RU EN

Влияние гуминового удобрения на свойства серой лесной почвы и продуктивность овсяницы луговой

2010 г. С.Г. Швецов, А.Г. Еникеев
Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

Изучено влияние гуминового удобрения, произведенного из бурого угля  на агрохимические свойства серой лесной почвы и продуктивность культуры овсяницы луговой (Festuca pratensis Huds.). Внесение этого удобрения в почву в дозах 10, 20 и 40 г/м2 способствовало увеличению урожая сырой фитомассы на 18–20% и накоплению в ней азота, фосфора и калия, существенному увеличению содержания в почве подвижных форм азота, фосфора и калия; при этом содержание гумуса, рН и емкость катионного обмена почвы не изменялись.

ВВЕДЕНИЕ

Гуминовые удобрения (ГУ), получаемые из различных природных каустобиолитов и гидролизного лигнина, оказывают положительное влияние на продуктивность многих сельскохозяйственных культур [1–3].  Эффективность гуминовых удобрений обычно связывают с входящими в их состав водорастворимыми соединениями гумусовой природы – гуматами щелочных металлов и аммония [4, 5], хотя имеются данные о физиологической активности других, входящих в состав гуминовых удобрений соединений[6, 7].

Известно, что влияние экзогенных гуматов на продуктивность растений направлено на изменение физиологических процессов в самих растениях и улучшение агрохимических характеристик почвы [5].

ГУ разных производителей различаются по составу и эффективности, что зависит от качества сырья (содержания и свойств гуминовых и других биологически активных соединений) и способа его переработки [1–5].

Результат использования гуматов зависит также от дозы удобрения, способа его применения (обработка семян, внесение в почву или внекорневая обработка растений), почвенно-климатических условий, вида сельскохозяйственной культуры. Сочетание этих факторов может быть самым разнообразным, а эффект трудно предсказуемым. Поэтому успех применения ГУ часто зависит от предварительных исследований с конкретными удобрениями, дозами, культурами и почвами.

Цель работы – изучение влияния гуминового удобрения, полученного из бурого угля на агрохимические свойства серой лесной почвы и продуктивность культуры овсяницы луговой.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проводили с овсяницей луговой (Festuca pratensis Huds.) на серой лесной среднесуглинистой освоенной почве. Мощность пахотного горизонта 25 см. Исходные химические свойства почвы: рН Н2О 6.3, рН КСl 5.7, гумус – 4.4%, емкость катионного обмена (ЕКО) – 402 мг-экв/кг, сумма обменных оснований – 87% от ЕКО; легкогидролизуемый азот – 155 мг/кг; подвижные формы (N-NО3+ N-NН4), P2O5 и K2O – 5.70, 164 и 98.1 мг/кг соответственно.

В качестве гуминового удобрения использовали  препарат “Гумат-80”производства ООО “Аграрные технологии – Гумат” (г. Иркутск, Россия). Химический состав препарата в расчете на сухую массу по данным производителя [8] следующий: водорастворимые гуматы натрия и калия – 87, другие водорастворимые соединения – 6.3, нерастворимый остаток – 6.7%; зольность – 15,7%; элементный состав: N – 2.1, P2O5 – 0.5, К2О – 2.4, Nа – 5.8, Са –1.5%; влажность препаратов – 15.8%.

В работе представлены результаты микрополевого опыта 2007 г. В опыте было 6 вариантов в четырехкратной повторности: 1 – пар без удобрения почвы; 2 – пар + ГУ 40 г/м2; 3 – посев овсяницы луговой без удобрения почвы; 4 – посев + ГУ 10 г/м2; 5 – посев + ГУ 20 г/м2; 6 – посев + ГУ 40 г/м2. Площадь делянки 1 м2. Количество внесенных в почву с ГУ основных элементов питания было незначительным и составляло при самой высокой дозе ГУ 40 г/м2: N – 0.71, P2O5 – 0.17 и К2О – 0.81 г/м2.

В ходе вегетации определяли биомассу корней и надземных органов растений, содержание N, P2O5 и К2О в золе растений овсяницы луговой. В почве определяли подвижные формы (N-NО3 + N-NН4), P2O5 и К2О, содержание гумуса, состав обменных оснований и рН почвенной среды.

ГУ вносили в почву в виде растворов. Соответствующее количество удобрения растворяли в 20 л воды и равномерно выливали из лейки на поверхность почвы. После того как раствор хорошо впитался, почву перекапывали лопатой на глубину около 25 см и выравнивали граблями. В процессе подготовки почвы гуминовые вещества удобрения быстро подвергались иммобилизации, уже через 1 сут. содержание водорастворимых гуминовых соединений в почве опытных вариантов не превышало их содержания в контрольных вариантах.

Определение проводили в водной вытяжке из почвы (1:5) фотоколориметрическим методом при длине волны 490 нм. Семена овсяницы луговой высевали через 1 сут. после подготовки почвы в количестве 3 г/м2. Делянки всех вариантов после посева поливали (10 л/м2) трижды, с интервалом 2 сут. В остальной период увлажнение происходило естественным путем.

Через 45 и 90 сут с делянок отбирали образцы почвы и растений. Для анализа использовали пробы, усредненные по каждому варианту объединением эквивалентных количеств из четырех повторений.

Гумус определяли по Тюрину, рН – потенциометрическим методом, содержание легкогидролизуемого азота – методом Тюрина–Кононовой; сумму поглощенных оснований – методом Каппена–Гильковица, подвижные формы азота, фосфора и калия – по Кирсанову [9, 10]. Для статистической обработки результатов применяли дисперсионный анализ [11] с использованием программы EXCEL.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В середине вегетации через 45 сут. после посева биомасса корней и надземных органов растений овсяницы в вариантах 5 и 6 (с внесением ГУ в дозах 20 и 40 г/м2) существенно увеличивалась по сравнению с контрольным вариантом – на 22 и 20% соответственно (табл. 1). В конце вегетации через 90 сут. после посева накопление фитомассы в вариантах 5 и 6 превышало таковое в контроле на 18 и 20% соответственно. При дозе ГУ 10 г/м2 (вариант 4) эта разница была несущественной.

Определение отношения массы надземных органов растений к массе корней показало, что в присутствии ГУ корневая система развивалась интенсивнее, чем надземные органы особенно в первую половину вегетационного периода.

Содержание золы в биомассе корней овсяницы луговой в середине вегетации почти не зависела от дозы ГУ: существенная разница с контрольным вариантом была только при дозе 20 г/м2 (табл. 2).

Таблица 1.Накопление фитомассы овсяницей луговой, г/м2


В конце вегетации содержание золы в биомассе корней в опытных вариантах изменилось незначительно. Содержание азота в биомассе корней растений за это время заметно увеличилось в вариантах с внесением ГУ, причем разница была существенной во всех вариантах. Содержание P2O5  и K2O в биомассе корней на 45-е сут. было больше, чем в конце вегетации. В вариантах с дозами ГУ 20 и 40 г/м2 количество этих элементов было существенно больше.

Содержание золы в надземной биомассе растений было больше, чем в массе корней в течение всего периода наблюдения. В середине вегетации содержание золы в надземной биомассе было больше, чем в конце вегетации: в вариантах с применением ГУ оно увеличивалось по сравнению с контролем, существенная разница была при дозах 20 и 40 г ГУ/м2. Аналогично изменялось содержание N, P2O5  и K2O в надземной массе растений: оно было больше в конце первой половины вегетации по сравнению с ее концом. При дозах ГУ 20 и 40 г/м2 отмечено существенное увеличение содержания этих элементов по сравнению с вариантом без удобрения.

Показатели почвенного плодородия (содержание гумуса, рН Н2О и рН КСl, ЕКО и сумма поглощенных оснований) в течение вегетационного периода во всех вариантах изменились незначительно, в то время как содержание легкогидролизуемого азота, доступных форм азота (N-NО3 + N-NH4), фосфора (Р2О5) и калия (К2О) заметно изменилось и зависело от дозы внесения ГУ в почву и наличия растений (табл. 3).


При паровом содержании почвы количество легкогидролизуемого азота в середине и в конце вегетационного периода было значительно больше в вариантах 1 и 2, чем в исходной почве в начале вегетации. Через 45 сут. парования в варианте 2 (пар + ГУ 40 г/м2) содержание легкогидролизуемого азота в почве существенно превышало контрольный уровень (вариант 1). В конце вегетационного периода содержание легкогидролизуемого азота в пару стало еще больше, чем в середине вегетационного периода, причем внесение ГУ способствовало еще большему накоплению этой формы азота в почве.

Количество легкогидролизуемого азота в почве вариантов 3–6 с посевом овсяницы через 45 сут. вегетации было значительно больше, чем в начале вегетационного периода. Содержание этой формы азота увеличивалось при увеличении дозы ГУ: разница между его содержанием в вариантах 5 и 6 и контрольным была существенной. В конце вегетационного периода содержание легкогидролизуемого азота в почве стало еще больше.

Содержание подвижных форм азота (N-NО3 + N-NH4) в пару увеличивалось в течение вегетационного периода и было больше в варианте с внесением ГУ. Количество подвижных форм азота в середине вегетационного периода было заметно больше, чем в конце вегетации. Возрастание дозы ГУ способствовало существенному увеличению содержания подвижных форм азота в вариантах 5 и 6 по сравнению с контролем.

Количество подвижных форм фосфора и калия в почве закономерно изменялось в течение вегетационного периода во всех вариантах и превышало их первоначальное содержание. В посеве овсяницы луговой содержание подвижных форм фосфора и калия существенно превышало эти показатели в варианте пара. В пару содержание подвижных форм фосфора и калия существенно увеличивалось в варианте с применением ГУ 40 г/м2. В посеве овсяницы луговой возрастание дозы ГУ сопровождалось заметным увеличением содержания подвижных форм фосфора и калия.

Поскольку с ГУ в почву было внесено крайне не значительное количество основных элементов питания, существенные изменения в накоплении и составе фитомассы овсяницы луговой, а также в содержании подвижных форм основных элементов питания в почве, вероятно, происходили благодаря стимулированию развития корневой системы растений при внесении ГУ, в результате чего усиливался ее рост, особенно в начале вегетации, что было отмечено и другими исследователями [5].

Неясной остается причина продолжительного регуляторного воздействия ГУ на растения. Можно предположить, что испытанное ГУ содержало кроме гуминовых соединений и другие биологически активные вещества, которые слабо связывались почвой и оказывали более продолжительное действие. Наличие подобных веществ в гуминовых удобрениях подтверждено рядом исследований [6,7]. Увеличение биомассы корней в присутствии ГУ вызывало соответствующее усиление поглощения питательных элементов из почвы и роста культуры. Определенный вклад в увеличение накопления фитомассы в присутствии ГУ вносило также и увеличение содержания в почве доступных форм элементов питания, которое могло быть обусловлено активацией жизнедеятельности корней и почвенной микрофлоры [5, 11].

Существенное увеличение продуктивности посева овсяницы луговой происходило при дозах ГУ 20 и 40 г/м2. Для практического применения конкретных (например, более высоких) доз необходимо выяснить экономическую целесообразность применения ГУ с учетом их стоимости, характера последействия и взаимодействия с другими видами удобрений.

ВЫВОДЫ

1. Внесение гуминового удобрения в почву под культуру овсяницы луговой в дозах 20 и 40 г/м2 приводило к увеличению фитомассы на 18–22% по сравнению с вариантом без удобрения.

2. В присутствии гуминового удобрения в дозах 20 и 40 г/м2 увеличивалось содержание золы, азота, фосфора и калия в биомассе растений; в надземной фитомассе изменение этих показателей было выражено сильнее, чем в биомассе корней.

3. Применение гуминового удобрения способствовало увеличению содержания в почве подвижных форм азота, фосфора и калия; в посеве овсяницы луговой этот эффект был выражен значительнее, чем в почве под паром.

4. Усиление роста овсяницы луговой происходило благодаря влиянию гуминового удобрения, как на физиологическую активность самих растений, так и на улучшение условий их почвенного питания.

Звоните — мы ответим на все ваши вопросы
по применению удобрений на основе гумусовых кислот

Хотите получать актуальную информацию о препаратах для повышения урожайности?

Подписывайтесь на специальную рассылку «Агротех Гумат». Вы узнаете о последних исследованиях эффективности, результатах применения новых препаратов, специальных предложениях и о многом другом.