Для расчета потребности в фосфорных удобрениях
Для определения степени подвижности фосфатов в почве («фактора интенсивности») широко применяется метод Карпинского – Замятиной и метод Скофилда. По методу Карпинского и Замятиной концентрация ортофосфата определяется в вытяжке 0,015 М K2SO, а по методу Скофилда – в вытяжке 0,01 М СаС12 при соотношении почвы и растворителей 1:5. Интенсивность фосфатов может быть выражена концентрацией фосфора в водных или солевых вытяжках (Р2О5, мг/л), концентрацией отдельных фосфат-ионов (H2PO4-, HPO42-) и активностью отдельных фосфат-ионов ( 
моль/л).
Р. К. Скофилд, а затем И. С. Вудруфф впервые предложили использовать фосфатный потенциал в качестве показателя доступности фосфора растениям. Они высказали гипотезу, что состояние почвенного фосфора определяется соответствующими химическими потенциалами и их уменьшением при поглощении растениями, в результате ретроградации, при потерях и т.д. Фосфатный потенциал (ФП) – суммарная активность ионов кальция и отдельных фосфат-ионов в логарифмической форме:
ФП = 0,5 рСа + (рН2РО4 + 0,5рНРО4),
где р – знак отрицательного логарифма.
Чем меньше фосфатный потенциал, тем легче переходит фосфор в почвенный раствор, тем более благоприятны условия фосфорного питания растений.
Выбор того или иного показателя для характеристики «фактора интенсивности» зависит от целей и задач исследования. Как показали опыты, наиболее достоверную корреляцию со степенью обеспеченности почв фосфором, доступным растениям, показывает общая концентрация его в слабосолевых и водных вытяжках. К тому же определение фосфатного потенциала более трудоемко.
Для определения степени подвижности фосфатов в последнее время более широко используется вытяжка 0,01 М СаС12 (метод Скофилда), которые можно использовать в качестве дополнительного теста оценки фосфатного режима почв Беларуси.
В Беларуси для определения запаса подвижных фосфатов («фактора емкости») используют метод Кирсанова, в соответствии с которым фосфор из почвы извлекается 0,2 М НС1 при отношении почвы и раствора для минеральных почв 1:5, торфяных – 1:50 при температуре 18±3 °С, так как на количество извлекаемого фосфора влияет температура. Информацией о содержании подвижного фосфора в почве располагают все хозяйства республики и исходя из этого рассчитывают дозы фосфорных удобрений. Группировка почв по обеспеченности подвижным фосфором, определенным методом Кирсанова, приведена в табл. 6.2.
Некоторые почвы содержат много кислотнорастворимого фосфора, который искажает показатель обеспеченности почв фосфатами, если применять метод Кирсанова. В этом случае лучше использовать методы со слабосолевыми вытяжками.
6.2. Группировка почв Беларуси по содержанию подвижного фосфора (по Кирсанову)
| Группы по содержанию фосфора | Содержание Р2О5, мг/кг почвы (по методу Кирсанова) | Запасы Р2О5 в 25-санти-метровом слое, кг/га | Концентрация Р2О5 в вытяжке 0,01 М СаСl2, мг/л | |
| Минеральные | Торфяные | |||
| Очень низкое | Менее 60 | Менее 200 | Менее 200 | |
| Низкое | 61–100 | 201–300 | 201–300 | Менее 0,10 |
| Среднее | 101–150 | 301–500 | 301–500 | 0,10–0,20 |
| Повышенное | 151–250 | 501–800 | 501–800 | 0,21–0,60 |
| Высокое | 251–400 | 801–1200 | 801–1300 | 0,61–2,00 |
| Очень высокое | Более 400 | Более 1200 | Более 1300 | Более 2,00 |
Исследования кафедры агрохимии БСХА показали, что метод Кирсанова непригоден и для слабо-, средне- и сильноэродированных легкосуглинистых почв, развивающихся на мощных лессах, так как дает результаты большие, чем истинное содержание доступного для растений фосфора. Это связано с тем, что верхний перегнойный горизонт смывается и пахотный горизонт формируется с включением подзолистого и иллювиального.
Метод Кирсанова является стандартным для определения подвижного фосфора только в пахотном горизонте дерново-подзолистых почв и его нельзя использовать для характеристики нижних горизонтов. Исследованиями Д. М. Хейфец было показано, что фосфаты подпахотных горизонтов менее доступны растениям, чем пахотного. Для подпахотных горизонтов неэродированных агродерново-подзолистых почв и эродированных суглинистых, развивающихся на лёссах, по всему профилю для оценки содержания усвояемых фосфатов лучше использовать не кислотные, а слабосолевые вытяжки (методы Скофилда или Карпинского – Замятиной).
По данным 12 тура (2007 – 2010 гг.) агрохимического обследования почв Беларуси, содержание подвижного фосфора на пашне в среднем по республике составило 184 мг/кг почвы. Однако 23 % пахотных почв имеют низкую (менее 100 мг/кг) обеспеченность подвижными формами фосфора.
В настоящее время оптимальный уровень подвижных форм фосфора в республике имеет 8,8 % суглинистых, 32,0 – супесчаных, 29,1 – песчаных и 5,1 % торфяных почв. Однако даже на пахотных угодьях еще велика доля почв, слабообеспеченных фосфором (менее 100 мг/кг). Это 21,4 % суглинистых и глинистых, 21,4 – супесчаных, 20,5 – песчаных и 61,5 % торфяных почв. На луговых угодьях почв, бедных фосфатами, 55,6 %. В то же время на пахотных землях появились почвы с содержанием подвижного фосфора более 400 мг/кг (3,5 %), на которых внесение фосфорных удобрений неэффективно. Внесение фосфора свыше оптимальных значений приводит только к непроизводительным затратам. Таким образом, для повышения плодородия почв и рационального использования фосфорных удобрений нужна оптимизация фосфорного питания растений, внесение указанных удобрений с учетом содержания фосфора в почвах (табл. 6.3).
6.3. Оптимальные уровни содержания подвижных форм фосфора (Р2О5) в почвах Беларуси для разных севооборотов, мг/кг почвы
| Почвы | Севообороты | |
| с преобладанием зерновых многолетних и однолетних трав, льна | с корнеплодами, овощами, кукурузой, прифермские севообороты | |
| Дерново-подзолистые: | ||
| суглинистые и глинистые | 200–300 | 300–350 |
| супесчаные | 150–200 | 250–300 |
| песчаные | 100–150 | 150–200 |
| Торфяные (многолетние травы) | 500–800 | – |
| Минеральные почвы луговых земель | 120–200 | – |
Для прогноза эффективности фосфорных удобрений используются также методы определения емкости поглощения фосфатов почвами, фосфатной буферной способности и др.
Извлекая фосфор из почвенного раствора, растения тем самым уменьшают его концентрацию. Однако почвы могут поддерживать концентрацию фосфора в растворе на относительно стабильном уровне. Это зависит от запаса растворимых фосфатов на поверхности почвы и скорости растворения фосфорсодержащих минералов почвы. Способность почвы поддерживать концентрацию фосфатов на постоянном уровне С. М. Драчев назвал фосфатной буферной способностью.
Впоследствии П. Бекетт и Р. Уайт ввели понятие потенциальной буферной способности в отношении фосфатов (ПБСР) как способности почвы противостоять изменению фосфатного потенциала. ПБСР = G/J, где G – общий запас подвижных фосфатов почвы («фактор емкости»); J – равновесная активность Н2РО4-, или равновесный фосфатный потенциал почв («фактор интенсивности»). Отношение G/J показывает, какое количество подвижных фосфатов должно или перейти из общего запаса в почвенный раствор, или быть внесено в почву для изменения активности Н2РО4- на единицу. Этот показатель учитывает не только общее содержание подвижных фосфатов, но и степень их подвижности и поэтому более полно характеризует фосфатный режим почв, чем фосфатный потенциал. Правда, этот метод из-за трудоемкости широкого распространения не получил.
Разделить формы почвенных фосфатов и установить их роль в питании растений очень сложно из-за большого разнообразия минеральных соединений фосфора. Ни один из существующих методов определения состава минеральных фосфатов не позволяет строго выделить отдельные соединения фосфора.
Все фосфаты отличаются растворимостью и отношением к гидролитическому распаду, большинство из них труднорастворимые соединения. Выделение различных форм фосфатов основано на их разной растворимости. Наибольшее распространение получили методы Чирикова, Чанга – Джексона, Гинзбург – Лебедевой. Более совершенен из них последний, но он используется только для минеральных почв.
По методу Гинзбург – Лебедевой навеску почвы последовательно обрабатывают различными растворителями, постепенно выделяя фракции с различной степенью растворимости. Фракции распределяются в следующей последовательности: фракция Ca-PI – легкорастворимые фосфаты кальция, магния и закисного железа; фракция Са-РII – разноосновные фосфаты кальция и магния, преимущественно вторичнообразованные типа октакальцийфосфатов и др.; фракция А1-Р (типа варисцита, вавеллита и др.); фракция Fe-P (типа стренгита, дифренита и др.); фракция Са-РIII – высокоосновные труднорастворимые фосфаты кальция типа фосфорита и апатита (природные и вторичнообразованные).
Исследования кафедры агрохимии БГСХА показали, что в слабо- и среднеокультуренных дерново-подзолистых суглинистых, супесчаных и песчаных почвах фосфатов полуторных оксидов содержится в несколько раз больше, чем фосфатов кальция (табл. 6.4). Причем в дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных почах фосфатов железа больше, чем фосфатов алюминия, а в песчаных почвах, наоборот, больше фосфатов алюминия. По мере окультуривания почвы в ней существенно возрастает количество доступных растениям фосфатов кальция фракций Са-РI и Са-РII.
6.4. Влияние фосфорных удобрений на формы соединений фосфора в дерново-подзолистых почвах, мг/кг почвы
| Внесено на 1 га севооборота | Рвал | Рорг | Р2О5 в 0,2 М HCl | Рмин по Гинзбург – Лебедевой | |||||
| Са-РI | Са-РII | Al-P | Fe-P | Ca-PIII | Всего | ||||
| Легкосуглинистые почвы Ивановский стационарный опыт, Горецкий район Могилевской области (картофель) | |||||||||
| 1. Без удобрения | |||||||||
| 2. N50Р50К47 | |||||||||
| 3. Навоз 6 т/га + N25Р37К47 (эквивалентно варианту 2) | |||||||||
| Супесчаные почвы Щучинский стационарный опыт, Гродненская область (озимая рожь) | |||||||||
| 1. Без удобрения | |||||||||
| 2. N35Р58К58 + навоз 10 т | |||||||||
| 3. N68Р73К91 (эквивалентно варианту 2) | |||||||||
| 4. N38Р58К58 + навоз 20 т | |||||||||
| Песчаные почвы Стационарный опыт колхоза «Припять» Пинского района Брестской области (ячмень) | |||||||||
| 1. Без удобрения | |||||||||
| 2. N60Р90К60 |