CC BY
15
УДК 631.559 + 549.67 + 631.8
ИЗМЕНЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЦЕОЛИТА И УДОБРЕНИЙ
Г. Е. Гришин, доктор с.-х. наук, профессор Е. Е. Кузина, аспирант
ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. (8-412) 62-83-67
На основании проведенных исследований установлено, что для повышения урожайности сельскохозяйственных культур на серых лесных почвах следует использовать цеолит нормой 30 т/га в сочетании с органическими или минеральными удобрениями.
Основная задача любой отрасли растениеводства - это получение максимального урожая высокого качества. Поэтому эффективность каждого мелиоративного приема повышения плодородия почвы в первую очередь определяется влиянием его на урожайность сельскохозяйственных культур.
Химические мелиоранты, минеральные и органические удобрения являются мощным техногенным фактором, влияющим не только на свойства и режимы почвы, определяющие ее плодородие, но и повышающим продуктивность сельскохозяйственных культур [1, 2].
В связи с этим цель настоящей работы заключалась в изучении влияния природного цеолита, органических, минеральных удобрений и их сочетаний на урожайность культур зернопаропропашного севооборота и водопотребление растений.
Для изучения влияния цеолита и удобрений на содержание гумуса в 2003 году на коллекционном участке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» был заложен опыт по следующей схеме: 1. Без и удобрений (контроль); 2. Навоз 12 т/га севооборотной пашни (фон 1); 3. ЫРК эквивалентно 12 т/га навоза (фон 2); 4. Цеолит 20 т/га; 5. Цеолит 30 т/га; 6. цеолит 40 т/га; 7. Фон 1 + цеолит 20 т/га; 8. Фон 1 + цеолит 30 т/га; 9. Фон 1 + цеолит 40 т/га; 10. Фон 2 + цеолит 20 т/га; 11. Фон 2 + цеолит 30 т/га; 12. Фон 2 + цеолит 40 т/га. Повторность опыта трехкратная, делянки в опыте размещены методом рендомизированных повторений, учетная площадь одной делянки 2 м2.
Объектом исследований являлась серая лесная легкосуглинистая почва.
В опыте в качестве химического мелиоранта использовалась цеолитсодержащая порода Лягушовского месторождения,
Таблица 1
Влияние цеолита и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур
Вариант опыта Озимая пшеница Кукуруза Яровая пшеница Ячмень
урожайность, т/га (В £ I О £■ ° ё 1— 1— о о урожайность, т/га отклонение от контроля урожайность, т/га ея I о ю £■ ° ё тт оо урожайность, т/га ея I о ю £■ ° ё тт оо
т/га % т/га % т/га % т/га %
1. Без удобрений (контроль) 2,79 - - 21,40 - - 2,11 - - 2,26 - -
2. Навоз 12 т/га с. п. (фон 1) 3,76 0,97 34,8 29,21 7,81 36,5 2,75 0,64 30,3 2,50 0,24 10,6
3. ИРК экв. 12 т/га навоза (фон 2) 3,88 1,09 39,1 29,60 8,21 38,3 2,76 0,65 30,8 2,49 0,23 10,2
4. Цеолит 20 т/га д. в. 3,12 0,33 11,8 23,82 2,42 11,3 2,40 0,29 13,7 2,52 0,26 11,5
5. Цеолит 30 т/га д. в. 3,43 0,64 22,9 25,93 4,53 21,2 2,57 0,46 21,8 2,68 0,42 18,6
6. Цеолит 40 т/га д. в. 3,51 0,72 25,8 26,22 4,82 22,5 2,61 0,50 23,7 2,69 0,43 19,0
7. Фон 1 + цеолит 20 т/га д. в. 4,17 1,38 49,5 32,80 11,40 53,3 3,05 0,94 44,5 2,78 0,52 23,0
8. Фон 1 + цеолит 30 т/га д. в. 4,43 1,64 58,8 35,23 13,83 64,6 3,25 1,14 54,0 2,97 0,71 31,4
9. Фон 1 + цеолит 40 т/га д. в. 4,49 1,70 60,9 35,40 14,00 65,4 3,29 1,18 55,9 2,98 0,72 31,9
10. Фон 2 + цеолит 20 т/га д. в. 4,25 1,46 52,3 33,01 11,61 54,2 3,07 0,96 45,5 2,76 0,50 22,1
11. Фон 2 + цеолит 30 т/га д. в. 4,57 1,78 63,8 35,48 14,08 65,7 3,26 1,15 54,5 2,94 0,68 30,1
12. Фон 2 + цеолит 40 т/га д. в. 4,60 1,81 64,9 35,49 14,09 65,8 3,29 1,18 55,9 2,97 0,71 31,4
НСР05 0,18 1,96 0,15 0,12
расположенного в Бессоновском районе Пензенской области. Минералогический состав породы следующий: клиноптилолит -30 %, глинистые минералы - 19 %, кальцит -34 %, кварц - 15 %, полевые шпаты - 2 %. Руды такого состава в европейской части России довольно редки и, соответственно, технологически не изучены. В качестве органических удобрений использовался по-луперепревший навоз крупного рогатого скота. Норма навоза соответствовала рекомендуемой для серой лесной почвы лесостепного Поволжья. Из минеральных удобрений в опыте использовались аммиачная селитра, суперфосфат, хлорид калия. Нормы минеральных удобрений эквивалентны содержанию азота, фосфора и калия в 12 т/га навоза.
Результаты наших исследований показали, что изменение агрохимических и агрофизических свойств серой лесной почвы под действием цеолитсодержащей породы, минеральных и органических удобрений отразилось на урожайности сельскохозяйственных культур, возделываемых в зернопаропропашном севообороте.
При этом различные нормы цеолита, органические и минеральные удобрения и их сочетания в неодинаковой степени влияли на формирование урожая культур севооборота.
Данные по влиянию цеолитсодержащей породы, органических, минеральных удобрений и их сочетаний на урожайность представлены в табл. 1. Установлено, что увеличение нормы цеолита с 20 до 30 т/га при одностороннем его действии приводило к увеличению урожайности культур севооборота, дальнейшее увеличение нормы мелиоранта не оказывало существенного влияния на урожайность. Так, при использовании 20 т/га цеолита урожайность озимой пшеницы составляла 3,12 т/га, при использовании его нормой 30 т/га - 3,43 т/га. При норме цеолита 40 т/га урожайность данной культуры составила 3,51 т/га. Различие по отношению к варианту, где цеолит использовался нормой 30 т/га, было несущественным (НСР05 = 0,18 т/га).
Эффект по влиянию на урожайность озимой пшеницы минеральных и органических удобрений был неодинаковым. Так, органические удобрения повышали урожайность данной культуры по отношению к контролю на 34,8 %, а минеральные удобрения - на 39,1 %.
Максимальная урожайность озимой пшеницы была получена на вариантах с использованием цеолита по фонам органических и минеральных удобрений. По фону
органических удобрений урожайность озимой пшеницы варьировала в зависимости от нормы цеолита от 4,17 до 4,49 т/га, а по фону минеральных удобрений - от 4,25 до 4,60 т/га. Увеличение по отношению к контрольному варианту в первом случае составляло 1,38...1,70 т/га, или 49,5...60,9 %; во втором случае - 1,46...1,81 т/га, или
52.3...64.9 %.
На второй год исследований (2005 год) урожайность зеленой массы кукурузы на контроле составляла 21,40 т/га.
Прибавка урожайности зеленой массы кукурузы от одностороннего действия органических и минеральных удобрений была достоверной и составляла 7,81...8,21 т/га, или 36,5...38,3 %.
Цеолитсодержащая порода в зависимости от нормы повышала урожайность кукурузы на 2,42...4,85 т/га, или на
11.3...22.5 %. Следует отметить, что урожайность кукурузы при норме цеолита 40 т/га несущественно отличалась от урожайности культуры, полученной при использовании цеолита нормой 30 т/га. Различие между данными вариантами равнялось
0,29 т/га при значении НСР05 1,96 т/га.
Использование различных норм цеолита по фону органических удобрений обеспечивало прирост урожайности зеленой массы кукурузы на 11,40...14,00 т/га, или на
53.3...65.4 %, а при использовании мелиоранта по фону минеральных удобрений -на 11,61 ...14,09 т/га, или на 54,2...65,8 %. Достоверные различия в данном случае были получены при использовании цеолита нормами 20 и 30 т/га.
В 2006 году в опыте возделывалась яровая пшеница, ее урожайность на Контрольном варианте составляла 2,11 т/га. На вариантах с односторонним действием органических и минеральных удобрений урожайность яровой пшеницы была практически одинаковой и составляла 2,75...2,76 т/га. Увеличение по отношению к контрольному варианту равнялось 0,64...0,65 т/га, или
30.3...30.8 %.
Цеолитсодержащая порода в чистом виде обеспечивала урожайность яровой пшеницы, на уровне 2,40...2,61 т/га. Прирост урожая по отношению к контролю составлял 0,29...0,50 т/га, или 13,7...23,7 %. Цеолит нормой 40 т/га не обеспечивал достоверного увеличения урожайности яровой пшеницы по сравнению с вариантом, где он использовался нормой 30 т/га.
Максимальная урожайность яровой пшеницы в условиях 2006 года была получена на вариантах, где цеолитсодержащая порода применялась в сочетании с органиче-
Нива Поволжья № 2(7) май 2008 7
скими и минеральными удобрениями. Урожайность на этих вариантах варьировала от 3,05 до 3,29 т/га. Увеличение по отношению к контролю составляло 0,94...1,18 т/га, или 44,5...55,9 %.
В 2007 году урожайность ячменя на неудобренном варианте составляла 2,26 т/га. Органические удобрения при их одностороннем действии повышали урожайность
Таким образом, для повышения урожайности культур зернопаропропашного севооборота на серых лесных легкосуглинистых почвах следует использовать цеолит нормой 30 т/га по фону органических или минеральных удобрений.
Применение цеолита и удобрений отразилось и на водопотребление сельскохозяйственных культур (табл. 2, 3).
Таблица 2
Влияние цеолита и удобрений на водопотребление растений
Вариант опыта 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г.
водопотребление, м3/га отклонение от контроля, м3/га водопотреб-ление, м3/га отклонение от контроля, м3/га водопотреб-ление, м3/га отклонение от контроля, м3/га водопотреб-ление, м3/га отклонение от контроля, м3/га
1. Без удобрений (контроль) 3428 - 3001 - 1954 - 2347 -
2. Навоз 12 т/га с. п. (фон 1) 3484 46 3095 94 2104 150 2412 65
3. ИРК (фон 2) экв. 12 т/га навоза 3491 53 3056 55 2120 166 2422 75
4. Цеолит 20 т/га 3504 66 3099 98 1942 -12 2399 52
5. Цеолит 30 т/га 3506 68 3097 96 1937 -17 2425 78
6. Цеолит 40 т/га 3522 84 3115 114 1950 -4 2423 76
7. Фон 1 + цеолит 20 т/га 3530 92 3142 141 2052 98 2470 123
8. Фон 1 + цеолит 30 т/га 3554 116 3165 164 2073 121 2485 138
9. Фон 1 + цеолит 40 т/га 3559 121 3185 184 2121 167 2485 138
10. Фон 2 + цеолит 20 т/га 3515 77 3111 110 2058 104 2466 119
11. Фон 2 + цеолит 30 т/га 3542 104 3121 120 2074 120 2494 147
12. Фон 2 + цеолит 40 т/га 3569 131 3146 145 2105 151 2505 158
ячменя на 0,24 т/га, или на 10,6 %, а минеральные удобрения - на 0,23 т/га, или на 10,2 %.
На фоне одностороннего действия 20 т/га цеолита урожайность ячменя составляла 2,52 т/га, на фоне 30 т/га цеолита - 2,68 т/га и на фоне 40 т/га цеолита - 2,69 т/га. Увеличение по отношению к контрольному варианту равнялось 0,26; 0,42; 0,43 т/га, или 11,5; 18,6; 19,0 % соответственно.
Таким образом нормы цеолита 20 и 30 т/га обеспечивают достоверную прибавку урожая, дальнейшее увеличение нормы не оказывает существенного влияния на урожайность изучаемой культуры.
Максимальную урожайность ячменя обеспечивали повышенные нормы цеолита, используемые по фонам органических и минеральных удобрений. Урожайность ячменя на этих вариантах варьировала в интервале от 2,94 до 2,98 т/га, превышая контроль на 0,68...0,72 т/га, или на
30,1...31,9 %. Однако следует отметить, что урожайность ячменя на фоне 40 т/га цеолита, используемого в сочетании с удобрениями, несущественно отличалась от урожайности данной культуры, полученной от использования 30 т/га цеолита по удобренным фонам.
На неудобренной почве для создания 1 т зерна озимой пшеницы в условиях 2004 года было израсходовано 1232,3 м3 воды, в условиях 2005 года для создания 1 т зеленой массы кукурузы - 140,2 м3, в условиях
2006 года для создания 1 т зерна яровой пшеницы - 926,1 м3 воды и в условиях
2007 года для создания 1 т зерна ячменя 1038,5 м3 воды. Суммарное водопотребле-ние на этом варианте было 3438 м3/га, 3001 м3/га, 1954 м3/га и 2347 м3/га соот-веетственно.
По навозному фону в 2004 году для получения 1 т зерна озимой пшеницы было израсходовано 926,6 м3 воды, для создания 1 т зеленой массы кукурузы в 2005 году
- 106,0 м3, для создания 1 т зерна яровой пшеницы в 2006 году - 161,0 м и для создания 1 т зерна ячменя - 964,8 м3 воды. Снижение коэффициента водопотребления по отношению к контрольному варианту в 2004 году составило 305,7 м3/т, в 2005 году
- 34,2 м3/т, в 2006 году - 161,0 м3/т и в 2007 году - 73,7 м3/т. Суммарное водопотребле-ние на навозном фоне озимой пшеницы составляло 3484 м3/га, по кукурузе - 3095 м3/га, по яровой пшенице - 2104 м3/га, по ячменю - 2412 м3/га и было выше контроля на 46, 94, 150 и 65 м3/га соответственно.
Таблица 3
з
Влияние цеолита и удобрений на коэффициент водопотребления растений, м /т
Вариант опыта 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г.
коэффициент водопотреб- ления ея I о ю £■ І ° лк кк о о коэффициент водопотреб- ления ея I о ю £■ І ° лк кк о о коэффициент водопотреб- ления ея I о ® £■ І ° лк кк о о коэффициент водопотреб- ления ея I о ® £■ І ° лк кк о о
1. Без удобрений (контроль) 1232,3 - 140,2 - 926,1 - 1038,5 -
2. Навоз 12 т/га с. п. (фон 1) 926,6 305,7 106,0 34,2 765,1 161,0 964,8 73,7
3. ИРК (фон 2) экв. 12 т/га навоза 899,7 332,6 103,2 37,0 768,1 158,0 972,7 65,8
4. Цеолит 20 т/га 1123,1 109,2 130,1 9,9 809,2 116,9 952,0 86,5
5. Цеолит 30 т/га 1022,2 210,1 119,4 20,8 753,7 172,4 904,9 133,6
6. Цеолит 40 т/га 1003,4 228,9 118,8 21,4 747,1 179,0 900,7 137,8
7. Фон 1 + цеолит 20 т/га 846,5 385,8 95,8 44,4 672,8 253,3 888,5 150,0
8. Фон 1 + цеолит 30 т/га 802,3 430,0 89,8 50,4 637,8 288,3 836,7 201,8
9. Фон 1 + цеолит 40 т/га 792,7 439,6 90,0 50,2 644,7 281,4 833,9 204,6
10. Фон 2 + цеолит 20 т/га 827,1 405,2 94,2 46,0 670,4 255,7 893,5 145,0
11. Фон 2 + цеолит 30 т/га 775,1 457,2 88,0 52,2 636,2 289,9 848,3 190,2
12. Фон 2 + цеолит 40 т/га 775,9 456,4 88,6 51,6 639,8 286,3 843,4 195,1
Аналогичная закономерность была отмечена и на варианте с использованием полного минерального удобрения. Коэффициент водопотребления на этом варианте был ниже контроля по озимой пшенице на 332,6 м3/т, по кукурузе - на 37,0 м3/т, по яровой пшенице - на 158,0 м3/т и по ячменю - на 65,8 м3/т, при суммарном водопо-треблении 3491, 3056, 2120, 2422 м3/га соответственно.
На вариантах с односторонним действием цеолита, в зависимости от нормы мелиоранта, суммарное водопотребление в 2004 году варьировало от 3504 до 3522 м3/га, в 2005 году - от 3099 до 3115 м3/га, в
2006 году - от 1942 до 1950 м3/га и в 2007 году - от 2399 до 2425 м3/га.
При этом для создания 1 т зерна озимой пшеницы было израсходовано от 1003,4 до 1123,1 м3 воды, для создания 1 т зеленой массы кукурузы - от 118,8 до 130,1 м3, для создания 1 т яровой пшеницы
- от 747,1 до 809,2 м3 и для создания 1 т зерна ячменя - от 900,7 до 952,0 м3 воды, что было ниже контрольных значений.
Наибольшее влияние на снижение коэффициента водопотребления оказал цеолит, используемый по фонам органических и минеральных удобрений. Коэффициент водопотребления на этих вариантах, в зависимости от нормы химического мелиоранта, варьировал: по озимой пшенице -от 775,1 до 846,5 м3/т; по кукурузе - от 88,0 до 95,8 м3/т; по яровой пшенице - от 636,2 до 672,8 м3/т; по ячменю - от 893,5 до 833,9 м3/т. Снижение по отношению к контролю в 2004 году составляло 385,8...457,2 м3/т, в 2005 году - 44,4...52,2 м3/т, в 2006
году - 253,3...289,9 м3/т и в 2007 году -
145.0...204.6 м3/т.
Суммарное же водопотребление было выше контрольных значений в 2004 году на
92...131 м/га, в 2005 году - на 110...145
•о о
м /га, в 2006 году - на 98... 167 м /га и в
2007 году - на 119...158 м3/га.
Значительное снижение коэффициента водопотребления от использования цеолита по фонам удобрений, несмотря на более высокое суммарное водопотребление растениями, связано с более высокой урожайностью культур на этих вариантах.
Таким образом, повышенные нормы цеолита, используемые по фонам органических и минеральных удобрений, снижали коэффициент водопотребления при выращивании культур звена севооборота в
1.2...1.6 раза.
Литература
1. Горбунов, А. Н. Последействие природных цеолитов и минеральных удобрений на продуктивность ярового ячменя / А. Н. Горбунов, Ю. С. Колягин // Зерновые культур. - 2000. - № 6. - С. 2.
2. Лобода, Б. П. Применение цеолитсодержащего минерального сырья в растениеводстве / Б. П. Лобода // Агрохимия. -2000. - № 6. - С. 78-91.
Нива Поволжья № 2(7) май 2008 9
