Трансформация калийного фонда

По результатам исследований [15, 19, 25, 31, 60, 61, 83, 94, 122, 134, 152] калий в торфяно-болотных почвах находится в основном в ионной форме, легко вымывается водой. Содержание калия в этих почвах естественного состояния низкое. В агроторфяных почвах разных стадий эволюции валовое содержание калия может колебаться в пределах 0,05-0,20 % на сухую массу. Калийный фонд торфяных почв представлен валовыми, которые делятся на необменные и обменные формы. В состав последних входят обменные (растворимые в 1,0 М CH₃COONH₄), подвижные (растворимые в 0,2 М HCI), доступные (менее связанные, растворимые в 0,2 М СН₃СООН) и водорастворимые формы. Поэтому в агрономических целях важно установить в агроторфяных почвах разных стадий эволюции не только содержание валовой формы калия, по и состав его соединений по степени доступности растениям.

Закономерности трансформации фракционного состава калия торфяных почв разных стадий эволюции

Приведенные в табл. 3.24-3.28 и в опубликованных материалах [92, 115] результаты исследований показывают, что в слое 0-20 см торфяно-болотной неосушенной почвы содержится в среднем 730 мг/кг валового калия, из них 80 % приходится на необменные и 20 % на обменные формы. В этих почвах содержание подвижных, обменных и доступных форм калия низкое - 108, 148 и 85 мг/кг соответственно. В относительном выражении это составляет 15, 20 и 12 % от валового. Еще меньше содержание в почве фракции водорастворимого калия - 58 мг/кг.

Таблица 3.24. Содержание форм калия в торфяных почвах разных стадий эволюции, мг/кг

Окончание табл. 3.24

При осушении и сельскохозяйственном использовании агроторфяной почвы, применении удобрений содержание всех форм калия, особенно подвижных и обменных, в ней возрастает. Например, в слое почвы 0-20 см содержание валовых форм возрастает до 1365-1713 (или в 2,3 раза), подвижных - до 892-969, доступных - 499-684 и водорастворимых - 352-381 мг/кг почвы, или в 5-9 раз. В результате «сработки» торфяного слоя и припашки подстилающей минеральной породы содержание валовых и, особенно, подвижных и обменных соединений калия в большей или меньшей мере снижается. Содержание подвижных форм калия снижается с 892-969 мг/кг (агроторфяные) до 554 мг/кг — торфяно-минеральные, 339-481 - минеральные остаточно-торфяные и 148 мг/кг -минеральные постторфяные. Наиболее низкое содержание всех форм калия установлено в минеральной постторфяиой почве: валовой - 561 мг/кг, обменной и подвижной - 148 и 149, доступной - 160 и водорастворимой - 42 мг/кг.

Необменная форма калия в торфяных почвах представлена органическими и минеральными соединениями. На долю органических соединений приходится до 84 % в торфяно-болотной и 85-95 % от суммы - в агроторфяной почвах. Содержание фиксированного минерального калия в агроторфяной почве низкое - колеблется в пределах 40-66 мг/кг. В органо-минеральных торфяных почвах по мере сработки торфа долевое участие минеральных соединений калия возрастает, достигая в постторфяных 42 % от суммы фиксированного. Такие же изменения в содержании форм калия характерны и для слоя 21-40 см исследуемых почв.

Проведение корреляционно-регрессионного анализа результатов исследований показало (табл. 3.25), что между содержанием в почве ОВ и форм калия в целом существует слабая связь. Только с валовой формой калия установлена средняя связь (7?² = 0,52). Практически отсутствует связь с водорастворимой формой калия (У?² = 0,17). Это косвенно указывает на то, что водорастворимая форма калия слабо удерживается почвами торфяного комплекса и может мигрировать в нижележащие горизонты и грунтовые воды. По данным лизиметрических исследований Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, годовые потери калия на агроторфяиых почвах могут достигать более 50 кг/га. Более тесная связь установлена между валовым калием и его формами: R² = 0,37-0,78 (слой 0-20 см) и R² = 0,66-88 (слой 21-40 см) (табл. 3.26).

Таблица 3.25. Зависимость содержания форм калия от содержания ОВ в агроторфяиых почвах

Таблица 3.26. Теснота связи форм калия с валовым его содержанием в агроторфяиых почвах

Наши исследования показали (см. табл. 3.24), что содержание фракций «подвижного» и «обменного» калия находится практически на одном уровне (среднее из 64 определений: 382 мг/кг почвы - подвижные и 399 мг/кг почвы - обменный, при среднем 391 мг/кг почвы, отклонение от среднего не превышает ± 2,5 %). Это указывает на то, что вместо обменного калия по Масловой для антропогенно-преобразованных торфяных почв можно использовать данные содержания подвижного калия, определяемых по Кирсанову.

Под влиянием антропогенных факторов изменяется структура соединений калия в торфяных почвах разных стадий эволюции (табл. 3.27). Трансформируется она, прежде всего, под влиянием взаимодействия двух факторов — уровня содержания ОВ в почве и применения удобрений. В агроторфяных и органо-минеральных почвах с содержанием ОВ 40 % и более в валовой форме калия преобладают обменные, которые составляют 51-86 %.

Таблица 3.27. Структура соединений калия торфяных почв различных стадии эволюции

Окончание табл. 3.27

При увеличении сработки торфа агроторфяных почв долевое участие фракции необменных соединений калия как в слое 0-20, так и в 21-40 см возрастает. Так, в почвах с содержанием ОВ в пахотном слое 15 % и менее содержание необменных соединений калия увеличивается от 52 до 73-74 %, а обменных снижается до 26-27 %.

В структуре валовых форм калия торфяных почв разной стадий эволюции прослеживается закономерность: с уменьшением содержания ОВ в антропогенно-преобразованных торфяных почвах долевое участие подвижных, доступных растениям и водорастворимых соединений также снижается. Например, в почвах с содержанием в пахотном слое ОВ 10 % и менее доля этих соединений в валовой форме калия составляет 25-26,22-26 и 7-11 % соответственно.

Приведенные в табл. 3.28 данные запаса форм калия в торфяных почвах разных стадий эволюции показывают, что в торфяно-болотной неосушенной почве запасы валовой формы калия в слое 0-40 см составляют лишь 560 кг/га, Из них на необменные приходится 460 кг/га и 100 на обменные, что составляет 18 % от общего. Из необменной, фиксированной формы, почти 87 % приходится на органические соединения. Доступные растениям и водорастворимые формы калия составляют 11 и 5 % от валового соответственно.

При сельскохозяйственном использовании и применении удобрений запасы всех форм калия в агроторфяных почвах разных стадий эволюции существенно повышаются: валового - до 1,41-2,75; обменной и подвижной форм -0,51-2,01; доступные - 0,47-1,52 и водорастворимые - 0,14-0,86 т/га. При этом больше накапливается как обменной (подвижной), так и доступной и водорастворимой формы калия в почвах с содержанием ОВ в пахотном слое 0-20 - 67 % и меньше в почвах с содержанием ОВ 10 % и менее. В этих почвах запас в слое 0-40 см обменных (подвижных) и доступных форм калия составляет 470-520, а водорастворимых - 140-240 кг/га. Около 50 % доступного растениям калия находится в водорастворимой форме.

Достаточно большие запасы в слое 0-40 см почвы калия в водорастворимой форме имеет свои негативные стороны. С одной стороны, это приводит к потерям калия как элемента плодородия почвы и ухудшения экологического состояния грунтовых вод. С другой - калий как один из основных элементов

Таблица 3.28. Запасы в торфяных почвах разных стадий эволюции соединений калия (слой 0-40 см), т/га

’Слой 0-20 см.

минерального питания легко накапливается в растениях выше экологически безопасного уровня, что приводит к ухудшению качества корма и другой растениеводческой продукции.

Это обстоятельство также сильно снижает возможности определения оптимальных доз калийных удобрений и управления сбалансированностью минерального питания растений, возделываемых на антропогенно-преобразованных торфяных почвах.