1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 10, 2023

Почвоведение, 2023, № 10, стр. 1230-1243

Сорбция фосфора засоленными почвами Западного Забайкалья

С. Б. Сосорова a, *, М. Г. Меркушева a, Л. Н. Болонева a, И. Н. Лаврентьева a

a Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
670047 Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, Россия

* E-mail: soelma_sosorova@mail.ru

Поступила в редакцию 31.10.2022
После доработки 26.05.2023
Принята к публикации 27.05.2023

Аннотация

В статических условиях изучена сорбция фосфора солончаками сухостепной зоны Республики Бурятия из водного раствора KН2РО4 в диапазоне концентрации от 0.25 до 5.0 мМ Р/л. Время взаимодействия 24 ч при соотношении почва : раствор 1 : 10. Количество сорбированного фосфора вычисляли по разности его содержания в исходных растворах и в фильтратах почвенных суспензий. По экспериментальным данным построили изотермы адсорбции фосфора почвой и рассчитывали параметры сорбции по уравнениям Ленгмюра и Фрейндлиха. Относительно высокими сорбционными свойствами по отношению к фосфору обладают солончаки типичный и квазиглеевый. Значение максимальной емкости адсорбции (Аmax) в гумусовых горизонтах данных почв изменялось в пределах 23.04–42.74 мМ P/кг, в нижележащих горизонтах – 16.26–30.39 мМ P/кг. В целом все почвы, за исключением солончака сорового, имели значение Аmax в пределах 17.70–42.74 мМ P/кг. Низкое сорбционное значение фосфора выявлено у солончака сорового. Константа адсорбции Ленгмюра (KL) варьировала в пределах 0.3–14.0 л/мМ. Солончаки темный и типичный наиболее прочно связывают фосфор. Коэффициент Фрейндлиха (KF) в изученных почвах изменялся в гумусовом горизонте от 5.34 до 63.43 ммоль P/кг, в минеральных от 1.74 до 22.68 ммоль P/кг. Коэффициент распределения (Kd) колебался в пределах 1.95–145.04 л/кг с высокими значениями для солончака квазиглеевого и низкими для солончака сорового. Корреляция между Kd и Аmax оценивалась как средняя (r = 0.51), Kd и KL – высокая (r = 0.84, р ≤ 0.05). Исследуемые почвы по значениям SPR (количество фосфора, которое должно быть сорбировано почвой для поддержания концентрации P = 0.2 мг/кг (0.0065 мМ/л) в почвенном растворе) от 0.0723 до 3.4836 мМ/кг относятся к слабо сорбирующим фосфор. По способности сорбировать фосфор почвы образуют следующий убывающий ряд: солончак квазиглеевый > солончак типичный > солончак темный > солончак глеевый > аллювиальная светлогумусовая засоленная > солончак соровый.

Ключевые слова: фосфат-ионы, адсорбция, уравнение Ленгмюра, уравнение Фрейндлиха, Solonchaks

Список литературы

  1. Абашеева Н.Е. Агрохимия почв Новосибирск: Наука: Сиб. изд. фирма. 1992. 211 с.

  2. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.

  3. Артемьева З.С. Роль органических и органо-минеральных составляющих в формировании фосфатного режима пахотных горизонтов эрозионно-деградированных агродерново-подзолистых почв // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2015. Вып. 78. С. 70-86.

  4. Важенин И.Г., Важенина Е.А. Проблема фосфатов в Забайкалье. Тр. конф. почвоведов Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, 1964. С. 433–441.

  5. Гамзиков Г.П., Мангатаев Ц.Д., Пигарева Н.Н. Плодородие лугово-черноземных мерзлотных почв. Новосибирск: Наука: Сиб. отд-ние, 1991. 130 с.

  6. Герасимова М.И., Лебедева И.И., Хитров Н.Б. Индексация почвенных горизонтов: состояние вопроса. проблемы и предложения // Почвоведение. 2013. № 5. С. 627–638. https://doi.org/10.7868/S0032180X14050098

  7. Гинзбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР. М.: Наука, 1981. 244 с.

  8. Диалло Т.Б. Сорбция фосфат-ионов тропическими и дерново-подзолистыми почвами и влияние фосфорного удобрения на урожай ячменя. Автореф. канд. … с.-х. наук. СПб., 1993. 27 с.

  9. Ефремов Е.Н. Плодородие почв и удобрения. Электронный ресурс. AgroXXI.ru. Дата обращения 02.02.2023. https://doi.org/journal/199804/199804001.pdf

  10. Карпова Д.В., Чижикова Н.П., Колобова Н.А., Кононенко В.В. Анализ состояния фосфора в агросерых почвах Владимирского Ополья // Агрохимический вестник. 2016. № 3. С. 15–19.

  11. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена. 2004. 342 с.

  12. Курсакова В.С. Влияние минеральных удобрений на урожайность многолетних трав в условиях засоления // Вестник Алтайского гос. аграрного ун-та. 2019. № 7. С. 45–51.

  13. Макаров М.И. Соединения фосфора в гумусовых кислотах почвы // Почвоведение. 1997. № 4. С. 458–466.

  14. Мангатаев Ц.Д. Фосфатный фонд автоморфных почв Западного Забайкалья // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2006. № 4. С. 79–83.

  15. Мангатаев Ц.Д., Меркушева М.Г., Убугунов Л.Л. Cодержание фосфатов в аллювиальных болотных почвах в сухостепной зоне Забайкалья // Плодородие. 2010. № 3. С. 13–15.

  16. Мангатаев Ц.Д., Пьянкова Н.А., Рузавин Ю.Н. Cодержание фосфатов в целинных и пахотных почвах Западного Забайкалья //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2008. № 4. С. 27–30.

  17. Меркушева М.Г., Убугунов В.Л. Оценка буферной способности почв Забайкалья к тяжелым металлам // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. М., 2002. С. 163.

  18. Минеев В.Г. Агрохимия. М., 1999. 720 с.

  19. Национальная стратегия сохранения биоразнообразия России. М., 2012. 129 с.

  20. Панкова Е.И., Новикова А.Ф. Засоленные почвы России (диагностика, география, площади) // Почвоведение. 1995. № 1. С. 73–83.

  21. Панкова Е.И., Горохова И.Н. Анализ сведений о площади засоленных почв России на конец XX и начало XXI веков // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2020. Вып. 103. С. 5–33. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-103-5-33

  22. Почвоведение. Ч. 1. Почва и почвообразование. М.: Высшая школа, 1988.

  23. Приемы повышения плодородия почв (известкование. фосфоритование. гипсование): науч.-метод. реком. М.: Росинформагротех, 2021. 116 с.

  24. Расширенное воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии Нечерноземья. М.: ВИУА, 1993. 864 с.

  25. Сосорова С.Б. Сорбция фосфат-иона аллювиальной дерновой почвой // Природа Внутренней Азии. Nature of Inner Asia. 2021. № 2–3. С. 64–72.

  26. Сосорова С.Б. Сорбция фосфора почвами Западного Забайкалья // Агрохимия. 2022. № 3. С. 3–11.

  27. Сосорова С.Б., Меркушева М.Г., Болонева Л.Н., Балданова А.Л., Убугунов Л.Л. Содержание микроэлементов в солончаках Западного Забайкалья // Почвоведение. 2016. № 4. С. 459–474. https://doi.org/10.7868/S0032180X16040146

  28. Тошматова Н.А., Макарова Л.Д. Влияние норм фосфора на динамику его содержания в почве и урожайность люцерны при сульфатном засолении // Докл. ТАСХА. 2013. №3. С. 28–32.

  29. Убугунов Л.Л., Лаврентьева И.Н., Меркушева М.Г. Биологическая продуктивность и гумусное состояние почв Иволгинской котловины (Западное Забайкалье) // Почвоведение. 2001. № 5. С. 557–568.

  30. Убугунов Л.Л., Лаврентьева И.Н., Убугунова В.И., Меркушева М.Г. Разнообразие почв Иволгинской котловины: эколого-агрохимические аспекты. Улан-Удэ: БГСХА, 2000. 208 с.

  31. Убугунов Л.Л., Меркушева М.Г., Андреева И.М. Натрий в экосистемах Забайкалья и его агрохимическая эффективность. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2022. 239 с.

  32. Убугунов Л.Л., Ральдин Б.Б., Убугунова В.И. Почвенный покров Бурятии как базовый компонент природных ресурсов Байкальского региона. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН. 2002. 53 с.

  33. Убугунов Л.Л., Убугунова В.И., Мангатаев Ц.Д. Фосфатный фонд основных типов аллювиальных почв бассейна реки Селенги // Почвоведение. 1998. № 1. С. 67–73.

  34. Фокин А.Д. Исследования в области кинетики, статики и динамики сорбции фосфатов в почвах с применением фосфора-32. Автореф. … дис. канд. хим. наук. М. 1964. 20 с.

  35. Шумилова М.А., Петров В.Г. Адсорбционные модели поведения поллютантов в почве Удмуртии // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем. Мат-лы ХIX Всерос. Н-ауч.-пр. конф. Киров, 2021. С. 130–134.

  36. Электронный ресурс: https://soil-db.ru/soilatlas/razdel-6-funkcii-pochv/sorbcionnye-funkcii-pochv

  37. Asomaning S.K. Processes and Factors Affecting Phosphorus Sorption in Soils://www.intechopen.com/chapters/70866. Al-Rohily et al., 2013. https://doi.org/10.5772/intechopen.90719

  38. Beji R., Hamdi W., Kesraoui A., Seffen M. Effects of salts on phosphorus adsorption in alkalize Tunisian soil. Euro-Mediterr // J. Environ. Integr. 2017. V. 2. P. 2.

  39. Bolland M.D., Allen D.G., Barrow N.J. Sorption of phosphorus by soils: how it is measured in Western Australia. Department of Primary Industries and Regional Development. Western Australia. Perth. Bulletin, 2003. 4591 p.

  40. Börling K. Phosphorus sorption. accumulation and leaching – Effects of long-term inorganic fertilization of cultivated soils. Doctoral thesis. Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences, 2003. 39 p.

  41. Cantrell I.C., Linderman R.G. Preinoculation of lettuce and onion with VA mycorrhizal fungi reduces deleterious effects of soil salinity // Plant and Soil. 2001. V. 233. P. 269–281.

  42. Chaudhary E.H., Ranjha A.M., Gill M.A. Mehdi S.M. Phosphorus requirement of maize in relation to soil characteristics // Int. J. Agric. Biol. 2003. № 5. P. 625–629.

  43. Chimdi A., Gebrekidan H., Tadesse A., Kibret K. Phosphorus Sorption Patterns of Soils from Different Land Use Systems of East Wollega. Ethiopia // American-Eurasian J. Scient. Res. 2003. V. 8. P. 109–116. https://doi.org/10.5829/idosi.aejsr.2013.8.3.12056

  44. Daniel E., Dodor., Kazuhiro Oya. Phosphate sorption characteristics of major soils in Okinawa. Japan // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 2000. V. 31. P. 277–288. https://www.researchgate.net/publication/249073919_ Phosphate_sorption_characteristics_of_major_soils_ in_Okinawa_Japan

  45. Ding Z., Kheir AMS., Ali MGM., Ali OAM., Abdelaal AIN., Lin X., Zhou Z., Wang B., Liu B., He Z. The integrated effect of salinity. organic amendments. phosphorus fertilizers. and deficit irrigation on soil properties. phosphorus fractionation and wheat productivity // Sci Rep. 2020. V. 10. P. 2736. https://doi.org/10.1038/s41598-020-59650-8

  46. Fageria N.K., Moreira A. The role of mineral nutrition on root growth of crop plants. // Adv. Agron. 2011. V. 110. P. 251–331.

  47. Gaurina-Medjimurec N. Hand book of Research on Advancementsin Environmental Engineering. IGI Global, 2014. 660 p

  48. Gonzalez-Rodriguez S., Fernandez-Marcos M.L. Phosphate sorption and desorption by two contrasting volcanic soils of equatorial Africa // PeerJ. 2018. V. 6. P. e5820. https://doi.org/10.7717/peerj.5820

  49. Grattan S.R., Grieve C.M. Salinity–mineral nutrient relations in horticultural crops // Sci. Hortic. 1998. V. 78. P. 127–157.

  50. Gregor M. Mullite-corundum-spinel-cordierite-plagioclase xenolithsin the Skaergaard Marginal Border Group: multi-stage interaction between metasediments and basaltic magma // Contrib Mineral Petr 2005. № 49. P. 96–215.

  51. Sanchez P., Goro U. The role of phosphorus in agriculture. Symposium proceeding. ASA, CSSA, SSSA. Madison. Wisconsin. USA. 1980. P. 471–514.

  52. Sato S., Comerford N.B. Influence of soil pH on inorganic phosphorus sorption and desorption in a humid Brazilian Ultisol // Rev. Bras. Ciênc. Solo. 2005. № 29. P. 685–694.

  53. Scherrer R.A., Howard S.M. The Use of Distribution Coefficients in Quantitative Structure-Activity Relationships // J. Medical Chem.1977. V. 20. P. 53–58. https://doi.org/10.1021/jm00211a010

  54. Uddin R., Baloch P.A., Iqbal S., Bhutto M.A., Nizamani F.K., Solangi A.H., Sidiqui A.A. Phosphorus Sorption characteristics of four Soil series // J. Anim. Plant Sci. 2014. V. 24. P. 1547–1553

  55. Wang Y.T., O’Halloran I.P., Zhang T.Q., Hu Q.C., Tan C.S. Phosphorus Sorption Parameters of Soils and Their Relationships with Soil Test Phosphorus. https://doi.org/10.2136/sssaj2014.07.0307

  56. Wolde Z., Hai W. Phosphorus sorption Isotherms and External phosphorus requirements of some Soils of southern Ethiopia // African Crop Sci. J. 2015. V. 23. P. 89–99. https://www.researchgate.net/publication/277834837_ phosphorus_sorption_isotherms_and_external_phosphorus_requirements_of_some_soils_of_southern_ethiopia.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал