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 ^^КУЗИЕЦОВА Людмила Анатольевна

УДК 631.42 : 543.257.1

К ОЦЕНКЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПОЧВЫ ЭЛЕМЕНТАМИ ПИТАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Специальность 06.0t.03 — почвоведение

Авторефера? , Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1986

Диссертация выполнена на кафедре почвоведения Мое кой-с кой 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. и. с. А. И, Поздняков. -

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

Защита диссертации состоится « //». . 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 * ,//.» . . 1987 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

С. М, Саблнна

; - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. . Актуальность работы, Для решения Продовольственной программы Основными направлениями экономического й социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 тода" предусматривается ■ на основе химизации сельского хозяйства и 'расширения применения-удобрений планомерно (проводить, ра-боты "по повышению илод6родия: почв. -

Работа 1П освящен а одному из -перспективных новых'методов оценки обеспеченности почвы элементами "питания с учетом активности ионов^'В качестве рабочей была предложена следующая гипотеза. В .период интенсивной'химизации земледелия при возможном -скрытом отрицательном , действии удобрении обеспеченность растений элементами' питания не может быть ¡проведена только на основании анализа свойств почв. Необходимо 1ком;плексное изучение состояния соединений ионов в системе почва—растение. Одним из важных методов такой оценки является определение активности ионов в изучаемых объектах с использованием системы ионоселех-тивных электродов"'Предполагается, что оценку обеспеченности почв элементам« питания перспективно проводить ло содержанию наиболее'подвижных, а-том'-числе водорастворимых, форм "элементов в «живых», 'неизмененных высушиванием, обработкой сильными химическими реагентами почвах и растениях.

Цель н 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 К+> Саи<"

и М{*а+, 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,последействия оро-

им"я! 1-2Я5М ,

Центральная ■ Паушдя Шлиотека МосковсьоЯ очлева Г. синь» сельск о глав а с I в . «л^деим ая. К. А, 1кмнря*еоа

— юучйнне влияния 'различных уровнен питания т содержание неортаинческих^'кУлнп к кальция и величину активности ионов 1МОа~, К+, Са2* в растениях в период их вегетации;

— расчет'-коэффициентов -корреляции между активностью ионов N03", К+, Са2*, Ме2'1", содержанием обменно поглощенных калия, кальция и магния, величиной калийного потенциала лочвы 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) а системе почва—(растение в толевых условиях по разным культурам в отдельные фазы вегетации. Установлены корреляционные зависим ост)! между величиной активности нитратов, ионов калия, кальция, калийным потенциалом почвы н урожаями культур, а также активностью и содержанием нитратов и калия и растениях. Проведено испытание «кггемы иоиоселекти'вных электродов в звене севооборота и <при 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 дер ново-л одзол истой почве является первым этапом разработки методики определения обеспеченности растений на »тих почвах ^элементами литания 'на основе анализа содержания и динамики наиболее подвижных форм соединений, Полученные данные по активности ионов а почвах разного уровня плодородия могут служить производственным организациям лрздермкои при оценке дша-микч потребности 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 на VII съезде Всесоюзного общества почвоведов в Ташкенте в 1985 г.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 разделов обзора литературы, б разделов эксперимен-*>

талыюн части; обсуждения результатов,':выводов.' практнче-скнх'предложений,-списка! литературы (216 наименований,'' в том числе 30 иностранных), приложения-' {281 таблиц). Содержание диссертации изложено на 209'страницах машинописного текста н содержит 38 таблиц.* ,ич!'\;: . .'..!■'г.-.-.: . , ' .и V-:г ос-']"о'«

ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

- ... Тг*' - . - ' - : -

Исследования проводились в 1982—1984'гг.'-на кафедре почвоведения ; 'Московской сельскохозяйственной- академик 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?: района Московской области, заложенных в 1975 и 1976 гг. на дерново-слабо подзолистой на покро'вном суглинке почве (И. И.! Правда, ■ 1983; Н. Н. Пронкнн, 1979). .. ^ - • ■ '

Почва опытного:участка- в учхозе «Мйхайловское» характеризовалась низким содержанием гумуса (1,59—1,77%), имела слабокислую —близкую к нейтральной реакцню'поч-в'енного раствора "(рНсол^ —5,4—6,0), степень'--'насыщенности основаниями 74—81 %; обеспеченность почвы подвижным фосфором и калием по вариантам опытам средняя — высокая (И. И. Правда, 1983). .

; Исследования проводились в кормовом севообороте. Схема опыта включала 5 вариантов (нормы удобрений —кг*д." в/га; числитель —: под■) ячмень, знаменатель — иод > внко-овсяную

смесь): 1 — без удобрений (контроль); 2 —N.Щ- Р щ К;

3 — 2 вариант +,17 т навоза; 4 — щЫ |~р{§§ >К; ''5—4

вариант + 17 т *навоза,. - : • , :

- Нормы удобрений' рассчитывались на планируемую урожайность ячменя: I вариант (контроль)— 20, ц/га,- 3 - вариант— 47 и/га," 4 н 5 варианты —соответственно 50 и 60 ц/га; вико овсяной.смеси (сено): ,1 вариант (контроль) —30 ц/га, 2 вариант —г 40 ц/га, 3 вариант — 66 : ц/га,; 4 вариант,— 60 ц/га и 5.вариант —80 ц/га. Навоз: вносили-»два раза в период ротации.севооборота: под вико-овсяную;смесь 30>т/га: н -под картофель 40 т/га, (И. И. Правда,-1983).х» ^ ,- л..: : .

Повторность опыта 4-кратная. Общая, площадь делянки '151 м2. Для изучения действия удобрений*в орошаемьшн не-^ орошаемых.(условиях юпыт .расположен,. на .двух участках: при орошенни тт-участок I, без прошения—■■ участок 2. .,!_■,«..,!

В условиях э промышленно-жцвотнбводческогопгкомплекса исследования проводились на опытномг участке с-бессмеиным.

выращиванием кукурузы. В год закладки Опыта лочва^лмела следующие—агрохимические показатели {в слое 0—20:см): гумус по Тюрину— 1,64%, pH™. — 6,8, гидролитическая кислотность — 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. ^^■Схема опыта- включала 4 варианта;;-1—без »удобрений (контроль); 2 — л; ид кий навоз 130 т/га; 3 — Ni6oPyjKno + -г65 т/га жидкого навоза; 4 — NkoPsoKmo-

Нормы удобрений рассчитывались на планируемую урожайность зеленой .массы кукурузы 600 ц/га (Н. Н. Пронкнн, 1979). Повторность опыта 3-кратная, расположение делянок систематическое. Общая площадь делянки 344 мг. Опыт проводился в условиях орошения. Вегетационный период 1982 г. характеризовался^ затяжной весной и прохладным летом. Условия для роста, ^развития изучаемых культур, особенно кукурузы, были не совсем благоприятными. Лето 1983 г. было теплым и дождливым. Полип-ячменя и вико-овсяной смеси не проводили.

Отбор почвенных и растительных" образцов для изучении -динамики содержания элементов питания в период выращивания ячменя (1982 г.) н вико-овсяной смеси (1983 г.) проводили в.следующие сроки. 1982 г.: I — после посева, II — кущение. III — выход в трубку, IV — колошенне-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, II—8—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, магния ir pH в почве определял» в суспензии при соотношении почва : вода = 1 : I потенцпометрпческн, с использованием ионоселектнвиых электродов. Содержание в почве обменного калия определяли по Масловой, обменного кальция" »^магния—по Гедройцу. ■ ■■

Определение концептраци попов калия, кальция и магния ^проводили на атомноадсорбциоином спектрофотометре в фильтрате почвенной суспензии при соотношении почва: вода = 1 : 1 после одночасового взбалтывания на ротаторе.

Отбор растительных образцов проводили п соответствие с методикой в нрописн В; В. Церлннг (1975 г.). ■ Активность ионов в растениях определяли после измельчения растительного материала при соотношении между растительной навеской И'ВОДОЙ 1:5. ' ¡К Г

- - Извлечение неорганических форм калия, -кальции и магния из высушенных;.тари'комнатной температуре .растительных' образцов- производили 2% раствором уксусной кислоты. Дальнейшее определение выполнялн в фильтратах на атомно-

адсорбционном спектрофотометре. ............

Изучение 'Пространственной изменчивости величины .активности ионов в почве токазало, что для 'Достоверной оценки горн уровне вероятности 0,95 и с учетом ошибки, не превышающей 10% вредней -величины,-необходима 7—8-кратная ' повторность отбора образцов на площади 150 ма. Поэтому в 1982 году активность; ионов в поч<ве ^определяли в 8-кратной повторности. В 1983 году повторность определения сводили до 4-кратной за счет смешивания исходного почвенного образца не'менее, чем 1ГЗ 8 точек. . ■ .

Математическую обработку полученных'данных выполняли методом дисперсионного анализа, по Б^ Л. , Доспехов у (1979). - ■ ' ■ ■ "... -. -. ■ ;■

Коэффициенты корреляции между содержанием'ионов в почве и растениях ячменя и внко-овсяной смеси рассчитывали в фазы кущения и выхода в трубку злаков. , .

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

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

Изучение-активности нитратов в почве в'период выращивания -культур '(табл. 1) показало, .что внесение удобрений оказывало существенное ^влияние на величину нх активности. Причем, яри .выращивании ячменя увеличение доз удобрений приводило 'К существенному повышению"- активности - нитратов © (почве,- а-при выращивании вико-овсяной смеси различия между вариантами" опита с внесением удобрений были несущественными: -'-■ - ■ - '-'' - --

- ,По мере роста и развития 'растений различия между вариантами опыта'уменьшались и в -период«"наиболее интенсивного выноса оставались в пределах НСРоз, хотя, в контрольном варианте -во всех случаях активность была ниже,.чем в вариантах свнесением-удобреннй. • ■ "г:.-

Расчет степени влияния факторов-на-величину, активности нитратов в.-лочве период' выращивания' культур показал, что -величина активиости нитратов в почве шод ячменем в значительной- степени (на 49,7%) определялась сроками'отбора образцов и лишь на 14,0% — дозами вносимых удобрений. Коэффициент вариации • активности: нитратов: в зависимости от доз вносимых-удобрений и сроков отбора образцов был соответственно.равен 45,1,%' и 84,9%.-■- -'---с--- _ . - . : -

- , Та блица 1

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

Ва )иантьг (В) Средние по фактору А

- Срок« (А) 1 | 2 3 4 5

I II

III

IV V

VI

НСРте ЛВ Средние по фа^ктсфу В

I

II

III

IV

V

НСР« лв

.Средине по фактору В НСРад В

2.36 1,78 0.52 0.18 0,37 1,08 1,за

1,05 0,5?

Ячмень (1982 г.)

8,20 13,22 3,39 0,49 1,38 . 2,12

4,80

9,43 17,ОТ 5,53 1,08 1,53 2,12

6,1?

7,48 6.87

12,58 11,16

5,31 3,6Э

1,48 0.81

2 22 1,37

адэ 1,96

НСР«* л 0,69

5,27

Вико-овсянзя смесь (1983 г.)

11,06 0,38 0,10 0,39 0,14 1.23

2,41 0,55

8,91 3,65 0,04 0,68 0,34

2,84

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

2,90

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

2,82

6,49 5,75 2,00 1,40 0,44 НСР« л

3,21

8,66 3.39 0,98 0,89 0,33 0,55

В--период -выраншвашш внко-овсяной смеси доля влияния сроков отбора образцов на величину активности нитратов а почве составила 68,6%, а степень влияния доз вносимых удобрений на активность была «незначительной. Коэффициент вариации активности нитратов в зависимости ог доз »носимых удобрений и сроков отбора образцов был соответственно равен 9,2% и 108,5%.

Изучение активности ионов -калия ъ 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-

ностн между отдельным» вариантами опыта. Так,- не было существенных различий между активностьюионов 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—О.Имг-эвд/л) имела место в тгочве'3-го и 5-го вариантов. . -

. 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 1 Ва рианты; (В) Средние по фактору Л

С-рокн (А) I 2' 3 4 . 5 , .

1

II ' III IV

VI

НСРот лв . Средние по фактору В НСРга В

I

II

III

, IV

V

НС Рее ЛВ Средние по фахг<£у В

0,01 0,03 0,01 0.01 0,01 о,оэ 0,06 -

0.02

Ячмень (1962 г.)

0,35 0,20 0,10 0,11 0,40 ,0,23

0,23

0,42 0,29 0.16 0,15 0,39 0,22

0,27 :

Вико-овсяная смесь (1983 г.)

0,20 0,01 0,01. 0,01 . 0.01 0,02

0,05 0,01 1

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 0.40 .0,18 0,22 0,57 : 0.38 НСР«А

0,37

, 0,14 ОД 6 . 0,07.' О.Ов 0,09 Н СР«,

0,33 0,23 0,11 0,12 0,34 0,21' 0,03

0.11

0,18 0,080,04 0,04 0.04 0,01

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 внко-овсяной смеси до 0,04 мг-экв/л в фазу трубковання овса. В -дальнейшем активность ионов 'калия в почве , в , период выращивания , вико-овсяной . смеси заменялась, как правило, в пределах ИСР03,а при выращивании ячменя имело 'место некоторое повышение-активности калия ■ к .фазе : молочной. спелости, что, 'очевидно,

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

.-Установление доли влияния рассматриваемых факторов на величину активности нонов калия в почве в период выращивания культур показало, что активность ионов калин в почве под ячменем па 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%-я 40,0%,

' Таблица 3

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

Ва риапш (В) Средние по фактору Л

Сроки- (Л) 1 2 3 4 5

I

II '

III ]V V

HCPW ЛВ Средине по фактору В НСРда В

Ячмень (1982 г.>

I 8,48 12,00 15,68' 12,18 12.08

III 2,38 ,_, 10,16 17,28 12,32 10,54

III 0,68 _ 1,64 2,60 282 1,94

IV 2,48 _ 4,26 4,64 5,38 4,18

V 2,08 ,—. 2,86 2 72 3,75 2,85

VI .1,08 ,_, 1,56 о!э1 1,16 1,19

НСРю ЛВ ■ 1,37 НСР<и Л 0,69

Средние по

фактору В . 2,86 ■ — 5,41 7,31 6,27

НСРм в 0,56

Вико-овеяная смесь (1983 г.)

0,66 0,30 0,01 0,03 0,06 0,12

0 22 0,05

0.66 0,03 0,0S 0,0-1 0,11

0,30

1 22 0,77 0,18 0,14 0,13

0.49

1,32 0,78 0.12 0,16 0,07

0.49

1,78 1,06 0,34 0,16 0,14 HCPW А

: 0,70

1,13 0,71

0,15 0,11 0.10 0,05

Степень влияния сроков отбора образцов на величину активности нонов 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 -10,5% и 100,0%.

Очень высоким 'варьированием в зависимости от сроков . отбора образцов характеризуется величина активности иолов кальция в почве б период выращивания ячменя (78,3%) и внко-овсянон смеси (93,6%).-Коэффициент вариации активности, ионов «альция в почте 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 ка'льция 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 010^86 Зчго и 5-го вариантов по сравнению с вариантами без фонового внесения навоза (2-й н 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 н вико-овсяной смеси активность (кальция на 61,1% и 58,1!% определялась сроками отбора образцов, -на 9,0% и 9,5% — дозами вносимых удобрений.

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

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

Изучение содержания обмен но -поглощенных калия, кальция н магния в почве в лернод выращивания культур показало небольшое — среднее чю 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 соответствен но равен 15.5% и 16,2%.

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

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

■ ве .в л ер иод выращивания культур :мало-изменяется по йари-!; антам опыта, что, очевидной свидетельствует о существовании";, взаимосвязи между этими показателями, и о .перспективности ;" ; - применения ионоселективных;,электродов при - оценке * актив- Ч

';,> ],.''.: .. _ '.... '.л/г^; у;

' Таблица 4\

.4 Содержание кал к я, кальция' и магния в почве, фильтрате и-их активность \

^ в почвенной суспензии в период выращиваннявико-овсянойсмесн .. (числитель —• мг-экв/100 г;почвы,; знаменатель — 'в ,%от поглощенных).

■ .. . .. ... . .. I .. .... - ..1,. "

\Вари-' 'п.! , 1 Сроки Поглощенные,,;: мг-акв/100 г ' - ' почвы ; Фильтрат ■¡< ' *» V ■•1*1 - ПочвенкаЪ" V1"-"; суспензия';''-

; - аит '¿Г ' '

Ч - К+' Саг-Ь К+п П1' МВ2+ ;; к+

. • • 1 . 1

V •' ^ :. . 0,61 9,9 .0,5 0,05 0,54 0.11 0.023 0.06,' >

•" «Л ~ ч* ; 8,20. 22,00 -3,77 ., 0,01

•II ' 0,52; *10~4 ° 0,01. ■-o.be- 0,02 .0,001 0.02 -

"1,92 ■ 0,48 3,33 0,19 - 0,11)

■ ~ ■, 10,4 0,6; 0.01' 0,02 0.01 ' 0,00 Г • 0,003--

•ш 0.23

4,35 0,1» \.Ь7, 0,43' V о,оз_-'.;"т/

0,26 0,6 0.01- 0,05 о;о2' - о.ш>1.:' о;оо2":-

му- - »,4

.,."-■. ■ 3,85 0.53 3,33 ." 0,33, . 0,02

-','- ■ 10,4 ■ 0,01- 0,06 ■0.02 О.ООГ-г- •0.003

0,25

-4,00 - 0,58; .4,00 .0,40 -

■' ■ Г ' 'Г.. ^,» 0.03 :0,30 0,08- 0.02 -0.12

и ка 0,54- 10,5 6,6

; -у. ^ 5,55' . 2,86 13,33 3,33. , 1,|4. .

/ п 0,61 10,5 ■0,5 0.03 0,18 "0,05 0,02

4,92. 1,71 10,00 ' 3,1 !•; 0,10 "*.."■■ ■

Ч'^в'1 0,55 10,4 0.02 0.07 о.оэ 0,01 , 0.02 V.,?

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

>,43 10,5. ; 0,5; : 0.02 0.11 0.03 0.01 , ; • 0,02 :

.'4,65 ¡1.05 6,00; 1,86 , ...0,19

V 0,30 3,4 -. 0,5 ; ; 0,01 0,04. '0,02 : 0,003 , 0.01:::,;

3,33 .0.43 .4,00 .1.00 0.11 - .'г

•>-.г ■ ■ ■■ ■ Г Г - ,■ , ■ ' 1 'Л У-.":'

V'.';: ности'ионов калия в~почвё.'Юдн а ко высока я" динамичности ве- У

; личины активности ионов4 калия.', в. почве, в^ период выращива-; , - • пня-культур затрудняет 'ее использование без комплексной -V XV интерпретации с другими параметрами для оценки обеспечен- /,,. / ностн почвы калием... ".'У-.----,

Калийный потенциал почвы

Термодинамический 'подход -к оценке калийного режима почвы наряду с определением величины активности ионов калия в 'почве предполагает 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 сме-•си показало, что его величина в почве неорошаачого участка составила соответственно 3,81—1,65 и 3,(Ю—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 етрн прохождении ячменем фаз вегетации, характеризующихся наибольшей напряженностью в -потреблении элементов литания 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 образом, изменения величины калийного потенциала в шериод выращивания культур в целом »повторяют динамику активности ионов калия в :почве. Однако его определение дополнительно дает -возможность оценить соотношение К+: Са24\ 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-

'■'¿¡■^тёнциала (рК—0,5рСа) . выявило ^наличие * между ннми,: как 'правило,^сильной корреляционном J зависим ости. Так/.: коэф-;?:'фнциёнт ■корреляции между-¡содержанием обменного калия в очв е ;HD е л нч 11 но ñ его активности"' в *. л ер и од, в ы р а щив а н j ш :^;\ячменя-_бь1л ■равен 0,96,Та -'^период-выращивания вшо-свся-, , j н о й '" с м ос и' 0,95 . В ьгсо ki i еТк оэ фф ициент ы ' кор р ё л я ц и Í0 <м еж д у :V-эти мн" лока з а те л я м иб ы ли" ■ получен ü, ií ^ в. "опыте ..с кукурузой ,it(г=0,73 я г=0,84 тоо^етстаёнко'в': 1982 itll983.rT.)., :I К ак; -правил оси л ы ía я " к<^еляцно ш i а я . ; з ав ¡ re i гмост"ь',,~;н а: _ „Чбл юдалась й ;м ежду вели •ппю Акали йн ого ^ шт енцна л а;', и"; со , j -'держанием обмешюго,калия <в лочве'*, Тате ^коэффициент-кор-л ): р е л яцщ] ■ м ежду - эт i кии йюказ атёля Ш1, в I пер иод - в ы.р а щнван и я v: ■ ячм еня<б ы лр авён-^ 0,96а7 л р и Г-выра щи в а и ни - biiko-овсяной • смесн-0,84. ... '"" '£ На-основании расчета коэффициентов корреляцинДмежду содержавшем обменного «алия его;активностью,в-лочвёнг р'i¡ ной суспензии были ¡пол учён ы" с л еду ю ише " у р ав не н и я Гр érp ее * ;: cira :-у = 16,3 + 28,00(х—0,22) V' тгГгс ернод в ы р а щив ан и я яч м еня в ".1982\'í., и- в пёриод'выра'щтвация"- вико-овсянои *',смее и '. .\(1 £>83 г.); у = 16,211,58(х^—0,07)где х — величина^актив-; ности-'Люнов к а ли я 0 (м>г-эк в/л), у }— содержание. обменного Яркалия7(^г/100 г

Tákii'M образом, (проведенные исследования„ шжазывают, 1;1что "Используя у р ав н е ни я р егрессим, рассчитаиные на "основа: Vv и i ní • б о л ьшого" э юсп'е р и мента л ьного ¡ чл атер и а л а „, м ож н о~п ер ехо-дить'от од]п1х7велнч1ЩЖ друп1м, .-а л также устанавливать, пре; •■ - д е лыко л е б а ни я пок азат ел ей а ктн вн ости'' ионов калия; (рК) ,.!в 'соответствин ¡с -градацией'обееяечепнбети '¡почв^ по .Масловой'.

•' v ^rАктивность и содержание элементов питания .в растениях ; .

£f. - . , ^ - - f;:'- * J - ^ ■ -- .-'т: ■ > '

'; ¡iy Ос нов IIЫМ КрИ TCpI 16М -ттл ОД 0{ЮД Ия J1T04B ы являются :расте* ння'-' поэтому одних анализов шочвы^ 1]едостаточнЬ, ,чтобыГоп-}/■редЕупгть степень ' обеопеченност]! ^'растений ¡питательными Ьу'- веществами и, ххтедбвательно, их потребность в -удобрениях. , г,' ^.Цаблюдсннезас о дер ж а ни ем f нитратного." азота', ^avтакже J " ' содержанием 'калия иеоргаíiйчеокнх ^соёдиненнй и .его, актив: • : ностью в расте ни я х в л ер иод ® ететацнн-. то каз а ло, - что! на и 7 i меньшее их содержание . имело .-м'есто /в 'растеннях кбнтроль-' ;^1Ых;'вар11антов.:В,растенйях:в1риантов с в]1есением'уд0брениЙ, - , н е н á б л юд а л ос ь' су ществ ен н ы хра з лнч 11 и -п о в ел и1 nm еа ктн в г ■т' нЬсти-ионов калия, в'то.время как наблюдения за содержа-Чнием калия неорганических" соединений^^'показали существей-; но более высокое его содержание в растениях вариантов с"фо-новым^внесеннем навоза.1-'Фон-овое внесение навоза в{опыте - - с ячменем и 1вико-овсяной:смесь1Ь'.в" ряде сл>'чаев .такжё^су-щественно повышало-содержание: нитратов.в-растениях;;;;;; .г

: 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 юочве, калийным потенциалом, концентрацией калия и содержанием обмеиного калия (табл. 5) показало наличие' между нюш, как правило, сильной корреляционной зависимости.

Таблица 5

Зависимость между содержанием калия неорганических соединений * в растениях и изучаемыми показателям« почвы

Культура Коэффициенты корреляции

а К+ рК-0,5рСа Кобм-

Ячмень.......... 0,80 —0,63* 0,80

Вика, (внко-овеяная смесь) 0.86 —0,71 0.91 0,57*

.Овес (вико-овсяная смесь) 0,71 —0,53" 0,78 0,71

* коэффициент корреляции*недостоверный.

Расчет коэффициентов -корреляции между величиной активности ионов в почве, калийным потенциалом, 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-ивсяной 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 6

Зависимость между урожаями культур и изучаемыми показателями почвы

Коэффициенты корреляции

Культура к г: - ^ £г а) л и я » о 1 ЬЙ о. и: А Д. та к о 31 о о «

Ячмень ...... 0,82 0.85 0,78 0.97 0,94 — 0,90

Внко-оасяная смесь . .. 0,42* 0,88 0,77 -0,77 0,79 0,70 0,87

* коэффициент корреляции недостоверный.

Таким' образом,' сильная: корреляционная • зависимость , '"¡ч между, величиной актмвн ост i г, и онов| к а лия в-иочв е, ./к али й н ьш * .' ^ потенциалом 'и ¡полученными 'урожаями культурна также со-/ .

удержанием калия в растениях в периоде их ;:вегетацинГ:пока-^ -/.'if/; </;зываётг;что активность О>онов'>'калия . в шочве. и величина . // ;.•калийного потенциала хорошо "отражают- динамику калийно-iV --у.-. / - кальциевого режи<маир н;в н ее ei iин удобрений: 0днако,: близ-/ {'■I к и е' коэфф и ш ге нтьмкор-р ел яцн л между . из уча ем ым к. <п ока за те"-; ■■?« -

л я ми >. и.у р о ж а я мн /.культур, /а./ также- v содержащем/: ка-;,/' -/- / и я /в/растениях свидетельствуют.^ том,' что в. окульту-j'j;/ /'':ч:;/р^нны'х почвах с, близкимиоптимальным параметрами со-■/> '; - \\;; стоя тш/ггонов/ка лия/ к а лъц ii я'; и' ''Вод ород'а1;' on р ед еле нне? ак-///. / . .; .тнвиости' но нов'к ал ii я; „а/д акж е V в ел от и н ы, .кали к ного ^ .потен- • ■'-/ /- /•пиала*не имеет лрей муществ пр и<оценке калийного режима. .' но сравнению с определением;обменного калия. /,,./" '.¡г;—'

' ■ ■- -"'. Выводы ■ -- ------

• '■■■/1- Определение" величины' активности ионов в почве': н/ • , \ растениях <с ■ использованием. 'системы ..ионоселективных • элек- ',,' .-:

:. тродов, а также определение ^содержания -подвижныхформ .•• элементов в почве, веор га шгческ их ]форм • эл ем ентов - ir р а сте-;' ■ : ■ ниях.^-no,;фазам вегетации- и;одновременная,-оценка-" урожай- .-'ности" ¡показали, .что' для яравильиой характеристики - потреб-',./. /;> '^ности/растений в элементах1 питания необходима »комплекс-/

-.'пая;'оценка. -■■ - - '

: -/:/ 2 ./По каз а т ел иактн вн ост иион о'в 'к алия' 11 ка л ьци я;': а/ так-, >

• ! /рассчитанные" на их', основе) термодинамические потешгаа-: - г/ ■ ^г/;Клы1х6рошо; отражают динамJ гку/ жалийно-калы»f евого;'р ежн- /г: \

■■^^/маТеточвы' при внесении ^минеральных : и;-органических*-; удоб- : -. л ; '.-tu'рений./Между величиной* ат;т)гвности .ионов' калия- в почне* и • '. //'-' /х' кплийным 'потенциалом,* с/одной /стороны/ и величиной'.уро-^ ,v'; , ; .' • • >жая,"а-;также содержанием ' н еор rami чес кою^^са'шШ, сдругон*/-^ . _/'„) сторонЬ1 / / еуществует /тесная^корреляшюнная зависимость. -/ /Коэффициенты кор ре л я ц ии~ сост ащи л и: '¡соответствен н os'0. S5-! -./., О.^-О,??—0,97; 0,71-0,86/^0,63-0,84. " ... , ТгТГ^'^ф

' .' : • 3.'Коэффшшеет вариации величины активности нитратов ,/--';; - в почве в пределах целянки составил 11,1—27,2%, для актив:; ' -.О!'£ н°сти ионов калия он был'равен Of-24,7.% и-для »юнов кальция:. -. ■/v/ f/l2^0—24,6%.^С учетом'.'варыгрования;,,величины активности .'' ..' ионов'N03~, «алия'и 'кальция, для достоверной оценки актнв- ' '"'V-. • ' ностн ионов с агрохимической;целью, при уровне вероятности /

• 0,95 и с,'учетом ошибки,.не превышающей 10% 'средней велн/'./-/ . : < чини, ^необходима '7—8-кратная! повторность отборам/образ- i/^;,.

г > цов.иа площади 150 м2. .• •• ' ". ///////;."4Л:'Лктнвнос:гь ионов'впочве - в ' период выращивания *;

культур изменяется в широких пределах л 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, ннко-овсяной смеси и кукурузы {1982 г.) главным образом (на 38,2—68,6% и 30,4—61,1%) определялась сроками отбора образцов.

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

5. Активность ионов калия •__" ___

__. в целом повторяет динамику обменного калия в почве.

Коэффициент корреляции между содержаннелг обменного калия га (почве и величиной его активности в шернод выращивания ячменя, шжо-овсяной смеси и кукурузы (1982— 1983 тт.) «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 вымащивания 1культур был равен соответственио-0,96;

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

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

6.2. Урожайность 60 и/г а вико-овсяной -смеси (сено) в 1983 т. была получена при средней за вегетацию активности ионов N03" — 3,2 мг-экв/л, активности нонов калия — 0,10 мг-экв/л и калийном -потенциале (рК—0,5рСа) — 2,10; урожайность 40—50 ц/га — при активности ионов МОз~ — 2,82—2,96 мг-экв/л, активности калия — 0,06—0,09 мг-зк«/л и (рК—0,5рСа) — 2,20—2,27; урожайность 35 ц/га — при активности МОз- — 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 нонов >N0^" 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 —>при а-ктивности ионов М03- — 0,18 мг-экв/л, активности калия — 0,01 мг-экв/л и (рК— 0,5рСа) — 3,49.

Л5

о":'г; п рактические 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 ионов4в шочве с •использованием системы, иоиоселективмых электродов, величины калийного 'потенциала, а также контроль за ¡содержанием элементов питания в растенияхив; период их вегетации. .. . \. , | . ■ .у; ■. "

Система иоиоселек-птных электродов рекомендуется"для испытания как зкспресс-метоД : оценки обеспеченности /почвы , .элементами питания." ; -VГ 1" '■,^"„'.".."... ' . *

^ Список работ, опубликованных по теме диссертации ■ '*■;■

.:;;;;г,1;;Савич. В. И., Кузнецова.Л.'Л, Применение ионоселективиых (электродсда; в почвенно-агрохимических исследованиях. — Удобрение сельскохозяйственны*: культур.? Л гр о почвоведение. —- 1985,.'. Мз 4, е.," 45- (Рукопись депонирована во ВНИИТЭИСХ № 62/6 — 85 Деп,).- ! Л.....

2. К уз ненов а Л. -Л,,; Учелькина - В. Н,- Группировка дерново-подзодиетых почв по величине акшвности ионов калия в почвенном растворе.-— Удобрение сельскохозяйственных культур. Агропочвоведеняе.-— ;1985,/Ж4, е..46 (Рукопись 'Депонирована во.ВНИИТЭИСХ № 63/7—85' .Деп.). . ' ■1 ■ ■ ' • •• —

*-3.;Т_ру бици на Е, В., Кузнецов а Л. Л., С а в и ч -В,' И„ Наумова Л. М, Активность ионов Са!+, К+, Мв^, МН4+, МОз~, РЬЧ. Сц^, рН,. ЕК в дерново-подзолистых почвах как критерий их плодородия, — Тез]гсы VII (съезда ВОП.*- Ташкент, -1985, III; '

к'':-. '■■■

I

71-89879. 26.09,86 г. . ■•' Объем: Ьд. л. "- - - Заказ 2673. Тираж: 100

V* Типография Московской с.-х. академик им. К."А. Тимирязева,;. 127550, Москва'И-550, Тимирязевская ул:;'44 "

Бесплатно