Влияние жидкого препарата Гуми-К на продуктивность бобов сои в сероземах юго-востока Казахстана Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.48.618; 631.4.68.31.27.

*Кан В.М., *Уразбакова УА., 2Титов И.Н. ВЛИЯНИЕ ЖИДКОГО ПРЕПАРАТА ГУМИ-К НА ПРОДУКТИВНОСТЬ БОБОВ СОИ В СЕРОЗЕМАХ ЮГО-ВОСТОКА КАЗАХСТАНА

1Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У.Успанова, 050060 Алматы, проспект аль-Фараби, 75 В, Казахстан, e-mail: [email protected]; [email protected];

2Институт инновационных технологий, Владимирский Государственный Университет, 600000 г. Владимир,ул. Горького, 87, РФ, e-mail: tit42mail.ru Аннотация. В статье приведены результаты исследовании влияния гуминовых удобрении на урожайность сои бобов в Алматинскои области. Показано, что жидкие гуминовые удобрения Гуми-К и их сочетания с другими препаратами в различнои степени оказывают положительное влияние на динамику поступления основных питательных элементов в растения и на формирование урожая зеленои массы сои бобов. В результате исследовании установлено, что на обыкновенных сероземах в зависимости от состава гуминовых удобрении урожаи сои бобов варьирует от 26-47 ц/га.

Ключевые слова: плодородие почв, соя, продуктивность, сероземные почвы, элементы питания, гуминовые вещества, гуминовые кислоты.

ВВЕДЕНИЕ

Среди органических удобрений выделяется группа веществ органиче-скои природы естественного происхождения, получившие название гуминовые удобрения. Гуминовые удобрения и препараты получают из природного сырья: торфа, бурого угля, сапропеля, биогумуса. Происхождение и своиства этих веществ существенно разнятся, но наличие в их составе гуминовых веществ - то общее, что их объединяет.

Гуминовые вещества - особая группа органических соединении, происхождение которых связано с процессами биохимического разложения и преобразования растительного опада (листья, корни, ветки, стволы), останков животных, белковых тел микроорганизмов. В настоящее время они образуются и накапливаются в почвах в виде гумуса. В их составе обнаружены гу-миновые кислоты, фульвокислоты, соли этих кислот - гуматы и фульваты, а также гумины - прочные соединения гуминовых кислот и фульвокислот с почвенными минералами.

Однако гуминовые вещества, содержащиеся в этих полезных ископаемых, переходят в физиологически ак-

тивное состояние и эффективно деи-ствуют как стимуляторы роста растении и источники элементов питания лишь после активации физико-химическими и биотехнологическими приемами. Активаторами могут быть повышенные температуры, навоз, пти-чии помет, минеральные соединения (макро-, микроэлементы), например, аммиачная вода или другие щелочи, насыщенные кислородом воздуха и эффективные микроорганизмы. Полученные таким путем препараты чаще всего представляют собои очищенные от примесеи гуминовые кислоты или соли гуминовых кислот, например, гумат натрия. Поэтому их используют в качестве стимуляторов роста для опрыскивания семян (повышается всхожесть и урожаиность), вегетативных органов растении, замачивание клубнеи и черенков (улучшается и ускоряется укоренение). Удобрения по сути своеи также являются солями гумусовых кислот. Но при получении их не проводят отделения от субстрата и очистку от приме-сеи гуминовых соединении. Это так называемые «балластные удобрения», а так как дозы их внесения сопоставимы с дозами других органических удоб-

рений. Тем не менее, в регионах, где добывают бурый уголь, сапропель, торф, это весьма перспективный и эффективный вид органических удобрении. Используют балластные гуминовые удобрения преимущественно под вспашку как основное удобрение, но можно вносить и в подкормку.

В составе гуминовых удобрении элементы питания присутствуют в виде органических соединении и становятся доступными для растении после их трансформации в минеральные формы. Количество их определяется составом того каустобиолита, из которого получено удобрение, а также способом активизации. Так, торф содержит от 0,8 до 3,3 % азота, 0,06-0,5 % фосфора, 0,10,15 % калия. Бурыи уголь содержит 1,2 % азота, его обработка в целях активизации гуминовых веществ, например, аммиачнои водои, повышает содержание азота в удобрении до 4,0 %, но в среднем содержание азота в угле -гуматах составляет 1,6 %. Например, рекомендуемые дозы углегумата натрия - 0,25-1 т/га. Содержание азота -1,6 %, следовательно, с этим удобрением на гектар пашни поступает от 4 до 16 кг азота. Хотя в гуминовых удобрениях и содержатся азот, фосфор и калии, но их настолько мало, что говорить о них, как об источнике №К не приходится. Природа эффективности гуминовых удобрении иная.

Разработка новых типов биопрепаратов для сельскохозяиственных культур, обладающих комплексным деиствием и со способностью стимулировать рост растении, является особенно актуальнои задачеи [1-6].

Необходимым условием развития экологического земледелия является создание методов и технологии формирования, поддержания и эффективного функционирования высоко-интегрированных почвенно-раститель-ных систем. Перспективным с этои точки зрения является создание в

почве многокомпонентных систем, возпроизводящих оптимальные природные агрофитоценозы и обеспечивающих высокую устоичивость земледелия [7].

Исследования, направленные на создание высокопродуктивных агро-фитоценозов путем селекции активных комплементарных партнеров (расте-ние+микроорганизмы), актуальны как для растениеводства и воспроизводства лесов Казахстана. Источником экологического чистого биологического азота для воспроизводства плодородия почв являются микроорганизмы, способные фиксировать молекулярныи азот из атмосферы клубеньками культуры сои [8, 9].

Использование в практике сельского хозяиства биологических препаратов, созданных на основе азотфиксирующих микроорганизмов и ризобактерии (PGPR-бактерий), стимулирующих рост бобовых культур и угнетающих рост фитопатогенов, является одним из технологических приемов, способствующих повышению продуктивности культурных растении и элементов питания [10-13].

При использовании жидких и твердых биоудобрении на основе биоорганических и биоминеральных удобрении было отмечено улучшение плодородия орошаемых почв под культурой сои, биологическое накопление азота в почве клубеньковыми бактериями [14, 16-18].

С другой стороны, действующим веществом гуминовых удобрении являются гумусовые кислоты, функциональные группы которых представляют собой кислотно-основной комплекс, роль которого разнообразна и важна. Совокупность функциональных групп (карбоксильных - -СООН и фенольных гидроксилов - -ОН) и свободных радикалов обуславливают внутримолекулярные и межмолекулярные связи, определяющие хелатообразующую спо-

собность гуминовых веществ и обеспечивающие образование крупных ассо-циатов гумусовых кислот из гетеропо-лимерных компонентов [15]. Хелатные комплексы гуминовых кислот с микроэлементами обеспечивают поступление элементов, склонных к образованию в почве малоподвижных соединении (таких, как железо, марганец, цинк), в растения.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Объектами исследований являлись сероземы юго-востока Казахстана на конусах выноса (предгорья Джун-гарского Алатау), соя сорта «Декабит» французской селекции и жидкое биоорганическое удобрение на основе Гуми-К, модифицированных нитроаммофос-фатом, аммиачной и кальциевой селитрой, микроэлементами.

Вегетационные и полевые опыты заложены в фермерском хозяйстве А Ню. В течении 10 лет на участке площадью 15 га выращивалась бессменно только культура сои.

Варианты полевого опыта для испытания жидкого препарата Гуми-К следующие:

1. Контроль (без удобрений);

2. Обработка семян и опрыскивание сои в период вегетации Гуми- К;

3.Обработка семян препаратом «Ризовит» и опрыскивание сои в период вегетации Гуми-К;

4. Обработка семян препаратом «Ризовит» + Гуми-К.

Площадь делянки 100 м2, повтор-ность 3 кратная. Обработка семян сои сорта «Декабит» проводилась перед посевом и опрыскивание в период вегетации - в фазе 2-3 тройчатых листьев и начала цветения.

Отбор почвенных образцов и их анализы проведены общепринятыми методами в агрохимии и почвоведении. Математическая обработка результатов исследований - по Доспехову Б. А.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Содержание гумуса в почве за период исследования колеблется в пределах 1,5-1,8 % и имеет тенденцию к увеличению в оптимальных вариантах. Состав водорастворимых солеи пред-ствлен минимальными количествами солеи сульфата кальция и магния, т.е. почвы практически незасолены. В составе ППК преоблдают поглощенный Са и частично Содержание общего азота составляет 0,070-0,112 %, легко-гидролизуемого азота - 39,2-50,4 мг/кг; валового фосфора - 0,148-0,160 %, подвижного фосфора - 24-27 мг/кг; валового калия - 2,06-2,37 %, обменного калия - 190-200 мг/кг.

Важнейшая причина положительного воздействия гуминовых удобрении на плодородие почв - высокая усвояемость элементами питания жидких гуминовых препаратов растениями сои, усиление микробиологическои активности. При этом максимальная общая численность микроорганизмов в препаратах установлена в начальные фазы развития растении при использовании модифицированных жидких форм гуминовых удобрений. Еще одной особенностью этих удобрении является снижение или полное устранение отрицательного воздеиствия неблагоприятных для развития растении факторов. Иными словами, гуминовые удобрения усиливают протекторную функцию почвенного гумуса, которая обусловлена, прежде всего, физиологическои активностью гуминовых соединений.

При отклонении условии питания растений от нормы, гуминовые удобрения более эффективны, чем в условиях сбалансированности, и поэтому имеются многочисленные свидетельства более высокой эффективности гуматов в засушливые годы, а также на низкоплодородных почвах.

Препараты серии Гуми-К, приготовленные в 2015-2016 гг., отличаются

большим содержанием элементов питания - гуминовых соединении, солеИ N Р, К, Мп, Мо, Se, так как в процессе модифицирования для усиления физиологических своиств Гуми-К добавлялись минимальные дозы этих элементов в виде солеи и различных форм минеральных удобрении.

Учитывая, что опытные участки находятся в зоне конусов выноса сероземные почвы нуждаются в внесении органики, постоянном питании сельскохозяиственных культур минеральными удобрениями. Эти почвы и растения сои нуждаются в течении онтогенеза в питании не только азотом, но и в фосфором и микроэлементах. Применение жидких модифицированных удобрении на основе Гуми-К может компенсировать потребности в этих элементах и дать прибавку урожая сои бобов не менее 70 %.

Гуминовые удобрения существенно изменяет условия почвенного питания растении, вызывая активное усиление процессов мобилизации пита-

тельных веществ в усвояемои для растении форме. Иными словами, внесение гуминовых удобрении оказывает значительное влияние на своиства почвы, и в частности на ее способность накапливать элементы питания и поставлять их растениям, т.е. на аккумулятивную и транспортную функцию органического вещества почвы. Она основана на физиологически активном воздеиствии элементов питания в биопрепарате «Гуми-К» (рисунок 1-2).

Фенологические наблюдения за ростом и развитием растении сои показали, что при применении Гуми-К развитие растении увеличивается на 3075 % по сравнению с контролем без удобрении. Аналогично увеличивается и урожаиность сои. Прибавка от применения Гуми-К составляет 11,2 ц/га, а при сочетании Гуми-К и Ризовит -31,6 ц/га. (рисунок 3).

Урожаи сои бобов на контроле без удобрении по данным составил 15 ц/га, максимальную урожаиность обеспечивает вариант Гуми-К+Ризовит -46,6 ц/га, а на вариантах Гуми-К -26,2 ц/га и Ризовит - 37,5 ц/га.

\И 2700

И™ ■

18 2200 я I

I1: I Л I Щ1

Рисунок 1 - Содержание валового азота, фосфора, калия в жидких и твердых биоорганических удобрениях

H X

о 3

s2 —

5000 4500 4000 3500 3000

s —

= 2500

2000

о ^ о S - -: e с s n. ;

1500

о 3

g ° îooo и w

500

N

P205

K20

Рисунок 2 - Содержание валового азота, фосфора, калия в жидких удобрениях, мг/л

50 45 40 35 30 -§25 20 15 10 5 0

46.6

15

I

1. Контроль

26.2

I

2. Обр.семян, вег-х 3. Обр.семян 4. Обр.семян

листьев сои ГумиК прей.«Ризовит», преп.«Ризовит»+ вег-х листьев сои ГуыиК, вег-х

ГумиК листьев сои ГумиК

Рисунок 3 - Влияние жидких модифицированных удобрений Гуми-К на урожаиность культуры сои

ВЫВОДЫ 1. Действие гуминовых удобрений на почвенное плодородие и урожайность сельскохозяиственных культур можно представить в виде комплекса взаимосвязанных процессов. Внесение гуминовых удобрении (Гуми К) оказывает значительное влияние на своиства почвы, при этом улучшается условия азотного и фосфорного режимов за счет физиологического

деиствия более подвижных гумусовых соединении новообразовании гуминовых кислот.

2. При внесении гуминовых препаратов транспортная функция преобладает над аккумулятивнои, которая выражается в виде незначительного накопления в почве общего гумуса и азота в пределах 0,1-0,3 % за вегетаци-онныи сезон и увеличение урожаино-сти сои.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Александрова И.В. О физиологической активности гумусовых веществ и продуктов метаболизма микроорганизмов // Органическое вещество целинных и освоенных почв. - М.:1972. - С. 30-69.

2 Безуглова О.С., Еценкова Е.В., Кулешов А.Н. Влияние углегуминовых удобрении на структуру староорошаемого чернозема обыкновенного // Проблемы землепользования в степнои зоне. - Новочеркасск, 1992. - С. 54-59.

3 Горовая А.И., Грановскии Н.М., Кравцова Л.В. и др. Влияние физиологически активных веществ гумусовои природы на функциональную основу растительных, животных и микробных клеток // Тканевая терапия по Филатову -Одесса, 1977. - 31 с.

4 Горовая А.И., Кулик А.Ф., Огинова И.А. Роль физиологически актив-ных гумусовых препаратов в регуляции процессов клеточного цикла // Регуляция клеточного цикла растении. - Киев, 1985. - 101с.

5 Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О. В. Гуминовые вещества: строение, функции, механизм деиствия, протекторные своиства, экологиче-ская роль. - Киев, 1995. - 302 с.

6 Гулякин И.В., Юдинцева Е.В. Сельскохозяиственная радиобиология. - М.: Колос, 1973. - 272 с.

7 Демин В.В., Тихонов В.В., Завгородняя Ю.А. Влияние гуминовых кислот на рост бактерии различных экологических групп в почве // Материалы V съезда Всероссииского общества почвоведов им. В.В.Докучаева. - Ростов-на-Дону, 2008. -73 с.

8 Duffy B.K. Environmental factors modulating antibiotic and siderophore biosynthesis by Pseudomonas fluorescens biocontrol strains // Appl. Environ. Microbiol. - 1999. - Vol. 65. - P. 2429-2438.

9 Кольцов В.И. Темпы и пропорции развития промышленности Казахстана.

- Алматы, 1970. - 136 с.

10 Посыпанов Г.С., Дозоров А.В., Дозорова Т.А. Биологическии азот и его эколого- экономическое значение в растениеводстве // Зерновые культуры. -2000. - № 2. - С. 24-26.

11 Zahir, Z. A. Plant growth promoting rhizobacteria: application and perspectives in agriculture // Adv. Agron. - 2004. - Vol. 81. - P. 97-169.

12 Zehr J.P., Jenkins B.D., Short S.M., Steward G.F. Nitrogenase gene diversity and microbial community structure: cross-sestem comparison / Environ. Microbiol. - 2003.

- Vol. 5, № 7. - P. 539-554.

13 Zahir Z.A. Cytokinin and its precursors for improving growth and yield of rice / Z. A. Zahir, H. N. Asgar, M. Arshad // Soil Biol. Biochem. - 2001. - Vol. 33. - P. 405408.

14 Круглов Ю.В. Микробиологические аспекты плодородия почвы и проблемы устоичевого земледелия // Плодородие. - 2006. - № 5. - С. 9-12.

15 Александрова И.В. О физиологическои активности гумусовых веществ и продуктов метаболизма микроорганизмов // Органическое вещество целинных и освоенных почв. - М.,1972. - С. 30-69.

16 Кан В.М Патент № 20621 Республики Казахстан «Способ получения модифицированных цеолитных удобрении под культуру риса». - 2007.

17 Кан В.М. Патент № 27379 Республики Казахстан «Способ получения биоминеральных удобрении». - 2013.

18 Кан В.М. Патент №31348 РК «Способ получения жидкого биоорганического удобрения». - 2016.

19 Титов И.Н., Кан В.М. Стандарт организации КазНИИПА на «Биопрепарат жидкии гуминовыи «Гуми-К», СТ 420-1910-01-Т00-01-2015.

REFERENCES

1 Aleksandrova I.V. O fiziologicheskoy aktivnosti gumusovykh veshchestv i produktov metabolizma mikroorganizmov // Organicheskoye veshchestvo tselinnykh i osvoyennykh pochv. - M.:1972. - S. 30-69.

2 Bezuglova O.S., Yetsenkova Ye.V., Kuleshov A.N. Vliyaniye ugleguminovykh udo-breny na strukturu starooroshayemogo chernozema obyknovennogo // Problemy zem-lepolzovaniya v stepnoy zone. - Novocherkassk, 1992. - S. 54-59.

3 Gorovaya A.I., Granovsky N.M., Kravtsova L.V. i dr. Vliyaniye fiziologicheski ak-tivnykh veshchestv gumusovoy prirody na funktsionalnuyu osnovu rastitelnykh, zhivotnykh i mikrobnykh kletok // Tkanevaya terapiya po Filatovu. - Odessa, 1977. - 31 s.

4 Gorovaya A.I., Kulik A.F., Oginova I.A. Rol fiziologicheski aktiv-nykh gumusovykh preparatov v regulyatsii protsessov kletochnogo tsikla // Regulyatsiya kletochnogo tsi-kla rasteny. - Kiyev, 1985. - 101s.

5 Gorovaya A.I., Orlov D.S., Shcherbenko O. V. Guminovye veshchestva: stroyeniye, funktsii, mekhanizm deystviya, protektornye svoystva, ekologiche-skaya rol. - Kiyev, 1995. - 302 s.

6 Gulyakin I.V., Yudintseva Ye.V. Selskokhozyaystvennaya radiobiologiya. - M.: Ko-los, 1973. - 272 s.

7 Demin V.V., Tikhonov V.V., Zavgorodnyaya Yu.A. Vliyaniye guminovykh kislot na rost baktery razlichnykh ekologicheskikh grupp v pochve // Materialy V syezda Vseros-syskogo obshchestva pochvovedov im. V.V.Dokuchayeva. - Rostov-na-Donu, 2008. - 73 s.

8 Duffy B.K. Environmental factors modulating antibiotic and siderophore biosynthesis by Pseudomonas fluorescens biocontrol strains // Appl. Environ. Microbiol. -1999. - Vol. 65. - P. 2429-2438.

9 Koltsov V.I. Tempy i proportsii razvitiya promyshlennosti Kazakhstana. - Almaty, 1970. - 136 s.

10 Posypanov G.S., Dozorov A.V., Dozorova T.A. Biologichesky azot i ego ekologo-ekonomicheskoye znacheniye v rasteniyevodstve // Zernovye kultury. - 2000. - № 2. -S. 24-26.

11 Zahir, Z. A. Plant growth promoting rhizobacteria: application and perspectives in agriculture // Adv. Agron. - 2004. - Vol. 81. - P. 97-169.

12 Zehr J.P., Jenkins B.D., Short S.M., Steward G.F. Nitrogenase gene diversity and microbial community structure: cross-sestem comparison / Environ. Microbiol. - 2003. - Vol. 5, № 7. - P. 539-554.

13 Zahir Z.A. Cytokinin and its precursors for improving growth and yield of rice / Z. A. Zahir, H. N. Asgar, M. Arshad // Soil Biol. Biochem. - 2001. - Vol. 33. - P. 405-408.

14 Kruglov Yu.V. Mikrobiologicheskiye aspekty plodorodiya pochvy i problemy ustoychevogo zemledeliya // Plodorodiye. - 2006. - № 5. - S. 9-12.

15 Aleksandrova I.V. O fiziologicheskoy aktivnosti gumusovykh veshchestv i produktov metabolizma mikroorganizmov // Organicheskoye veshchestvo tselinnykh i osvoyennykh pochv. - M.,1972. - S. 30-69.

16 Kan V.M Patent № 20621 Respubliki Kazakhstan «Sposob polucheniya modi-fitsirovannykh tseolitnykh udobreny pod kulturu risa». - 2007.

17 Kan V.M. Patent № 27379 Respubliki Kazakhstan «Sposob polucheniya bio-mineralnykh udobreny». - 2013.

18 Kan V.M. Patent №31348 RK «Sposob polucheniya zhidkogo bioorganich-eskogo udobreniya». - 2016.

19 Titov I.N., Kan V.M. Standart organizatsii KazNIIPA na «Biopreparat zhidky guminovy «Gumi-K», ST 420-1910-01-TOO-01-2015.

TYfflH

!Кан В.М., ^разбакова УА., 2Титов И.Н.

он^стж-шь^ыс казакстаннын, сур Т0ПЫРАKТАРЫНДАFЫ кытаИбурша;

ДАКЫЛЫНЫН, 0Н1МД1Л1ПНЕ С¥ИЬЩ ГУМИ-К ПРЕПАРАТЫНЫН, ЭСЕР1 1в.О.Оспанов атындагы К,азац топырацтану жэне агрохимия гылыми-зерттеу институты, 050060 Алматы, эл-Фараби дацгылы, 75В, К^азацстан, e-mail: [email protected]; [email protected];

2Инновациялыц технология институты, Владимир атындагы Мемлекеттiк

Университету 600000 Владимир ц., Горький квшеа, 87, РФ, e-mail: tit42mail.ru

Бул ма;алада Алматы облысында ;ытаибуршак; да;ылыныц ешмдышне гуминдж тьщайтк;ыштардьщ (Гуми-К) эсер мэлiметтерi керсетiлдi. Гуминдiк тыцайт;ыштар эртYрлi децгеиде топырактыц негiзгi ;оректж элементтер динамикасы жэне есiмдiктердегi крректж заттармен ;ытаибуршак; да;ылыныц ешмдытнщ жогарылауына жагымды эсер ететiнi керсетiлген. Зерттеу нэтижесшде кэдiмгi сур топыра;та соя да;ылыныц енiмдiлiгi гуминдiк тыцаит;ыш ;олданганда 26-47 ц/га болды.

ТYйндi свздер: топыра; кунарлылыгы, ;ытаибуршак;, сур топыра;тар, ;орек элементтерi, енiмдiлiк, гуминдiк заттар, гуминдж ;ыш;ылдар.

SUMMARY !Kan V.M., iUrazbakova U.A., 2Titov I.N.

INFLUENCE OF LIQUID PREPARATION OF GUMY-K ON PRODUCTIVITY OF SOY BEAMS IN SEASOZEMES OF SOUTH-EAST OF KAZAKHSTAN 1 Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry after U.U.Uspanov, 050600 Almaty, 75 V al-Farabi avenue, Kazakhstan, e-mail: [email protected]; [email protected]; 2Institute of innovative technologies, Vladimir State University, 600000 Vladimir, Gorky Street, 87 Russian Federation, e-mail: tit42mail.ru

This article presents the results of studies of the effect of humic fertilizer on the yield of soya bean in the Almaty region. It is shown that humic fertilizer, to varying degrees, have a positive impact on the dynamics of the main nutrient elements of soil and nutrients in the plant and on the value of the crop of green mass of soya beans. The studies research that ordinary gray soils depending on humic fertilizer a crop of soya beans varies from 26 - 47 kg/ha.

Key words: soil fertility, soya, gray soils, elements of feed, productivity, humic substances, humic acids.