CC BY
5INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SPECIAL SERIES "SUSTAINABLE FORESTRY" UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
ВЛИЯНИЕ ГАЗОДЕТОНАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА СОДЕРЖАНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В ПОЧВЕ Сулаймонов Омонжон Нумонович
к.с-х.н., доцент, доцент кафедры Ферганский политехнический института https://doi.org/10.5281/zenodo.7196457
Аннотация. В данной статье рассмотренно вопросы влияние газодетонационной обработки на содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в почве. В результате улучшается водно-воздушный режим верхнего слоя почвы, усиливается процесс нитрификации и улучшение питания хлопчатника за счет увеличение подвижных форм азота, фосфора и калия.
Ключевые слова: ударная волна, детонация, почвенная корка, рыхление, обработка почвы, питательные элементы, щелочность, растения, подвижныe формы, физические свойства, плодоэлементы, урожай хлопчатника.
Annotation. This article considers the issues of the influence of gas detonation treatment on the content of mobile forms of nitrogen, phosphorus and potassium in the soil. As a result, the water-air regime of the upper soil layer improves, the process of nitrification intensifies and the nutrition of cotton is improved due to an increase in the mobile forms of nitrogen, phosphorus and potassium.
Keywords: shock wave, detonation, soil crust, loosening, tillage, nutrients, alkalinity, plants, mobile forms, physical properties, fruit elements, cotton crop.
Влияние азота в почве и его запасов на урожайность сельскохозяйственных растений определяется не только общим его содержанием, но и его формами, а также созданием условии для микробиологических процессов, способствующих накоплению усвояемых подвижных форм (N-NH4 и N-NO3, N-NO2) азота.
Различия в концентрации азота в почве определяются генетическими особенностями почвообразовательного процесса, культурой земледелия и другими антропогенными факторами. Эффективное плодородие почв определяется не столько валовым содержанием азота, сколько количеством его подвижных форм.
Почвы Центральной Азии характеризуются высокой биологической активностью вследствие высоких температур в большую часть года, достаточной влажности (поливы), отсутствия резких нарушений в газообмене и богатства углекислыми солями.
Изменение содержания нитратного азота в динамике в условиях полевого опыта идет параллельно изменению подвижных форм фосфора, т.е. отмечается нарастание содержания нитратов от начала вегетации до фаз бутонизации и цветения хлопчатника.
Обработка почвы и разрушение почвенной корки проводились установкой газодинамический рыхлитель почвы (ГДРП) путем воздействия на почву воздушными ударными волнами без механического контакта с ней рабочих органов.
Культиватор позволял осуществлять обработку почвы как в предпосевной период, так и в течение вегетационного периода хлопчатника.
Рабочие органы ГДРП представляют собой спаренные трубы, имеющие на входе общий для каждой пары труб цилиндрический турбулизатор и общую для каждой пары
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SPECIAL SERIES "SUSTAINABLE FORESTRY" UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
труб камеру сгорания. Открытые концы труб направлены в сторону обрабатываемой почвы [1].
Обработка почв ГДРП производилась при следующем режиме: расстояние от среза детонационной трубы до поверхности почвы 30-50 мм, ширина захвата каждой пары труб до 200 мм [2].
Обработка проросшего хлопчатника производилась с применением защитного экрана (рис.1). При этом расстояние от куста до экрана составило 100мм, ширина захвата обработки 200 мм, частота ударной волны 8 Гц.
Обработка почвы проводилась во всех повторностях в один и тот же день.
Рис. 1. Вид и расположение экрана. 1-труба; 2-экран; 3-растения.
В связи с этим, большое практическое и теоретическое значение имеет изучение подвижных форм азота в зависимости от времени обработки почв установкой ГДРП в период вегетации хлопчатника (табл.1.).
Таблица 1.
Влияние газодетонационной обработки на содержание подвижных форм азота,
фосфора и калия в почве
Варианты Дата взятия Глубина, Содержание, мг/кг
образца см. N-NO3 N-NH4 P2O5 К2О
1 2 3 4 5 6 7
0-10 18.5 20.1 12.5 262
1 (до обработки) 8.07. 2017 10-30 30-50 23.1 10.2 13.1 4.3 13.7 8.2 156 100
0-50 17.2 12.5 11.4 172
3 0-10 18.0 24.1 22.0 275
через 30 мин. 8.07.2017 10-30 24.6 20.1 18.9 148
после обработки 30-50 13.0 5.3 8.7 86
0-50 18.8 16.5 16.5 169
3 0-10 25.4 20.4 14.0 282
через 24 часа 9.07. 2017 10-30 20.2 20.4 14.0 154
после обработки 30-50 13.0 3.5 11.0 92
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SPECIAL SERIES "SUSTAINABLE FORESTRY" UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
0-50 19.5 14.7 13.0 176
Однако, данные по изменению содержания форм азота под влиянием обработки ГДРП с частотой 8 Гц в период вегетации хлопчатника практически отсутствуют в литературе [3].
Известно, что отношение хлопчатника к аммиачному и нитратному азоту зависит от обеспеченности зольными элементами питания (фосфор, калий, микроэлементы), от концентрации в растворе аммонийных и нитратных солей, а также от обеспеченности углеводами. Также известно, что аммонийные соли при нейтральной и слабощелочной реакции усваиваются лучше, чем нитраты.
При аммиачном питании положительное действие на урожай оказывает повышение концентрации катионов кальция, магния и калия в почвенном растворе.
Из табл. 1 и 2 видно, что больших изменений в содержании подвижных форм питательных элементов как между вариантами, так и между годами исследований, не произошло. Изменения, которые видны из таблиц, связаны с временем взятия образцов и состоянием хлопчатника.
Эффективное плодородие почв определяется содержанием в них доступных для растений подвижных форм питательных элементов. Степень доступности растениям подвижных фосфатов зависит от химических, физико-химических, физических свойств почвы, ее водного, воздушного и теплового режима, биологической активности, сельскохозяйственной культуры и других факторов [4].
Таблица 2.
Влияние газодетонационной обработки на содержание подвижных форм азота,
фосфора и калия в почве.
Дата взятия образца Глубина, см. Содержание, мг/кг
Варианты N-NO3 N-NH4 P2O5 К2О
0-10 23.3 25.3 16.0 292
1 (до обработки) 9.06.2019 10-30 30-50 16.8 14.5 11.5 10.5 12.8 9.1 176 120
0-50 18.2 15.7 12.6 196
3 через 30 мин. после обработки 0-10 25.7 21.3 18.1 2951
9.06.2019 10-30 30-50 0-50 17.8 14.6 19.3 14.4 11.5 15.7 16.9 10.1 15.0 9013 0 205
3 через 24 часа после обработки 0-10 27.3 27.4 26.3 285
10.06.2019 10-30 30-50 0-50 10.9 13.5 17.2 13.9 10.1 17.1 14.1 10.1 13.5 185 110 193
Сезонную динамику и миграцию фосфора по профилю почв изучали Б.П.Мачигин
528
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SPECIAL SERIES "SUSTAINABLE FORESTRY" UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
(1957) и др. Ими установлено, что под влиянием длительного орошения и систематического применения фосфорных удобрений происходит довольно значительное накопление фосфорной кислоты не только в пахотном, но и в подпахотном слоях почвы.
Отмечена также тенденция к некоторому повышению содержания подвижного фосфора в начале вегетации хлопчатника, которая поддерживается в летний период, достигая апогея в фазу цветения, и постепенно снижается к осени.
Что касается обеспеченности почв фосфором и калием, то в первый год исследования степень обеспеченности почв по фосфору войдет в группу необеспеченных, а по калию верхний 0-10 см слой почвы входит в группу средне обеспеченных. Такое положение наблюдается и в конце опыта, то есть в 2019г.
Исследованиями 2019 г. установлено небольшое накопление как нитратов, так и аммиака в почвах всех вариантов опыта. На вариантах с обработкой почвы через 30 мин. а также через 24 часа после обработки, наблюдается небольшое увеличение подвижных форм азота по сравнению с контролем. Аммиак образуется во всех почвах при различной реакции среды в присутствии воздуха и без него, но аммонификация замедляется при недостатке кислорода, высокой температуре и влажности. Это небольшое увеличение подвижного азота связано с лучшей аэрацией на вариантах обработки почв установкой ГДРП [5].
Известно, что влияние ГДРП в нашем случае ограничивается на глубине до 50 см, но при этом это влияние происходит под давлением, т.е. газы, которые образуются непосредственно на поверхности и при поверхности почвы, поступают в почву, тем самым изменяется газовый режим почвы, который в свою очередь влияет на все другие режимы почв, в частности на режим питательных элементов и общую щелочность. Состав образовавшихся газов практически можно представить себе так: бензин (октан) сгорает в камере сгорания в присутствии кислорода, в результате образуется углекислый газ, пары воды и в незначительном количестве другие газы и вещества. Схематически этот процесс можно представить по такой схеме:
2СНз-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СНз+О2^ 16СО2+18Н2 О В нашем опыте, где проводилась обработка установкой ГДРП, особенно через 24 часа после обработки, наблюдалось некоторое увеличение гидрокарбонатов.
Увеличение содержания гидрокарбонатов в 0-10 см слое почвы, на наш взгляд, связано с повышением концентрации СО2 непосредственно в этом (0-10 см) слое, которое происходит за счет сгорания топливно-воздушной смеси в газодинамических трубах. После поступления СО2 в относительно влажных почвах происходит следующая реакция:
Н2О + СО2 ^ Н2СО3 Известно, что угольная кислота слабая, но она может быстро войти в реакцию с почвенными карбонатами:
СаСОз + Н2СО3 Са(НСОз)2 Образовавшиеся Н2СО3 и НСОз поддерживают слабощелочную реакцию временно и тем самым почвенный раствор обогащается кальцием и магнием за счет их карбонатов. Этот процесс временный, т.е. обратимый, поэтому в реакции почв не происходит сильного сдвига в какую-нибудь сторону, а также этому мешает буферность почв.
Увеличение общей щелочности в определенной степени усиливает процесс аммонификации и нитрификации.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SPECIAL SERIES "SUSTAINABLE FORESTRY" UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
В результате аммонификации образуются органические кислоты, спирты, углекислота и аммиак. Образовавшийся аммиак образует различные соли путем
2Шэ + ад + ТО2 = (КЩ)2 COз определенное количество воды и СО2 могут иметь антропогенный генезис. КИ4+ могут быть поглощены растениями и почвенными поглощающими комплексами
ки
= Са
ППК
= Са + (NH )2 cO ^ ППК
4
NH + CaCO3 = Са
Аммиак образуется во всех почвах как при кислой, так и при нейтральной и слабощелочной реакции. Аммиак образуется также как в аэробных, так и в анаэробных условиях. В анаэробных условиях азотистые органические вещества разлагаются до аммиака, что нежелательно с точки зрения потерь азота в атмосферу. Такое положение в определенном смысле тем не менее наблюдается в нашем опыте. В аэробных условиях соли аммония окисляются до нитратов [6].
Этот процесс осуществляется группой специфических бактерий. Увеличение роста концентрации нитратов во втором варианте через 24 часа объясняется тем, что под воздействием обработки установкой ГДРП улучшается водно-воздушный режим верхнего 10 см слоя почвы, в результате усиливается процесс нитрификации и, как результат, если до обработки количество азота-нитратов в 0-10 см слое почвы (2 вариант, табл.1., до обработки) было 33.5 мг/кг почвы, то через 24 часа стало 51,5, т.е. наблюдается улучшение питания хлопчатника за счет нитратов. Аналогичные изменения, но с меньшем темпом наблюдаются в нижележащих горизонтах и в следующем сроке (2019 г) наблюдений. Очевидно, в основном это положение и определило увеличение урожайности хлопчатника на 2,1 ц/га по сравнению с контролем. Подтверждением этого тезиса также служит то, что нитраты практически не поглощаются почвенными поглощающими комплексами, тогда как NH4+ поглощаются.
В условиях орошаемого земледелия при правильной организации поливов не происходит смыкания почвенных вод с грунтовыми, в результате чего можно избежать потерь азота от вымывания. Нитраты, мигрирующие с поливной водой вниз на профиль почв, при последующем испарении влаги снова поднимаются в верхние слои. Таким образом, при правильной системе обработки и поддержании почвы в культурном состоянии, можно избежать его потерь от вымывания.
REFERENCES
1. Тожиев Р.Ж. Механико-технологические решения бесконтактного воздействия на почву и растения с разработкой газодетонационных агрегатов для высокоэффективного возделывания хлопчатника. Дисс. док. техн. наук, Фергана-1993, 351 с.
2. Тожиев Р.Ж., Маматов Д.Х., Сулаймонов О.Н., Рахимов Н.Р., Холмирзаев А.А. Способ обработки засолённых почв// Патент РУз. IDP№05132 от 06.05.2002.
3. Сулаймонов О.Н., Тожиев Р.Ж., Юлдашев Г.Ю. Газодинамик ишлов беришнинг тупрок микроорганизмлари узгаришларига таъсири // Матер. Респ. конф. молод. ученых. -Фергана: ФерПИ, 2002. с. 3.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SPECIAL SERIES "SUSTAINABLE FORESTRY" UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
4. Сулаймонов О.Н., Аскаров Х.Х. Детонацион ишлов беришнинг шурланган, гипслашган утлоки соз тупроклар шурининг ювилишига таъсири. Экология хабарномаси журнали, 2020. 10-сон. 44-46 бетлар.
5. Сулаймонов О.Н., Аскаров Х.Х. Влияние газодетонационных волн на мелиоративные свойства засолённых почв. Сборник статей XI Международная научно-практическая конференция «Аграрная наука - сельскому хозяйству» г. Барнаул, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет», 2016, с. 245-246.
6. Сулаймонов О.Н., Аскаров Х.Х., Йигиталиев Д.Т. Влияние детонационной обработки на свойства орашаемых луговых сазовых почв и урожайность хлопчатника. Актуальная наука. Международный научный журнал. № 9 (26) 2019, 78-90 стр.
