CC BY
16
УДК 631.8
ИЗМЕНЕНИЕ КАЛИЙНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА И СТОКОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
Л.М.-Х. Биккинина, к.с.-х.н., Ш.А. Алиев, д.с.-х.н., В.О. Ежков, д.в.н., И.М. Суханова, к.б.н.
Татарский НИИ агрохимии и почвоведения, e-mail: [email protected]
Цеолитсодержащие породы, активированные различными приемами переработки, позволяют использовать их в земледелии для улучшения физико-химических и биологических свойств почвы, в растениеводстве - в качестве высокоэффективных мелиорантов и удобрений, в животноводстве — для улучшения гигиенических условий животноводческих комплексов. Установлено, что комплексные удобрения, полученные путем насыщения цеолитсодержащей породы стоками животноводческих комплексов, представляют удобрительную ценность в повышении в почве подвижных форм калия. При этом наибольшую эффективность комплексные удобрения проявили на фоне минеральных удобрений: содержание водорастворимого калия возросло на 4, 18 и 25 мг/кг, обменного калия по Масловой - на 30, 49 и 118 мг/кг почвы, соответственно возрастающим дозам комплексного удобрения 10, 15 и 20 т/га.
Ключевые слова: калийный режим, цеолит, комплексное удобрение, стоки животноводческих комплексов, почва.
CHANGE OF SOIL POTASH STATUS UNDER INFLUENCE OF COMPLEX FERTILIZER BASED ON NATURAL ZEOLITE AND EFFLUENT LIVESTOCK COMPLEXES
PhD. L.M.-Kh. Bikkinina, Dr. Sci. Sh.A. Aliev, Dr. Sci. V.O. Ezhkova, PhD. I.M. Sukhanova
Tatar Scientific-Research Institute for Agrochemistry and Soil Science, e-mail: [email protected]
Zeolite-containing rocks, activated by a variety of processing techniques allow to use them in agriculture to improve the physical, chemical and biological properties of the soil, in plant - as highly meliorants and fertilizers, in animal husbandry - to improve the hygiene conditions of livestock farms. It was found that compound fertilizers obtained by saturating the zeolite rock sinks livestock farms are fertilizing value in improving the soil of mobile forms ofpotassium. At the same time the most efficient complex fertilizers have shown against the background of mineral fertilizers: the content of water-soluble potassium increased by 4, 18 and 25 mg/kg, exchangeable potassium on Maslova - 30, 49 and 118 mg/kg of soil, respectively increasing doses of complex fertilizer 10, 15 and 20 t/ha.
Keywords: soil potash status, zeolite, complex fertilizer, drains of livestock complexes, soil.
В системе агротехнических мероприятий, обеспечивающих увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и повышающих плодородие почв, применение органических и минеральных удобрений составляет важнейшую часть. Калию, как азоту и фосфору, принадлежит существенная роль в жизнедеятельности растений. Калийное питание служит мощным фактором регулирования развития растений, способствующим интенсивности фотосинтеза, уменьшению испарения воды клеткой и повышению морозоустойчивости [1]. В условиях критического положения сельскохозяйственного производства с обеспеченностью минеральными удобрениями из-за высоких цен значительное внимание уделяется поиску местных полезных ископаемых с новыми качественными свойствами. Важное значение для земледелия Татарстана представляют местные цеолитсодержащие породы, прогнозные запасы
которых на территории республики составляют около 300 млн. т. Содержание в природных цеолитах кальция, калия, магния, фосфора и других макро- и микроэлементов и наличие высоких адсорбционных свойств, обусловливают возможность их использования, как компонент, так и комплексное удобрение. Ввиду широкого распространения природных цеолитов, простоты и дешевизны производства, они представляют большой интерес для отечественного сельского хозяйства в качестве конкурентоспособного удобрения [2, 3].
Перспективным направлением использования цеолитсодержащих пород рассматривают возможность их применения для улучшения гигиенических условий в животноводческих комплексах, а также для утилизации навоза. При этом решается задача не только очистки стоков животноводческих помещений от токсичных веществ, но и получение
комплексного органоминерального цеолитсодер-жащего удобрения [3, 4].
Цель исследований - изучение влияния комплексного удобрения на основе цеолита и стоков животноводческих комплексов на калийный потенциал серой лесной среднесуглинистой почвы.
Условия, материалы и методы. Исследования калийного потенциала почвы под влиянием комплексных удобрений и в сочетании с фоновыми минеральными удобрениями проводили в вегетационных опытах в 2010-2012 гг. на базе Татарского НИИ агрохимии и почвоведения. Изучаемая почва - серая лесная среднесуглинистого механического состава. Агрохимическая характеристика почвы перед закладкой опыта: гумус 4,9%; pHкa 4,9; гидролитическая кислотность (Нг) и сумма поглощенных оснований 0,64 и 31,9 мг-экв/100 г; подвижный фосфор (Р2О5) и обменный калий (К2О) по Кирсанову соответственно 160,0 и 125,0 мг/кг.
Комплексное удобрение получено путем насыщения цеолитсодержащей породы Городищенского месторождения Республики Татарстан стандартного помола стоками животноводческих комплексов при соотношении 1:300, после чего подсушенную продукцию подвергали измельчению до фракционного состояния 1,5-2,0 мм. Химический состав цеолитсо-держащих пород характеризовался следующими показателями, %: SiO2общ. - 61,6; - 4,4; Fe2Oзобщ. -1,5; CаСOз - 13,3; MgO - 0,7; Na2O - 1,0; MnO -<0,001; ^ - 0,8; P2O5 - 0,1 [2]. Емкость поглощения природных цеолитов составляет до 100-300 мг-экв/100 г почвы. Способность их к сорбционным, ионообменным свойствам, к обратной дегидратации, а также наличие в них калия, фосфора, кальция, магния и ряда микроэлементов, обусловливают возможность использования этих минералов для улучшения физико-химических свойств почвы.
Вегетационные опыты проводили в сосудах Вагнера. Комплексные и фоновые минеральные удобрения вносили в период набивки сосудов почвой и тщательно перемешивали. Влажность почвы поддерживали регулярными поливами и взвешиванием сосудов в пределах 70-75% от полной полевой вла-гоемкости.
В почвенных образцах определяли органическое вещество (ГОСТ 26213-91); pHm (ГОСТ 26483-85); гидролитическую кислотность по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91); сумму поглощенных оснований по методу Каппена (ГОСТ 27821-88); подвижные соединения фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 54650-2011); формы калия по В.Г. Минееву [5].
Экспериментальные данные обработали методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов по Б.А. Доспехову (1985) с использованием компьютерной программы Excel [6].
Результаты и обсуждение. Применение комплексного удобрения в дозах 10, 15 и 20 т/га способствовало повышению содержания в почве водорастворимого (легкоусвояемого) калия соответственно на 2, 5 и 6 мг/кг. Под влиянием фоновых минеральных удобрений количество водорастворимого калия в почве увеличилось на 21 мг/кг.
Наибольшую эффективность комплексные удобрения проявили на фоне минеральных удобрений: содержание водорастворимого калия по сравнению с контролем возросло на 25, 39 и 46 мг/кг, с фоном - на 4, 18 и 25 мг/кг соответственно возрастающим дозам комплексного удобрения (табл. 1).
Обменный калий легко переходит в раствор почвы из почвенного поглощающего комплекса, чем обусловлена его легкая доступность растениям [1]. Внесение комплексного удобрения увеличило содержание в почве обменного калия на 30, 43 и 89 мг/кг по сравнению с контролем. Под влиянием фоновых минеральных удобрений количество обменного калия увеличилось на 66 мг/кг почвы. Комплексные удобрения, внесенные в сочетании с фоновыми, способствовали повышению в почве обменного калия на 96, 115 и 184 мг/кг к контролю и на 30, 49 и 118 мг/кг к фону. Поглощение растениями обменного калия приводит к переходу необменного калия в обменное состояние. Таким образом, необменный калий служит стратегическим запасом в питании растений.
Фоновые минеральные удобрения способствовали увеличению количества необменного калия в почве на 531 мг/кг. Под влиянием комплексного
1. Влияние комплексного удобрения на формы калия в серой лесной почве
Вариант Валовый калий по Бурьянову, мг/кг Водорастворимый калий, мг/кг Обменный калий по Масловой, мг/кг Необменный калий по Пчелкину, мг/кг Неизвлекаемый калий по Гедрой-цу, мг/кг
Контроль 12894 11 257 962 11664
КУ, 10 т/га 10834 13 287 1374 9160
КУ, 15 т/га 10772 16 300 1186 9270
КУ, 20 т/га 12733 17 346 1160 11210
Фон - N6oP6oK6o 11919 32 323 1493 10071
Фон + КУ, 10 т/га 12347 36 353 1802 10156
Фон + КУ, 15 т/га 11850 50 372 1728 9700
Фон + КУ, 20 т/га 11642 57 441 1602 9542
НСР 9,7 2,6 11,8 12,8 19,1
2. Влияние комплексного удобрения на агрохимические свойства __серой лесной среднесуглинистой почвы ^_
Вариант pHkci Нг, мг-экв/100 г Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг Sпо, мг-экв/100 г N-NO3, мг/кг N-NH4, мг/кг Гумус, %
Контроль 6,6 0,64 155 126 32,6 86 10,8 4,9
КУ, 10 т/га 7,0 0,56 220 165 33,7 194 10,4 4,9
КУ, 15 т/га 7,0 0,30 226 170 34,2 198 6,50 4,9
КУ, 20 т/га 7,1 0,42 230 176 35,1 205 6,10 4,9
Фон - К60Р60К60 6,5 0,76 210 177 31,7 190 10,3 4,9
Фон + КУ, 10 т/га 6,6 0,68 250 203 33,3 245 13,3 4,9
Фон + КУ, 15 т/га 6,7 0,63 280 225 33,0 295 9,70 4,9
Фон + КУ, 20 т/га 6,9 0,60 320 233 32,4 330 19,0 4,9
удобрения в дозах 10, 15 и 20 т/га количество необменного калия в почве возросло на 412, 224 и 198 мг/кг соответственно. Комплексные удобрения, внесенные в сочетании с фоновыми минеральными удобрениями, повысили содержание в почве необменного калия по сравнению с контролем на 840, 766 и 640 мг/кг, с фоном - на 309, 235 и 109 мг/кг почвы, соответственно возрастающим дозам.
Необменный калий (фиксированный почвой) отличается слабой доступностью растениям по сравнению с резервным калием. Основным источником необменного калия являются слюды и их гидроти-рованные разновидности [1]. Необменный калий особенно активно закрепляется в почве при наличии в ней глинистых минералов. Извлечение из почвы неизвлекаемого калия осуществляют путем растворения и гидролиза кислотами калийсодержащих минералов почвы с разрушением не только почвенно-поглощающего комплекса, но и ряда первичных минералов (слюды, полевые шпаты и т.д.).
Анализ почвенных образцов показал, что количество неизвлекаемого калия практически на всех вариантах характеризовалось более низким содержанием, чем в контроле. Так, разница в содержании труднодоступного калия в меньшую сторону под влиянием минеральных удобрений составила 1593 мг/кг, комплексных удобрений - 2504, 2394, 454 мг/кг.
Содержание неизвлекаемого калия под влиянием совместного применения комплексных и фоно-
вых удобрений было ниже контрольного - на 1508, 1964 и 2122 мг/кг соответственно дозам 10, 15 и 20 т/га и фонового - на 371 и 529 мг/кг соответственно дозам 15 и 20 т/га.
Комплексные удобрения, внесенные в дозе 10 т/га, стимулировали повышение в почве неизвлека-емого калия относительно фона на 85 мг/кг.
Содержание обменного калия под влиянием комплексного удобрения возросло на 39, 44 и 50 мг/кг к контролю, а в сочетании с фоновыми минеральными удобрениями - на 26, 48 и 56 мг/кг к фону в соответствии с повышающимися дозами.
Комплексное удобрение на всех вариантах значительно улучшало агрохимические показатели по сравнению с исходной почвой (табл. 2).
Таким образом, динамика подвижных форм калия в вариантах с внесением комплексного удобрения на фоне минеральных удобрений и без них наибольшая по сравнению с контролем, что связано со смещением калийного равновесия в сторону образования легкорастворимып форм под влиянием цеолитсодержащей породы, насыщенной стоками животноводческого комплекса. РезультатыI исследований указывают на целесообразность использования цеолита Городищенского месторождения Республики Татарстан в качестве мелиоранта и удобрения пролонгированного действия для увеличения доступных форм калия и улучшения калийного режима почвы!.
Литература
1. Пчелкин В.У. Почвенный калий и калийные удобрения. - Москва: Колос,1966. - С. 63-64.
2. Ишкаев Т.Х., Алиев Ш.А., Яппаров А.Х. Агроэкологические аспекты комплексного использования местных сырьевых ресурсов и нетрадиционных агроруд в сельском хозяйстве. - Казань: Центр инновационных технологий, 2007. - 231 с.
3. Биккинина Л.М.-Х., Алиев Ш.А., Гизатуллин Р.Х. Эффективность комплексного удобрения на основе цеолит-содержащих пород и стоков животноводческих комплексов // РАЕ: Современные проблемы науки и образования, 2011, № 6. - URL: www.science-education.ru/100-4981.
4. Алиев Ш.А., Биккинина Л.М.-Х. Экологический аспект использования стоков животноводческих предприятий и местных цеолитсодержащих пород // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - Казань, 2012, Т. 212. - С. 240-245.
5. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии. - М.: Изд-во Московского университета, 2001. - 688 с.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Учебное пособие для высших учебных заведений. - М.: Агропром-издат, 1985. - 351 с.
7. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Известкование почв (результаты 50-летних опытов). - СПб.: ГНУ ЛНИИСХ Россельхозакадемии, 2010. - С. 155-159.
