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⁺, Mg²⁺), 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 Са²⁺ или Н⁺ и А1³⁺ (на кислых почвах), а ионы Н⁺ и А1³⁺ 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.