Пространственное варьирование свойств в агродерново-подзолистой почве

Повышение плодородия почв требует комплексных мероприятий, включающих как исследование количества и форм минеральных веществ в почвах, так и дальнейшую оптимизацию агрохимических и биологических свойств почвы. Дерново-подзолистые почвы в большинстве случаев бедны питательными элементами, но имеют достаточно влаги, применение органических и минеральных удобрений оказывает на них значительное влияние. Из минеральных удобрений на этих почвах наиболее эффективны азотные, а на слабоокультуренных и фосфорные. На песчаных и супесчаных почвах эффективным считается применение калийных, а также магнийсодержащих удобрений. Изучение варьирования почвенных свойств позволяет узнать насколько сильно и насколько существенен разброс величин одного и того же показателя на разных участках поля. Такое подробное изучение исходных свойств почв позволяет разработать научно обоснованные системы применения удобрений [1-4].

Цель исследований - изучить пространственное варьирование свойств в агродерново-подзолистых среднесуглинистых почвах.

Пространственное варьирование уровня фосфора и калия в агродерново-подзолистой среднесуглинистой почве изучали в ООО «Труженник» Краснокамского района Пермского края. Отбор почвенных образцов проводили летом 2017 г. на поле площадью 42,7 га, где произрастал ячмень. Образцы отбирали в пахотном горизонте по фиксированной прямоугольной сетке 100x200 м. Все образцы были проанализированы на значения рНкс1, гидролитической кислотности (потенциометрическим методом), суммы обменных оснований (по Каппену-Гильковицу), содержание подвижных форм фосфора и калия (по Кирсанову). Математическая обработка полученных результатов проведена с использованием программ Microsoft Excel, STATISTICA 8.

Значения рНКа варьируют в пределах 5,1-6,3 и находятся в группе от слабокислой до нейтральной, гидролитической кислотности - 0,8-2,5 мг-экв./100 г почвы (табл. 1).

Таблица 1

Статистические характеристики почвенных показателей

Показатели	pHkci	Нг	S	р2о5	к2о
Среднее значение	5,7	1,7	17,3	366,1	257,0
Медиана	5,8	1,8	18,9	328,1	238,4
Нижний квартиль	5,3	1,2	9,8	307,1	104,6
Верхний квартиль	6,2	2,1	22,5	448,2	33,8,1
Дисперсия	0,4	0,5	6,3	78,4	162,8
Коэффициент вариации	7,6	31,9	36,6	21,4	63,4
Эксцесс	-1,7	-1,2	-1,0	-0,9	0,6
Асимметрия	-0,1	-0,2	-0,4	0,6	1,0

Сумма обменных оснований варьирует от низкой до высокой.

Содержание подвижного фосфора на поле очень высокое и варьирует от 266 до 531 мг/кг почвы (рис.

РХХ п„ мг/кг а

Анализируя эксцесс подвижного фосфора установлено, что в выборку попали представители нескольких совокупностей с различными средними значениями. Значения асимметрии и эксцесса данного признака математически доказаны не были. Содержание подвижного калия в почве изменяется от 84 до 670 мг/кг почвы (рис. 16). Гистограмма по подвижному калию является многовершинной.

1а), коэффициент вариации составил 21%, что свидетельствует о среднем варьировании признака.

К .О п.т мг/кг

б

Рис. 1. Гистограммы распределения содержания подвижного фосфора и калия в почве, мг/кг

неправильного распределения с правосторонней положительной асимметрией, это указывает на значительные скачки между значениями, что подтверждается коэффициентом вариации, который составил 63 %.

Высокая математически доказуемая теснота связи выявлена между обменной кислотностью - Нг > Р2О5 > К2О (табл. 2)."

Таблица 2

Коэффициенты корреляции агрохимических свойств почвы

	рНКС1	Нг	S	Р2О5	К2О
рНКС1	1.00	-0,84*	0,63	0,79	0,74
Нг		1.00	-0,47	-0,69	-0,63
S			1.00	0,50	0,55
Р2О5				1.00	0,56
К2О					1.00

*Величины значимы при уровне значимости а < 0.05

Средняя теснота связи отмечена между: обменной кислотностью и суммой обменных оснований. Нг -Р2О5 > К2О > S; а также суммой обменных оснований - К2О > Р2О^ Следует отметить, что связь между гидролитической кислотностью. подвижным фосфором, калием, суммой обменных оснований и обменной кислотностью обратная.

На основании тесноты связей в программе STATISTICA 8 были построены 3D модели взаимосвязи между значениями суммой обменных оснований и обменной кислотностью, показывающая максимальное значение одного признака при определённом значении двух других, коррелирующие со значениями подвижного фосфора и калия (рис. 2).

S. мг-экеЛОО г почвы

а

Рис. 2. Блокированные кривые карты зависимостей: а - подвижный фосфор; б - подвижный калий

S. мг-экв 100 г почвы

б

С помощью представленных карт можно увидеть, что на изучаемом участке, наибольшее значение подвижного фосфора в почве (501-600 мг/кг) будет наблюдаться при значении рНКа = 6,2,-6,4 и S = 10,017,0 мг-экв./ЮО г почвы (рис. 2а). При слабокислой реакции среды и S = 6,0-12,0 мг-экв./ЮО г почвы значения фосфора в почве будут на уровне 201-300 мг/кг. Повышенное содержание подвижного калия (201 мг/кг и более) наблюдается при рНкс1 = 5,2-6,4 и S = 14,0-28,0 мг-экв./ЮО г почвы (рис. 26).

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

• 1.    Из всех анализируемых свойств наиболее стабильный показатель в почве обменная кислотность, наименее - содержание подвижного калия, коэффициенты варьирования составили соответственно 8 и 63 %.

• 2.    Между обменной кислотностью, суммой обменных оснований подвижным фосфором и калием отмечена высокая прямая зависимость (г = 0,6-0,8), на

основании которой построены блокированные кривые карты прогноза элементов питания.