Агрохимия, 2019, № 2, стр. 37-42

ВВЕДЕНИЕ

Ионообменные и адсорбционные свойства цеолитов позволяют рассматривать эти минералы в качестве аккумуляторов и регуляторов поступления к растениям питательных веществ, предотвращающих их вымывание из почвы [1]. Неравномерное и несвоевременное внесение удобрений приводит не только к снижению эффективности их применения, но и к загрязнению окружающей среды. Применение удобрений совместно с цеолитами создает возможность более рационального использования питательных веществ удобрений растениями, уменьшает зависимость от метеорологических условий, продлевает действие удобрений, обеспечивает их первоначальное депонирование с постепенным вымыванием, что благоприятно влияет на онтогенез [2]. Цеолитсодержащие породы по сравнению с глинистыми минералами отличаются более высокой скоростью и обратимостью обменных процессов [3].

Изучают возможность создания на основе пролонгирующих свойств цеолитсодержащих пород новых видов удобрительных смесей. Существует способ получения удобрений на основе природных цеолитов, основанный на извлечении цеолитами фосфора из растворов азотнокислого выщелачивания фосфорных руд [4]. В силу того, что аммиачные удобрения слабо удерживаются почвенными коллоидами, существует значительное вероятное несоответствие между сроками их пребывания в почве и фазами, когда потребление биогенных элементов наиболее важно в онтогенезе растения. Поэтому создание композиций цеолитсодержащих пород и аммиачных удобрений имеет наибольшую практическую значимость. Цель работы – изучение пролонгирующего влияния цеолитсодержащих пород Краснодарского края на азотные удобрения.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

На трех типах почв Краснодарского края – черноземе выщелоченном малогумусном легкоглинистом, темно-серой лесостепной тяжелосуглинистой и аллювиальной луговой легкосуглинистой почвах [5] – было смоделировано влияние цеолитсодержащих пород (ЦПС) Хадыженского месторождения [6] в композиции с азотным удобрением на развитие тест-культур в условиях их последовательного выращивания в разных агрохимических условиях.

Методика приготовления композиции ЦПС-удобрение: аммиачную селитру смешивали с ЦПС в заданной пропорции, добавляли воду до консистенции вязкой глины, после чего смесь продавливали через 2 мм-фильтры устройства типа шнекового экструдера. Полученные гранулы сушили на воздухе 48 ч. Содержание ЦПС в готовых композициях составляло 10 и 20% по массе.

Почвы для опыта отбирали с целинных участков из верхнего 20 см слоя, доводили до воздушно-сухого состояния, измельчали и просеивали через сито с размерами ячеек 2 мм. В качестве вегетационных сосудов использовали картонные парафинированные стаканы емкостью 0.5 л, масса воздушно-сухой почвы в каждом сосуде – 0.4 кг. Тест-культурами служили пшеница яровая сорта Харьковская 17, пшеница озимая сорта Скифянка, ячмень озимый сорта Скороход, кукуруза – гибрид Краснодарский 303 АСВ, подсолнечник – гибрид Краснодарский 917, соя сорта Армавирская.

Последовательность операций в эксперименте:

– внесение удобрений или композиции ЦПС-удобрение путем равномерного перемешивания с распределенной на поддоне почвой в дозах из расчета N50 и N100;

– заполнение почвой вегетационных сосудов, увлажнение до 60% ППВ, экспозиция 3-е сут;

– посев семян тест-культур;

– вегетация в течение 21 сут при влажности 55–60% ППВ;

– учет зеленой массы, пятикратная повторность;

– второй посев семян тест-культур в те же сосуды и выполнение всех технологических операций первого цикла;

– третий посев семян тест-культур в те же сосуды и аналогичное выращивание.

Экспериментально оценена способность ЦПС предотвращать вымывание аммония из чернозема выщелоченного и аллювиально-луговой почвы. Опыты проводили в шестилитровых сосудах через 20 сут после набивки и внесения удобрения с ЦПС. Содержание иона аммония определяли в первом и втором литрах промывной воды с последующим суммированием результатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальные работы на темно-серой лесостепной почве были аналогичны результатам, полученным на выщелоченном черноземе, поэтому в статье приведены данные, полученные на черноземе выщелоченном (содержание физической глины – 73%) и аллювиальной луговой почве (содержание физической глины – 22%).

Показано, что последовательное 3-кратное выращивание тест-культур на почве без внесения удобрений приводило к значительному уменьшению накопления зеленой массы, особенно в 3-м цикле (табл. 1). Для разных культур это снижение в сравнении с первым циклом выращивания составило 5–27% на черноземе выщелоченном, 14‒41% – на темно-серой лесной почве и 45–58 – на луговой почве. Применение удобрения в целом компенсировало потери зеленой массы, однако отчетливая тенденция к ее снижению от первого к третьему циклу выращивания сохранялась.

Внесение удобрения в эквивалентных по азоту количествах, но в виде композиций с ЦПС, меняло тенденцию. Уже при содержании ЦПС 10% и дозе азота N50 указанная тенденция практически исчезала. Эффект проявлялся на всех включенных в исследование культурах и имел однотипный характер на всех типах почв, однако более отчетливо был отмечен на аллювиально-луговой почве легкого гранулометрического состава (табл. 1).

Показана способность ЦСП предотвращать вымывание иона аммония. Внесение ЦСП с сульфатом аммония снижало вымывание азота из чернозема выщелоченного в среднем на 40–50% (рис. 1а) и более значительно – из аллювиально-луговой почвы (на 60–70%) (рис. 1б).

Рис. 1.

Влияние ЦСП на интенсивность вымывания иона аммония из: (а) чернозема выщелочного легкоглинистого, (б) аллювиально-луговой легкосуглинистой почвы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подтверждено пролонгирующее действие цеолитсодержащих пород (ЦСП) в композиции с азотным удобрением. Установлено, что применение азотных удобрений в виде композиций с ЦСП уже при содержании ЦСП 10% и дозах N50 устраняло потери зеленой массы тест-растений, вызванные истощением питательных ресурсов почвы. Эффект имел однотипный характер и тенденцию к усилению в ряду чернозем выщелоченный легкоглинистый → темно-серая лесная тяжело-суглинистая почва → аллювиальная луговая легкосуглинистая почва. Полученные результаты являются предпосылкой для развития исследований в этом направлении с целью разработки рецептур композиционных минеральных удобрений и обоснования приемов их применения.