BADANIA MODELOWE NAD KSZTAŁTOWANIEM SIĘ NIEKTÓRYCH W SKAŹNIKÓW ZAW ARTOŚCI POTASU W GLEBACH W ZALEŻNOŚCI OD DAW EK TEGO SKŁADNIKA I W APNOW ANIA

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXII, NR 2, WARSZAWA 1981 HENRYK TERELAK, W IESŁAW SADURSKI BADANIA MODELOWE NAD KSZTAŁTOWANIEM SIĘ NIEKTÓRYCH W SKAŹNIKÓW ZAW ARTOŚCI POTASU W GLEBACH W ZALEŻNOŚCI OD DAW EK TEGO SKŁADNIKA I W APNOW ANIA Zakład G leboznaw stw a i Ochrony Gruntów Instytutu Uprawy, N aw ożenia i G leboznaw stw a w P uław ach W zw iązku ze w zrostem zużycia nawozów potasow ych pow staje konieczność prowadzenia badań nad wpływem potasu na wysokość i jakość plonów roślin. Równocześnie trzeba dokładnie poznać dynam ikę potasu nawozowego w glebie, w zależności od w arunków otoczenia i stosow a nych zabiegów, zwłaszcza w apnow ania. A ktualnie prow adzone badania w tej dziedzinie dotyczą głów nie efektu działania tego składnika na plonowanie roślin [6 ]. Znacznie mniej prac uwzględnia wpływ nawożenia potasem na właściwości gleb, a nieliczne tylko opracowania trak tu ją o wpływie nawożenia potasem oraz potasem i wapnem [12, 13] na zawartość w glebie różnych form tego składnika. Podkreślić należy, że w literaturze istnieje znaczna rozbieżność poglądów co do w pływu wapnowania na kształtow anie się w glebie zawartości form potasu i dostępności tego składnika dla roślin [5, 8, 9, 12, 13]. Celem naszych badań było określenie w pływu zróżnicowanych dawek potasu i wapna na zawartość poszczególnych form potasu w glebie oraz na dynamiczne wskaźniki zaopatrzenia roślin w ten składnik (wskaźnik aktyw ności potasu ARK0, energia wolnej w ym iany AF, pojem ność buforow a gleb PB C K). O pracow anie niniejsze stanow i kontynuację podjętych wcześniej b a dań w zakresie przem ian potasu w glebie [13]. METODYKA BADAŃ Do doświadczenia modelowego użyto gleby piaszczystej (próchnica 2,2%, cząstki о ф < 0,02 17%, ph w KC1 4,5), gliniastej (próchnica 2,8%, cząstki o 0 < 0,0 2 33%, ph w KCL 4,1) i lessowej

2 88 H. Terelak, W. Sadurski (próchnica 1,64%, cząstki о 0 < 0,02 33%, ph w KCl 4,4). W doświadczeniu uwzględniono kom binacje wapnowane i bez dodatku C ac 03. Dawkę w apna dla kom binacji wapnow anych obliczono według 0, 0,5, 1,0, 2;0 i 3,0 kwasowości hydrolitycznei. 400 g pow ietrznie suchej gleby, w zależności od kom binacji, w ym ieszano z odpow iednią ilością chemicznie czystego węglanu wapnia, wsypano do 400 m ililitrow ych zlewek, doprowadzono do 60% pojem ności wodnej, zważono i zabezpieczono folią przed nadm iernym parow aniem. Po upływ ie 10 dni od zastosow ania w apna do gleby dodano w postaci roztw oru chem icznie czysty chlorek potasu w ilości odpowiadającej dawce 0 (K0), 50 (Ki), (K2), 200 (K3) i 400 (K4) kg K /ha przy uw zględnieniu 20 cm w arstw y gleby, co wynosi odpowiednio: 0,, 3,3, 6,7, 13,3 mg K/ g gleby. Uzyskano w ten sposób następujące kom binacje nawozowe dla każdej gleby: K 0, K b K 2, K 3, K 4 bez wapnowania oraz z dodatkiem wapna według 0, 0,5, 1,0, 2,0 i 3,0 kwasowości hydrolitycznej. Doświadczenie założono w trzech pow tórzeniach. Inkubacja gleby w tem peraturze pokojowej z dodanym i składnikam i trw ała 153 dni. Po zakończeniu doświadczenia oznaczono w próbkach glebow ych podstaw ow e w skaźniki właściwości gleb m etodam i powszechnie stosow anymi. Ponadto w glebach oznaczono: potas rozpuszczalny w 1,0 N H N 0 3 według m etody stosowanej przez R eitem eiera, potas rozpuszczalny w 20-procentowym HC1 według m etody Giedrojcia, potas wym ienny w wyciągu 0,5 N chlorku amonu, potas przysw ajalny w edług m etody E gnera-r iehm a, potas rozpuszczalny w wodzie według m etody opisanej przez Arinaszkinę, wskaźnik aktyw ności potasu ARK0 m etodą Beeketta [4], ze wzoru ARK0= а К /j / a(c a+m g), gdzie a oznacza aktywność jonu, pojem ność buforow a gleb PB CK obliczono ze wzoru: PB C K = energię wolnej w ym iany potasu ( AF) ze w zoru zaproponowanego przez Woodruffa [15]: - A F - RTln ак / }/' a(ca + Mg) gdzie: R = 1,987 cal/k mol, T = 273,15 + t tem peratura absolutna, lnx = 2,303 lg x znak logarytm u naturalnego, ot = aktyw ność jonu w yrażona w m olach/litr.

3 Potas w glebie naw ożonej К i w apnow anej 89 W YNIKI BADAŃ Zastosowane dawki potasu nie spowodowały istotnych zmian odczynu gleb, zawartości przysw ajalnych form fosforu i magnezu, kwasowości hydrolitycznej i w ym iennej oraz w ym iennego w apnia i m agnezu zarów no w przypadku kom binacji wapnowanych, jak i nie wapnowanych. Wraz ze wzrostem dawki potasu obserwowano nieznaczny wzrost ilości kationów o charakterze zasadowym i pojemności sorpcyjnej, co wiąże się ze wzrostem udziału jonu potasowego w kompleksie sorpcyjnym gleb. W zrost udziału potasu w kom pleksie sorpcyjnym spowodow ał znaczne zm niejszenie stosunku w ym iennych jonów Ca:K i rozszerzenie Mg:K. W w yniku wapnowania nastąpiło znaczne obniżenie zakwaszenia gleb, zwiększenie zawartości w glebie przysw ajalnego fosforu i wymiennego w apnia, zm alała ilość przysw ajalnego i w ym iennego m agnezu oraz rozszerzył się stosunek wym iennych jonów Ca:Mg, Ca:K i zwężył Mg:K. D aw ka w apna odpow iadająca 0,5 kwasowości hydrolitycznej spowodow a ła zanik w glebie glinu ruchomego i doprowadziła odczyn gleb do ph (w 1 N KC1) około 5,4. P rzy dawce CaCO?i odpow iadającej 3,0 stw ie r dzono w glebach obecność węglanów. Podkreślić należy, że dawki wapna większe od 1,0 kwasow7ości hydrolitycznej tylko nieznacznie zwiększały odczyn gleb i obniżały udział jonu wodorowego w kom pleksie sorpcyjnym. Szczegółowe dane dotyczące zm ian właściwości gleb w w yniku zastosowanych dawek potasu i wapna znajdują się u autorów. ZAWARTOŚĆ FORM PO TASU W GLEBACH Badane gleby zaw ierały w stanie wyjściowym średnio około 1,5 mg potasu rozpuszczalnego w wodzie (rys. 1, tab. 1). Gleba gliniasta zaw ierała najw ięcej potasu przysw ajalnego i wymiennego (7,0 i 10,6 mg K/ g gleby). W glebie piaskow ej i lessowej zaw artość potasu p rzy swajalnego była zbliżona. Gleba lessowa i gliniasta zaw ierały zbliżoną, a w porów naniu do piaskow ej zdecydow anie większą ilość potasu rozpuszczalnego w 1,0 N HNO3 i 20-procentow ym HC1 (rys. 2, tab. 1). Om a w iane gleby należy uznać za m ało zasobne w potas przysw ajalny. Zastosow ane daw ki potasu spow odow ały istotny w zrost zaw artości badanych form potasu w glebie, proporcjonalny do ich wielkości (rys. 1, 2). Dawka 400 kg K /ha doprowadziła gleby do dobrej zasobności w potas około 20 mg K 20/ g gleby. Przedstaw ione w tabeli 1 średnie ilościowe (X ) i procentowe A wskaźniki wzrostu zawartości form potasu w badanych glebach pod w pływ em zastosow anych daw ek potasu w stosunku do kontroli K 0 w skazują, że najw yższa akum ulacja potasu rozpuszczalnego w wodzie n astąpiła w glebie piaszczystej. W glebie gliniastej i lessowej ilościowy w zrost tej form y potasu jest zbliżony. Procentow y w skaźnik w zrostu

4 90 H. Terelak, W. Sadurski Rys. 1. Zawartość łatw o dostępnych form potasu w glebach w zależności od dawki tego składnika i w apnow ania 2 - K0 K50 3 _ K 4 - K200 5 _ K Content of readily available potassium in soils depending on the potassium fertilizer and lim e rate 1- K0' 2 - K Kl»0-4 - K K,00 zawartości potasu rozpuszczalnego w wodzie w badanych glebach układa się następująco: gleba piaszczysta > gleba lessowa > gleba gliniasta. Znaczny w zrost ilości potasu rozpuszczalnego w wodzie w glebie piaszczystej związany jest z niską zawartością iłu koloidalnego i w ynikającą stąd słabą zdolnością sorpcji jonów. Z praktycznego punktu widzenia jest to zjawisko niekorzystne, potas bowiem nie związany ze stałą fazą gleby może być,,luksusow o pobierany przez rośliny lub w ym yw any w głąb profilu glebowego. Ilość potasu zakum ulow ana w form ie p rzysw ajalnej w badanych glebach w w yniku zastosow anych daw ek tego składnika jest zbliżona i przewyższa ilość nagrom adzoną w form ie rozpuszczalnej w wodzie. Procentow y wskaźnik wzrostu potasu przysw ajalnego w stosunku do kontroli jest najniższy w glebie gliniastej, a w piaszczystej i lessowej w artości te są zbliżone. Procentow e w skaźniki w zrostu zaw artości potasu przysw ajalnego w glebie piaszczystej dla zastosow anych daw ek potasu są znacznie niższe niż dla potasu rozpuszczalnego w wodzie. W p rzy padku gleby gliniastej i lessowej obserw ujem y zjaw isko odw rotne.

5 Potas w glebie nawożonej К i wapnowanej 91 Rys. 2. Zawartość rezerw ow ych form potasu w gleoacn w zaieznosei od dawki tego składnika i w apnow ania objaśnienia jak w rys. 1 Content of reserve potassium form s in soils depending on the potassium fertilizer and lim e rate explanation as in Fig. 1 W skazuje to, że w glebach tych, w porów naniu z glebą piaszczystą, więcej potasu w iązane jest przez stałą fazę gleby. Największe wskaźniki (X i A) nagrom adzania dodanego potasu w form ie w ym iennej stwierdzono w glebie piaszczystej, a najm niejsze w gliniastej. W glebie piaszczystej i lessowej w przeciw ieństw ie do gli-

6 potasu Potassium form Potas rozpuszczalny w V,odzie Water-soluble potassium Potas przyswajalny Available potassium Potae wymienny Exchangeable potassium Pocas rospuszczolny w 1 N HKO^ Potassium soluble in 1?THN03 Potas rozpuszczalny w 20# HCl Potassium soluble in 20% HCl T a b e l a 1 Wpływ dawek potasu na wzrost zawartości form tego składnika w glebach - К w mg/ g gleby w stosunku do kontroli /XQ/ Effect of potassium rates on increase of this element content in so ils - mg К per g of so il in relation to control /%./ u Dawka Gleba piaszczysta - Sandy so il Gleba gliniasta - Loamy so il Gleba lessowa - Loess so il potaau kg/ha dav7ka CaCO^ wedlug wartośei kwasowości hydrolitycznej - icac03 rate corresponding with the hydroly tic acidity value slum rate dn kg/ha С K5G K10 0 *200 K400 V е K50 K1C0 200 K400 V 7?0 V - "-.-00 k.:00 ' "о K5C X ^200 ic400 K50 ;< ^ 00 K ,5 1,0._... 1,5 0,4 0,9 2,3 5, ,8 4,4 10,7 6,6 2,8 4,0 7,5 13,7 2d, 2 1,o 3,3 6,7 10,0 39,3 0,5 1,6 3,4 8,3 1,6 0,8 t 2 2,6 5,1 4, ,6 12,1 6,6 2,8 4,0 7,5 14,4 0,6 1,2 2,3 4,8 4*8 1, p7 6,6 3,2 5,1 8,4 13, ; 23,2 1* 3,3 i 6,7 10,3 39,8 0,9 3,4 9,2 1,4 3,3 7,0 10,8 39,8 0,7 3,4 10,0 2,0 3,0 X A 0 0,5 1,0 2,0 3,0 X A 0 0,5 1,0 2,0 3,0 X A 1,8 0,6 1j 1 2,1 4, ,1 3, ,6 4, ,4 27,3 1,2 3,2 6,9 9,7 35,4 0, ,8 0,5 1,0 2,1 4,7 5,0 1,8 2,8 5,5 11,4 6, *2 14,0 27, t5 9,7 38,7 0,6 2,0 4,3 5,5 0,6 1,1 2,3 4,9 4,9 1,6 2,6 5,5 11,5 6, , ,0 27,9 1,2 3,2 6,8 10,1 39,5 0,7 3*S 9, ,4 0,3 1,5 3,0 7, ,2 9,9 10, *, ,6 44, ,6 0,6 2, ,2 f\ *7 «: 1, ,6 1,5 2, ,8 2,0 2,5 4,0 8,7 75,5 0,5 1,8 3,3 7,9 1,0 0,4 0,9 1,6 3,0 6,8 1, ,7 10,6 1,3 2,1 3,9 8, ,3 4, ,5 0,4 0,9 2,0 8,5 2,1 0,0 1*1 2,9 6,6 2,6 3,3 5,7 10,4 10,6 1, ,2 1,6 3,8 5,0 12,1 73,3 1, ,8 2,2 0,2 0,5 1,3 2,9 6,8 2,0 3,7 5,6 10,6 i 10,6 1,0 1,9 4,3 8,6 41, , ,7 73,9 0, , ; 9 0,3 0, ,9 6,8 2, ,9 10,6 1,5 2,3 4,1 8, ,6 3,4 5, ,8 0,7 1,8 3,7 8,9 1o b ,4 0,2 0,7 4,0 4, 3 1 ( 5 2,3 S:?0 10, ,7 10,6 45,6 1,2 3,4 6,1 10,3 83,3 0,7 2,1 4,8 12, ,5 0, ,7 4,3 10,0 7 у8 1,1 2,6 5,1 H,b 45, ,6 10,0 8 3t 0 1,1 2,8 6,0 13,0 1,5 0, , , ,8 1,6 3,1 5,4 11,9 45, ,0 10,8 83,4 1,2 2,6 5,6 12, ,3 0, t ,0 2, , , ,8 0,7 2 j 6 5,7 13,3 1,8 0,1 0,4 1,2 3,6 4, ,7 5,2 11, ,2 42,2 1, , ,2 2, ,3 0, > ,6 5*0 10 fj ,0 5,2 11,6 44,5 1, , , C CO to Terelak, W. Sadurski X - średni ilościowy wskaźnik wzrostu zawartości potasu w stosunku do kontroli /Kq/ mean quantitative index of the potassium content increase in relation to control /XQ/ A - średni procentowy wskaźnik wzrostu zawartości potasu w stosunku do kontroli /X / mean percentual index of the potassium content increase in relation to control /KQ/ x - dla obiektu KQ podano zawartość X w glebach, a dla pozostałych przyrosty ilo ś c i tego s kładnikn w stosunku do potasu for the К treatment the К content in soils, for the remaining treatments - increment s of potassium content of Increased potassium fertilizer rates, are given KQ pod wpływem zas tosowanych dawek in relation to KQ iunder the effect

7 Potas w glebie naw ożonej К i w apnow anej 93 niastej i lessowej, w zrost ilości potasu wym iennego pod. w pływ em zastosowanych dawek tego składnika jest tylko nieco wyższy od wzrostu zasobności gleb w potas przysw ajalny. Procentowe wskaźniki wzrostu zaw artości potasu w ym iennego w glebie gliniastej i lessowej dla poszczególnych poziomów zastosowanego potasu są o blisko 50% niższe w porów naniu z podobnym i w skaźnikam i dla potasu przysw ajalnego. Zastosowane dawki potasu zwiększyły, w porów naniu z kontrolą (K0), ilość tego składnika w glebach, ekstrahowanego 1,0 N H N 0 3 i 20% HCl (wzrost w skaźników X i A, tab. 1). J e st to jednak w zrost pozorny, spowodowany zwiększaniem się w glebach zawartości potasu dostępnego dla roślin (potas rozpuszczalny w wodzie, przysw ajalny i wym ienny), a nie wzrostem ilości tzw. czystych form tego składnika, ekstrahow anych 1,0 N H N 0 3 czy 20-procentow ym HCl. Obliczone zaw artości tzw. czystych form potasu rozpuszczalnego w 1,0 N HNO3 i 20-procentowym HCl w glebach potraktow anych różnym i daw kam i tego składnika i porów nane z podobnym i w artościam i uzyskanym i dla gleb obiektu k o n tro l nego (K0) nie wykazały między sobą większego zróżnicowania. Oznacza to, że dodany do gleb potas został zakum ulow any w form ie dostępnej dla roślin. Przeprow adzone dodatkow e obliczenia potw ierdziły to w ykazując, że dodany do gleb potas został praw ie w całości odnaleziony w form ie dostępnej dla roślin. W w arunkach przeprowadzonego dośw iadczenia nie stw ierdzono zatem, aby w badanych glebach zachodziło zjawisko retrogradacji potasu nawozowego. A kum ulacja potasu nawozowego w yłącznie w form ie dostępnej dla roślin nie jest korzystna z praktycznego punktu widzenia. Wysokie stężenie ruchom ych form potasu w glebach sprzyja luksusow em u pobieraniu tego składnika przez rośliny oraz przem ieszczaniu w głąb p rofilu glebowego, co m o że mieć miejsce szczególnie w przypadku wysokich dawek potasu, gleb lekkich oraz wilgotnego klim atu. We w szystkich badanych glebach pod w pływ em w zrastających dawek wapna zarysowuje się pewna tendencja w zrostu zawartości potasu glebowego rozpuszczalnego w wodzie w porów naniu z glebami obiektów nie wapnowanych, przy równoczesnym braku zmian lub naw et pewnym zm niejszeniu ilości potasu w form ie przysw ajalnej i w ym iennej (tab. 2). Również dawki wapna nie przekraczające 1,0 kwasowości hydrolitycznej nie spow odow ały w iększych zm ian w zaw artości potasu glebowego rozpuszczalnego w 1,0 N HNO3 i 20-procentowym HCl. Przy stosowaniu dawek w apna według 2,0 i 3,0 Hh zaznaczyło się pewne zmniejszenie ilości potasu glebowego ekstrahowanego 1,0 N HNO3 i 20-procentowym HCl (rys. 2, tab. 2). Podkreślić należy, że zm iany w zawartości badanych form potasu pod w pływ em w apnow ania są nieduże i w w arunkach stosowanego ak tualnie naw ożenia potasem m ogą nie m ieć większego znaczenia praktycznego. W apnow anie gleb p o traktow anych różnym i daw kam i potasu zwięk-

8 Wpływ wapnowania na zawartość form potasu w glebach - К w mg/ g gleby Effect of liming on the content of potassium forme in eoil - mg К per g of soil Tabela 2 id Forma pofreeu Potassiua form Dawka potasu kg/ha Potassium rate in kg/ha Wzrost /+/ i spadek /-/ zawartości form potasu w glebach w stosunku do kombinacji nie wapnowanej ' Increase /+/ or decrease /-/ of the content of potassium forms in soils in relation to unlimed treatment! gleba piaszczysta - sandy soil gleba gliniasta - loamy soil gleba lessowa - loess soil dawka CaCO^ według wartości kwasowości hydrolitycznej - CaCO-j rate corresponding with hydrolytic acidity value 0 0,5 1,0 2,0 3,0 0 0,5 1,0 2,0 3,0 0 0,5 1,0 2,0 3,0 Potas K ,1 +0,3 +0,3 +0,3 0 +0,1 +0,4 +0,5 1,4 0 +0,1 +0,1 +0,4 rozpuszczalny * ,5 +0,5 +0,5 +0,4 2,1-0,2 +0,1 +0,4 +0,3 1,6 +0,3 +0,2 +0,2 +0,1 Water-soluble K 2,4 +0,4 +0,6 +0,5 +0,4 2,4 0 +0,3 +0,6 +0,3 2,1 +0, ,2 potassium *200 3,8 +0,4 +0,3 +0,1 +0,1 3,2-0,2 +0,2 0 +0,3 3,1-0,2-0,2 и -0,1 K400 6,5 +0,2 +0,1 +0,1 0 4,7-0,2 +0,1 +0,3 +0,4 5,4-0,4-0,2-0,4 0 Potas *0 5,1-0,3-0,3 -о,з -0,1 7,0 0-0,2-0,4-0,2 4,3-0,1-0,1 0 0 przyswajalny KcQ 6,2 0 +0,1 +0,6 +0,6 9,5-1,1-0,8-0,1-0,7 5,8-0,4-0,2-0,5 0 Available potassium * 6,9 +0,3 +0,9 +0,9 +0,9 10,5-1,0-0,5-0,4 0 7,1-0,2-0,6-0,3-0,1 *200 9,5 +0, ,2 + 1,0 12,2-0,6-0,1-0,1 +0,2 9,3-0,3-0,3 +0,3 + 1,2 *400 15,8 + 1,1 +0,7 +0,7 +0,6 16,9-0,5-0,4 +0,1 +0,5 14,7-0,5-0,4 + 1,3 + 1,1 Potas Kq 6, , , wymienny *50 9,4 0 +0,4 + 1,2 + 1,5 13,0-0,9-1,1-1,2-1,4 9,0-0,1 +0,4 +0,3 +0,4 Exchangeable 10,6 0 potassium * + 1,1 + 2,3 + 1,4 13,8-0,8-1,1-1, ,2 +0,4 +0,7 + 1,1 +o,7 *200 14,1 0 +0,9 + 1,8 + 15,0-0,1-0,5-0,6-0,1 12,5 +0,4 +0,7 + 1,1 +0,5 20,3 +0,7 0 +0,7 +0,3 18,2 +0,2 +0,6 +0,2 + 1,0 18,4 + 1,0 + 1,3 + 1,9 +0,6 I» о 'w* Potas Ко 28, ,5-1,1 44, ,6-3,3 45,6 0 0,6 1-1,6-3,4 rozpuszczalny w 1 N HNO- К50 29,2 +0,1 +0,4-0,2-0,8 46,5 +0, ,6 46,2-0,2 0,6-1,3-3,0 3 * 31, ,5-0,6 47,3 0 +0,8 -o,3-1,5 49,0 +0,5-0,2-0,1-2,0 Potassium 1UU soluble in *200 34,9 0 +0,3-0,2-1,3 48,4 +0,4 + 1,3 +0,6-0,4 5 +0,5 +0,3 +0, N HN03 *400 38,2 +0,3 +0,8-0,7-1,4 54,5-1,0 + 1,1 + 1,2-0,3 55,9 +0,5-0,1 +0,1-1,5 Potas rozpuszczalny w 20% HCl Potassium soluble in 205t HCl О О О о о о о я # ' * *?,? 39, ,2 48,1 0 +0,4 +0,1 0 +0,9 0 +0,2 +0, ,4 0-0,3 +0,6 +0,8-1,1-1,0-0,7-0,2-0, , ,1-0,2-0,4-0,2 +0,4-0,1-0,3-1,3-1,5 + 1,0-2,3-1,3-1,9-0,2 + 1,1 - -1,5-1,9-0,9 +0, , ,1 95,9-0,3-0,1 +0,4 +0,9 +0,1 +0,1 +0,6 +0,6 +0,9-0,2-0,5-0,5 0 +0,4 +0, ,6-0,4-0,4-1,5 I-I. Terelak, W. Sadurski

9 Potas w glebie nawożonej К i wapnowanej 95 szało nieco jedynie w glebie piaszczystej ilość potasu rozpuszczalnego w wodzie i przysw ajalnego oraz w ym iennego, szczególnie przy stosow a niu w ysokich daw ek C ac 03, w porów naniu z kom binacjam i nie w apnow anym i. T rudno jest tu jednak ustalić związek m iędzy ilościowym w zrostem tych form potasu a zastosowaną dawką wapna. Zm iany zawartości potasu rezerwowego (rozpuszczalny w 1,0 N H N 0 3 i 20-procentowym HCl) w glebie piaszczystej oraz w szystkich badanych form tego składnika w glebie gliniastej i lessowej pod wpływem wapnowania są tak m ałe i nieregularne, że nie pozw alają na jednoznaczną ocenę w pływ u tego zabiegu na kształtow anie się zaw artości form potasu w glebie. W prow a dzonym doświadczeniu nie udało się jednoznacznie określić korzystnego w pływ u wapnow ania na wzrost zasobności gleb w dostępne dla roślin form y potasu. DYNAMICZNE W SKAŹNIKI ZAOPATRZENIA ROŚLIN W POTAS Dotychczasowe m etody oceny zasobności gleb w potas dostępny dla roślin oparte są na oznaczaniu tego składnika w glebie ekstrahowanego różnym i roztworam i. Zdaniem M a c Kaya i De Longa [10] sposób ten nie jest w pełni zadow alający, poniew aż ilość oznaczonego potasu Rys. 3. W pływ naw ożenia potasem i w apnow ania na kształtow anie się w skaźnika aktyw ności AR QK (linia ciągła) i energii w olnej w ym iany A F (linia przerywana) potasu w glebie Dawka CaC03 według wartości Hh: ,5, 3 1,0, 4 2,0, 5 3,0 Potassium fertilization and lim ing effect on the form ation of the activity catio (AR0K ) and free exchange energy ( A F ) of potassium in soil CaCOj rate corresponding with the Hh value: 1 0, 2 0.5, 3 1.0, 4 2.0, 5 3.0

10 96 H. Terelak. W. Sndurski nie oznacza jeszcze, że może on być w całości w ykorzystany przez rośliny. W ykorzystanie potasu przez rośliny zależy bowiem nie tylko od zaw artości w glebie tego składnika, ale i od jego aktyw ności, która w a ru n kowana jest występowaniem w glebie innych jonów, a głównie: Ca2+ Mg2+, Al8+, F e3+, N a \ H+ [2, 4, 14]. W skaźnik aktyw ności potasu (ARK) w użytych do doświadczenia glebach wynosił: piaszczystej 0,0103, gliniastej 0,0050, lessowej 0,0074 (mol/l)1/2 (rys. 3). Gleba piaszczysta w porów naniu z gliniastą i lessową m a więc wyższą zdolność zaopatrywania roślin w potas w początkowym okresie wegetacji. Dwie ostatnio wymienione gleby, ze względu na wyższy potencjał buforow y PBCK (tab. 3), m ają większą zdolność urucham iania potasu i m ogą rów nom ierniej zaopatryw ać rośliny w ten składnik w trakcie w egetacji. Wpływ w ielkości dawek potasu i wapna na kształtowanie się pojemności buforowej gleb /РВСК/ E ffect of the potassium and. lime rates on the formation of the p oten tial b u ffe r in g capacity of s o ils /РВСК/ Tabela 3 Dawka CaCO^ + К PBCK v.' Ш -S. pbck in /К/I./1''2 me /1^0 r: /М /Ь/1/2 CaC03 + К rate gleba piaszczysta sandy s o il gleba g lin ia sta loamy s c il glerri lessowa lo ess s o il ,9 24,0 29, ,8 22,2 27, ,9 22,2 28, ,0 29, ,0 25,0 29,0 0, ,3 31,3 34,7 0, ,0 30,0 32,7 0,5 + 16,2 31,5 33,0 0, ,0 35,0 34,0 0, ,0 29,9 33,5 1, ,3 31,3 33,0 1, ,3 30,7 32,7 1,0 + 18,1 30,7 33,0 1, ,9 28,6 31 *5 1, ,0 28,6 34,0 2, ,3 31,3 33,3 2, ,6 29,9 36,0 2,0 + 18,0 31,0 34,0 2, ,0 33,3 33,0 2, ,0 30,5 32,5 3, ,3 31,3 33,3 3, ,4 30,7 34,7 3,0 + 19,0 31,5 35,0 3, ,8 32,0 32,5 j 3, ,0 29,6 33,0 j

11 Potas w glebie naw ożonej К i w apnow anej 97 W zrastające daw ki potasu zwiększały, proporcjonalnie do ich w ielkości, wskaźnik aktywności potasu (ARK) w badanych glebach (rys. 3). Jego w artości w glebie piaszczystej przy poszczególnych daw kach potasu są znacznie wyższe w porównaniu z glebą gliniastą i lessową. Jest to spowodowane wyższym wskaźnikiem aktyw ności potasu w glebie w yjściow ej, większą akum ulacją zastosowanego potasu w form ie dostępnej oraz praw dopodobnie niższą zaw artością w roztw orze glebow ym ta kich jonów, jak Al3+, Fe3\ Ca2\ Mg2+ itp. W glebie gliniastej i lessowej przebieg krzyw ych wskaźnika ARK ma kształt zbliżony, co wskazuje, że zastosowane dawki nawozu nie różnicowały w tych glebach w sposób zasadniczy w skaźnika aktyw ności potasu. W odróżnieniu do gleby piaszczystej krzyw e w skaźnika ARK m ają tu bardziej k ształt płaski. Spow o dowane jest to intensyw niejszą sorpcją dodanego potasu oraz m niejszą ilością tego jonu pozostającego w roztw orze glebowym. W zrastające dawki wapna w w yraźny sposób obniżały wielkości wskaźnika ARK, co w odniesieniu do praktyki rolniczej pociąga za sobą zmniejszenie jego dostępności dla roślin. W prowadzonym doświadczeniu nie następowało pobieranie potasu przez rośliny, a zatem obniżenie w skaźnika aktyw ności potasu w glebie wiąże się z w ykonanym w apnowaniem. Zdaniem Woodruffa [15] i innych badaczy [3, 7] najlepszym w skaźnikiem określającym zdolność gleb do zaopatryw ania roślin w potas jest energia wolnej w ym iany ( AF) tego składnika. Uwzględnia ona nie tylko ilość potasu w glebie, pojemność kom pleksu sorpcyjnego i stopień jego wysycenia potasem oraz innym i jonami, ale także siłę jego zw iązania z fazą stałą gleby. Woodruff [15] ustalił eksperym entalnie, że energia wolnej w y m iany potasu rzędu kalorii w skazuje na niedobór potasu potrzebnego dla praw idłow ego rozw oju roślin. G leby optym alnie zaopatrzone w potas pow inny mieć energię w olnej w ym iany rzędu k a lorii. W tych w arunkach stosunek potasu do innych jonów w glebie jest niższa od 200 kalorii, oznacza to, że w glebie w ystępuje nadm iar potasu w stosunku do w apnia i m agnezu. S przyja to luksusow em u pobieraniu potasu przez rośliny. Użyte do doświadczenia gleby, zgodnie z liczbami granicznym i dla potasu przysw ajalnego oznaczonymi m etodą Egnera-Riehm a, były mało zasobne w ten składnik (gleba piaszczysta 6,1, gliniasta 8,4, lessowa 5,2 mg K 20 / g gleby). N atom iast w św ietle przedziałów zaproponow anych przez W oodruffa [15] gleby te należałoby uznać za optym alnie zaopatrzone w potas, ponieważ energia wolnej w ym iany waha się w granicach od 2666 (gleba piaszczysta) do 3087 (gleba gliniasta) kalorii (rys. 3). Zastosow ane daw ki potasu zwiększyły, proporcjonalnie do ich wysokości, stężenie tego składnika w glebie i zm niejszyły w olną energię w y- 7 Roczniki Gleboznawcze

12 98 II. Terclak, W. Sndurski îniany. F t/у iiajwyższej dawce potasu odpow iadającej 400 kg/ha zasobność badanych gleb w pot.is przysw ajalny wzrasta do poziomu średniej zasobności (gleba piaszczysta 19,0, gliniasta /10,3, lessowa 17,6 mg K 20 /iû 0 g gleby). W olna energia w ym iany przy analogicznej dawce spadła w przypadku gleby piaszczystej z 26G6 do 1993, gliniastej z 3087 do 2374 i lessowej z 2858 do 2312 kalorii. W świetle danych Woodruffa [15] najw yższa daw ka (400 kg K/ha) jedynie w przypadku gleby piaszczystej zmieniła zasobność z optym alnej do nadm iernej. W przypadku gleby gliniastej i lessowej test W oodruiia był zgodny z liczbam i granicznymi przyjętym i dla m etody Egnera-Riehma. W apnowanie nie miało większego w pływu na zawartość form potasu glebowego, ale w w yraźny sposób zwiększało wolną energię wym iany tego składnika. W skazuje to, że zabieg ten zm niejszał dostępność p otasu dla roślin. W apnowanie gleb kw aśnych wysokimi dawkam i СаСОз może, szczególnie w w arunkach braku lub niskiego nawożenia potasem, w yraźnie obniżyć ilość potasu dostępnego dla roślin. Beckett [4, 5] i inni badacze [1, 11] uważają, że pełny obraz zdolności gleby do zabezpieczenia roślin w potas można uzyskać analizując nie tylko ilość i aktyw ność tego składnika, ale rów nież pojem ność buforow ą gleb (PBCiv). W yraża ona stosunek ilości potasu m ającego zdolność przechodzenia z fazy stałej do roztw oru glebowego do wtskaźnika aktyw ności jonu potasowego (ARK) w glebie. Pojem ność buforow a określa zatem zdolność gleb do przeciw staw iania się zm ianie w artości w skaźnika А О przy nawożeniu potasem lub przy intensyw nej upraw ie roślin bez nawożenia tym składnikiem. Pojemność buforowa gleb użytych do doświadczenia kształtuje się następująco: gleba piaszczysta 12.9, gliniasta 24, lessowa 29,6 (me/ g) : (M/l)1/2 (tab. 3). Istniejące zróżnicow anie m iędzy glebam i w y nika z zawartości próchnicy, frakcji koloidalnej i spław ialnej oraz składu m ineralnego gleb. Gleba piaszczysta w porównaniu z gliniastą i lessową odznacza się znacznie m niejszą zdolnością sorbow anin i uw alniania potasu pod wpływem nawożenia czy też pobierania przez rośliny. Oznacza to, że znaczna część zastosowanego potasu może być nie zasorbowana i pozostać w formie jonowej w roztworze glebowym. Na glebach lekkich rośliny naw et przy niskim naw ożeniu potasem m ogą być dobrze zaopatrzone w ten składnik, ale tylko w początkowym okresie wegetacji. W okresie późniejszym w wyniku wyczerpania potasu dostępnego przez rośliny oraz częściowego wym ycia, jak rów nież słabej zdolności uzupełniania w potas roztw oru glebowego prze;-: fazę stałą gleb lekkich (niskie PB CK) może w tych glebach, w ystąpić w yraźny niedobór tego składnika. Gleby zwięzłe, ze względu na wysoką pojemność buforową, mogą wiązać znaczne ilości potasu, a następnie równom iernie udostępniać go roślinom w trakcie w egetacji. Przeciw działa to luksusow em u pobieran iu potasu przez rośliny oraz w ym yw aniu.

13 Potas w glebie naw ożonej К i w apnow ane] 09 Zastosowana dawka wapna, odpowiadająca 0,5 kwasowości hydrolitycznej, zwiększyła pojem ność buforow ą gleby piaszczystej o 4,4, lessowej o 5,1 i gliniastej o 7,3 (me/ g) : (M/l)1/2. Dalszy wzrost ilości stosow anego w apna nie powodował już w iększych zmian. W zrost pojem ności buforow ej gleb w arunkow any jest złożonymi reakcjam i fizykochemicznymi zachodzącymi w glebie pod wpływem wapnowania. Obecny stan wiedzy nie pozwala jednak jednoznacznie określić m echanizm u w zrostu pojem ności buforow ej gleb pod w pływ em w apnow ania [9]. Zastosowane w doświadczeniu dawki potasu nie w płynęły w większym stopniu na zm ianę wielkości w skaźnika PB CK (tab. 3). Dane te są zgodne z uprzednio uzyskanym i wynikam i {13] oraz rezultatam i doświadczeń Naffady i Lam ma [11]. W ymienieni autorzy twierdzą, że dawki potasu w ilości do 0 kg K/ha nie pow odują zmian wielkości w skaźnika PBCK. WNIOSKI P rzeprow adzone badania m odelowe pozw alają na wyciągnięcie n a stępujących wniosków. 1. Zastosow ane daw ki potasu zw iększyły w badanych glebach, proporcjonalnie do ich wielkości, zaw artość form tego składnika i a k ty w ność jonu potasow ego ARK, zm niejszyły energię w olnej w ym iany potasu A F oraz nie w płynęły w większym stopniu na pojemność buforową gleb PBCK. W niesiony do gleby potas został praw ie w całości odnaleziony w form ie łatw o dostępnej dla roślin (potas rozpuszczalny w wodzie, przysw ajalny i wymienny). 2. Badane gleby nie uw steczniały w przeprow adzonym doświadczeniu modelowym potasu nawozowego do form rezerwowych i niew ym iennych. 3. W apnowanie nie wpłynęło w zasadniczy sposób na zróżnicowanie zawartości badanych form potasu glebowego. Zarysow uje się jednak pewna tendencja wzrostu ilości potasu rozpuszczalnego w wodzie wraz ze w zrostem daw ki w apna oraz spadku ilości tego składnika ek strah o wanego 1,0 N H N 0 3 i 20-procentowym HCl przy dawkach wapna w ilości równoważnej 2,0 i 3,0 kwasowości hydrolitycznej. W apnowanie nie różnicowało w istotny sposób zaw artości badanych form potasu w glebach potraktow anych tym składnikiem. 4. W apnowanie obniżało aktywność jonu potasowego (spadek ARK) i zwiększało energaię wolnej wym iany potasu ( AF). W skazuje to, że zabieg ten zm niejsza dostępność potasu dla roślin. K orzystny w pływ w apnow ania na pojem ność buforow ą gleb (wzrost PB CK) uwidocznił się jedynie przy dawce w apna w ilości rów now ażnej 0,5 kwasowości h ydrolitycznej.

14 H. Terelak, W. Sadurski LITERATURA [1] Acquaye D. K., Mc Lean A. J.: Potassium potential of som e selected soils. Can. J. Soil Sei. 46, 1966, 2, 177. [2] A d i s с о 11 T. М.: U se of the quantity potential relationship to provide a scale of the ability of extractans to rem ove soil potassium. J. Agric. Sei. 74, 1970, 119. [3] В a к e r D. E.: A new approach to soil testing. Soil Sei. 112, 1971, 6, 381. [4] В e с к e 11 P. H. T.: Studies on soil potassium. I. C onfirm ation of the ratio low m easurem ents of potassium potential. J. Soil Sei. 15, 1964, 1, 1. [5] Beckett P. H. T.: Studies on soil potassium. II. The im m ediaete Q/I relations of labile potassium in the soils. J. Soil Sei. 15, 1964, 1, 9. [6] Boguszewski W., G osek S.: W yniki dośw iadczeń z w ysokim i daw kam i fosforu i potasu w Zakładach D ośw iadczalnych IUNG. Cz. III. Pam. puł. 66, 1976, 89. [7] Feigenbaum S., Hagin J.: E valuations of m ethods for determ ining available soil potassium based on potassium uptake by plants. J. Soil Sei. 18, 1967, 2, 147. [8] G a j e к F., Gryka J.: W pływ różnej w ysokości daw ek w apna na plonow anie roślin i zm iany chem iczne w glebie. W ydaw nictw a IUNG Ser. R(110), Cz. II. 1976, 123. [9] Geodert W. J., С ore у E. В., S у er s I. K.: Lim e effects on potassium equilibria in soils of Rio Grande de Sul. Brazil. Soil Sei. 120, 1975, 2, 107. [10] M a c K a y D. C., De Long W. I.: C oordinated soil-plant analysis. II. Exchange equilibria in soil suspensions as possible indicaters of potassium availability. Can. J. Soil Sei. 35, 1955, 2, 87. [11] Nafady M. H., Lamm G. G.: Plant nutrient availability in soils. III. Studies on potassium in Danish soils. A grochim ica 17, 1973, 5, 307. [12] Pond el H., G о sek S.: W pływ poziom u naw ożenia potasow ego na zaw artość potasu w glebie. Rocz. glebozn. 29, 1978, 1, 41. [13] Terelak H.: W pływ naw ożenia potasem na k ształtow anie się statycznych i dynam icznych w skaźników zaw artości tego pierw iastka w glebie piaszczystej. Rocz. glebozn. 30, 1979, 1 (w druku). [14] Tinker P. B.: Studies on soil potassium. III. Cation activity ratios in acid N igerain soils. J. Soil Sei. 16, 1964, 1, 24. [15] Woodruff C. M.: Energies of replacem ents of calcium and potassium in soils. Soil Sei. Am er. Proc. 19, 1955, 167. Г. ТЕРЕЛЯК, В. САДУРСКИ МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФОРМИРОВАНИЮ НЕКОТОРЫ Х ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОДЕРЖ АНИЯ КАЛИЯ В ПОЧВАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ ДОЗ ЭТОГО ЭЛЕМЕНТА И ОТ ИЗВЕСТКОВАНИЯ Отделение почвоведения и охраны грунтов, Институт агротехники, удобрения и почвоведения в П улавах Резюме Цель проведённы х модельных исследований состояла в определении влияния диф ф еренцированны х доз извести и калия на формирование: содерж ания форм

15 Potas w glebie naw ożonej К i w apnow anej 101 калия в почвах, коэф ф ициента активности калийного иона (ARK), энергии свободного обмена калия ( AF) и буф ерной ёмкости почв (РВСК). И сследования проводились на почвах: песчаной (частиц ф < 0,02 м м 17%), суглинистой (частиц ф < 0,02 мм 33%) и лёссовой (частиц ф < 0,02 мм 33%). В схеме опыта учитывались следую щ ие варианты: без прибавки калия и извести, с прибавкой калия в количестве 50,, 200 и 400 кг К па га, известкованные согласно 0,5, 1,0, 2,0 и 3,0 гидролитической кислотности, а такж е варианты с известкованием и внесением калия. 400 г навески почв были инкубированы я течение 153 дней в комнатной температуре при 60% влагоёмкости. Проведённые исследования показали, что применяемые дозы калия повышали, пропорционально их величине, содерж ание форм калия и активность калийного иона (]/(A R K)), понижали энергию свободного обмена калия ( AF), но не оказывали влияния на буф ерную ёмкость почв (РВСК). Внесённый в почву калий оказался почти полностью аккумулированным в ф орме доступной для растений (калий водорастворимый, усвояемый и обменный). Не обнаруж ено чтобы зервную (запасную) и необменную (экстрагируемые 1н H N 0 3 и 20% НС1). Применённые дозы извести не вызывали ясно вы раженны х изменений в содерж ании форм калия, однако, они понижали доступность калийного иона для растений (падение ARK и рост AF). Благоприятное влияние известкования па буф ерную ёмкость почв (рост РВСК) проявилось единственно при дозе кальция эквивалентной 0,5 гидролитической кислотности. Известкование понижало содерж ание в почвах усвояемой и обменной формы магния. H. TERELAK, W. SADURSKI MODEL INVESTIG ATIONS ON THE FORMATION OF SOME INDICES OF THE POTASSIUM CONTENT IN SOIL DEPENDING ON THE POTASSIUM FERTILIZER AND LIME RATES D epartm ent of Soil Science and Land Protection, Institute of Soil Science and C ultivation of Plants at P uław y Summary The aim of the m odel investigations was to determ ine the effect of d ifferentiated lim e and potassium rates on the form ation of the content of potassium lorm s in soils, the potassium activity ratio (ARK), the free exchange energy of potassium ( ~ A F ) and potential buffering capacity of soils (PBCK). The investigations com prised sandy soil (particles of < 0.02 mm 17%), loam y soil (particles of < %) and loess soil (particles of < 0.02 mm 33%). In the experim ent schem e the follow ing treatm ents w ere applied: w ithout potassium and calcium adition, w ith podtassium addition in the am ount of 50,, 200 and 400 kg К per hectare, lim ing corresponding w ith 0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 hydrolytic acidity values as w ell as w ith lim ing and potassium fertilization. The w eighed portions of soil in the am ount of 400 g w ere incubated for 153 days at the room tem perature and at 60% of water capacity. The investigations have proved that the potassium rates applied increased, proportionally to their m agnitude, of the content of potassium form s and the

16 102 H. Tcrclak, W. Sadurski potassium activity ratio ( j//a R K/), decreased the free exchange energy ( A F) and did not affect the soil potential buffering capacity (PBCK). The potassium brought into the soils w as alm ost totally accum ulated in the form available to plants (w ater-soluble, available and exchangeable potassium ). It w as not observed that soils investigated caused fixation of added potassium to reserve and non- -exchangeable form s (extracted w ith 1.0 N H N 0 3 and 20% HC1). The calcium rates applied did not cause any visible changes in the content of particular potassium form s in soils, but decreased potassium ion availability *o plants (ARK decrease and A F increase). A favourable effect of lim ing on the potential buffering capacity of soils (PBCK increase) w as visible only at the lime rate in the am ount corresponding w ith 0.5 hydrolytic acidity. Lim ing decreased the content of the available and exchangeable form s of m agnesium in soils. Dr Henryk Terelak Instytut Uprawy, Naujożenia i Gleboznawstwa Puławy, Osada Pałacowa