Для расчета потребности в фосфорных удобрениях

 

Для определения степени подвижности фосфатов в почве («фактора интенсивности») широко применяется метод Карпинского – Замятиной и метод Скофилда. По методу Карпинского и Замятиной концентрация ортофосфата определяется в вытяжке 0,015 М K₂SO, а по методу Скофилда – в вытяжке 0,01 М СаС1₂ при соотношении почвы и растворителей 1:5. Интенсивность фосфатов может быть выражена концентрацией фосфора в водных или солевых вытяжках (Р₂О₅, мг/л), концентрацией отдельных фосфат-ионов (H₂PO₄^-, HPO₄^2-) и активностью отдельных фосфат-ионов ( моль/л).

Р. К. Скофилд, а затем И. С. Вудруфф впервые предложили использовать фосфатный потенциал в качестве показателя доступности фосфора растениям. Они высказали гипотезу, что состояние почвенного фосфора определяется соответствующими химическими потенциалами и их уменьшением при поглощении растениями, в результате ретроградации, при потерях и т.д. Фосфатный потенциал (ФП) – суммарная активность ионов кальция и отдельных фосфат-ионов в логарифмической форме:

 

ФП = 0,5 рСа + (рН₂РО₄ + 0,5рНРО₄),

 

где р – знак отрицательного логарифма.

Чем меньше фосфатный потенциал, тем легче переходит фосфор в почвенный раствор, тем более благоприятны условия фосфорного питания растений.

Выбор того или иного показателя для характеристики «фактора интенсивности» зависит от целей и задач исследования. Как показали опыты, наиболее достоверную корреляцию со степенью обеспеченности почв фосфором, доступным растениям, показывает общая концентрация его в слабосолевых и водных вытяжках. К тому же определение фосфатного потенциала более трудоемко.

Для определения степени подвижности фосфатов в последнее время более широко используется вытяжка 0,01 М СаС1₂ (метод Скофилда), которые можно использовать в качестве дополнительного теста оценки фосфатного режима почв Беларуси.

В Беларуси для определения запаса подвижных фосфатов («фактора емкости») используют метод Кирсанова, в соответствии с которым фосфор из почвы извлекается 0,2 М НС1 при отношении почвы и раствора для минеральных почв 1:5, торфяных – 1:50 при температуре 18±3 °С, так как на количество извлекаемого фосфора влияет температура. Информацией о содержании подвижного фосфора в почве располагают все хозяйства республики и исходя из этого рассчитывают дозы фосфорных удобрений. Группировка почв по обеспеченности подвижным фосфором, определенным методом Кирсанова, приведена в табл. 6.2.

Некоторые почвы содержат много кислотнорастворимого фосфора, который искажает показатель обеспеченности почв фосфатами, если применять метод Кирсанова. В этом случае лучше использовать методы со слабосолевыми вытяжками.

 

6.2. Группировка почв Беларуси по содержанию подвижного фосфора (по Кирсанову)

 

Группы по содержанию фосфора	Содержание Р2О5, мг/кг почвы (по методу Кирсанова)	Запасы Р2О5 в 25-санти-метровом слое, кг/га	Концентрация Р2О5 в вытяжке 0,01 М СаСl2, мг/л
Минеральные	Торфяные
Очень низкое	Менее 60	Менее 200	Менее 200
Низкое	61–100	201–300	201–300	Менее 0,10
Среднее	101–150	301–500	301–500	0,10–0,20
Повышенное	151–250	501–800	501–800	0,21–0,60
Высокое	251–400	801–1200	801–1300	0,61–2,00
Очень высокое	Более 400	Более 1200	Более 1300	Более 2,00

 

Исследования кафедры агрохимии БСХА показали, что метод Кирсанова непригоден и для слабо-, средне- и сильноэродированных легкосуглинистых почв, развивающихся на мощных лессах, так как дает результаты большие, чем истинное содержание доступного для растений фосфора. Это связано с тем, что верхний перегнойный горизонт смывается и пахотный горизонт формируется с включением подзолистого и иллювиального.

Метод Кирсанова является стандартным для определения подвижного фосфора только в пахотном горизонте дерново-подзолистых почв и его нельзя использовать для характеристики нижних горизонтов. Исследованиями Д. М. Хейфец было показано, что фосфаты подпахотных горизонтов менее доступны растениям, чем пахотного. Для подпахотных горизонтов неэродированных агродерново-подзолистых почв и эродированных суглинистых, развивающихся на лёссах, по всему профилю для оценки содержания усвояемых фосфатов лучше использовать не кислотные, а слабосолевые вытяжки (методы Скофилда или Карпинского – Замятиной).

По данным 12 тура (2007 – 2010 гг.) агрохимического обследования почв Беларуси, содержание подвижного фосфора на пашне в среднем по республике составило 184 мг/кг почвы. Однако 23 % пахотных почв имеют низкую (менее 100 мг/кг) обеспеченность подвижными формами фосфора.

В настоящее время оптимальный уровень подвижных форм фосфора в республике имеет 8,8 % суглинистых, 32,0 – супесчаных, 29,1 – песчаных и 5,1 % торфяных почв. Однако даже на пахотных угодьях еще велика доля почв, слабообеспеченных фосфором (менее 100 мг/кг). Это 21,4 % суглинистых и глинистых, 21,4 – супесчаных, 20,5 – песчаных и 61,5 % торфяных почв. На луговых угодьях почв, бедных фосфатами, 55,6 %. В то же время на пахотных землях появились почвы с содержанием подвижного фосфора более 400 мг/кг (3,5 %), на которых внесение фосфорных удобрений неэффективно. Внесение фосфора свыше оптимальных значений приводит только к непроизводительным затратам. Таким образом, для повышения плодородия почв и рационального использования фосфорных удобрений нужна оптимизация фосфорного питания растений, внесение указанных удобрений с учетом содержания фосфора в почвах (табл. 6.3).

6.3. Оптимальные уровни содержания подвижных форм фосфора (Р₂О₅) в почвах Беларуси для разных севооборотов, мг/кг почвы

 

Почвы	Севообороты
с преобладанием зерновых многолетних и однолетних трав, льна	с корнеплодами, овощами, кукурузой, прифермские севообороты
Дерново-подзолистые:
суглинистые и глинистые	200–300	300–350
супесчаные	150–200	250–300
песчаные	100–150	150–200
Торфяные (многолетние травы)	500–800	–
Минеральные почвы луговых земель	120–200	–

 

Для прогноза эффективности фосфорных удобрений используются также методы определения емкости поглощения фосфатов почвами, фосфатной буферной способности и др.

Извлекая фосфор из почвенного раствора, растения тем самым уменьшают его концентрацию. Однако почвы могут поддерживать концентрацию фосфора в растворе на относительно стабильном уровне. Это зависит от запаса растворимых фосфатов на поверхности почвы и скорости растворения фосфорсодержащих минералов почвы. Способность почвы поддерживать концентрацию фосфатов на постоянном уровне С. М. Драчев назвал фосфатной буферной способностью.

Впоследствии П. Бекетт и Р. Уайт ввели понятие потенциальной буферной способности в отношении фосфатов (ПБС^Р) как способности почвы противостоять изменению фосфатного потенциала. ПБС^Р = G/J, где G – общий запас подвижных фосфатов почвы («фактор емкости»); J – равновесная активность Н₂РО₄^-, или равновесный фосфатный потенциал почв («фактор интенсивности»). Отношение G/J показывает, какое количество подвижных фосфатов должно или перейти из общего запаса в почвенный раствор, или быть внесено в почву для изменения активности Н₂РО₄^- на единицу. Этот показатель учитывает не только общее содержание подвижных фосфатов, но и степень их подвижности и поэтому более полно характеризует фосфатный режим почв, чем фосфатный потенциал. Правда, этот метод из-за трудоемкости широкого распространения не получил.

Разделить формы почвенных фосфатов и установить их роль в питании растений очень сложно из-за большого разнообразия минеральных соединений фосфора. Ни один из существующих методов определения состава минеральных фосфатов не позволяет строго выделить отдельные соединения фосфора.

Все фосфаты отличаются растворимостью и отношением к гидролитическому распаду, большинство из них труднорастворимые соединения. Выделение различных форм фосфатов основано на их разной растворимости. Наибольшее распространение получили методы Чирикова, Чанга – Джексона, Гинзбург – Лебедевой. Более совершенен из них последний, но он используется только для минеральных почв.

По методу Гинзбург – Лебедевой навеску почвы последовательно обрабатывают различными растворителями, постепенно выделяя фракции с различной степенью растворимости. Фракции распределяются в следующей последовательности: фракция Ca-P_I – легкорастворимые фосфаты кальция, магния и закисного железа; фракция Са-Р_II – разноосновные фосфаты кальция и магния, преимущественно вторичнообразованные типа октакальцийфосфатов и др.; фракция А1-Р (типа варисцита, вавеллита и др.); фракция Fe-P (типа стренгита, дифренита и др.); фракция Са-Р_III – высокоосновные труднорастворимые фосфаты кальция типа фосфорита и апатита (природные и вторичнообразованные).

Исследования кафедры агрохимии БГСХА показали, что в слабо- и среднеокультуренных дерново-подзолистых суглинистых, супесчаных и песчаных почвах фосфатов полуторных оксидов содержится в несколько раз больше, чем фосфатов кальция (табл. 6.4). Причем в дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных почах фосфатов железа больше, чем фосфатов алюминия, а в песчаных почвах, наоборот, больше фосфатов алюминия. По мере окультуривания почвы в ней существенно возрастает количество доступных растениям фосфатов кальция фракций Са-Р_I и Са-Р_II.

 

6.4. Влияние фосфорных удобрений на формы соединений фосфора в дерново-подзолистых почвах, мг/кг почвы

 

Внесено на 1 га севооборота	Рвал	Рорг	Р2О5 в 0,2 М HCl	Рмин по Гинзбург – Лебедевой
Са-РI	Са-РII	Al-P	Fe-P	Ca-PIII	Всего
Легкосуглинистые почвы Ивановский стационарный опыт, Горецкий район Могилевской области (картофель)
1. Без удобрения
2. N50Р50К47
3. Навоз 6 т/га + N25Р37К47 (эквивалентно варианту 2)
Супесчаные почвы Щучинский стационарный опыт, Гродненская область (озимая рожь)
1. Без удобрения
2. N35Р58К58 + навоз 10 т
3. N68Р73К91 (эквивалентно варианту 2)
4. N38Р58К58 + навоз 20 т
Песчаные почвы Стационарный опыт колхоза «Припять» Пинского района Брестской области (ячмень)
1. Без удобрения
2. N60Р90К60