НЕТРАДИЦИОННЫЕ УДОБРИТЕЛЬНЫЕ ФОРМЫ

Категория: Агрономия, лесное и водное хозяйство.

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.

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

• Назад
• Вперед