CC BY
35DOI:10.24411/2225-2584-2020-10129 УДК 631.43
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ ДИАТОМИТА
И.М. СУХАНОВА, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, (e-mail: 1086ab@rambler. ru)
Р.Р. ГАЗИЗОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель руководителя института
Л.М.-Х. БИККИНИНА, кандидат
сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
М.М. ИЛЬЯСОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения ФИЦ Казанский научный центр РАН
ул. Оренбургский тракт, д.20 а, г. Казань, 420059, Российская Федерация
Резюме. Использование недорогого сырьевого ресурса -диатомита Инзенского месторождения Ульяновской области, основано на многостороннем действии кремниевой кислоты в системе почва - растение. Цель исследований - проведение оценки влияния диатомита в сочетании с комплексными (азофоской) и азотными (аммиачной селитрой) минеральными удобрениями на агрофизические свойства серой лесной почвы Предкамья Республики Татарстан (РТ). Исследования проводились в 2017-2018 гг. в Лаишевском районе республики при выращивании яровой пшеницы сорта Йолдыз. Выявлен эффективный способ и дозы применения диатомита в условиях полевого опыта. Минеральные удобрения и диатомит в дозах 400,500 и 600кг/га с комплексными минеральными удобрениями N90Р90К70,, вносили перед предпосевной обработкой почвы, которая в дальнейшем поспособствовала равномерному распределению вносимых веществ. За период исследований произошло увеличение доли агрономически ценных и водопрочных агрегатов с размерами 10-5 мм и 1-0,25 мм, их доля соответственно составила 28,12-31,32% и 17,27-21,68% от массы почвы. Коэффициент структурности повысился по сравнению с контрольным и фоновым вариантами и составил 2,11-2,61%. Возросла доля водопрочных агрегатов с размерами 1-0,25 мм - до 52,51-53,18% от массы почвы. При совместном использовании высоких доз диатомита и комплексных минеральных удобрений сформировалась оптимальная плотность сложения пахотного слоя почвы -1,18 и 1,19 г/см3. Присутствие кремния в составе диатомита положительно повлияло на основные физические свойства почвы: произошло связывание структурных отдельностей почвы, повысилась агрегированность, а за счет коагуляции почвенных коллоидов и водопроницаемость почвы.
Ключевые слова: диатомит, минеральные удобрения, агрегаты, водопрочность, структура.
Для цитирования: Суханова И.М., Газизов Р.Р., Биккинина Л.М.-Х., Ильясов М.М. Изменение агрофизических свойств серой лесной почвы под влиянием диатомита // Владимирский земледелец. 2020. №3. С. 34-37. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10129.
С целью снижения издержек
сельхозтоваропроизводителей необходимо снижение объемов использования дорогостоящих минеральных удобрений в пользу недорогих местных сырьевых
ресурсов [1]. Перспективным направлением в земледелии и растениеводстве является разработка и внедрение инновационных удобрений и средств защиты растений, основанных на многостороннем действии кремниевой кислоты на систему почва -растение [2].
Вовлечение почв в сельскохозяйственное производство зачастую нарушает баланс питательных элементов, в том числе и доступного кремния [3]. По расчетам В.В. Матыченкова, ежегодно в мире около 210-224 млн. т кремния безвозвратно отчуждается урожаем сельскохозяйственных культур, что приводит к негативным последствиям в агрофитоценозе. Дефицит монокремниевой кислоты и уменьшение содержания аморфного кремнезема в почве способствует разрушению ее органоминерального комплекса, ускорению деградации органического вещества и ухудшению минералогического состава [4]. Присутствие кремния положительно влияет на основные физические свойства почвы. За счет образования кремниевых «мостиков» между микрочастицами минералов, происходит связывание структурных отдельностей почвы. При этом повышается почвенная агрегированность,
влагоемкость и буферность [5]. За счет коагуляции почвенных коллоидов кремний способствует повышению водопроницаемости почвы, приводя к улучшению роста и развития растений [6].
Диатомит - осадочная опалкристобалитовая порода. Представляет собой землистую, рыхлую или сцементированную кремнистую горную породу белого или желтовато-серого, иногда серого и темно-серого цвета, состоящую более чем на 50 % из мельчайших (обычно 0,01-0,04 мм) опаловых панцирей (цельных или обломков) диатомей (органогенная природа). Из примесей присутствуют: обломочный материал (обычно кварц), глауконит, глинистые минералы [7]. По данным ряда исследователей использование диатомита в земледелии оказывает прямое положительное действие на физическое состояние почвы, улучшает ее физико-химические и агрофизические свойства, способствует усилению водоудерживающей способности, экономному и рациональному расходованию продуктивной влаги в течение вегетационного периода [8].
Цель исследований - изучение влияния доз диатомита в сочетании с минеральными удобрениями на агрофизические свойства серой лесной почвы Лаишевского района Республики Татарстан.
Условия, материалы и методы. Научные
№ 3 (93) 2020
Владимгрскш ЗешеШецТз
исследования проводили с 2018 года на основе полевого опыта с использованием методики Б.А. Доспехова [9]. Статистическая обработка результатов исследования проведена с помощью электронных таблиц Excel и программы Origin 4.1.
Почва серая лесная среднесуглинистая: содержание органического вещества - 3,0%, Nrn^n. - 94,5 мг/кг, Р2О5 - 129,8 мг/кг, К2О - 119,9 мг/кг, Нг - 1,9 мг-экв./100 г почвы, рНкс| - 5,7 ед.
Объект исследования - диатомит Инзенского месторождения Ульяновской области с химическим составом (в оксидной форме, % на абсолютно сухое вещество): SiO2 - 83,5; Al2O3 - 7,74; Fe2O3 - 2,40; K2O -1,25; MgO - 0,56; CaO - 0,448; TiO2 - 0,28; FeO - 0,13; P2O5 - 0,05 Na2O - 0,02; MnO - 0,01; SO3 - 0,32; SiO2 аморфный - 42,0.
В качестве комплексного минерального удобрения использовали азофоску, азотного - аммиачную селитру. Минеральные удобрения и диатомит вносили в почву перед посевом яровой пшеницы сорта Йолдыз.
Схема полевого опыта: контроль - без удобрений; N90P90K70 - на запланированную урожайность 35 ц/га; диатомит 300 кг/га; диатомит 600 кг/га; диатомит 300 кг/га + N90P90K70; диатомит 400 кг/га + N90P90K70; диатомит 500 кг/га + N90P90K70; диатомит 600 кг/га + N90P90K70; диатомит 600 кг/га + N90 ; диатомит 600 кг/га + N150.
Общая площадь опыта - 2661,9 м2, учетная площадь опыта 2000 м2, площадь делянки 50 м2 (ширина - 4 м, длина - 12,5 м). Размещение вариантов систематическое, повторность трехкратная.
Определение плотности почвы проводили буровым методом по Н.А. Качинскому, водопрочности макроструктуры почвы методом Н.И. Саввинова (сухое просеивание) - определение фракционирования почвы в воздушно-сухом состоянии и определение
водопрочности агрегатов методом мокрого просеивания. [8].
Результаты и обсуждение. Важнейшими показателями плодородия почвы являются её агрофизические свойства. В числе физических свойств особое значение уделяется структуре почвы - способности агрегироваться и распадаться на относительно устойчивые отдельности.
На основании данных метода «сухого» просеивания можно определить количество почвенных агрегатов разного размера. В вариантах внесения диатомита в дозах 400, 500 и 600 кг/га повышалась доля агрономически ценных агрегатов с размерами 10-5 мм и 1-0,25 мм (табл. 1). Их доля составила 28,12-31,32% и 17,27-21,68% от массы почвы соответственно.
При этом доля макро- и микроагрегатов снижалась, она составила 17,22-20,47% и 8,24-13,21% от массы почвы соответственно. В контрольном и фоновых вариантах доля агрономически ценных мезоагрегатов почвы (10-0,25 мм) была ниже. Коэффициент структурности почвы при применении диатомита в дозах 400, 500 и 600 кг/га был равен 2,11-2,61, в контроле - 1,39, в фоновом варианте - 1,64.
На основании результатов метода «мокрого» просеивания оценили долю водопрочных агрегатов в почве. При заделке диатомита в почву в дозах 500 и 600 кг/га при сочетании с минеральными удобрениями доля агрегатов с размерами >1 мм и <0,25 мм снизилась и составила соответственно 2,71-2,87% и 44,11-44,62% от массы почвы (табл. 2).
Доля водопрочных агрегатов с размерами 1-0,25 мм при этом повышалась и была на уровне 52,51-53,18% от массы почвы.
Коэффициент структурности в этих вариантах равен 1,24-1,26; на контроле - 1,11, на фоне - 1,12.
Использование диатомита в дозе 300 кг/га
1. Структурно - агрегатный состав и коэффициент структурности в зависимости от внесения диатомита в комплексе с минеральными удобрениями методом «сухого» просеивания (слой 0-30 см)
№ Вариант Размер агрегатов (мм) и их содержание, % от массы почвы Коэффициент структурности
>10 10-5 5-3 3-1 1-0,25 <0,25
1. Контроль - без удобрений 25,12 24,52 8,91 11,24 13,56 16,65 1,39
2. ^0Р90К70 22,51 25,31 8,22 13,36 15,24 15,36 1,64
3. Диатомит 300 кг/га 24,73 24,27 9,26 11,62 15,84 14,28 1,56
4. Диатомит 600 кг/га 18,92 28,12 7,58 14,88 17,29 13,21 2,11
5. Диатомит 300 кг/га + 1\190Р90К70 20,71 26,84 7,36 14,32 16,75 14,03 1,87
6. Диатомит 400 кг/га + 1\190Р90К70 18,14 29,17 6,55 15,31 18,22 12,61 2,25
7. Диатомит 500 кг/га + 1\190Р90К70 17,22 31,32 7,88 15,91 19,31 8,36 2,91
8. Диатомит 600 кг/га + М90Р90К70 18,33 28,64 4,19 13,83 20,39 9,62 2,57
9. Диатомит 600 кг/га + М90 20,47 28,17 9,35 12,11 20,03 9,87 2,29
10. Диатомит 600 кг/га + М150 19,43 28,56 9,34 12,75 21,68 8,24 2,61
- НСР 05 1,03
Владишрскш ЗемлеШбЩ)
№ 3 (93) 2020
2. Структурно-агрегатный состав в зависимости от 3. Плотность пахотного слоя почвы в зависимости от
внесения диатомита в комплексе с минеральными внесения диатомита в комплексе с минеральными
удобрениями методом «мокрого» просеивания удобрениями, г/см3 (слой 0-30 см)
№ Вариант Размер агрегатов (мм) и их содержание, % от массы почвы) Коэффициент структурности
>1 1-0,25 <0,25
1. Контроль - без удобрений 4,12 48,66 47,22 1,11
2. ^0Р90К70 3,58 49,30 47,12 1,12
3. Диатомит 300 кг/га 3,24 50,40 46,36 1,15
4. Диатомит 600 кг/га 3,18 51,08 45,74 1,18
5. Диатомит 300 кг/га + N Р К ' 90 90 70 3,15 50,64 46,21 1,16
6. Диатомит 400 кг/га + N Р К ' 90 90 70 3,10 51,47 45,43 1,20
7. Диатомит 500 кг/га + N Р К ' 90 90 70 2,87 52,51 44,62 1,24
8. Диатомит 600 кг/га + N Р К ' 90 90 70 2,71 53,18 44,11 1,26
9. Диатомит 600 кг/га + 2,80 52,85 44,35 1,25
10. Диатомит 600 кг/га + ^50 2,78 53,01 44,21 1,26
НСР 05 0,09
№ Вариант Глубина, см
0-10 10-20 20-30 0-30
1. Контроль - без удобрений 1,13 1,27 1,37 1,25
2. N Р К - на 35 ц/га 90 90 70 Ч/ 1 ы 1,11 1,24 1,34 1,23
3. Диатомит 300 кг/га 1,12 1,24 1,32 1,23
4. Диатомит 600 кг/га 1,11 1,23 1,31 1,22
5. Диатомит 300 кг/га + 1,11 1,24 1,33 1,22
6. Диатомит 400 кг/га + 1,10 1,23 1,32 1,21
7. Диатомит 500 кг/га + ^0Р90К70 1,08 1,17 1,29 1,18
8. Диатомит 600 кг/га + 1,09 1,19 1,30 1,19
9. Диатомит 600 кг/га + 1,10 1,22 1,32 1,21
10. Диатомит 600 кг/га + 1,10 1,20 1,31 1,20
НСР 05 0,06
привело к незначительным изменениям структурно-агрегатного состава, но при этом выявлены тенденции увеличения доли агрономически ценных мезоагрегатов, повышения водопрочных агрегатов с размерами 1-0,25, а также повышение коэффициента структурности.
Наиболее благоприятные значения плотности почвы (1,08-1,10 г/см3) наблюдали в вариантах использования диатомита в дозах 400, 500 и 600 кг/га в сочетании с минеральными удобрениями ^90Р90К70, N90, N150) (табл.3).
Слой 10-20 см был более уплотнен - значения в большинстве вариантов превышали 1,2 г/см3. Типичные величины для культурной или свежевспаханной пашни отмечены для вариантов заделки диатомита в дозах 500 и 600 кг/га на фоне внесения комплексных минеральных удобрений - 1,17-1,19 г/см3. Слой 20-30 см характеризовался сильным уплотнением пашни - значения 1,3-1,4 г/см3, за исключением варианта внесения диатомита в дозе 500 кг/га на фоне
комплексных минеральных удобрений, - 1,29 г/см3.
В целом, слой почвы 0-30 см характеризовался как уплотненный. Наилучшие показатели плотности сложения складывались в вариантах совместного внесения диатомита в дозах 500 и 600 кг/га и комплексных минеральных удобрений в дозе N90P90K70.
Выводы. Использование диатомита на серой лесной почве в дозах 400, 500 и 600 кг/га в сочетании с комплексными минеральными удобрениями в дозе N90P90K70 обусловило увеличение доли агрономически ценных агрегатов размерами 10-5 мм и 1-0,25 мм. Их доля составила 28,12-31,32% и 17,27-21,68% от массы почвы соответственно. При этом коэффициент структурности повышался по сравнению с контрольным и фоновым вариантами и составил 2,11-2,61%. Возрастала доля водопрочных агрегатов с размерами 1-0,25 мм - до 52,51-53,18% от массы почвы. В вариантах совместного внесения диатомита в дозах 500 и 600 кг/га и комплексных минеральных удобрений складывались оптимальные показатели плотности сложения пахотного слоя -1,18 и 1,19 г/см3.
№ 3 (93) 2020
Владимгрскш ЗешеШецТз
Литература.
1. Исследования в области нанобиотехнологий в сельском хозяйстве и международное сотрудничество с социалистической Республикой Вьетнам /под общ. ред. А.Х. Яппарова. Казань: Центр инновационных технологий, 2017. 320 с.
2. Кудряшов А.В. Эффективность применения диатомита, кремниевых комплексов на его основе и минеральных удобрений при возделывании сахарной свеклы в условиях Среднего Поволжья: автореф. дисс. к.с.-х.н. Казань, 2013.19 с.
3. Козлов А.В., Куликова А.Х., Яшин Е.А. Роль и значение кремния и кремнийсодержащих веществ в агроэкосистемах//Вестник Мининского университета. 2015. №2. С. 23.
4. Матыченков В.В. Роль подвижных соединений кремния в растениях и системе почва-растение: дисс.... д. б. н. Пущино, 2008. 313 с.
3. Самсонова Н.Е. Роль кремния в формировании фосфатного режима дерново-подзолистых почв //Агрохимия. 2005. № 8. С. 11-18.
4. Ермолаев С.А., Шильников И.А., Аканова Н.И. Эффективность применения силикатных форм химических мелиорантов // Плодородие. 2004. № 2. С. 13-16.
5. Обзор рынка диатомита в СНГ. М.: Инфомайн, 2011.131 с.
6. Куликова А.Х., Яшин Е.А., Данилова Е.В. Эффективность применения диатомита и минеральных удобрений в технологии возделывания озимой пшеницы //Агрохимический вестник. 2007. №5. С. 18-19.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1986. 280 с.
8. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
CHANGE OF AGROPHYSICAL PROPERTIES OF GREY FOREST SOIL CAUSED BY DIATOMITE
I.M. SYKHANOVA, R.R. GAZIZOV, L.M.-H. BIKKININA, M.M. ILYASOV
Tatarstan Research Institute of Agrochemistry and Soil Science Federal Research Center Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences ul. Orenburgskiy trakt 20a, Kazan, 420059, Russian Federation
Abstract. Use of inexpensive raw material resource - diatomite from Inzensky deposit Ulyanovsk region, is based on the multilateral effect of silicic acid in the system soil-plant. The research aims to assess diatomite impact combined with complex (nitrogen-phosphorus-potassium fertilizer) and nitrogen (ammonium nitrate) mineral fertilizers on agrophysical properties of grey forest soil in Predkamje of the Republic Tatarstan (RT). The study was carried out 2017-2018 when growing Yoldyz spring wheat in Laishevsky rayon of the republic. The field trial reveals a dose and an effective way to use diatomite. Mineral fertilizers and diatomite in doses 400, 500 and 600 kg/ha with complex mineral fertilizer N90P90K70 are introduced before secondary tillage which promotes apply of fertilizers proportionally. Over research increases the number of agronomically valuable and water-stable aggregate in size 10-5 mm and 1-0.25 mm. Their proportions are 28.12-31.32% and 17.2721.68% of the soil mass, respectively. The soil pedality rate rises to 2.11 - 2.61% compared to the non-fertilized option and the control. The number of water-stable aggregates in size 1-0.25 mm climbs to 52.51-53.18% of the soil mass. Simultaneous use of diatomite high dose and complex mineral fertilizers contribute to the preferable density of arable soil layer 1.18 and 1.19 g/cm3. The presence of silicon in diatomite has a positive impact on the main physical properties of soil: binding of structural separates of soil, increasing aggregation, coagulation of soil colloids contributes to better water penetration capacity.
Keywords: diatomite, mineral fertilizers, soil aggregate, water stability, structure.
Author details: I.M. Sykhanova, Candidate of Sciences (biology), leading research fellow (e-mail: [email protected]); R.R. Gazizov, Candidate of Sciences (agriculture), deputy head; L.M.-H. Bikkinina, Candidate of Sciences (agriculture), leading research fellow; M.M. Ilyasov, Candidate of Sciences (agriculture), leading research fellow.
For citation: Sykhanova I.M., Gazizov R.R., Bikkinina L.M.-H., Ilyasov M.M. Change of agrophysical properties of grey forest soil caused by diatomite // Vladimir agricolist. 2020. №3. P. 34-37. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10129.
D0I:10.24411/2225-2584-2020-10130 УДК 633:367
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНЕГО ЛЮПИНА КАК ПОКРОВНОЙ
КУЛЬТУРЫ В ПОСЕВАХ ТИМОФЕЕВКИ ЛУГОВОЙ В ВЕРХНЕВОЛЖЬЕ В СИСТЕМЕ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
В.Н. БАРИНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, (e-mail: [email protected])
Всероссийский научно-исследовательский
институт органических удобрений и торфа - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»
ул. Прянишникова, д. 1, п. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Российская Федерация
Резюме. В исследованиях на дерново-подзолистой супесчаной почве опытного поля Всероссийского научно-исследовательского института органических удобрений и торфа в течение 2009-2013 гг. установлена возможность использования для подкормки многолетних трав азота однолетних бобовых растений, применяя их в качестве покровных культур. Целью данной работы было определить эффективность люпина узколистного для оптимизации развития тимофеевки луговой как кормовой культуры на супесчаных дерново-подзолистых почвах Верхневолжья.
Люпин как покровная культура не оказывал отрицательного влияния на развитие растений тимофеевки в период весенних всходов, перед уходом в зиму и после перезимовки. Под покровные посевы тимофеевки с корне-пожнивными остатками люпина поступило в почву 140 кг/га элементов питания, из них: 67 кг азота, 25 кг фосфора и 48 кг калия. Увеличение усвояемых форм азота и других элементов питания оказывало положительное влияние на развитие трав в осенний и весенний периоды, формирование их биомассы в процессе вегетации. Эффективное действие покровных культур прослеживалось в течении 4-х лет. На второй год пользования под влиянием люпина узколистного урожай тимофеевки вырос на 28 %. Покровные культуры обеспечили достоверное увеличение продуктивности травяного севооборота (однолетние травы с подсевом многолетних трав), прирост урожайности зеленой массы трав составил 33 ц/га к.е. Условно чистый доход достиг 17100 руб./га, что убедительно свидетельствует о целесообразности возделывания многолетних трав (тимофеевки луговой) под покровом высокопродуктивных бобовых культур на легких почвах Верхневолжья.
g/iaduMipckiu ЗешеШеф
№ 3 (93) 2020
