Приемы эффективного использования фосфорных

Наиболее требовательны к фосфору озимая пшеница, картофель, овощные, кормовые и технические культуры. Ячмень, лен, однолетние травосмеси и многолетние травы примерно одинаково отзываются как на непосредственное внесение удобрений, так и на удобрение предшествующей культуры. Применение фосфорных удобрений с учетом этих особенностей культур позволяет более рационально разместить фосфорные удобрения в севообороте.

Дозы фосфорных удобрений определяют с учетом уровня планируемой урожайности, биологических особенностей сельскохозяйственных культур, типа, гранулометрического состава и агрохимических свойств почвы, предшественников, соответствующих удобрений. При допосевном внесении дозы фосфора колеблются от 30 до 90 кг/га д.в.; более высокие применяют под плодовые, овощные и технические культуры, средние — под картофель, кукурузу и кормовые культуры.

В условиях дефицита фосфорных удобрений внесение основных доз (30 - 40 кг/га д.в.) следует проводить только на пахотных землях с низким и средним содержанием Р₂О₅ (менее 150 мг/кг почвы). На почвах с повышенным содержанием подвижного фосфора (150 - 250 мг/кг почвы) следует ограничиться рядковым внесением фосфора под наиболее требовательные к фосфорному питанию культуры ( озимую и яровую пшеницу, зернобобовые, рапс, лен, сахарную свеклу). На почвах с содержанием подвижного фосфора 250 мг/кг и более фосфорные удобрения можно временно (несколько лет) не применять. Такой подход позволит получить наиболее высокую окупаемость этих дорогих туков и не приведет к снижению достигнутого уровня содержания подвижного фосфора в почвах.

Хороший эффект дает внесение небольших доз фосфора во время сева. При посеве могут вноситься простой и двойной суперфосфат, а также производимые в настоящее время в республике Гомельским химическим заводом аммофос и аммонизированный суперфосфат. Простой гранулированный суперфосфат вносится под зерновые культуры в дозе 10 кг/га Р₂О₅, а более концентрированные удобрения — 15 - 20 кг/га. Урожайность зерновых культур при рядковом внесении фосфора повышается в среднем на 2,5 ц/га, а оплата 1 кг фосфора урожаем примерно втрое выше, чем при основном разбросном внесении.

Непременным условием эффективного использования фосфорных удобрений является заделка их вспашкой или глубокой культивацией в корнеобитаемый слой почвы, так как они малоподвижны. Глубина вспашки под конкретную культуру определяет и глубину заделки .

Для почв с реакцией, близкой к нейтральной, срок внесения фосфорных удобрений не имеет существенного значения. На кислых почвах из-за перехода водорастворимых удобрений в труднорастворимое для растений состояние нельзя допускать, чтобы они долго находились в почве без растений.

В год внесения из органических удобрений используется 25 - 30% фосфора, из минеральных при основном внесении — лишь 15 - 20 %, за ротацию севооборота из органических — 40 - 50, из минеральных — 30 - 40%.

При рядковом внесении фосфорных удобрений под зерновые культуры коэффициент использования фосфора возрастает в 2 раза по сравнению с основным.

Важным приемом повышения эффективности фосфорных удобрений является допосевное ленточное внесение. Как показали исследования кафедры агрохимии БГСХА, наиболее высокую прибавку дает ленточное внесение фосфора вместе с азотом, а еще лучше — всех трех главных элементов питания. При ленточном внесении фосфорных удобрений коэффициенты использования их растениями увеличиваются на 7 - 10% по сравнению с разбросным . При локальном внесении основного удобрения дозы минеральных удобрений можно снижать на 30%.

Внесение фосфорных удобрений в запас, на два - три года, является экономичным приемом, но его можно применять лишь на почвах, где не выражена фиксация фосфора в труднорастворимых для растений формах. Прежде всего в запас эффективно внесение фосфорных удобрений под многолетние травы, высеваемые под покров, под плодовые и ягодные культуры. Однако этот способ целесообразно использовать только при наличии достаточного количества удобрений.

Подкормки фосфорными удобрениями применяются для многолетних трав, а также при междурядной обработке пропашных культур, но лишь если они по какой-либо причине не были внесены в основное удобрение.

Важно правильно выбрать форму удобрений исходя из почвенных условий и возделываемой культуры. На почвах слабокислых или близких к нейтральным, с низким содержанием подвижного фосфора предпочтительнее легкорастворимые фосфорные удобрения. На почвах, достаточно обеспеченных подвижным фосфором, а также при выращивании культур, интенсивно его использующих из труднорастворимых соединений (люпин, горох и др.), формы удобрений не имеют большого значения.

Усвоение фосфора растениями, эффективность фосфорных удобрений и остаточных фосфатов в почве возрастают при достаточной обеспеченности азотом и другими элементами питания, в том числе микроэлементами. В свою очередь, оптимальное содержание в почве фосфора повышает эффективность других видов удобрений.

Калий находится почти во всех органах и тканях растений, но чаще всего в неодинаковых количествах. Так, в соломе зерновых культур его гораздо больше, чем в зерне. В ботве картофеля значительно больше, чем в клубнях. Особенно много калия содержат молодые растения, в которых энергично делятся клетки. Наибольшее накопление калия в растениях в большинстве случаев совпадает с периодом цветения.

В зерне содержание калия составляет 0,6 - 0,7 %, в соломе — 1,2 - 1,8, в клубнях картофеля, корнеплодах — 0,3 - 0,6% на сырую массу.

Физиологическая роль калия в жизни растений проявляется прежде всего в поддержании благоприятных (для жизни клетки) физико-химических свойств протоплазмы — ее оводненность, вязкость, набухаемость, эластичность и других, что имеет большое значение для нормального обмена веществ.

Способность калия увеличивать гидрофильность (оводненность) растительных клеток, поддерживать тургор и объясняет его большое значение в повышении зимостойкости и засухоустойчивости растений. Хорошее калийное питание предотвращает развитие грибных заболеваний. У зерновых повышается устойчивость к поражению мучнистой росой и ржавчиной, у овощных, картофеля и корнеплодов — к гнилям, увеличивается срок хранения растениеводческой продукции.

Недостаток калия тормозит развитие растений, приводит к значительному снижению урожая и ухудшению его качества. Явные внешние признаки калийного голодания проявляются у растений при снижении содержания в них калия в 3 - 5 раз по сравнению с нормальным. Один из наиболее специфических признаков — краевой “запал”. При этом края и кончики листьев, прежде всего нижних, буреют, приобретают “обожженный” вид, на пластинках появляются мелкие ржавые пятна.

Большое значение калия связано с содержанием в растениях радиоактивного изотопа калия ⁴⁰К. На его долю приходится 0,011%, ³⁹К 93,08 и ⁴¹К — 6,91%. ⁴⁰К излучает бета- и гама- лучи. Считают, что оба вида излучений создают дополнительную внутриклеточную энергию (излучение полезно для растений).

Следует отметить, что радиационный фон земли в немалой степени обусловлен ⁴⁰К. Радиоактивный изотоп калия является важным глубинным источником тепла нашей планеты.

Более интенсивное поглощение калия свойственно молодым растениям. Установлено, что яровая пшеница в фазе кущения потребляет 25,4% калия, в фазе выхода в трубку — 42,1 и колошения — 100%. В корнеплодах калий в наибольшом количестве накапливается в июле - августе. Однако поступление его идет до момента уборки.

При недостатке калия в питательной среде происходит отток его из более старых органов в молодые, где он используется повторно (реутилизируется).

Для предотвращения избыточного накопления нитратов растения должны быть обеспечены калием, так как при его недостатке тормозится синтез белков и углеводов и накапливается небелковый азот (нитраты).

В отличие от азота и фосфора калий не входит в состав органических соединений — содержится почти целиком в минеральной ионной форме в виде растворимых солей клеточного сока и лишь частично образует прочные адсорбционные комплексы. Он содержится в цитоплазме и вакуолях, а в ядре отсутствует. Около 20% калия удерживается в клетках в обменно-поглощенном состоянии коллоидами цитоплазмы, до 1% необменно поглощается митохондриями, а примерно 80% находится в клеточном соке и легко извлекается водой. Поэтому калий вымывается из растений дождями, особенно из старых.

Исследования, проведенные Белорусским НИИ почвоведения и агрохимии, показали, что потребление азота и фосфора ячменем непрерывно возрастает от фазы кущения до полной спелости. В то же время увеличение потребления калия наблюдается до фазы колошения, когда оно достигает максимума, а к фазе полной спелости снижается в два раза (табл.6.14). В результате частичного растительного опада, вымывания дождями вынос калия урожаями различных сельскохозяйственных культур убывает на 20 - 50% по сравнению с периодом их интенсивного развития. Так, после сильных дождей растения сахарной свеклы теряют до 50% калия. Особенно сильно теряется калий
из листьев в ночное время. На свету калий более прочно удерживается цитоплазмой.

Повышая активность ферментов, участвующих в углеводном обмене, в частности сахарозы и амилазы, калий усиливает отток сахаров из листьев в другие органы. Этим объясняется положительное действие калийных удобрений на накопление крахмала в клубнях картофеля, сахара — в сахарной свекле и других корнеплодах, плодах и овощах. Недостаток калия может снизить содержание крахмала в клубнях на 5 - 6 %. Калий усиливает также синтез высокомолекулярных углеводов (целлюлозы, гемицеллюлозы), а также пектиновых веществ. Это приводит к утолщению клеточных стенок соломины зерновых, что повышает устойчивость хлебов к полеганию.

Оптимальное калийное питание способствует усиленному образованию лубяных волокон у льна, что способствует большому выходу волокна.

Имеются данные о положительном влиянии калия на вкусовые качества плодов. Калий способствует образованию богатой энергией АТФ, которая участвует в процессах фотосинтетического и окислительного фосфорилирования.

Калий необходим также животным и человеку. Человек должен ежедневно получать 2,5 - 5 г калия. Соли калия необходимы для нормальной работы сердца и других органов, способствуют выведению избыточной жидкости из организма. При заболеваниях сердца назначают препараты содержащие калий. Много калия в изюме, картофеле (жареном, печеном).

Корма считаются оптимальными по содержанию калия при содержании 0,7 - 1% ( в расчете на сухое вещество).

Общие запасы калия в почве весьма велики по сравнению с азотом и фосфором. Содержание валового калия в почвах составляет от 0,5 до 4 % и определяется их гранулометрическим составом. Чем больше в почве находится глинистых частиц, тем больше в ней калия. В тяжелых глинистых почвах содержание калия достигает 3 - 4%, суглинистых — 2 - 2,5, на бедных песчаных почвах оно падает до 0,7 - 1,0%.

По степени подвижности и доступности для растений содержащиеся в почве соединения калия подразделяются на следующие формы:

1. Калий почвенного раствора или водорастворимый представлен различными солями: соляной, угольной, серной, азотной, фосфорной и других кислот ( хлориды, карбонаты, сульфаты, нитраты, фосфаты и т.д.);

2. Калий поглощенный или обменный, входящий в состав катионов почвенного поглощающего комплекса. Легкая доступность обменного калия обусловлена способностью его переходить в почвенный раствор.

Определяется обменный калий в почве по методу Кирсанова в вытяжке 0,2 м НС1 или по методу Масловой в вытяжке 1 м СН₃СООNН₄;

3. Калий необменный или фиксированный, который не экстрагируется из почвы растворами нейтральных солей и слабых кислот. Он включает в себя природный фиксированный и искусственно фиксированный калий.

Природный фиксированный калий — это калий кристаллической решетки. Он удерживается в решетке глинистых минералов силами, обусловливающими соединение отрицательно заряженных алюмосиликатных пакетов в целостную структуру. Искусственно фиксированный калий — это калий, внедрившийся в межпакетные пространства кристалической решетки, когда она была в растянутом состоянии, при применении удобрений из солевых растворов. Искуственно фиксированный калий растениями используется лучше, чем природный фиксированный. Определение необменного калия производится по методу Пчелкина в вытяжке 2 м НС1 или методом ВИУА в вытяжке 10% НС1;

4. Калий, входящий в состав безводных силикатов, находящихся в составе минералов (алюмосиликатов — полевых шпатов и слюд). Этот калий находится в труднорастворимом состоянии.

Формы калия могут переходить друг в друга. Эти процессы можно выразить следующим образом:

водорастворимый обменный необменный входящий в состав безводных силикатов

Небольшое количество калия также входит в состав плазмы микроорганизмов (даже в хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах его содержание не превышает 25 кг/га и в связи с этим эта форма калия практического значения в питании растений не имеет).

Наиболее легко усваивается растениями водорастворимый калий, но поскольку его содержание незначительно (1 - 10, реже 15 - 20 мг/кг почвы), он не может характеризовать обеспеченность растений калийным питанием.

Разграничение водорастворимой и обменной формы калия весьма условно, так как в зависимости от влажности, температуры и других факторов содержание водорастворимого калия может увеличиваться или уменьшаться за счет обменного.

Ближайшим резервом для перехода калия в почвенный раствор и для усвоения растениями является калий, содержащийся в почве в поглощенном состоянии.

В литературе часто встречаются термины “обменный”, “усвояемый”, “подвижный”, однако между этими формами большой разницы нет, так как количество их зависит от типа почвы и от метода определения. Содержание обменного калия в почве часто называют фактором емкости. Обменный калий составляет примерно 0,5% от валового в дерново-подзолистых почвах.

Согласно современным представлениям ионы обменного калия неравнозначны по занимаемым ими позициям (сорбционным) в ППК почвы. Наименее прочно связаны ионы калия, которые сорбируются и удерживаются на планарных поверхностях кристаллов, несколько прочнее - на углах и ребрах. Калий, занимающий эти сорбционные позиции, относится к категории интенсивно обменного, так как ионы его относительно быстро переходят в почвенный раствор.

Наиболее прочно связаны ионы обменного калия в межпакетных гексональных пустотах решетки и клинообразных позициях ее боковых граней. Этот калий называют экстенсивно обменным.

В дерново-подзолистых почвах на долю обменного калия приходится 0,8 - 1,5% от общего. По принятой в Беларуси группировке по содержанию обменного калия почвы Беларуси в среднем имеют среднюю обеспеченность обменным калием (174 мг/кг почвы). Оптимальными уровнями содержания подвижных форм калия для севооборотов с преобладанием зерновых культур, многолетних трав, льна являются: для дерново-подзолистых суглинистых почв — 200 - 250 мг, супесчаных — 170 - 230 и песчаных — 100 - 150 мг/кг почвы. При этом потребление калия из почвенных запасов может достигать за период вегетации 180 - 200 кг/га. Однако только 50% пахотных угодий республики имеют оптимальный калийный режим, 11% — очень низкое содержание (менее 80 мг/кг) и около 12% — избыточное.

Для характеристики калийного режима почв кроме содержания подвижного (обменного) калия большое значение имеет такой дополнительный показатель, как степень насыщенности почвенного поглощающего комплекса калием в % от емкости катионного обмена (ЕКО). Это позволяет контролировать содержание подвижных форм калия в почве на уровне, необходимом для формирования заданных урожаев, и избежать потерь калия от вымывания осадками на легких почвах.

По данным И.М. Богдевича (1995), оптимальными уровнями насыщенности гумусового горизонта (ЕКО) являются: для суглинистых почв — 4,0 - 5,0; супесчаных — 3,5 - 4,0 и песчаных — 3,0 - 3,5 % от емкости катионного обмена. На супесчаных и песчаных почвах насыщение гумусового горизонта обменным калием не должно превышать 3,5 - 4% от ЕКО, ибо калий “течет” вниз по профилю.

Соликамское месторождение является крупнейшим в мире. Запасы калия в нем оцениваются в 12 млрд. тонн. Прикарпатское месторождение (Западная Украина) представлено преимущественно сернокислыми солями (шенит, лангбейнит и каинит).

Производимые в СНГ калийные удобрения по химическому составу подразделяются на хлоридные (хлористый калий, калийная соль) и сульфатные (сульфат калия, калимагнезия и калимаг). В зависмости от содержания калия и технологии производства калийные удобрения подразделяются на концентрированные (хлористый и сернокислый калий), смешанные (калийные соли) и размолотые природные соли (сильвинит и каинит). Кроме того, в качестве калийсодержащих удобрений могут использоваться отходы промышленности — цементная пыль и древесная зола.

Главным калийным удобрением является хлористый калий (КС1), на долю которого в мировом производстве калийных удобрений приходится 80%, а в Беларуси — 95%. Содержит это удобрение 57 - 60% К₂О. Получают хлористый калий разделением сильвинита на хлориды калия и натрия гидроциклонным, галургическим, флотоционным способами.

При гидроциклонном способе получают крупнокристаллический хлористый калий путем разделения хлоридов калия и натрия по удельной массе в специальных аппаратах.

Галургический способ получения хлористого калия основан на различной растворимости этих солей при повышении температуры до 90 - 100 ⁰С. При этом в растворах, насыщенных обеими солями, содержание хлористого калия увеличивается примерно в два раза, а хлористого натрия уменьшается. При последующем охлаждении раствора до 20 - 25 ⁰С хлористый калий кристаллизуется, а хлористый натрий остается в растворе. После высушивания образовавшихся кристаллов получается мелкокристаллический хлористый калий, который при хранении слеживается. Грануляция улучшает физические свойства удобрений.