АГРОХИМИЯ, 2014, № 6, с. 35-42
УДК 631.873.1:631.452:631.445.41
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ СПЛАВИНЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ЭРОДИРОВАННОГО ЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО
© 2014 г. И.М. Габбасова, Т.Т. Гарипов, Н.Ф. Галимзянова, Р.Р. Сулейманов, М.А. Комиссаров, Л.В. Сидорова, Г.А. Гималетдинова
Институт биологии УНЦ РАН 450054 Уфа, просп. Октября, 69, Россия E-mail: gimib@mail.ru
Поступила в редакцию 17.12.2013 г.
В трехлетнем полевом опыте на черноземе типичном слабоэродированном изучена сравнительная эффективность альтернативных органических удобрений на основе сплавины - плавающего на поверхности водоема фитоценоза из водных и болотных растений. Показано, что по эффективности воздействия на свойства почвы и урожайность удобрения можно расположить в следующий возрастающий ряд: опилки < сплавина < сплавина + Trichoderma sp.14 < солома + N30P30 < компостированная сплавина < навоз.
Ключевые слова: удобрение, сплавина, плодородие, эродированный чернозем типичный.
ВВЕДЕНИЕ
В комплексе противоэрозионных агротехнических мероприятий одним из важнейших является обогащение почвы органическим веществом. Основным органическим удобрением является навоз, но его количество ограничено и не обеспечивает потребности продуктивного землепользования [1]. В качестве альтернативных источников органического вещества целесообразно использование природных удобрений и возобновляемых биологических ресурсов, таких как торф, сапропель, пожнивные остатки, солома, сплавина и т. п., которые не только являются источником органического углерода, но и могут оказывать регулирующее воздействие на минеральное питание растений [2]. Сплавина представляет собой плавающий на поверхности воды фитоценоз, образовавшийся вследствие отрыва коренного слоя грунта от дна водоема или разрастания плавающих на поверхности воды корневищ и побегов. Например, в Зауральской степи в озере Чебаркуль запасы сплавины составляют около 150 тыс. т, причем ежегодный прирост достигает 20 тыс. т. Содержание органического вещества в высушенной сплавине составляло 50-60%, общего азота -2.8% (С : N = 18-21), щелочногидролизуемого азота - 1.49%, количество валового фосфора -
0.38%, подвижного (по Чирикову) - 1.2 мг/100 г, рнкс1 65
Ранее авторами было показано, что внесение в почву сапропеля и сплавины, извлеченных при очистке озера, привело к повышению продуктивности эродированного чернозема южного [3]. Вместе с тем положительный эффект проявлялся в основном в отношении водно-физических свойств, а некоторое улучшение гумусного состояния и питательного режима отмечено только на 3-й год после внесения сплавины вследствие ее гумификации. В этой связи была поставлена задача поиска методов ускорения гумификации сплавины и получения из нее комплексного орга-но-минерального удобрения. В результате серии модельных опытов была разработана технология получения такого удобрения, заключающаяся в компостировании сплавины в условиях оптимальной влажности и температуры в течение одного вегетационного периода при добавлении микроскопических грибов (ТпсИоёвгта sp. 14) в сочетании с природным фосфоритом [4].
Цель работы - изучение эффективности использования органо-минерального удобрения на основе компостированной сплавины, сырой сплавины с добавлением непосредственно в почву культуры микроскопических грибов ТпсИоёвгта sp. 14 в сравнении с традиционными органическими удобрениями (навозом, соломой) и опилками.
35
3*
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевой опыт был заложен в 2009 г. на черноземе типичном среднемощном среднегумусном тяжелосуглинистом слабоэродированном, сформированном на пологом склоне южной экспозиции вблизи Чермасанского водохранилища, из которого извлекали сплавину. Опыт проводили по следующей схеме, варианты: контроль, сплавина сырая, предварительно компостированная сплавина (органо-минеральное удобрение), сырая сплавина с добавлением непосредственно в почву культуры микроскопического гриба Тпскоёвгта 8р. 14, опилки, навоз, солома с добавлением минеральных удобрений Ю0Р30. Удобрения вносили 1 раз весной при закладке опыта.
Сплавина была взята из водохранилища, растительность которого представлена преимущественно рогозом, камышом и осоками. Этот материал измельчили вместе с корнями и внесли в почву во влажном состоянии. Сплавина для получения органо-минерального удобрения была извлечена из этого же озера, компостирование проводили в лабораторных условиях. Биомасса Тпскоёвгта sp. 14 была получена при выращивании на среде Чапека (2% сахарозы) в течение 14 сут. В варианте с сырой сплавиной вносили по 2.5 г сырой биомассы Тпскоёвгта sp. 14, суспендированной в 2.5 л воды на 1 м2. Титр рабочей суспензии составлял 108 КОЕ/мл. Доза всех удобрений составила 2.5 кг/м2.
Опыт продолжался в течение 3-х лет, площадь делянок составляла 4 м2 с защитными полосами шириной 1 м в трех повторностях.
В 3-й декаде мая 2009 г. на поле, в том числе на опытных делянках, выращивали картофель, в 2010 г. - яровую пшеницу, в 2011 г. - многолетние травы. Агротехнические мероприятия были общепринятыми для этих культур. Образцы почв отбирали из пахотного горизонта через 10 см (0-10, 10-20, 20-30 см) с помощью бура методом конверта, средний образец составляли из 5 по-вторностей. Отбор образцов в 2009 г. проводили через 1 мес. после заложения опыта и в сентябре после уборки урожая, в другие годы - в мае и сентябре.
Анализ численности микроорганизмов проводили общепринятыми методами [5]. В динамике определяли агрохимические свойства, влажность почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Осенью 3-го года были заложены почвенные разрезы и определены также водно-физические свойства и активность ферментов [6-8]. Результаты анализов обработаны методами математической статистики [9].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Водно-физические свойства почвы. Применение органических удобрений способствовало улучшению водного режима почвы (табл. 1). Летом и осенью 1-го года опыта максимальные запасы влаги зафиксированы при внесении соломы, сплавины с добавлением биомассы ТпсИоёвгта 8р. 14, а также предварительно компостированной сплавины. Весной следующего острозасушливого 2010 г. запасы влаги в слое 0-50 см в удобренных
Таблица 1. Запасы влаги в почве, мм
Вариант 2009 2010 2011
Лето Осень Весна Осень Весна Осень
Контроль 53 98 78 38 106 42
104 148 139 73 162 79
Сплавина сырая 59 97 81 38 110 49
106 148 144 73 168 79
Сплавина компостирован- 62 99 80 38 107 46
ная 113 153 143 74 174 81
Сплавина + 58 101 81 35 107 47
+ Тпскоёвгта sp. 14 114 153 144 71 171 79
Навоз 51 83 84 35 107 45
100 127 148 70 170 78
Опилки 58 98 79 39 109 48
113 149 139 75 172 82
Солома + Ю0Р30 63 97 87 42 107 48
120 149 149 80 171 80
Примечание. Над чертой - запасы влаги в слое 0-30 см, под чертой - в слое 0-50 см.
Таблица 2. Водно-физические свойства почвы
Вариант Глубина, см Полевая влажность, % Объемная масса, г/см Категории влагоемкости, %
КВ ПВ НВ
Контроль 0-10 15.2 1.08 56.0 58.3 55.1
10-20 12.7 1.34 32.2 34.0 30.5
20-30 13.2 1.32 36.3 38.8 37.0
Компостированная сплавина 0-10 15.3 1.05 62.0 63.8 58.1
10-20 12.2 1.12 47.6 50.6 45.5
20-30 13.5 1.26 45.4 48.4 43.0
Сплавина + + Trichoderma sp. 14 0-10 15.7 1.01 62.2 63.9 60.6
10-20 15.2 1.18 43.3 46.3 41.0
20-30 15.0 1.17 45.3 48.3 42.7
Навоз 0-10 13.2 1.06 58.6 60.9 58.0
10-20 13.2 1.09 50.4 53.4 49.7
20-30 13.1 1.12 50.4 53.7 47.4
Примечание. КВ - капиллярная, ПВ - полная, НВ - наименьшая влагоемкость.
вариантах были на 4-6 т/га больше по сравнению с контролем. К осени этого года, в отличие от лет с нормальным количеством осадков, запасы влаги во всех вариантах опыта были существенно меньше и почти одинаковыми. Повышенная водоудерживающая способность проявилась и на 3-й год после внесения удобрений, причем запасы влаги при внесении компостированной сплавины и сплавины с добавлением грибной культуры оказались больше. Следует отметить, что использование опилок и соломы также способствовало увеличению весенних запасов влаги во все годы исследования, на 2-й и 3-й годы они были больше и в сентябре. Очевидно, в 1-й год все растительные остатки оказывали прежде всего мульчирующий эффект, который со временем дополнялся увеличением содержания в почве органического вещества при их гумификации.
Вследствие увеличения весенних запасов влаги и образования мульчи возросли показатели наименьшей, капиллярной и полной влагоем-кости почвы во всех слоях пахотного горизонта (табл. 2). Плотность сложения почвы изменилась от уплотненного состояния до оптимального уровня для большинства культур, улучшилась ее структура.
Почва опыта характеризовалась преобладанием комковатой структуры (табл. 3). При внесении растительных остатков и навоза в пахотном слое уменьшилось содержание глыбистой и распылен-
ной фракций, что обусловило повышение коэффициента структурности. Максимальное количество агрономически наиболее ценных агрегатов (от 0.25 до 5.0 мм) отмечено при внесении сплавины как предварительно компостированной, так и при добавлении микромицета непосредственно в почву (до 80-82% против 60% в контроле). Во-допрочность структуры пахотного слоя чернозема типичного слабоэродированного изменялась в диапазоне от хорошей (0-10 см) до отличной (20-30 см). В удобренных вариантах она несколько возросла в основном в верхнем слое пахотного горизонта.
Агрохимические свойства. Чернозем типичный слабоэродированный характеризовался слабощелочной реакцией среды (табл. 4) и высоким содержанием поглощенных оснований, которое существенно не изменилось при внесении удобрений.
Содержание гумуса в почве опыта, равное 6.1%, являлось средним для черноземных почв региона. Через 3 года увеличение содержания гумуса было достоверным во всех удобренных вариантах, кроме варианта с внесением опилок, причем эффективность компостированной сплавины и навоза оказалась почти одинаковой. При добавлении биомассы микромицета ТпеИоёегта sp. 14 к сплавине увеличение валового содержания гумуса было незначительным, но заметные различия отмечены в его динамике и фракционно-
Таблица 3. Структурно-агрегат
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.