CC BY
28
УДК 631.412:631.445.25
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ БЛОК ПЛОДОРОДИЯ АГРОСЕРОЙ ПОЧВЫ
Р.Н. Ушаков, д.с.-х.н., Д.В. Виноградов, д.б.н., Н.А. Головина
Рязанский ГАТУ им. П.А. Костычева, e-mail: [email protected]
Разработан физико-химический блок модели плодородия агросерой почвы, как информационной основы ее устойчивости к подкислению, загрязнению тяжелыми металлами, истощению фосфором и калием. Ключевые слова: почва, физико-химические свойства, плодородие.
PHYSICAL-CHEMICAL CLUSTER OF AGROGREY SOIL FERTILITY R.N. Ushakov, D.V. Vinogradov, N.A. Golovina
The physic-chemical sector of agrogrey soil fertility is devised which is an information basis for soil stability towards an acidification, heavy metal accumulation, nutrient depletion. Keywords: soil, physical-chemical properties, fertility.
Проблема получения относительно высоких и одновременно стабильных урожаев сельскохозяйственных культур неразрывно связана с вопросами устойчивости почв к неблагоприятным воздействиям. По данным Рос-сельхозакадеми, устойчивость отечественной агросфе-ры в 3,5 раза ниже, чем в развитых странах [1].
Цель работы - разработать блок модели плодородия почвы, характеризующий ее устойчивость. Объектом исследования служили пахотные агросерые тяжелосуглинистые почвы опытной агроэкологической станции Рязанского ГАТУ.
На базе многолетних опытов с минеральной и орга-номинеральной системой удобрений были выявлены корреляционно-регрессионные зависимости [2-4]. Потенциальную калийную (РБСк) и фосфатную буферность (РБСр), подвижный фосфор (Рподв.), равновесный фосфор (Рравн), калий обменный (Кобм.), и легкоподвижный (Клегк.), буферную способность к тяжелым металлам (БСтм), максимальную адсорбцию (Ртах), емкость бу-ферности к подкислению (ЕБк), обменную кислотность (рНкС1), сумму обменных оснований (Са2+ + М^+) определяли по общедоступным методикам. Знак П в таблицах означает, что в расчетах учитывали несколько перемен-
ных, знаки < и > - соответственно меньше или равно и больше или равно. При статистической обработке данных использован программный продукт 8ТЛТ18Т1СЛ.
Устойчивость почвы к подкислению. Длительное применение физиологически кислого азотного удобрения (аммиачной селитры) существенно повысило обменную кислотность агросерой почвы (рНкС1 4,4). Это привело к снижению в пахотном слое общей буферно-сти до 4,2 мМ-экв/100 г, что на 3,4 мМ-экв/100 г меньше в сравнении с вариантами, где аммиачную селитру не применяли. Установлены зависимости ЕБк (мМ-экв/кг) от содержания поглощенных оснований (мг-экв/100 г): У = 7,7 + 3,6Х (г = 0,77); емкости буферности от рНН20: У = -170,4 + 39,5Х (г = 0,90).
Устойчивость почвы к загрязнению ТМ. Исследовано влияние кислотности почвы, суммы обменных оснований на Ртах цинка и его активность в области низких исходных концентраций элемента в растворе. Установлено достоверное уменьшение значение Ртах на 0,12-0,15 мМ/кг при рНкС1 меньше или равно 5,0 по сравнению с величиной рНкС1 выше или равно 5,0, увеличение концентрации цинка на 0,18 мг/кг, снижение -Ав (табл. 1).
1. Влияние кислотности, суммы обменных оснований на активность цинка (при а < 0,05)
Условие Максимальная адсорбция (Qmax), мМ/кг Цинк в 0,01 н. CaCl2, мг/кг -AG, кДж/М BCZn, среднее
Ленгмюр Дубинин-Радушкевич
рНка — 5,0 0,58±0,04 0,43±0,06 0,63±0,17 26,5±0,6 <6
рНка > 5,0 до 6,2 0,70±0,10 0,58±0,08 0,45±0,17 28,7±2,0 >6
Са2+ + Mg"+ > 15 мг-экв/100 г 0,72±0,03 0,58±0,02 0,43±0,03 29,0±0,33 >5
Са2+ + Mg2+ — 15 0,61±0,02 0,46±0,02 0,64±0,03 27,2±0,22 <5
2. Влияние содержания обменного калия (мг/100 г) и гумуса (%) на компоненты калийной
буферности агросерой почвы (при а < 0,05)
Условие ARo^10"3 М/л -АК„, мг-экв/100 г РВСк
Калий обменный
Кобм. < 12 — 0,5 — 0,01 20
20 > Кобм. > 12 3,5 0,1 29
Калий обменный П гумус (Г)
20 > Кобм. > 12 П 3,5 > Г > 2,5 4,5 0,20 44
Калий легкоподвижный
ТГ <1 Клегк. — 1 — 0,7 — 0,01 14
2 > Клегк. > 1 1,3 0,04 31
3. Влияние содержания фосфора и гумуса
Условие Yo, мг/л Qo (-ДР), мг/100 г PBCp, мл/г
Подвижный фосфор П гумус (Г)
Рподв. < 15 П Г < 2,5 0,2 0,68 34
25 > Рподв. > 15 П 3,5 > Г > 2,5 0,4 1,70 43
Равновесный фосфор (Рравн., мг/л)
Рравн. < 0,11 П Г < 2,5 0,2 0,68 34
0,15 > Рравн. > 0,11 П 3,5 > Г > 2,5 0,3 1,35 45
Кислотность почвы (pHKCl)
PHkci <5 П Г < 2,5 0,2 0,60 30
4. Физико-химический блок модели плодородия _агросерой тяжелосуглинистой почвы_
Уровень устойчи-
вости почвы
Показатель низ сред- вы-
кий ний сокий
<2,7 2,7-3,5 >3,5
Общая за интервалы рН ЕБк, мМ-экв/100 г <9 9-11 >11
Ртах по Ленгмюру, мМ/кг:
цинк <91 91-143 >143
медь <104 104-130 >130
кадмий <93 >93
свинец <61 61-132 >132
БС™ по изотерме адсорбции в точки концентрации*:
цинк
5 <4 4-7 >7
10 <2 2-4 >4
медь
5 <5 5-6 >6
10 <2 2-3 >3
кадмий
5 <4 >4
10 <2 >2
свинец
5 <2 2-6 >6
ARo, М/л-10-3 <2 2-4 >4
РБСк** <24 24-45 >45
Рравн., мг/л <0,1 0,1-0,2 >0,2
Емкость десорбции (Qo), мг Р/100 г <0,7 0,7-1,4 >1,4
РВСр, мл/г <34 34-45 >45
*фактор интенсивности, мМ/л, фактор емкости, Мм/кг;
**фактор емкости, мг-экв/100 г
Калийная буферность. Установлено, что при содержании Кобм. и Клегк. в почве соответственно ниже 12 и 1 мг/100 г относительная активность калия крайне низкая (ЛЯ^) - 0,5-0,7-10"3-МУл. При возрастании количества
Кобм. в 2 раза значение ЛИо увеличивается в 7 раз, фактор емкости (-АКо) в 10 раз, РВСк в 2,2 раза (табл. 2). Улучшение обеспеченности почвы калием на фоне увеличения гумуса до 3,5% способствует улучшению РВСк.
Фосфатная буферность. В 36% случаев имело место одновременное повышение фактора интенсивности (Уо) в растворе и РВСр. Оптимальными условиями для этого были следующие: содержание гумуса 3,0%; рНкс1 - около 5,3 и концентрация Рравн. 0,15 мг/л. В 32% случаях происходило снижение как РВСр, так и Уо при условии содержания гумуса ниже 2,5%, равновесной концентрации ниже 0,11 мг/л и возрастания рНкс1 до 4,6. Если содержание Рравн. < 0,11 мг/л, а гумуса < 2,5%, то значение фактора емкости (Ро) составит 0,68 мг/100 г (табл. 3).
Физико-химический блок плодородия почвы составлен с низким, средним и высоким уровнями ее устойчивости (табл. 4).
Таким образом, предложенный физико-химический блок модели плодородия является ориентировочным для агросерой тяжелосуглинистой пахотной почвы, Разработанная модель устойчивости позволит регламентировать нагрузки, сохранить приемлемый с эколого-продукционной точки зрения режим функционирования почвы с запрограммированными характеристиками устойчивости.
Литература
1. Глобальные проявления изменений климата в агропромышленной сфере (Под ред. акад. РАСХН А.Л. Иванова) - М., 2004. - 332 с.
2. Ильина Л.В. Комплексное воспроизводство плодородия серых лесных почв и его эффективность. Рязань: Узо-речье, 1997. - 231 с.
3. Костин Я.В. Динамика изменения плодородия и продуктивности серых лесных почв при длительном применении разных форм минеральных удобрений / Дисс. д.с.-х.н. - Рязань, 2001. - 260 с.
4. Ушаков Р.Н., Виноградов Д.В., Гусев В.И., Зубец А.Н. Физико-химическая модель плодородия серой лесной почвы как информационной основы ее устойчивости к неблагоприятным воздействиям / Материалы международной научной конференции «Почвы Азербайджана: генезис, география, мелиорация, рациональное использование и экология». - Баку-Габала: НАН Азербайджана, 2012. - С. 1013-1018.
