CC BY
87
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 631.445.25:549.67:631.82:631.582
ВЛИЯНИЕ ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА И ПОВТОРНОГО ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА
Е.Н. Кузин , доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.Ю. Петров , доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.А. Карпачева2, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Е.И. Крючков , кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
1ФГБОУ ВПО Пензенская государственная сельскохозяйственная академия
2 ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный аграрный университет
Изучено влияние последействия различных доз природного цеолита Бессоновского проявления и его сочетаний с повторным внесением навоза и полного минерального удобрения на содержание основных элементов питания в серой лесной почве и продуктивность зернопро-пашного севооборота. Установлено, что наиболее существенное влияние на накопление азота, фосфора и калия в пахотном горизонте оказывало повторное внесение удобрений по фону последействия природного цеолита. Наивысший эффект по влиянию на продуктивность культур зернопропашного севооборота обеспечивало последействие природного цеолита в сочетании с повторным внесением удобрений.
Ключевые слова: цеолит, навоз, минеральные удобрения, азот, фосфор, калий, урожайность, однолетние травы, пшеница, кукуруза, ячмень.
Сельскохозяйственное использование пашни в условиях дефицита энергетических и материальных ресурсов при современной системе земледелия привело к падению потенциального и эффективного плодородия почвы. Среди деградационных процессов широкое распространение получили переуплотнение, потеря гумуса и кальция, разрушение структуры, подкисление, осолонцевание, слитизация и другие.
Использование химических и биологических мелиорантов повышает продуктивность сельскохозяйственных культур, снижает вредное антропогенное воздействие на почву, улучшает ее плодородие [1, 2, 3, 8]. Поэтому изучение возможности использования местных, более дешевых, минеральных ресурсов в качестве удобрений и мелиорантов - актуальное направление исследований.
Из местных агроруд в широких объемах в области можно использовать доломитовую муку, природные цеолиты, мергель и т.д. Важное значение в повышении эффективности при использовании местных агроруд в качестве химических мелиорантов имеет сочетание их с органическими и минеральными удобрениями [5, 6, 7].
Для изучения действия и последействия цеолита, удобрений и их сочетаний на агрофизические свойства серой лесной почвы и урожайность сельскохозяйственных культур в 2003 году на коллекционном участке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» был заложен опыт по следующей схеме: 1. Без мелиоранта и удобрений (контроль), 2. Навоз 12 т/га севооборотной площади, 3. ЫРК эквивалентно 12 т/га навоза, 4. Цеолит 20 т/га, 5. Цеолит 30 т/га, 6. Цеолит 40 т/га, 7. Цеолит 20 т/га + навоз 12 т/га севооборотной площади, 8. Цеолит 30 т/га + навоз 12 т/га севооборотной площади, 9. Цеолит 40 т/га + навоз 12 т/га севооборотной площади, 10. Цеолит 20 т/га + ЫРК эквивалентно 12 т/га навоза, 11. Цеолит 30 т/га + ЫРК эквивалентно 12 т/га навоза, 12. Цеолит 40 т/га + КРК эквивалентно 12 т/га навоза.
Повторность опыта трехкратная, делянки в опыте размещены методом рендоми-зированных повторений. Учетная площадь одной делянки 5 м2.
1
В опыте в качестве химического мелиоранта использовалась цеолитсодержащая порода Лягушовского месторождения, 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 полуперепревший навоз крупного рогатого скота. Доза навоза соответствовала рекомендуемой для серой лесной почвы лесостепного Поволжья. Дозы минеральных удобрений эквивалентны содержанию азота, фосфора и калия в 12 т/га севооборотной площади навоза и составляли ^8оРшКз5о кг д.в. на 1 гектар. В опытах навоз и минеральные удобрения вносили в 2003 и в 2007 гг.
Наблюдения за щелочногидролизуемым азотом (проводили по балансовой методике) в течение пяти лет показали, что химический мелиорант, удобрения и их сочетания приводят к увеличению этой формы азота в серой лесной почве (табл. 1). Содержание щелочногид-ролизуемого азота в пахотном горизонте на варианте без использования цеолита и навоза составляло в 2008 году 74,2 мг/кг почвы, в 2009 году - 75,0; в 2010 году - 74,0; в
2011 году - 73,6; в 2012 году - 72,1 мг/кг почвы.
На вариантах с односторонним действием цеолита, в зависимости от доз химического мелиоранта, содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном горизонте серой лесной почвы варьировало в 2008 году от 78,6 до 82,8 мг/кг почвы; в 2009 году - от 79,8 до 84,0; в 2010 году - от 77,42 до 80,6; в 2011 году - от 76,8 до 80,5; в 2012 году - от 75,7 до 79,3 мг/кг почвы. Увеличение по отношению к контрольному варианту составляло в 2008 году 4,4-8,4 мг/кг почвы; в 2009 году - 4,8-9,0; в 2010 году -3,2-6,6; в 2011 году - 3,2-6,9; в 2012 году - 3,6-7,0 мг/кг почвы. Максимальное содержание щелочногидролизуемого азота в данном случае наблюдалось при использовании повышенных норм цеолита, причем, различие по содержанию данной формы азота в почве между дозами 30 и 40 т/га было несущественным.
На вариантах с последействием природного цеолита в сочетании с навозом содержание щелочногидролизуемого азота варьировало в 2008 году от 103,1 до 108,0 мг/кг почвы; в 2009 году - от 105,4 до 109,9; в 2010 году - от 97,5 до 101,0; в 2011 году - от 93,5 до 96,6; в 2012 году - от 82,3 до 87,0 мг/кг почвы. Увеличение по отношению к контрольному варианту составляло в 2008 году 28,9...33,8 мг/кг почвы; в 2009 году -30,4...34,9; в 2010 году - 23,5.27,0; в 2011 году - 19,9.23,6; в 2012 году - 10,2.14,9 мг/кг почвы. Различия между вариантами определялись дозами химического мелиоранта.
Повторное внесение минеральных удобрений по цеолитному фону увеличивало содержание щелочногидролизуемого азота в 2008 году на 32,6.36,9 мг/кг почвы; в 2009 году - на 30,8.35,6; в 2010 году - на 24,0.27,2; в 2011 году - на 19,0.22,8; в
2012 году - на 9,6.. ..14,0 мг/кг почвы.
Последействие химического мелиоранта и повторное внесение удобрений оказало определенное влияние на фосфатный режим серой лесной почвы.
На варианте без использования мелиоранта и навоза содержание подвижного фосфора по годам исследований варьировало в интервале от 34,3 до 36,0 мг/кг почвы.
Навоз увеличивал содержание подвижного фосфора (проводили по балансовой методике) по отношению к контрольному варианту в 2008 году на 15,1 мг/кг почвы; в 2009 году -на 17,8; в 2010 году - на 12,6; в 2011 году - на 8,9; в 2012 году - на 3,6 мг/кг почвы.
Увеличение по отношению к контрольному варианту в 2008 году составляло 20,1...29,0 мг/кг почвы; в 2009 году - 23,0.28,0; в 2010 году - 16,7...21,5; в 2011 году -13,0...17,4; в 2012 году - 7,2.11,6 мг/кг почвы.
Изучаемая почва по содержанию обменного калия относилась к среднеобеспеченной. Исследования показали, что последействие цеолита, повторное внесение навоза и их сочетания повышали содержание обменного калия в пахотном горизонте серой лесной почвы.
В 2008 году содержание обменного калия (проводили по балансовой методике) на фоне повторного внесения навоза равнялось 95,1 мг/кг почвы, в 2009 году - 95,7, в 2010 году - 88,1, в 2011 году - 86,2, в 2012 году - 80,2 мг/кг почвы, при значениях на контрольном варианте 78,6; 78,7; 78,0; 78,3; 77,8 мг/кг почвы соответственно.
Одностороннее действие цеолита повышало содержание обменного калия, в зависимости от доз химического мелиоранта, в 2008 году на 5,6.8,3 мг/кг почвы, в 2009 году - на 5,7.9,0, в 2010 году - на 5,0.8,4, в 2011 году - на 5,0.8,0, в 2012 году - на 5,8.8,1 мг/кг почвы.
Максимальное накопление обменного калия в пахотном горизонте серой лесной почвы обеспечивало последействие цеолита в сочетании с повторным внесением удобрений. Содержание обменного калия на этих вариантах в 2008 году составляло 101,3.106,3 мг/кг почвы; в 2009 году 101,9.105,3; в 2010 году - 94,0.98,0; в 2011 году - 92,3.95,3; в 2012 году - 86,3 . 88,4 мг/кг почвы. Увеличение по отношению к контрольному варианту в 2008 году составляло 22,7.27,7 мг/кг почвы; в 2009 году 23,2.26,6; в 2010 году -16,0.20,0; в 2011 году - 14,0.17,0; в 2012 году - 8,4.10,6 мг/кг почвы.
Таблица 1 - Продуктивность зернопропашного севооборота, т/га з.е.
Вариант Однолетние травы (2008 г.) Озимая пшеница (2009 г.) Яровая пшеница (2010 г.) Кукуруза (2011 г.) Ячмень (2012 г.) Суммарная продуктивность севооборота
1. Без мелиоранта и удобрений (контроль) 2,49 2,79 0,72 4,27 2,29 12,56
2. Навоз 12 т/га с.п. 2,99 3,76 0,80 4,80 2,48 14,83
3. №К экв. 12 т/га навоза 3,03 3,80 0,79 4,81 2,51 14,94
4. Цеолит 20 т/га 2,73 3,12 0,72 4,54 2,45 13,56
5. Цеолит 30 т/га 2,90 3,43 0,73 4,78 2,58 14,42
6. Цеолит 40 т/га 2,90 3,51 0,74 4,79 2,62 14,56
7. Цеолит 20 т/га + навоз 3,24 4,17 0,85 5,08 2,63 15,97
8. Цеолит 30 т/га + навоз 3,41 4,43 0,87 5,32 2,77 16,80
9. Цеолит 40 т/га + навоз 3,40 4,49 0,87 5,32 2,80 16,88
10. Цеолит 20 т/га + №К 3,26 4,18 0,82 5,09 2,67 16,02
11. Цеолит 30 т/га + №К 3,44 4,45 0,86 5,32 2,77 16,84
12. Цеолит 40 т/га + №К 3,41 4,50 0,85 5,33 2,84 16,93
НСР05 0,21 0,28 0,06 0,32 0,17
Органические удобрения, а также их сочетания с цеолитом, наиболее существенное влияние на накопление обменного калия оказывали в первые годы их действия, затем эффект их снижался. Эффективность технологических приемов повышения плодородия почвы, в первую очередь, определяется их влиянием на продуктивность сельскохозяйственных культур [4].
Как свидетельствуют результаты исследований, на фоне повторного внесения навоза продуктивность зернопропашного севооборота составляла 14,83 з.е., превышая контроль на 18,1 %. Повторное внесение минеральных удобрений увеличивало продуктивность севооборота на 18,9 % (табл. 1).
На фоне одностороннего последействия природного цеолита продуктивность зернопропашного севооборота варьировала, в зависимости от доз химического мелиоранта, от 13,56 (цеолит 20 т/га) до 14,56 з.е. (цеолит 40 т/га). Увеличение по отношению к контрольному варианту составляло 8,0.. .15,9 %.
Максимальная продуктивность зернопропашного севооборота была отмечена на вариантах с повторным внесением навоза и минеральных удобрений по фону последействия природного цеолита. Так, при повторном внесении навоза по цеолитному фону продуктивность зернопропашного севооборота варьировала от 15,97 (цеолит 20 т/га + навоз) до 16,88 з.е. (цеолит 40 т/га + навоз), а при повторном внесении полного минерального удобрения по цеолитному фону - от 16,02 до 16,93 з.е.
Суммарная продуктивность севооборота при повторном внесении удобрений по цеолитному фону превышала контрольный вариант на 27,1.34,8 %.
Наиболее существенное влияние на накопление щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном горизонте серой лесной почвы обеспечивало повторное внесение навоза и полного минерального удобрения по фону последействия природного цеолита. Повторное внесение удобрений по цеолитному фону увеличивает продуктивность зернопропашного севооборота на 27,0.34,8 %.
Библиографический список
1. Арефьев, А.Н. Формирование продуктивности культур зернопарового севооборота под влиянием Праестола 650 и удобрений [Текст] / А.Н. Арефьев, Е.Н. Кузин // Нива Поволжья.
- 2012. - № 2. - С. 7-12.
2. Влияние природных цеолитов на плодородие почв и продуктивность сельскохозяйственных культур [Текст] / Г.Е. Исламгулова, М.Б. Суюндукова, Я.Т. Суюндуков, Г.А. Муха-метдинова // Аграрная наука. - 2008. - № 7. - С. 21-23.
3. Кожевникова, Н.М. Роль цеолитов, модифицированных лантаном, в повышении содержания подвижного фосфора и обменного калия в каштановой почве Бурятии [Текст] / Н.М. Кожевникова, Б.Б. Митыпов // Вестник СВНЦ ДВО РАН. - 2009. - № 1. - С. 106-108.
4. Королев, А.А. Влияние химических мелиорантов и органических удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур [Текст] / А.А. Королев, Е.Н. Кузин // Зерновое хозяйство. - 2007. - № 6. - С. 19-20.
5. Лобода, Б.П. Применение цеолитсодержащего минерального сырья в растениеводстве [Текст] / Б.П. Лобода // Агрохимия - 2000. - №6. - С. 78-91.
6. Макеева, Т.Ф. Роль Сосковского цеолита в повышении агроэкологической эффективности органических и минеральных удобрений на серых лесных почвах Орловской области [Текст] / Т.Ф. Макеева, М.В. Гудилина // Вестник ОрелГАУ. - 2008. - № 4. - С. 36-39.
7. Ряховская, Н.И. Применение природных цеолитов в короткоротационом севообороте [Текст] / Н.И. Ряховская, В.В. Гайнатулина // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - № 8.
- С. 17-19.
8. Середина, В.П. Агроэкологические аспекты использования цеолитов как почвоулуч-шителей сорбционного типа и источника калия для растений [Текст] / В.П. Середина // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306. - № 3. - С. 56-60.
E-mail: [email protected]
