Прогнозирование калийного потенциала почвы
Калий находится в почве главным образом в виде первичных и вторичных минералов, таких, как полевой шпат, слюда, иллит, вермикулит и др. На черноземных почвах преобладающими являются монтмориллонит, каолинит и гидрослюда. В почвах Юга России содержание калия колеблется в пределах 2,2-2,5%. Питание растений осуществляется в основном за счет его обменной формы. Содержание обменного калия в почве определяется ее минералогическим и гранулометрическим составом и достигает 200-600 и более мг/кг почвы.
Мицеллярно-карбонатные черноземы Юга России отличаются довольно большими запасами валового калия. В горизонте А они достигают 2,5-3,0%, в нижних (В, С) - 1,0-1,2%. Характерно высокое содержание обменного калия (400-500 мг/кг почвы) в пахотном слое с плавным уменьшением по глубине разреза. Проведенные нами исследования подтверждают это положение для неорошаемых и орошаемых севооборотов. В 5-польных севооборотах, независимо от способа использования в них пашни, произошло заметное увеличение содержания обменного калия от исходного по профилю разреза. В 8-польном севообороте без применения этого элемента в составе удобрений отмечается тенденция к снижению содержания обменного калия по всему профилю.
Минеральная система удобрения, предусматривающая небольшие дозы калия (К ), обеспечивает поддержание обменного калия в слое 0-60 см на исходном уровне, но заметно обогащает 100-150 см толщу почвы. Органоминеральная система удобрения способствует обогащению почвы обменным калием, особенно при дробном внесении в несколько полей севооборота.
В связи с изложенным, в ряде хозяйств, как в севооборотах, так и на отдельных участках, отмечается существенное уменьшение содержания калия.
Важным свойством почвы в отношении калия является фиксация калия удобрений глинистыми минералами. Масштабы этого явления зависят от наличия в твердой фазе почвы минералов с определенными межполосными расстояниями, позволяющими им высокоселективно поглощать калий в зависимости от реакции среды, а также от чередования циклов увлажнения и иссушения
(увеличивает фиксацию). Если фиксация отсутствует, то необходимо учитывать возможный негативный концентрационный эффект от внесения калийных удобрений. Фиксированный калий может сдвигать равновесие между формами, а при сильном истощении почвенного раствора становится доступным для растений.
Относительно влияния калийных удобрений на другие формы калия в почве имеются различные данные. Западноевропейские исследователи доказывают, что увеличение обменных форм наблюдается после заполнения всех специфических позиций. Российские ученые отмечают одновременное пополнение необменных и обменных форм калия в почве.
На калийное состояние почвы специфическое влияние оказывают органические удобрения. После их внесения потребность в калийных удобрениях резко снижается, т. к. этот вид удобрений содержит достаточное количество легкодоступного калия, что подтверждается экспериментальными материалами.
Отмечается, что органические удобрения, оказывая благоприятное воздействие на буферную способность почв, сглаживают возможное отрицательное действие минеральных удобрений.
При возделывании культур в зоне рискованного земледелия эффект от калия в один год из трех лет может быть достаточным для окупаемости его ежегодного внесения.
Эффективность калийных удобрений зависит не только от содержания калия в почве, но и от сопутствующих условий - интенсивности севооборота и набора культур, содержания фосфора в почве и фона удобрений, реакции среды и мелиоративных мероприятий.
Вынос калия сельскохозяйственными культурами не компенсируется, так как не вносятся калийные удобрения. Это привело к нарушению его баланса в почве. В частности, в среднем за 5 лет вынос калия с урожаями возделываемых культур в Апанасенков- ском, Арзгирском, Левокумском, Нефтекумском и Курском районах Ставропольского края компенсировался в среднем на 46-57%.
Потребление калия на формирование урожаев за это же время было в пределах 170 тыс. т, а внесение с удобрениями - 105 тыс. т. В расчете на гектар среднегодовое внесение калия не превысило 30 кг/га при выносе 49 кг/га. Дефицит составил 38%, или 19 кг/га. Таким образом, под влиянием практикуемых норм внесения калийных удобрений сложился отрицательный баланс калия в системе почва - растение - удобрение.
В значительной мере это обусловлено недооценкой значения применения калийных удобрений, в прямой зависимости от которых находится накопление в почве доступных для растений форм калия. В стационарном опыте НПО «Нива Ставрополья» было показано, что при систематическом одностороннем внесении фосфорных удобрений содержание обменного калия в почве за 6 лет снизилось на 10%. Отрицательное действие азотных удобрений на этот показатель проявилось еще сильнее, а там, где ежегодно вносили калийные удобрения, содержание его обменных форм в пахотном слое возросло на 10-20%.
По мере интенсификации технологий возделывания культур и роста урожайности потребность в калийных удобрениях возрастает.
В среднем при урожае озимой пшеницы в 50 ц/га из почвы выносится до 130 кг/га калия. Почвенные запасы не всегда могут обеспечить такой уровень калийного питания, особенно в засушливых условиях региона. Поэтому вносимое количество калийных удобрений должно обеспечить требуемую компенсацию выноса и сбалансированность с другими макро- и микроэлементами. Это обусловлено и тем, что при значительном накоплении фосфатов в почве возникает опасность нарушения физиологически необходимого растениям соотношения питательных веществ. В таких условиях озимая пшеница, например, начинает испытывать потребность в калийных удобрениях. То есть, недостаточность калийного питания будет обусловлена несбалансированностью вносимых с удобрениями питательных веществ. Кроме того, содержание обменного калия в почве не характеризует в нужной степени доступность его растениям, которая в присутствии конкурирующих ионов кальция и магния значительно понижена.
Эффективность калийных удобрений зависит от обеспеченности почв обменным калием и другими элементами питания. Опыты НПО «Нива Ставрополья» показали, что применение одних калийных удобрений, как правило, не дает ожидаемого эффекта. Оно оправдано только на фоне фосфорных и азотно-фосфорных удобрений, а также на почвах с низким содержанием обменного калия. Так, при низкой обеспеченности почв обменным калием внесение калийных удобрений в дозе 60 кг/га повышает урожайность зерна озимой пшеницы на 6 ц/га, при средней обеспеченности - на
1-2 ц/га. Установлено, что на фоне фосфора калийные удобрения дают дополнительно 20 ц/га зеленой массы кукурузы и до 50 ц/га сорго, 1,5-2 ц/га семян подсолнечника.
Возделываемые культуры существенно различаются по потребности в калийном питании и способности усваивать его различные формы. Так, озимая пшеница потребляет на 1 т урожая 24 кг калия, а подсолнечник - в 5-8 раз больше. При этом внесение калийных удобрений в составе NPK под озимую пшеницу повышает урожайность, а подсолнечник на внесение калийных удобрений не отзывается, так как способен за счет мощной корневой системы использовать менее доступные формы калия, а также калий глубоких слоев почвы. Как правило, эффективность калийных удобрений возрастает на фоне высоких доз азота и фосфора. Несмотря на сравнительно невысокую эффективность калийных удобрений, их внесение рекомендуется на всех типах черноземов для сохранения высокого калийного потенциала почвы.
Большой интерес для характеристики калийного режима почв представляют данные по динамике его содержания в почве в период вегетации растений и определение зависимости этого показателя от различных факторов, влияние которых в той или иной степени может сказаться на обеспеченности растений этим элементом.
Такие исследования были проведены Агрохимцентром «Ставропольский» в 1993-1995 годах по различным предшественникам под озимой пшеницей. Показано, что динамика содержания обменного калия имеет свои особенности. Как и в случае с другими питательными элементами, запасы обменного калия в пахотном слое и в метровой толще почвы снижались в период от кущения (ранневесеннего отбора проб) до полной спелости пшеницы.
На основе анализа и обобщения большого фактического и аналитического материала нами разработана и прошла широкую апробацию в производстве методика для расчета норм удобрении под планируемый урожай основных сельскохозяйственных культур, где используются коэффициенты использования питательных веществ от выноса при определенных уровнях содержания фосфора и калия в почве.
