Effect of Active Si on Phosphate State in Sod-Podzolic Soils

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Samples of the upper horizon of sod-podzolic virgin and arable soil were incubated with lime or superphosphate, then amorphous silicon dioxide was introduced in doses from 50 to 5000 kg/ha and incubated again for 2 weeks. The content of water-soluble and acid-soluble forms of silicon in soils was determined and the fractional composition of phosphorus compounds was analyzed. It is shown that an increase in the concentration of monosilicon acid in the soil solution of sod-podzolic soil initiated the processes of transformation of phosphorus compounds, leading to a decrease in the proportion of insoluble forms of phosphorus and an increase in the phosphorus content available to plants. The introduction of lime or phosphorus fertilizer contributed to the strengthening of these transformational processes, which is important for the development of recommendations for the practical application of silicon fertilizers and the reduction of doses of phosphorus fertilizers.

About the authors

Е. А. Bocharnikova

Institute Basic Biological Problems RAS; All-Russian Scientific-Research Institute of Phytopathology

Author for correspondence.
Email: msvk@rambler.ru
Russia, 142290, Moscow region, Pushchino, Institutskaya ul. 2; Russia, 143050, Moscow region, Odintsovo district, r.p. Bolshye , ul. Institute, pos. 5

V. V. Matichenkov

Institute Basic Biological Problems RAS; All-Russian Scientific-Research Institute of Phytopathology

Email: msvk@rambler.ru
Russia, 142290, Moscow region, Pushchino, Institutskaya ul. 2; Russia, 143050, Moscow region, Odintsovo district, r.p. Bolshye , ul. Institute, pos. 5

G. V. Pirogovskaya

Institute of Soil Science and Agrochemistry of the NAS of the Republic of Belarus

Email: msvk@rambler.ru
Republic of Belarus, 220108, Minsk, ul. Kazinets 90

References

  1. Herrera-Estrella L., López-Arredondo D. Phosphorus: the underrated element for feeding the world // Trends Plant Sci. 2016. V. 21. № 6. P. 461–463.
  2. Hegedűs M., Tóth-Bodrogi E., Németh S., Somlai J., Kovács T. (2017). Radiological investigation of phosphate fertilizers: Leaching studies // Journal of environmental radioactivity. 2017. V. 173. P. 34–43.
  3. Mamathashree C.M., Girijesh G.K., Vinutha B.S. Phosphorus dynamics in different soils // J. Pharmacogn. Phytochem. 2018. V. 7. № 1. P. 981–985.
  4. Syers J.K., Johnston A.E., Curtin D. Efficiency of soil and fertilizer phosphorus use // FAO Fertilizer and Plant Nutrition Bulletin. 2008. V. 18. № 108.
  5. Baninajarian S., Shirvani M. Use of biochar as a possible means of minimizing phosphate fixation and external P requirement of acidic soil //Journal of Plant Nutrition. 2020. V. 44. № 1. P. 59–73.
  6. de Boer M.A., Wolzak L., Slootweg J.C. Phosphorus: Reserves, production, and applications // Phosphorus recovery and recycling. Singapore: Springer, 2019. P. 75–100.
  7. Li H. Input of Cd from agriculture phosphate fertilizer application in China during 2006–2016 //Science of the Total Environment. 2020. V. 698. P. 134149.
  8. Tirado R., Allsop M. Phosphorus in agriculture: problems and solutions // Greenpeace Research Laboratories Technical Report (Review). 2012 (greenpeace.org).
  9. Billah M. et al. Phosphorus and phosphate solubilizing bacteria: Keys for sustainable agriculture //Geomicrobiology Journal. 2019. V. 36. № 10. P. 904–916.
  10. Mosa A., El-Ghamry A., Tolba M. Functionalized biochar derived from heavy metal rich feedstock: phosphate recovery and reusing the exhausted biochar as an enriched soil amendment // Chemosphere. 2018. V. 198. P. 351–363.
  11. Wilfert P., Meerdink J., Degaga B., Temmink H., Korving L., Witkamp G.J., … van Loosdrecht M.C.M. Sulfide induced phosphate release from iron phosphates and its potential for phosphate recovery // Water Res. 2020. V. 171. 115389.
  12. Hall A.D., Morrison C.G.T. On the function of silica in the nutrition of cereals // Proc. R. Soc. Lon. 1906. Ser. B. V. LXXVII. P. 455–477.
  13. Матыченков В.В., Бочарникова Е.А. Использование некоторых отходов металлургической промышленности для улучшения фосфорного питания и повышения засухоустойчивости растений // Агрохимия. 2003. № 5. С. 50–56.
  14. Швейкина Р.В. Влияние кременегель содержащих удобрений на обменную адсорбцию катионов // Свойства почв и рациональное использование удобрений. Пермь: Изд-во Перм. с.-х. инст., 1986. С. 54–56.
  15. Куликова А.Х. Кремний и высококремнистые породы в системе удобрения сельскохозяйственных культур. Ульяновск: Изд-во Ульяновской ГСХА, 2012. 178 с.
  16. Аскинази Д.Л., Санникова Н.М. Пути повышения на красноземе доступности растениям Р2О5. В кн. Новое в удобрении, М., Сельхозгиз, 1937. С. 88–103.
  17. Matichenkov V., Bocharnikova E., Campbell J. Reduction in nutrient leaching from sandy soils by Si-rich materials: Laboratory, greenhouse and filed studies // Soil Tillage Res. 2020. V. 196. 104450.
  18. Owino-Gerroh C., Gascho G.J. Effect of silicon on low pH soil phosphorus sorption and on uptake and growth of maize // Communications in soil science and plant analysis. 2005. T. 35. № 15–16. C. 2369–2378.
  19. Feng X., Wang X., Zhu M., Koopal L. K., Xu H., Wang Y., Liu F. Effects of phosphate and silicate on the transformation of hydroxycarbonate green rust to ferric oxyhydroxides // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2015. V. 171. P. 1–14.
  20. Olivera M.G. Silica and phosphorus reciprocal adsorption and discation in two latosols from the Friangilo Mineiro area Brazil // Revesta Ceres. 1986. V. 33. № 189. P. 441–448.
  21. Mullin J.B., Riley J.P. The colorimetric determination of silicate with special reference to sea and natural waters // Anal Chim Acta. 1955. V. 12. P. 162–176.
  22. Агрохимические методы исследования почв / Под ред. Соколова А.В. М.: Наука, 1975. 106 с.
  23. Матыченков В.В., Аммосова Я.М., Бочарникова E.A. Метод определения доступного для растений кремния в почвах // Агрохимия. 1997. № 1. С. 76–84.
  24. Матыченков В.В. Градация почв по дефициту доступного растениям кремния // Агрохимия. 2007. № 7. С. 22–30.
  25. Матыченков В.В., Шнайдер Г.С. Подвижные соединения кремния в некоторых почвах Южной Флориды // Почвоведение. 1996. № 12. С. 1448–1453.
  26. Матыченков В.В., Бочарникова Е.А., Аммосова Я.М. Влияние кремниевых удобрений на растения и почву // Агрохимия. 2002. Т. 2. С. 86–93.
  27. Козлов А.В., Куликова А.Х., Уромова И.П. Подвижность силикатов, показатели плодородия дерново-подзолистой почвы, биоаккумуляция кремния и продуктивность сельскохозяйственных культур под действием цеолита // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. № 1. С. 183–198.
  28. Матыченков В.В., Бочарникова Е.А., Аммосова Я.М. Влияние кремниевых удобрений на растения и почву // Агрохимия. 2002. Т. 2. С. 86–93.
  29. Бочарникова Е.А., Пахненко Е.П., Матыченков В.В., Матыченков, И.В. Влияние оптимизации кремниевого питания на устойчивость ДНК ячменя // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2014. № 2. С. 40–43.
  30. Матыченков И.В., Пахненко Е.П. Изменение содержания подвижных фосфатов почвы при внесении актвных форм кремния // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 3 (23). С. 24–28.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 The Russian Academy of Sciences