а) внаслідок кращої вивітренності мінеральної частини грунту;
б) внаслідок біогенної акумуляції;
в) внаслідок висхідних потоків грунтової вологи.
Чи доступні рослинам органічні форми фосфатів?
а) ні;
б) так.
Які фосфати переважають в нейтральних та слаболужних грунтах?
а) органічні фосфати;
б) фосфати заліза;
в) фосфати алюмінію;
г) фосфати кальцію.
Як називається процес трансформації фосфатів у кислих грунтах?
а) ретоградація;
б) мобілізація;
в) біогенна імобілізація;
г) розчинення.
Який з технологічних прийомів не покращує доступність фосфатів на нейтральних грунтах?
а) вапнування;
б) оранка;
в) внесення фізіологічно-кислих мінеральних добрив;
г) внесення органічних добри
Практична робота № 5
Тема. Калій у ґрунті та шляхи регулювання калійного режиму
Мета: ознайомити студентів із запасами калію у грунті, живленням рослин та особливостями його засвоєння. Знати основні методи визначення калію у грунті.
Теоретичні відомості
Калій є одним із наважливіших елементів живлення рослин. За недостатньої кількості в грунті доступного калію не тільки знижується можливість одержання високого врожаю, але й погіршується його якісні показники. Внесення калійних добрив в оптимальних нормах впливає на продуктивність основних сільськогосподарських культур і знижує шкідливу дію на рослини екстремальних умов: підвищених і понижених температур, недостатньої вологості, ураження хворобами та шкідниками тощо.
Дослідження регіональних центрів «Облдержродючість» за останні роки вказують на значне зниження вмісту рухомих сполук калію в грунтах між 6 і 8 турами обстеження у зонах Полісся та Степу – 16 і 7 мг/кг грунту, а в державі в цілому на 8 мг/кг грунту. Середньрічні втрати цих сполук у країні становили 1,6 мг/кг грунту.
Порівняно з попереднім туром обстеження збільшилася частина грунтів з низьким та середнім його вмістом і відповідно, зменшилася – з високим вмістом К2О.
Найбільш вагомо зросли площі грунтів з низьким вмістом рухомих сполук калію (<40 мг/кг грунту) у зоні Полісся – на 4% і досягли 46%. У Волинській, Житомирській, Закарпатській та Рівненській областях площі таких грунтів досягли (50-73%) або зросли за 5 років на 6-13%.
Таблиця 1
Розподіл площ сільськогосподарських угідь за вмістом
рухомих сполук калію
| Зони | Розподіл площ за вмістом рухомих сполук калію, % | |||
| Низький <41 | Середній 41-80 | Підвищений 81-120 | Високий >120 | |
| Полісся +/- до попереднього туру | +4 | +1 | -2 | -3 |
| Лісостеп +/- до попереднього туру | -2 | +2 | ||
| Степ +/- до попереднього туру | +1 | +2 | -3 | |
| Україна +/- до попереднього туру | +2 | +1 | -3 |
Рис. 1 – Динаміка вмісту К2О в ґрунтах орних земель у 1966-2005 рр.
Дослідженнями різних науково-дослідних установ пояснюють зміну вмісту рухомих сполук калію залежно від грунтово-кліматичних умов, материнської породи та гранулометричного складу грунту.
Чорноземні грунти Лісостепу та Степу, які характеризуються підвищеним та високим вмістом рухомих сполук калію, особливо за середній урожаїв та певного набору культур, можуть достатньою мірою забезпечувати потреби рослин у даному елементі. Такі грунти швидже поповнюються доступним калієм за рахунок природних запасів поживних речовин грунту. Проте відсутність внесення калійних добрив в останні роки в зоні Степу призвела до трансформації площ з високим вмістом калію в площі із середнім та низьким його вмістом. На 7-14% зменшидися такі площі в Дніпропетровській, Одеській, Миколаївській і Луганскій областях.
З метою забезпечення бездефіцитного балансу калію і запобігання зниження його вмісту в грунтах необхідно вносити відповідну кількість калійних добрив та ширше впроваджувати елементи біологічного землеробства з урахуванням особливостей грунтово-кліматичних зон.
Калій є основним елементом живлення рослин. У рослинах він перебуває в іонній формі і не входить до складу органічних сполук клітин. Молоді органи рослин містять його значно більше, ніж старі.
У процесі росту й розвитку рослин відбувається його переміщення зі старих органів і тканин у молоді органи, що ростуть, де від використовується повторно. Тому у вегетативних органах вміст калію завжди більший, ніж у насінні,бульбах, коренеплодах. Із усіх зольних елементів рослини найбільше засвоюють калій. За середньої врожайності зернові виносять 50-90, а картопля – до 200-400 кг/га.
Калій у рослинах бере активну участь у білковому і вуглеводному обмінах, активує діяльність ферментів, регулює процеси відкривання і закривання продихів на листках, поглинання вологи кореневою системою, що сприяє раціональному та ефективному використанню води. Тому забезпеченість рослин калієм підвищує їх стійкість проти засухи і несприятливої дії високих і низьких температур.
Під впливом калію рослини стають більш морозостійкими, що пов’язано зі збільшенням у клітинах вмісту цукрі і зростанням осмотичного тиску; потовщуються стінки соломи, що підвищує стійкість рослин проти вилягання, поліпшує вихід і якість волокна льону; нагромаджується більше цукрі у буряку цукровому; крохмалю – в бульбах картоплі.
Нестача калію гальмує деякі біохімічні процеси у рослині, що негативно впливає на обмін речовин. Спочатку молоді рослини жовтіють, потім буріють і поступово відмирають. Відмирання старших листків починається з верхівки, поширюється вниз по їх краях, а потім між жилками. Характерною ознакою калійного голодування є «опіки» країв листків. Рослини в’януть, стебла стають ламкими, що спричиняє вилягання зернових культур, затримується розвиток репродуктивних органів, зерно формується щуплим і має погану схожість. Недостатнє живлення калієм збільшує витрати вуглеводів на дихання, знижує врожайність та якість продукції, погіршує здатність до зберігання овочів і фруктів.
Вміст калію в грунті залежить від гранулометричного складу ґрунту. Вміст калію в ґрунтах вищий, ніж вміст фосфору та азоту.
За доступністю для рослин розрізняють такі форми калію в ґрунті:
1. Калій, який входить до складу мінералів силікатів та алюмосилікатів. Цей калій майже не вбирається рослинами і на його частку припадає 98–99% валової кількості калію в ґрунті.
2. Калій, обмінно-адсорбований колоїдами ґрунту. Цю форму калію добре використовують рослини.
3. Водорозчинний калій, який міститься в ґрунтовому розчині у вигляді розчинних у воді солей різних мінеральних і органічних кислот (вугільної, азотної, фосфорної, соляної та ін.), водорозчинного калію значно менше, ніж адсорбційно зв’язаного – 2–3 мг на 1 кг ґрунту.
4. Калій, який входить до складу живої протоплазми, мікроорганізмів, що населяють ґрунт. Ця форма калію не доступна для рослин, він перетворюється в доступну для рослин форму лише після відмирання мікроорганізмів.
Для визначення рухомого калію в основних типах ґрунтів використовують різні методи:
1. Рухомий калій в дерново-підзолистих ґрунтах визначають методами Кірсанова, а також Маслової і Пейве, в некарбонатних чорноземах – методами Чірікова і Бровкіної, в сіроземах і карбонатних чорноземах – методами Протасова і Мачигіна в модифікації ЦІНАО, в красноземах – методом Онівні.
Таблиця 2
Групування ґрунтів за вмістом рухомих форм калію
| Номер групи | К2О | |||
| Маслової | Кірсанову | Чірікову | Мачигіну | |
| <50 | <40 | <20 | <100 | |
| 50–100 | 40–80 | 20–40 | 100–200 | |
| 100–150 | 80–120 | 40–80 | 200–300 | |
| 150–200 | 120–170 | 80–120 | 300–400 | |
| 200–300 | 170–250 | 120–180 | 400–600 | |
| >300 | >250 | >180 | >600 |
Залежно від групи (класу) ґрунту різні сільськогосподарські культури мають різну забезпеченість поживними елементами.
Середній рівень забезпеченості для зернових, зернобобових культур
і трав характеризують показники третьої групи, для більш вимогливих просапних культур (кормовий і цукровий буряк, картопля, кукурудза) – показники четвертої групи, а для культур з більш високим виносом поживних речовин (овочеві і деякі технічні, чай, цитрусові, виноград) – показники п’ятої групи.
Калій – важливий елемент для оптимального росту рослин, а отже, і для отримання високих врожаїв та підтримання високого рівня родючості ґрунту. Аналогічно фосфору, розрахунки вмісту калію роблять у вигляді оксиду К2О.
Вміст і форми калію в ґрунті визначаються гранулометричним складом, природою глинистих мінералів і ступенем їх вивітреності.
В ґрунтах важкого гранулометричного складу валовий вміст калію може досягати 2 % і більше.
Значно менше його в ґрунтах легкого гранулометричного складу. Основна частина калію в ґрунті входить до складу кристалічної решітки первинних і вторинних мінералів, тобто знаходиться в малодоступній для
Таблиця 3
Валові запаси калію в орному шарі різних ґрунтів
| Ґрунт | К2O | |
| % | т/га | |
| Дерново-підзолистий піщаний | 0,5 – 0,7 | 15-21 |
| Дерново-підзолистий суглинковий | 1,5 – 2,5 | 45 – 75 |
| Чорнозем | 2,0 – 2,5 | 60 – 75 |
рослин формі. Деякі з цих мінералів (біотит, мусковіт) віддають калій досить легко і є джерелом мобілізації доступного калію.
Ґрунтовий калій поділяють на необмінний, обмінний та калій ґрунтового розчину.
Частка обмінного калію складає не більше 5 % його загальних запасів, а в ґрунтовому розчині міститься не більше 1% від усього обмінного калію. Всі форми калію в ґрунті знаходяться у формі рівноваги і зміна кількості будь-якої форми впливає на інші. В умовах нейтральної реакції середовища і збагаченості ґрунту органічною речовиною калій більш інтенсивно закріплюється в необмінній формі. При різкому зниженні вмісту обмінного, частина необмінного калію переходить в обмінний стан. З іншого боку, калій добрив може необмінно закріплюватися в ґрунті, тобто проходить його фіксація. Проходження названих процесів зумовлюється вологозабезпеченістю ґрунту. Так, у вологі роки в ґрунті міститься більше доступного калію, ніж у посушливі, тому що в сухому ґрунті посилюється фіксація калію.
У регулюванні калійного режиму ґрунту першочергове значення мають зміни вмісту доступного для рослин калію і швидкість переведення його загальних запасів у доступну форму. Підвищення вмісту доступного для рослин калію здійснюється внесенням добрив з урахуванням особливостей їх впливу на ґрунт.
Таблиця 4
Нормативна оцінка агроекологічного стану по вмісту
обмінного калію в орному шарі грунту
| Типи екологічної ситуації | Вміст рухомого калію, мг./100 г грунту |
| За Чіріковим | |
| Кризова | 0 - 3,0 |
| Передкризова | 3,1 - 5,0 |
| Задовільна | 5,1 - 8,0 |
| Благополучна | > 8,0 |
Більшість ґрунтів важкого гранулометричного складу містять достатню кількість калію. Однак рослини не завжди можуть використати ці запаси через їх низьку доступність. Тому на таких ґрунтах також необхідно вносити калійні добрива.
Калій у ґрунті утримується ґрунтово-поглинальним комплексом аналогічно іншим катіонам, тобто відповідно своїй валентності та гідратації, і може еквівалентно обмінюватися на інші катіони.
Вапнування та гіпсування вивільняють відповідну кількість калію і завдяки цьому сприяють мобілізації важкодоступного ґрунтового калію. При нестачі в ґрунті калію його засвоюваність рослинами зменшується, тому що іони калію в ґрунтово-поглинальному комплексі не можуть заміщуватися менш рухомими катіонами Н+ і Al3+. Аналогічно іншим катіонам закріплення калію в ґрунті зростає в умовах низького ступеня насиченості ґрунту основами.
Підвищення біологічної активності та родючості ґрунту при використанні калійних добрив незначне, однак воно досить помітне, якщо калійні добрива вносять одночасно з органічними добривами і в ґрунті міститься достатня кількість фосфору та кальцію. Оскільки гній підлуговує реакцію ґрунтового розчину, то тим він сприяє підвищенню поглинання рослинами калію з ґрунту, а також азоту, фосфору, магнію. Оптимальний водний режим ґрунту та відсутність бур'янів – необхідні умови успішного застосування калійних добрив.
Література
1. Городній М.М.Агрохімічний аналіз: підручник / М. М. Городній, А. В. Бикін, А. Г. Сердюк [та ін.] За ред. Городнього М.М. – К.: Арістей, 2007. – 624 с.
2. Лісовал А. П. Методи агрохімічних досліджень. Практикум / А.П.Лісовал. – К.:НАУ, 2001. – 247 с.
3. Патика В. П. Методика агроекологічної оцінки мінеральних добрив / В. П. Патика, Н. А. Макаренко– К.: Інститут агроекології і біотехнології УААН,2004. – 21 с.
Питання для самоконтролю
1. Значенняводорозчинноїформикаліюуживленнірослин.
2. Сформулюйтесутьметодувизначенняводорозчинногокалію.
3.Проведеннякалібруванняполуменевогофотометра перед визначенням каліювгрунті.
Тест-контроль
1. Який з перерахованих чинників не впливає на вміст калію в грунтах?
а) вміст первинних та вторинних мінералів;
б) гідротермічний режим;
в) гранулометричний склад.
