Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы.
Глава 1.Состояние и динамика изменения плодородия почв при применении разных систем удобрения. 6-68
1.1 .Проблема агрохимии азота дерново-подзолистых почв. 6 - 24
1.2. Действие и последействие агрохимических средств на биологические свойства почв. 24 - 48
1.3. Влияние азотных удобрений и окультуренности дерново-подзолистой почвы на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур. 48 - 68
Глава 2. Состояние фосфатного режима дерново-подзолистых почв при действии и последействии разных систем удобрения . 69 - 86
Глава 3. Значение систем удобрения в регуляции и оптимизации калийного режима дерново-подзолистых почв. 87 - 97
Глава 4. Экологическая оценка состояния агроценозов по содержанию и динамике микроэлементов и тяжелых металлов. 97 - 116
2 Экспериментальная часть.
Глава 1. Объекты и методы исследований. 117 - 127
Глава 2. Действие и последействие разных форм и систем удобрения на состояние азотного режима и продуктивность дерново-подзолистых почв . 128-193
2. 1. Влияние разных доз и форм азотных удобрений на азотный режим дерново- подзолистых почв разной степени окультуренности, продуктивность и качество культур севооборота. 128 - 176
2.1.1.Влияние разных доз и форм азотных удобрений на азотный режим дерново- подзолистых почв разной степени окультуренности. 128 - 137
2.1.2 Влияние разных доз и форм азотных удобрений на биологические свойства почвы. 137-143
2.1.3. Влияние разных доз и форм азотных удобрений на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур в зависимости от степени окультуренности дерново-подзолистой почвы. 143 - 172
2.1.4. Последействие разных доз и форм азотных удобрений на азотный режим дерново-подзолистой почвы разного уровня плодородия и продуктивность овса. 172-176
2.2. Последействие разных систем удобрения на состояние азотного режима дерново-подзолистой почвы и продуктивность растений. 177 - 208
2.2.1.Азотный режим почвы и продуктивность растений 177-192
2.2.2. Биологические свойства 193 - 208
Глава 3. Действие и последействие разных систем удобрения на фосфатный режим дерново-подзолистой почвы. 208 - 234
Глава 4. Действие и последействие разных систем удобрения на калийное состояние дерново-подзолистой почвы . 234 - 257
4.1.Накопление разных форм калия в пахотном и подпахотном слоях почвы в зависимости от системы удобрения. 234 - 245
4.2. Влияние агрохимических средств на распределение калия по разным формам в дерново-подзолистой почве. 245 - 252
4.3. Использование калия почвы и удобрений растениями ячменя. 252 -257
Глава 5. Действие и последействие разных систем удобрения на состояние и баланс меди и цинка в агроценозах на дерново-подзолистых почвах 258 - 284
Цинк 258 - 271
Медь 271-280
Состояние баланса меди и цинка в системе почва-удобрение-растсние на дерново- подзолистой почве с разным уровнем содержания фосфора. 280 - 284
Глава 6. Действие и последействие разных систем удобрения па состояние и баланс свинца и кадмия в агроценозах на дерново-подзолистых почвах 285 - 309
Кадмий 285 - 296
Свинец 296 - 309
Выводы 310-312
Список литературы 313 - 355
Приложение 356 (1 - 93)
- Состояние фосфатного режима дерново-подзолистых почв при действии и последействии разных систем удобрения
- Действие и последействие разных форм и систем удобрения на состояние азотного режима и продуктивность дерново-подзолистых почв
- Действие и последействие разных систем удобрения на калийное состояние дерново-подзолистой почвы
- Действие и последействие разных систем удобрения на состояние и баланс меди и цинка в агроценозах на дерново-подзолистых почвах
Введение к работе
Нечерноземная зона характеризуется преимущественным распространением дерново-подзолистых почв бедных органическим веществом, низкими запасами минеральных биоэлементов, что ограничивает минеральное питание растений. Это вызывает необходимость регулировать баланс питательных веществ в направлении существенного увеличения приходных статей.
Сохранение и увеличение плодородия почв - одна из важнейших экологических функций агрохимии (Минеев, 1998). Для ее обоснования достаточно много экспериментальных данных (Авдонин, 1982, Прокошев, 1984,1997, Минеев, 1998, Никитишен, 2002 и др.). Однако пути для максимальной реализации этой функции на дерново-подзолистых почвах изучены недостаточно. Нуждается в совершенствовании методология этого направления агрохимических исследований. Существующие методические подходы к разработке схем опытов и программ изучения эффективности различных систем удобрения с учетом изменения плодородия почвы, степени ее окультуренности, эффективности прямого действия разных норм удобрения, их последействие, влияние сочетания действия и последействия различных видов и норм удобрений также требуют дальнейшего развития.
Важную роль выполняют опыты с динамичной схемой, позволяющие изучить состояние азотного, фосфатного, калийного режимов, биомикроэлементов и тяжелых металлов (ТМ) в почве и дать не только агрохимическую, но и экологическую оценку разным системам удобрения. Системные исследования в длительных опытах с динамичной схемой применения удобрений на дерново-подзолистых почвах практически не проводились.
Для решения проблемы реализации потенциальных возможностей высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых почвах важно оптимизировать их питательный режим, особенно в отношении азота в связи с неудовлетворительным гумусным состоянием этих почв и повысить эффективность азотных удобрений. При этом большое значение имеет применение азотных удобрений пролонгированного действия. Среди них -
медленнодействующие мочевино-формальдегидные удобрения (МФУ), для объективной оценки которых были проведены обстоятельные исследования
Состояние фосфатного режима дерново-подзолистых почв при действии и последействии разных систем удобрения
Проблема оптимизации фосфатного питания растений в земледелии, несмотря на некоторое улучшение фосфатного режима дерново-подзолистых почв под влиянием интенсивной химизации в 70-80 годах прошлого столетия, продолжает оставаться весьма актуальной. Одной из наиболее важных особенностей фосфора является его малая подвижность и способность быстро поглощаться почвами. Фосфатный режим почв определяется растворимостью фосфатных соединений почвы и внесенных удобрений. При этом фосфатное равновесие в почвенном растворе может изменяться под влиянием состава фосфатов твердой фазы, процессов адсорбции и десорбции, синтеза и распада органических и минеральных соединений, воздействия растений и жизнедеятельности микроорганизмов. Главным источником восполнения фосфат-ионов в почвенном растворе является систематическое применение удобрений. Подвижность вновь образовавшихся в почве фосфатов зависит от формы и соотношения соединений, в которые превращаются фосфаты удобрений. Характер преобразования фосфора удобрений, состав и свойства фосфатов в которые они превращаются, зависит, главным образом, от кислотности почвенного раствора, минералогического и гранулометрического состава, содержания органического вещества и других свойств почв. До настоящего времени остаются мало изученными закономерности динамики изменения фракционного состава фосфатов почвы на агрохимических фонах созданных различными системами удобрений, и практически отсутствуют для мелиорированных почв особенно при их последействии. Фосфор играет важную многостороннюю роль в агроценозах, особенно в процессах обмена энергии и веществ в растительных организмах. Он не имеет естественных источников пополнения запасов в почве. Поэтому потребление фосфора урожаями культур можно восполнить только за счет внесения фосфорных минеральных и органических удобрений. Благодаря высокой реакционной способности фосфор - наименее подвижный из биогенных макроэлементов.
Поэтому как биогенный элемент он аккумулируется в основном в верхних слоях почвы. Там он всегда содержится в 5-ти валентной форме, т.е. соответствует ангидриду Рг05, который с водой и другими элементами образует обширную группу кислородных соединений - фосфорных кислот и фосфатов. Это связано с накоплением фосфора в зоне отмирания главной массы корней, где в основном и происходит обработка почвы человеком. Большая часть почвенных фосфатов представлена минеральными формами. Состав последних в значительной мере определяется составом катионов в ППК почвы. Например, для черноземов это фосфаты кальция, а для дерново-подзолистых почв -фосфаты железа и алюминия (Минеев, 1990). Состав катионов в ППК определяет так же и доступность фосфатов для растений. Так, наименее доступными являются фосфаты полуторных окислов, наиболее подвижные-рыхлосвязанные. Запас подвижных фосфатов в почве служит одной из главных характеристик общей окультуренности почвы. Запас подвижного фосфора, при котором достигается максимальный урожай возделываемой культуры и отсутствует эффект от дополнительных доз фосфорных удобрений, согласно Л.А.Лебедевой (1989), свидетельствует об оптимальном фосфорном состоянии почвы.
Для разных типов почв этот оптимум различен. Например, для дерново-подзолистых почв оптимум содержания подвижного Рг05 (по Кирсанову), определенный ВИУА и НИУИФ, находится в пределах 10-15 мг/ЮОг почвы (Минеев и др., 1991). В этом случае достигается урожай не менее 90-95% от максимального, а недостающие 5-10% восполняются фосфорными удобрениями, компенсирующими вынос этого элемента с урожаем. Однако, многочисленные экспериментальные данные указывают на относительность оптимальных параметров плодородия почвы и необходимость дифференцирования этой величины с учетом конкретных условий и места выращивания культуры (Касицкий, 1983). Поэтому для дерново-подзолистых почв оптимальное содержание подвижного фосфора определенное Почвенным институтом, равно 20, а Белорусским НИИ почвоведения и агрохимии - 25-30 мг/100 г почвы (Минеев, Лебедева, 1991). В разных почвах содержится неодинаковое количество общего фосфора - от 0,01% Р2О5 в бедных песчаных до 0,20% в мощных высокогумусных почвах (Минеев, 1990).
Растения поглощают фосфор в основном в форме ортофосфатов, содержащихся непосредственно в почвенном растворе. Переход фосфора в почвенный раствор из твердой фазы почвы характеризует ее буферную способность по отношению к этому элементу. Причем этот процесс не только динамичный, но и обусловлен целым рядом внешних и внутренних факторов. Как считает Т.Н.Кулаковская (1978), к последним могут относиться: запас всех форм природных фосфатов в соединениях разной степени прочности; остаточное количество фосфора ранее внесенных удобрений; емкость поглощения почв в отношении фосфат-ионов; условия, влияющие на процесс трансформации фосфатов (температура, влажность, степень кислотности, катионный состав ППК и т.д.); деятельность корневой системы и др. факторы. Поэтому существует большое количество методов и принципов толкования состояния фосфатного режима почв, его способности обеспечивать питание растений фосфором. 1 - фактор емкости, означающий количество фосфора, доступного растениям; 2 - фактор интенсивности, характеризующим степень подвижности имеющегося в почве запаса растворимых фосфатов (или возможность использования растениями подвижных фосфатов); 3- фактор скорости, характеризующим скорость пополнения фосфора в зоне корневых систем (выдвинут в последнее время, главным образом, английскими исследователями - Кук и др.) Для оценки фосфатного режима почв, его характера существует ряд методов, с помощью которых определяют: 1 .Содержание валового фосфора в почве (чаще метод мокрого озоления в смеси серной и хлорной кислот по К.Е.Гинзбург, который позволяет значительно сократить время озоления навески почвы по сравнению с другими методами). 2.0бщее содержание минеральных и органических фосфатов в почве (метод Хейфец позволяет извлечь до 80% валового фосфора почвы, метод Мета вариант Гинзбург-до 100%). 3.Минеральные формы фосфатов (Метод Чанга-Джексона вариант Аскинази, Гинзбург, Лебедевой извлекает кальций фосфаты, алюмофосфаты, железофосфаты и рыхлосвязанные фосфаты. Однако этот метод (в отличие от метода Гинзбург-Лебедевой) не позволяет достаточно селективно выделить фракции минерального фосфора и при интерпретации данных, получаемых этим методом, следует учитывать, что во фторидную вытяжку наряду с алюмофосфатами переходят и некоторые соединения кальцийфосфатов типа моно- и дикальцийфосфатов и др.(Гинзбург, 1981). Кроме того, в этом методе отмечается значиїельное вторичное осаждение фосфора в последовательных почвенных вытяжках. 1. Подвижные соединения фосфора: а) их запас (фактор «ёмкости»): кислотные вытяжки (методы Кирсанова,
Действие и последействие разных форм и систем удобрения на состояние азотного режима и продуктивность дерново-подзолистых почв
В связи с применением разных по растворимости азотных удобрений особую значимость приобретают сведения о накоплении различных форм азотсодержащих соединений в почве. Многие исследователи считают, что интенсивность процесса нитрификации достаточно надежный показатель уровня обеспеченности растений минеральным азотом (Галстян,1974; Купревич, Щербакова, 1966 и др.). Вопрос о скорости минерализации мочевины и МФУ изучен достаточно полно ( Калинкевич, 1961,; Унанянц, 1973; Кореньков, 1976 и др.). Данные по влиянию их совместного применения на уровень и динамику содержания аммония и нитратов в дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности отсутствуют. Исследования, проведенные в модельных опытах без растений, показали, что накопление аммония и нитратов в почве зависело от доз, форм азотных удобрений и от уровня плодородия почвы. При внесении мочевины и ее сочетаний с МФУ в дозе 0,1 г/кг почвы в течение всего периода компостирования содержание аммония в обеих почвах не превышало 10 мг/100 г почвы Количество нитратов в слабоокультуренной почве за этот период колебалось от 1,9 до 60 мг/100г почвы, достигая максимума на 45 день и было фактически равным, при внесении разных форм удобрений. В среднеокультуренной почве содержание нитратов достигало максимума на 30-й день компостирования.
При дальнейшем компостировании (на 45 - 75 дни) содержание нитратов снизилось и находилось в пределах 55 - 56 мг/100 г почвы как при внесении мочевины, так и сочетаний ее с МФУ (Рис І.Прил.Табл. 5). С повышением доз азотных удобрений содержание минеральных форм азота в почвах возросло. На слабоокультуренной почве наибольшее количество аммония при дозе 0,3 г/кг почвы было в течение 45-60 дней компостирования, а при дозе 0.5 г/кг - 75 дней. Такая закономерность отмечалась как при внесении мочевины, так и при замене части ее на МФУ. При этом содержание нитратов при внесении мочевины в дозах 0,3 и 0,5 г N на кг почвы было в 1,8-3 раза выше, чем при внесении ее сочетания с МФУ. На среднеокультуренной почве при дозе азота 0,3г/кг почвы существенных различий в содержании аммония при внесении мочевины и ее сочетаний с МФУ не отмечено. Его содержание постепенно снижалось от начала компостирования к 75 дню. При увеличении дозы туков до 0,5 г/кг начиная с 30 дня компостирования содержание аммония было выше при совместном внесении мочевины и МФУ. Содержание нитратов при этих дозах было соответственно в 1,5 и 3,2 раза выше при внесении растворимой формы. Это свидетельствует о более сильном подавлении процесса нитрификации па вариантах с сочетаниями, так как содержание аммония в почве при этом мало различается. Это свидетельствует о наличии газообразных потерь азота на вариантах с сочетаниями, что подтверждается данными А.Л.Степанова (1984). Возможно это связано со стерилизующим влиянием формалина МФУ на микрофлору (Золегорев, 1975), что могло тормозить протекание второй фазы нитрификации и вести к значительным газообразным потерям азота (Рихтер, 1974). Полученные данные также свидетельствуют о зависимости характера накопления аммония и нитратов от степени окультуренности дерново-подзол истой почвы. Так, в течение почти всего периода компостирования, в слабоокультуренной почве отмечали значительно более высокое содержание аммония, чем на среднеокультуренной почве при одних и тех же дозах и формах минеральных удобрений. При тех же условиях и в те же сроки отбора проб в среднеокультуренной почве отмечали более высокое содержание нитратов. Аналогичные данные получены в 1981 г. (табл. 9). Существенных различий в действии разных форм азотных удобрений на содержание аммония и нитрагов не было отмечено. Количество нитратов не возрастало с увеличением срока компостирования, что при отсутствии потерь за счет вымывания свидетельствует о значительных газообразных потерях азота как на вариантах с мочевиной, так и на вариантах с сочетанием ее с МФУ в составе NPK. Высокая температура воздуха в июне и июле 1981 года (свыше 30 С) способствовала быстрой аммонификации азотных удобрений, особенно мочевины.
Она при таких условиях разлагается за 1 день (Калинкевич, 1961). Скорость гидролиза МФУ при повышении температуры также возрастает. Содержание нитратов в среднеокультуренной почве как и в 1980 году было выше, чем на слабоокультуренной. В свою очередь в слабоокультуренной почве отмечено большее содержание аммония при одних и тех же дозах и формах удобрений. Малоразличающиеся закономерности в накоплении аммония и нитратов в дерново-подзолистой почве при внесении мочевины и ее сочетаний с МФУ, независимо от уровня плодородия почвы, позволяют предположить, что наличие мочевины, внесенной в сочетании с МФУ, способствует более интенсивной минерализации МФУ. В данном случае она могла сыграть роль "затравки", которая позволила микроорганизмам быстрее приспособиться к потреблению азота МФУ, так как МФУ является источником углеродного питания микроорганизмов наравне с глюкозой (Кореньков, 1976). На увеличение скорости минерализации МФУ в присутствии водорастворимых форм азотных удобрений указывает в своей работе А.А.Умаров(1964). Таким образом, полученные нами данные показывают, что при одноразовом применении мочевины и сочетания ее с МФУ в составе NPK динамика накопления минерального азота в почве почти аналогична. Это подтверждается урожайными данными, полученными нами в полевых и вегетационных опытах, которые будут рассмотрены ниже. При повторном применении тех же доз и форм минеральных удобрений в 1981 г. (Табл.10) закономерности в накоплении аммония и нитратов в зависимости от уровня плодородия почв при одних и тех же дозах и формах туков сохранялись. Вследствие высоких температур, как отмечалось выше, быстрая аммонификация азотных удобрений вела к значительным газообразным потерям, о чем свидсіельствует относительно низкое содержание аммония и нитратов в течение всего периода компостирования на обеих по окультуренности почвах при дозе 0,1 г/кг почвы. При замене части мочевины на МФУ в той же дозе NPK существенных изменений в направленности процесса образования аммония и
Действие и последействие разных систем удобрения на калийное состояние дерново-подзолистой почвы
Для эффективного применения калийных удобрений необходимо изучение трансформации калия в почве после внесения удобрений (Минеев, 1999; Прокошев, 1984). Недостаток подобных исследований в полевых условиях связан с редкой постановкой опытов, в которых длительное время изучалась бы трансформация в почве калия, внесенного с удобрениями. Для оценки калийного состояния с позиции обеспеченности калием растений бывает достаточно определить содержание подвижной и труднодоступной форм. В последнее время накапливается все больше данных о том, что знание только факторов емкости, какими являются содержание подвижной и труднодоступной форм, недостаточно для оценки питательного режима . Часто обнаруживается более высокая связь между содержанием калия в растениях и фактором интенсивности и буферной способности почвы в отношении калия. Фактор интенсивности характеризует способность обменных и необменных форм калия непосредственно переходить в доступную форму, т.е. в жидкую фазу, а буферность оценивается как отношение фактора емкости к фактору интенсивности и характеризует способность восстанавливать присущее данной почве равновесие между формами калия в результате внесения удобрений или поглощения калия растениями.
Результатом смещения равновесия может быть усиление миграции и нерациональное использование калия удобрений. С целью оценки возможных экологических неблагоприятных последствий определялось содержание обменного и обменно-поглощенного калия в подпахотных слоях. Анализ данных, полученных на основе адсорбционно-десорбционных изотерм в системе координат Q - AR (см. методы исследования), свидетельствует о том, что ежегодное в течение 4-х лет внесении навоза в дозах 20т/га не оказывало существенного влияния на величину буферной способности почвы в отношении калия (Табл. 56). Использование высоких доз как органических, так и минеральных удобрений снижало буферную способность по отношению к калию. Это снижение обратно пропорционально увеличению содержания обменного калия (г= 0,94) и слабо зависит от суммы поглощенных оснований. Следовательно, в данном случае, внесение высоких доз органических удобрений, увеличивая сумму поглощенных оснований не способствует поддержанию на постоянном уровне буферных свойств почвы по отношению к калию, которое отмечают многие исследователи (Гринченко, 1981, Горбылева, 1989, Слободсткая, 1991, Скоропанова, 1988). Если вместо фактора интенсивности, полученного по кривой, измерить значение ARo по двум ближайшим к оси абсцисс точкам, то, как упоминалось выше, это значение фактора интенсивности будет более точным. ARo имеет высокую корреляцию с обменным калием (R= 0,93). Если оценить буферность как отношение ARo к подвижному калию, то можно увидеть, что отмеченная выше тенденция проявляется сильнее. Получена высокая связь обменного калия, определяемого в вытяжке 0,2 н НС1 не только с буферностью, но и с факторами емкости и интенсивности (Табл.56), полученным по адсорбционно-десорбционным кривым (соответственно отрезки, отсекаемые на оси ординат и абсцисс). Следовательно, применение органических и минеральных удобрений вызывает сопряженный рост факторв емкости и интенсивности, причем фактор интенсивности увеличивается сильнее фактора емкости, что обуславливает падение буферное. Изменение всех обсуждаемых параметров наиболее значительно при использовании минеральной системы удобрения, чем при органической и органо-минеральной. Следует отметить, что полученные кривые характеризуют в основном адсорбционные свойства, так как всего 1-2 точки находятся в десорбционной области. Это не позволяет оценить влияние специфически связанною калия, которое может иметь место в среднесуглинистых почвах при слабокислой реакции почвенной среды. Известно, что процесс закрепления калийных удобрений почвой сопровождается постепенным изменением содержания разных форм калия в почве. В.В.Прокошевым и др. (1980) на основе результатов 4-х летнего микрополевого опыта без растений с возрастающими дозами калийных удобрений на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, был сделан вывод о том, что по мере удлинения срока взаимодействия почвы с удобрением возрастает количесгво необменно-поглощенных и необменных запасов калия в почве . Соответственно, снижается содержание водорастворимой и обменной его форм. С течением времени усиливается прочность связи калия, внесенного с удобрениями, с почвой и соответственно уменьшается доступность его для растений. При этом возможность наступления в почве устойчивого во времени равновесия между формами калия не показана.
За 4 года внесения минеральных и органических удобрений , содержащих возрастающие количества калия, и 1 год их последействия, в условиях севооборота происходило (Табл. 57, Рис.21) равномерное по 7 фонам увеличение содержания подвижного калия (Кп) с 6,1 до 29,5 и необменного (Кн) с 27 до 43 мгК2О/100 г почвы. Аппроксимация данных прямолинейным трендом дает следующее уравнение регрессии: Кн = 0,49Кп + 26,5, с R2=0,68. Согласно уравнению накопление 1 мг К2О/100 г почвы в подвижной форме сопровождалось увеличением содержания необменного калия в среднем на 0,49 мгКгО/ЮОг почвы. 5-й год (1998). На 5-й год последействия возрастающих доз органических и минеральных удобрений, использованных при формировании фонов, и действии вносимых разных сочетаний минеральных удобрений (Табл. 58, Рис.21) в 1998 году, равномерно увеличивало содержание подвижного калия в почве с 5,6 до 29 мг/100 г почвы, а содержание необменного калия - с 22,7 до 36,7 мг/100г. Аналогично для 1998 года по результатам анализа 37 образцов получено следующее уравнение: Кн = 0,46 Кп + 22,6, с R2 = 0,80.
Действие и последействие разных систем удобрения на состояние и баланс меди и цинка в агроценозах на дерново-подзолистых почвах
Фоновое содержание цинка в дерново-подзолистых почвах составляет в среднем 49 мг/кг почвы (Маханько и др., 1985) ПДК валовых его форм в почве 300мг/кг (Kloke, 1983), ПДК подвижных форм цинка, извлекаемых ААБ с рН 4,8 - 23 мг/кг почвы. В почве при рН 5,5 цинк обладает высокой подвижностью, но дерново-подзолистые почвы обеднены им во всех горизонтах за счет интенсивного выщелачивания осадками. При реакции среды, близкой к кислой металл находится в форме двухвалентного иона. Он хорошо доступен растениям, хотя частично адсорбируется почвенно-поглощающим комплексом. Наименьшая растворимость соединений цинка связана с реакцией среды 5,5 - 6,9 (Зырин, Белицина 1981). Н.Г. Зырин и др. (1980) показали, что скорость диффузного перемещения в кислых почвах на 2-3 порядка выше, чем в почвах с нейтральной и щелочной реакцией среды. Известкование снижает растворимость и доступность растениям соединений цинка (Аристархов, Кочеткова, 1981; Панасин, Широкова, 1987). Это связано в основном с понижением кислотности почвенного раствора, а также добавление кальция в почвенный раствор вызывает осаждение органического вещества одновременно со связыванием цинка в прочные органокомплексы (Кабата -Пендиас, Пендиас, 1989).
Применение полного минерального удобрения как правило ведет к увеличению подвижности цинка (Кирдун, 1976; Благовещенская, 1980; Соловьева, 1986 ; Громова, 1990 и др.). Фактором, снижающим подвижность цинка, является ниличие растворимых фосфатов, с которыми он способен образовывать малорастворимый фосфат цинка. По поводу влияния фосфорных удобрений на доступность элемента растениям точки зрения исследователей расходятся. Я.В.Пейве (1958) указывал, что подвижность и поступление цинка в растения снижается при внесении фосфорных удобрений за счет образования фосфата цинка. Другие исследователи (Возбуцкая, 1964; Церлинг, 1978, 1990) объясняют антагонизм этих элементов проявлением его в клетках корня, а не в почве. Ряд
исследователей, в частности З.К. Благовещенская (1980) отмечают рост содержания подвижного цинка в почве при увеличении доз минеральных удобрений. Наиболее доступны для растений водорастворимые и обменные формы цинка а также фракции элемента, связанные с оксидами железа и марганца (Norrish, 1975). Все эти фракции извлекает солянокислая вытяжка. Применение органических удобрений, в частности навоза КРС, как правило способствует обогащению почв подвижным цинком ( Аристархов, Кочеткова, 1981; Тома и др., 1984; Orasad, Sinha, 1982; Soliman, Farah, 1987 и др.).
Для цинка характерно аккумулятивно-элювиально-иллювиальное распределение в исследуемой почве (Табл. 65). В пахотном слое происходит накопление всех определяемых форм элемента на всех вариантах. Это вызвано биогенной аккумуляцией и адсорбцией минералами и органическими комплексами. В результате процесса подзолообразования происходит вынос цинка из элювиальных горизонтов дерново-подзолистых почв, поскольку адсорбция двухвалентного цинка может ослабляться при рН 7 за счет конкуренции со стороны других ионов, что приводит к легкой мобилизации и выщелачиванию элемента из подпахотного горизонта и к обогащению цинком иллювиального горизонта, который является для металла геохимическим барьером.
Содержание потенциального запаса цинка равномерно уменьшается вниз но профилю и в слое 40-60 см составляет 50-60% от его содержания в слое 0-20 см (Табл.65). Различные системы удобрения не оказали существенного влияния на содержание цинка в почве, несмотря на то, что с органическими удобрениями было внесено в абсолютных величинах наибольшее его количество но в пересчете на 1 кг почвы это составило всего 1,32 мг/кг почвы или ежегодно 0,33 мг/кг. Если сопоставить ежегодное поступление цинка за счет вносимых органических удобрений с его запасом в слоях 0-20, 0-40 и 0-60 см (Табл. Прил. 70) в которых сосредоточена основная масса корней растений, то на контрольном фоне эта величина составит для слоя 0-20 см 4,1%, слоя 0-40 - 2,3%, слоя 0-60 см - 1,8 % . Обращает на себя внимание тот факт, что в слое 40-60 см содержание форм цинка, извлекаемых ААБ составляет 80-90% от его содержания в пахотном слое, а в слое 20-40 см 50% и менее. Это свидетельствует об активной миграции цинка из пахотного в более нижние горизонты и за пределы 60см слоя. Возможно в виде хелатных соединений с фульвокислотами и комплексов с низкомолекулярными соединениями разлагающегося органического вещества. Кроме того, доля актуального запаса цинка в его потенциальном запасе в этом слое почвы наибольшая по сравнению с вышележащими слоями. На вариантах, где применяли минеральные удобрения при формировании фонов, как отдельно, так и совместно с органическими она существенно выше, чем на контроле и фонах с использованием только органических удобрений (Табл. 66).
Содержание цинка в почве в 8 и более раз ниже ПДК= 23 мг/кг почвы. Сопоставление запаса цинка в почве с выносом его растениями ячменя в первый год последействия внесенных удобрений (Табл.67) свидетельствует о том, что растения с урожаем зерна и соломы выносят из почвы от 0,16 до 0,12% цинка от его запаса в слое 0-20см и от 0,06 до 0,08% от запаса в слое 0-60 см извлекаемого 1н НС1 и от 0,2 до 0,5% в слое 0-20 см и около 0,2% от запаса в слое 0-60 см, извлекаемого ААБ с рН=4,8. В среднем ежегодно растения выносили 0,38-0,44% от запаса форм цинка, извлекаемого 1н НС1 в слое 0-20 см и 0,16-0,22% от запаса в слое 0-60см. Или 1,3-1,5% от запаса форм , извлекаемых ААБ для слоя 0-20 и 0,52 -0,62% для слоя 0-60 см.
Многочисленными исследованиями показано, что количество цинка в растениях колеблется от десятитысячных до сотых долей процента. Для различных органов растений была установлена одна общая закономерность: больше всего цинка содержится там, где много хлорофилла. В листьях овса найдено 20-30% цинка от общего количества его в растениях. Более высокое сосредоточение цинка отмечено в точках роста растения, в его генеративных органах. Наибольшее скопление цинка отмечено в зародышах семян (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Цинк обладает малой фитотоксичностью, проявление признаков токсичности цинка у растений наступает при содержании его в тканях 300-500 мг/кг сухого вещества. Обычное содержание цинка в частях растений, бедных хлорофиллом, 7-27 мг/кг сухого вещества, в материалах богатых хлорофиллом, оно составляет 40-95 мг/кг.
Анализ данных по содержанию цинка в урожае культур севооборота позволяет сделать заключение о том, что содержание цинка в растениях и вынос его с урожаем в основном определялся величиной урожая. Наименьшее содержание цинка в культурах севооборота отмечено на фонах, сформированных минеральными удобрениями. В большинстве случаев применение удобрений, независимо от вида, вело к снижению содержания цинка в растениях по сравнению с контролем. Исключение составила кукуруза, где наблюдалась обратная картина -применение удобрений вело к увеличению содержания цинка в растениях и урожае по сравнению с контролем, причем наибольшее его содержание отмечено на фонах, сформированных минеральной системой удобрения. Это повидимому обусловлено
