калийного потенциала и содержанием обменного калия.

Научная новизна.. Изучено содержание наиболее подвижных форм соединений азота, калия и кальция (в том числе их" активности) ' в системе почва—растение в тюлевых условиях по разным культурам в отдельные фазы вегетации. Установлены корреляционные зависимости .между величиной активности нитратов, ионов калия, кальция, калийным потенциалом почвы и урожаями культур, а также активностью и содержанием нитратов и калия в растениях. Проведено испытание 'системы ионоселекти'вных электродов в звене севооборота п'шри бессменном выращивании кукурузы. Доказана перспективность их использования для полевых исследований в системе почва — растение.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные рекомендуется использовать в курсах почвоведения, и агрохимии при изучении темы «Плодородие почв». Проведенная оценка состояния ионов в системе почва—'растение в звене севооборота и при бессменном выращивании кукурузы 'на дерново-лодзолнетой почве является первым этапом разработки методики определения обеспеченности растений на этих почвах элементами питания «а основе анализа содержания и динамики наиболее подвижных форм соединений. Полученные данные по активности ионов о почвах разного уровня плодородия могут служить производственным организациям придержкои при опенке динамики погребностл растений в элементах питания на аналогичных почвах. Система ионоселективных электродов рекомендуется, для испытания как экспресс-метод оценки обеспеченности почвы элементами питания.

Апробация работы. Материалы исследований доложены на 'научной" конференции преподавателей Орловского СХИ в 1984 г. и >т VII съезде Всесоюзного общества почвоведов в Ташкенте в 1985 г.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 разделов обзора литературы, 5 разделов эксперимен-

Читальной части; обсуждения результатов/выводов," практических1 предложений,, списка; литературы (216 наименований,'-в том числе 30".иностранных), приложения- (281 таблиц). Содержание диссертаций изложено на 209 *страницах машинописного текста и содержит 38 таблиц:;ч-Ьл>-' ,иогу;; . '„ Ь' ,•,-•:

: ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ; И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1982—1984* гг.-на кафедре -.-. - почвоведения : Московской сельскохозяйственной» академии ; им: К. А. Тимирязева'и в условиях полевых опытов кафедры

♦ агрохимии в учебно-опытном хозяйстве* ТСХА «Михайлов* ское» и промышленно-животноводческого' комплекса-им. 60-

летия образования1 СССР" Подольского о района' Московской области, заложенныхв 1975 и 1976 гг. на дерново-слабоподзолистой на покровном суглинке почве (И. И. Правда, 1983; Н. Н. Пронкин, 1979). - л ' пл'*1::л ; '\ ; :, Почва опытного:участка'-в учхозе «Мйхайловское» харак-. тёризовалась ,1 низким содержанием гумуса < (1,59—1,77%), '"..-'имела слабокислую —близкую к нейтральной -реакцйкРпоч-■- .венного раствора (рНсол.—5,4—6,0)," степень-'насыщенности Основаниями -Л- 74—81 %; обеспеченность почвы подвижным "•'• фосфором и калием по вариантам опытаЛсредняя — высокая :л. (И. И. Правда, 1983). . •--;.%";-"'.''.. -л

* . -; Исследования проводились в кормовом севообор:оте. Схема - опыта включала 5 вариантов (нормы удобрений—:кг*д1"в/га; числитель— под'! ячмень, знаменатель — под» вико-овсяную

-смесь): 1 — без удобрений (контроль);2 — |Л N. ,л- Р щ К;

. 3 — 2 вариант 4-\17тнавоза; 4 — |~Р{|ЛК;Ч<5 —4

-., вариант 4- 17 т навоза,, .->♦ • • ••«". ; ..;,». I

, -' • . Нормы удобрений" рассчитывались на планируемую уро-..-" жайность ячменя: Л вариант (контроль).—20, ц/га, 3-вари-ант— 47 ц/га,'4 и 5 варианты—соответственно 50 и 60 ц/га; вико-овсяношсмеси (сено): ,1 вариант (контроль) —30 ц/га, 2 вариант—: 40 ц/га, 3 вариант — 66. ц/га,, 4/вариант,— 60 ц/га и 5 вариант — 80 ц/га. Навоз вносилил два.раза в пе-'; рнод ротации.:севооборота: под вико-овсяную.смесь 30)Т/га;И 'под картофель 40 т/га, (И. И. Правда, 1983).;;.;;;. г 8 ,.ь г ; . • ••'•?••- Повторность опыта 4-кратная. .Общая, площадь делянки •.

♦ 151 м2. Для изучения-действия удобрений-в орошаемыхси не- . орошаемых, (условиях >опыт .расположенЛ на двух , участках:

при орошении —участок 1, без орошения—участок 2. ,.:.л..с В условияхл промышленно-животноводческого-нкомплекса -_;_. исследования проводились на опытном; участкес- бессменным,

.выращиванием кукурузы. В год закладки опыта почва.*имела следующие -агрохимические показатели (в слое 0—20; см): гумус по Тюрину—1,64%, рНСОл. — 6,8, гидролитическая кис-_ лотность — 0,9, сумма поглощенных оснований — 11,8 ;мг-экв/100 г почвы, содержание-подвижных форм (по Кирсанову) фосфора — 30 и калия— 10,3 мг на 100 г почвы. >,:2-Схема опыта включала 4 варианта:;'1—г без'удобрении (контроль); 2 — „жидкий навоз 130 т/га; 3 — Ni6oPooKi7o'+

♦ -г65 т/га жидкого навоза; 4 — ИзгоРооКзво-

.,— Нормы, удобрений рассчитывались на планируемую уро-.жайност-ь зеленой массы кукурузы 600 ц/га (Н. Н. Пронины, . 1979). Повторность опыта 3-кратная, расположение делянок - систематическое. Общая площадь делянки 344 м2.

Опыт проводился в условиях орошения. . . . Вегетационный период 1982 г. характеризовался затяжной весной и прохладным летом. Условия для роста: и>разви-тия изучаемых культур, особенно кукурузы, были не совсем благоприятными. Лето 1983 г. было теплым и дождливым. Полип-ячменя и вико-овсяной смеси н- е проводили. .Отбор почвенных и растительных- образцов для изучения динамики содержания элементов питания в период выращивания ячменя (1982 г.) и вико-овсяной смеси (1983 г.) проводили в. следующие сроки. 1982 г.: I — после посева, II — кущение, III — выход в трубку, IV — колошение-цветение, V — молочная спелость, VI — восковая спелость. 1983 г.: I — после посева, II — кущение овса, III — выход в трубку овса, IV — колошение-цветение овса, V — молочная спелость овса.

Во втором опыте при выращивании кукурузы образцы отбирали в следующие сроки. 1982 г.: I—после посева, 11—S— 10 листьев, III—10—12 листьев, IV — появление метелок, V — начало цветения початков, 1983 г.; I—после посева, II — 6—8 листьев, III — 10—12 листьев, IV — появление метелок.

Величину активности нитратов, ионов калия, кальция,

♦ мпгння и рН-в почве определяли в суспензии при соотношении почва : вода=1 : 1 потенциометрически, с использованием ионоселективных электродов. Содержание в почве обменного калия определяли по Масловон, обменного кальция- ^магния—по Гедройцу.

Определение концентраци ионов калия, кальция и магния шроводили на атомноадсорбционном спектрофотометре в фильтрате почвенной суспензии при соотношении почва : вода = 1 : 1 после одночасового взбалтывания на ротаторе.

Отбор растительных образцов проводили в соответствие с методикой в прописи В; В. Церлинг (1975 г.). Активность ионов в растениях определяли после измельчения растительного материала при соотношении между растительной навеской и'водон 1 : 5. ~~ : ' ": "--"♦ •"-"

* - Извлечение неорганических форм калия, кальция и магния 'из высушенныхЛ :при комнатной температуре .раститель-: ных образцов- производили .2% раствором уксусной кислоты. ■ •. Дальнейшее определениевыполняли в фильтратах на атомно-

адсорбционном'спектрофотометре............,,••„•

Изучение 'пространственной изменчивости величины активности ионов (в почве показало, что для достоверной оценки отри уровне вероятности 0,95 и с учетом ошибки, не превышающей 10% средней 'величины,- необходима 7—8-кратная ... повторность отбора образцов на площади 150 м2. Поэтому в " 1982 году активность" ионов.в почвеЛопределяли в 8-кратной .'. повторностн. В 1983 году повторность определения сводили д о 4-кратной за счет смешивания исходного почвенного образца. не 'менее, чем.из 8 точек. " ; . .

Математическую обработку полученных "данных выполняли методом дисперсионного анализа, по Б. Л. (Доспёхову

(1979). • - ". ' .•-•Л". • .., :\ -.....-.: V . -. .- , : ;•

Коэффициенты корреляции между содержанием лионов в : почве и растениях ячменя и.вико-овсяной смеси рассчитывали * в фазы кущения и выхода в трубку злаков. , ,

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Динамика активности, концентрации и обменных форм элементов питания в почве в период выращивания'культур

Изучение активности нитратов в почве в период выращи-.". вания культур '(табл. 1) показало, .что внесение удобрений . оказывало существенное 'влияние на величину их активности. Причем, яри .выращивании ячменя увеличение доз удобрений .приводило 'К существенному повышению'Лактивностн- нитратов в почве,- а при выращивании вико-овсяной смеси различия между вариантами опыта с внесением удобрений были " несущественными;-- ••- -•••' • - '-' - .:.

"-' ,По мере роста празвития растений различия между вариантами опыта : уменьшались ив период» наиболее интенсив-' ного выноса оставались в пределах НСРоз, хотя, в контрольном варианте во всех случаях активность была' ниже,.чем в вариантах евнесеннем-удобрений. •• , ,.;•♦.. . . ::.-Расчет степени;влияния факторов-на величину, активности нитратов в почве в период' выращивания ' • культур показал, что величина активности нитратов в почве под ячменем в зна-чительной-степени (на 49,7%) определялась сроками'отбора образцов и лишь на. 14,0% — дозами вносимых удобрений. Коэффициент вариации • активности лнитратов: в зависимости ♦ от доз вносимых-удобрений и сроков отбора образцов был соответственно.равен 45,1°/о и 84,9%.;- ......,..........'. ..

, Т а б л и ц а 1

Активность нитратов в почве (мг-экв/л) в период выращивания . культур в зависимости от действия и взаимодействия факторов: . , сроки — дозы удобрений

Сроки (Л)

Варианты (В)

Средние по фактору А

I

II

III

IV

V VI

НСРс® ЛВ Средние по фактору В НСР(И В

2,36 1,78 0,52 0,18 0,37 1,08 1,39

1,05 0,57

Ячмень (1982 г.)

8,20 9,43

13,22 17,07

3,39 5,53

0,49 1,08

1,38 . 1,53 2,12

4,80 6,12

7,48 12,58 5,31 1,48 °22

гЗэ

HCPos 5,27

6,87 11,16 3,68 0,81. 1,37 1,96 0,69

Вико-овсянгя смесь (1983 г.)

I

II

III

IV

V

HCPos ЛВ Средние по факто_ру В HCPos В

11,06 0,38 0,10 0,39 0,14 1,23

2,41 0,55

8,91 3,65 0,64 0,68 0,34

2,84

10,46 2,43 0,71 0,30 0,38

2,9

6,40 4,76 1,45 1,18 0,34

2,82

6,49 5,75 2,00 1,40 0,44 НСРС* Л

3,21

8,66 3,39 0,98 0,89 0,33 0,55

В период «выращивания вико-овсяной смеси доля влияния сроков отбора образцов на величину активности нитратов в почве составила 68,6%, а степень влияния доз вносимых удобрении на активность была -незначительной. Коэффициент вариации активности нитратов в завнсшмости от доз вносимых удобрений и сроков отбора образцов был соответственно равен 9,2% и 108,5%.

Изучение активности ионов -калия в почве в период выращивания культур (табл. 2) показало, что в вариантах без внесения удобрений активность ионов очень низкая, часто находится -на пределе чувствительности калийного электрода (рК=5,0). Наибольшие значения активности ионов калия приходятся на варианты опыта наиболее высоких уровней' внесения удобрений. - >•

Изучение активности ионов калия в почве в период выращивания вико-овсяной смеси (табл. 2) выявило отсутствие в ряде случаев существенных различий по величине актив-

ности между отдельными вариантами опыта. Так,-,не было' существенных различий'-между активностью _. ионов калия в 'почве 1-го, 2-го, а также 4-го вариантов опыта, где она составила 0,05—0,06 .-мг-экв/л. Наиболее высокая активность калия (0,09—0,11- мг-экв/л) имела место в лочве 3-го и 5-го вариантов. -, 'у- .... V ..,-.';;;

','•}.:<,."'. ' ....••;' Таблица 2

Активность ионов калия в почве (мг-экв/л) в период выращивания культур в зависимости от действия и взаимодействия факторов: .. . . . сроки — дозы удобрений -'" "

\-г -л 4 Варианты; (В)

Сроки (А) I '"2 а 4 , {'•5';.

Средние по фактору А

I 11 • III .. IV

НСРС5 ЛВ . Средние по фактору В НСРо5 В

I II

III

IV

V

ЫСРо8 ЛВ Средние по актору В ЫСЙж В

0.01 щ

0.01

0,01 0,0Э 0,06

<

0,02,. 0,02

Ячмень (1982 г.)

0,35 0,42

0,20 0,29

0,10 0,16

0,11 0,15

0,40 0,39

,0,23 0,22

0,23 0,27

$нко-овсяная смесь (1983 г.)

0,20

0,01

0,01 0,01 0,01 0,02

0,05 0,01

0,19 0,04 0,02 0,02

0,02

0,06

0„24 0,08 0,04 0,03 0,05

0,09

0,10 0,09 0,05 0,04 0,02

0,06

0,52 0,33

.0,40 0,23

.0,18 0,11

0,22 0,12

0,57 0,34

0,38 0.21

НСРоэ- 0,03

0,37

; 0,14 . 0,18

0,16 0,08-

0,07 0,04

0,08 0,04

0,09 0,04 .

ЫСРоз А 0,01

0,11

Рассмотрение динамики активности ионов калия в,почве в период -выращивания культур выявило также последовательное снижение ее величины с 0,33 мг-экв/л после посева до 0,12 мг-экв/л в фазу колошения — цветения ячменя и с 0,18 мг-экв/л после (посева -.вино-овсяной смеси до 0,04 мг-экв/л в фазу трубкования овса. В дальнейшем активность ионов калия в почве, в. период выращивания -вико-овсяной смеси изменялась, ка-к правило, в пределах :ЫСР08, а .при выращивании ячменя имело -место некоторое, повышение активности калия ; к чразе : молоч-ной. спелости, что, ' очевидно,

объясняется особенностями его потребления отдельными культурами в процессе их онтогенеза. .

-Установление доли влияния рассматриваемых факторов на величину активности ионов калия в тючее в период выращивания культур показало, что активность ионов калия в почве под ячменем на 21,4% определялась сроками отбора образцов и «а 49,8% — дозами вносимых удобрений. Коэффициент 'вариации активности ионов калия в зависимости от доз вносимых удобрений и сроков отбора образцов составил соответственно 61,0% и 40,0%.

ТаблицзЗ

Активность ионов кальция в почве (мг-экв/л) В период выращивания . культур в зависимости от действия и взаимодействия факторов: сроки — дозы удобрений

Сроки1 (Л)

Варианты (В)

Средние по фактору Л

Ячмень (1982 г.)

-I Ш

III

IV V

VI

HCPos ЛВ Средние по фактору В . HCPos В

8,48 2,38 0,68 2,48 2,08 ,1,08 1,37

2,86 0,56

12,00 10,16 1,64 4,26 2,86 1,56

5,41

15,68 17,28 2,60 4,64 2,72 0,94

7,31

12,18 12,32 2,82 5,38 3,75 1,16 HCPos Л

6,27

12,08 10,54 1,94

4.18 2,85

1.19 0,69

I

II '

III

IV

V

HCPos ЛВ Средние по фактору В HCPos В

0,66 0,30 0,04 0,03 0,06 0,12

0,22 0,05

Вико-овсяная смесь (1983 г.)

0,66 1,22 1,32

0,63 0,77 0,78

0,08 0,18 0,12

0,0-1 0,14 0,16

0,11 0,13 0,07

0,30

0,49

0,49

1,78 1,06 0,34 0,16 0,14 HCPos Л

: 0,70 .

1,13 0,71 0,15 0,11 0,10 0,05

Степень влияния сроков отбора образцов на величину активности ионов калия в почве в период выращивания вико-овсяной смеси составила 57,3%, и лишь на 9,4% величина активности ионов калия в почве определялась дозами вносимых удобрений. Коэффициент вариации активности ионов калия в зависимости от доз вносимых удобрений и сроков я :

отбора образцов был соответственно равен 40,5% и 100,0%.

Очень высоким варьированием в зависимости от сроков . отбора образцов характеризуется величина активности ионов кальция в почве в период выращивания ячменя (78,3%) и вико-овсяной смеси (93,6%). Коэффициент вариации активности, ионов кальция в почве в зависимости от доз вносимых удобрений в (период выращивания ячменя составил 30,0%, а в период выращивания вико-овсяной смеси — 37,8%. Так, наиболее высокая активность ионов кальция в почве (7,31 мг-зкв/л) в период выращивания ячменя (табл. 3) имела место в 4-м варианте. Внесение навоза непосредственно под вико-овсяную смесь существенно повышало величину активности кальция в почве Зчго и 5-<го вариантов по сравнению с вариантами без чронового внесения навоза (2-й и 4-й варианты). Причем существенные различия между вариантами опыта имели место главным образом в первые сроки отбора образцов. '

По мере роста и "развития растений отмечалось общее снижение активности ионов кальция в почве.

Вычисление доли влияния рассматриваемых факторов на величину активности ионов кальция в почве показало, что в период выращивания ячменя и вико-овсяной смеси активность (кальция на 61,1% и 58, Г% определялась сроками отбора образцов, на 9,0% и 9,5% — дозами вносимых удобрений.

Сопоставление -динамики активности ионов 'кальция и нитратов в почве выявило наличие между ними сильной корреляционной зависимости !(г=0,81—0,95).

Варьирование величины активности нитратов, ионов калия и кальция в почве в период выращивания ячменя и ви-ко-овсяной смеси в зависимости от последействия орошения было незначительным.

Изучение содержания обменно поглощенных калия, кальция и магния в почве в период выращивания культур показало небольшое — среднее ню величине варьирование в зависимости от доз вносимых удобрений и сроков отбора образцов. Так, в период выращивания ячменя коэффициент вариации содержания обменного калия в почве в зависимости от сроков отбора образцов составил 10,4%, а в зависимости от доз вносимых удобрений — 23,6%. При выращивании вико-овсяной смеси он был соответственно равен 15,5% и 16,2%.

Сравнение в сопоставимых.единицах содержания обменно поглощенных калия, 'кальция, магния, величины их активности и «концентрации в период выращивания вико-овсяной смеси приведено в таблице 4.

Анализ этих соотношений показал, что доля величины активности ионовкалия от содержания обменного калия в поч-

ве .в лериод выращивания культур мало изменяется по вариантам опыта, что, очевидно',свидетельствует о существовании взаимосвязи между этими (показателями.и,о .перспективности 'применения ионоселективных электродов 'при оценке актив-

'•' "•."' '-.........г. \- . ' " „ _ . ... Таблица 4"

Содержание калия, кальция и магния в почве, фильтрате и их активность в почвенной суспензии в период выращивания вико-овсяной смеси л ; (числитель — мг-экв/100 г;почвы,;знаменатель —'ви%\от поглощенных)

Вари- Срок» Поглощенные, ;г мг-зкв/100 г."- " 'почвы ,,Л*,;'.:. и'7, Фильтрат -Г* :-: - Почвенная' "- • ',•• • суспензия' '

К+: Са2*" МЕ2+ ;,Ке Са2*' МЕ2 + ;Ь;К1. . *..Са2> ..

_ I 0,61 0.5 0.05 0,54 0.1 Г 0.023 0.06. ,.

_ » ;8,201. ;5,45; 22,00 --3J7 0,61

. II 0.52; Тод" Г;0,6. 0.01. -0.05- ; 0,02 •0.001 0,02 -

1,92; 0,48 3,33 0,19 0,19

4 - 1 III Г ь 0,23 10,4 .0,6: 0.01 6,02 "6.01 ; 0.001 о.ооз -:

4,35 .0,19 .1,67 1.0,43 0.03 ..

: \ : 0,26 - 9,4 0,6' о;оь 6,05: 0,02* "0,001 Г ОЛЮг'.....

- * '-IV 3,85 0,53 3,33 , 0,38 0,02-. „.

0,25 10,4: • 0,01- 6,06 -0.02 0.001 • о.ооз"

Л . V -4,00: 0,58: ;4,00 • 0,40 . 0,03 -;

-. - -. 0,54' Л0.5 ; 6,6 "0,03 "0,30 0.08 0,02 0.12

•:1 V 5,55; . 2,86 13,33 3.33 1,14 • -

II 0.61 10,5 0,5 Го.оз" 6,18 0,05 0,02 6,01 *С-'

„4,92. 1,71 10,00 3,11 .0,10

"-.5 ; -III 0,55; ;10,4 V0.6J V0.02 6,07 0.03 0,01 0.02 . .

-3,64 , 0,67 : .5,00. ,1,09 - 0,19 , .

• - = IV, 0,43 10,5. '0,5! НЭ.02 •6.11 0.03 '0.01 •0,02.....•

14,65 J 1,05; 6,00: .1,86 0,19 -•..

. „ .. -'. V 0,30 9.4 0,5" 10.01 0.04. 0,02 : 0,003 ' 0.01 ....

3,33 0,43 4,00. 1,00 0,11 ';

ности ионов калия в почве. Однако высокая'динамичность'ве-личины активности ионов калия в' почве в период выращивания культур затрудняет ее использование без комплексной интерпретации с другими параметрами для оценки обеспеченности почвы калием.:::и'*::;пп:;л;;,:|. .V .: • ..„.:,..!:;.._-._,:,';..

Калийный потенциал почвы

Термодинамический подход к оценке калийного режима почвы наряду с определением величины активности ионов калия в почве тгредполагает также определение величины калийного потенциала. Однако, данные литературы об использовании калийного потенциала как диагностического показателя противоречивы. В связи с этим в работе была предпринята попытка установить возможность и перспективность использования величины калийного потенциала для оценки обеспеченности почвы калием.

Наблюдение за динамикой калийного потенциала (рК — 0,5рСа) в период выращивания ячменя и вико-овсяной смеси показало, что его величина в почве неорошаемого участка составила 'соответственно 3,81 —1,65 и 3,00—1,66. Причем, более низкие значения калийного потенциала, свидетельствующие о лучших условиях калийного питания, имели место в вариантах с внесением удобрений.

Рассмотрение динамики величины калийного потенциала в зависимости от сроков отбора образцов показало ее увеличение, а следовательно и ухудшение условий калийного питания при прохождении ячменем фаз вегетации, характеризующихся наибольшей напряженностью в потреблении элеметгов питания из почвы.

Изучение величины калийного потенциала (рН—рК) в период выращивания культур показало, что закономерности, выявленные при рассмотрении его динамики, в основном подтверждают выводы по калийному режиму почвы, полученные с использованием калийного потенциала (рК—0,5рСа).

Расчеты также выявили наличие, как правило, сильной корреляционной зависимости между активностью ионов калия в почве и величиной калийного потенциала (рК— 0,5рСа) и (рН — рК). Коэффициенты корреляции составили соответственно — 0,81 и 0,82.

Таким образам, изменения величины калийного потенциала в период выращивания культур в целом повторяют динамику активности ионов калия в почве. Однако его определение дополнительно дает -возможность оценить соотношение К+: Са2;1-, Н + : К+, что имеет несомненное практическое значение, так как усвояемость элемента определяется не только его количеством в растворе, но и соотношением с другими элементами.

Взаимосвязь величины активности ионов калия, калийного потенциала и содержания обменного калия в почве

Сопоставление содержания обменного калия в почве и величины его активности, а также величины калийного по-

'тснциала (рК—0,5рСа) .выявило лналичие' между ними, как: правило, лсильной корреляционной .(зависимости. Так, коэф: ♦ фицнёнт 'корреляции между,содержанием обменного «алия в почве .it величиной' его й-кгивносги~[ в4, период, выращивания ; .ячменя был равен 0,96,"а-*в" период 'выращивания вико-овся-' ной 'смеси * 0,95." Выс6киё~коэффйциенты /корреляции .'.между . этими" показателями; были*гйолучены, и*в!<>пыте. с кукурузой \(г=0,73 и г = 0,84 'соотаётствённо"в!1982 «Л983 гт.). , ',.'.:

♦ Каклправило, .снлытяЛ"Л на-

блюдалась" и 'между величиной калийногоЛпотенциала ,и со. ' держанием, обменного-,калия в лочёеТ *Так,\'коэффициент," корр ел яцш!> между. ЭТ1МИ:'показателяыгй"; в! период. выращивания, ячменя "был равёнуО.Эб.Ла*».шри Гвыращивании: внко-овс'яной

смеонОл;. ..„ .'"-Г:Г3?Л 1??"сЙ • -*•'«*'<" • -'.'-.

•'-. На основании расчета коэффициентов 'корреляции 'между " • содержавшем "обменного "ка Лйя\ и" его; активностью влочвен-' ной 'суспензии" были лолучёны**следуюш;иё уравнения"регрес-„ cmi:--y = 16,3л28,00(хт-:0,22);"в;лер'1юд выращивания,ячменя ' в. 1982Г'ГЛи4 *в" пёр11Ьд>Гвыращ1гааш1я"г'вико-овсяной 'смеси . \( 1983 • г.);у=16,2+й'1Г,58(к—0,07),!гдё"х"—величина-актнв-•" ностиЛионов «алия/(мг-экв/Л), у|— содержание обменного, калияТлг/ЮО г лочвы)л.Л'Т;;л ;' |" ' •...... -..V-".'.V-.'

Таким образом, (проведенные, исследования-.показывают, что-используя уравнения регрессии,, рассчитанные на основании • большого'Л экспериментального [матери ала*,;.можно" переходить от* рдних*."велйчин,*к другим, ;а также устанавливать пределы-колебания "п6ка"зателей;активности.'ионов "калия." (рК) ..в 1 соответствий с траШцйейГобёспёчённостилочв. по Масловой".

t ..-..л..; :,.;....:./ S/ iti .:., . ?; - , .

..-Активность и содержание элементов питания в растениях ...

.;.- 'Основным критерием -плодородия" jn-бчвы являются расте: ния, "поэтому одних.анализов""гпо'чвы"4недостаточно, чтобы'оп-ределить степень ' обешеченностй.'.;растений питательными веществами и, следовательно, их потребность'.;в -удобрениях. ."-,-Наблюдение за содержанием ; нитратного,*! азота",, а.также содержанием калия неорганическихЛсоединений .и'.'его "актив ностью в растениях в "период;шегетации.токаза.то.лчтолнаи-; меньшее их содержание".."имёлб'лместо в 'растениях, контроль-" ных варнантов.;В,растениях!вариантов с внёсением'удобрений' не наблюдалось" существенных различий по величине,.актив-' ности ионов калия, в".тодвремя как наблюдения за содержанием калия неорганических!соёдинений 'показали -существенно более высокое его содержание в растениях вариантов с фо-' новым внесением навоза';-Ф6нов6ё внесение навоза вчопыте -с ячменем и 1вико-овсяной:смесыЬ:.в"ряде случаев .такжёЛсу-щественно повышало, 'содержание: нитратов ,в - растениях;;:;'.; ;

: Активность нитратов и ионов калия в почве как показатель обеспеченности ее элементами питания

Сопоставление содержания калия неорганических соединений в .растениях в /период их вегетации с величиной активности, ионов калия в (почве, калийным «потенциалом, концентрацией калия и содержанием обменного калия (табл. 5) показало наличие между ними, как правило, сильной корреляционной зависимости.

Таблица Б

Зависимость между содержанием калия неорганических соединений "в растениях и изучаемыми показателями почвы

Культура Коэффициенты корреляции

а К + рК-0,5рСа Л • конц- К0бм-

0,80 0,86 0,71 — 0,63* — 0.71 — 0,53* 0£1 0.78 0,80 0,57* 0,71

Вика, (аико-овсяная смесь) ЧЭвес (вико-овсяная смесь) .

* коэффициент корреляции-недостоверный,

Расчет коэффициентов 'корреляции между величиной активности ионов в почве, калийным потенциалам, содержанием обменного калия в почве и полученными урожаями культур также выявил наличие между ними, 'как травило, сильной корреляционной зависимости (табл. 6). Причем близкие коэффициенты корреляции были получены между величиной урожая ячменя и вико-овсяной смеси и активностью ионов калия в почве (г=0,85 и г=0,88) и между содержанием обменного калия и урожаями (г=0,90 и г = 0,87).

'Таблица б

Зависимость между урожаями культур и изучаемыми показателями почвы

Коэффициенты корреляции

та

Культура 6 4- а

6 + , 1 1 § з

"2. -Л и & См И о

. « та я о. « ив

Ячмень ..... 0,82 0,85 0.78 -0,97 0,94 — 0,90

Вико-овсяная смесь . .. 0,42* 0,88 0.77 -0,77 0,79 0,70 0,87

* коэффициент корреляции недостоверный.

Таким -образом", сильная: корреляционная .-зависимость "между, величиной активноспОюнов {калия в.тючве, «калийным потенциалом и толученными'урожаями культур, а также со-. - 'держанием калия в растениях в периоде их.Л/вегетации • показывает, 'что активность'.ионов-'калия в иточве. и Лвеличина •калийного 'потенциала хорошо 'отражают, динамику*калийно-' кальциевого режима «при-внесении удобрений: Однако, близ-"кие'коэффициенты корреляции междунзучаемымилюказатё-лями и, урожаями ./.культур; ;а.; также*; содержанием". ,ка-Ллня в Лрастениях свидетельствуют (о том,',что в.. окультуренных „почвах с близкими.к: оптимальным параметрамиЛсо-стоянияуйонов * калия*, кальщ1яТиЛводор"6д"а51:определ«ние * активности' ГонЪвЛ'калйя]„а™Закжё'.1велйчиныЛ'калГйно1го потен -ннала не имеет преимуществщр11 Лоценке,калийного режима по сравнению с определением-обменного калия.. .. ,:

" *" ' '."Г"- ' ,...>'; ВЫВОДЫ'-.! -'ЧЛ "--" —'-: —

*

. ~ • ____'.Гч--/лЧл.г. ¡у':>-> • • •

1. Определение величины 'активности' ионов в почве и. растениях с использованием;'системыЛйонбеелективных-элек-. тродов.'а. также определение содержания подвижных форм -элементов в 'почве, неорганических (форм -элементов -в "растениях .подфазам 'вегетации- и';одновременная";оценка- урожай-

♦ «кзсти доказали, что для правильной'характеристики потреб-" -'"ности растений в элементах 'питания необходима «ом'плекс-

йая оценка.-;-- -" "'*лл,*лу::'"'г-:'л1г—1-."-";": •'- '. .•.•-'-•--; -„,_.' 2. ПоказателиАактивностиАионовСкалиян /кальция,'а та«-

»» -г1 ; ж »» »

, же Грассчитанные на их .основе;термодинамические потенциа-•ЛеьГ хорошо; отражают дйнамикуДкалийно-кальйневого; -рёжн-ма"почвы при внесений' • минеральных"- и; органических' удобрений. Между • величиной'.активности,ионов калия в почве'11 . калийным 11готеШ1налом,*сЧ'од1юй'стороны,* и величиной уро-' Лжая, а>.также содержанием неорганическоцл'лал'иял с другой стороны,7 * существует/ теснаялкорреляционная зависимость. Коэффициенты' к6ррЪЪяцт 1 Лсоставяли'Лоо 1гвётствённо'''0,85—

0,88г0,77—0,97; 0,71—;о,86 йл0,63—0,84. V ~т -----

3. Коэффициент ,вариации.величины активности нитратов в -почве в пределах делянки составил 11,1-Л—27,2%-, для актив-, \ ности ионов калия он былгравенЛЛ-24,7,% и для ионов кальция 12,0—24,6%. С учетом варьирования.величины активности

♦ ионов N03-, «алия и 'кальция*.для достоверной оценки активности ионов с '-агрохимическойЛ целью, при уровне вероятности 0,95 и с|учетом ошйбкн,.-не превышающей 10% средней вели-'

. чины, необходима '-7—8-кратиая; повторность отбора-, образ-

♦ цов на площади 150 м2.: :.'-'• X • > .

'. 4.1.'Активность ионов/в "почве-в'период выращивания

, 44 Л )•'• ......•"'..' •* .УУ"'-' 1- • •• ;:

/

\

культур изменяется в широких пределах и характеризуется, как правило, средним — очень высоким варьированием величины активности в зависимости от доз вносимых удобрений и сроков отбора образцов.

4.2. Установлено, что величина активности нитратов и ионов кальция в почве в период выращивания ячменя, вико-овсяной смеси и кукурузы (1982 г.) главным образам (на 38,2—68,6% и 30,4—61,1%) определялась сроками отбора образцов.

Величина активности ионов калия в почве в период выращивания ячменя и кукурузы главным образом (на 49,8— 62,4%) определялась дозами -вносимых удобрений, а при выращивании вико-овсяной смеси на 57,3% — сроками отбора образцов.

5. Активность ионов калия •_"_

_. в целом повторяет динамику обменного калия в почве.

Коэффициент корреляции между содержанием обменного калия 'В шочве и 'величиной его активности в «период выращн-.вания ячменя, вико-овсяной смеси и кукурузы (1982— -1983 гг.) был равен соответственно 0,96; 0,95; 0,73 и 0,84. Коэффициент корреляции между величиной калийного потенциала (рК—0,5рСа) и содержанием обменного калия в период выращивания культур был равен соответственной,96;

-0,84;-0,94-0,69.

С.1. Для оценки обеспеченности почвы элементами питания необходимо применение системы ионоселективных электродов. Оценка активности одного иона не имеет существенных преимуществ это сравнению с общепринятыми методами анализа.

6.2. Урожайность 60 ц/га вико-овсяной смеси (сено) в 1983 г. была получена при средней за вегетацию активности ионов Н03~ — 3,2 мг-экв/л, активности ионов калия — 0,10 мг-экв/л и «калийном «потенциале (рК— 0,5рСа) — 2,10; урожайность 40—50 ц/га — при активности ионов N0^ — 2,82—2,96 мг-экв/л, активности калия — 0,06—0,09 мг-зкп/л и (рК—0,5рСа) — 2,20—2,27; урожайность 35 ц/га — при активности N0" — 2,40 мг-экв/л, активности калия — 0,05 мг-экв/л и (рК—0,5рСа) — 2,40.

Урожайность ячменя 40 ц/га -в 1982 г. была получена при величине активности ионов Ш03- в почве в фазу колошения — цветения 0,49—1,48 мг-экв/л, активности калия — 0,11—0,22 мг-экв/л и калийном потенциале (рК—0,5рСа) — 2,39—2,63; урожайность ячменя 30 ц/га — лри активности ионов М03~ — 0,18 мг-экв/л, активности калия — 0,01 мг-экв/л и (рК— 0,5рСа) — 3,49.

• : ."" 1'Практические предложения и рекомендации _- .

В условиях интенсивной химизации земледелия для характеристики обеспеченности растений.элементами питания ♦необходима 'комплексная оценка, , включающая наряду с традиционными методами анализа 'определение активности ионов ъ (почве с использованием системы, ионоселективиых электродов, величины калийного потенциала, а также контроль за содержанием элементов питания в растениях .в период их вегетации. '

Система ионоселективиых электродов рекомендуется" для испытания как; экспресс-метод оценки обеспеченности, почвы .элементами питания." ' '

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Савич В. И., Кузнецова Л. Л. Применение ионоселективиых .электродов в почвенно-агрохнмнческнх исследованиях. — Удобрение сельскохозяйственных : культур. Лгропочвоведение. —1985, № 4, с. '45 (Рукопись депонирована во ВНИИТЭИСХ № 62/6 — 85 Деп.).

2. Кузнецова Л. Л..-Учел ьки и а - В. Н. Группировка дерново-подзолистых почв по величине активности ионов калия в почвенном растворе. — Удобрение сельскохозяйственных культур. Лгропочвоведение. — .1985, №.4, с. 46 (Рукопись депонирована во ВНИИТЭИСХ N4 62/7—85' Деп.). • • • * - -

3. Т р у б и ц и н а Е. В., Кузнецова Л. Л., С а в и ч - В. И., Н а у-мова Л. М. Активность ионов Са2+\ К+, Mg2+, КЫ«+, N0,-, РЬ2-Ы, Си2+, рЫ, ЕЙ в дерново-подзолистых почвах как критерий их плодородия. — Тезисы VII съезда! ВОП. —Ташкент, 1985, III, с/37. • . -- -

эгу/*?-

71-89879 26.09.86 г. \ '• Объем 1 л. л. Заказ 2673. Тираж'100

* Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева , 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44 . - ""

Бесплатно