РОЗДІЛ 5. МАКРОЕЛЕМЕНТИ І МАКРОДОБРИВА

К. К. Гедройц ще в 1912 р. за допомогою вегетаційних дослідів довів, що після видалення обмінного калію з ґрунту рослини нормально розвиваються і не виявляють явних ознак його нестачі. Це означає, що запа-си обмінного калію поповнюються за рахунок необмінних його форм. У ґрунті міститься близько

Таблиця 5.6. Групування ґрунтів за вмістом рухомих сполук калію та здатністю забезпечувати ним сільськогосподарські культури

Рис. 5.7. Модель калійного стану ґрунту (за Т. О. Соколовою; ширина стрілок умовно відображає силу зв'язків між окремими компонентами системи)

10–15 % водорозчинної форми калійних сполук відносно обмінної форми, 5– 25 – обмінної відносно кислоторозчинної і 2–15 % кислоторозчинного калію відносно валового.

Між формами калію в ґрунті встановлюється динамічна (рухома) рівновага

Калій водорозчинний ^ Калій обмінний – Калій необмінний.

Засвоюючи калій, рослини знижують його концентрацію в ґрунтовому розчині, яка відновлюється із ҐВК за рахунок обмінного й необмінного калію. Цей процес пришвидшує підсушування і зволоження ґрунту, тому вважають, що джерелом калію для живлення рослин є всі його форми, що містяться в ґрунті. Темпи поповнення запасів водорозчинного калію за рахунок інших форм калію ґрунту зазвичай відстають від темпів його засвоєння рослинами, що зумовлює потребу застосування калійних добрив.

Калійні добрива – ефективний засіб поліпшення живлення рослин калієм, але створити оптимальний вміст його рухомих сполук у ґрунті значно складніше, ніж наприклад фосфору. Внаслідок різного складу глинистих мінералів у разі внесення калійних добрив у дерново-підзолистих ґрунтах збільшується вміст обмінних форм калію, а в чорноземах – необмінних.

За рухливістю по профілю ґрунту калій займає проміжне положення між азотом і фосфором. Тому за спроби створити оптимальний калійний режим на глинистих, важких за гранулометричним складом ґрунтах значна частина калію

переходить у недоступні форми внаслідок його фіксації мінералами. На легких за гранулометричним складом ґрунтах калій добрив вимивається з орного шару, а іноді навіть за межі шару ґрунту, де знаходяться корені, в підґрунтові води.

Як уже зазначалося, в агрохімії рівень забезпеченості рослин доступним калієм виражають вмістом його рухомих форм. Проте для повнішої характеристики калійного режиму ґрунту враховують ступінь його рухливості, тобто ступінь доступності для рослин. Така оцінка ґрунтується на фізико-хімічному взаємозв'язку іонів калію, кальцію і магнію в системі ґрунт–ґрунтовий розчин і виражається через термодинамічний потенціал калію, або так званий калійний потенціал, який розглядають як чинник інтенсивності ґрунтового калію.

Під калійним потенціалом розуміють зміни вільної енергії в реакціях обміну між катіонами калію, з одного боку, та катіонами кальцію і магнію – з іншого. В системі тверда фаза ґрунту–ґрунтовий розчин за сталих температури (25 °С) і тиску (101 кПа), калійний потенціал ΔΖ° знаходять за формулою

ΔΖ0 = рК – 0,5Са,

де р – від'ємний логарифм активності іонів К+ і суми іонів Са2+ та Mg2+.

Калійний потенціал ґрунту показує можливість переходу обмінно фіксованого калію в розчин з урахуванням концентрації супутніх йому двовалентних катіонів. Що більше числове значення цього показника, то нижча здатність іонів К+ до переходу в розчин, а відповідно, його доступність для рослин. Оскільки отримана величина – від'ємний логарифм, то калійний потенціал є універсальним і відносно сталим показником для кожного типу ґрунту. Згідно з існуючою градацією, калійний потенціал в інтервалі 2,5-2,9 вказує на нестачу калію в ґрунті за нормальних умов живлення рослин, 1,8-2,2 – відповідає оптимальним умовам, < 1,5 – вказує на відносний надлишок цього елемента. Калійний потенціал зазвичай застосовують для повнішої характеристики калійного режиму ґрунту.

5.3.3. Колообіг калію в природі

Середній вміст калію в земній корі становить 2,5 %. Це один з основних біогенних елементів. Його кількість у біомасі коливається від 20 (в пустелях) до 2000 кг/га (у дібровах). Щорічно в ґрунт з біомасою повертається від 3–5 до 300 кг/га калію. Водночас із сільськогосподарських угідь з урожаєм виноситься від 20 до 500 кг/га калію. Проте його колообіг у землеробстві сприятливіший, ніж фосфору. На відміну від азоту і фосфору основна частина калію міститься в нетоварній частині рослинницької продукції – листках, стеблах, соломі, що служить кормом і підстилкою. Тому за раціонального використання нетоварної частини врожаю і гною значна частина калію може повертатися в ґрунт.

Невелика кількість калію надходить у ґрунт з насінням (близько 2 кг/га) і атмосферними опадами (5 кг/га). Проте ні цей калій, ні повернений з органічними добривами не може компенсувати його винесення з урожаєм і втрати з ґрунту.

На інтенсивність вимивання калію з кореневого шару ґрунту впливають гранулометричний склад ґрунту, його зволоженість (опади, поливи), рівень залягання ґрунтових вод, норми добрив, сільськогосподарське використання. Частина калію сільськогосподарських угідь втрачається внаслідок ерозії. Фіксація калію глинистими мінералами, його активна участь у біологічному колообігу знижують вміст калію в геологічному колообігу.

Поряд з калієм у тканинах рослин майже завжди міститься натрій (0,10,2 %). Це свого роду факультативний макроелемент: у багатьох випадках він є баластом, хоча за його наявності рослини ростуть краще.