Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА ПОЧВ МАЛИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА ПОЧВ МАЛИ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи КУЛ И БАЛ И СЕИРИ

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА ПОЧВ МАЛИ

(Специальность 06.01.03— почвоведение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1980

Работа выполнена на кафедре почвоведения ТСХА.

Научный руководитель — профессор, доктор биологических наук А. Д. Фокин.

Официальные оппоненты: профессор, доктор сельскохозяйственных наук_ X. Ю Асаров, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник И. С. Степанов. .

Ведущее предприятие — УДН им. П. Думумбы.

Защита состоится «/Я» . . . . .1980 г.

в /3 »часов на заседании Специализированного совета

К-12035.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в*ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . - . 1980 г.

Ученый секретарь. Специализированного совета — доцент Сь/ л

А. ДОРОЖКИНА

Актуальность темы

Изучение фосфатного режима почв тропиков, и в том числе почв Мали, представляет исключительный теоретический и практический интерес. Почвы данного региона отличаются большим содержанием полуторных окислов, большой базоид-ностью, характеризуются высокими температурами в течение всего года. Это обусловливает специфику сорбции фосфат-ионов в данных почвах, особенности состояния в них фосфатов. Данные вопросы до настоящего времени для почв Мали практически не изучены. В то же время без применения минеральных удобрений, в том числе фосфорных, повышение урожайности сельскохозяйственных культур в Мали невозможно. Изучение фосфатного режима почв позволяет наметить пути к более эффективному и дифференцированному применению фосфорных удобрений на разных типах почв Мали. Все вышесказанное обусловило постановку и разработку темы днссертацнонной работы, определяет ее актуальность. '

Цель и задачи исследований

* Целью исследования являлось; 1) изучение содержания подвижных фосфатов в основных типах почв Мали; 2) оценка состояния фосфатов в этих почвах по факторам емкости, интенсивности, буферным свойствам; 3) изучение сорбцнон-ных свойств почв Мали по отношению к фосфатам.

Научная новизна работы ,

В результате проведенных исследований получены материалы, имеющие научную новизну. Впервые для изучаемого региона оценено состояние фосфатов в почвах по факторам емкости, интенсивности, кинетики, буферным свойствам, изучена кинетика и статика сорбции с применением згР.

На основании проведенных лабораторных исследований выполнена качественная группировка по показателям фосфат-

(Якгр. НГЧШ ШГО!«; | I

*•«, ад. Л;«« тип, { тд. II. И. А. Ттмш* I

Нбго и калийного режимов исследуемых почв, позволяющая реализовать дифференцированный подход, направленный на улучшение режима питательных, веществ в основных типах почв республики Мали.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы определяется тем; что полученные данные характеризуют фосфатный режим поте тропиков и могут быть использованы в учебной работе по агрохимии и почвоведению со студентами из стран Азии, Африки и Латинской Америки. Полученные данные по фосфатному режиму почв Мали рекомендуется использовать при разработке системы удобрений в почвенио-агрохимнческой служ^ бе Мали.

Апробация работы и публикации'

Материалы диссертации докладывались на научной конференции ТСХА в 1979 году. По диссертации опубликована 1 статья и находится в публикации 1 статья. Работа выполнена на кафедре почвоведения ТСХА в период с 1.И 1977 по 1.У 1980 г.

Объем работы ■

Диссертация изложена на 129 стр. машинописного текста, включает 23 таблицы и 8 рисунков. Список использованной: литературы состоит из 191 наименования» в том числе из. 73 иностранных источников.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны основные наиболее распространенные почвы Мали и для сравнения дерново-подзолистая почва и выщелоченный чернозем СССР. Анализируемый выщелоченный чернозем взят в Средне-Русской провинции степной зоны. Анализируемая дерново-подзолистая почва взята в южно-таежной подзоне Средне-Русской провинции дерново-подзол истых почв.

Анализируемые образцы почв Мали взяты, в районах, указанных в таблице 1.

Характеристика объектов исследования представлена в табл. 1.

Как видно из представленных данных, для-изучения фосфатного режима взяты почвы, резко отличающиеся по генезису, механическому и валовому составу, физико-химиче-■ ским свойствам. Выбранные образцы являются в достаточной: степени типичными. Данные таблицы 1 показывают, что среди

изучаемых почв выделяется группа почв, , обладающая , болъ-2 ..

Таблица I

Характеристика объектов исследования

а Валовой

5 * о = ж ± содержание ■а

Почва £ в ч «■ „ V т

?Ео са м у О. и' я «а 1ЪОз РаОа С* С "-8

Чернозем выщелоченный Саратов-

ской области 53,6 6.5 Л, 6 15,4 0,12 40,0

Дерново-подзол ист а я почва' Мо-

сковской области . . . . . . 40.0 5,8 1,6 И.1 0,11 17.6

Красная феррал.тлтная латеризо- 37,6 5,6 аз

ванная почва рзйона Сиби . . 20.6 0,06 12,8

Темно-бурая слабой жедезнад к ая

почва района Соку ранд . . . 20.1 <М 1.2 7.0 0,03 11,0

Буро-красная слабоожелезненная

^ района Кенеме....... 26,6 7»1 1.5 9.5 0.С6 19,0

Красная лессявнрованная района

•Данга.......... 25,0 5.8 0,9 7,2 0,06 10.4

Античная верти соль района Ба-

лакззк ..>........ 75,8 5.6 4,4 30,0 0,64 20.0

Современная вертисоль района 6.7

Кела.......... . . 73.8 2,4 21.7 0,21 17,6

Коричневая слитная ферраллитнэя

района Джо ива...... 12,3 I" 0,7 4,5 0,18 1<Х0

шнм количеством НгОз, более тяжелым механическим составом: это современная и античная вертисоли, красная феррал-лиггная, чернозем и дерново-подзолистая почвы. Эти почвы отличаются от остальных и некоторой спецификой состояния в них фосфатов.

Методика исследования. Для изучения свойств почв и особенностей фосфатного режима почв определялись: механический состав с обработкой гшрофосфатом натрия, гумус по Тюрину, содержание подвижных фосфатов но Кирсанову, Мачи-гину, Олсену, Аррениусу, Труогу, Скофнльду; буферная способность по отношению к фосфору и калию по Бекегг; фракционный состав фосфатов по Чангу-Джексону; изучение кинетики сорбции РаО& проводилось с згР по методике кафедры радиохимии ТСХЛ; фракционный состав железа по Ерошки-ной, Зонну! содержание подвижных форм калия в 1,0 н МН(С1; калийный и фосфатный потенциал, валовой состав почв общепринятыми методиками; обменные Са, Л^ в 0,1 н СНзСОСЖН«; рН и окислительно-восстановительный потенциал потенииометрическл.

Для оценки взаимодействия изучаемых почв с Са (НгР04)2. КС1 был поставлен модельный опыт. Контроль и образцы с

внесенными удобрениями компостировались при комнатной температуре и влажности 60% от полной влагоемкости (первый вариант) и влажности 100% от ПВ (второй вариант) 2 месяца. В динамике определялись pli и ОВП; о начале и в конце опыта определялись фактор'емхости и интенсивности по фосфору и калию. Повторность определений 3-кратная. Относительная ошибка результатов, анализируемых в диссертации, менее 10%.

1 Экспериментальная-часть.. Для оценки, состояния: фосфа* тов в почве определялись подвижные формы фосфатов, фракционный состав фосфатов (фактор емкости), фосфатный потенциал (фактор интенсивности), фосфатная, буферная^ способность, сорбцнонная способность почв по отношению к фосфатам, скорость сорбции и десорбции фосфатов (фактор кинетики)

Содержание подвижных форм фосфатов. В таблице 2 представлены данные о содержании подвижных форм фосфатов-в изучаемых почвах.

■ ■ ' Таблица 2

Содержание подвижных форм фосфатов в изучаемых почвах (мгЛО» г) (горизонт Л <-0—20)

По чей Содержание фосфатов, вытесняемых десорбентамк

Кирсанова w t-t а о. Н1 « » о нЛ О л г; X Т о

Красная ферраллитная латеризо-

ванная........... ■4,0 1.5 0.6 ОЛ7 о,оа

Темно-бурая слабой желез кен на я 8.1 5.0 0,17

Буро-красная . слэбоожелеэненная ».9 6.0 <3,4 0,37 aso

Красная лесснвнрованлая . . . -34.1 JJ.0 7,0 0Л7 Û.20

Античная вертисоль , , . . , 12Л 8.0 2.1 0,13 ftlT1

Современная вертнеоль .... 1U 8.6 11.8 0.2Э 0,17

Коричневая слитная ферралнтная 6.3 6,0 е.7' 0.30 OvlO

Как видно нз данных таблицы,, меньшее количество фосфатов вытесняется водой, большее раствором 0,01 р СаС12 н еще большее в возрастающем количестве реактивами, Олсе-на, Труога, Кирсанова. Красная ферраллитная латеризовак-ная почва, античная верти соль, дерново-подзолистая почва характеризуются по сравнению с другими почвами, меньшим количеством фосфатов, переходящих в вытяжки Н20, 0,01 ц СаС!г, в пытяжку Олсенз. Это коррелирует с более тяжелым, механическим составом данных почв, большим со-4

держан кем в них валовых форм полутораокиссй «подвижных форм железа по Меру-Джексону и Тамму.

Фракционный состав. фосфатов. Определение фракционного состава фосфатов по методу Чанга-Джексона показало, что наименьший процент от валового фосфора вытеснен всеми вытяжками Чанга-Джексона из почв античная и современная вертисоль и из коричневой слитной ферраллитной почвы. В первых двух почвах наибольшее валовое содержание глинистый мехзннческий состав, В коричневой слитной ферраллитной почве подвижность фосфатов невелика, несмотря на легкий механический состав л низкое содержание ИгОз. Это коррелирует и с данными * таблицы 1. Высокий процент валового фосфора, вытесняемого вытяжками Чанга-Джексона, наблюдается в почвах темно-бурая слабоожедсзнениая и красная лесснвированная. Для этих почв характерен легкий механический состав и низкое валовое содержание ИгОз. Во фракционном составе фосфатов всех почв Мали преобладали фосфаты железа и алюминия. В то же время хорошей коррекции подвижности фосфатов с фракционным составом железа, механическим составом не обнаружено. Это обусловлено тем, что на состояние фосфатов в почве влияет механический и минералогический состав почв, рН и ОВП среды, содержание и формы гумуса/содержание подвижных форм Ие, А1, Са, Мц, При наличии многофункциональных зависимостей трудно ожидать значительную корреляцию, вычисляемую только между двумя'показателями.

Оценка-состояния фосфатов по факторам кинетики и интенсивности. Доступность фосфатов для растений определяется не только их количеством в почвенном растворе и в почве в определенной форме связи, но также скоростью их перехода из твердой фазы в раствор" и прочностью их связи в почве. Чаше более прочносвязанные формы.фосфатов медленнее переходят из ППК в почвенный раствор. Нами было проведено изучение кинетики перехода фосфатов из почв в растворы де-сорбентов Мачигина, Труога; Кирсанова, Лррениуса при температуре 20° и 60е.

Установлено, что вытеснение фосфатов из изученных почв растворами Мачигина и Труога (для чернозема), Кирсанова (для дернов-подзолистой почвы),, вытяжкой Лррениуса для красной ферраллитной латеризованной и красной лессдвиро-ванной почвы идет с поглощением тепла. Вытеснение данцых форм фосфатов из изучаемых почв продолжалось до 24 часов (то есть сорбционное равновесие не устанавливалось в течение суток),

В таблице 3 представлены данные, характеризующие оценку состояния фосфатов по фзктору интенсивности.

Как видно из представленных данных, изученные почвы

Таблица 3

Изменение Дв при вытеснении фосфатов. из исследуемых почв в раствор 0.01 (I СаС13 при отношении почва: раствор=1:10

(40 = 1,3« (рНгРОч+0,5 р Са)

Мали отличаются относительно небольшой величиной фактора интенсивности {ио общепринятым градациям почвы хорошо обеспечены фосфатами при величине (рНгР04+0,5р Са) < 7,0). Наибольшей прочностью связи фосфатов, переходящих в раствор 0,01 ц СаС12. отличаются дерново-подзолистая, красная ферраллигная, коричневая слитная почвы, античная и современная вертисоли.

»

Буферные свойства почв по отношению к фосфатам

Большое знзчение при оценке фосфатного режима имеет определение буферных свойств почв ио отношению к фосфатам. Буферная способность почв Мали по отношению к фосфатам изучалась по методике Бекеггт, рассчитывалась по В. И, Савнч {1979) и по данным модельного опыта. Буфер-ноегь в отношения фосфатов по методике Бекетт (РВСР ) показывает, какое количество подвижных фосфатов должно перейти из почвы в раствор н должно быть внесено в почву для изменения активности ^РО«- на единицу. По методике В. И. Савича буферная емкость в отношении фосфатов может быть определена так же, как количество фосфатов, которое надо внести в почву для изменения прочности фосфатов с почвой; как количество фосфатов, которое надо добавить к лочве для создания заданной активности Н^РО«- в растворе, заданной прочности связи НгРО«- с почвой и необходимой скорости выхода фосфатов из твердой фазы в раствор. По данным модельного опыта можно рассчитать, какое количество суперфосфата надо внести в почву для изменения количества подвижных фосфатов, переходящих в общепринятые (иргг агрохимическом картировании) вытяжки на единицу. Полученные нами данные представлены в таблице 4,

Почва

рНгРО4+0,5р Са

Дерноэо-пойзолистзя . ... . В ы щелочении Й чернозем . Красная ферраллитная латеризованная Темно-бурая слзбоокелезненная . Буро-красная слабоожелезиенная Красная лессианрованная . Античная еертнеоль . Современная вертисолъ . Коричневая слитная ферраллитная

7,5

6.4

7.5 6.8 е,4 6,5 7,1 6,9 7,4

• щтштжрттш/т

юшшкл етщ южштвш

t m

Буферные свойства почв Мали по отношению к фосфатам

Почва РВСР Q" моль/г Требуется внести НгРОч моль/г для создания фона с ДР=9.Г> ккал/г моль

J моль/л (№,5р Са!+ рНгРО() = 7) (а-10»)

Чернозем 4,3 -10-* 0

Дерн о во-подзолиста я 8,9* 10-1

4.0. Ю-3

84Л-10-! 31.2

82,2. 10-2

Красная ферраллет- 38,5.10-*

ная 2,8- Ю-2; 5,3- 55,5

гаси о-1

Темно-бурая слзбо- 0,55* 10-1

ожелеэюенная 6,5- Ю-* 0

0,41 - 10-'

Буро-красная

6.16- №-а 0

4,29-10-*

Красная лессивиро- (Ш-

ванная 3.0-10-' 0

165.7-10-s

Античная ьертнсодь 84,8. КГ-1

43.9-10-'; 8S,2-10-S 71,4

20.7 • 10-'

Современная верти- 16,4-10-'

соль 20.8-Ю-1 0

0,7.10-'

Коричневая слитная 1,5-10-*; 1.9-10-'

0.3Э.Ю-' 0

* При 0,5 рСа= 1,14; 8Са и 8НзРб, в моль/литр.

Как видно из представленных данных, наибольшей буферной емкостью по отношению к фосфатам обладают почвы: античная вертисоль, красная ферраллктная, дерново-под золистая и чернозем. Для достижения оптимальной прочности * связи фосфора с почвой большее количество фосфатов требуется внести в почвы: античная вертисоль, красная феррал-литная и дерноно-п одзо л и ста я. Изученные почвы в связи с разнокачественностью сорбционных мест по отношению к фосфатам характеризуются не одной, а несколькими величинами РВСР .

По данным модельных опытов, наибольшей буферной емкостью по отношению к фосфатам (при компостировании при 60% от ПВ, 1=30 дней) обладали почвы — дерново-подзоли? стая, красная ферраллитная, античная и современная вертисоль, коричневая слитая. Буферная емкость по отношению к

фосфатам зависела от дозы вносимого удобрения, времени взаимодействия и влажности компостирования образцов.

Изучение* кинетики сорбции фосфатов

Нами проводилось изучение, кинетики сорбции в динамических условиях с использованием радиоактивного фосфора по методике, Предложенной для почв Л. Д. Фокниым (1967).

Данный метод, имеет ряд. преимуществ перед обычным «статическим» методом (малая навеска почвы, равная долям грамма, простота, возможность непрерывной записи процесса на самописце).. Ряд теоретических решений по кинетике сорбции выполнен именно для такого случая кинетики, при котором концентрация действующего раствора практически остается неизменной.

В работе в колонку подавался раствор фосфата Са(Н2Р04)г с концентрацией 2,5 мг Р205 в литре. Такая концентрация имеет тот же порядок, что л в почвенных растворах. ; . -; -

Кинетика и механизмы сорбционных взаимодействий

На рисунке Ка ' I представлены кинетические сорбцион* ные кривые, полученные для 4-х почв республики Мали..Полученные данные свидетельствуют, что для выбранного диапазона времени, немногим превышающего 1 час, истинное сорбцнонное равновесие не достигается. Причем отмечается тенденция к закономерности—чем выше величина сорбцион-лой способности почв по отношению к фосфатам, тем дальше система от равновесного состояния,- о чем свидетельствует крутизна кривой на заключительной стадии эксперимента. Более четко эта закономерность проявляется на графиках

Р = Ц1), где Г7 —- По увеличению фосфатной сорбционной

способности и по увеличению времени установления сорб-Ц1ЮШЮГО равновесия данные почвы можно расположить в ряд: темно-бурая слабоожслезненная<красная лессивиро-канная<ферраллитная латернзованнаЖантичная верти-соль. В данном ряду диапазон сорбционного поглощения фосфата при равных условиях насыщения очень, высок — от 15'мг Рг05 на 100 г почвы для темно-бурой слабоожелезнен-ной почвы до 80 мг Рг05 на 100 г почвы для античной верти-сол и.

Для полученных кинетических кривых была проверена возможность применения уравнения внутренней диффузии, полученного Бойдом, Адамсоном и Майерсом (1947).

. Возможность применения данного уравнения, для описания кинетики сорбцнонных процессов в почвах была показана ранее для нескольких почв Русской равнины и, таким образом, доказано наличие механизмов внутренней диффузии сорбируемых веществ в почвенные частицы и в межпакетные пространства глинистых минералов (Фокин, Чистова, 1967). Наши данные показали- возможность описания экспоненциальным внутридиффузионным уравнением и сорбции фосфатов почвами Мали.

Величина коэффициентов внутренней диффузии, сорбции •фосфатов равна для ферраллитной латеризовзнной почвы 1,49* Ю-11 см2/сек: для античной вертисоли, красной лессиви-ровзнной почвы н темно-бурой слабоожелезиенной лочвы | соответственно 1,29-10-"; 1,75-Ю"1'; 2,0-10-" см2/сек, то есть величиины 131 имеют тот же порядок, что и для почв Европейской территории СССР.

Химический состав, сорбированных фосфатов в зависимости от времени взаимодействия

В любой почве в связывании фосфатов принимают участие различные компоненты, потому химический состав сорбированных фосфатов в одной и той же почве также будет различен. Изучение химического состава сорбированных фосфатов представляет значительный «интерес в научном и производственном аспекте, поскольку коэффициенты использования фосфорных удобрений в значительной степени определя-.. ются теми химическими формами,, которые образует фосфор в почве.

Для изучения химического состава сорбированных фосфатов была-принята следующая методика исследований. После сорбцнонного насыщения почвы (тонкий слой) в колонке меченым фосфатом кран в колонке перекрывался и взаимодействие продолжалось в течение различного времени—от 5 до 30 суток. После указанного времени меченый сорбированный фосфат вымывался (десорбировался) из колонки различными растворами, принятыми в методе Чанга-Джексона.

Экстрагирование проводилось до постоянной активности слоя почвы в колонке. Полученные кривые вытеснения вместе с графиками по кинетике сорбцнн откладывались на общей диаграмме, по которой оценивалась доля (в %) каждой химической формы вытесненного фосфата.

Полученные результаты показал», что для всех почв, за исключением античной вертисоли, при времени взаимодействия до 30 суток преобладают так называемые рыхлосвязан-иые фосфаты, вымываемые растворами 1,0 к МН*С1. Правда, с

течением времени содержание этой формы уменьшается с 60—90% до 50—60% для различных почв, при этом возрастает доля Солее инертных форм фосфора. Однако можно считать, что большая часть внесенных в эти почвы фосфатов в течение первого месяца взаимодействия остается в доступном для растений состоянии.

Совершенно иные химические формы образует сорбированный фосфат в античной вертисоли. Здесь на всех стадиях взаимодействия преобладают фосфаты алюминия (0,5 н МЬЦР — вытяжка) с заметной трансформацией во времени в более инертные формы. Таким образом, в античной вертисоли складываются наименее благоприятные условия взаимо-действияфосфатов с Почвой. Именно на этих почвах можно предполагать наименьшие значения коэффициентов использования фосфорных удобрений.

Причина данного явления заключается, по-видимому, в особенностях химического состава данной почвы, в частности, в повышенном содержании полуторных окислов (30%), из которых 26% составляет АЬОз> и° сравнению с тремя другими исследуемыми почвами, содержащими 7—20% Р203 с максимальным содержанием ЛЬОз~ 16% (ферраллитиая ла-теризованная).

Буферные свойства почв по отношению к калию4

Буферные свойства почв в отношении фосфатов и калия в кислом-щелочном и ОВ интервалах характеризуют буферные свойства почв по отношению к катионам и аннонам. Оценка всех вышеуказанных параметров дает наиболее цен-, ное представление о буферных свойствах почв, дает возможность более глубоко оценить н фосфатный режим.

Если буферные свойства почв по отношению к фосфору определяются наличием и составом базоидов ППК, то буферные свойства почв по отношению к калию зависят от состава аиидоидов почвы. Эти два указанных свойства характеризуют почвенный поглощающий комплекс с разных сторон Параметры дополняют друг друга в объективной агрономической характеристике почв. Для изучения буферных-свойств почв по отношению к калию определялась потенциальная калийная буферная способность по Бекетт. На основании анализа этих же вытяжек рассчитывалось, какое количество калия иадо добавить к почве, чтобы изменить* прочность связи калия с ППК (изменение свободной энергии при. вытеснении К+ из твердой фазы в раствор) на единицу; для создания заданной активности К* в почвенном растворе. Дополнительно был поставлен модельный опыт. Образцы почв (контроль, внесение 0,0087 г КС1 на»100 г) компостировались в условиях опти-Ю

мальной и избыточной влажности. В течение 50 дней л о опыта н после опыта определено содержание подвижных форм.калия. По данным рассчитаны буферные свойства почв по отношению к калию, как ^'ц-~ .гдеАКгОвн—количество внесенного калия, ДКзО — изменение количества подвижного калия при внесении данной дозы удобрения. Полученные данные сопоставлены с калийной буферной способностью по Бекетт. В таблице 5 приведены величины калийной буферной способности изучаемых почв.

, Таблица 5

Калийная буферная способность почв

Величина параметров для почв

Почва. фактор

РВС" . интен-

сивности

I И

Чернозем.выщелоченный .... 61.5

Ю4.0; 102,1; 132,8; 133,1 3.9 зд

Дерново-подзолнстая .... 41,9; 51,6; 61,4; 4'9,2;

41,5 <3,8 .2.6

Красная ферраллитная л авизо- 1'!а5; 14.6 2,5

ванная ......... . 23,2; 20.0; 26,5 0,4

Темно-бурая слабоожелезненная за.6; 22 Л; 6,1; 1,6;

.(Сакуранн)........ 10,7 2,9 г*

Буро-красная слабоожелезненная 25,2; 4,0; 4,1; 14,9; 0,2

21,9 2,6

Красная лессквированная , . , 9,}; «.5; 26,2; 13.3; 3,4 2,7

28.6

Античная вертисоль...... 20.6;.45,9;.55.5; .50,5; 3,4

62.1 е.7

Современная »ертисоль .... 4,9; 25,3; 47.6; -31.8; 3.2

36,6 2,6

Коричневая слитязя ферраллят- 13,4; 0,9; 9,4- 4,7;

■ная (Джалнба)...... 12,1; 17,4 2,9 2.6

Примечание. I — величина свободной энергии рассчитана для взаимодействия почвы с СаСЬ+КС| (0.2 мг-эквДОО г); П — для взаимодействия почвы с СаСЬ+КС! (1,0 мг-9кв/КЮ г).

Как видно из данных таблицы, наибольшей.калийной буферной способностью обладают чернозем и наименьшей коричневая слитная почва.Для чернозема характерно два типа сорбционных мест с разной величиной РВС". Два типа сорбционных мест выделяются также в почвах: красной феррад-литнон латеризованной, коричневой слитной, в античной и современной вертисоли. В других анализируемых почвах. Мали выделяется большое число разнокачественных сорбционных

. П

мест ППК по отношению: к калию с различной величиной РВС*.

Рассчитанные величины изменения в ходе реакций свободной энергии: (ЛО(ДР) ккал/г .ион) показывают, что в черноземе, дерново-подзолистой почве калий связан прочно и труднодоступен растениям. Согласно ,градации Вудруффа наиболее рыхло калий связан п почвах: коричневой слитной ферраллитной и темно-бурой слабоожелезнениой. При внесении в почву КС1 в дозе 1,0 мг-экв на 100 г во всех почвах калин связан достаточно рыхло для нормального развития растений. :

В таблице 6 представлены параметры оценки буферных свойств почв по отноЫенню к.калию по методике В. И. Сави-ча (1977),

Таблица С

Калийная буферная способность почв-.

Почва

Величина параметров для почв требуется К+ мгэкв на 100 г почвы для

изменения на V ед.*

создания фона**

к+ ЛГ ЛР-3 2 о* п

5,8; 0,$; 5J; 5,5 0.99 1,0 1.0

2,6; 2.2; 2,8; J .2 0.67 0,6 1,0

1,7; &I; 1,6; 3.1 адо 0.6 0.8

2,9; 2,8; 1.3; 5.1 ,1,4-8 02 о,е

2,1; 2,0; . 13.3; 2.5 1,17 ел А8

1,8; 1,8; 1,7; 2.7 1.09 0.6 0.8

2.5; 2.8; 1,9; 3,5 I.OT 0,8 1.0

2.6; 2,4; 2,8 1.19 0.8 11,0

2,2; 1.5; 2,7; 1,9 2.Х 0.2 0,8

Чернозем выщелоченный . . . .

Дерново-подзолистая.....

Красная ферраллитазя Латеризо-

ваиная.....

Темно-бурая слабоожелезненая Буро-краен а я о железке» ная . . Красная лессмвироваиная . .. ,

Нятичная вертисоль.....

Современная вертнеоль .... Коричневая слитная ферраллитная

В мг-экв/литр; ** в мг иа> 1 литр.

Как видно из полученных данных, в разных интервалах насыщенности ППК калием требуется различное количество К+ для, изменения активности калия в равновесном растворе на единицу. Однако Для всех интервалов большее количество К+ требуелся на черноземе, а из почв Мали при малой насыщенности калием больше всего требуется на почвах; темно-бурая, слзбоожелезненная и вертисоль. При пересчете полу-

ченных величин в мг К+ на 106 г получилИь что Для изменений активности калия в растворе на V мг-зкв/л требуется^ внесение около 100 мг К+ на 100 г почвы.

Для создания фона с оптимальной прочностью связи калия с ППК 3 ккал) требуется внесение в почву 0,2— 0,8 мг-экв К+ на 100 г. Большее количество требуется внести на чернозем, а из почв Мали на красно-бурую слабоожелез-ненную и пол у гидроморф ную почвы. То есть для создания оптимального калийного режима по прочности связи калия требуется от 192 до 768 кг К4" на 1 га (при плотности почвы 1,20 г/см3 и мощности пахотного слоя 25 см).

Хорошую оценку буферной способности дают, и другие параметры, приведенные в таблицах б, 6. С. нашей точки зрения эти параметры дают возможность делать большее количество практически важных выводов, чем величина РВС . В то же время количество калия, которое требуется внести в почву, чтобы изменить до оптимума содержание калия в почвенном растворе, отличается от количества калия, которое требуется внести в почву, чтобы изменить до оптимума прочность связи калия с ППК.

По данным модельных опытов, на изучаемые почвы Мали для изменения содержания подвижного калия (КаО), переходящего в вытяжку 1,0 и СНаСООМН«, на 1 мг/100 г требуется внести от 21,7 до 1,3 мг КС! на 100-г; в основном* от 2,0 до 2,7 мг КС1 на 100 г.

Данные определения буферной емкости почв по отношению к фосфатам, калию в кислотно-щелочном и окислительно-восстановительном интервалах покззали корреляцию этих параметров. Наибольшей буферной емкостью Из всех изученных почв по отношению к Н+, ОН~, е~, НгРО«-, К+ обладает чернозем. Из почв Мали большей буферной емкостью-к е-, ОН-, К+, НаРО*- обладали почвы типа вертнеоль (пойменные почвы тяжелого механического состава: более гумусиро-ванные).' Из почв Мали близкого, механического состава (красная ферраллитная латернзованная и темно-бурая слабо-ожелезненная, буро-красная и красная лессивированная) темно-бурая обладает большей буферной емкостью по отношению к калию| чем красная-ферраллитная; буро-красная большей буферностью,. чем красная лессивированная. В ,то же время величина фосфатной буферной способности в зависимости от типа.почвы имеет противоположную зависимость.

Если сравнить почвы одного механического ; состава, но разной степени .базоидности — дерново-подзолистую-и красную ферраллитную, то дерново-подзолистая почва, обладающая большей степенью ацидоидности, обладает и большей буферной емкостью по отношению к: калию, но меньшей буферной емкостью по отношению к фосфатам.. ,

Качественная группировка основных почв Мали по фосфатному режиму и некоторый показателям калийного режима

Таблица 7

Тип почви

Подвижный P^Os,

в мг/100 г по Кирсанову, Труо-гу, Олселу

Буферная способность к HjPO<

Буферная способность К+

Направление трансформации сорбированных , фосфатов

I группа. Почвы с лучшими показателями фосфатного и калийного режимов

Темно-бурая слабоожелезнениая Красная лессивнрованаая . .

8,1; 5.0; 6.3 14,1; .11,0; 7,0

Низкая Средняя-

Низкая Средняя

Наиболее благоприятное Благоприятное

И группа. Почвы со средним» показателями фосфатного и калийного режимов

Буро-краен а я, слабоожелезнениая Коричневая слитная ферраллктная

8,91 6,0; 3,4 6,3; 6.0; 2,7

Низкая Низкая

Средняя Низкая

Не определено Не определено

III группа. Почвы с неблагоприятными показателями фосфатного и калийного режимов

Красная ферраллитная л авизованная ..........

Античная вертисоль......

Современная вертисоль . , . .

4.0; 1,5; 0.6 12,8; 2,1 11,1; 8,6; 1,8

Высокая Высокая Высокая

Низкая Высокая Высокая

Благоприятное Нанке нее благоприятной Не определено

При сравнении кислой (античная вертисоль) и щелочной (буро-красная) почв Мали видно, что на щелочной почве, по данным модельного опыта, буферная емкость выше. Это соответствует и большему содержанию подвижных форм железа в почве античная вертисоль, и менее вероятному переходу этих форм при кислой реакции среды из базой до в в ацидои-ды. В то же время п почве античная вертисоль выше буферная емкость по отношению к фосфатам.

Практическое использование результатов

Совокупность проведенных исследований позволила выполнить качественную группировку исследуемых поч по фосфатному режиму и некоторым показателям калийного режи-. ма. Результаты такой группировки показаны в таблице 7.

Выводы

1. Определение содержания подвижных фосфатов в основных типах почв республики Мали, проведенное различными методами, обнаружило, что наименьшей обеспеченностью подвижным фосфором отличается красная ферраллитная ла-теризованная почва, затем следуют античная и современная вертисоли, коричневая слитная ферраллитная. Наибольшей обеспеченностью характеризуется красная лессивированная почва. Данные по содержанию подвижных фосфатов не могут дагь исчерпывающей характеристики фосфатному .режиму исследуемых почв и служить основой для разработки практических рекомендаций.

2. Фосфаты исследуемых почв отличаются близкими значениями прочности связи, характеризуемыми величинами изменения свободной энергии при вытеснении фосфат-иона из почвы раствором 0,01 м СаС^. Максимальной прочностью связи отличаются фосфаты дерпово-подзолистой почвы, античной вертисоли, красной ферраллитной почвы (>9,6 ккал/г-моль), минимальной — буро-красной слабоожелезнен-ной почвы (8,7 ккал/г-моль). Значение прочности связи коррелируют с содержанием и формами нахождения в данных почвах железа.

. 3. Определение фосфатной буферной емкости почв по различным параметрам обнаружило, что наибольшей фосфатной буферностью характеризуются античная вертисоль и красная ферраллитная почвы.

4. Изученные почвы Мали характеризуются сравнительно небольшой потенциальной буферной способностью к калию (РВС* =■ 1,6—62,1); величина РВСК неоднозначна для разных типов сорбшюнных мест. Величина калийного потенциала ДР=2,9—3,4; отношение активностей;-,. д ■■»■- больше

* са +-Г £ ***

0,7« Ю-4, что соответствует достаточно хорошей обеспеченности калием,

5. Для исследуемого ряда почв обнаружена закономер- ' ность: чем выше сорбциоиная способность почв по отношению к фосфатам, тем больше требуется время для установления сорбционного равновесия. По данным признакам (по увеличению воо и 1<») исследуемые почвы располагаются в ряд: темно-бурая слабоожелезненная<красная лессивированная< ферраллнтная латеризованная<античная вертисоль. Данный ряд характеризует скорость и полноту сорбционного закрепления фосфатов исследуемыми почвами. Абсолютные значения величин сорбции фосфатов (до 80 мг Р2О5/ЮО г почвы) свидетельствует, что практически весь фосфор минеральных •удобрений, внесенный даже в высоких дозах, способен быстро перейти в сорбированное состояние.

6- Обнаружено, что скорость сорбционного поглощения фосфатов всеми исследуемыми почвами лимитируется процессами внутренней диффузии. Рассчитанные коэффициенты внутренней диффузии для всех почв варьируют в относительно узких пределах; 1,29-5-2,00* 10-11 смг/сек.

7. Все исследуемые почвы, за исключением античной вер-тнсоли, характеризуются однотипным характером химической трансформации сорбированных фосфатов^При времени взаи- -модействня до 1 месяца в почве преобладают рыхлосвязан-ные фосфаты, экстрагируемые ! н раствором N^0. С течением времени содержание этой формы уменьшается с 60— 90% до 50— 607о -в различных почвах, при этом возрастает доля более ннертных форм фосфора. В античной вертлсолн на всех стадиях взаимодействия преобладают фосфаты алюминия с заметной трансформацией во времени в более инертные формы.

8. Проведенные исследования позволяют выполнить качественную группировку исследуемых почв по фосфатному режиму и некоторым показателям калийного режима. I группа. Почвы с лучшими показателями фосфатного и калийного режимов: темно-бурая слабоожелезнеиная и красная лессиви-рованная. II группа. Почвы со средними показателями фосфатного и калийного режимов: буро-красная слабоожелезнеиная и коричневая слитная ферраллнтная. III группа. Почвы с неблагоприятными показателями фосфатного и калиий-ного режимов: красная ферраллнтная латеризованная, античная вертисоль и современная вертисоль.

. По теме диссертации написана следующая работа:

Буферные свойства.лочв Мали по отношению к калию. Доклады ТСХА, вып. 258, 1980 (в соавторстве с В.- И. Савич).

Объем I п. л.

Заказ 2407.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К- А. Тимирязева 127650, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44