Практическое занятие № 8 (часть 2)
Определение в почве подвижных фосфатов по Чирикову и Кирсанову. Оценка обеспеченности почв фосфором. Потребность в фосфорных удобрениях
1. Основные теоретические положения
Фосфор является одним из основных элементов питания растений. Его содержание в растениях значительно ниже, чем азота, калия, и кальция. Недостаточное содержание в почве усвояемых фосфатов обусловливает низкие урожаи. Вместе с тем, на почвах с достаточно высоким содержанием легкорастворимых фосфатов внесение под культуры суперфосфата при посеве обеспечивает существенный прирост урожайности.
В отличие от минеральных форм почвенного азота, которые неустойчивы и легко теряются в результате улетучивания и вымывания почвенные фосфаты весьма устойчивы. Причиной недостатка фосфора для растений является низкая растворимость фосфорных соединений
Недостаток фосфора вызывает последствия, которые аналогичны последствиям недостатка азота. Стебли бывают тонкими, листья мелкими, боковое ветвление ограниченное. Развитие почек весной задерживается, цветение скудное, происходит преждевременное опадение листьев. Так же, как и азот, фосфор реутилизируется в растении. Он оттекает из взрослых листьев в молодые.
2. Формы фосфора в почве, их доступность растениям
Основной формой минерального фосфора в почве являются апатиты — природные и вторичнообразованные. Минеральные формы находятся преимущественно в виде соединений ортофосфорной кислоты с ионами кальция, магния, железа и алюминия. Значительная доля ионов фосфора адсорбируется на положительно заряженной части почвенного поглощающего комплекса (базоидами). Адсорбированные ионы фосфора удерживаются прочнее катионов.
В почве одновременно протекают разнонаправленные процессы. Происходят иммобилизация органическим веществом фосфора почвенного раствора и минерализация органических веществ, которая сопровождается поступлением фосфора в почвенный раствор. В почвенный раствор поступает фосфор в результате десорбции его из минеральных соединений, и происходит сорбция (осаждение) фосфатов почвенного раствора минеральной частью почвы.
Уровень фосфорного питания растений зависит от растворимости минеральных форм фосфора. Характер реакции почвенного раствора обусловливает преобладание одного из трех ионов фосфора. В интервале кислых и нейтральных почв преобладает монофосфат – одновалентный ортофосфат – H2PO4, в щелочной среде – при pH выше 7,2 доминирует двухвалентный ион HPO4. Ион PO4 появляется при pH выше 10. Наиболее легко абсорбируется растениями монофосфат. Количество фосфора в почвенном растворе (H2PO4, H2PO4), как правило не превышает 1 кг/га пахотного слоя почвы.
Считается, что растения почти весь необходимый для них фосфор извлекают из почвенного раствора. На формирование урожая 1ц/га зерна яровой пшеницы затрачивается около одного килограмма фосфора. Следовательно, содержание фосфатов в почвенном растворе постоянно восполняется. Адсорбированный и другие твердые формы фосфора находятся в равновесном состоянии с фосфором почвенного раствора и между собой. Концентрация почвенного раствора сохраняется. При этом фосфору свойственна более низкая концентрация в почвенном растворе, чем азоту и калию, а также и низкая скорость диффузии. Поскольку основное перемещение фосфора к корням растений осуществляется при диффузии ионов, то в сухой почве, когда расстояние перемещения иона превышает 5-10мм, поглощение фосфора растением замедляется (Томпсон, Троу,1982).
Лучше всего растениями усваивают воднорастворимые фосфаты. Но воднорастворимых солей фосфорной кислоты в почвах обычно так мало, что по их количеству нельзя судить о степени обеспеченности растений фосфором. В связи с этим определение количества фосфатов, переходящих в водную вытяжку из почвы, не дает правильного ответа на то, сколько фосфора находится в почве в форме, доступной для растений. Для оценки уровня обеспеченности растений фосфором используются показатели экстракции фосфатов из почвы различными растворителями: кислотными, щелочными разной концентрации, а также растворами солей, которые извлекают из почвы воднорастворимые фосфаты и часть соединений фосфора не растворяющихся в воде. Агрохимической службой используются: на нейтральных почвах (черноземного типа) 0,5н уксуснокислую вытяжку по Чирикову, на почвах элювиального ряда (серые лесные, дерново-подзолистые) – 0,2 н солянокислую вытяжку по Кирсанову, на карбонатных почвах (черноземах южных, обыкновенных, каштановых почвах) в 1% растворе углекислого аммония по Мачигину.
При расчете доз фосфорных удобрений необходимо учитывать обеспеченность почвы доступными для растений формами фосфатов. Полученные результаты оценивают, пользуясь местными градациями к методам определения подвижных фосфатов в почве по Кирсанову, Чирикову, Мачигину (таблица 7).
Таблица 1 — Содержание подвижного фосфора в почвах разных почвенно-климатических зон
| Класс обеспеченности | Почвенно-климатические зоны | P2O5, мг/100 г почвы | ||
| По Кирсанову | По Чирикову | По Мачигину | ||
| 1 | Канская, Красноярская, Минусинская лесостепи с прилегающей южной тайгой и степью | 45 | >40 | >10 |
| 1 | Ачинско-Боготольская, Чулымо-Енисейская лесостепи и прилегающая южная тайга | 35 | >30 | >10 |
Примечание: 7-й и 8-й классы только для овощных культур и корнеплодов
При высокой доступности почвенного фосфора молодые растения быстро поглощают фосфор. При синтезе четверти органической массы они успевают поглотить до 50% всего нужного им количества фосфора за сезон. Зерновые культуры на 7-10 дней ускоряют наступление технологической спелости. Высокая обеспеченность фосфором начальной фазы роста яровой пшеницы обусловливает существенный прирост урожайности за счет повышения озерненности колоса.
Фосфор противодействует влиянию азота на усиление поражения ячменя мучнистой росой. Поражение грибными гнилями корней значительно выше у растений недостаточно обеспеченных фосфором. Эта тенденция проявляется интенсивнее у растений в стадии проростков. Вместе с тем есть сведения и обратного порядка: восприимчивость к болезни проявляется больше при достаточном обеспечении фосфором, чем тогда, когда в почве складывается дефицит фосфора.
3. Определение подвижных фосфатов по методу Чирикова
Материалы и оборудование: весы технические, колбы на 250 и 50 мл, воронки, бумажные фильтры, почвенные образцы, реактивы для выделения подвижных фосфатов:0,5 н уксусная вытяжка, 0,2 н солянокислая вытяжка, фотоэлетроколориметр.
Принцип и химизм метода
Почвенные фосфаты, взаимодействуя с молибденовокислым аммонием в сильнокислой среде (в присутствии аскорбиновой кислоты и ли хлористого олова), образуют комплексную соль голубой окраски. Интенсивность окраски ее пропорциональна содержанию подвижных фосфатов.
Ход анализа
Построение графика и расчеты. Для построения калибровочного графика в мерные колбы на 100мл берут возрастающие количества (5,10,15,20,25,30мл) стандартного раствора KHPO4. Доливают до метки реактивом «С» по Чирикову, встряхивают и через 10минут определяют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре. По полученным результатам строят график, по которому, согласно оптической плотности раствора, находят объем стандартного раствора и рассчитывают содержание подвижных фосфатов по формуле:
а – отсчет по графику, мл;
b – титр стандартного раствора;
V1 — объем уксусной кислоты, взятый для приготовления вытяжки, мл;
100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;
V2 — объем вытяжки, взятый для определения оптической плотности, мл;
С – навеска почвы, г.
4. Определение подвижных фосфатов по методу Кирсанова
Принцип и химизм метода определения подвижных фосфатов по методу Кирсанова основан на извлечении соединений фосфора из почвы раствором соляной кислоты молярной концентрации, равной 0,2 моль/дм 3 , при отношении почвы к раствору 1:5 с последующим определением фосфора в виде синего фосфорно-молибденового комплекса на фотоэлектроколориметре.
Ход анализа.
Навеску почвы 5г переносят в коническую колбу емкостью 100мл, заливают 25мл 0,2н соляной кислотой, взбалтывают 1минуту и отстаивают 15 минут, после чего вытяжку фильтруют. 1-2 мл прозрачного фильтрата переносят в мерную колбу на 50 мл и доливают до метки реактивом «С» по Кирсанову. Содержимое колбы взбалтывают и через 10 минут определяют оптическую плотность окрашенного раствора на фотоэлектроколориметре.
Построение графика и расчеты. Для построения калибровочного графика в мерные колбы на 100мл берут возрастающие количества (5,10,15,20,25,30мл) стандартного раствора KHPO4. Доливают до метки реактивом «С» по Кирсанову, встряхивают и через 10 минут определяют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре. По полученным результатам строят график, по которому, согласно оптической плотности раствора, находят объем стандартного раствора и рассчитывают содержание подвижных фосфатов по формуле:
а – отсчет по графику, мл;
b – титр стандартного раствора;
V1 — объем уксусной кислоты, взятый для приготовления вытяжки, мл;
100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;
V2 — объем вытяжки, взятый для определения оптической плотности, мл;
С – навеска почвы, г.
Обсуждение результатов. При выполнении лабораторной работы каждый студент получает индивидуальный почвенный образец. На основании полученных результатов:
- рассчитайте содержание почвенных фосфатов в почве;
- оцените обеспеченность почвы фосфором по местным градациям;
- оформите в рабочей тетради выводы и обоснуйте полученные результаты
|
Определение нитратного азота чаще всего проводят по Грандваль-Ляжу. В таблицах 2 и 3 представлена группировка почв по содержанию подвижного фосфора и обменного калия, применительно к зерновым культурам. Для пропашных культур данные сдвигают на одну группу вниз, для овощных – на две. Например, среднее содержание фосфора для овощных культур по методу Чирикова составляет от 150 до 200 мг/кг почвы. Учитывая эту группировку и используя результаты анализа почвы, выполненного соответствующим методом, можно установить потребность растений в фосфорных и калийных удобрениях. Таблица 2 — Группировка почв по содержанию Р2О5, мг/кг почвы
Таблица 3 — Группировка почв по содержанию К2О, мг/кг почвы
Овощные и плодовые культуры в Омском Прииртышье выращивают в основном на черноземных и лугово-черноземных почвах. Эти почвы сравнительно обеспечены валовыми запасами элементов питания, которые, однако находятся в труднодоступной для растений форме. Из подвижных форм элементов питания в первом минимуме находится фосфор, во втором – азот. Доступным калием большинство почв обеспечено хорошо. Агрохимическая служба (ФГУ ПИЦАС «Омский») рекомендует для овощных культур и картофеля, выращиваемых на черноземных почвах Омской области, группировку почв по содержанию элементов питания, приведенную в табл. 4. Таблица 4 — Группировка почв по содержанию элементов питания, мг/кг *
*нитратный азот по Грандваль-Ляжу; подвижный фосфор и обменный калий – по Чирикову. Из данных таблицы следует, что чем выше содержание в почве питательных элементов, тем менее эффективны удобрения. В разработке химического метода почвенной диагностики особо важен строгий учет биологических особенностей питания сельскохозяйственных культур в связи с фактически сложившимся питательным балансом почвы. Многолетние данные, полученные сотрудниками кафедры агрохимии ОмГАУ, свидетельствуют о зависимости величины урожая картофеля и овощных культур от химического состава почвы, причем в разные фазы развития растений они нуждаются в определенном химическом составе почвы; особенно это относится к азоту. Оптимальный рост растений обеспечивается только гармоничным сочетанием необходимых питательных веществ, поэтому дозы удобрений должны согласовываться с величиной доступных запасов ряда элементов питания в почве и их соотношением. Однако на практике часто наблюдается, что внесение одного элемента способствует поступлению в растение другого, и наоборот, несбалансированность элементов в почве сказывается отрицательно на потреблении ряда элементов, содержащихся в ней в достаточном количестве. Поэтому большое внимание уделяется установлению оптимального соотношения питательных веществ в почве, которое характеризует уравновешенное питание каждой культуры и позволяет более точно ставить диагноз минерального питания и его регулировать (табл. 5). Таблица 5 — Оптимальное соотношение азота и фосфора (Р:N) при определенном уровне азотного питания овощных культур и картофеля
Примечание: оптимальное соотношение между К и N в почве такое же, как между Р и N. Наиболее требовательными к азотному питанию являются капуста в фазу завязывания кочана и огурцы. Потребность столовой свеклы и томатов в нитратном азоте с возрастом изменяется в сторону более широкого соотношения между Р2О5 и N-NО3. Напротив, капусте ранней и поздней максимум нитратного азота в почве требуется в фазу завязывания кочана (3,0 – 4,0 мг/100 г почвы), а в фазу розетки – 2,5 – 3,0 мг/100 г. Содержание нитратного азота в условиях орошения в черноземах Западной Сибири растет, начиная с весны, и достигает максимума к середине вегетации овощных культур (июль—август). К осени оно снова падает до низкого содержания. Такая цикличность соответствует изменению температурного фактора и жизнедеятельности микрофлоры. Нитраты распределяются по почвенным горизонтам неравномерно; больше всего их в горизонте 0—30 см. Содержание нитратного азота сильно варьирует по годам и в течение сезона не зависит от исходного плодородия почвы. На основании исследований Ю. И. Ермохина (1984) по овощным, кормовым культурам и картофелю, А. Е. Кочергина (1961, 1974), Г. П. Гамзикова (1978), П. И. Крупкина и других (1974) с зерновыми культурами было установлено, что для диагностики азотного питания высеваемых или высаживаемых культур лучший срок отбора почвенного образца— поздняя осень или ранняя весна, а для культур теплолюбивых, поздновысеваемых или высаживаемых — за неделю перед посевом (или посадкой). Подвижность фосфора и калия в почве ниже, чем подвижность нитратного азота и отбор почвенных образцов для целей диагностики чаще всего проводят поздней осенью. Изменение содержания этих элементов в течение вегетации при орошении не имеет закономерного характера. Оно обусловлено внесением удобрений, попеременным увлажнением и высушиванием почвы, поглощением культурами и реакциями, имеющими тенденцию восстанавливать равновесие между формами того или иного питательного вещества в почве. Внесение азотных удобрений увеличивает содержание доступного фосфора в почве и, наоборот, наличие достаточного количества подвижных фосфатов заметно способствует накоплению нитратов в почве. Как правило, полный успех всех мероприятий по удобрению овощей и картофеля на поливе обеспечивается только при наличии следующих факторов: — тщательности обработки почвы, упорядочения ее водного режима; — введения целесообразного севооборота; — использования высококачественного посевного (посадочного) материала; — решительной борьбы с сорняками и вредителями сельскохозяйственных культур; — правильного подбора форм и доз минеральных удобрений, их соотношений, способов внесения и заделки в почву. Источник ➤ Adblockdetector |
