CC BY
17
- опилки дуба, березы, ольхи и осины, так как в этих опытах были достигнуты уровни рентабельности 42,9 %, 20,3 % , 14,5 % и 30,8 % соответственно;
- опилки древесных пород в следующем соотношении: дуб (50 %) + ольха (20 %) + осина (10 %); дуб (50 %) + ольха (10 %) + осина (20 %); дуб (50 %) + ольха (30 %); дуб (50 %) + осина (30 %), так как в этих опытах были достигнуты уровни рентабельности 44,5 %, 57,1 %, 30,0 % и 32,4 % соответственно;
- в качестве питательного компонента: отруби пшеничные, овсяные и ячменные, так как в этих вариантах рентабельность производства грибов составила 51,2 %, 20,1 % и 31,1 %, соответственно.
3. Наиболее экономически эффективным вариантом производства грибов шиитаке в условиях СП «Домановичи» КСУП «Комбинат «Восток» является включение в субстратный блок опилок дуба (50 %) + ольхи (10 %) + осины (20 %) + отрубей пшеничных (17 %) + мела, гипса, воды (по 1 %), так как использование данного состава позволило получить наибольший уровень рентабельности - 57,1 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Б енько, А. «Тихая охота» консервной отрасли. - Рэспублша. - № 200. - 2009. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://respublika.info/4866/topic/article34728/. - Дата доступа: 01.02.2014.
2. Влияние состава и способа подготовки опилочного субстрата на рост и плодоношение Lentinus edodes (Berk.) Sing. при искусственном культивировании / В. В. Трухоновец [и др.] // Труды Белорусского государственного технологического университета. Сер. 1. Лесное хозяйство / Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет». - Минск, 2005. - Вып. 13. - С. 223-226.
3. Грибы не только лечат - они излечивают. - Практическая народная медицина. - №1. - 2002. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://shiitake.h1.ru/2.htm. - Дата доступа: 01.02.2014.
4. Знакомство с шиитаке и его качествами. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.google.ru/ imgres?imgurl=http://www.gribnitsa.appee.ru/media/. - Дата доступа: 01.02.2014.
5. Морфоэкологические особенности шиитаке. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.growing-mushrooms. ru/harvest-of-shiitake.html. - Дата доступа: 01.02.2014.
6. Галиевский, А. А. Организационно-экономическое обоснование дипломных работ: методические указания / А. А. Галиевский, А. С. Тихоненко, Т. Л. Хроменкова. - Горки, 2006. - 56 с.
7. Савицкая, Г. В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия / Г. В. Савцкая. - 4-е изд., перераб. и доп. -Минск, 2000. - 688 с.
8. Спитаке. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.forinst.basnet.by/node/44. - Дата доступа: 01.02.2014.
9. Шиитаке, высушенные грибы. [Электронный ресурс] / Режим доступа: HTTP://WWW. herbalterra.com/drugie-lekarstvennye-rasteniya/shiitake-shiitake-lentinula-edodes-vysushennye-griby.html?pop=0. - Дата доступа: 01.02.2014.
10. Шиитаке (древесный японский гриб). [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://shiitake.h1.ru/. - Дата доступа: 01.02.2014.
11. Эти целебные шиитаке. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.day.kiev.ua/31412. - Дата доступа: 01.02.2014.
УДК 631.445.24:631.8:631.15.01
Е.Ф. ВАЛЕЙША, В.Б. ВОРОБЬЕВ
ГРУППОВОЙ СОСТАВ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ КОЛЛОИДОВ АГРОДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ СОЧЕТАНИИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ
И СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ
(Поступила в редакцию 25.03.14)
Приведены результаты изучения различных способов обработки почвы и систем применения удобрений на групповой состав органо-минеральных коллоидов размером менее 0,01 мм (по А.Ф. Тюлину). Установлено, что групповой состав органо-минеральных коллоидов размером менее 0,01 мм может служить важным диагностическим признаком, с помощью которого можно оценить плодородие почвы.
We have presented results of research into different methods of soil tillage and fertilization systems according to the group composition of organic-mineral colloids with the size of less than 0.01 mm (according to A.F. Tyulin). We have established that the group composition of organic-mineral colloids with the size of less than 0.01 mm can be an important diagnostic indicator for estimating the soil fertility.
Введение
Интенсификация земледелия, ускоренное воспроизводство расширенного плодородия почв при воздействии основных факторов окультуривания - широкого применения органических и минеральных удобрений, различных способов обработки почвы - требует всестороннего изучения органо-минеральных коллоидов, с точки зрения эволюции пахотных почв, особенно дерново-подзолистых почв Республики Беларусь. Отсутствие экспериментальных данных, характеризующих агрофизические условия данных почв с учетом их генезиса, затрудняет как проведение научно обоснованных
мероприятий по повышению продуктивности сельскохозяйственных культур, так и качественную оценку состояния корнеобитаемого слоя.
Анализ источников
Основоположником науки о почвенных коллоидах по праву считается К. К. Гедройц [2]. Именно он создал учение о почвенном поглощающем комплексе, имея в виду тесное адсорбционное сочетание высокодисперсных глинистых частиц и гуминовых кислот. Структура почв, их ионообменные свойства и поглощающая емкость обязаны в значительной степени коллоидной фракции почвы [6].
А. Н. Соколовский установил, что коллоиды находятся в почве в виде органо-минеральных комплексов, сосредоточенных в илистой фракции почвы. Кроме того, он указал на то, что илистая фракция представлена двумя качественно различными группами (активным и пассивным илом), а роль этих групп в почвенных процессах неоднозначна [7].
По формам связи органических коллоидов с минеральной частью почвы имеется многочисленная, зачастую противоречивая литература[8], причем прочность связей коллоидов с твердой фазой почвы характеризуется неодинаково.
Однако при совместном нахождении в почве минеральных и органических коллоидов из них образуются своеобразные органо-минеральные коллоиды. Первым, кто обратил внимание на органо-минеральные коллоиды почвы, был А. Н. Соколовский [7]. Он отметил, что с почвенными коллоидами, их составом и динамикой связаны важнейшие почвенные свойства и процессы: почвообразование, формирование почвенного профиля, структура и «спелость» почвы, трудность или легкость обработки, ее водный и воздушный режим, устойчивость урожаев против засухи и вымерзания и пр. С почвенными коллоидами связана потребность почв в химической мелиорации и коренных улучшениях, а также и те побочные, косвенные явления, которые неизбежно сопровождают применение удобрений. Во всем этом можно с успехом разобраться лишь тогда, когда мы будем иметь представление о свойствах и поведении коллоидов, с которыми тесно связана жизнь почвенных микроорганизмов и деятельность корней растений.
А. Ф. Тюлин [9], развивая учение А. Н. Соколовского о разнокачественной илистой фракции, доказал, что по качеству различаются не только илистые (менее 0,001 мм), но и более крупные грубо-дисперсные частицы мелкой и средней пыли (0,01-0,001 мм), т. е. в целом вся так называемая «физическая глина» (менее 0,01 мм). Им установлено, что основная масса коллоидов в почве находится не в свободном состоянии, а в виде органо-минеральных пленок-гелей, покрывающих элементарные минеральные частицы менее 0,01 мм в диаметре. Такие частицы А. Ф. Тюлин назвал «первичными», считая, что уже в материнской породе поверхность механических элементов, представляющих различные минералы, обычно не является чистой, а несет на себе те или иные наслоения из различных коллоидов [8, с. 9]. Эти первичные частицы, то есть минеральные частицы, покрытые органическим коллоидом, ведут себя как настоящие коллоиды, поэтому и почва в целом представляет собой коллоидную систему [1]. Следовательно, все изменения свойств и признаков почвы следует рассматривать с точки зрения учения о почвенных коллоидах и первичных частицах.
Групповой состав органо-минеральных коллоидов - это соотношение в почве количества частиц 1 -й группы и количества частиц 2-й группы по А. Ф.Тюлину [8]. Именно соотношение этих двух групп частиц в значительной мере и определяет качество почвенной структуры и ее агрофизические свойства.
Методы исследования
Опыт «Тушково» был заложен в 1997 г. с целью изучения влияния различных систем удобрения в сочетании со способами обработки на структурное состояние, плодородие, агрофизические свойства, гумусовое состояние и групповой состав органо-минеральных агрегатов почвы. Исследования проводились на двух полях зернопропашного севооборота с чередованием культур озимая пшеница-ячмень-кукуруза на зеленую массу-яровая пшеница. Доза удобрений были рассчитаны на получение в среднем 0,4-0,5 т/га зерновых единиц на фоне положительного баланса питательных элементов. В качестве удобрений вносили мочевину, аммофос, калий хлористый. В опыте изучались минеральная, навозно-минеральная и минеральная с добавлением соломы системы удобрения, контролем служил вариант без удобрений.
Общая площадь опытного поля составляет 7200 м2. Размер делянок для способов обработки почвы -2400 м2, для удобрений - 150 м2, повторность - 4-кратная, расположение делянок рендомизированное.
В 2008 г. на поле 1 и в 2009 г. на поле 2 - в опыте возделывали ячмень сорта «Гонар», в 2009 г. на поле 1 и в 2010 г. на поле 2 - кукурузу сорта «Бемо 180», в 2010 г. - на поле 1 - яровую пшеницу сорта «Банти». Для учета урожая применялся метод исследований с использованием микроплощадок (прямого учета) (1 м2) [8]. С пересчетом его на стандартную влажность и 100 % чистоту. Образцы почвы отбирались с глубины 0-20 см после уборки урожая.
Способы обработки за годы исследований были следующими:
- традиционная обработка была представлена лущением стерни (КЧ-5,1), зяблевой вспашкой (ПКГ-5-Ч0-В), закрытием влаги (КЧ-5,1) и предпосевной культивацией (АКШ-7,2);
- минимальная обработка почвы была представлена дисковой осенней обработкой на глубину 810 см и посевом сеялкой СТВ-12;
- прямой посев сеялкой «Mega Seed» 6002 по оставленной с осени стерне озимой пшеницы.
Результаты исследований подвергнуты корреляционному анализу по Б. Н. Доспехову [3].
Основная часть
Органо-минеральные коллоиды выделялись из почвы методом дробной пептизации по А. Ф. Тюли-ну [7]. Анализируя представленные данные, можно заключить, что больше всего частиц 2-й группы образуется на фоне органо-минеральных систем удобрения по всем способам обработки. Именно у частиц этой группы А. Ф. Тюлин установил свойство - необратимость в воде и в поваренной соли. В вариантах с данными системами удобрения образуется меньшее количество частиц 1-й группы.
Согласно исследованиями А. Ф.Тюлина [9], микроагрегаты 2-й группы обладают ярко выраженной способностью к самослипанию и укрупнению до 0,1-0,2 мм и крупнее. Объясняет он это свойство силами Ван-дер-Вальса-Лондона, образующими между агрегатами этой группы. А из частиц 1-й группы действующие микроагрегаты образуются за счет коагуляции. Макроагрегаты образуются из микроагрегатов за счет цементирующего действия органо-минеральных коллоидов. Это подтверждается нашими данными, так как структурно-агрегатное состояние и водопрочность почвы, а также и физические свойства изучаемой нами почвы лучше там, где применяются органо-минеральные системы удобрения. Это позволяет утверждать, что именно частицы 2-й группы определяют выше перечисленные свойства почвы [3, 4].
Соотношение между частицами 2-й и 1-й групп, а также процентное содержание частиц 2-й группы от суммы частиц 1-й и 2-й групп более наглядно позволяют выявить положительное действие не только органо-минеральных систем удобрения, но и сравнить применяемые способы обработки почвы (табл. 1 и табл. 2).
Таблица 1. Отношение количества частиц 2-й группы к 1-й группе и процентное содержание количества частиц 2-й группы от суммы количества частиц (1-я+2-я группы)
Способ обработки Система удобрения Ячмень, 2008 г. Ячмень, 2009 г. Яровая пшеница, 2010 г.
2-я гр. : 1-я гр. % 2-й гр. 2-я гр. : 1-я гр. % 2-й гр. 2-я гр. : 1-я гр. % 2-й гр.
Отвальная традиционная Без удобрений 1,73 63,3 1,80 64,2 1,02 50,6
NPK 1,65 62,3 1,90 65,5 1,30 56,4
NPK+навоз 1,99 66,6 2,60 72,2 1,91 65,6
NPK+солома 2,09 67,6 2,51 71,5 1,95 66,1
Прямой посев Без удобрений 2,23 69,1 2,34 70,1 1,28 56,1
NPK 2,64 72,5 2,38 70,4 1,49 59,9
NPK+навоз 3,28 76,6 2,75 73,4 1,85 64,9
NPK+солома 2,58 72,1 2,45 71,0 1,63 62,0
Таблица .2. Отношение количества частиц 2-й группы к 1-й группе и процентное содержание количества частиц 2-й группы от суммы количества частиц (1-я+2-я группы)
Способ обработки Система удобрения Кукуруза, 2009 г. Кукуруза, 2010 г.
2-я гр. : 1-я гр. % 2-й гр. 2-я гр. : 1-я гр. % 2-й гр.
Отвальная традиционная Без удобрений 1,36 57,7 1,30 56,5
NPK 1,36 57,7 1,31 56,7
NPK+навоз 1,64 62,1 1,68 62,7
NPK+солома 1,60 61,5 1,57 61,0
Минимальная Без удобрений 2,49 71,3 2,18 68,5
NPK 2,44 71,0 1,99 66,5
NPK+навоз 3,26 76,5 3,07 75,4
NPK+солома 2,76 73,4 3,10 75,6
Чем шире соотношение между частицами (2 гр. : 1 гр.), чем больше процентное содержание частиц 2-й группы от суммы частиц, тем лучше агрофизические свойства и выше продуктивность севооборота. Поэтому именно частицам 2-й группы принадлежит ведущая роль в образовании агрономически ценной структуры, улучшении агрофизических свойств, повышении почвенного плодородия.
Данные подтверждают исследования А. Ф. Тюлина [8]. Образуется больше частиц данной группы при органо-минеральных системах удобрения, что объясняется приростом тонких корневых волосков, помогающих процессам образования частиц 2-й группы, лучшим протеканием микробиологических процессов, большим количеством органического вещества [3, 4].
Подтверждая выводы А. Ф. Тюлина, сделанные совместно с А. В. Коровкиной [10], а также опираясь на наши исследования и полученные данные по структуре и агрофизическим свойствам, можно отметить, что все важные агрономические свойства почвы зависят от соотношения в почве частиц 1-й и 2-й групп, а в частности, от количественного содержания органо-минеральных коллоидов 2-й группы.
В целом в пахотном горизонте различных вариантов опыта содержание органо-минеральных коллоидов 1-й группы в посевах ячменя находилось в пределах от 3,26 до 5,64 % в 2008 г. и от 4,18 до 5,69 % в 2009 г., а в посевах яровой пшеницы в 2010 г. содержание органо-минеральных коллоидов 1-й группы изменялось от 5,37 до 7,83 % (табл. 3).
Таблица 3. Групповой состав органо-минеральных коллоидов почвы в пахотном слое п посевах ячменя и яровой пшеницы , % от массы почвы
Способ обработки Система удобрения Ячмень, 2008 г. Ячмень, 2009 г. Яровая пшеница, 2010 г.
1-я группа 2-я группа 1 -я группа 2-я группа 1 -я группа 2-я группа
Без удобрений 5,43 9,38 5,69 10,24 7,83 8,01
Отвальная NPK 5,64 9,31 5,45 10,36 7,70 9,98
традиционная №К+навоз 4,86 9,67 4,18 10,85 5,37 10,26
№К+солома 4,66 9,74 4,27 10,70 5,49 10,69
Без удобрений 4,45 9,94 4,67 10,95 7,76 9,93
Прямой NPK 3,91 10,31 4,63 11,01 6,73 10,04
посев №К+навоз 3,26 10,68 4,16 11,45 5,82 10,78
№К+солома 3,39 10,24 4,58 11,23 6,56 10,72
НСР0,05 обработка 0,29 0,17 0,12 0,11 0,13 0,11
удобрения 0,42 0,24 0,17 0,16 0,18 0,12
Обращает на себя внимание значительное снижение данного показателя на делянках с прямым посевом. На его фоне количество органо-минеральных агрегатов 1-й группы в среднем было меньше, чем на фоне традиционной вспашки в 1,32 раза. При этом при обоих способах обработки почвы в вариантах с использованием навоза и соломы содержание агрегатов 1 -й группы также было меньше, чем в пахотном горизонте неудобренных делянок и вариантов с применением NPK.
Что касается органо-минеральных агрегатов 2-й группы, то наоборот, их содержание оказалось значительно больше в почве вариантов без применения вспашки. При этом на обоих фонах обработки почвы в вариантах с использованием навоза и соломы содержание агрегатов 2-й группы было больше, чем в почве неудобренных делянок и делянок с NPK. Схожая закономерность по отношению содержания частиц 1-й группы и 2-й группы проявлялась и в посевах кукурузы в 2009 и 2010 гг., где преимущество имела минимальная обработка почвы (табл. 4).
Таблица 4. Групповой состав органо-минеральных коллоидов почвы в пахотном слое в посевах кукурузы, % от массы почвы
Способ обработки Система удобрения Кукуруза, 2009 г. Кукуруза, 2010 г.
1 -я группа 2-я группа 1 -я группа 2-я группа
Отвальная традиционная Без удобрений 7,19 9,32 7,41 10,11
NPK 7,20 9,42 7,39 10,08
№К+навоз 6,52 10,97 6,24 10,22
№К+солома 6,88 10,79 6,30 10,05
Минимальная Без удобрений 4,49 9,77 4,51 11,21
NPK 4,88 9,69 4,70 11,48
№К+навоз 3,73 11,46 3,78 12,32
№К+солома 3,44 10,67 4,27 11,77
НСР0,05 обработка удобрения 0,11 0,12 0,10 0,11 0,10 0,10 0,10 0,10
В целом групповой состав органо-минеральных агрегатов в первую очередь зависел от гумусирован-ности почвы. Это подтверждается и наличием корреляционных связей между содержанием в почве гумуса и органо-минеральных агрегатов 1-й и 2-й групп (табл. 5, 6). Причем содержание органо-минеральных агрегатов 1-й группы находится в обратной зависимости от гумусированности почвы. Взаимосвязь между изучаемыми признаками характеризовалась коэффициентом корреляции равным -0,93 и подчинялась уравнению регрессии: У=9,24-3,63Х в 2008 г. (ячмень). В 2009 г. (ячмень) коэффициент корреляции составил -0,62, уравнение регрессии: 7,68-2,27Х. В посевах кукурузы коэффициент корреляции равнялся -0,76 в 2009 г. и -0,59 в 2010 г. и подчинялась уравнению регрессии 14,49-6,25Х (2009 г.) и 10,69-3,64Х в 2010 г. соответственно. В посевах яровой пшеницы он был равен -0,62, уравнение регрессии: 11,46-3,30Х. Анализ этой связи показывает, что при увеличении содержания гумуса в почве на каждые 0,1 % содержание в почве органо-минеральных агрегатов 1-й группы снижается на 0,36 %.
Год Возделываемая культура Коэффициент корреляции, г Коэффициент детерминации, d, % Уравнение регрессии, У = а+Ъ„Х Критерий существенности, 1 ^0.05
2008 Ячмень -0,93 ± 0,13 87 9,24-3,63Х 14,09 2,04
2009 Ячмень -0,62 ± 0,29 39 7,68-2,27Х 4,38 2,04
2009 Кукуруза -0,76 ± 0,24 58 14,49-6,25Х 6,42 2,04
2010 Кукуруза -0,59 ± 0,36 35 10,69-3,64Х 3,41 2,07
2010 Яровая пшеница -0,62 ± 0,35 39 11,46-3,30Х 3,74 2,07
Таблица 6. Взаимосвязь между содержанием в почве гумуса и органо-минеральными коллоидами 2-й группы
Год Возделываемая культура Коэффициент корреляции, г Коэффициент детерминации, d, % Уравнение регрессии, У = а+ЪхуХ Критерий существенности, 1 ^0.05
2008 Ячмень 0,95 ± 0,11 91 7,05+2,20Х 17,46 2,04
2009 Ячмень 0,65 ± 0,28 43 8,57+1,73Х 4,75 2,04
2009 Кукуруза 0,67 ± 0,28 44 6,26+2,79Х 4,88 2,04
2010 Кукуруза 0,61 ± 0,35 37 7,56+2,38Х 3,59 2,07
2010 Яровая пшеница 0,76 ± 0,29 58 4,95+3,50Х 5,51 2,07
В отличие от частиц 1-й группы содержание органо-минеральных агрегатов 2-й группы находилось в прямой корреляционной зависимости от уровня гумусированности почвы. Коэффициент корреляции, характеризующий силу связи между этими признаками, был равен 0,95. Взаимосвязь содержания органо-минеральных агрегатов 2-й группы и содержания гумуса в почве подчинялась уравнению регрессии: У=7,05+2,20Х. При этом увеличение содержания в почве гумуса на 0,1 % сопровождалось увеличением содержания в почве органо-минеральных агрегатов на 0,22 %. Схожая закономерно прослеживалась по всем годам и культурам соответственно.
Заключение
Групповой состав органо-минеральных коллоидов почвы зависит от применяемой системы удобрения. По органо-минеральным системам удобрения соотношения количества частиц 2-й группы к количеству частиц 1-й группы коллоидов гораздо шире (1,14-3,25) по сравнению с соотношением по минеральной системе удобрения (0,61-1,65) и на контроле (0,42-1,12). Более широкое соотношение указывает на образование большего числа частиц 2-й группы по сравнению с числом 1-й группы.
Исходя из изложенного, можно заключить, что групповой состав органо-минеральных коллоидов может служить диагностическим признаком при определении плодородия почвы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Барсуков, Л. Н. Почва как коллоидная система // Л. Н. Барсуков. - Почвоведение. -1948. - С. 243-251.
2. Гедройц, К. К. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв / К. К. Гедройц. Избранные соч.: В 3 т. -М.: Сельхозгиз, 1955. - Т. 1. - 559 с.
3. Горбылева, А. И. Азот гуминовых кислот в дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах разной степени гумусированности и удобренности / А.И. Горбылева, Д.Г. Кротов // Пути повышения плодородия почв Нечерноземной зоны УССР: тезисы докл. Харьков, 1987. - С. 130-131.
4. Горбылева, А. И. Органо-минеральные коллоиды дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и их роль в накоплении гумусовых веществ и элементов питания растений / А. И. Горбылева, В. Б. Воробьев, Е. Ф. Валейша // Вестник БГСХА. - 2008. - № 1. - С. 6-9.
5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта: учеб. для студентов высш. с.-х. учеб, заведений / Б. А. Доспехов. - 5-е изд., доп. и перераб. - М. Агропромиздат, - 1985. - 351 с.
6. Ремезов, Н.П. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв / Н. П. Ремезов - М.: Госсельхозизд, -1957. - 224 с.
7. Соколовский, А. Н. К познанию свойств коллоидной почвы / А. Н. Соколовский. - Почвоведение. - М.- 1924. -№1-2. - С. 59-79.
8. Тюлин, А. Ф. О формах связи гуминовых веществ вместе с минеральной частью почвенных коллоидов // А. Ф. Тю-лин.- Почвоведение. - М. -1938. - № 7-8. - С. 977-999.
9. Тюлин, А.Ф. Коллоидно-химическое изучение почв в агрономических целях / А. Ф. Тюлин // Тр. ВНИИ УАА. - М., - 1946. - Вып. 27. - 96 с.
10. Тюлин, А. Ф. Различное качество почвенных водопрочных агрегатов в зависимости от группового состава вторичных частиц менее 0,01 мм / А. Ф. Тюлин, А. В. Коровкина. - Почвоведение. - 1950. - № 3. - С. 142-150.
