Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

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»
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 20-39 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 N30Р30 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.
бентонитовая глина
чернозём южный
подсолнечник
содержание жира
продуктивная влага
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.

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 NРК 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; SiО2 - 69,34; Al2O3 - 13,32; ТiО2 - 0,70; Fe2O3 - 5,07; FeO - 0,15; СаО - 1,82; MgO - 1,42; MnO - 0,03; K2О - 1,41; Na2O - 0,37; SO3 - 0,42; ZnO - 0,003%, pHвод. - 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-28168-89; общие требования к проведению анализов - ГОСТ-29269-91; гумус – ГОСТ-26213-91; нитратный азот в почве - ГОСТ-26951-86; подвижные формы фосфора и калия в почве по методу Мачигина - ГОСТ 26205-91; ёмкость катионного обмена почв (ЁКО) – ГОСТ-17.4.4.01-84; влажность почвы - ГОСТ-28268-89; 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 – 2,88-3,24%. 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, Mg 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 + N30Р30 – 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 4,7–15,1 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-NО3 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% Fe2O3, 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.

урожайность

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 + N30Р30

2,92

1,21

1,35

1,83

0,45

32,6

9. Бг - 10 т/га + N60Р60

3,05

1,20

1,30

1,85

0,47

34,1

10. N60Р60

2,85

1,18

1,21

1,75

0,37

26,8

11. N60Р60К60

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 N30Р30 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 дозе N60Р60К60.

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-NО3 в почве эффект был положительным, особенно в 2010 г. В варианте БГ 10 т/га + N30Р30 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 до N60Р60 было нецелесообразным и в этот год.

Применение минеральных удобрений в дозе N60Р60 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.

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 N30Р30. Максимальный эффект от минеральных удобрений получен на варианте N60Р60К60, но он значительно ниже, чем при внесении бентонита в сочетании с N30Р30.

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 N30Р30. 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 N30Р30 на фоне 10 т/га бентонита целесообразно при содержании N-NО3 в верхнем 40-сантиметровом слое почвы не более 60 кг/га. Применение полного минерального удобрения в дозе N60Р60К60 оправданно при содержании подвижного калия в почве менее 350 мг/кг почвы, при более высокой обеспеченности эффективно внесение N60Р60.

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.


Библиографическая ссылка

Агафонов Е.В., Мажуга Г.Е., Горячев В.П. ПРИМЕНЕНИЕ БЕНТОНИТА И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ПОДСОЛНЕЧНИК НА ЧЕРНОЗЁМЕ ЮЖНОМ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17303 (дата обращения: 16.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074