Роль калия в поддержании плодородия почвы

Как обеспечить баланс калия в почве

На примере хозяйств Центрального черноземного региона
Рис. 1. Внесение азота, фосфора и калия в Липецкой области (по данным ГЦАС Липецкий)

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

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).

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

Таблица 1. Интерпретация результатов почвенных анализов

Обеспеченность растений
	Подвижный К*, мг К2О/кг почвы
	по Чирикову	по Кирсанову	по Масловой	по Мачигину
	Черноземы	Дерново-подзолистые почвы		Сероземы, карбонатные черноземы
Томаты, 1) Очень низкая	Томаты, 0 – 20	Томаты, 0 – 40	Томаты, 0 – 50	Томаты, <100
Томаты, 2) Низкая	Томаты, 21 – 40	Томаты, 41 – 80	Томаты, 51 – 100	Томаты, 101 – 200
Томаты, 3) Средняя	Томаты, 41 – 80	Томаты, 81 – 120	Томаты, 101 – 150	Томаты, 201 – 300
Томаты, 4) Повышенная	Томаты, 81 – 120	Томаты, 121 – 170	Томаты, 151 – 200	Томаты, 301 – 400
Томаты, 5) Высокая	Томаты, 121 – 180	Томаты, 171 – 250	Томаты, 201 – 300	Томаты, 401 – 600
Томаты, 6) Очень высокая	Томаты, >180	Томаты, >250	Томаты, >300	Томаты, >600

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).

Культуры	Урожай основной продукции (центнеров с 1 гектара)	Выносится с урожаем, кг с 1 гектара
		Томаты, N	Томаты, P2O5	Томаты, К2О
Томаты, Зерновые злаковые	Томаты, 30-35	Томаты, 90-110	Томаты, 30-40	Томаты, 60-90
Томаты, Зернобобовые	Томаты, 25-30	Томаты, 100-150	Томаты, 35-45	Томаты, 50-80
Томаты, Картофель	Томаты, 200-250	Томаты, 120-200	Томаты, 40-60	Томаты, 180-300
Томаты, Сахарная свекла	Томаты, 400-500	Томаты, 180-250	Томаты, 55-80	Томаты, 250-400
Томаты, Кукуруза (зеленая масса)	Томаты, 500-700	Томаты, 150-180	Томаты, 50-60	Томаты, 180-250
Томаты, Капуста	Томаты, 500-700	Томаты, 160-230	Томаты, 65-90	Томаты, 220-320
Томаты, Хлопчатник	Томаты, 30-40	Томаты, 160-220	Томаты, 50-70	Томаты, 180-240

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.).

Культура	Посевная площадь, тыс. га по областям			Доза калия для зоны ЦЧР, кг/га	Необходимо калия, тонн по областям
	Липецкая	Орловская	Тамбовская		Липецкая	Орловская	Тамбовская
КАЛИЕЛЮБИВЫЕ КУЛЬТУРЫ, хорошо отзывающиеся на внесение элемента
Томаты, Сахарная свёкла	Томаты, 107,6	Томаты, 53	Томаты, 98,5	Томаты, 90-120	Томаты, 9684-12912	Томаты, 4770-6360	Томаты, 8865-11820
Томаты, Подсолнечник	Томаты, 171,3	Томаты, 33,4	Томаты, 387,7	Томаты, 60	Томаты, 10278	Томаты, 2004	Томаты, 23262
Томаты, Картофель	Томаты, 49,1	Томаты, 30,9	Томаты, 40	Томаты, 60	Томаты, 2946	Томаты, 1854	Томаты, 2400
Томаты, Соя	Томаты, 35,2	Томаты, 57,4	Томаты, 44,1	Томаты, 30-40	Томаты, 1056-1408	Томаты, 1722-2296	Томаты, 1323-1764
ОЗИМЫЕ ЗЕРНОВЫЕ, в том числе:
Томаты, Пшеница	Томаты, 283,2	Томаты, 449	Томаты, 414	Томаты, 60	Томаты, 16992	Томаты, 26940	Томаты, 24840
Томаты, Рожь	Томаты, 2,7	Томаты, 2,7	Томаты, 3,9	Томаты, 30-60	Томаты, 81-162	Томаты, 81-162	Томаты, 117-234
ЯРОВЫЕ ЗЕРНОВЫЕ, в том числе:
Томаты, Пшеница	Томаты, 104,1	Томаты, 41,9	Томаты, 134,5	Томаты, 30	Томаты, 3123	Томаты, 1257	Томаты, 4035
Томаты, Ячмень	Томаты, 279,2	Томаты, 190,9	Томаты, 345,8	Томаты, 30	Томаты, 8376	Томаты, 5727	Томаты, 10374
Томаты, Кукуруза на зерно	Томаты, 99	Томаты, 68,5	Томаты, 120,1	Томаты, 60	Томаты, 5940	Томаты, 4110	Томаты, 7206
Томаты, Кормовые культуры	Томаты, 89,5	Томаты, 109	Томаты, 65,1	Томаты, 60	Томаты, 5370	Томаты, 6540	Томаты, 3906
Томаты, ИТОГО	Томаты,	Томаты,	Томаты,	Томаты, 30-120	Томаты, 63846-67507	Томаты, 55005-57250	Томаты, 86328-89841

Е.Н.Сироткин,
кандидат сельскохозяйственных наук;

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