Научная статья на тему 'Глауконит - эффективное природное минеральное удобрение картофеля'

Глауконит - эффективное природное минеральное удобрение картофеля Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
928
134
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
глауконит / минеральное удобрение / УРОЖАЙНОСТЬ / КАРТОФЕЛЬ / Glaukonit / mineral fertilizer / productivity / Potato

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Васильев А. А.

В статье изложены результаты исследований о влиянии глауконита на почвенное плодородие, минеральное питание растений, урожайность и качество клубней картофеля.

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

Results of the studies are stated in article about influence glaukonit on soil fertility, mineral feeding the plants, productivity and quality of the club potatoes.

Текст научной работы на тему «Глауконит - эффективное природное минеральное удобрение картофеля»

Агрономия

ГЛАУКОНИТ - ЭФФЕКТИВНОЕ ПРИРОДНОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ

A.A. ВАСИЛЬЕВ,

кандидат сельскохозяйственных наук,

ГНУ ЮУНИИПОК Россельхозакадемии, г Челябинск

Ключевые слова: глауконит, минеральное удобрение, урожайность, картофель.

Картофель предъявляет повышенные требования к обеспечению почвы элементами минерального питания. Значительное сокращение объемов использования в сельском хозяйстве органических удобрений на фоне растущего антропогенного загрязнения сельхозугодий тяжелыми металлами требует поиска новых путей сохранения почвенного плодородия и повышения устойчивости картофелеводства к действию неблагоприятных факторов среды (засуха, болезни, вредители и т.д.). Выход из сложившегося положения, по нашему мнению, следует искать в более активном использовании природных ресурсов в качестве дешевых органических и минеральных удобрений. Одним из резервов местных удобрений являются глауконитовые пески, разведанные запасы которых в Челябинской области оцениваются почти в 300 млн т.

Глауконит - минерал группы гидрослюд подкласса слоистых силикатов; широко распространен в осадочных породах; представляет собой водный алюмосиликат калия, магния и железа [1]. Глаукониты отличаются широкой вариацией химического состава, поэтому при использовании их для удобрения картофеля и других культурных растений необходим контроль химического состава используемого сырья.

Так, по данным Уральского института минералогии, глауконит Каринского месторождения Кунашакского района Челябинской области содержит в среднем ЗЮ2 52,89%, А1203 - 11,83%, Ре203 -16,74%, МпО - 0,03%, МдО - 4,31%, СаО

- 0,82%, К2О - 8,57% и Ыа20 - 0,14% [2].

Залежи глауконитовых пород содержат примесь фосфора и серы (до 1%), а также большое количество микроэлементов: Си, 7п, Со, N и другие [3].

Содержание основных питательных элементов, по данным Центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский», за годы исследований варьировало в пределах: азота - от 0 до

0,07%, фосфора - от 0,12 до 0,18% и калия - от 0,9 до 1,7%; содержание подвижных форм: ЫИ4 - от 0 до 9,27 мг/100 г,

ЫО3 - от 0 до 1,83 мг/100 г, Р2О5 - от 88,3 до 107,1 мг/100 г, К2О - от 45,8 до 48,0 мг/

100 г глауконитового песка.

Цель и методика исследований

В 2001-2003 годах в ГНУ ЮУНИИПОК Россельхозакадемии проведены исследования по изучению возможности использования глауконитовых песков Каринского месторождения для повышения урожайности и качества клуб-

ней картофеля. Целью исследований являлось изучение влияния глауконитов Каринского месторождения на урожайность и качество клубней картофеля. В задачи опыта входило:

1) определение влияния глауконита на физические и агрохимические свойства выщелоченных черноземов;

2) изучение влияния глауконитовых песков на рост и развитие растений, урожайность и качество клубней картофеля;

3) установление оптимальных доз применения глауконита и сопутствующих минеральных удобрений.

В 2004-2006 годах изучалось влияние глауконита на усвоение растениями картофеля элементов минерального питания. Цель эксперимента - выявить условия почвенного питания картофеля, обеспечивающие максимальную реализацию потенциальных возможностей возделываемых сортов. В задачи опыта входило:

1 ) изучение влияния глауконита на динамику накопления основных элементов минерального питания (N1, Р2О5, К2О Са, Ре, Си, 7п, Мд) в отдельных органах картофельного растения в процессе вегетации;

2) установить природу влияния глауконита на почву и растения картофеля.

Схема опыта

В 2001-2003 годах изучалось пять доз глауконита (от 2 т/га до 40 т/га) на четырех уровнях минерального питания: 1. Без удобрений (контроль); 2. Ы60; 3. И60Р60;

4 N Р К

60 60 60

В 2004-2006 годах схема опыта имела следующий вид: 1. ^0Р60 (контроль); 2. ^0Р60 + глауконит, 40 т/га.

Закладка опыта, проведение анализов, учетов и наблюдений осуществлялись в соответствии с общепринятыми методиками. Исследования проведены на среднесуглинистом выщелоченном черноземе (содержание гумуса - 5,37,3%, реакция почвенного раствора - от слабокислой до близкой к нейтральной). Обеспеченность почвы подвижным фосфором - 10,8-51,9; обменным калием -9,6-59,4 мг/100 г почвы.

Учетная площадь делянки в первом опыте - 50,4 кв. м, во втором - 9,8 кв. м. Повторность опыта - четырехкратная. Расположение делянок в повторениях -рендомизированное. Удобрения вносили вручную весной под предпосадочную обработку почвы.

Исследования проводились на среднеспелом сорте картофеля Спиридон.

Для посадки использовались клубни: в эксперименте 2001-2003 годов - фракции 50-80 г, в опыте 2004-2006 годов -фракции 80-100 г. Посадку проводили во второй декаде мая. Агротехника - общепринятая для зоны. Урожай учитывался весовым способом. Математическую обработку данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа.

В эксперименте 2004-2006 годов растительный материал для анализов отбирали по основным фазам вегетации: всходы, бутонизация, цветение и уборка. Для средней пробы брали по 3 куста с каждой повторности. Растения расчленяли на маточные клубни, листья, стебли и корни, а начиная с фазы бутонизации - дополнительно на цветки и молодые клубни. Отдельные органы взвешивали и подвергали анализу на содержание элементов минерального питания. Перед началом и в конце эксперимента отбирались пробы почвы.

Метеорологические условия по годам исследований были различными. Средняя температура воздуха за период активной вегетации (июнь-август) варьировала от 16,1 до 19,4°С, сумма осадков - от 121 до 291 мм. По гидротермическому коэффициенту вегетационный период 2001, 2002, 2003 и 2005 годов был признан достаточно влажным (ГТК=1,59; 1,41; 1,22 и 1,36 соответственно), 2004 год - засушливым (0,67), а 2006 год - влажным (ГТК=1,81).

Результаты исследований

Влияние глауконита на свойства почвы. Результаты исследований показали, что применение возрастающих доз глауконитового песка оказывает положительное влияние на физические свойства выщелоченного чернозема. В дозах 20-40 т/га глауконит обеспечивал достоверное снижение объемной массы почвы в пахотном слое (на 0,03-0,04 г/см3). Во-вторых, внесение глауконита улучшало агрохимические свойства почвы, в частности, при использовании максимальных доз отмечалось снижение почвенной кислотности на 0,1-0,3 ед. рН, содержание в почве доступного фосфора возрастало на 16-28 мг/кг и обменного калия - на 2-25 мг/кг по отношению к соответствующему фону.

Нельзя переоценить экологическое значение глауконита. Известно, что этот минерал поглощает из почвы и переводит в недоступное для растений состояние соли тяжелых металлов [1]. Это косвенно подтверждается и в нашем

Glaukonit, mineral fertilizer, productivity, potato.

Агрономия

эксперименте: у растений картофеля, выращенных на глауконите, содержание тяжелых металлов в клубнях снижалось: железа - в 4,0 раза, меди - в 1,8 раза, кадмия - в 1,5 раза, хрома и никеля

- в 1,3 раза, цинка - в 1,2 раза.

Влияние глауконита на минеральное питание. В опыте 2002-2006 годов установлено, что применение глауконитовых песков усиливает минеральное питание картофеля прежде всего азотом, фосфором и калием. В засушливом

2004 году и во влажных условиях 2006 года влияние глауконита на поглощение питательных элементов проявлялось с самого начала вегетации: прибавка по количеству азота, усвоенного за период от посадки до всходов, составляла 48 и 65%, фосфора - 60 и 61%, калия - 116 и 89% соответственно.

В достаточно влажных условиях

2005 года влияние глауконита наиболее отчетливо проявлялось с 45-го по 60-й день вегетации, когда в ботве картофеля было накоплено на 16% азота, 10% фосфора и 25% калия больше, чем на контроле. В конце вегетации при использовании глауконита, наоборот, наблюдалось усиление оттока питательных элементов из надземных органов в клубни: азота - в 1,4-2,0 раза, фосфора - в 1,2-

4,3 и калия - в 1,5-2,1 раза.

Положительное влияние на корневое питание картофеля обусловлено прежде всего ионообменной поглотительной способностью глауконита (за 24 часа из 1-процентного раствора 1\1Н41\Ю3 он извлек 99,8% 1\1Н4+) [4]. Активное поглощение глауконитом аммония, образующегося в результате минерализации органического вещества почвы, и аммония удобрений подавляет процессы нитрификации и тем самым заметно снижает потери азота из пахотного слоя в первой половине вегетации, когда усваивающая способность корневой системы сравнительно невелика. Предотвращая потери аммония и равномерно снабжая им растения во второй половине вегетации, глауконит оказывает существенное влияние на режим азотного питания картофеля. Полученные нами результаты согласуются с выводами других исследователей [1].

Наши исследования показали, что глауконит оказывает значительное влияние на фосфатный режим почвы благодаря способности поглощать фосфаты. Так, содержание Р205 в глауконитовом песке при его взаимодействии с 1-процентным раствором двойного суперфосфата возросло с 88,3 до 145,4 мг/100 г. Удерживая фосфаты в обменном и доступном для растений состоянии, глауконит тем самым препятствует их химическому поглощению в результате взаимодействия с кальцием, железом и другими катионами почвы.

Встречается мнение, что глауконит не является непосредственным источником элементов питания для растений [2, 5]. Однако эксперимент 2004-2006 годов косвенно опровергает это мнение.

В результате взаимодействия глауконита с 1-процентным раствором 1\1Н41\103 концентрация в растворе калия увеличилась в 6,3 раза (с 2,65 до 16,75 мг/л), кальция - в 4,4 раза (с 37,4 до 165,2), сульфатов - в 3,0 раза (с 34,6 до 102,5) и магния - в 2,8 раза (с 23,6 до 66,4 мг/л).

Влияние глауконита на урожайность и качество картофеля. Улучшая режим минерального питания, глауконит оказывал заметное положительное влияние на рост и развитие растений картофеля, стимулировал формирование надземных органов, оказывал влияние на процесс фотосинтеза и, в частности, на развитие ассимиляционной поверхности и образование хлорофилла в листьях. Усиление фотосинтетической деятельности стимулировало процессы клубнеобразования, что оказало позитивное влияние на урожайность клубней картофеля (табл. 1).

Урожайность клубней на контроле (без удобрений и без глауконита) составила 27,5 т/га. Внесение азотных удобрений повышало урожай картофеля в среднем на 4,0 т/га, азотно-фосфорных

- на 5,1 и полного минерального удобрения - на 5,3 т/га. Применение глауконитовых песков на фоне естественного плодородия увеличивало урожай клубней на 2,1-6,3 т/га. Эффективность глауконита заметно повышалась на фоне внесения азотных и азотно-фосфорных удобрений. При этом небольшие дозы глауконита (2-5 т/га) обеспечивали наибольший эффект на фоне Ы60, где прибав-

ки урожая составляли 15,2-25,0%, тогда как высокие дозы (10-40 т/га) были наиболее эффективными на фоне М60Р60, обеспечивая прибавки урожая на уровне 28,6-40,4% по отношению к фону.

Эффект от внесения глауконитовых песков на фоне М60Р60К60 снижался в 1,5-

2,4 раза: прибавки урожая составляли 2,5-6,2 т/га, тогда как в лучших вариантах на фоне азотных удобрений они достигали 8,0 т/га, а на фоне азотно-фосфорных удобрений - 9,4 т/га. Снижение эффективности глауконитовых песков на фоне полного минерального удобрения можно объяснить несбалансированностью корневого питания.

Применение глауконита улучшало качество выращенного урожая, увеличивая товарность картофеля и способствуя повышению содержания сухого вещества и крахмала в клубнях. Наибольшее качество клубней отмечалось при совместном внесении глауконитовых песков и азотно-фосфорных удобрений (табл. 2).

Следует отметить, что влияние глауконита на товарность урожая было наибольшим на фоне естественного плодородия (прибавка - 2,7-3,0% к фону), на крахмалистость клубней - на фоне М60Р60 (прибавка - 1,3-2,0% к фону), а на содержание сухого вещества в клубнях - на фоне М60Р60К60 (прибавка - 1,4-2,1% к фону). Кроме того, применение глауконита достоверно снижало содержание нитратов в клубнях на фоне внесения азотных удобрений.

Таблица 1

Урожайность клубней картофеля в зависимости от доз глауконита и уровня сопутствующего минерального питания, среднее за 2001-2003 гг.

Доза внесения глауконита Урожайность картофеля при соответствующем уровне минерального питания, т/га Среднее по дозе глауконита

без удобрений N60 N ст> о “О ст> о NaoPaoKao

Контроль 27,5 31,5 32,6 32,8 31,1

2 т/га 29,6 36,3 36,5 35,3 34,4

5 т/га 31,5 39,4 40,4 36,2 36,9

10 т/га 32,1 38,9 41,9 38,3 37,8

20 т/га 33,8 39,6 41,6 39,0 38,5

40 т/га 33,6 38,2 42,0 38,3 38,0

Среднее по фону 31,4 37,3 39,2 36,6 36,1

НСР05 4,6

Таблица 2

Урожайность и качество картофеля сорта Спиридон при использовании глауконитовых песков, среднее за 2001-2003 гг.

Варианты опыта Товарность урожая, % Содержание в клубнях

сухого вещества, % крахмала, % нитратов, мг/кг

Без удобрений (контроль) 92,3 23,3 13,9 28,6

Глауконит, 5 т/га 95,0 23,5 14,2 29,0

Глауконит, 10 т/га 95,3 23,6 14,6 29,4

N60 93,3 22,7 12,8 54,1

^0+глауконит, 5 т/га 95,6 23,5 14,4 30,6

^0+глауконит, 10 т/га 95,7 24,3 14,2 30,1

N60P60 94,5 24,2 14,3 32,3

^0Рб<з+глауконит, 5 т/га 96,0 25,1 15,6 26,8

^0Рб<з+глауконит, 10 т/га 96,8 25,9 16,3 31,8

N60P60K60 95,1 22,2 15,1 35,0

^0Рб0Кб0+глауконит, 5 т/га 95,4 23,6 15,5 29,5

^(зРизКиз+глауконит, 10 т/га 96,3 24,3 15,6 35,0

НСР05 1,6 2,5 2,4 10,2

Сбор крахмала с единицы площади на контрольном варианте составил в среднем за три года 3,80 т/га. Применение азотно-фосфорных удобрений, а также полного минерального удобрения повышало выход крахмала на 0,86 и 1,15 т/га соответственно, тогда как при использовании азотных удобрений прибавка была незначительной (0,35 т/га). Внесение глауконита повышало сбор крахмала на всех фонах минерального питания. Максимальная прибавка получена при использовании глауконитовых

песков в дозе 10 т/га на фоне азотнофосфорного минерального удобрения: 2,22 т/га по отношению к фону (М60Р60) и

3,08 т/га по отношению к контролю (без удобрений).

Выводы

Таким образом, глауконитовые пески Каринского месторождения, оказывающие позитивное влияние на физические и агрохимические свойства почвы, улучшающие режим корневого питания картофельного растения азотом, фосфором и калием, могут стать эффектив-

Агрономия

ным средством повышения урожайности и качества клубней возделываемых на Южном Урале сортов картофеля.

Оптимальным вариантом применения глауконитовых песков под картофель является использование их в дозе 10 т/га в сочетании с азотно-фосфорными минеральными удобрениями в дозе Ы60Р60 как обеспечивающих высокий уровень урожайности (41,9 т/га) и качества клубней (прибавка крахмалистости клубней - на 2,4%, а сбор крахмала с 1 га - на

3,08 т/га по сравнению с контролем).

Литература

1. Кривопуст Я. Л., Чумаченко Э. С., Ватин Г. С., Чумаченко И. Н., Панасин В. И. Агрохимическая оценка глауконитовых песков // Химизация сельского хозяйства. 1991. № 8. С. 21-25.

2. Синявский В. А., Синявский В. И. Физико-химическая и агрохимическая оценка глауконита как удобрения и мелиоранта загрязненных земель : сб. докл. науч.-практ. конф. «Глауконит - калийное удобрение и минерал, пригодный для реабилитации загрязненных радионуклидами земель». Челябинск, 2003. С. 32-34.

3. Уточкин В. Г., Чумаченко И. Н., Сушеница Б. А. Основные аспекты и методологические особенности агрохимической оценки сырьевых источников питательных веществ // Химия в сельском хозяйстве. 1995. № 6. С. 3-9.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Васильев А. А. Влияние глауконитовых песков на минеральное питание картофеля : м-лы Всероссийской науч.-практ. конф. «Пути повышения продуктивности пашни, энергоресурсосбережения и производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции», посвященной 85-летию ТатНИИСХ и 1000-летию Казани. Казань : Изд-во «Фолиантъ», 2005. С. 357-362.

5. Добровольский И. П., Ивин И. С., Шеремет Н. Т. Применение глауконита и отходов производства для повышения плодородия земель : сб. докл. науч.-практ. конф. «Глауконит - калийное удобрение и минерал, пригодный для реабилитации загрязненных радионуклидами земель». Челябинск, 2003. С. 35-40.

О

і

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ СОРТООБРАЗЦОВ РИСА, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ ИХ ПРОДУКТИВНОСТЬ

P.P. ДЖАМИРЗЕ,

аспирант, Всероссийский НИИ риса, г. Краснодар, пос. Белозерный

Ключевые слова: сортообразец, морфотип, эректоидные листья, фотосинтез, физиолого-биохимическая активность.

Фотосинтез - основной процесс питания растений [1, 2, 3, 4]. Поэтому урожай растений прежде всего определяется размерами и продуктивностью работы фотосинтетического аппарата.

В дальнейшем начали развиваться представления о посевах и ценозах растений как о целостной динамической оптико-биологической системе, продуктивность которой зависит от количества поглощаемой ею энергии солнечного света и от коэффициента использования энергии на фотосинтез. Возникли представления об оптимальных ходах формирования площади листьев в течение вегетационного периода и о фотосинтетических потенциалах посевов. Появились представления не только о количественном, но и о качественном разнообразии продуктов фотосинтеза, о коэффициентах общей и хозяйственной эффективности фотосинтеза, то есть не только об особенностях посевов, дающих им возможность осуществлять большую по объему фо-тосинтетическую работу, но и о путях и эффективности использования продук-

тов фотосинтеза на формирование урожаев [5].

В настоящее время отечественными и зарубежными исследователями предложен следующий путь решения этой проблемы - создание нового мор-фотипа растения риса. Основная концепция нового типа растения заключается в следующем: среднерослое растение с крепким (неполегающим) стеблем, низкая способность побегообразования, величина метелки - 35-40% от общей высоты главного побега и повышенная ее озерненность, вертикально расположенные листья с оптимальной площадью листовой поверхности, улучшенная донорно-акцепторная связь в период налива зерна, мощная корневая система с повышенным окислительно-восстановительным потенциалом [6, 7, 8, 9].

Цель и методика исследований

В свете изложенного целью исследования явилось изучение фотосинте-тической и физиолого-биохимической активности листового аппарата сорто-образцов растений риса с различным

морфотипом из коллекции семян, исследуемых в различных условиях эксперимента: Лиман, А 12/6206, К 03293, 03617, Arietta, ВНИИР 5223, ВНИИР 7542.

Эксперимент проводился на опытно-экспериментальном участке ВНИИ риса с различной нормой высева для получения 200 раст. / кв. м и 400 раст. / кв.м.

В фазы вегетации (кущение, трубко-вание и цветение) определяли площадь листовой поверхности и содержание хлорофиллов (У а+б) в листовых пластинах спектрофотометрически [10].

Результаты исследований

В таблице 1 представлены результаты исследования листовой поверхности и активности фотосинтеза по содержанию пигментов у изучаемых сорто-образцов по фазам вегетации в полевых условиях.

Анализируя данные таблицы 1, можно отметить, что в листовых пластинах растений риса, вертикально расположенных к главному побегу, больше хлорофилла, что и свидетельствует о более продуктивной работе фотосинтети-ческого аппарата.

Varietal sample, morphotype, erectoid leaves, photosynthesis, physiological and biochemical activity.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.