Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА СЕРОЗЕМНЫХ ПОЧВ В СВЯЗИ С ИХ ПЕРИОДИЧЕСКИМ УВЛАЖНЕНИЕМ И ВЫСУШИВАНИЕМ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА СЕРОЗЕМНЫХ ПОЧВ В СВЯЗИ С ИХ ПЕРИОДИЧЕСКИМ УВЛАЖНЕНИЕМ И ВЫСУШИВАНИЕМ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи

\

Аспирант АХМЕД АБДЕЛЬ ФАТТАХ РАМИ

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА СЕРОЗЕМНЫХ ПОЧВ В СВЯЗИ С ИХ ПЕРИОДИЧЕСКИМ УВЛАЖНЕНИЕМ И ВЫСУШИВАНИЕМ

(Специальность № 06. 01. 03 — почвоведение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 19М

Диссертационная работа выполнена на кафедре почвоведения и на кафедре прикладной'атомной физики и радиохимии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук профессор И. С. Кауричев и доцент кандидат химических наук А. Д. Фокин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор Н. А. Корнеев, кандидат сельскохозяйственных наук Ю. М. Капцинель. ■ „ __ •

Ведущее учреждение — Центральный институт научного агрохимического обслуживания.

Автореферат разослан «/0 .» О/уЫ^..... 1973 г.

Защита диссертации состоится «./¿7.» .су^^Х^^ • 1973 т.

час. на заседании Ученого совета факультета агрохимии и почвоведения ТСХА.

Отзывы по данному авторефератуi заверенные печатью, в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: Москва 125008, Тимирязевская ул., 49, корп. 8. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

Ученый секретарь Совета Т

Г

Ф. А. ДЕВОЧКИН

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос о взаимодействиях и динамике почвенных фосфатов и фосфатов удобрений в пустынно-степных и пустынных карбонатных почвах является одним из важных вопросов агрохимии и химии почв. Особенно актуален этот вопрос для сельского хозяйства АРЕ, так как в сельскохозяйственных районах республики преобладают пустынные карбонатные почвы. ,

Для развивающегося сельского хозяйства районов республики преобладают пустынные карбонатные почвы, характерно увеличение площадей орошаемых земель и рост производства и использования -минеральных удобрений. Таким образом, е районах наиболее интенсивного орошаемого земледелия все превращения в почвах протекают в характерных условиях резко меняющейся влажности. Указанные особенности и определили выбор темы диссертационной работы.

Исследования по превращению фосфатов пустынно-степных карбонатных почв в условиях переменного увлажнения •и высушивания проводились путем постановки модельных лабораторных опытов. В работе широко использовался метод меченых атомов, а также классические аналитические приемы исследования почвенных фосфатов.

Экспериментальная работа сводилась к изучению следующих вопросов:

1. Определение динамики группового состава минеральных фосфатов по циклам в исходной почве и при внесении в почву растворимых фосфатов. Определения проводились в увлажненных и воздушно-сухих образцах почвы.

2. Изучение динамики изотопообменных фосфатов по циклам «удобренных» и в «неудобренных» вариантах в увлажненных и воздушно-сухих образцах почвы.

3. Сравнение относительного поглощения фосфатов растениями из почвы при попеременном увлажнении и высушивании. Этим основным определениям сопутствовало исследование динамики карбонатов и свободных полуторных окислов, а также ....... ~тт

]

ГЛАВА I

Фосфатный режим пустынно-степных карбонатных почв и его динамика

Глава первая является, литературным обзором по теме. Она включает следующие разделы.

Краткая характеристика условий почвообразования и почвенного покрова (Гречин, Кауричев и др., 1964; А. Н. Розанов 1951, 1948 и др.).

Валовое содержание и групповой состав фосфатов в сероземных почвах (М. М. Ташкузиев, 1970; А. А. Лазарей, 1948 и др.).. .

Взаимодействие фосфатов удобрений с'сероземными почвами (А. В. Соколо», ¡968; Р. А. Чиркова, 19G9 и др.).

Превращение почвенных фосфатов и фосфатов удобрений в сероземных карбонатных почвах (\V. L. Lindsay, 1959, 1962; J. R. Lehr, 1959 и др.).

Обзор литературы показывает, что современное состояние вопроса о производственных агрохимических свойствах сероземных почв не находится еще на таком уровне, чтобы можно было вполне удовлетворительно решать задачи регулирования фосфатного режима. При изучении химизма превращения фосфатов до сих пор исходили из прежних представлений о серо-земообразовании, как о наиболее простом и малоактивном почвенном процессе.

Совершенно недостаточно освещены особенности фосфатного режима данных почв в связи с их переменным увлажнением и высушиванием.

ГЛАВА II Объекты и методика исследований

Краткая характеристика объектов исследований

Объектами исследования послужили сероземы Киргизии различной степени карбонатности и окультуренности.

Для проведения экспериментов были отобраны смешанные образцы по генетическим горизонтам из трех разрезов.

Разрез 1. Северный светлый серозем, карбонатный. Разрез заложен на древней террасе р. Чу на территории совхоза Н. Чуйский. Целинный участок, абсолютная отметка — 580 м.

Разрез 2. Окультуренный вариант северного светлого серозема, заложен на поле, занятом люцерной, абсолютная отметка — СООм.

о

Разрез 3, Серозем северный, обыкновенный, малокарбонатный. Заложен в посеве люцерны в окрестности г. Фрунзе. Старопахотные земли.

В диссертации приведены детальные аналитические данные по всем разрезам. Одним из существенных различий выбранных почв было содержание в них СаС03. Краткая физико-химическая характеристика для верхних горизонтов исследуемых почв приведена в табл. 1.

Таблица 1

Некоторые химические и физико-химические показатели исследуемых почв

№ разреза, горизонт л о <и х со X о • •а По Тамму

ао к £-3 Й а 1 3- Полевая | влагосмк 5.8 1-е- Содержа карбонат СаСОз •я о а о .-> 59, сэс. рМ водн ! Емкость псглсщ.' з: я « Ои 1— о и. о-

В % чэкв/100 г

Серозем Р| А| 1,90 26,61 1,0 11,93 0,23 7,40 14,0С 11,67 210,0 109,5

Серозем Р? А., 2,50 36,01 2,3 19,91 0,27 7.55 18.6С 16,68 202,5 214,5

Серозем Р3 Ап 2,10 36,21 2.2 7,04 0.28 7,50 18,20 15,80 215,0 100,5

? Емкость поглощения и содержание обменного кальция определяла с использованием радиоактивного изотопа Са45.

Превращение фосфатов изучалось на образцах почв весом по 100 г, компостируемых в лабораторных условиях. В опыте были варианты с увлажнением 60% и 120,%. полевой влагоем-кости (ПВ) по фону варианты с внесением Р205 в виде Са(Н2Р04)2—НаО и без внесения фосфатов. Каждый полный цикл опыта состоял из компостирования почвы во влажном состоянии в течение 10 дней с последующим высушиванием в термостате при температуре 30° до воздушно-сухого состояния в течение 10—15 дней. Всего было осуществлено 20 циклов для каждого варианта увлажнения. Определения были проведены в первом, втором, пятом, десятом и двадцатом циклах. В указанные сроки и по вариантам проводились следующие определения.

1. Определение группового состава почвенных фосфатов методом Гинзбург-Лебедевой (1971).

2. Определение содержания подвижных изотопнообменных фосфатов методом Ф. Амер и др. (1959), без носителя.

3. Сравнительное изучение поглощения подвижных фосфатов растениями из почвы по вариантам опыта и по циклам с использованием изотопа фосфора-32.

4. По вариантам и циклам опыта исследовалась динамика карбонатов кальция и полуторных окислов по Тамму.

ГЛАВА III

Динамика группового состава фосфатов сероземных почв при переменном увлажнении и высушивании

На пустынных и пустынно-степных карбонатных почвах при орошении создаются своеобразные условия для протекания биологических и химических процессов. В течение круглого года эти почвы могут находиться в состоянии сменяющих друг друга увлажнений (вплоть до избыточного) и крайнего иссушения. Цикличные изменения влажности влекут за собой соответствующие цикличные изменения микробиологической деятельности и таких общих показателей, как рН, гНг, содержание подвижных элементов, а также изменения состояния почвенных фосфатов.

Полученные данные о динамике группового состава фосфатов в почве из разрезаЛ приведены в табл.* 2. Для других почв были получены аналогичные общие закономерности.

Анализ приведенных данных позволяет отметить некоторую тенденцию к возрастанию лабильности фосфатов при определении во влажных образцах в первую очередь за счет уве- • личения содержания группы фосфатов кальция (Са" ) и фосфатов алюминия (А1 — Р). Повышение содержания фосфатов этих групп сопровождается некоторым уменьшением содержания фосфатов других групп, прежде всего нерастворимого остатка, а также группы фосфатов (Саш).«

При высушивании, наоборот, отмечается переход к исходному, соотношению между фракциями.

При введении в почву растворимых фосфатов на первых . стадиях происходит увеличение содержания фракции Са1 и в меньшей степени фосфатов алюминия. В дальнейшем можно отметить некоторую тенденцию к перераспределению внесенных фосфатов и по другим менее лабильным фракциям.

В то же время необходимо отметить, что выбранный метод фракционирования, видимо, не является достаточно чувствительным, чтобы с его помощью фиксировать такие изменения фосфатов в почве. Наблюдаемые колебания в содержании фракции по циклам в общем-то весьма незначительны, что свидетельствует об относительной стабильности выделяемых фракций. _

Таблица 2

Динамика группового состава минеральных фосфатов (мг Р2О5 на 100 г) при попеременном увлажнении (в числителе) и высушивании (в знаменателе) Разрез № 1

Максимальное увлажнение 60% ПВ Максимальное увлажнение 120% ПВ

Фракция и РгО* в иск. почве Количество циклов

1 2 5 10 20 1 2 5 10 20

Без внесения Р208

I 14,0 11,0 14,0 14,0 11,0 14,0 18,0 19,0 ' 18,0 14,0

15,0 12,0 14,0 12,0 16,0 16,0 16,0 12,0 14,0 13,0

11 74,0 80,0 83,0 93,0 66,0 66,0 66,0 98,0 76,0 68,0

55,0 67,0 69,0 72,0 73,0 74,0 53,0 72,0 75,0 72,0

ш <-а (100,0) 86,0 86,0 77,0 72,0 92,0 83,0 88,0 53,0 76,0 79,0

100,0 91,0 85,0 90,0 88,0 83,0 93,0 99,0 89,0 88,0

г 1169,0) 174,0' 177,0 174,0 178,0 169,0 164,0 171,0 171,0 170,0 161,0

170,0 169,0 168,0 174,0 176,0 172,0 162,0 183,0 178,0 173,0

А1~ Р(6,0) 10,0 10,0 12,0 .12,0 5,0 13,0 13,0 10,0 9,0 5,8

7,6 4,4 6,4 8,5 8,7 4,6 •6,6 9,5 9,0 6,7

17<г — ^<(,6) 6.0 5,3 4,8 4,0 3,9 3,3 3,7 3,6 3,7 2,0

4,6 3,4 5,3 5,0 4,1 4,5 5,2 6,2 6,0 3,3

Р- остаток Ш) 48,0 64,0 76,0 65,0 80,0 65,0 84,0 66,0 28,0 56,0

50,0 56,0 68,0 64,0 48,0 50,0 60,0 60,0 32,0 36,0

Продолжение таблицы 2

Максимальное увлажнение 60% ПВ

А1аксималыюе увлажнение 120% ПВ

Фракция и Рг05 'Количество циклов

в исх. почве 1 2 5 20 1 2 5 10 20

С внесен! 1ем Р205 -

Са 33,0 28,0 30,0 30,0 23,0 29,0 29,0 33,0 31,0 31,0

45,0 28,0 30,0 29,0 29,0 31,0 28,0 24,0 24,0 25,0

л Са "9,0 85,0 85,0 95,0 66,0 69,0 73,0 80,0 76,0 69,0

40,0 67,0 78.0 73,0 85,0 97,0 . 71,0 71,0 74,0 73,0

ш Са 88.0 86,0 77,0 71,0 84,0 83,0 88,0 58,0 68,0 71,0

105,0 98,0 85,0 94,0 88,0 63,0 84,0 95,0 98,0 88,0

V Са 199,0 . 193,0 192,0 196,0 173,0 181,0 189,0 171,0 179,0 170,0

190,0 193,0 195,0 195,0 202,0 191,0. 183,0 190,0 195,0 185,0

А1-Р 12,0 11,0 14,0 15,0 7,3 20,0 15,0 17,0 14,0 7,8

8,6 7,0 9,3 10,0 9,8. 7,5 9,0 10,0 11,0 9,0

Ге-Р 6,8 5,3 6,6 5,2 4,5 3,3 6,3 3,7 4,2 3,0

5,6 3,6 7,0 6,0 6,3 5,6 5,8 6,3 7,5 3,3

Р — остаток 40,0 64,0 64,0 64,0 ' 80,0 80,0 82,0 80,0 60,0 52,0

50,0 48,2 52,0 51,0 42,0 48,0 20,0 65,0 37,0 40,0

ГЛАВА IV

Динамика изотопнообменных фосфатов в сероземных

почвах при попеременном увлажнении и высушивании

Известно, что понятие «изотопнообменные фосфаты почвы» является в известной степени условным. Содержание изотопнообменных фосфатов зависит от условий их применения, и, в первую очередь, от времени взаимодействия метки с почвой и характера используемой вытяжки (А. Д. Фокин и др., 1969; А. Д. Фокин, 1964). При длительном времени взаимодействия количество фосфатов, вступающих в изотопный обмен, будет возрастать (А. Д. Фокин, 1964; A. Ramy, 1967; Е. М. Ha-mida, 1970; Фокин и др. 1969).

В связи с этим мы воспользовались в своей работе наиболее «мягкими условиями». Общее содержание изотопнообменных фосфатов определялось в условиях водной суспензии путем уравновешивания почвы с раствором,- содержащим Р32, свободным от носителя. Соотношение почвы к воде было выбрано 1 : 10 (4 г почвы+39 мл воды +1 мл раствора с Р32).

При проведении экспериментов было выбрано время взаимодействия, равное 30 мин. Удлинение времени взаимодействия вытяжки и метки с почвой может черезвычайно усложнить интерпретацию полученных результатов за счет накопления других процессов, косвенно влияющих на фосфатный режим.

Использование изотопногообмена позволило подтвердить найденную ранее закономерность, что подвижность фосфатов в исходной почве несколько возрастает при периодическом увлажнении и высушивании. В то же время содержание подвижных фосфатов в почвах с предварительным внесением растворимого фосфата снижается в течение 2-х — 3-х циклов, а затем стабилизируется (табл.3).

Для других почв были получены аналогичные общие закономерности.

Кроме названных особенностей динамики фосфатов, метод изотопного обмена позволил зафиксировать более тонкие изменения в поведении'подвижных фосфатов. Было обнаружено, что в вариантах с исходной почвой при попеременном увлажнении и высушивании возрастает растворимость фосфатов в воде, а в вариантах с>предварительным внесением растворимого фосфата, наоборот, снижается. '

В исследуемых почвах при попеременном увлажнении и высушивании можно себе представить существование двух противоположно направленных процессов.

С одной стороны, увлажнение особенно избыточное, анаэробные условия, развитие микрофлоры и выделение вследст-

Таблица

Динамика изогопнообменных фосфатов (Р203 на 100 г почвы) при попеременном увлажнении (в числителе)

Условное обозначение Исходи. Исходи, почва+ Максимальное увлажнение Максимальное увлажнение 60% ПВ 120% ПВ

почва + 30 мг РА количество циклов

1 | 2 | 5 10 | 20 | 1 | 2 | 5 1 10 20

Фосфат, переходящий в водную

вытяжку (Р205)р......

Отношение:

фосфат тв. фазы Р32тв фосфат раствора ~

Изотопнообмешшй фосфат тв. фазы (Р205) 18 ........

Пзотопнообменный фосфат в системе (Р205)г-...... .

Фосфат, переходящий в водную

вытяжку (Р,05)р......

Отношение:

фосфат тв. фазы 1"гТ8 фосфат растнора = Р12р

Пзотопнообменный фосфат тв. фа' зи (Р205)тв ......'..

Изотошюобмешшй фосфат в системе (Р205) £.......

Исходная почва

0,45 0.33 0,65 0,57 0,56 0,57 0,35 0,53 0,83 0,83 0,83

0,38 0,45 0,43 0,45 0,58 0,45 0,50 0,63 0,58 0,63

5,16 7,27 4,75 4,88 3,58 3,54 28,54 15,08 6,70 3,72 2,71

6,94 '2,82 4,49 6,18 5,12 4,87 4,14 3,05 3,34 4,68

2,32 _ 2,40 3,09 2,78 2,01 2,02 9,99 7,99 5,56 3,09 2,25

2,29 1,85 1,93 2,78 2,97 2,19 2,07 1,92 1,94 2,95

2,77 __ 2,73 3,74 3,35 2,60 2,59 10,31 8,57 6,39 3,92 3,08

2,67 2,30 2,36 3,23 3,55 2,61 2,57 2,55 2,52 3,58

С внесением Р205

25,00 4,80 3,40 3.35 2,75 2,20 1,45 1,40 3.55 3,40 2,65

7,25 6,00 4,50 3,50 2,70 5,10 5,02 4,20 3,60 3,05

0,36 1,45 1,45 1,47 1,39 1,81 8,11 6,76 1,86 1,76 1,83

1,24 1,06 1,30 1,60 2,22 1,27 1,15 1,44 1,83 2,13

9,05 6,06 4,93 4,93 3,82 3,98 11,76 9,46 6,60 5,98 4.85

»,96 6,36 5,85 5,81 5,99 6,16 5,78 6,04 6,59 6,50

34,05 . 11,70 8,33 8,28 6,57 6,18 13,21 10,86 10,15 3,38 7,50

16,21 12,36 10,35 9,31 8,69 11,53 10,80 10,24 -10,19 9,55

вие этого углекислого газа способствуют увеличению лабильности подвижных фосфатов и их общего содержания.

С другой стороны, циклические увлажнения и высушивания способствуют активизации обычных поглотителей фосфатов кальция и полуторных окислов, а также развитию процессов дегидрацни и т. п., которые и совокупности способствуют переходу подвижных фосфатов в твердую фазу и их закреплению.

В наших опытах при работе с исходной почвой преобладали процессы, способствующие возрастанию лабильности фосфатов. При работе с почвой, в которую был предварительно внесен растворимый фосфат, наоборот, преобладали процессы, способствующие закреплению подвижных фосфатов и переходу их в твердую фазу. Но все же общее содержание фосфатов в «удобренных» вариантах всегда оставалось более высоким, чем в исходной почве.

ГЛ А В А V

Исследование поступления фосфатов в растения из образцов сероземных почв, подвергнутых попеременному увлажнению и высушиванию

.Фосфор в почве представлен самыми разнообразными соединениями, но источником фосфора для растений служат преимущественно ионы ортофосфорной кислоты НгРО«1-и НРО*2-.

В пустынных и пустынно-степных карбонатных почвах органические фосфорные соединения не играют существенной роли в общем балансе фосфора, используемого растениями.

Уже давно установлено, что поступление фосфатов из почвы и удобрения в растениях зависит от таких факторов, как поглотительная способность почв к фосфатам, влажность почвы, обеспеченность растений другими элементами минерального питания, активность корневой системы, содержание водородных ионов, а также от других факторов.

Маттингли (1957), используя методику с применением изотопы фосфор-32, показал, что культура ячменя использовала фосфор удобрений на 14% при смешивании семян с гранулами удобрений и на 8% при внесении удобрений вразброс.

Проведенные нами исследования по динамике изменения фосфатов пустынно-степных карбонатных почв при попеременном увлажнении и высушивании обнаружили вполне четкие изменения, которые могут быть обнаружены путем изучения химического состава фосфатов, а также содержания водорастворимых и изотопнообменных фосфатов. Однако связь между этими показателями и действительным поступлением фосфатов в растения может быть очень сложной.

Как указывалось выше, на поступление фосфатов из почвы и из удобрений в растения оказывает влияние ряд разнообразных факторов, многие из которых не связаны непосредственно с составом почвенных фосфатов. Поэтому, чтобы решить окончательно вопрос о возможном влиянии попеременного увлажнения и высушивания исследуемых почв на поступление фосфатов в растениях, необходимо было проведение экспериментов с растениями.

-Поступление фосфора в растения изучалось, на образцах почв, взятых после первого, пятого и двадцатого циклов. Опыты проводились с исходной почвой и почвой, в которую вносился растворимый фосфат.

В опытах использовались 2-дневные проростки ячменя сорта «Винер».

I , Таблица 4

Сравнение поглощения фосфатов из почвы растениями при попеременном увлажнении и высушивании. Разрез № I

Условное обозначение

3е? Л Я +о

^ Я1 ^гч

Максимальное увлажнение 60 "Х, от 11В

Максимальное увлажнение 120% от ПВ

количество циклов

20

20

Без удобрения

Содержание подвиж- 2,77 2,73 3,35 2,59 10,34 6,39

ных фосфатов по ва-

риантам в мг/100 г

увлажненной почвы

Поступление фосфора 0,023 — 0,033 0,050 0,029 0,092 0,105

в растения в мг из

100 г почем

Поступление фосфора 0,80 — 1,21 1,49 1,12 0,89 1,64

в растениях в % от

общих запасов фос- •

фатов в почве

С удобрением

3,08

0.032 1,69

Содержание подвиж- 34,05 11,76 8,28 6,18 13,21 10,15

ных фосфатов по ва-

риантам в мг/100 г

увлажненной почвы -

Поступление фосфора — 0,880 0,270 о; 185 0,10 0,520 0,205

в растения в мг из

100 г почвы

Поступление фосфора в растениях в °/о от — 2,60 2,29 2,23 1,62 3,94 2,02

общих запасов фос-

фатов в почве

7,50

0,115 1,53

ГТочва предварительно увлажнялась до уровня оптимальной влажности, при этом с водой вносилась метка Р32 без носителя с общей активностью 0,182 мк на сосуд.

Опыты проводились в 2-кратной повторности. Через * 14 дней после появления всходов растения срезались через корневую шейку (через ГИПОКОТиль), при этом надземную вегетативную массу помещали в бумажный конверт и высушивали в термостате при температуре 105°С до воздушно-сухого состояния. После этого определяли количество поглощенных меченых фосфатов из почвы растениями, то есть листьями, по методу, описанному в литературе (Рачинский В. В. и-др.. 1960). '

Полученные данные по поступлению изотопообменных фосфатов в растения представлены в таблице 4.

Прежде всего можно отметить, что общее количество фосфата, поступающее в растения из почвы, хорошо коррелирует с содержанием изотопообменных фосфатов в данной почве.

Из таблицы 4 можно отметить, что количество поступивших из почвы в растениях фосфатов подвержено очень существенным колебаниям по вариантам опыта. Особенно велики различия между «удобренным» и «неудобренным» вариантами (в 10-раз). В то же время различие в росте и развитии растений между этими вариантами не столь существенно.

Данный факт легко объяснить, если сравнить значения общего содержания фосфора в растениях с содержанием фосфора, поступившего из почвы (табл. 5 и 6).

Эти данные свидетельствуют о том, что в 14-дневных растениях ячменя (в наземных органах) подавляющая часть фосфора взята развивающимися растениями из семени, а не из почвы. Поэтому на данном, начальном этапе развития растений, несмотря на существенные различия в поступлении фосфатов из почвы в отдельных вариантах опыта, существенных различий в росте и развитии растений не наблюдалось.

Несколько неожиданным является возрастание относительного использования почвенного фосфата (в процентах) с ростом общего содержания подвижного фосфора в почве. Поскольку «оптимальная нуждаемость» растений в фосфоре является величиной ограниченной, то естественно предположить, что с увеличением содержания подвижных фосфатов в почвах процент их использования будет уменьшаться. К таким выводам приходили многие исследователи, изучавшие изменение коэффициента использования фосфорных удобрений в зависимости от доз.

Оказывается, такой вывод не является универсальным, в нашем случае мы имели возможность наблюдать обратную картину.

Таблица 3 Общее содержание фосфатов в растениях (в листьях! и фосфатов, поступивших из почвы (без внесения Р3О5)

Варианты опытов Общее содержание фосфатов в растениях в мг/сосуд Фосфаты, поступившие в расте-> лня из почвы в -мг/сосуд -,- Фосфат, поступивший в растения из почвы в % от общего содержания в растениях

< С) о Си го «0 С* Исходи ■Ь £ 5 3 § ' 3 о = ' к <и £ V я 5 § ЗЯ ПС со о аЗ к Я - о со н и а V к • о X чва без удобрения после 1 цикла .... после 5 циклов .... после 20 циклов . . . . 1,05 1,25 1,18 0,97 •0,0046 0,0066 0,0100 0,0058 0,44 0,52 0,85 0,60

избыточное увлажнение после I цикла .... после 5 циклов .... после 20 циклов .... 1,23 1,26 1,40 ОД 184 0,0210 0,0104 1,46 1,67 0,74

Разрез Ле 2 Исходи, -Иг 38 » 1 Я ё » = О § 1Я ПС со о г; к! к я. О (0 н* о» СУ а-X О X чва без удобрения ■ после 1 цикла .... после 5 циклов .... после 20 циклов .... 1,32 1,12 1,42 1,21 0,0025 0,0054 0,0082 0,0054 0,19 0,48 0,58 0,45

избыточное увлажнение после 1 цикла . . . . после 5 циклов .... после 20 циклов .... 1,14 0,97 1,20 0,0082 0,0254 0,0092 0,71 2,61 0,76

со ,01 < о о. п те С. Исходнг * 5 5 | ё 3 в X к о Е « = § § количество циклов " чва без удобрения после 1 цикла .... после 5 циклов .... после 20 циклов .... 1,20 1,25 1,18 . 1,17 0,0042 0.0094 0,0098 0,0066 0,35 0,75 0,82 0,56

избыточное увлажнение после 1 цикла .... после 5 циклов ..... после 20 циклов .... \ 1,27 0,90 1,12 0,0144 0,0138 0,0060 1,13 1,53 0,54

Таблица 6 Общее содержание фосфатов в растениях (листьях) и фосфатов, поступивших из почвы (с внесением Р2О5)

Варианты опытов Общее содержание фосфатов в растениях, мг/сосуд I Фосфаты, поступившие в растения из почвы в мг/сосуд Фосфаты, поступив-в растения из почвы в % от общего содержания в растениях

Разрез 1 Исходнг 1 .Ь к' Зч» Е ш х К«* о 2 1Я ПС п о м я: а о со н о <и 3* К О к >чва с удобрением 1 после 1 цикла . . . после 5 циклов .... после 20 циклов .... 1,97 0,96 1,49 1,32 0,1760 0.0540 0,0370 0,0200 8,93 5.62 2,48 1,52

избыточное увлажнение после 1 цикла..... после 5 циклов .... после 20 циклов .... 1,30 1,10 1,20 0,1040 0,0410 0,0230 8,00 3,72 - 1,81

1 Р а з р е з Л» 2 Исходна б 1 ё *** к о § а количество циклов >чва с'удобрением после 1 цикла .... после 5 циклов .... после 20 циклов .... 1,58 0,87 1,17 1,11 0,2340 0,0394 0,0274 0,0102 14,81 4,53 2,34 0,92

избыточное увлажнение после 1 цикла .... после 5 циклов .... после 20 циклов .... 0,67 1,01 , 1,28 0,0442 0,0376 0,0120 < 6,60 3,61 0,93

Разрез Лг 3 Исходи Я <и ЙЯ5 о 9 1Я П( со О р? ^ к а. о со и о <у р* я О Л )чва с удобрением после 1 цикла .... после 5 циклов .... после 20 циклов «... 1,21 0,96 0,78 0,85 0,1090 0,0594 0,0313 0,0190 9.00 6,20 4.01 2,23

избыточное увлажнение после 1 цикла .... после 5 циклов ..... после 20 циклов .... 1,12 1,30 1,03 0,0466 0,0221 0,0225 4,16 1,70 2,170

Этому явлению может быть дано следующее, объяснение: при неблагоприятном фосфатном режиме для растений, в частности, при наличии мощных свободных «конкурентных» поглотителей фосфора как химических (кальций, железо, алюминии и др.), так и биологических (микроорганизмы и др. растения) может 'происходить преимущественное поглощение подвижных фосфатов именно этими конкурентными поглотителями. Тогда при низких уровнях содержания подвижных фосфатов в таких почвах эти подвижные фосфаты будут перехвачены преимущественно «конкурентами». Но, поскольку поглотительная способность «конкурентов» по отношению к фосфатам имеет свои пределы, то с ростом общего содержания подвижных фосфатов в почве поглотительная способность «конкурентов» постепенно насыщается и доля подвижного фосфата, попадающего в растений, начинает прогрессивно возрастать. На этих стадиях процент использования подвижного фосфата почвы может возрастать с ростом общего содержания подвижных фосфатов в ней.

И только после того, как более сильные поглотители фосфатов насытят свою емкость поглощения и растение само начнет выступать как самый сильный поглотитель подвижных фосфатов, можно ожидать снижение процента использования подвижных фосфатов почвы с возрастанием их содержания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перечисленные изменения в почвах, связанные с периодическим увлажнением и высушиванием, являются общими для всех трех исследуемых почв. Отличительные особенности каждой из исследуемых почв проявляются лишь в несущественных различиях количественного характера. Например,, в опытах с почвой из разреза 1 (целинная, средняя по содержанию карбонатов) наблюдалась относительно более высокая мобилизация алюминия и повышенное содержание фосфатов алюминия по сравнению с другими почвами. Почва из разреза № 1, вообще, более отзывчива на изменение влажности. Окультуренные почвы из разрезов Л1> 2 и № 3 более инертны в отношении изменения состава и подвижности почвенных фосфатов. По-видимому, это связано с наличием повышенного фосфатного «фона» окультуренных почв. Исследуемые почвы, вообще, очень инертны - в отношении изменения фосфатного режима. Наибольшая амплитуда колебаний отличается в первых циклах, затем амплитуда циклических изменений уменьшается и наблюдается четкая тенденция «возвращения» подвижности и состава фосфатов к состоянию, характерному для исходной почвы. Для всех исследуемых почп характерен очень низкий уровень содержания подвижных фосфатов, что прояв-

ляется в возрастании относительного использования фосфатов растениями из почвы при внесении фосфорных удобрений.

Проделанная экспериментальная работа дала возможность сделать некоторые заключения методического характера, связанные с изучением фосфатного режима сероземов. Одним из наиболее чувствительных методов, отражающих подвижность фосфатов в данных почвах, является метод изотопного разбавления при определении концентрации фосфата в водной вытяжке. Однако на абсолютные результаты определения существенное влияние оказывает время взаимодействия метки с почвой. Определения при 30-минутном взаимодействии дали результаты, хорошо согласующиеся с результатами определения содержания фосфатов в 0,5 и. КаНСОз — вытяжке при соотношении почвы и раствора 1 :20 и времени взаимодействия 30 мин.

Результаты сравнительных определений подвижных фосфатов представлены в табл. 7.

Таблица 7

Сравнительное определение подвижных фосфатов двумя методами (в мг Р2О5 на 100 г почвы)

Почва Вытяжка 0,5 н. Изотолообмешшй

КаНСОз (рН 8,5) фосфат

Разрез № 1 . ........ 2,62 2,77

2,90 2,92

Разрез №3........ 2,28 2,30

Таким образом, бикарбонатная вытяжка (по Олсену) может, по-видимому, быть использована как контролирующая вытяжка, позволяющая следить за тонкими изменениями фосфатного режима пустынных и пустынно-степных карбонатных почв.

ВЫВОДЫ

1. Периодическое увлажнение и высушивание сероземных почв влечет за собой циклические изменения микробиологической деятельности, изменение в содержании С02, подвижных полуторных окислов и других показателей, оказывающих прямое или косвенное действие на режим и состав фосфатов в почвах.

2. Непосредственное увлажнение, особенно избыточное, способствует увеличению содержания второй группы фосфатов, определяемых методом Гинсбург-Лебедевой, включающей в себя разноосновные фосфаты кальция и магния, и частично фосфаты закисного железа и алюминия.