CC BY
28
УДК 631.861
ИЗУЧЕНИЕ УДОБРЕНИЯ, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ МЕТАНОВОГО СБРАЖИВАНИЯ
Л.Д. Варламова, д.с.-х.н., Н.А. Сонина, ассистент Нижегородская ГСХА, e-mail: [email protected]
В условиях модельного, вегетационного и микрополевого опытов установлено, что удобрение, полученное методом анаэробного сбраживания птичьего помета, существенно увеличивает нитрифицирующую активность почв. Эффективность определяется дозами внесения, сроками взаимодействия с почвой и возделываемыми культурами. Угнетающего эффекта удобрения на группу нитрифицирующих микроорганизмов не выявлено.
Ключевые слова: опыты, удобрение «Урожай-С», стимулирующий эффект, компостирование, нитрифицирующая активность почв.
THE INFLUENCE OF THE FERTILIZER, RECEIVED BY METHANE FERMENTATION METHOD
L.D. Varlamova, N.A. Sonina
In conditions of laboratory, vegetative and micro-field experiments studied unconventional organic fertilizer. This fertilizer receives a method anaerobic fermentation bird's droppings. It essentially increases of activity nitrification of soil and does not oppress group microorganisms, perform the nitrification, even at a doze of400 t/ha (140 g/kg of soil). Efficiency offerti-lizer depends on a doze, term of interaction with soil and cultivated culture.
Keywords: experiments, fertilizer «Harvest-S», stimulation effect, composting, nitrification activity of soil.
Рядом исследователей (Воробьева и др., 2000; Лома-ко и др., 2003) показано существенное влияние на ферментативную активность почвы разных форм птичьего помета, вермикомпостов, осадков сточных вод и других органосодержащих материалов. Целью наших исследований было изучение влияния удобрения, полученного методом метанового сбраживания из жидкого помета, на нитрифицирующую активность светло-серой лесной почвы в зависимости от дозы и условий применения.
Исследования проводили в условиях модельного, вегетационного и микрополевого опытов в 2004-2008 гг. на кафедре агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА. Объектом исследования был пахотный слой светло-серой лесной почвы со следующей агрохимической характеристикой: рНкс1 5,0-5,4; гумус 1,6-2,1%; Р2О5 170-345 мг/кг; К2О 85-160 мг/кг и жидкое органическое удобрение (ЖОУ) «Урожай-С», полученное методом анаэробного сбраживания на биогазовой установке производства компании «Гринтек» со следующим содержанием питательных элементов: N 0,09-0,16%; Р2О5 0,16-0,27%; К2О 0,02-0,07%. Модельный опыт проводили в сосудах на 0,7 кг почвы в лабораториях кафедры при колебании температур в течение года от 18 до 28°С, постоянной влажности на уровне 60% КВ и периодическом рыхлении для поддержания благоприятных
условий аэрации (2004-2005 гг.). Вегетационный опыт заложен в сосудах Митчерлиха на 5 кг почвы (2005-2006 гг.), удобрение внесено при набивке опыта, в котором в течение вегетационного периода последовательно выращивали редис и салат. Определение нитрифицирующей активности проводили после уборки второй культуры (через 3,5 месяца после внесения удобрения). Микрополевой опыт (2004-2008 гг.) проводили в стальных сосудах без дна, вкопанных в почву, высотой 60 см и площадью 0,25 м2. В опыте последовательно выращивали яровую пшеницу и столовую свеклу. Удобрение под пшеницу вносили с осени, а под свеклу - непосредственно перед ее посевом. Влияние «Урожай-С» на нитрифицирующую активность почвы оценивали после уборки пшеницы (через год после внесения) и перед посевом свеклы (через 20 месяцев после внесения); наложение прямого действия на последействие - после уборки столовой свеклы (через 3,5 месяца после внесения его под культуру). В вегетационном и микрополевом опытах наряду с дозами удобрения изучали стимулирующий эффект при посеве семенами, обработанными слабыми водными растворами «Урожай-С»: редис и свекла - 1%, салат - 1,5%, яровая пшеница - 2%-ным. Нитрифицирующую активность определяли по методу Кравкова после 14-ти дневного компостирования.
Влияние возрастающих доз ЖОУ «Урожай-С» на нитрифицирующую способность почвы, _мг NО3~/кг/14 суток_
Вариант Время компостирования
1 неделя 1 месяц 3 месяца 6 месяцев 9 месяцев 12 месяцев
Контроль 0,9 2,7 3,1 5,1 4,9 4,9
Урожай-С, 8,8 г/кг почвы 8,6 11,6 10,4 47,6 46,8 45,5
Урожай-С, 17,5 г/кг почвы 7,3 14,8 18,9 71,8 71,0 68,9
Урожай-С, 35,0 г/кг почвы 5,8 22,0 33,0 93,3 90,3 88,6
Урожай-С, 70,0 г/кг почвы 8,4 29,5 38,1 122,3 119,1 115,4
Урожай-С, 140,0 г/кг почвы 6,5 18,9 65,3 134,6 133,6 132,2
НСР 0,5 1,9 4,1 4,7 4,9 6,3 5,8
В условиях модельного опыта (в отсутствии культур и сохранении близких к оптимальным условиям влажности, температуры и аэрации в течение одного года) изучаемое удобрение оказало положительное действие на нитрифицирующую активность во всех испытуемых дозах уже через неделю после закладки опыта (таблица). Однако прямой зависимости между дозой удобрения и количеством образующихся нитрат-ионов в этот период не выявлено. Максимальный эффект через месяц после внесения был выявлен при использовании удобрения в дозе 70 г/кг (200 т/га), в последующие сроки наблюдения активность нитрификации возрастала практически пропорционально изменению количества вносимого удобрения и достоверное преимущество имел вариант с максимальной дозой изучаемого удобрения.
В почве контрольного варианта в течение всего срока наблюдения активность нитрифицирующих микроорганизмов оставалась очень низкой, при внесении минимальной дозы (8,8 г/кг почвы или 25 т/га) она варьировала от низкой до высокой, а в остальных вариантах - до очень высокой. При этом в большинстве случаев различия между всеми вариантами были достоверными. Исследования показали, что в течение первого полугода наблюдений происходило постепенное нарастание интенсивности нитрификации, затем отмечена стабилизация показателя, а по истечении года - некоторая тенденция ее снижения. Таким образом, в оптимальных для протекания нитрификации условиях ЖОУ «Урожай-С», внесенное в дозах 25-400 т/га (8,8-140,0 г/кг почвы), существенно повысило интенсивность микробиологического процесса, которая возрастала с увеличением дозы удобрения и достигла максимума через 6 месяцев после начала эксперимента.
Несколько иные результаты получены в опытах с растениями. Так, исследования в условиях вегетационного опыта при последовательном выращивании редиса и салата, показали, что изучаемое удобрение также существенное влияло на нитрифицирующую активность почвы, однако различия между дозами в большинстве случаев были незначительными. Нитрифицирующую активность почвы определяли сразу после уборки второй опытной культуры - салата. В контроле интенсивность образования нитратов (первая декада сентября) была в среднем в 2 раза выше, чем при закладке опыта (третья декада мая). Удобрение увеличило данный показатель в среднем по опыту в 1,8 раза, а применение его в качестве стимулятора - на 2,6%, то есть эффекта от данного приема не наблюдали. Сопоставляя действие разных доз удобрений, отмечаем, что существенных различий между ними не выявлено, при этом максимальное значение наблюдали при внесении средней дозы, а минимальное - при максимальной дозе ЖОУ «Урожай-С».
Определенные противоречия с данными лабораторного опыта в части изменения нитрифицирующей активности в зависимости от дозы удобрения, связаны с иными условиями использования почв. Несмотря на то, что в вегетационном опыте условия для протекания нитрификации (температура, влажность, аэрация) были вполне сопоставимы с условиями лабораторных исследований, следует учитывать, что в последнем случае потенциально весь азот, образующийся в процессе ам-
монификации, мог окисляться до азотной кислоты. В то же время при наличии растений он активно ими усваивался, что, естественно, снижало возможности нитрификации. Это предположение подтверждается результатами учета урожая и выноса азота культурами. Именно при внесении удобрения в третьей опытной дозе наблюдали наибольшее отчуждение данного элемента из почвы растениями.
Результаты микрополевого опыта также выявили стимулирующее действие «Урожая-С» на процесс превращения азота. Под первую культуру (яровая пшеница) «Урожай-С» был внесен с осени, а учет нитрифицирующей активности проводили после уборки, то есть практически через год. Нитрифицирующая активность в этот период изменялась от средней (контроль) до повышенной и высокой, то есть изучаемое удобрение достоверно увеличило интенсивность окисления аммонийной формы азота в почве. При этом, как и в вегетационном опыте, активность нитрификации была выше в вариантах с меньшей дозой удобрения - увеличение составило в среднем за два года 77%, в то время как при внесении более высокой дозы - 42%.
Такие изменения вполне закономерны. Учитывая, что удобрение было внесено в почву осенью, наибольшее его стимулирующее действие на нитрифицирующие микроорганизмы проявилось в июне-июле (именно в этот период складывались наиболее благоприятные условия температуры и влажности для их развития), затем последовало затухание процесса нитрификации. Как показывают наблюдения, чем выше активность, тем быстрее проявляется ее спад. Кроме того, как и в вегетационном опыте, урожайность пшеницы в вариантах с применением большей дозы удобрения была существенно выше, а вынос азота больше, чем в вариантах с дозой 8,8 г/кг почвы (Варламова, Сонина, 2006). При этом дотационное поступление азота в составе удобрения не компенсировало отчуждение его урожаем, а дефицит был выше в вариантах с более высокой дозой. К началу следующего вегетационного периода (спустя 20 месяцев после внесения) положительное влияние удобрения на рассматриваемый показатель завершилось. Весеннее применение ЖОУ «Урожай-С» под столовую свеклу обеспечило значительное увеличение активности нитрификации, которая увеличивалась с ростом дозы удобрения. Следует отметить, что использование изучаемого удобрения в качестве стимулятора роста растений увеличило анализируемый показатель при возделывании пшеницы в среднем на 8%, а столовой свеклы - на 12% (Сонина, Варламова, 2010).
Таким образом, ЖОУ «Урожай-С» даже в очень высоких дозах стимулировало активность нитрифицирующих микроорганизмов в парующей почве, увеличивая ее по мере роста дозы в 3-26 раз, при максимальных изменениях, наблюдаемых через 6 месяцев после начала компостирования. При возделывании растений положительное действие удобрения на нитрифицирующую активность почв сохранялось в течение года. Применение ЖОУ «Урожай-С» в качестве стимулятора для предпосевной обработки семян также в среднем обеспечивало повышение нитрифицирующей активности почвы.
