Повышение дозы Zn до 10 мг/кг повлияло на урожай негативно. Несоблюдение норм микроудобрений может привести к негативным экологическим последствиям – снижению урожая продукции. Повышенные концентрации вносимого фосфора снижают фитотоксическое действие избыточных концентраций микроэлемента.
3.3 Содержание элементов в почве опыта
Валовое содержание цинка в контрольном варианте, равное 98 мг/кг, является повышенным для дерново-подзолистых почв московского региона и приближается к ОДК (110 мг/кг). По данным Е. А. Карповой (2006) в среднесуглинистой почве полевого опыта на ОУПЭЦ «Чашниково» содержание варьируется от 44 до 76 мг/кг.
Валовые содержания железа в контроле – 2.9%. По данным Е. А. Карповой (2006), опытные поля окрестностей Чашникова в среднем содержат 2.6% железа. В работе Н. Ф. Гомоновой и В. Г. Минеева (2003) в среднесуглинистой дерново-подзолистой почве длительного полевого опыта в Чашникове общее количество железа находится в диапазоне 2.30 – 2.80%. Следовательно, количество металла в почве нашего опыта фактически не отличается от свойственного ему значения.
Содержание марганца в почве контрольного варианта – 392 мг/кг, что несколько ниже кларка (545 мг/кг), приводимого в работе А. Кабата-Пендиас и Х. Пендиаса (1989). В работе Е. А. Карповой (2006) этот показатель для дерново-подзолистых почв разного гранулометрического состава находится в диапазоне 580 – 850 мг/кг. Таким образом, исследуемая почва характеризуется пониженным общим содержанием марганца.
3.4 Содержание подвижных форм металлов в почве опыта
Содержание наиболее мобильных соединений цинка в почве варьируется в пределах от 6.0 до 10.3 мг/кг (табл.7) и свидетельствует о принадлежности почвы к группе высоко обеспеченных цинком (>5 мг/кг) (Савин и др., 2004). Также концентрации цинка не превышают ПДК для почв равную 23 мг/кг.
В литературе приводятся неоднозначные данные о влиянии фосфатов на подвижность цинка, железа и марганца. По данным А. Н. Аристархова (2000), внесение фосфорных удобрений обуславливает снижение подвижных соединений этих металлов.
Однако в монографии А. Ю. Кудеяровой (1995) приводятся сведения, что под влиянием фосфатов происходила сильно выраженная трансформация природного металлогуматного комплекса. Она сопровождалась высвобождением в раствор значительных количеств железа, алюминия и цинка. В связи с этим способность пирофосфат-анионов образовывать растворённые комплексы с ионами металлов лежит в основе методов извлечения из почв железа и алюминия (Кудеярова, 1995).
Внесение полного минерального удобрения достоверно не повлияло на подвижность цинка в почве исследуемого опыта.
При внесении полного минерального удобрения в сочетании с микроудобрением наблюдается тенденция увеличения количества подвижного цинка. Снижение подвижности вследствие применения возрастающих доз фосфорных удобрений не произошло. Вероятно, это подтверждает гипотезу А. Ю. Кудеяровой (2005) об образовании подвижных цинк-фосфатных или цинк-органофосфатных комплексов в почвах с высоким содержанием фосфора.
Таблица 7. Подвижные металлы в почве
| Вариант | Zn мг/кг | Fe мг/кг | Mn мг/кг |
| Контроль | 7,2± 0,56 | 10,0 ± 2,13 | 96,9 ± 13,8 |
| NPK | 6,6± 2,28 | 11,3 ± 3,23 | 92,6 ± 9,1 |
| NP2K | 7,0± 3,03 | 14,3 ± 0,21 | 80,1 ± 1,7 |
| NP3K | 6,7± 2,10 | 9,0 ± 2,70 | 97,3 ± 11,0 |
| Zn 3 мг/кг | 6,0± 1,35 | 21,2 ± 0,33 | 82,7 ± 0,5 |
| Zn 10 мг/кг | 6,9± 2,60 | 18,1 ± 0,41 | 51,6 ± 1,2 |
| NPK+ Zn 3 мг/кг | 8,8± 2,78 | 10,5 ± 2,85 | 88,8 ± 8,2 |
| NP2K+ Zn 3 мг/кг | 10,3± 4,15 | 9,2 ± 2,13 | 101,2 ± 0,7 |
| NP3K+ Zn 3 мг/кг | 9,9± 1,67 | 6,2 ± 0,37 | 87,0 ± 8,4 |
| NPK+ Zn 10 мг/кг | 7,5 ± 0,61 | 15,3 ± 0,22 | 60,5 ± 4,5 |
| NP2K+ Zn 10 мг/кг | 9,0± 1,59 | 11,0 ± 1,19 | 77,6 ± 6,7 |
| NP3K+ Zn 10 мг/кг | 9,3± 2,97 | 8,0 ± 2,74 | 72,3 ± 3,0 |
При внесении только цинкового микроудобрения в рекомендуемой дозе Zn 3 мг/кг концентрация наиболее подвижных форм имеет тенденцию к снижению. Единственное объяснение сложившейся ситуации может заключаться в следующем: если мы обратимся к опытам по статической сорбции металлов почвой, то увидим, что в области низких значений концентраций происходит полное поглощение почвой элементов, что связано с безобменной специфической сорбцией.
Содержание железа в ААБ-вытяжке в контрольном варианте составило 10 мг/кг. В дерново-подзолистой почве длительного полевого опыта, описываемого в работе Н. Ф. Гомоновой и В. Г. Минеева (2003), количество подвижных соединений железа попало в диапазон 50 – 74 мг/кг. Относительно низкое значение этого показателя в исследуемом нами опыте может быть связано с кислотно-основными условиями среды: pH почвы контрольного варианта близок к 7.
Концентрация подвижных форм железа в обоих вариантах внесения чистого цинкового микроудобрения значимо возросла по сравнению с контролем: 21.2 мг/кг при 3 мг/кг Zn и 18.1 мг/кг при 10 мг/кг. И в этих же вариантах значение pH уменьшилось, что подтверждает прямую зависимость подвижности железа от кислотности почвы.
Внесение полного минерального удобрения, как в чистом виде, так и совместно с микроудобрением в рекомендованной дозе Zn 3 мг/кг, достоверно не повлияло на подвижность соединений железа. Но при повышении доз применения фосфора прослеживается тенденция к снижению подвижности железа. Количество металла, извлекаемого ААБ, уменьшается от 11.3 и 10.5 мг/кг при внесении 100 мг/кг д.в. фосфора до 9.0 и 6.2 мг/кг – при 300.
Варианты внесения минерального удобрения в сочетании с микроудобрением в повышенной дозе 10 мг/кг Zn указывают на ту же тенденцию, с той лишь разницей, что при меньшей дозе внесения фосфора (100 мг/кг на д.в.) концентрация подвижного железа выше – 15.3 мг/кг. Это ещё раз указывает на то, что вносимый сульфат цинка, будучи гидролитически кислой солью, позитивно влияет на обеспеченность почвы подвижным железом.
Концентрация подвижных форм марганца составила 96.9 мг/кг. По классификации Г.А.Соловьева (Минеев (ред.), 1989) такая почва относится к группе повышенной обеспеченности элементом.
Внесение возрастающих доз фосфатов в составе полного минерального удобрения не приводило к достоверным изменениям подвижности марганца.
3.5 Содержание кислоторастворимого цинка в почве опыта
В пахотных горизонтах дерново-подзолистых почв Подмосковья содержится 20 мг/кг цинка, извлекаемого 1М раствором HCl(Карпова, 2006). Полученное значение для почвы контрольного варианта исследуемого опыта – 26 мг/кг. Почва относится к группе избыточно обеспеченных элементом (Справочник агрохимика, 2007).
Результаты внесения раствора сульфата цинка указывают на тенденцию повышения этого показателя. Причем увеличение содержания кислоторастворимых соединений металла в этом случае несколько больше, чем обусловлено его внесением, что может быть связано с возрастанием количества кислоторастворимого цинка в почве и за счет подкисления среды.
Применение полного минерального удобрения в сочетании с Zn-микроудобрением в дозе 3 мг/кг привело к некоторому снижению (тенденция) количества кислоторастворимых форм микроэлемента по сравнению с вариантами внесения только микроудобрения. Причем, от возрастания доз фосфатов эта тенденция не усиливалась.
Применение полного минерального удобрения в сочетании с Zn-микроудобрением в дозе 10 мг/кг привело к еще большему снижению количества кислоторастворимого цинка (тенденция).
Причем, как и в предыдущем случае, максимальное снижение содержания кислоторастворимого цинка отмечено в варианте NPK, а при возрастании доз фосфорных удобрений этот показатель несколько увеличивается. Т.е. высокие дозы фосфорных удобрений, применяемые на высокообеспеченных цинком почвах практически не снижают количество кислоторастворимых соединений цинка.
Таблица 8. Кислоторастворимый цинк в почве опыта
| Вариант | Zn мг/кг |
| Контроль | 26,0 ± 1,7 |
| NPK | 30,6 ± 8,3 |
| NP2K | 30,5 ± 2,7 |
| NP3K | 25,7 ± 1,4 |
| Zn 3 мг/кг | 35,3 ± 13,7 |
| Zn 10 мг/кг | 39,4 ± 18,5 |
| NPK+ Zn 3 мг/кг | 24,2 ± 1,8 |
| NP2K+ Zn 3 мг/кг | 32,8 ± 0,4 |
| NP3K+ Zn 3 мг/кг | 29,4 ± 1,6 |
| NPK+ Zn 10 мг/кг | 21,5 ± 0,3 |
| NP2K+ Zn 10 мг/кг | 25,3 ± 0,3 |
| NP3K+ Zn 10 мг/кг | 28,2 ± 5,4 |
3.6 Содержание микроэлементов, фосфора и азота в растениях опыта
Результаты анализа органов исследуемых растений представлены в табл.9 и 10. В контрольном варианте концентрация цинка в зерне составила 38.9 мг/кг и попадает в диапазон часто встречающихся для зерна ячменя, который, по данным Т. Н. Кулаковской (1990), составляет от 9.6 до 50 мг/кг.
Таблица 9. Микроэлементы, фосфор и азот в зерне
| Вариант | Zn мг/кг | Fe мг/кг | Mn мг/кг | P2O5 % | N % |
| Контроль | 38,9 ± 6,9 | 39,3 ± 7,7 | 5,5 ± 4,2 | 0,88 | 2,9 |
| NPK | 35,3 ± 13,6 | 50,5 ± 1,6 | 6,5 ± 3,8 | 0,75 | 2,9 |
| NP2K | 33,9 ± 11,1 | 42,8 ± 11,2 | 5,0 ± 0,3 | 0,77 | 2,9 |
| NP3K | 36,8 ± 12,0 | 62,2 ± 17,7 | 11,5 ± 2,6 | 0,68 | 2,9 |
| Zn 3 мг/кг | 33,3 ± 5,7 | 43,7 ± 2,0 | 6,6 ± 0,4 | 0,76 | 2,6 |
| Zn 10 мг/кг | 34,5 ± 9,0 | 46,1 ± 8,2 | 6,1 ± 2,8 | 0,75 | 2,2 |
| NPK+ Zn 3 мг/кг | 40,9 ± 18,2 | 51,6 ± 8,8 | 7,8 ± 2,7 | 0,61 | 2,9 |
| NP2K+ Zn 3 мг/кг | 46,4 ± 9,5 | 52,1 ± 9,1 | 9,5 ± 2,0 | 0,74 | 4,7 |
| NP3K+ Zn 3 мг/кг | 34,9 ± 3,0 | 65,3 ± 17,9 | 9,8 ± 0,8 | 0,67 | 3,4 |
| NPK+ Zn 10 мг/кг | 72,5 ± 13,8 | 73,1 ± 8,1 | 10,5 ± 0,4 | 0,92 | 4,6 |
| NP2K+ Zn 10 мг/кг | 56,4 ± 23,8 | 62,3 ± 4,5 | 9,2 ± 1,1 | 0,63 | 3,1 |
| NP3K+ Zn 10 мг/кг | 47,4 ± 11,7 | 64,4 ± 5,6 | 9,2 ± 4,7 | 0,87 | 3,1 |
В справочной таблице Практикума по агрохимии (Минеев (ред.), 1989) приводимый диапазон значительно уже – от 15 до 20 мг/кг. ПДК для цинка в зерне равна 50 мг/кг (Минеев (ред.), 1989).