Применение бентонита и минеральных удобрений под подсолнечник на чернозёме южном

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Сельскохозяйственные науки


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 631. 82:633. 854. 78
ПРИМЕНЕНИЕ БЕНТОНИТА И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ПОДСОЛНЕЧНИК НА ЧЕРНОЗЁМЕ ЮЖНОМ
Агафонов Е. В. 1, Мажуга Г. Е. 1, Горячев В. П. 1
1 ФГБОУ ВПО «Донской государственный аграрный университет» Россия, e-mail: machugal2@mail. ru_
На черноземе южном в Ростовской области в 2008—2010 гг. установлено положительное влияние бентонита на свойства почвы и урожайность подсолнечника. Под влиянием бентонита к посеву подсолнечника содержание доступной влаги в метровом слое почвы увеличилось на 3,0−6,2 мм, N-NO3 в слое 0−60 см — на 7,9−11,8 кг/га, подвижного фосфора — на 5,5−6,8 мг/кг почвы, подвижного калия — на 2039 мг/кг почвы. Оптимальная доза 10 т/га при внесении под вспашку обеспечила повышение урожайности в среднем за три года на 21,7%, а сбор жира на 22,7%. Внесение на этом фоне весной минеральных удобрений в дозе № 0Р30 повысило эффект до 32,1−32,6%. Показана целесообразность ежегодного учета исходной обеспеченности почвы подвижными формами фосфора и калия, нитратным азотом для дифференцированного подхода к определению доз бентонита и необходимости применения минеральных удобрений.
Ключевые слова: бентонитовая глина, чернозём южный, подсолнечник, содержание жира, продуктивная влага.
APPLYING OF BENTONITE AND MINERAL FERTILIZERS IN SUNFLOWER ON THE SOUTH BLACK SOILS (CHERNOZEM REGULAR)
Agafonov E.V. 1, Goryachev V.P. 1, Mazhuga G.E. 1
1 Don State Agrarian University, Russia, е-mail: machuga12@mail. ru_
Positive effect of bentonite on soil characteristics and sunflower yields was determined on the south black soils in Rostov region in 2008−2010. The content of available moisture in 1-metre soil layer under the effect of bentonite on sunflower seeding increased at 3,0−6,2 mm, N-NO3 in the layer 0−60 cm at 7,9−11,8 kg/ha, movable P at 5,5−6,8 mg/kg of soil, movable K-at 20−39 mg/kg of soil. Optimal rate of 10 t/ha under applying with ploughing effectively improved yields during 3 years in average at 21,7% and fat collecting at 22,7%. Spring application of mineral fertilizers in rate N30P30 increased this effect up to 32,1−32,6%. For a differentiated assessment of bentonite rate and mineral fertilizers application it is necessary to have an annual accounting of original soil supply with movable P and K, nitrate N.
Keywords: bentonite clay, south black soils, sunflower, oil percentage, productive moisture.
В последнее десятилетие проявляется тенденция существенного роста применения минеральных удобрений в Российской Федерации. За период с 2006 по 2011 г. оно увеличилось с 1,5 до 2,44 млн тонн, а на 1 га посевов с 19,5 до 31,9 кг/га. Однако внесение органических удобрений остаётся на очень низком уровне. Даже с учетом возврата NPK в почву с растительными остатками дефицит баланса питательных веществ в земледелии страны в среднем за эти годы составил 53,6% [7]. Поэтому актуальным остаётся использование местных агроруд в качестве удобрений и мелиорантов почв. В Ростовской области имеется положительный опыт применения бентонитовой глины на чернозёме обыкновенном под зерновое сорго [1], на чернозёме южном под кукурузу [2] и на тёмно-каштановой почве под озимую пшеницу [6]. Значительное улучшение ряда важных почвенных характеристик под влиянием бентонита способствовало существенному повышению урожайности и улучшению качества этих культур. Опытов по применению бентонита под подсолнечник в регионе ранее не проводилось.
Цель настоящей работы — изучение влияния бентонитовой глины, минеральных удобрений и их сочетаний на плодородие чернозёма южного и урожайность подсолнечника.
Методы исследования. Исследования проводили в 2008—2010 гг. в полевом севообороте СПК «Мир» Чертковского района Ростовской области. Объектами исследований были бентонитовая глина (БГ) Тарасовского месторождения, почва — чернозем южный, растения районированного простого среднераннего гибрида подсолнечника Бизон. Предшественник подсолнечника — яровой ячмень. Технология возделывания культуры -общепринятая для зоны.
В опыте использовались бентонитовая глина киевской свиты участка Некрыловский (Восточный) Тарасовского месторождения, имеющая следующий состав: вода — 5,62- БЮ2 -69,34- ЛЬОэ — 13,32- ТЮ2 — 0,70- Бе20з — 5,07- БеО — 0,15- СаО — 1,82- М§ О — 1,42- МпО -0,03- К2О — 1,41- Ш2О — 0,37- БОз — 0,42- 2п0 — 0,003%, рНвод. — 7,80. Площадь делянки 25 м², повторность опыта трехкратная. Бентонитовую глину, аммофос и хлористый калий вносили под зяблевую вспашку, аммиачную селитру, а также бентонитовую глину — весной под предпосевную культивацию. Закладку опытов, проведение наблюдений и учёт в течение вегетации осуществляли согласно методике опытов с удобрениями [8].
Исследования проводили полевым и лабораторным методами с использованием следующих методик: отбор проб почвы — ГОСТ-28 168−89- общие требования к проведению анализов — ГОСТ-29 269−91- гумус — ГОСТ-26 213−91- нитратный азот в почве — ГОСТ-26 951−86- подвижные формы фосфора и калия в почве по методу Мачигина — ГОСТ 26 205–91- ёмкость катионного обмена почв (ЁКО) — ГОСТ-17.4.4. 01−84- влажность почвы — ГОСТ-28 268−89- математическую обработку полученных результатов выполняли путем дисперсионного и корреляционного анализов.
Почва участка представлена черноземом южным среднемощным тяжело- и среднесуглинистым на желто-бурых глинах и суглинках. Мощность гумусового горизонта в среднем 45−48 см. Гумуса в слое почвы 0−20 см содержится 2,84−3,32%, слое 20−40 см — 2,883,24%. Содержание подвижного фосфора в слое 0−20 см 13,6−25,4, подвижного калия — 300 450 мг/кг почвы. Почва характеризуется высокой ёмкостью поглощения — в 37−44 мг-экв 100 г почвы. В составе поглощенных оснований преобладает Са — 88% от суммы, М§ содержится 11%. Реакция почвенного раствора слабощелочная — рН 7,5−7,8.
Климат в зоне проведения исследований континентальный с неустойчивым увлажнением. Среднегодовое количество осадков, по данным Чертковской метеостанции, 442 мм. Погодные условия в годы проведения исследований существенно отличались, особенно в течение периода активной вегетации подсолнечника — июнь-август. В 2008 г. условия были благоприятными, увлажнение и температурный режим близки к норме. В 2009
г. за летние месяцы выпало 8 мм осадков при норме 142, а температура была на 1,3 °С выше нормы. В 2010 г. сумма осадков составила 55,1 мм, а средняя температура составила 25,6 °С при норме 20,4 °С. Крайняя засушливость периода вегетации подсолнечника в последние 2 года вызвала очень большой недобор урожая.
Результаты и их обсуждение. Запас продуктивной влаги в метровом слое почвы к посеву подсолнечника в варианте с применением бентонита осенью в дозе 10 т/га в разные годы был выше, чем на контроле, на 3,0−6,2 мм. Преимущество сохранялось до конца вегетации. Это свидетельствует об увеличении водоудерживающей способности почвы под действием бентонита. В целом за вегетацию подсолнечника в среднем за 2008−2010 гг. запас продуктивной влаги в метровом слое почвы на контроле составил 84,0, в варианте БГ 10 т/га — 87,2, в варианте БГ 10 т/га + № 0Р30 — 86,9 мм.
Перед посевом подсолнечника в слое почвы 0−40 см в 2008 г. содержалось 53,3, в 2009 г. — 73,4, в 2010 г. — 33,0 кг/га нитратного азота. При внесении бентонита осенью в дозе 5 т/га оно повышалось в разные годы на 3,8−20,1- 10 т/га — на 8,0−20,1- 15 т/га — на 8,3−25,7 кг/га. В варианте с весенним внесением бентонита в дозе 10 т/га увеличение было в пределах 4,715,1 кг/га и в среднем меньше, чем от осеннего применения такой же дозы, на 3,5 кг/га. В целом за вегетацию подсолнечника в среднем за 2008−2010 гг. на варианте с дозой бентонита 5 т/га увеличение запаса N-N3 в слое почвы 0−40 см по сравнению с контролем составило 7,9- 10 т/га — 11,2 кг/га. При дальнейшем повышении дозы изменения незначительны.
Обеспеченность подвижным фосфором в слое почвы 0−20 см к посеву подсолнечника в 2009 г. была низкой — 13,6, а в 2008 и 2010 гг. — средней — 20,1 и 25,4 мг/кг почвы. Внесение бентонита осенью в дозе 5 т/га способствовало поднятию фосфатного уровня почвы в разные годы на 1,7−8,2- в дозе 10 т/га — на 3,7−9,6, в дозе 15 т/га — на 2,8−7,3 мг/кг почвы. Эффект от применения бентонита весной был значительно слабее — 1,6−3,1мг/кг почвы. В течение вегетации подсолнечника обеспеченность почвы подвижным фосфором снижалась во все годы очень резко — вдвое и больше, но абсолютные различия между вариантами сохранялись, а под действием бентонита, внесённого весной, даже увеличивались.
Поскольку в составе бентонитовой глины нет фосфора, её влияние на фосфатный режим почвы является косвенным. Бентонит содержит около 70% окиси кремния. В результате реакции замещения фосфат-ионов силикат-ионами из труднорастворимых фосфатов кальция и других катионов в почве увеличивается количество подвижных фосфатов. Повышение концентрации монокремниевой кислоты в почвенном растворе коррелирует с увеличением концентрации водорастворимого фосфора в почве. Коэффициент корреляции для различных почв находится в пределах 0,67−0,81 [3].
Анализ данных в целом за вегетацию подсолнечника в среднем за 2008−2010 гг. показывает, что бентонит в дозе 5 т/га способствовал увеличению содержания подвижного фосфора в слое почвы 0−20 см на 5,5 мг/кг почвы. Эффект от повышения дозы до 10 т/га заметно меньше, а при дальнейшем увеличении дозы фосфатный уровень почвы не изменялся. Это можно объяснить высоким содержанием в бентоните кальция и железа -1,82% СаО и 5,07% Бе20з, которые усиливают обратный процесс — ретроградации фосфатов. Данная тенденция при внесении больших доз, по-видимому, становится доминирующей.
Содержание подвижного калия в слое почвы 0−20 см в 2009 г. — 300 мг/кг почвы -свидетельствует о средней, а в 2008 (448 мг/кг) и в 2010 гг. (450 мг/кг) — о высокой обеспеченности. В бентоните достаточно большая концентрация калия — 1,41% К2О, поэтому при его внесении происходило существенное повышение содержания подвижного калия в почве. Хорошо заметно увеличение количества калия в почве при повышении дозы агроминерала до 10 т/га. К концу вегетации общий уровень содержания подвижного калия в почве существенно снижался — в 2008 и 2010 гг. более чем на 100 мг/кг почвы, но различия между вариантами сохранялись.
Урожайность семян подсолнечника в разные годы существенно различалась. В острозасушливые она была очень низкой — в контроле в пределах 0,91−0,93, а в благоприятный по увлажнению — 2,31 т/га (табл. 1).
Таблица 1 — Влияние бентонитовой глины и минеральных удобрений _на урожайность подсолнечника, т/га_
Вариант 2008 г. 2009 г. 2010 г. Среднее за 2008−2010 гг.
урожай ность прибавка к контролю
т/га %
1. Контроль 2,31 0,93 0,91 1,38 — -
2. Бг — 5 т/га 2,52 1,21 1,01 1,58 0,20 14,5
3. Бг — 10 т/га 2,65 1,28 1,10 1,68 0,30 21,7
4. Бг — 15 т/га 2,73 1,40 0,90 1,68 0,30 21,7
5. Бг — 5 т/га (вес) 2,53 1,01 0,98 1,51 0,13 9,4
6. Бг — 10 т/га (вес) 2,67 1,08 1,00 1,58 0,20 14,5
7. Бг — 15 т/га (вес) 2,49 1,18 0,99 1,55 0,17 12,3
8. Бг — 10 т/га + ШР30 2,92 1,21 1,35 1,83 0,45 32,6
9. Бг — 10 т/га + Кб0Рб0 3,05 1,20 1,30 1,85 0,47 34,1
10. Кб0Рб0 2,85 1,18 1,21 1,75 0,37 26,8
11. Кб0Рб0Кб0 2,92 1,34 1,23 1,83 0,45 32,6
НСР095 0,13 0,12 0,08 0,10 — -
Применение бентонитовой глины осенью в дозе 5 т/га вызвало повышение урожайности в среднем за 2008−2010 гг. на 14,5%. Эффект увеличивался при повышении дозы до 10 т/га. Действие бентонита, вносимого весной, было слабее из-за короткого промежутка времени взаимодействия с почвой. Существенные изменения урожайности произошли при внесении минеральных удобрений в дозе № 0Рз0 на фоне оптимальной дозы
бентонита. Прибавка урожайности увеличивалась до 32,6%. Повышение дозы NР практически не изменяло её. Минеральные удобрения, вносимые без бентонита, также способствовали существенному повышению продуктивности посевов. Максимальный результат получен от полного удобрения в дозе0Р60К60.
Однако анализ изменений урожайности под действием каждого фактора в каждый год исследований показывает их очень высокую вариабельность (рис. 1). Стабильным был только эффект от повышения дозы бентонита с 5 до 10 т/га при осеннем внесении. Сопоставление полученных результатов с показателями обеспеченности почвы доступными формами основных элементов питания почвы позволяет сделать следующие выводы.
При низком содержании подвижного фосфора в почве в 2009 г. (13,6 мг/кг почвы) было целесообразным увеличение дозы бентонита до 15 т/га, в 2008 г. при 20 мг/кг эффект слабый, а в 2010 г. при 25 мг/кг — нулевой. Применение оптимальной дозы бентонита 10 т/га весной во все годы даёт достоверную прибавку урожая, но только во влажный год она такая же по величине, как при осеннем применении, а в засушливые годы — в два с лишним раза меньше.
На фоне достаточно высокой обеспеченности подсолнечника в 2009 г. почвенным нитратным азотом к началу вегетации — 73,4 кг/га, добавление минеральных удобрений к бентониту вызывало небольшую тенденцию снижения урожайности. В другие годы при более низком содержании N-NОз в почве эффект был положительным, особенно в 2010 г. В варианте БГ 10 т/га + № 0Р30 в этом году получен очень высокий для засушливых условий прирост урожайности в абсолютном и особенно в относительном выражении. Причина заключается в большой несбалансированности питания подсолнечника. На фоне 10 т/га бентонита в почве содержалось 30 мг/кг почвы подвижного фосфора, более 500 мг/кг почвы подвижного калия и лишь 33 кг/га нитратного азота. Увеличение дозы минеральных удобрений до0Р60 было нецелесообразным и в этот год.
Применение минеральных удобрений в дозе0Р60 на естественном фоне обеспечило существенное повышение урожайности подсолнечника во все годы исследований, а добавление калия было эффективным только в 2009 при самой низкой, в 1,5 раза меньшей, чем в другие годы, обеспеченности почвы подвижным калием.
Приведённый анализ свидетельствует о необходимости дифференцировать предложения по применению бентонита и минеральных удобрений под подсолнечник на чернозёме южном в зависимости от обеспеченности почвы элементами питания в каждый год.
т/га
0,8
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
2008 г.
0,74
N-NO3 — 53,3 кг/га Р2О5 — 20,1 мг/кг К2О — 448 мг/кг
т/га
0,5
0,4 0,3 0,2 0,1 0
2009 г.
0,42
N-NO3 — 73,4 кг/га Р2О5 — 13,6 мг/кг К2О — 300 мг/кг
т/га
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
-0,1
2010 г.
0,44
И 2. Бг — 5 т/га В 6. Бг — 10 т/га (вес) H 10. N60P60
N-NO3 — 33,1 кг/га Р2О5 — 25,4 мг/кг К2О — 450 мг/кг
3. Бг — 10 т/га 0 8. Бг -10 т/га + Ю0Р30 И 11. Ш0Р60К60
4. Бг — 15 т/га 19. Бг -10 т/га + Ш0Р60
— относительная прибавка урожайности
0

Рис. 1. Зависимость абсолютных (т/га) и относительных (%) изменений урожайности подсолнечника, вызванных применением бентонита и минеральных удобрений, от обеспеченности почвы элементами питания к началу вегетации.
Внесение бентонита осенью способствовало повышению масличности семян подсолнечника, но незначительно — с 39,5 до 40,3−40,7%. При весеннем внесении агроминерала она не изменялась. Минеральные удобрения вызвали некоторое уменьшение процента жира в семенах, особенно при увеличении дозы до 60 кг/га. Эта тенденция сильнее проявлялась в 2009 г. при существенном преобладании в питательной среде азота над фосфором. В таких условиях содержание сахаров, из которых образуются составные части жира — глицерин и жирные кислоты, снижается вследствие повышенного расхода их на синтез белков [4]. Особенно заметно снижение содержания жира в семенах под влиянием азотных удобрений в условиях недостаточного увлажнения [5]. Именно такая совокупность условий имела место в 2009 г.
Во влиянии бентонита и минеральных удобрений на сбор жира с га отмечены те же закономерности, что и в действии на урожайность. Оптимальная доза бентонита 10 т/га. Этот показатель существенно увеличился от внесения на фоне бентонита № 0Р30. Максимальный эффект от минеральных удобрений получен на варианте0Р60К60, но он значительно ниже, чем при внесении бентонита в сочетании с № 0Р30.
Заключение. Применение бентонитовой глины под подсолнечник на чернозёме южном способствует улучшению обеспеченности почвы продуктивной влагой, а также доступными формами азота, фосфора и калия. Оптимальная доза бентонита, вносимого осенью под вспашку, — 10 т/га. Прибавка урожайности семян подсолнечника составила 21,7, а сбора жира с 1 га — 22,7%. Эффект от весеннего применения агроминерала значительно ниже. Существенное увеличение урожайности обеспечило применение на фоне бентонита минеральных удобрений в дозе № 0Р30. Достоверно повысилась урожайность подсолнечника и при внесении только минеральных удобрений.
Эффект от применения бентонита и удобрений в разные годы существенно различался, а иногда был прямо противоположным. Сопоставление изменений урожайности с обеспеченностью почвы доступными формами питательных веществ в почве позволяет дифференцировать предложения по их использованию.
При наличии в почве менее 15 мг/кг подвижного фосфора дозу бентонитовой глины можно увеличить до 15 т/га, при большем содержании следует ограничиться 10 т/га. Внесение под предпосевную культивацию минеральных удобрений в дозе № 0Р30 на фоне 10 т/га бентонита целесообразно при содержании N-N03 в верхнем 40-сантиметровом слое почвы не более 60 кг/га. Применение полного минерального удобрения в дозе0Р60К60 оправданно при содержании подвижного калия в почве менее 350 мг/кг почвы, при более высокой обеспеченности эффективно внесение0Р60.
Список литературы
1. Агафонов Е. В., Хованский М. В. Изменение агрохимических свойств чернозёма обыкновенного и урожайность сорго под влиянием бентонита // Проблемы агрохимии и экологии. — 2010. — № 3. — С. 3−6.
2. Агафонов Е. В., Герасименко П. С. Применение бентонита под кукурузу на чернозёме южном // Агрохимия. — 2012. — № 5. — С. 9−15.
3. Матыченков В. В. Роль подвижных соединений кремния в растениях в системе почва-растение: автореф. дис. … докт. биол. наук. — Пущино, 2008. — 34 с.
4. Мосолов И. В. Физиологические основы применения минеральных удобрений. — Изд. 2-е., перераб. и доп. — М.: Колос, 1979. — 255 с.
5. Плешков Б. П. Биохимия сельскохозяйственных растений. — 5-е изд., доп. и перераб. -М.: Агропромиздат, 1987. — 494 с.
6. Цыганков А. В. Применение бентонита и минеральных удобрений под озимую пшеницу на тёмно-каштановой почве: автореф. дис. … канд. с. -х. наук. — Пос. Персиановский, 2011. -22 с.
7. Чекмарев П. А. Состояние плодородия почвы и мероприятия по его повышению // Агрохимический вестник. — 2012. — № 1. — С. 2−4.
8. Юдин Ф. А. Методика агрохимических исследований. — М.: Колос, 1980. — 366 с. Рецензенты:
Назаренко О. Г., д.б.н., профессор, директор Федерального государственного бюджетного учреждения «Государственный центр агрохимической службы «Ростовский», Ростовская область, п. Рассвет-
Новиков А. А., д.с. -х.н., профессор кафедры кадастра и мониторинга земель Новочеркасского инженерно-мелиоративного института имени А. К. Кортунова ФГБОУ ВПО «ДГАУ МСХ РФ», г. Новочеркасск.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой