Научная статья на тему 'Эффективность различных форм кальцийсодержащих удобрений при возделывании риса'

Эффективность различных форм кальцийсодержащих удобрений при возделывании риса Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
57
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РИС / RICE / КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИЕ УДОБРЕНИЯ / ФОСФОГИПС / PHOSPHOGYPSUM / СЕВООБОРОТ / CROP ROTATION / CALCIUM-CONTAINING FERTILIZERS

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Кизинек С. В., Локтионов М. Ю.

Представлены результаты агроэкологической эффективности различных форм кальцийсодержащих удобрений. Выявлено преимущество внесения фосфогипса на лугово-чернозёмных почвах в рисовых севооборотах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Кизинек С. В., Локтионов М. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The agro-ecological efficiencies of different calcium-containing fertilizers have been studied. The advantage of phosphogypsum in rice crop rotations on meadow-chernozemic soils has been revealed.

Текст научной работы на тему «Эффективность различных форм кальцийсодержащих удобрений при возделывании риса»

ФОСФОГИПС В ЗЕМЛЕДЕЛИИ И МЕЛИОРАЦИИ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ РИСА

С.В. Кизинек, к.с.-х.н., РПЗ «Красноармейский», М.Ю. Локтионов, ОАО «ЕвроХим»

Представлены результаты агроэкологической эффективности различных форм кальцийсодержащих удобрений. Выявлено преимущество внесения фосфогипса на лугово-чернозёмных почвах в рисовых севооборотах.

Ключевые слова: рис, кальцийсодержащие удобрения, фосфогипс, севооборот.

Одна из главных опасностей для почвенного покрова - его деградация под влиянием деятельности человека. Анализируя качественные показатели земельных угодий, следует отметить, что с каждым годом площади с неблагоприятными свойствами почв увеличиваются. Переуплотнение почв происходит из-за повышенного гидроморфизма и быстрого обсыхания в жаркие периоды года. Застой влаги приводит к оглеению. Чередование фаз набухания и усадки вызывает сильную трещиноватость, что приводит к глубокому просы-ханию и выдавливанию нижележащих горизонтов почвы на поверхность. На таких почвах невозможно получить высокие урожаи любых зерновых культур, являющихся основным растительным ресурсом в Краснодарском крае. Поэтому разработка наиболее эффективных приемов земледелия, направленных на повышение урожайности и качества продукции растениеводства своевременна и актуальна.

Для увеличения урожайности используют, как правило, минеральные удобрения и в меньшей степени органические (из-за дефицита). При производстве минеральных удобрений в ОАО «ЕвроХим-Белореченские Минудобрения» образуется побочный продукт - фосфогипс, который размещается в шламонакопителях, занимающих обширные территории. На 1 т удобрений получают 4-5 т фосфогипса. В качестве исходного сырья используют апатит Ковдорского месторождения, который, благодаря особенностям своего химического состава, обеспечивает благоприятный состав фосфогипса с точки зрения экологической безопасности. Это выражается в низком содержании стабильного стронция (<0,46%) и незначительном - тяжелых металлов.

Фосфогипс имеет ряд технико-экономических преимуществ перед другими мелиорантами: может годами храниться в полевых условиях; благодаря тонкодисперсности, при внесении его в почву обеспечивается лучший контакт с ней; водные растворы фосфогипса имеют кислую реакцию (рН 3), что способствует снижению щелочности солонцов. Кроме того, фосфогипс обладает удобрительным эффектом, так как содержит около 1,5 % микроэлементов, при внесении 4-5 т/га запасы фосфора возрастают на 1,5-1,8 мг/10 г почвы, что соответствует внесению 500-600 кг/га суперфосфата. Внесение фосфогипса оказывает влияние на качественный состав гумуса: в пахотном слое черноземов увеличиваются доля гумино-вых кислот, а также содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием; вызывает значительное улучшение физико-химических, агрофизических свойств почв и как следствие -повышение урожайности. Фосфогипс увеличивает скорость впитывания воды на 30-35% и улучшает водоснабжение растений.

Наиболее эффективно внесение фосфогипса по вспашке в осенне-зимний период, особенно в первый год его применения. Зимние осадки обеспечивают растворение мелиоранта и проникновение его растворов в глубинные горизонты, что ускоряет протекание обменных реакций и восстановление агрономической структуры почв, повышает активность кальция и способствует восстановлению продуктивности деградированных орошаемых земель. Весенняя влагозарядка способ-

ствует вымыванию продуктов обмена (натрий и магний) и улучшению физико-химических свойств почвы.

Однако фосфогипс имеет и ряд недостатков, одним из которых является наличие в его составе нежелательных примесей: фтора, стронция и некоторых других. Доказано, что фос-фогипс экологически безопасен при внесении его в почву. Это обусловлено тем, что кальций, содержащийся в фосфо-гипсе и почвах, особенно высокогумусных, будет нивелировать его возможное негативное воздействие, а миграция в природные воды в таких количествах не приведет к значимому увеличению его концентрации. Соотношение кальция к стронцию в исследуемом фосфогипсе составляет более 100:1, что также свидетельствует о его экологической безопасности. При таком содержании этого элемента, внесенного с фосфо-гипсом в почву даже в максимальных дозах (10-15 т/га), соотношение Са : Бг в почве существенно не изменится, что является фактором экологической безопасности применения мелиоранта. Содержание фтора в фосфогипсе также низкое (< 0,46% общего и 0,03-0,2% водорастворимого фтора) и не оказывает негативного воздействия на окружающую среду. Фтор мелиоранта может сразу же взаимодействовать с кальцием и осаждаться в виде флюорита, сорбироваться почвенной массой или присутствовать в почвенном растворе. Если содержание кальция в почве достаточно для связывания фтора, то около 95-98% водорастворимого фтора фосфогипса переходит в труднорастворимые, практически не доступные для растений соединения.

Использование фосфогипса позволит во многом устранить проблему дефицита серных удобрений. В земледелии Российской Федерации усиливается недостаток для растений серы в почве. Этот процесс связан, в первую очередь, с активным выносом серы из почвы с урожаями сельскохозяйственных культур (20-50 кг/га в год) и миграцией из кор-необитаемого слоя с инфильтрационными водами (20-40 кг/га). Обеспеченность почв серой в целом по стране значительно ниже в сравнении с другими макроэлементами, в частности, чем фосфором и калием. По содержанию подвижной серы в почвах страны из обследованных земель 54,7% имеют низкое содержание серы, 34,6% - среднее. Следовательно, 89,3% почв нуждаются в улучшении их состояния по содержанию этого важнейшего питательного элемента (Аристархов, 2007).

Целесообразность применения фосфогипса, содержащего серу, доказана большим рядом полевых опытов научно-исследовательских учреждений и агрохимической службы РФ. Положительный эффект его установлен на дерново-подзолистых, серых лесных почвах и черноземах (Шугля, 1969; Щкель, 1979; Трунова, 2003).

Выявлено также положительное влияние фосфогипса на азотный режим почвы и улучшение фитосанитарного состояния посевов.

Внесение фосфогипса нейтрализованного приводит к улучшению кремниевого питания растений и повышению их продуктивности. При этом установлено, что кремнекальцие-вые соединения, содержащиеся в фосфогипсе нейтрализованном, повышают содержание доступного фосфора растениям и их устойчивость к неблагоприятным условиям. Наиболее эффективен фосфогипс нейтрализованный на почвах с избыточной кислотностью, которые в наибольшей степени обеднены подвижной кремниевой кислотой. Несмотря на слабую растворимость, силикат кальция постепенно переходит в со-

стояние, обеспечивающее участие в обменных реакциях содержащегося в нем кальция, вследствие чего образуется свободная кремниевая кислота, благоприятно влияющая на питание растений (Шкель, 1979).

Установлено, что совместное применение азотных и крем-нийсодержащих удобрений благотворно влияет на развитие растений, способствует повышению продуктивности ячменя в 1,5-1,7 раза, риса в 1,5-2,0 раза, кукурузы, свеклы и других культур на 30-50% (Бахнов, 1979; Шугля, 1969).

Накопленный в настоящее время экспериментальный материал доказывает потенциально высокую агрономическую эффективность и экологическую безопасность фосфогипса в широкой зоне возможного его применения, в том числе в условиях орошения в рисовых севооборотах.

Цель работы - определить влияние различных форм каль-цийсодержащих удобрений на продуктивность риса. В задачи исследований входили: установление изменений показателей плодородия почв при внесении удобрений под рис; изучение влияния удобрений на продуктивность риса; выявление оптимальных доз удобрений, обеспечивающих высокий урожай риса.

Почвы рисовых полей характеризуются спецификой водно-воздушного режима, состоящей в создании условий временного избыточного увлажнения. Наряду с основными элементами питания, пищевой режим почв рисовых полей определяют кальций, кремний и сера, характер поведения которых имеет свою специфику в восстановленных условиях. Следует отметить, что рис является кремниефилом и потребляет значительное количество БЮ2 для построения растительного организма. (Ачканов, Бугаевский, 1973). Для роста и развития растений риса также необходим и незаменим кальций. На формирование 1 т урожая зерна риса затрачивается 2,6 кг этого элемента. Из этого количества непосредственно зерном риса отчуждается 30 % кальция (Шеуджен, 2006).

При систематическом длительном затоплении рисовых полей из пахотного слоя почвы происходит постепенное вымывание кальция (Паращенко, 1976; 1986). Как показали исследования Е.П. Алешина (1993) и А.Х. Шеуджена (2006), баланс кальция в почвах рисовых 'полей Кубани отрицательный. Причем обеднение пахотного горизонта рисовых почв этим элементом наиболее интенсивно происходит при систематическом внесении под рис высококонцентрированных безбалластных минеральных удобрений - мочевины, двойного суперфосфата и хлористого калия. Следовательно, возникает необходимость внесения под рис кальциевых удобрений.

Недостаточная изученность применения различных форм кальциевых удобрений под рис в зависимости от свойств почвы, ее кислотности, а также сочетания с внесением других видов минеральных удобрений не позволяло широко применять кальцийсодержащие удобрения на рисовых полях Кубани. Изучение этих вопросов позволило бы более обстоятельно установить изменения агрохимических свойств почвы в результате внесения мелиорантов на рисовых полях и обосновать рекомендации по их применению (Паращенко, 1986; Окорков, 2010).

Исследования проведены на опытном поле ФГУП РПЗ «Красноармейский» имени Майстренко ВНИИ риса. Почвенный покров хозяйства тесно увязан с элементами рельефа. Распределение земель сельскохозяйственных угодий: пашня занимает 11439 га, что составляет 93% от общей площади, в том числе орошаемая 6874 га. В структуре посевных площадей преобладают зерновые (75-80%) и кормовые (18-24%) культуры. Среди зерновых культур 50% пахотных угодий занимает рис. Кроме риса пашня хозяйства занята озимой пшеницей (7,5%), кукурузой на зерно (12,5%), однолетними (6,5%) и многолетними (6,4%) травами.

Ранее проведенные исследования на почвах рисовых систем Кубани в рамках многолетнего полевого опыта показали высокую эффективность фосфогипса и известняковой муки в условиях орошения (Кремзин, 1990). Средняя за 3 года прибавка урожайности зерна риса при внесении только фосфо-гипса на фоне без удобрений составила 5,2 ц/га, а на фоне

азотно-калийных удобрений - 7 ц/га. Урожайность риса при гипсовании повышалась в основном за счет большого количества растений, сохранившихся к уборке и повышения коэффициента кущения. Перед уборкой густота стояния растений на немелиорированных участках была 162-201 шт/м2, а на мелиорированных - 183-209 шт/м2. Установлено, что на участках, где фосфогипс внесен в полной дозе, рассчитанной по обменному натрию, в течение трех лет применять фосфорные удобрения не нужно.

Полевые опыты проводили на лугово-чернозёмной тяжелосуглинистой почве, которая средне обеспечена подвижными формами азота и подвижными соединениями фосфора, содержание обменного калия повышенное, содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое - 2,85%, подвижного фосфора и обменного калия (по Мачигину), соответственно, 54,8 и 328,5 мг/кг, рНсол. 5,8 (по ГОСТ 26483-85), количество обменного кальция - 34,6 мг-экв/100 г почвы. Предшественник -многолетние травы. Повторность опыта 4-кратная. Известняковую муку и фосфогипс вносили перед посевом в дозах 0; 1,5 и 3,0 т/га поверхностно с дальнейшей заделкой в почву на глубину 10-15 см. Исследование проводили на фоне минеральных удобрений, вносимых в почву ежегодно в дозе К110Р70К60. Азотные удобрения вносили дробно: 60% — как основное удобрение и 40% - при подкормках в фазе кущения. В качестве объекта исследований был выбран сорт риса Лиман. Агротехника в опыте общепринятая для данной зоны и соответствует рекомендациям ВНИИ риса.

Внесение различных форм мелиорантов под рис изменяет реакцию почвенного раствора и создает благоприятный питательный и окислительно-восстановительный режимы, улучшая условия произрастания семян и способствуя формированию оптимальной густоты стояния растений. Выявлено, что различные формы кальцийсодержащих удобрений на лугово-чернозёмных почвах уже в первый год после внесения значительно изменяют уровень кислотности среды. Реакция почвенного раствора (рН) в зависимости от дозы мелиорантов увеличилась от 5,8 до 6,24. В последующий год действие было нарастающим (табл. 1).

1. Влияние известкования почвы на реакцию _почвенного раствора_

Доза извести эН среды через:

Через 1 год Через 2 года В среднем за 2 года

Контроль 5,81 5,80 5,80

Известняковая мука, т/га: 1,5 6,04 6,10 6,07

3,0 6,14 6,22 6,18

Фосфогипс, т/га: 1,5 т/га 6,00 6,05 6,03

3,0 6,16 6,24 6,20

НСР05, ед. рН 0,15 0,17 0,16

Доза мелиорантов 1,5 т/га обусловила увеличение рН среды в среднем с 5,8 до 6,03-6,7, дальнейшее увеличение дозы до 3,0 т/га - соответственно до 6,2. Достоверного преимущества какого-либо мелиоранта не выявлено.

Применение кальцийсодержащих удобрений положительно повлияло на рост и развитие растений риса. Внесение извести способствовало увеличению высоты растений риса на 5,0-7,8 см, в среднем за 2 года с 88,0 см на контроле до 95,8 см на фоне дозы 3,0 т/га; количества корней на 1 растении -на 13,5-18,5 шт. Кроме того, отмечено формирование более продуктивной метелки вследствие увеличения количества колосков в среднем на 143-308 шт/10 растений, а также некоторого увеличения массы 1000 зерен - 30-32 г. Однако, наивысшие показатели наблюдались в варианте с внесением фосфогипса в дозе 3,0 т/га, например, масса 1000 зерен на фоне оптимальной дозы увеличилась до 32,8 г, что обусловило повышение урожая зерна риса.

В зависимости от дозы и формы мелиорантов урожайность риса по отношению к контролю возрастала в среднем на 4,17,2 ц/га (табл. 2). Наибольший эффект достигался при внесении фосфогипса в дозе 3,0 т/га.

Результаты исследований позволяют заключить, что внесение кальцийсодержащих удобрений под рис обеспечивает благоприятные условия для формирования его продуктивности. Наиболее эффективной была доза фосфогипса 3,0 т/га. Внесение мелиорантов также способствует поддержанию положительного баланса кальция в почве.

2. Урожайность зерна риса в зависимости от дозы известкового _удобрения (в среднем за два года)_

Прибавка уро-

Вариант опыта Урожайность, ц/га жайности

общая, ц/га %

Контроль 60,2 - -

Известняковая мука, 64,3 4,1 6,8

т/га: 1,5

3,0 66,6 6,4 10,6

Фосфогипс, т/га: 1,5 65,9 5,7 9,4

3,0 67,4 7,2 12,0

НСР05, ц/га 1,6

Применение фосфогипса, как высокоэффективного энерго-и ресурсосберегающего фактора, актуально и чрезвычайно перспективно. Очень важно природоохранное значение применения фосфогипса, так как при этом не только освобождаются тысячи гектаров земли, занятых отвалами, но и обогащаются почвы кальцием, кремнием, фосфором, серой и комплексом микроэлементов. Применение высокоэффективных и EFFICIENCY OF DIFFERENT CALCIUM-CONT

недорогих мелиорантов на площади хотя бы 1 млн га позволит ежегодно экономить не менее 1,5-1,8 млрд. руб.

Литература

1. Алешин Е.П., Алешин Н.Е. Рис.-М., 1993. - 504 с.

2. Аристархов А.Н. Агрохимия серы. - М.: ВНИИА, 2007.- 272 с.

3. Ачканов А.Я., Хомутов Ю.В., Эйсерг Э.К. Эффективное применение удобрений на Северном Кавказе. - М: Россельхозиздат, 1984. -160 с.

4. Кремзин Н.М. Удобрение и химическая мелиорация солонцовых почв Кубани, используемых под рис// Автореф. канд. дисс.- М., 1990.- 23 с.

5. Окорков В.В. Перспективы и пути использования фосфогипса на кислых почвах.// В кн. Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства.-Краснодар, 2010.- С. 156-161.

6. Папенко Ю.С. Экономический анализ опытных исследований по гипсованию солонцовых земель// О мерах по освоению солонцовых почв в Казахской ССР. Материалы республ. совещания.- Алма-Ата, 1982. -С. 100-115.

7. Паращенко В.Н., Деньгин С.Г. Продуктивность риса при известковании почвы // Тр. Куб.СХИ. 1976. Вып. 119(147).- С. 58-60.

8. Паращенко В. Н. Продуктивность и минеральное питание риса при внесении в почву различных соединений кальция// Автореф. дис. канд. с.-х. н.- М, 1986. - 17 с.

9. Трунова 1.О. Забруднення грунпв важкими металами в райош вiдвалiв фосфогшсу // Межрегиональные проблеммы экологической безопасности «МПЭБ-2003»: Сборник тезисов трудов симпозиума. -Сумы, Довкшля, 2003. - 114 с.

10. Шеуджен А.Х. Агрохимия. - Майкоп, 2006.- 1072 с.

11. Шкель М.П. Применение серосодержащих удобрений. - Минск: Уроджай, 1979.- 62 с.

12. Шугля З.М. Выявление потребности растений в сере и эффективность фосфогипса на дерново-подзолистых суглинистых почвах западной части БССР// Автореф. канд. дисс.- Жодино, 1969.- 20 с.

NING FERTILIZERS FOR RICE OTLTIVATION

S.V. Kizinek1, M. Yu. Loktionov2 1RPZ Krasnoarmeiskii, Oktyabr'skii, Krasnoarmeisk raion, Krasnodar krai 2EuroChem Mineral and Chemical Company, E-mail: [email protected]

The agro-ecological efficiencies of different calcium-containing fertilizers have been studied. The advantage of phosphogypsum in rice

crop rotations on meadow-chernozemic soils has been revealed.

Keywords: rice, calcium-containing fertilizers, phosphogypsum, crop rotation.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.