Информационно-образовательный портал
e-mail: mail@infobraz.ru

НЕТРАДИЦИОННЫЕ УДОБРИТЕЛЬНЫЕ ФОРМЫ

Реферат. Целью данной статьи является анализ нетрадиционных удобрительных форм. Методология заключается в анализе научных публикаций по заданной проблеме, работ по реализации нетрадиционных удобрительных форм на территории Республики Южная Осетия. Актуальность заданной проблемы заключается в следующем. Природные цеолиты в виде месторождений цеолитовых туфов находятся непосредственно на территории Южной Осетии. К тому же действие цеолитовых туфов на изменение структуры и свойства почвы в республике изучено не в достаточной мере. В следствие чего возникает безотлагательная необходимость изучения агроэкологической эффективности использования таких мелиорантов при внесении их в почву для агроценоза при выращивании культур, устойчивости агрокультур к условиям все возрастающего техногенного влияния на аллювиальные почвы. Также обратим внимание, что месторождения цеолитовых туфов в Южной Осетии были разведаны только на рубеже 30–40-х гг. ХХ в. и в то же время начали эксплуатироваться в основном в промышленности и стройиндустрии. Сделан вывод о том, что проблема поиска и реализации месторождения цеолитовых туфов в Южной Осетии до сих пор является нерешенной и актуальна на данный момент. Результаты исследования свидетельствуют о том, что применение природных цеолитовых туфов в качестве мелиорантов вполне возможно внедрить в агропромышленную отрасль Южной Осетии относительно недорогими в отношении себестоимости удобрениями. Это будет способствовать сокращению попадания в почву токсичных веществ, которые вносятся с внешними удобрительными агентами искусственного происхождения, что, в свою очередь, позволит уменьшить экологическую нагрузку на природные рекреационные зоны Южной Осетии.

Ключевые слова: почва, нетрадиционные формы, удобрения, цеолитовые туфы, Южная Осетия, токсичные вещества, природные ресурсы.

В Южной Осетии, в связи с особенностями географического положения, сложилась ситуация дефицита на рынке минеральных удобрений. Органические удобрения представлены в основном в виде торфа или отходов продуктов животноводства. Для подготовки почвы к посадке растительных культур и получения высоких урожаев необходим поиск способов использования нетрадиционных удобрений. Природные цеолиты в качестве мелиорантов могут положительно изменить структуру почвы, к тому же с точки зрения вопросов экологии данные виды удобрений будут более привлекательными по отношению к традиционным [1].

Наиболее перспективными месторождениями цеолитовых туфов Южной Осетии считаются Присское, Ванатское и Ередвское месторождения цеолитовых туфов. Объем запасов основного сырья подтвержден в количестве более 4,5 млн. т. Химический состав основных оксидов цеолитсодержащих пород представлен в таблице № 1.

Экологические требования к средствам химизации в условиях агрономии обусловлены жесткими лимитирующими границами возможного попадания различных компонентов, входящих в состав того или иного мелиоративного продукта [2], в почву, растения и далее – грунтовые воды.

Анализируя химический состав соединений цеолитовых туфов Южной Осетии, можно сделать вывод о том, что основное содержание цеолитового сырья приходится на оксид кремния (кварц) – 62,6% и оксид алюминия (глинозем) – 19,60%. Исходя из химического состава цео­литсодержащие породы получили название «алюмосиликаты». Из литературных источников известно, что алюмосиликаты нетоксичны, относятся к 5-му классу опасности. Их применение в растениеводстве в качестве добавок в виде удобрительной смеси не может привести к загрязнению опасными соединениями природной среды и выращиваемой растительной продукции. По физико-химическим свойствам алюмосиликаты, в нашем случае цеолитовые туфы, во многом схожи с кремнеземом, поэтому можно предположить, что при внесении их в почву ионы Si4+ также будут оказывать определенное влияние на изменение структуры почвы наряду с ионами К+, NH4+, Са2+, Mg2+, Na+ [3].

Для оценки возможности использования цеолитовых туфов Цхинвальского района Южной Осетии проведен сравнительный анализ химического состава цеолитовых туфов различных месторождений. Химический состав цеолитсодержащего сырья является одним из значимых показателей его качества и служит для оценки возможности применения в мелиоративных почвенных комплексах. Соотношение кремния к алюминию и составу катионов в кристаллической решетке цеолита оказывает влияние на способность его к ионному обмену. Содержание в цеолитсодержащих материалах катионных комплексов, таких как К+, Fe3+, Fe2+, P5+, Са2+, Mg2+, Na+ и т. д., имеет положительное значение при использовании в агрономии.

Достаточно известно о различном механизме действия природных цеолитов как мелиорантов. Из-за наличия кристаллической решетки, признанной полостями и каналами, цеолиты делают лучше структуру почвы, повышают ее проницаемость, копят нужные компоненты питания растений, например N и K, по форме обменных катионов и сорбируют NH3, а после медленно отдают в период вегетации растений, осуществляя функцию пролонгатора. За счет ионного обмена цеолиты понижают кислотность, повышают водоудерживающие характеристики почвы. При использовании цеолитов в природе нормализуется пищевой, водный и биологический режим, создается положительный агрохимический состав почвы, что помогает увеличить урожайность и качество культур сельского хозяйства. Одновременно цеолит устойчив к эрозии и удерживается в почве, не подвергаясь последующим изменениям. Сформированные под воздействием цеолита положительные физические и химические свойства почвы помогают усилить ее биологическую активность и увеличить численность полезных почвенных микроорганизмов [4].

Большинство исследователей могут отметить, что биогенность и аргономическая ценность цеолитового сырья минералов можно значимо увеличить за счет раннего смешивания его с органическими компонентами.

Сравнительный анализ показывает, что цеолиты Южной Осетии соответствуют агрохимическим и экологическим требованиям по качественным характеристикам и перспективны для использования в сельскохозяйственном производстве.

Вопросы экологически безопасного использования цеолитовых туфов, как в чистом виде, так и в смеси с органическими удобрениями, в условиях Южной Осетии до настоящего времени не изучались. Поэтому возникает необходимость исследования удобрительных форм на примере культуры овса.

Объекты
и методы исследований

С целью изучения эффективности использования различных удобрительных форм на основе цеолитовых туфов, оторфяненной почвы под рододендровыми зарослями и птичьего помета полевые исследования проводились в 2013–2015 гг. на опытном участке Юго-Осетинского государственного университета им. А. А. Ти­билова в с. Хеит Цхинвальского района. Зона проведения опытов характеризуется умеренно континентальным, относительно мягким климатом. Среднегодовая температура воздуха 9,5–10,5 °С, количество осадков за апрель–октябрь составляет 400–450 мм. Почвы аллювиальные. Ввиду распространения в условиях ровного рельефа (террассы) общая мощность аллювиальных почв довольно значительная и составляет 100–110 см. Содержание гумуса – до 5%. Ко­личество общего азота колеблется в пределах 0,18–0,29%. Обращает на себя внимание большое содержание гидролизуемого азота (88,9–92,8мг на 100 г. почвы), а также усвояемых для растений форм фосфорной кислоты (15–20 мг на 100 г почвы). Кислотность в пределах 7,0 рН, то есть является нейтральной.

В субальпийском и в альпийском поясах под рододендровыми зарослями оформлены своеобразные оторфяненные почвы, которые распространены в северо-западной части Южной Осетии и занимают довольно значительные площади. Оторфяненная почва содержит 64,85% гумуса; 1,31% общего азота; 0,22% общего Р2О5; 0,06% калия; 0,11% кальция;

Состав птичьего помета: 21% сухого вещества; 1,7% азота; 1,95% Р2О5; 0,9% К2О; 0,32% кальция; 0,12% магния; 0,9% серы. Для сохранения азота сырой помет смешивали с оторфяненной почвой (соотношение 5 : 1), подсушивали и хранили под навесом.

В качестве опытной культуры нами был взят овес.

Схема полевого опыта представлена в таблице 2. Площадь делянки – 20 м2, повторность четырехкратная, размещение систематическое. Учет урожая проводили взвешиванием, отбирали образец снопа, затем анализировали общепринятым методом.

В аграрном возделывании земли природные цеолиты используются в качестве мелиоративных добавок для улучшения структуры почвы, обогащения ее микро- и макро­элементами, сохранения влагосодержания и тем самым повышения в целом урожайности сельскохозяйственных культур.

Известно, что удобрительные смеси на выращиваемые культуры действуют неоднозначно. Усвоение питательных веществ, таких как катионы калия или анионы аммония и фосфатов, входящие в состав растворимых солей, поглощаются в большей степени твердой фазой поч­вы и в дальнейшем поступают в растения. Усвояемые ими в меньшей степени удобрительные формы, такие как нитраты, хлориды, сульфаты, сульфиты, карбонаты и др., остаются в поч­венном растворе [5].

В результате повышения концентрации растворенных солей в почве происходит увеличение осмоса, тем самым в растениях затрудняется поступление воды от корней к почкам или побегам, нарушается функция поглощения питательных веществ в целом [6].

Поэтому установление максимального состава удобрительной смеси на основе цеолитовых туфов в комплексе с органическими удобрениями для полноценного функционирования растений входило в приоритетный круг задач диссертационного исследования [7].

Почва в Южной Осетии характеризуется недостатком содержания главных питательных компонентов. Именно из-за этого использование удобрений в виде органических и минеральных веществ считается одним из главных путей увеличения плодородия почв и урожайности сельхозкультур. В условиях климата Южной Осетии результативность удобрений в большей мере связывается с обеспеченностью влажностью. Из-за этого осуществление на удобряемых полях мероприятий, которые направлены на накопление, сохранение и рациональное использование влаги, считается одной из главных задач, в большинстве своем определяющих уровень продуктивности культур [8].

Природные цеолиты считаются хорошим адсорбентом. Под влиянием цеолитов нормализуется водный, пищевой и биологический режим почвы, что помогает увеличить урожайность.

Проведенный анализ показал, что результативное плодородие, которое измеряется урожайностью сельскохозяйственных культур, при внесении цеолитовых туфов зависит от дозировки мелиоранта, а также от его сочетания с органическими удобрениями [9].

Таблица 2 – Влияние удобрительных свойств цеолитовых туфов и органических удобрений на урожайность овса, т/га, 2013–2015 гг.

Варианты

Урожайность за годы

исследований, т/га

Среднее

за 3 года,

т/га

Прибавка

к контролю

2013 г.

2014 г.

2015 г.

т/га

%

Контроль

1,650

1,590

1,670

1,637

Цеолитовый туф
присский (1 т/га)

1,729

1,703

1,814

1,748

0,111

106,8

Цеолитовый туф
присский (3 т/га)

1,929

1,978

2,069

1,992

0,355

121,6

Цеолитовый туф
присский (5 т/га)

2,432

2,388

2,470

2,430

0,793

148,4

Цеолитовый туф
ванатский (5 т/га)

2,250

2,302

2,280

2,277

0,640

139,0

Цеолитовый туф
ередвский (5 т/га)

2,172

1,956

2,218

2,115

0,478

129,1

Цеол. туф (П) (5 т/га) + + оторф. почва (5 т/га)

2,693

2,765

2,864

2,774

1,137

169,4

Цеол. туф (П) (5 т/га) + + птичий помет (3 т/га)

2,582

2,617

2,598

2,599

0,962

158,8

Цеол. туф (П) (5 т/га) + + оторфяненная почва

(5 т/га) + птичий помет (2,5 т/га)

3,043

2,994

3,086

3,041

1,404

185,8

Птичий помет (2,5 т/га)

2,167

2,183

2,202

2,184

0,547

133,4

Оторфяненная почва (5 т/га)

2,187

2,125

2,274

2,195

0,558

134,0

НСР 05

0,51

   

0,12

   

Выявленные результаты показывают высокую отзывчивость овса на внесение цеолитовых туфов.

Урожайность возрастает на несколько процентов, что является положительной динамикой. Наилучшая прибавка наблюдается при использовании оторфяненной почвы и птичьего помета. Прибавка к контролю составляет 1,404 т/га. Также отмечено 0,962 т/га прибавки к контрольному показателю, а при применении оторфяненной почвы 1,137 т/га к показателю контроля.

Выявлена положительная реакция овса на совместное внесение цеолитовых туфов с органическими удобрениями. Так, мы видим резкое увеличение урожайности год от го­да благодаря введению птичьего помета [10].

Итоги исследования показывают огромные возможности применения сорбционных и мелиоративных характеристик цеолитов как в сельском производстве, так и для решения охранных проблем природной среды, при этом нужно грамотно регламентировать все существующие условия использования цеолитов, а также учесть их свойства. Месторождения сегодня разрабатываются в целях строительства, и цеолиты добывать легко. Использование природных цеолитовых туфов в качестве мелиорантов может обеспечить агропромышленную отрасль Южной Осетии недорогими в отношении себестоимости удобрениями, сократить попадание в почву токсичных веществ, вносимых с внешними удобрительными агентами искусственного происхождения, тем самым уменьшить экологическую нагрузку на природные рекреационные зоны республики.

Литература

  1. Агафонов Е. В., Хованский М. В. Влияние бентонита на повышение плодородия чернозема обыкновенного // Почвоведение. – 2014. – № 5. – С. 597–601.
  2. Ермолаев А. А. Применение цеолитов в сельском хозяйстве // Химия в сельском хозяйстве. – 2014. – № 5. – С. 39–43.
  3. Козлов А. В., Куликова А. Х., Яшин Е. А. Роль и значение кремния и кремнийсодержащих веществ в агроэкосистемах // Вестник Мининского университета. – 2015. – № 2(10). – С. 23.
  4. Куликов С. В., Воронкова Н. А. Агроэкологические аспекты использования средств химизации на качество растениеводческой продукции // ОНВ. – 2014. – № 1(104). С. 185–188.
  5. Изменение продуктивности культур зернопаропропашного севооборота и плодородия серой лесной почвы при использовании природного цеолита и удобрений / Е. Н. Кузин, Г. Е. Гришин, Е. Е. Кузина, Л. А. Кузина. – Пенза, 2013. – 196 с.
  6. Макеева Т. Ф., Гудилина М. В. Роль сосковского цеолита в повышении агроэкологической эффективности органических и минеральных удобрений на серых лесных почвах Орловской области // Вестник ОрелГАУ. – 2011. – № 4.
  7. Мухортов Д. И., Романов Е. М., Мамаев А. А. Оптимизация технологических параметров производства нетрадиционных органических удобрений в лесных питомниках // Лесное хозяйство. – 2011. – № 3. – С. 21–23. 
  8. Орлова О. В., Петухова Н. А., Архипченко И. А. Ускорение дозревания компоста из ТБО при введении активирующих биоорганических добавок // Экология и промышленность Рос­сии. – 2012. – № 10. – С. 38–40.
  9. Родин А. Р., Попова Н. Я., Кандыба Е. В. Высокоэффективные биопрепараты для лесных питомников / // Лесное хозяйство. – 2013. – № 1. – С. 28–30.
  10. Ряховская Н. И. Применение природных цеолитов в короткоротационном севообороте / Н. И. Ряховская, В. В. Гайнатулина // Достижения науки и техники АПК. – 2010. – № 8. – С. 17–19.

Метки: Агрономия, лесное и водное хозяйство