Роль калия в поддержании плодородия почвы. Как обеспечить его баланс

На примере земельных угодий хозяйств Центрального черноземного региона

Обеспечение растений необходимыми элементами питания является неотъемлемой частью агротехники выращивания всех сельскохозяйственных культур. Азот, фосфор и калий поглощаются растениями более интенсивно по сравнению с другими элементами. Именно поэтому они носят название макроэлементы. Все они чрезвычайно важны для растений, что доказывается важнейшим законом агрохимии – законом минимума или Законом Либиха. Он гласит, что определяющим урожай и его качество является элемент, находящийся в минимуме, независимо от того, в каком количестве он требуется растению. Таким образом, если растения недополучают какой-либо элемент питания, то урожай и его качество будут снижаться именно за счет его недостатка, даже если других элементов питания в почве будет предостаточно. Если посмотреть статистику внесения макроэлементов, например в Липецкой области, то можно сделать вывод что оптимизации калийного питания уделяется гораздо меньше внимания по сравнению с другими элементами (см.рис. 1).

Рис. 1. Внесение азота, фосфора и калия в Липецкой области (по данным ГЦАС Липецкий)

Зачастую такое отношение возникает из-за убеждения аграриев в том, что в почвах ЦЧР калия содержится достаточное количество, и

вносить его дополнительно нет необходимости. И действительно, картограмма подвижного калия в почвах, свидетельствует о том, что его содержание в пашнях Курской, Липецкой и Тамбовской областей повышенное, и составляет от 81 до 120 мг/кг почвы (Чекмарев, 2014). А большая часть территории Белгородской и Воронежской областей обеспечена высоким содержанием обменного калия от 121 до 180 мг/кг почвы (см.рис. 2).

Рис. 2. Картограмма содержания подвижного калия в почвах пашни в ЦЧР по Чирикову

Для определения обменного калия используют методы Кирсанова, Чирикова, Мачигина, Масловой, Бровкиной и Протасова (см.табл. 1).

Таблица 1. Интерпретация результатов почвенных анализов

Однако известно, что в почвах калий содержится в доступных и недоступных формах. Подвижный калий является доступной формой и представлен в почвах суммой обменного и водорастворимого калия. Водорастворимый калий – это соли, содержащиеся в почвенном растворе (нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты). Для растений такой калий доступен, но его содержание очень мало 1-7 мг К₂О на кг почвы, или 3-21 кг на гектар.

Обменный или поглощенный калий представлен катионами в ППК. Это основной источник питания. Его от 0,5 до 3% от общего калия почвы. Однако растения используют лишь 5,7-37,5% его запаса в зависимости от типа почвы, гранулометрического состава, биологических особенностей культур и других условий (Вильдфлуш, 2001). Таким образом, в лучшем случае из почв хозяйств Центрального черноземного региона растения могут поглощать лишь 30,4-67,5 мг/кг почвы калия.

Кроме того, ежегодно происходит значительный вынос калия и других элементов с урожаем (см.табл. 2).

Таблица 2. Примерный вынос основных элементов питания с урожаем сельскохозяйственных культур (Смирнов, 1984).

Приведенная таблица показывает, как происходит ежегодное истощение почвы элементами питания при выращивании основных сельскохозяйственных культур при их средней урожайности. При повышении урожайности потери азота, фосфора, калия пропорционально возрастают. Таким образом, поддерживать исходное плодородие почвы можно путем внесения минеральных удобрений в дозах: N 90-250, P 30-90 и K 50-400 кг/га в зависимости от выращиваемых культур.

Однако среди сельхозпроизводителей часто бытует мнение, что плодородие почвы полностью восстанавливается за счет естественных процессов мобилизации питательных веществ, перехода недоступных форм элементов питания в доступные, минерализации гумуса и т.д.

И действительно, переход труднорастворимых соединений в усвояемую форму постоянно происходят в почве под влиянием биологических, физико-химических и химических процессов.

В первую очередь, за счет минерализации гумуса почвы в усвояемую для растений минеральную форму переходят азот, фосфор и сера. Ежегодно в пахотном слое дерново-подзолистых почв минерализуется 0,6-0,7 тонн гумуса, а в черноземах – 1 тонна на 1 гектар с образованием 30-35 кг/га и 50 кг/га доступного растениям минерального азота, соответственно. При среднем содержании азота в гумусе около 5% на каждую единицу доступного растениям азота должно минерализоваться двадцатикратное количество гумуса. Гуминовые, фульвокислоты и углекислота, содержащиеся в гумусе, оказывают растворяющее действие на труднорастворимые минеральные соединения фосфора, кальция, калия, магния. В результате эти элементы тоже переходят в доступную для растений форму, но в гораздо меньшем количестве.

Наиболее интенсивно гумус разлагается в чистых парах, где в почве может накапливаться до 100-120 кг азота на 1 гектар. Интенсивная минерализация и дефицит элементов питания пашни с годами вызывает истощение гумуса. За последние сто лет черноземы Воронежской и Тамбовской областей потеряли до 30% гумуса. Аналогичная картина наблюдается на черноземах Волгоградской области и других регионов. Значительны его потери и на других типах почв. Таким образом, отсутствие агротехнических приемов внесения минеральных удобрений ведет к истощению естественного плодородия почв и к снижению урожайности выращиваемых культур за счет дефицита питания.

Кроме всего прочего, ежегодно в почве происходят и обратные процессы связывания и иммобилизации элементов питания почвы в их недоступные для растений формы. Исследованиями БелНИИПА установлено, что из 1 гектара дерново-подзолистых почв разного гранулометрического соста­ва может вымываться от 8 до 15 кг калия, на торфяных – до 10 кг. От эрозии, в зависимости от степени эродированности почв, теряется от 5 до 20 кг калия в расчете на 1 гектар.

Небольшое количество калия поступает в почву с атмосферными осадками (до 7 кг на гектар). Однако ни этот калий, ни поступающий с органическими удобрениями не может компенсировать вынос его с урожа­ем и потери из почвы. Поэтому для повышения плодородия почв, получения высоких урожаев культур, особенно требова­тельных к этому элементу питания, важную роль играют минеральные калийные удобрения.

Приведенные фактические данные о поступлении и отчуждении с урожаем доступных для питания растений соединений калия подтверждают необходимость увеличения доз вносимых калийных удобрений при выращивании основных сельскохозяйственных культур в Центральном черноземном регионе.

Потребность некоторых областей Центрального черноземного региона в калийных удобрениях представлена в таблице 3.

Таблица 3. Потребности калийных удобрений в Тамбовской, Липецкой и Орловской областях (по материалам Единой межведомственной информационно-статистическая системы 2015 г.).

Е.Н.Сироткин,
кандидат сельскохозяйственных наук;

Е.Ю. Эктова,
преподаватель ОГБПОУ «Ряжский технологический техникум»