Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка способности фосфора минеральных удобрений к миграции по глубине почвы

Титова В.И., Ветчинникова О.И.

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

Аннотация

Известно, что фосфор удобрений обладает низкой способностью к миграции из-за химического закрепления фосфатов в почве. Однако количественных подтверждений такого мнения в литературе немного, что и явилось основной причиной проведения данного исследования. В статье приведены результаты 2-хмодельных лабораторных опытов по определению границ миграции фосфора суперфосфата в почве, проведенных в 2016 г. в лабораторных условиях в микролизиметрах.

Доза внесения фосфора составила 0,30 г/кг. Опыты поставлены на серой лесной легкосуглинистой почве (содержание гумуса 2,1%; подвижных соединений фосфора и калия по Кирсанову, соответственно, 95 и 76 мг/кг; сумма поглощенных оснований 11,7, а гидролитическая кислотность 2,0 мг-экв./100 г почвы; рН солевой вытяжки 5,1). В исследованиях установлено, что фосфор суперфосфата за 60 дней опыта из места внесения удобрения передвигается на расстояние 5 см вверх (при подаче воды снизу) или вниз (при поступлении воды сверху). Диффузное перемещение фосфора при постоянной влажности почвы на уровне 60% ПВ не превышало 1,5 см. Фоновое внесение азотных и калийных удобрений не влияет на границы миграции подвижных соединений фосфора.

Ключевые слова: модельный опыт, микролизиметр, суперфосфат, подвижные соединения фосфора, миграция, диффузия, серая лесная легкосуглинистая почва.

удобрение фосфор почва

Введение

Закрепление фосфора в почве в значительной степени зависит от ее гранулометрического состава. В целом, чем почва тяжелее и богаче органо-глинистыми соединениями, тем она более способна к химическому связыванию фосфора [1-3]. Следствием высокой способности почвы к сорбции фосфатов является их низкая способность к миграции с током воды [4-6]. Однако в последние годы появляются публикации с констатацией значительности не только расстояния [7-9], но и объемов миграции фосфора из почвы, и связывается это не со снижением способности почв к сорбции фосфатов, а с весьма высокой фосфатной нагрузкой на все компоненты окружающей среды, включая почву [4-7]. Повсеместно отмечается вынос фосфора за пределы пахотного слоя почвы [10-13] и попадание его в поверхностные воды, что способствует проявлению процессов эвтрофизации [4-6, 14, 15].

Вместе с тем применительно к фосфорным удобрениям обычно рекомендуется использование локального способа внесения удобрений. Возникает вопрос: насколько внесенный фосфор способен к движению в массе почвы по пути к корневой системе растений? В связи с последним и была предпринята попытка определить расстояние миграции фосфора из слоя внесения, расположенного на разной от поверхности почвы глубине, за счет диффузии или движения воды по глубине лизиметра.

Условия и методы проведения исследований

Исследования по изучению миграции подвижных соединений фосфора из места их локализации проведены в 2016 году на серой лесной легкосуглинистой почве в модельном лабораторном опыте, имеющем следующую характеристику: содержание гумуса - 2,1%; подвижных соединений фосфора и калия (по Кирсанову) - 95 и 76 мг/кг, соответственно; сумма поглощенных оснований - 11,7, а гидролитическая кислотность - 2,0 мг-экв./100 г почвы; рН солевой вытяжки - 5,1. Опыт №1 проведен в 6-кратной повторности в пропарафиненных бумажных микролизиметрах, диаметр лизиметра 5 см, высота 25 см. В опыте путем подачи воды сверху (опыт №1а) или снизу при подпитывании (опыт №1б) поддерживалась оптимальная влажность почвы. Суперфосфат простой порошковидный (Рс) внесен тонким слоем на глубине 10 см (опыт №1а) или 15 см (опыт №1б) из расчета 0,3 г действующего вещества на 1 кг почвы. В варианте «NК + Рс» азотные и калийные удобрения (Nаа и Kх) в дозе по 0,15 г/кг внесены во весь объем почвы до набивки микролизиметра почвой и закладки опыта. Полив проводили через 2-3 дня по мере подсыхания верхнего слоя почвы. Продолжительность опыта - 60 дней. Модельный лабораторный опыт №2 по изучению границ перемещения подвижных фосфатов в почве путем диффузии также проведен в 6-кратной повторности на той же почве и по той же схеме удобренности, что и опыт №1. Однако каждый из микролизиметров (высота 10 см, диаметр 3 см) в данном случае отдельно упаковывался в полиэтиленовый пакет, запаянный сверху. Вода в течение опыта в лизиметры не подавалась. Продолжительность опыта - 120 дней.

Суждение о миграции фосфора по глубине лизиметров делалось на основании установления различий в содержании его подвижных соединений в разных слоях почвы и одновременно с этим - путем сравнения удобренных и контрольных вариантов.

Результаты исследований

Результаты определения концентрации подвижных соединений фосфора в разных слоях почвы как следствие движения фосфора из места внесения под действием воды показаны в таблице 1.

Таблица 1. Содержание подвижных соединений фосфора по слоям почвы в зависимости от глубины внесения суперфосфата в почву и направления движения воды по лизиметру, мг/кг

Установлено, что внесение суперфосфата в неудобренную почву на глубину 10 см и полив лизиметров водой сверху привели к повышению концентрации подвижных фосфатов в нижерасположенных слоях почвы до глубины 13-15 см. Интенсивность миграции не изменилась (те же 5 см) и при внесении суперфосфата в удобренную азотно-калийными туками почву.

Те же закономерности сохраняются и при подаче воду снизу: в обоих вариантах с внесением суперфосфата на глубину 15 см увеличение содержания подвижных фосфатов отмечено на расстоянии 5 см вверх от слоя внесения, т.е. до глубины 10 см от поверхности почвы.

Результаты опыта по изучению возможностей перемещения фосфора в почве путем диффузии приведены в таблице 2.

Таблица 2. Содержание подвижных соединений фосфора в почве при изучении возможности их диффузного перемещения, опыт №2, мг/кг

Данные результаты свидетельствуют, что внесение суперфосфата в почву без полива привело к достоверному увеличению концентрации подвижных соединений фосфора в слое почвы на 1,0-1,5 см выше или ниже глубины внесения (4,5 см, где вся доза порошковидного суперфосфата была распределена тонким слоем), что сохранялось в течение 60 дней.

За период в следующие 60 дней (к 120-му дню) на варианте с использованием суперфосфата произошло некоторое снижение общего содержания подвижных фосфатов во всех анализируемых слоях, включая слой внесения удобрения, что может быть следствием химического поглощения почвой свежевнесенных фосфатов удобрения. Однако расстояние диффузного перемещения фосфора не изменилось: содержание подвижных соединений фосфора выше естественного фона (содержание подвижных фосфатов в исходной почве равно 95 мг/кг) отмечено только лишь в слоях, граничащих со слоем внесения.

Внесение той же дозы суперфосфата в почву, куда предварительно были внесены азотные и калийные удобрения, не изменило границ диффузии фосфора: достоверное повышение содержания подвижных фосфатов зафиксировано только в слоях почвы 3-4 см и 5-6 см, т.е. в границах трехсантиметрового слоя. В слоях почвы, расположенных на 3,0 см ниже глубины внесения суперфосфата, отмечена тенденция увеличения содержания подвижного фосфора.

Выводы

В результате проведенных в лабораторных условиях модельных опытов по изучению границ миграции фосфора при его локальном внесении было установлено:

· подвижные соединения фосфора движутся в почве вместе с током воды по направлению ее движения, т.е. 5 см вверх (при подпитывании) или вниз (при поливе) от места локализации фосфорного удобрения; предварительное внесение в почву азотно-калийных удобрений не влияет на границы миграции подвижных соединений фосфора;

· диффузия фосфорной кислоты суперфосфата при оптимальном увлажнении происходит в слое почвы толщиной 3,0 см в направлении вверх и вниз от места внесения суперфосфата на расстояние 1,0-1,5 см. Интенсивность диффузии за 120 дней проведения опыта не изменилась.

Список использованных источников

1. Адерихин П.Г. Фосфор в почвах и земледелии Центрально-Черноземной полосы. - Воронеж. - 1970. - 248 с.

2. Иванов А.Л., Сычев В.Г., Державин Л.М., Адрианов С.Н., Бражникова Н.В., Карпова Д.В., Карпухин А.И., Кирпичников Н.А., Конончук В.Д., Самойлов Л.Н. Агробиогеохимический цикл фосфора. - М.:РАСХН. - 2012. - 512 с.

3. Карпова Д.В., Чижикова Н.П., Колобова Н.А., Кононенко В.В. Анализ состояния фосфора в агросерых почвах Владимирского ополья / Агрохимический вестник. - 2016, № 3. - С. 15-19.

4. Maguire R.O. Long-term kinetics for phosphorus sorption-desorption by high phosphorus soils from Ireland and the Delmarva Peninsula, USA1 / R. O. Maguire ,J. T. Sims, R. H. Foy // Soil Science, 2001, volume 166, issue 8, pp 557-565.

5. Codling E.E. Effects of soil acidity and cropping on solubility of by-product-immobilized phosphorus and extractable aluminum, calcium, and iron from two high-phosphorus soils/ Eton Elsworth Codling // Soil Science, 2008, volume 173, issue 8, pp. 552-559.

6. Response of Corn and Cotton to Starter Phosphorus on Soils Testing Very High in Phosphorus / Sheri Cahill, Amy Johnson, Deanna Osmond, David Hardy // Agronomy Journal, 2008, volume 100, issue 3, pp. 537-542.

7. Титова В.Н. Оптимизация питания растений и эколого-агрохимическая оценка применения удобрений на почвах с высоким содержанием подвижных соединений фосфора // Дисс .на соиск. уч. степ. докт. с.-х. наук. С-ПбГАУ. - Пушкин. - 1998. - 306 с.

8. Власов И.И., Надежкина Е.В., Тушавина О.В. Содержание подвижных форм элементов минерального питания в почвах парка «Покровское-Стрешнево» / Агрохимический вестник. - 2015, №4. - С. 37-39.

9. Фоменко Т.Г., Попова В.П., Иванов А.И. Дифференциация свойств черноземных почв при локальных способах орошения и применения удобрений / Проблемы агрохимии и экологии. - 2012, №4. - С. 8-13.

10. Фоменко Т.Г., Попова В.П., Пестова Н.Г., Черников Е.А. Пространственная неоднородность почв садовых ценозов в условиях локального применения удобрений и водных мелиораций / Агрохимия. - 2015, № 2. - С. 13-22.

11. Кудеярова А.Ю. Хемосорбция фосфат-ионов и деструкция органо-минеральных сорбентов в кислых почвах / Почвоведение. - 2010, №6. - С. 681-697.

12. Митрофанова Е.М., Васбиева М.Т. Фосфатный режим дерново-подзолистой почвы при длительном применении органических и минеральных удобрений / Агрохимия. - 2014, № 9. - С. 13-19.

13. Воронин А.Н., Никитин В.В., Соловиченко В.Д. Влияние длительного применения удобрений на фосфатный режим чернозема типичного / Агрохимия. - 2015, № 3. - С. 17-20.

14. Пуховский А.В. Проблемы государственной экологической экспертизы фосфорных удобрений / Агрохимический вестник. - 2015, №2. - С. 34-36.

15. Демидов В.В., Мушаева Т.Н. Миграция химических веществ в период весеннего снеготаяния на территории аграрного ландшафта / Агрохимия. - 2016, №7. - С. 66-71.

16. Размещено на Allbest.ru