Влияние ландшафтообразующих факторов на содержание обменной формы калия в почвах поймы р. Амур

Установлено, что основным фактором, определяющим содержание обменной формы калия в почвах поймы, является их возраст или степень выветренности. В молодых и в сильно выветренных почвах содержание обменной формы калия меньше, чем в почвах среднего возраста. Средняя обеспеченность почвенного покрова в пределах гумусово-аккумулятивного горизонта составляет 100–400 мг/кг в верхнем Амуре и 200 мг/кг в среднем Амуре, в минеральных горизонтах – от 20 мг/кг в молодых аллювиальных почвах и до 150 мг/кг в остаточно-пойменных ржавоземах. Развитие глеевых процессов способствует повышенному содержанию обменной формы калия. Также в верхнем Амуре установлен факт значительного увеличения обменной формы калия под хвойно-березовым лесами (в среднем до 400 мг/кг), тогда как под дубовыми лесами среднего Амура этого не происходит. Из-за асимметрии в скорости и соотношении зональных процессов в почвах поймы верхнего и среднего Амура остаточно-аллювиальные почвы резко дифференцированы по содержанию обменной формы калия. Ржавоземы верхнего Амура обогащены им в среднем до 350 мг/кг, а брунеземы среднего Амура обеспечены хуже всех исследуемых почв.

1. Zörb C., Senbayram M., Peiter E. Potassium in agriculture - status and perspectives // J. Plant Physiol. 2014. V. 171, No 9. P. 656-669. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2013.08.008.

2. Wakeel A., Gul M., Sanaullah M. Potassium dynamics in three alluvial soils differing in clay contents // Emirates J. Food Agric. 2013. V. 25, No 1. P. 39-54. https://doi.org/10.9755/EJFA.V25I1.15395.

3. Wang H.-Y., Zhou J.-M., Du C.-W., Chen X.-Q. Potassium fractions in soils as affected by monocalcium phosphate, ammonium sulfate and potassium chloride application // Pedosphere. 2010. V. 20, No 3. P. 368-377. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(10)60026-4.

4. Britzke D., da Silva L.S., Moterle D.F., dos Santos Rheinheimer D., Bortoluzzi E.C. A study of potassium dynamics and mineralogy in soils from subtropical Brazilian lowlands // J. Soils Sediments. 2012. V. 12, No 2. P. 185-197. https://doi.org/10.1007/s11368-011-0431-7.

5. Najafi-Ghiri M., Jaberi H.R. Effect of soil minerals on potassium release from soil fractions by different extractants // Arid Land Res. Manage. 2013. V. 27, No 2. P. 111-127. https://doi.org/10.1080/15324982.2012.719571.

6. Raghavendra M.P., Nayaka S.C., Nuthan B.R. Role of rhizosphere microflora in potassium solubilization // Meena V.S., Maurya B.R., Verma J.P., Meena R.S. (Eds.) Potassium Solubilizing Microorganisms for Sustainable Agriculture. New Delhi: Springer, 2016. P. 43-59. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2776-2_4.

7. Якименко В.Н. Формы калия в почве и метолы их определения // Почвы и окружающая среда. 2018. Т. 1, № 1. С. 25-31. https://doi.org/10.31251/pos.v1i1.5.

8. Jobbágy E.G., Jackson R.B. The distribution of soil nutrients with depth: Global patterns and the imprint of plants // Biogeochemistry. 2001. V. 53, No 1. P. 51-77. https://doi.org/10.1023/A:1010760720215.

9. Jobbágy E.G., Jackson R.B. The uplift of soil nutrients by plants: Biogeochemical consequences across scales // Ecology. 2004. V. 85, No 9. P. 2380-2389. https://doi.org/10.1890/03-0245.

10. Barré P., Berger G., Velde B. How element translocation by plants may stabilize illitic clays in the surface of temperate soils // Geoderma. 2009. V. 151, No 1-2. P. 22-30. https://doi.org/10.1016/J.GEODERMA.2009.03.004.

11. Sardans J., Peñuelas J. Potassium: A neglected nutrient in global change // Global Ecol. Biogeogr. 2015. V. 24, No. 3. P. 261-275. https://doi.org/10.1111/GEB.12259.

12. Brennan R.F., Bell M.J. Soil potassium-crop response calibration relationships and criteria for field crops grown in Australia // Crop Pasture Sci. 2013. V. 64, No 5. P. 514-522. https://doi.org/10.1071/CP13006.

13. Römheld V., Kirkby E.A. Research on potassium in agriculture: Needs and prospects // Plant Soil. 2010. V. 335, No 1-2. P. 155-180. https://doi.org/10.1007/s11104-010-0520-1.

14. Жарикова Е.А. Калий в пойменных почвах Приамурья // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии имени В.Р. Филиппова. 2010. № 2 (19). С. 46-51.

15. Lair G.J., Zehetner F., Fiebig M., Gerzabek M.H., van Gestel C.A.M., Hein T., Hohensinner S., Hsu P., Jones K.C., Jordan G., Koelmans A.A., Poot A., Slijkerman D.M.E., Totsche K.U., Bondar-Kunze E., Barth J.A.C. How do long-term development and periodical changes of river-floodplain systems affect the fate of contaminants? Results from European rivers // Environ. Pollut. 2009. V. 157, No 12. P. 3336-3346. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2009.06.004.

16. Бойнов А.И. Пойменные земли Сибири, Дальнего Востока и их сельскохозяйственное использование // Проблемы использования и охраны почв Сибири и Дальнего Востока / под ред. Р.В. Ковалева. Новосибирск: Наука, 1984. С. 69-72.

17. Костенков Н.М., Ознобихин В.И. Почвы и почвенные ресурсы юга Дальнего Востока и их оценка // Почвоведение. 2006. № 5. С. 517-526.

18. Голов Г.В. Почвы и экология агрофитоценозов Зейско-Буреинской равнины. Владивосток: Дальнаука, 2001. 162 с.

19. Пуртова Л.Н., Костенков Н.М., Ознобихин В.И. Почвы Среднего Приамурья. Владивосток: Дальнаука, 1996. 103 с.

20. Жарикова Е.А. Калий в почвах Восточной буроземно-лесной области России. Владивосток: Дальнаука, 2006. 135 с.

21. Winzeler H.E., Owens P.R., Joern B.C., Camberato J.J., Lee B.D., Anderson D.E., Smith D.R. Potassium fertility and terrain attributes in a fragiudalf drainage catena // Soil Sci. Soc. Am. J. 2008. V. 72, No 5. P. 1311-1320. https://doi.org/10.2136/SSSAJ2007.0382.

22. Francos M., Pereira P., Alcañiz M., Mataix-Solera J., Ubeda X. Impact of an intense rainfall event on soil properties following a wildfire in a Mediterranean environment (North-East Spain) // Sci. Total Environ. 2016. V. 572. P. 1353-1362. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.145.

23. Li T., Liang J., Chen X., Wang H., Zhang S., Pu Y., Xu X., Li H., Xu J., Wu X., Liu X. The interacting roles and relative importance of climate, topography, soil properties and mineralogical composition on soil potassium variations at a national scale in China // Catena. 2021. V. 196. Art. 104875. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104875.

24. Akbas F., Gunal H., Acir N. Spatial variability of soil potassium and its relationship to land use and parent material // Soil Water Res. 2017. V. 12, No 4. P. 202-211. https://doi.org/10.17221/32/2016-SWR.

25. Kawalko D., Jezierski P., Kabala C. Morphology and physicochemical properties of alluvial soils in riparian forests after river regulation // Forests. 2021. V. 12, No 3. Art. 329. https://doi.org/10.3390/f12030329.

26. Borden R.W., Baillie I.C., Hallett S.H. The East African contribution to the formalization of the soil catena concept // Catena. 2020. V. 185. Art. 104291. https://doi.org/10.1016/j.catena.2019.104291.

27. Чалов Р.С. Русловедение: теория, география, практика. М.: Изд-во ЛКИ, 2007. Т. 1. Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. 608 с.

28. Воскресенский С.С. Геоморфология Амуро-Зейской равнины и низкогорья Малого Хингана. М.: МГУ, 1973. Ч. 1. 275 с.

29. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

30. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014: International Soil Classification System for Naming Soils and Creating Legends for Soil Maps. Ser.: World Soil Resources Reports. Update 2015, No 106. Rome: FAO, 2015. 192 р.

31. Ознобихин В.И., Синельников Э.П., Рыбачук Н.А. Классификация и агропроизводственные группировки почв Приморского края. Владивосток: ДВО РАН, 1994. 93 с.

32. Якименко В.Н. Диагностика обеспеченности калием пахотных почв западной Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2007. № 4 (172). С. 15-22.

33. Новицкий М.В., Донских Д.В., Чернов И.Н. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. СПб.: Проспект Науки, 2009. 320 с.

34. Никольская В.В. Физико-географические исследования в бассейне верхнего и среднего Амура в связи с работами по отысканию путей борьбы с наводнениями на Зейско-Буреинской равнине // Зейско-Буреинская равнина / под ред. В.В. Никольской. М.: АН СССР, 1958. С. 85-133.

35. Леонов Г.П., Сергеева Е.М. Геология и инженерная геология Верхнего Амура. М.: МГУ, 1962. 319 с.

36. Kirk G. The Biogeochemistry of Submerged Soils. Chichester: John Wiley & Sons, 2004. 304 p. https://doi.org/10.1002/047086303X.

37. Tran А.M. Potassium fixation by oxidized and reduced forms of different phyllosilicates: Master’s Thesis. Manhattan: Kans. State Univ., 2012. 133 p.

38. Костенков Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах периодического увлажнения (Дальний Восток). М.: Наука, 1987. 195 с.

39. Favre F., Tessier D., Abdelmoula M., Génin J.M., Gates W.P., Boivin P. Iron reduction and changes in CEC in intermittently waterlogged soil // Eur. J. Soil Sci. 2002. V. 53, No 2. P. 175-183. https://doi.org/10.1046/j.1365-2389.2002.00423.x.

40. Han T., Huang J., Liu K., Fan H., Shi X., Chen J., Jiang X., Liu G., Liu S., Zhang L., Xu Y., Feng G., Zhang H. Soil potassium regulation by changes in potassium balance and iron and aluminum oxides in paddy soils subjected to long-term fertilization regimes // Soil Tillage Res. 2021. V. 214. Art. 105168. https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105168.

41. Etesami H., Emami S., Alikhani H.A. Potassium solubilizing bacteria (KSB): Mechanisms, promotion of plant growth, and future prospects - a review // J. Soil Sci. Plant Nutr. 2017. V. 17, No 4. P. 897-911. https://doi.org/10.4067/S0718-95162017000400005.

42. Смыкович Л.И., Оношко М.П. Геохимия распространенности калия и натрия в барьерной геосистеме // Вестник БГУ. Серия 2. Химия. Биология. География. 2015. № 3. С. 59-63.

43. Якименко В.Н. Подвижность форм калия в почвах // Агрохимия. 2005. № 9. С. 5-12.

44. Зимовец Б.А. Почвенно-геохимические процессы муссонно-мерзлотных ландшафтов. М.: Наука, 1967. 167 с.

45. Середа В.П. Геохимические особенности поведения калия в почвах // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2007. № 1. С. 106-118.

46. Водяницкий Ю.Н., Шишов Л.Л., Васильев А.А., Сатаев Э.Ф. Анализ цвета лесных почв Русской равнины // Почвоведение. 2005. № 1. С. 16-28.

47. Maher K., Chamberlain C.P. Hydrologic regulation of chemical weathering and the geologic carbon cycle // Science. 2014. V. 343, No 6178. P. 1502-1504. https://doi.org/10.1126/science.1250770.

48. Mavris C., Furrer G., Dahms D., Anderson S.P., Blum A., Goetze J., Wells A., Egli M. Decoding potential effects of climate and vegetation change on mineral weathering in alpine soils: An experimental study in the Wind River Range (Wyoming, USA) // Geoderma. 2015. V. 255-256. P. 12-26. https://doi.org/10.1016/J.GEODERMA.2015.04.014.

49. Li T., Wang H., Chen X., Zhou J. Soil reserves of potassium: Release and availability to Lolium perenne in relation to clay minerals in six cropland soils from Eastern China // Land Degrad. Dev. 2017. V. 28, No 5. P. 1696-1703. https://doi.org/10.1002/ldr.2701.

50. Bohn H.L., McNeal B.L., O’Connor G.A. Soil Chemistry. N.Y.: John Wiley & Sons, 2001. 320 p.

51. Lybrand R.A., Rasmussen C. Climate, topography, and dust influences on the mineral and geochemical evolution of granitic soils in southern Arizona // Geoderma. 2018. V. 314. P. 245-261. https://doi.org/10.1016/J.GEODERMA.2017.10.042.

52. Andrist-Rangel Y., Simonsson M., Andersson S., Öborn I., Hillier S. Mineralogical budgeting of potassium in soil: A basis for understanding standard measures of reserve potassium // J. Plant Nutr. Soil Sci. 2006. V. 169, No 5. P. 605-615. https://doi.org/10.1002/JPLN.200621972.

53. Barré P., Velde B., Fontaine C., Catel N., Abbadie L. Which 2:1 clay minerals are involved in the soil potassium reservoir? Insights from potassium addition or removal experiments on three temperate grassland soil clay assemblages // Geoderma. 2008. V. 146, No 1-2. P. 216-223. https://doi.org/10.1016/J.GEODERMA.2008.05.022.

54. Askegaard M., Eriksen J., Johnston A.E. Sustainable management of potassium // Christensen T.B., Schjønning P., Elmholt S. (Eds.) Managing Soil Quality: Challenges in Modern Agriculture. Wallingford: CABI Publ., 2004. P. 85-102. https://doi.org/10.1079/9780851996714.0085.

55. Manning D.A.C., Baptista J., Sanchez Limon M., Brandt K. Testing the ability of plants to access potassium from framework silicate minerals // Sci. Total Environ. 2017. V. 574. P. 476-481. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.086.

56. Zhang K., Song C., Zhang Y., Dang H., Cheng X., Zhang Q. Global-scale patterns of nutrient density and partitioning in forests in relation to climate // Glob. Change Biol. 2018. V. 24, No 1. P. 536-551. https://doi.org/10.1111/gcb.13860.

57. Butt R.M., Akhtar M.S., Mehmood A., Imran M., Rukh S., Kayani G.S., Siddique M.T., Abbasi K.S., Qayyum A., Ahmad Z. Relationship of soil potassium forms with maize potassium contents in soils derived from different parent materials // Ital. J. Agron. 2017. V. 12, No 2. P. 102-109. https://doi.org/10.4081/IJA.2017.818.

58. Исаев А.В., Демаков Ю.П., Таланцев В.И. Содержание зольных элементов в побегах различных древесных пород // Научные труды государственного природного заповедника «Большая Кокшага». 2015. № 7. С. 79-85.

59. Hellsten S.V., Helmisaari H.-S., Melin Y., Skovsgaard J.P., Kaakinen S., Kukkola M., Saarsalmi A., Petersson H., Akselsson C. Nutrient concentrations in stumps and coarse roots of Norway spruce, Scots pine and silver birch in Sweden, Finland and Denmark // For. Ecol. Manage. 2013. V. 290. P. 40-48. https://doi.org/10.1016/J.FORECO.2012.09.017.

60. Кузьмина Ж.В. Последствия изменения режима речного стока для пойменных экосистем при создании малых (низконапорных) гидротехнических сооружений на равнинных реках // Оценка влияния изменения режима вод суши на наземные экосистемы / под ред. Н.М. Новикова. М.: Наука, 2005. С. 134-163.