Взаимодействие калия с почвой

Взаимодействие калийных удобрений с почвой

Все калийные удобрения хорошо растворимы в воде. При внесении в почву они быстро растворяются и на основе обменных реакций вступают во взаимодействие с почвенным поглощающим комплексом:

ППК) + 2КСl ППК) + СаCl₂,

ППК) + 4KCl ППК) + AlCl₃ + НCl

Часть калия удобрений поглощается почвой в результате необменного поглощения.

Калий и другие катионы (Na + , Mg 2+ ), входящие в состав калийных удобрений, поглощаются коллоидной частью почвы, а хлор остается в почвенном растворе и поэтому легко вымывается. В поглощенном состоянии снижается подвижность калия и тем самым предотвращается его вымывание. Исключение составляют песчаные и супесчаные почвы, имеющие малую емкость поглощения. Обменно поглощенный почвой калий удобрений легко доступен растениям. Коэффициент использования калия из минеральных удобрений – 60 – 70 %.

На почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава калийные удобрения вносят осенью под зяблевую вспашку. В этом случае они попадают во влажный слой почвы, где развивается основная масса корней, поэтому калий лучше усваивается растениями. На легких почвах, особенно в годы с большим количеством осадков, когда наиболее вероятно вымывание калия, удобрения целесообразно вносить весной под культивацию. Это же относится и к торфяным почвам с неотрегулированным водным режимом.

Все калийные удобрения – физиологически кислые соли, но кислотность их меньше, чем аммонийных удобрений, и проявляется только при длительном применении под культуры, потребляющие большое количество калия (гречиха, корнеплоды, картофель, овощи). Катионы К + и Na + , содержащиеся в калийных удобрениях, поглощаясь почвой, вытесняют из нее эквивалентное количество катионов Са 2+ или Н + и А1 3+ (на кислых почвах), а ионы Н + и А1 3+ подкисляют почвенный раствор, увеличивают содержание в ней алюминия. Сильное подкисление происходит только при систематическом внесении высоких доз удобрений, особенно с низким содержанием калия, на почвах, не насыщенных основаниями. Чтобы предупредить отрицательное влияние калийных удобрений, на этих почвах необходимо проводить известкование.

Фиксированные катионы калия менее доступны растениям, а в некоторых случаях и вовсе недоступны. Необменное поглощение (фиксация) калия удобрений составляет от 14 до 82 %. Необменное поглощение калия свойственно глинистым минералам монтмориллонитовой группы и группы гидрослюд, имеющим трехслойную разбухающую решетку. Поэтому размер фиксации калия почвами в сильной степени зависит от их минералогического состава: чем больше в почве содержится минералов монтмориллонитовой группы и гидрослюд, тем сильнее фиксация калия. Песчаные и супесчаные почвы калия фиксируют меньше, чем средне- и тяжелосуглинистые.

Механизм фиксации следующий: катионы проникают в межпакетные пространства, когда они имеют наибольшие размеры (в состоянии набухания), и в сетке кислородных атомов тетраэдрических слоев занимают гексагональные пустоты, притягивая к себе оба отрицательно заряженных кислородных слоя, в результате чего оказываются в замкнутом пространстве. Высушивание почвы, особенно чередующееся с увлажнением, может значительно усиливать процессы фиксации калия. Поэтому калийные удобрения не целесообразно вносить в верхний, часто пересыхающий слой почвы.

Необменное поглощение калия почвой из крупнокристаллических и гранулированных калийных удобрений меньше, чем из мелкокристаллических, примерно на 20–30 % ввиду меньшей поверхности контакта.

От формы калийного удобрения величина фиксации калия практически не зависит. При внесении высоких доз калийных удобрений абсолютное количество фиксированного почвой калия возрастает, а относительное – снижается. При длительном систематическом внесении калийных удобрений в почве повышается содержание и обменных, и необменных форм калия. При этом количество обменного калия увеличивается быстрее, чем водорастворимого.

Растения могут использовать все формы соединений калия почвы, но в разных количествах. В опыте, который продолжался 101 год (Англия), на суглинистой почве растения вынесли с урожаем в 3–4 раза больше калия, чем содержалось его в обменной форме. Эти и множество других данных подтверждают возможность использования растениями необменных форм поглощенного калия.

Характер взаимодействий калийных удобрений с почвенным поглощающим комплексом свидетельствует об очень слабой миграции калия по почвенному профилю, за исключением песчаных и супесчаных почв. Как правило, на почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава обменный калий удобрений не выщелачивается ниже слоя 40–60 см, т.е. остается в корнеобитаемом слое. Очень слабая миграция калия – вторая причина, почему калийные удобрения нельзя заделывать в самый верхний слой почвы, так как корневая система уходит в поисках влаги в более глубокие горизонты. По этой же причине калийные удобрения при подкормках чаще всего бывают менее эффективны, чем при разовом внесении всей дозы до посева.

Источник

Использование калийных удобрений (часть 3)

Загадки калийных удобрений

Действие калийных удобрений на разных почвах

Все сельскохозяйственные культуры сильно нуждаются в калийных удобрениях на почвах торфянистых, песчаных и супесчаных. Высокоэффективны эти удобрения также на пойменных и дерново-подзолистых почвах. На них калийные удобрения применяют в сочетании с азотными и фосфорными. Лишь торфяники, поймы и луга иногда получают только калийные удобрения, где они хорошо окупаются.

На всех типах почв потребность растений в калии в значительной степени покрывается при внесении навоза, поэтому чем дальше в ротации севооборота размещается данная культура от унавоживания, тем выше прибавки урожая от калийных удобрений.

Взаимодействие калия с почвой

Промышленные калийные удобрения, будучи легко растворимыми в воде, быстро взаимодействуют с почвой. Катион К+ сильно адсорбируется ее коллоидной частью. Этим предотвращается заметное передвижение калия в почве и его вымывание. Он обычно не опускается глубже 4-6 см от места внесения, при поверхностном внесении наибольшее количество его задерживается уже в верхнем, двухсантиметровом слое почвы. Из этого вытекает, что калийные удобрения лучше всего вносить в корнеобитаемый слой почвы на глубину 10-18 см, т.е. весной под перекопку.

Таким образом, на тяжелых и средних почвах требуется глубокая запашка калийных удобрений, так как в этих условиях калий меньше фиксируется в необменной форме. На легких почвах, в зоне с повышенным количеством осадков, калийные удобрения можно вносить и под культиватор (в слой 8-15 см).

Вступая в поглощающий комплекс почвы, калий вытесняет в раствор эквивалентное количество других катионов и в первую очередь кальция, которого в почвах в обменном состоянии больше всего. В кислых почвах в обмен на ионы калия почвенный раствор обогащается ионами водорода, алюминия и марганца, неблагоприятно действующими на свеклу, капусту, а также на многие полезные бактерии — нитрофицирующие, клубеньковые и свободноживущие. Поэтому на кислых почвах систематическое внесение калийных солей должно сопровождаться внесением нейтрализующей добавки извести (на 1 часть калийного удобрения добавляют столько же доломитовой муки или другого известкового удобрения).

После проведения известкования почвы содержание в почве усвояемого калия повышается, здесь кальций извести вытесняет много калия из поглощенного состояния в почвенный раствор, повышая усвояемость.

Роль примесей в калийных удобрениях

Неизбежный спутник калия в удобрениях — хлор, натрий, магний и сульфат-ион. Все входящие в состав удобрений ионы необходимы для питания растений. Много хлора содержат сильвинит, карналлит, каинит. Избыток хлора для некоторых культур (картофель и др.) иногда вреден. Но нельзя считать, что и хлор-ионы полностью принадлежат к балласту. Последние физиологические эксперименты позволяют утверждать, что в небольших количествах хлор также нужен для питания и обмена веществ в растительном организме, хотя функции его еще до конца неясны. Но если хлор-ионы полностью исключить из питательного раствора, то все растения начинают развиваться слабее. Он содержится не только в калийных удобрениях, но и в навозе, фосфоритной муке, суперфосфате и других минеральных удобрениях, а также поступает в почву и на листья из атмосферы с осадками.

Подвижность почвенных катионов увеличивается с внесением хлористых солей, так как ни один из них с анионом хлора не дает нерастворимых солей. В этом причина вымывания из почвы повышенных количеств кальция и магния при заделке в нее калийных удобрений, богатых хлором.

Натрий хотя и не входит в состав необходимых для всех растений элементов, тем не менее встречается во всех сельскохозяйственных культурах. Установлено, что многие растения положительно отзываются на введение в питательную среду натрия. В первую очередь это касается свеклы, овощных культур семейства крестоцветных, моркови и некоторых зерновых.

Содержание магния в калийных удобрениях весьма полезно. При внесении физиологически кислых аммиачных удобрений из поглощающего комплекса почвы выщелачивается много магния. Такие потери магния очень заметны на легких почвах, плодородие их по магнию падает. Внесение калийно-магнезиальных солей восполняет потери, особенно на супесях. Поэтому магнийсодержащие удобрения дают лучший эффект, чем калийные удобрения, не содержащие магния. Микроэлементы в неочищенных калийных солях также полезны, они улучшают рост и развитие растений на многих почвах.

Чем меньше содержится в почве доступного сельскохозяйственным растениям калия, тем большие дозы калийных удобрений нужно вносить для получения высоких урожаев.

Столовая свёкла и другие корнеплоды в первый год жизни поглощают калий в течение всей вегетации, но особенно много во второй половине вегетации, когда интенсивно накапливаются углеводы. В это время при слабом калийном питании задерживается синтез белка, повышается накопление в корне растворимых небелковых азотистых веществ, что ухудшает качество урожая, особенно сахарной свёклы. Калийное голодание (как и избыток азота) ускоряет появление цветоносных стеблей в первый год жизни свекловичного растения, резко снижает урожай и сахаристость корнеплодов. Свёкла лучше отзывается на внесение калийных солей, содержащих хлористый натрий. Однако на легких почвах калимагнезия действует лучше всех других удобрений. Доза К₂О 10-12 г/м² вносится весной под перекопку почвы.

Картофель — типичное «калийное» растение. В золе клубней картофеля содержится от 44 до 74% калия, это почти в полтора раза больше, чем в хлористом калии — самом концентрированном удобрении. В течение июля в картофель поступает 60% калия от общего количества его в урожае. Поэтому под картофель вносят 12-15 г/м² К₂О весной под перекопку независимо от того, вносился навоз или нет. Это делается для того, чтобы обеспечить оптимальное питание картофеля в течение июля и во время созревания урожая. Лучшими формами калийных удобрений являются сульфатные формы и содержащие магний (сульфат калия, калимагнезия и др.), так как картофель не выносит избытка хлора.

Овощные культуры также отличаются высоким потреблением калия и хорошо отзываются на него. Калийные удобрения (хлористый калий и другие хлорсодержащие удобрения) положительно действуют на томаты, капусту (12-20 г/м² К₂О под перекопку). Калий повышает сахаристость овощных культур и уменьшает заболеваемость их при длительном хранении зимой.

Лук, огурцы и морковь страдают от повышенной концентрации почвенного раствора, поэтому под них вносят только концентрированные калийные удобрения (сульфат калия) под перекопку почвы весной (8-10 г/м² К₂О).

Плодовые и ягодные культуры отличаются высокой отзывчивостью на удобрение калием. Под воздействием калийных удобрений повышается процент цветущих веток у яблони, увеличивается товарная часть (крупные плоды и более лёжкие), количество плодов в урожае, повышается холодостойкость и морозоустойчивость культур. Удобрения лучше вносить в конце апреля под перекопку междурядий, исключая приствольные круги и защитные зоны около растений.

Вот и всё. Дружите с калийными удобрениями. Желаю успехов.

Г. Васяев,
кандидат сельскохозяйственных наук

Источник

Калийные удобрения

Калийные удобрения являются основным источником калия для сельскохозяйственных растений, используются как при основном внесении, так и в подкормках для всех сельскохозяйственных культур. [4]

Содержание:

Поведение в почве

Калийные удобрения слабо мигрируют по почвенному профилю. Исключение – песчаные и супесчаные почвы.

После внесения в почву калийные удобрения быстро растворяются в почвенном растворе и вступают во взаимодействие с почвенным поглощающим комплексом по двум типам поглощения: обменного (физико-химического) и необменного.

Обменное поглощение

Обменное поглощение катионов калия составляет незначительную часть от всей емкости поглощения. Реакция обменного поглощения катионов калия почвой обратима.

Обменное поглощение

Схема реакции обменного поглощения катионов кальция почвой.

На примере хлористого калия она выглядит следующим образом: (Изображение)

Результатом перехода калия в обменно-поглощенное состояние является ограничение его подвижности в почве и предотвращение вымывания за пределы пахотного слоя. Обменно-поглощенный почвой калий доступен для растений.

При обратном процессе почвенный раствор постепенно вытесняет из ППК катионы калия. Этому способствуют и корневые выделения растений.

Калий при обменном поглощении почвой вытесняет из ППК некоторое количество катионов других химических элементов: магния, водорода, аммония, кальция и других. Состав вытесненных катионов зависит от типа почвы.

На слабокислых и нейтральных почвах этот процесс не отражается на реакции почвенного раствора, а на кислых и сильнокислых почвах, особенно легкого гранулометрического состава, при присутствии в ППК обменного водорода и алюминия наблюдается заметное подкисление почвенного раствора.

Дополнительное подкисление почвенного раствора осуществляется за счет физиологической кислотности калийных солей. Однако в значительной степени это проявляется только при длительном применении под калиелюбивые культуры (свеклу, картофель).

Необменное поглощение

Необменный (фиксированный) калий удобрений обладает меньшей подвижностью, чем обменно-поглощенный. Доступность фиксированного калия растениям сильно затруднена.

Необменное поглощение катионов свойственно глинистым минералам монтмориллонитовой группы и группы гидрослюд, которые имеют трехслойную разбухающую решетку.

Очевидно, что, чем больше в почве минералов монтмориллонитовой группы и группы гидрослюд, тем сильнее фиксация калия.

Механизм фиксации

Размер необменного поглощения не зависит от формы калийного удобрения. Эта величина зависит от размера частиц и доз вносимых удобрений. Крупнокристаллические и гранулированные удобрения способствуют снижению фиксации калия на 20–30 % как следствие меньшего контакта удобрения с почвой.

При увеличении дозы абсолютное количество фиксированного калия возрастает, однако в процентном отношении к внесенной дозе наблюдается понижение фиксации. При этом следует учитывать, что потенциальная способность почвы к фиксации калия очень велика. [4]

Источник