CC BY
35
УДК 633.63:631.8
Применение бентонита и глауконита в свекловодстве
А.Н. ЦЫКАЛОВ, кандидат сельскохозяйственных наук Е.Ю. БОБРЕШОВ
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I E-mail: alfribox@yandex.ru
В полевых опытах установлено положительное влияние совместного внесения минеральных удобрений и природных минералов на урожайность сахарной свеклы, ее сахаристость и сбор сахара.
Ключевые слова: сахарная свекла, бентонит, глауконит, удобрения, урожайность.
Природные минералы (цеолит, бентонит, монтмориллонит, глауконит и др.) находят применение в различных отраслях народного хозяйства в России и за рубежом. Цеолит и бентонит используют как кормовые добавки в животноводстве и как удобрения пролонгирующего действия - в растениеводстве [1, 2].
Бентонит - тонкодисперсная глина осадочного образования, на 6070 % состоящая из минералов группы монтмориллонита, которые обладают высокой связующей способностью, адсорбционной и каталитической активностью. В бентоните часто присутствуют гидрослюды, каолинит, цеолит, смешаннослойные и другие
минералы. Для щелочных бентонитов характерны высокая пластичность и разбухаемость.
Глауконит - водный алюмосиликат железа, относящийся к группе гидрослюд, с непостоянным и сложным химическим составом. В него входят кремнезем (49^6 %), закись и окись железа (до 21 %), окись алюминия (до 18 %), окись калия (до 10 %), окись магния (до 7 %), вода (до 13 %). Глауконит способен к катион-ному обмену, и его используют для уменьшения жесткости воды. Значительное количество окиси калия позволяет применять глауконит в качестве удобрения для почв.
Природные минералы относятся к водным алюмосиликатам щелочных и щелочноземельных элементов, имеющих каркасное строение с пустотами. Катионы и вода, связанные с каркасом, могут быть частично или полностью замещены или удалены посредством ионного обмена и дегидратации. Благодаря микропористой структуре минералы способны поглощать большое количество воды и постепенно ее отдавать. Во-доудерживающая способность и вла-гоемкость положительно влияют на условия увлажнения почвы и обеспеченность влагой растений [3, 4].
Запасы минералов в месторождениях на территории России исчисляются миллиардами тонн. Они залега-
ют во всех областях Центрального Черноземья. Например, в Воронежской области монтмориллонит, глауконит, бентонит и цеолит находятся близко к поверхности по балкам и суходолам Калачеевского, Воробьев-ского, Павловского, Семилукского, Подгоренского и других районов
Целью наших исследований было определение оптимальных норм внесения бентонита и глауконита в сочетании с минеральными удобрениями под сахарную свеклу.
В опытах использовали бентонит из Журавского (Кантемировский район) и Каменского (Каменский район) месторождений, а также глауконит из Латненского месторождения (Семилукский район) Воронежской области.
Полевой опыт № 1 был заложен в засушливых условиях Кантемировс-кого района (200S-2007 гг.). Урожайность сахарной свеклы на контроле (без удобрений) в среднем составила 193 ц/га. Использование рекомендованной нормы минеральных удобрений 1Х90Р120К90 повысило этот показатель до 3S2 ц/га, или на 83 % (табл. 1).
Внесение 0^ т/га чистого бентонита под отвальную осеннюю вспашку в основной прием давало прибавку урожайности только в 20 %. Увеличение нормы бентонита до максимальных ^ т/га способствовало повышению урожайности корнеплодов на 168 ц/га, или на 87 %, по сравнению с контролем. В целом увеличение нормы внесения бентонита в чистом виде приводило к достоверному приросту урожайности сахарной свеклы.
Максимальная урожайность ^14,7 ц/га) получена в варианте с внесением ^ т/га бентонита на фоне рекомендованной нормы минеральных удобрений. Этот показатель на 168 % превышал контроль и на 46 % - вариант с внесением М90Р120К90.
Сахаристость корнеплодов на контроле составила 16,2 %, при внесении М90Р120К90 - 17,3 %, при использовании ^ т/га бентонита на фоне Х90Р120К90 - 18,3 % (см. табл. 1). Внесение бентонита в чистом виде на содержание сахаров влияло в меньшей степени, чем применение со- ш вместно с минеральными удобрени- | ями. Сбор сахара в среднем за го- £ ды исследований на контроле соста- | вил 31 ц/га, в варианте с М90Р120К90 - 2 61 ц/га. Внесение бентонита совме- 2 стно с минеральными удобрениями <2 позволило увеличить сбор сахара с р
63 до 94 ц/га. 2
со
I. Урожайность сахарной свеклы, сахаристость корнеплодов и сбор сахара в зависимости от норм удобрений (опыт № I, 2005-2007 гг.)
Вариант опыта Урожайность Сахаристость, % Сбор сахара, Ц/га
Ц/га прибавка
Ц/га %
Контроль (без удобрений) 192,5 - - 16,2 31,1
^90^120^90 352,1 159,7 83 17,3 60,9
Бентонит 0,5 т/га 231,4 38,9 20 16,2 37,5
Бентонит I т/га 246,7 54,3 28 16,4 40,6
Бентонит 2 т/га 271,0 78,5 41 16,4 44,5
Бентонит 5 т/га 294,4 101,9 53 16,8 49,4
Бентонит 7 т/га 313,0 120,5 63 17,0 53,1
Бентонит 10 т/га 335,1 142,6 74 17,0 56,9
Бентонит 15 т/га 360,6 168,1 87 17,3 62,4
Бентонит 0,5 т/га + ^Р^ 365,6 173,2 90 17,2 63,1
Бентонит 1 т/га С Х90Р120К90 388,5 196,1 102 17,3 67,4
Бентонит 2 т/га С Х90Р120К90 413,8 221,4 115 17,5 72,3
Бентони, 5 т/га С Х90Р120К90 439,6 247,1 128 17,8 78,2
Бентонит 7 т/га С Х90Р120К90 457,6 265,1 138 17,9 81,9
Бентонит 10 т/га С Х90Р120К90 487,4 295,0 153 18,0 87,8
Бентонит 15 т/га С Х9оР120К90 514,7 322,3 168 18,3 94,2
НСРо5 4,6-7,1 - - - -
2. Урожайность сахарной свеклы, сахаристость корнеплодов и сбор сахара в зависимости от предпосевного внесения удобрений (опыт № 2, 2009-2011 гг.)
Вариант опыта Урожайность Сахаристость, % Сбор сахара, Ц/га
Ц/га прибавка
Ц/га %
Контроль (без удобрений) 207,5 - - 16,1 33,4
Х 20 ^20^20 214,8 7,3 4 16,2 34,8
Бентонит, 0,5 т/га + 1\120Р20К20 216,9 9,4 5 16,3 35,2
Бентонит, I т/га + 1\120Р20К20 220,0 12,6 6 16,2 36,2
Бентонит, 2,5 т/га + 1\120Р20К20 249,8 42,3 20 16,3 40,2
Бентонит, 5 т/га + 1\120Р20К20 269,2 61,7 30 16,6 45,4
Бентонит, 10 т/га + 1\120Р20К20 302,0 94,5 46 16,9 51,7
Глауконит, 0,5 т/га + 1\120Р20К20 217,0 9,5 5 16,2 35,1
Глауконит, 1 т/га + Ы20Р20К20 224,3 16,9 8 16,2 35,6
Глауконит, 2,5 т/га + 1\120Р20К20 246,0 38,5 19 16,2 40,6
Глауконит, 5 т/га + 1\120Р20К20 273,2 65,8 32 16,2 43,7
Глауконит, 10 т/га + 1\120Р20К20 305,2 97,7 47 16,2 49,0
НСР05 7,4-9,5 - - - -
Опыт № 2 проводили на опытных полях центра «Агротехнология» Воронежского ГАУ (2009-2011 гг.). Природные минералы в нормах от 0,5 до 10 т/га вносили перед посевом сахарной свеклы. Фон - 1Х20Р20К,0, контроль - вариант без удобрений.
Урожайность сахарной свеклы на контроле составила 207,5 ц/га, внесение М20Р20К20 повышало этот показатель на 4 %. На фоне 2,5 т/га бентонита прибавка равнялась 20 %, на фоне такой же нормы глауконита -19 % (табл. 2).
Максимальная урожайность сахарной свеклы получена на фоне 10 т/га глауконита - 30S,2 ц/га, что на 47 % превысило контроль. При внесении 10 т/га бентонита урожайность была несколько ниже -302,0 ц/га. В целом урожайность сахарной свеклы зависела от норм природных минералов, а не от их вида. Существенных различий по влиянию на растения глауконита и бентонита выявлено не было.
Существенного влияния минералов при их внесении перед посевом на сахаристость корнеплодов не отмечено. Исключением стали варианты с использованием S и 10 т/га глауконита на фоне 1Х20Р20К,0, где сахаристость достоверно превышала контроль. В целом этот показатель был низким: 16,1 % - на контроле, 16,6 и 16,9 % - в лучших вариантах (см. " табл. 2).
20 Максимальный сбор сахара отме-со чен при внесении 10 т/га глауконита 2 - S1,7 ц/га, или на SS % больше, чем ие на контроле. Прибавка в 20 % и ^ выше по сбору сахара отмечена при ч внесении от 2,5 т/га минералов. ч Опыт № 3, заложенный на полях емцентра «Агротехнология» Воронеж-
т
ского ГАУ (2010-2012 гг.), предусматривал внесение глауконита и бентонита в основной прием с осени. Природные минералы применяли в чистом виде и на фоне 2/3 рекомендованной нормы минеральных удобрений. В среднем за два года исследований наблюдалось положительное влияние глауконита и бентонита на формирование урожайности сахарной свеклы (табл. 3).
Внесение чистого бентонита давало прибавку урожайности от 3 до S7 %, глауконита - от 3 до 63 %, однако эти показатели существенно уступали вариантам с внесением М90Р90К,0 и
Ы140Р140К140. Только максимальная норма минералов в 15 т/га способствовала увеличению урожайности до
варианта Х90Р90К90.
Применение бентонита и глауконита на фоне Х90Р90К90 в норме 1 т/га и выше позволило получить достоверную прибавку урожайности корнеплодов сахарной свеклы по сравнению с внесением только минеральных удобрений. В варианте бентонит, 1 т/га + Х90Р90К90 урожайность составила 315,4 ц/га, в варианте глауконит, 1 т/га + Х90Р90К90 - 318,0 ц/га, что было сопоставимо с внесением полной нормы минеральных удобрений Х,40Р,40К,40.
Максимальная урожайность (408,9 ц/га) получена при внесении 15 т/га глауконита. Она на 12S % превышала контроль и на 4S и 29 % - варианты с Х90Р90К90 и Х140Р140К140. ПРи внесении на фоне минеральных удобрений
15 т/га бентонита урожайность сахарной свеклы оказалась на 10 ц/га ниже.
Сахаристость корнеплодов изменялась в зависимости от минерального питания растений. На контроле она составила 16,2 %, при использовании Х140Р140К140 - 17,4 <% Х90Р90К90 -
16,8 %. Корнеплоды с максимальной сахаристостью получены в вариантах с внесением 10 и 15 т/га глауконита на фоне 1Х90Р90К90 - 18,0 %, или на 1,8 % выше контроля. Наибольший сбор сахара (70,1-73,6 ц/га) также отмечен в этих вариантах и при внесении 15
3. Урожайность сахарной свеклы, сахаристость корнеплодов и сбор сахара в зависимости от норм удобрений (опыт № 3, 2010-2012 гг.)
Вариант опыта Урожайность Сахаристость, % Сбор сахара, Ц/га
Ц/га прибавка
Ц/га %
Контроль (без удобрений) 182,0 - - 16,2 29,5
Х90Р90К90 283,0 101,0 56 16,8 47,7
N Р К 1 140Р140К140 317,4 135,4 74 17,4 55,2
Бентонит, 0,5 т/га 186,5 4,5 3 16,3 30,4
Бентонит, 1 т/га 204,9 22,9 13 16,2 33,3
Бентонит, 5 т/га 237,8 55,8 31 16,5 39,4
Бентонит, 10 т/га 270,5 88,5 49 16,8 45,4
Бентонит, 15 т/га 285,8 103,8 57 16,7 47,7
Бентонит, 0,5 т/га + Х90Р90К90 293,2 111,2 61 17,2 50,4
Бентонит, 1 т/га + Х90Р90К90 315,4 133,4 73 17,5 55,2
Бентонит, 5 т/га + Х90Р90К90 342,3 160,3 88 17,6 60,2
Бентонит, 10 т/га + Х90Р90К90 375,9 193,9 107 17,7 66,8
Бентонит, 15 т/га + Х90Р90К90 397,4 215,4 118 17,6 70,1
Глауконит, 0,5 т/га 187,5 5,5 3 16,3 30,5
Глауконит, 1 т/га 198,6 16,6 9 16,4 32,5
Глауконит, 5 т/га 240,4 58,4 32 16,6 39,8
Глауконит, 10 т/га 277,8 95,8 53 17,0 47,3
Глауконит, 15 т/га 295,7 113,7 63 17,2 50,8
Глауконит, 0,5 т/га + Х90Р90К90 302,9 120,9 66 17,3 52,4
Глауконит, 1 т/га + Х90Р90К90 318,0 136,0 75 17,5 55,7
Глауконит, 5 т/га + Х90Р90К90 351,3 169,3 93 17,8 62,6
Глауконит, 10 т/га + Х90Р90К90 388,8 206,8 114 18,0 70,1
Глауконит, 15 т/га + Х90Р90К90 408,9 226,9 125 18,0 73,6
НСР05 4,1-12,9 - - - -
УДК 633.63:631.879:631,4S2:631 .SS9
Влияние отходов сахарного производства на состояние чернозема выщелоченного и продуктивность культур
т/га глауконита и N90P90Kg0.
Таким образом, доказан положительный эффект применения бентонита и глауконита при возделывании сахарной свеклы. Урожайность этой культуры существенно зависит от формирования элементов ее продуктивности под влиянием минерального питания растений. Максимальный эффект достигается при совместном применении бентонита или глауконита в норме от 1 т/га и N90P90K90. Внесение минералов в чистом виде не может считаться эффективным.
Литература
1. Колягин Ю.С., Карасев O.A. Корневое питание и качество сахарной свек-лы//Сахарная свекла, 1999. - № 6. - С. 11-14.
2. Колягин Ю.С. Экологически чистые технологии возделывания сельскохозяйственных культур, разработанные на основе природных и модифицированных цеолитов//Вестник ВГАУ, 1999. - № 2. - С. 181-183.
3. Бетехтин А.Г. Курс минералогии. -М.: Гос. науч.-тех. изд-во литер. по геологии и охране недр, 1956. - С. 452-454.
4. Грим P.E. Минералогия глин (пер. с англ.) - М.: Изд. иностранной литературы, 1956. - 454 с.
5. Бартенев В.К., Савко А.Д. Литология, фации и полезные ископаемые палеогена ЦЧР. - Воронеж, 2001. - 146 с.
Application of bentonite and glauconite in beet growing
A.N. Tsykalov, E.Yu. Bobreshov
In field experiments the positive influence of joint applying of mineral fertilizers and natural minerals on yield of sugar beet, sugar content and sugar yield was established.
Keywords: sugar beet, bentonite, glauconite, fertilizers, yield.
Ю.И. ЖИТИН, доктор сельскохозяйственных наук Н.В. СТЕКОЛЬНИКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра E-mail: ecologia@agronomy.ru
Рассматриваются результаты исследований по воздействию вторичных ресурсов сахарного производства на агро-экосистемы. Установлено влияние фильтрационного осадка и свекловичного жома на состояние почвенно-биотичес-кого комплекса и продуктивность культур.
Ключевые слова: фильтрационный осадок, свекловичный жом, почвенно-биотический комплекс, чернозем выщелоченный.
В современном сельском хозяйстве при дефиците органических и высокой стоимости минеральных удобрений все большее внимание уделяется использованию отходов сахарной промышленности в качестве источника элементов минерального питания агроценозов [I].
В сахарной промышленности объем сырья и основных вспомогательных производственных материалов в несколько раз превышает выход готовой продукции, Поэтому здесь большое количество побочных продуктов - фильтрационного осадка (дефеката), свекловичного жома, мелассы, почвы и растительных остатков, отделенных от корнеплодов при укладке в кагаты и в процессе их подготовки к переработке, а также сточных вод.
Анализ результатов работы сахарных заводов Российской Федерации показывает, что за последние S0 лет накопление запасов фильтрационного осадка составляет более 200 млн т. Свекловичный жом раньше использовали в качестве корма для животных, а в настоящее время он в значительных количествах вносится на сельскохозяйственные земли. Воздействие его на почвенно-биотический комплекс до настоящего времени не изучалось [2].
Анализы отходов свеклосахарного производства показали, что дефе-кат имеет щелочную реакцию - 8,8 ед., что обеспечивает нейтрализацию кислотности не только почвенной, но и физиологически кислых форм минеральных удобрений. Что касается свекловичного жома, то он подкисляется с S,9S ед. (сентябрь) до 3,41 ед. (апрель).
Массовая доля влаги в отходах в значительной мере определяет эффективность их использования в аг-роценозах. Так, в фильтрационном осадке она колеблется от 20 до 30 %, а в свекловичном жоме достигает 91,1%, что создает трудности в равномерности распределения этих отходов на площади поля и делает затраты на их транспортировку высокими.
По содержанию органического вещества свекловичный жом (48,2 %) превосходит дефекат (11,9 %) практически в четыре раза. Важно отметить, что в дефекате содержание кадмия (0,9 мг/кг) превышает ПДК (0,S мг/кг), в то время как в свекловичном жоме содержание тяжелых металлов существенно ниже ПДК.
Исследования, проведенные нами в 200S-2007 гг. на черноземе выщелоченном среднемощном малогу-мусном тяжелосуглинистом с внесением дефеката и свекловичного жома под гречиху показали, что на III этапе органогенеза гречихи при использовании свекловичного жома запасы доступной влаги в слое 0-20 см увеличивались на 1S,1 % относительно контроля, при совместном внесении жома и дефеката - на 12,1 %; на IX этапе органогенеза -соответственно на 24,6 и 26,6 %; на XII этапе - на 2,9 и 10,7 %. (табл. 1). В слое 20-40 см эта разница составила 11,2 и 6,9 %, 28,7 и 34,6 %, 6,1 " и 10,6 % по этапам органогенеза гре- | чихи. Повышение запасов доступной g влаги в варианте со свекловичным | жомом обусловлено увеличением ^ содержания органического вещества z в почве. T
При внесении свекловичного р
жома на ранних этапах органогенеза 2
со
