Эффективность калийных удобрений

Внесение с калийными удобрениями 1 т К₂О обеспечивает прибавку с 1 га урожая зерна 2-3 т, картофеля - 20-33, сахарной свеклы - 35-40, хлопка-сырца - 1-2, льноволокна - 1-1,5, сена сеяных трав - 20-33, сена луговых трав - 8-18 т.

Об обеспеченности сельскохозяйственных культур калием наиболее объективно можно судить по содержанию его в почве в обменной форме. Методы определения этой формы калия различны в зависимости от типа почвы: для почв дерново-подзолистой зоны - метод Кирсанова (0,2 н. НС1), для серых лесных почв и черноземов (кроме карбонатных) - метод Чирикова (0,5 н. СН₃СООН), для карбонатных черноземов, каштановых почв и сероземов - метод Мачигина (1%-м NН₄)₂СО₃). Это позволяет одновременно в одной вытяжке определять подвижный фосфор и обменный калий. Для дерново-подзолистых почв используются также вытяжки нормальных растворов хлористого натрия (метод Пейве) и уксуснокислого аммония (метод Масловой). Все методы определения в почве доступного растениям калия основываются на извлечении из нее обменного калия, адсорбционно удерживаемого коллоидными частицами. В это количество входит и водорастворимый калий.

Обеспеченность пахотных почв калием в нашей стране лучше, чем фосфором, однако более одной трети площадей имеют низкий и средний уровень его содержания и нуждаются во внесении калийных удобрений. По некоторым природно-экономическим районам таких площадей значительно больше. Например, в Нечерноземной зоне России две трети пашни нуждаются в обязательном внесении калийных удобрений. В связи с увеличением площадей почв с низким и средним содержанием его подвижных форм возрастает потребность в калии в государствах Средней Азии, Закавказья, в Белоруссии, на Украине, в странах Балтии.

Эффективность калийных удобрений зависит от типа и гранулометрического состава почвы, наличия усвояемого калия в почве, потребности культуры в нем, а следовательно, и насыщенности севооборота интенсивными культурами, количества атмосферных осадков и температуры, степени унавоженности почвы, от уровня применения азотно-фосфорных удобрений, способа заделки удобрения, формы калийного удобрения, применяемого под ту или иную культуру, и т.д. Высокоэффективны калийные удобрения на дерново-подзолистых почвах, красноземах, серых лесных почвах и северных черноземах. Особенно бедны обменным калием дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы, осушенные торфяники и торфяно-болотные почвы.

Дерново-подзолистые почвы характеризуются сравнительно небольшими запасами доступного растениям калия. Необменный калий входит в состав преобладающих в этих почвах вторичных глинистых минералов - каолинита и монтмориллонита, которые не обеспечивают восстановления запасов обменного калия в процессе роста растений. Это и обусловливает высокое положительное действие калийных удобрений на дерново-подзолистых почвах. Ежегодное внесение калийных удобрений (опыты проводились более 30 лет) в количестве 30-90 кг К₂О на 1 га существенно повышает урожаи не только корнеклубнеплодов (преимущественно картофеля), но и зерновых культур. Особенно высокие прибавки урожаев от калия (до 30-50% и более) получают на легкосуглинистых и песчаных почвах, характеризующихся исключительно малыми запасами калия. В менее длительных опытах на хорошем азотно-фосфорном фоне калийные удобрения также эффективны, что сопровождается существенным повышением урожаев всех культур севооборота уже в первой ротации: прибавки урожаев зерновых культур от калия в среднем составляли 10-20%, у корнеклубнеплодов достигали 30% и более. По мере истощения запасов почвенного калия и улучшения азотно-фосфорного питания растений потребность в калийных удобрениях возрастает, а их эффективность увеличивается, что особенно проявляется на почвах тяжелого гранулометрического состава. Из-за слабой обеспеченности дерново-подзолистых почв подвижным калием внесение умеренных доз калийных удобрений (до 90 кг/га К₂О) не обеспечивает положительного баланса калия. Однако содержание обменного калия в почве в результате динамического равновесия между отдельными формами калия на контроле часто сохраняется на исходном уровне, что связано с мобилизацией природного почвенного калия, вызванной физиологической кислотностью удобрений, биологическим накоплением калия растениями в связи с лучшим развитием их на удобренных вариантах, а также с использованием калия подпахотного и нижележащих слоев почвы. Мобилизация необменного калия под влиянием удобрений обеспечивает питание растений, увеличение подвижных форм калия в почве и сопровождается уменьшением количества необменного калия.

На песчаных почвах, нуждающихся в известковании, внесение калийных удобрений усиливает необходимость нейтрализации почвенной кислотности, так как калий вытесняет в раствор ионы водорода, алюминия, марганца, снижающие pH. Еще большее значение приобретают калийные удобрения при известковании кислых почв. Прибавки от калия на фоне извести возрастают как в абсолютных, так и относительных величинах. Действие извести на кислых почвах, кроме улучшения физико-химических свойств почв, выражается также в улучшении условий азотно-фосфорного питания растений и в некотором снижении обеспеченности растений калием вследствие усиления процесса фиксации его почвенными коллоидами. Кроме того, с ростом урожая при известковании увеличивается вынос калия из почвы, а переход его в почве в доступные формы идет менее интенсивно, чем в кислых почвах.

Вследствие антагонизма калия и кальция возникает потребность в повышении доз калийных удобрений при известковании и на почвах с реакцией, близкой к нейтральной. Известкование почв в этих случаях значительно повышает эффективность калийных удобрений (табл. 5.11).

С другой стороны, с улучшением калийного режима почв повышается отдача и от известкования. Применение же навоза снижает эффект от калийных удобрений, так как он оказывает сильное влияние на пищевой режим почв и сам является хорошим источником калийного питания.

Серые лесные почвы характеризуются сравнительно невысоким содержанием обменного калия в пахотном горизонте. Однако действие калийных удобрений на урожай различных культур значительно слабее по сравнению с дерново-подзолистыми почвами. Связано это с тем, что необменный калий илистой фракции входит в состав гидрослюд лёссовидных суглинков - основной почвообразующей породы серых лесных почв. Гидрослюды же обладают как высокой фиксирующей способностью в отношении одновалентных катионов, в частности калия, так и способностью легко высвобождать необменно-поглощенный калий, который либо переходит в обменное состояние, либо непосредственно используется растениями.

Изучение калийного режима серых лесных почв при длительном применении удобрений показало, что в течение одной ротации севооборота при внесении сравнительно невысоких доз удобрений складывается отрицательный баланс калия. Несмотря на это, наблюдается увеличение содержания доступных растениям форм калия в почве (обменного и легкогидролизуемого) при сохранении уровня необменной формы на удобренных вариантах. Под влиянием растений и удобрений происходят мобилизация всех резервных форм калия и переход их в обменное состояние.

При длительном же применении азотно-фосфорных удобрений в севообороте на серых лесных почвах действие калия во времени от ротации к ротации заметно возастает (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Влияние калийных удобрений на продуктивность севооборота, з.е. ц/га (1967-2000 гг.)

Черноземные почвы лесостепной и степной зон содержат значительное количество доступного растениям калия. Почвообразующие породы и глинистые минералы в черноземах исключительно богаты также необменным калием, активно переходящим в подвижные формы, поэтому эффективность калийных удобрений на этих почвах незначительна. Даже культуры, требующие для своего развития значительных количеств калия (пропашные и технические), слабо реагируют на внесение калийных удобрений. Особенно это наблюдается на почвах тяжелого гранулометрического состава.

Однако со временем эффективность калийных удобрений возрастает, особенно четко это проявляется при выращивании сахарной свеклы и других калиелюбивых культур, а также при внесении калия на фоне азотных и фосфорных удобрений. Объясняется это явление истощением неудобренных калием почв в результате выноса его урожаями возделываемых культур.

Систематическое внесение удобрений не приводит к существенному увеличению содержания подвижных форм калия в черноземах даже при положительном балансе. Связано это с высокой насыщенностью поглощающего комплекса черноземов двухвалентными основаниями, препятствующими поглощению калия. Исключительно благоприятные условия для фиксации калия в черноземах (минералогический состав илистой фракции - гидрослюды и высокодисперсные минералы монтмориллонитовой группы, характеризующиеся существенной способностью фиксировать одновалентные катионы, высокая насыщенность ППК основаниями, повышенное pH, значительное количество органического вещества, практическое отсутствие основного конкурента калия - поглощенного аммония, необратимая коагуляция коллоидов при периодическом пересыхании верхнего слоя) способствуют необменному поглощению калия в пахотном и подпахотном горизонтах. При отрицательном балансе на удобренных вариантах увеличение содержания необменного калия связано с мобилизацией менее подвижных форм калия под влиянием удобрений и растений, а также высвобождением калия вторичных минералов - гидрослюд.

Заметное положительное действие калий оказывает при неблагоприятных погодных условиях. При обилии осадков калий уменьшает полегание зерновых культур, а в засушливые годы помогает в борьбе с запалами, вызываемыми суховеями. Правильное применение калийных удобрений на черноземах (на фоне азотно-фосфорных удобрений во влажные и засушливые годы) заметно повышает урожай основных культур, особенно требовательных к нему.

Содержание подвижного калия в каштановых почвах сухой степи и сероземах Средней Азии исключительно высоко. Количество его нередко достигает 40-60 мг К₂О/100 г почвы. Запасы резервного калия в этих почвах огромны, так как он входит в состав гидрослюд и легко высвобождается. Эффект от калийных удобрений незначителен. Однако на старопахотных, давно освоенных орошаемых сероземах при систематическом применении азотных и фосфорных удобрений содержание подвижных форм калия невелико и отзывчивость культур, особенно хлопчатника, на калийные удобрения возрастает: качество хлопка-сырца улучшается.

Процесс калийного истощения почв сухостепной и пустынной зон в связи с большими запасами необменного калия и минералогическим составом почв и почвообразующих пород происходит медленно. Определенное значение имеет периодическое пополнение запасов калия за счет привнесения его с поливными водами и наносами при орошении. Снижение содержания калия в почве при ее длительном использовании и систематическом применении азота и фосфора сопровождается появлением признаков калийного голодания растений и повышением эффективности калийных удобрений.

Таким образом, на дерново-подзолистых почвах, недостаточно обеспеченных калием, калийные удобрения всегда оказывают положительное действие, а также на торфяных и легких песчаных почвах. Повышение эффективности калийных удобрений наблюдается при известковании кислых почв, внесении азотно-фосфорных удобрений и введении в севооборот трав и технических культур, потребляющих много калия.

Эффективность калийных удобрений на черноземах, каштановых почвах и сероземах, характеризующихся высоким содержанием подвижного калия, низка и неустойчива. Однако при длительном использовании этих почв и применении азотных и фосфорных удобрений запасы почвенного калия истощаются, появляется потребность в калийных удобрениях. Основные пути повышения эффективности калийных удобрений следующие.

• Правильное их применение с учетом природно-экономических условий районов и обеспечения почвы подвижными формами калия.
• Повышение уровня культуры земледелия, окультуренности почв, оптимальное насыщение почвы севооборотов другими видами удобрений, т.е. сбалансированное питание сельскохозяйственных культур калием в сочетании с другими питательными элементами.
• Известкование кислых почв.
• Внесение калия в севообороте прежде всего под культуры с высокой отзывчивостью на калий и окупаемостью калийных удобрений урожаем (картофель, сахарная свекла, овощи, кормовые корнеплоды, травы и др.).
• Подбор форм калийных удобрений с учетом биологических требований сельскохозяйственных культур. Так, сернокислый и хлористый калий в равной степени влияют на повышение урожая большинства сельскохозяйственных культур - зерновых, льна, конопли, хлопчатника, чайного куста, овощей, трав, ранних, среднеранних и среднеспелых сортов картофеля. Бесхлорные формы калия способствуют повышению урожайности гречихи, проса и некоторых сортов табака, увеличению содержания сахара в ягодах отдельных сортов винограда, содержанию крахмала в клубнях поздних сортов картофеля и улучшению качества льноволокна.
• Правильный подбор сроков и способов внесения удобрений. В большинстве зон страны эффективность калийных удобрений возрастает при внесении их осенью под зяблевую вспашку (кроме песчаных почв и заливаемых пойм). Этим достигаются равномерное распределение калия в пахотном слое почвы и вымывание хлора в нижележащие горизонты в осенне-зимний и весенний периоды.
• Оптимизация доз калийных удобрений с учетом складывающихся и прогнозируемых метеорологических условий. Например, внесение 80 кг/га К₂О на фоне N_6OP₆₀ повышало урожай озимой пшеницы по сравнению с фоном при средней температуре за май-июль 16,5° на 2,4 ц/га, при 15,2° - на 6,6, а при 13° - на 11,9 ц/га. Это объясняется особенным затруднением поступления калия в растения при низкой температуре. Калийные удобрения в большинстве случаев улучшают физические свойства зерна, особенно если избыточное количество осадков выпадает в июле, в период его налива и созревания (больше 80 мм). Например, в Нечерноземной зоне при недостатке калия в этот период формируется мелкое и щуплое зерно.
• Полное обеспечение оптимальными дозами калия в сочетании с другими питательными элементами торфяных, как вновь осваиваемых, так и старопахотных, торфяно-болотных почв, которые очень бедны этим элементом (0,02-0,3 валового содержания). В этих почвах калий весьма подвижен, не накапливается в пахотном слое и практически полностью используется растениями в первый год внесения. Действие удобрений возрастает при двойном регулировании (орошении и осушении) этих почв. Особенно эффективно применение удобрений на этих почвах под овощи и кормовые корнеплоды, которые, высоко окупают внесение калия прибавками урожая.