АГРОХИМИЯ, 2012, № 5, с. 9-15
УДК 631.828:633.15:631.445.41
ПРИМЕНЕНИЕ БЕНТОНИТА ПОД КУКУРУЗУ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ЮЖНОМ
© 2012 г. Е.В. Агафонов, П.С. Герасименко
Донской государственный аграрный университет 346493 Ростовская обл., Октябрьский р-н, п. Персиановский, Россия E-mail: 346493@mail.ru
Поступила в редакцию 05.10.2011 г.
Изучено действие бентонитовой глины на азотный, фосфорный, калийный режим и биологическую активность чернозема южного. Выявлено влияние бентонита и его сочетаний с минеральными удобрениями на урожайность и качество кукурузы на силос. Установлены оптимальные дозы бентонита и определена их экономическая эффективность. Ключевые слова: бентонит, кукуруза, чернозем южный.
ВВЕДЕНИЕ
К концу ХХ века в Ростовской обл. внесение удобрений на единицу площади снизились по сравнению с 1990 г.: минеральных - в 16, органических - в 8.5 раза. С 2000 г. в применении минеральных удобрений наметилась положительная тенденция - произошло увеличение доз с 4.7 до 25-30 кг/га, однако ее сдерживает диспаритет цен на продукцию растениеводства и промышленные товары. Применение органических удобрений уменьшается в связи с продолжающимся сокращением поголовья животных и составляет сейчас всего 0.2 т/га. Потребность сельскохозяйственных культур в основных элементах питания на 75-85% удовлетворяется за счет почвенных запасов. Поэтому главной экологической проблемой Ростовской обл. и других регионов юга страны на сегодняшний день является истощение почвы из-за недостаточной компенсации элементов питания, отчуждаемых урожаем, с помощью внесения удобрений [1].
Одним из способов снижения темпов деградации почв, увеличения производства сельскохозяйственной продукции и улучшения ее качества может быть вовлечение в производственную сферу местных полезных ископаемых. Использование природных минералов может частично удовлетворить потребность растений в макро- и микроэлементах, улучшить свойства почвы и повысить ее плодородие. Например, такие минералы содержатся в бентонитовой глине [2].
Содержание в составе бентонитов кальция, магния, калия, ряда микроэлементов и, частично,
органического вещества определяет возможность использования их для улучшения физико-химических и агрохимических свойств почвы [3]. Показано, что применение бентонитовой глины способствовало увеличению урожайности сельскохозяйственных культур на различных типах почв [4-6].
В Ростовской обл. залежи бентонитовых глин расположены на территории Тарасовского, Мил-леровского и Верхнедонского р-нов. По минералогическому составу они монтмориллонитовые, приурочены к отложениям полтавской серии неогена и киевской свиты палеогена. Наиболее крупным и изученным является Тарасовское месторождение с запасами более 70 млн т [7]. Трехлетние исследования, выполненные на черноземе обыкновенном, показали, что применение бентонита этого месторождения способствовало существенным изменениям почвенных характеристик и увеличению урожайности зернового сорго на 0.61 т/га или на 16% [8].
На черноземе южном подобные опыты ранее не проводили. Цель работы - изучение влияния бентонитовой глины на свойства чернозема южного и урожайность кукурузы.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в 2005-2007 гг. в полевом севообороте СПК "Победа" Миллеровско-го р-на Ростовской обл. Изучали влияние бентонитовой глины (БГ) Тарасовского месторождения на агрохимические свойства чернозема южного и
на растения районированного гибрида кукурузы РОСС 209 МВ, выращиваемого на силос. Предшественник кукурузы - яровой ячмень. Схема опыта включала применение бентонита в дозах 5, 10, 15, 20 и 30 т/га без минеральных удобрений и на фоне Ш0Р60К60.
В опыте применяли бентонитовую глину киевской свиты участка Некрыловский (Восточный) Тарасовского месторождения, имевшую следующий состав: вода - 5.62, БЮ2 - 69.3, А1203 - 13.3, ТЮ2 - 0.70, Fe203 - 5.07, Fe0 - 0.15, СаО - 1.82, - 1.42, МпО - 0.03, К20 - 1.41, Ш20 - 0.37, Б03 - 0.42, Zn0 - 0.003%, рНН2О 7.80, а также АФ, Кх, Каа. Бентонит, аммофос и хлористый калий вносили вразброс под основную обработку почвы, аммиачную селитру - весной под предпосевную культивацию. Закладку опыта, проведение наблюдений и учетов осуществляли согласно методикам опытов с удобрениями [9]. Площадь опытной делянки - 20 м2, учетная - 10 м2, пов-торность опыта трехкратная. Исследования проводили полевым и лабораторным методами с использованием следующих методик: отбор проб почвы - по ГОСТу 28168-89, определение нитратного азота в почве - по ГОСТу 26951-86, обменного аммония в почве - по ГОСТу 26489-85, подвижного фосфора и обменного калия в почве по методу Мачигина - по ГОСТу 26205-91, влажности почвы - по ГОСТу 28268-89, азота в растительных образцах - по ГОСТу 13496.4-93, определение интенсивности разложения льняной ткани - аппликационным методом [10]. Статистическую обработку полученных результатов провели методами дисперсионного и корреляционного анализа [11].
Почва опытного участка - чернозем южный. Содержание гумуса в пахотном слое составило 3.6-3.8%. В составе поглощенных оснований преобладали Са2+ и Mg2+, в пахотном слое их содержалось от 35 до 38 мг-экв/100 г почвы, рН почвенного раствора в верхних горизонтах - 7.3-7.4. Обеспеченность подвижным фосфором почвы опытных участков была низкой - 10.6-12.3 мг/кг почвы в слое 0-20 см, обменным калием - повышенной, в среднем она составила 333 мг/кг почвы. Количество нитратного азота к моменту посева было низким в слое 0-60 см почвы оно варьировало в пределах 35.1-41.3 кг/га.
По данным Миллеровской метеостанции, в зоне проведения исследования среднегодовая температура воздуха составляет 7.0°С, сумма осадков за год - 451 мм. Погодные условия в годы проведения исследования существенно отличались. В 2005 г. количество осадков составило 673.3 мм,
а в летний период отмечено превышение средне-многолетней нормы на 137.4 мм. Это был наиболее благоприятный год для возделывания кукурузы. В 2006 г. выпало лишь 417.7 мм осадков. Острый дефицит влаги наблюдали в мае и в летний период. В мае, июне и августе температура была на 2-3°С выше нормы. В 2007 г. выпало 426.3 мм осадков. Дефицит осадков за летний период составил 60.2 мм, но температура не превышала норму.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Интегральным показателем влагообеспечен-ности сельскохозяйственных культур является запас продуктивной влаги в почве. К посеву кукурузы в мае 2005 г. в метровом слое почвы он со ставил 81.4 мм, к фазе 8-10 листьев за счет выпадения осадков и низкой эвапотранспирации увеличился на 19 мм. Влажность почвы и в дальнейшем поддерживалась на достаточно высоком уровне (табл. 1). Обеспеченность почвы влагой в 2006 и 2007 гг. была значительно меньше, чем в первый год исследования. С фазы выметывания до наступления молочно-восковой спелости зерна количество влаги в слое 0-60 см почвы было в 2-3 раза меньше, чем в 2005 г.
Перед посевом кукурузы содержание нитратного азота в слое почвы 0-60 см в контрольном варианте в среднем за 3 года составило 38.8 кг/га. Применение бентонита в дозах 10-30 т/га способствовало увеличению содержания К-К03 в почве по сравнению с контролем на 2.5-3.8, К60Р60К60 - на 22.7 кг/га. Внесение бентонитовой глины на фоне минеральных удобрений обеспечило повышение содержания К-К03 еще на 7.7-11.5 кг/га. При внесении бентонита на естественном фоне питания больший эффект отмечен при дозе БГ 20 т/га, в комплексе с минеральными удобрениями - 10 т/га. По-видимому, с увеличе-
Таблица 1. Динамика продуктивной влаги в почве под кукурузой, мм
Год Слой почвы, см Перед посевом Фаза 8-10 листьев Выме-тыва-ние Молоч-но-вос-ковая спелость
2005 0-60 44.2 49.3 54.3 47.0
0-100 81.4 100 95.5 83.7
2006 0-60 51.0 34.0 29.7 21.0
0-100 88.7 69.3 57.3 46.2
2007 0-60 54.4 32.0 27.6 15.8
0-100 104 75.1 62.3 41.1
60-1 50 ¡404
§30-
20-
10
51.6
43.7
26.3
30.7 31.4 31.4
ПВ1
50.2
46.0
Варианты
□ Контроль Н БГ, 10т/га НБГ,20г/га ■ БГ, ЗОт/га
Ш ИбОРбОКбО В Фон + БГ, 10т/га И Фон + БГ, 20г/га И Фон + БГ, ЗОт/га
Рис. 1. Содержание N-N0-, в слое почвы 0-60 см (среднее за вегетацию кукурузы, среднее за 20052007 гг.), кг/га
нием дозы бентонита усиливалась необменная фиксация катионов аммония. Такой аммоний становится малодоступным для нитрифицирующих бактерий. Преимущество вариантов с бентонитовой глиной по сравнению контролем в течение вегетации увеличивалось, несмотря на увеличение выноса азота растениями. Это свидетельствовало о более благоприятных условиях нитрификации в вариантах с бентонитом. В среднем за вегетацию кукурузы почва при внесении бентонита содержала нитратного азота на 4.4-5.1 кг/га больше, чем в контроле. Различные дозы бентонита действовали практически одинаково (рис. 1). На фоне К60Р60К60 эффект от увеличения дозы бентонита был обратным: максимальное отличие отмечено в варианте с БГ 10 т/га.
Содержание аммонийной формы азота в почве под кукурузой было меньше, чем нитратной. Его изменения, обусловленные применением бентонита и минеральных удобрений, не затронули слои почвы глубже 40 см (рис. 2а). В целом изменение содержания аммонийного азота в опыте было сходным с содержанием нитратного азота, изменявшегося под влиянием бентонитовой глины и минеральных удобрений, только обеспеченность почвы аммонийным азотом под влиянием обоих факторов была меньше, чем N-N0^
Применение бентонитовой глины вызвало стабильное увеличение содержания минерального азота в почве. В варианте БГ 10 т/га оно в среднем составило 8.1, 20 т/га - 10.5 кг/га. Наибольшие изменения количества минерального азота в почве на фоне ^0Р60К60 отмечены при применении бентонита 10 т/га - 10.9 кг/га. При увеличении дозы БГ в 2 раза оно осталось на том же уровне, при увеличении до 30 т/га - уменьшилось на 5.0 кг/га.
В среднем за 3 года содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см перед посевом кукурузы составило 11.5 мг/кг почвы, что соответствовало низкой обеспеченности. Применение бентонита способствовало повышению фосфатного уровня почвы, но незначительно. Эти изменения при повышении дозы на 10 т/га в среднем за вегетацию составили 0.4-0.7 мг/кг почвы. Также увеличи
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.