Эффективность использования цеолитсодержащего трепела фокинского месторождения на дерново-подзолистых почвах

УДК 631.445:631.8

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО ТРЕПЕЛА ФОКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ на дерново-подзолистых почвах

Е. В. ПРОСЯННИКОВ, В. В. ОСМОЛОВСКИЙ, М. М. КАБАНОВ Брянская государственная сельскохозяйственная академия

Основной задачей земледелия является поиск путей повышения урожайности сельскохозяйственных культур при одновременном сохранении плодородия почвы. Особенно это актуально для нечернозёмных почв, на которых снижение объёмов применения органических и минеральных удобрений привело к падению и без того низкого плодородия. Поэтому целесообразно больше уделять внимания изучению эффективности использования местных агрономических руд, например, цеолитсодержащих.

Природные цеолиты - это полиминеральные (клиноптилолит, морденит, шабазит, феррьерит, эрионит и филлипсит и др.) глинистые породы широко распространённые в природе. Г.А. Романов (2000) отмечает, что только в России их разведанные ресурсы составляют 8-10 млрд. тонн.

В результате проведённых в последнее десятилетие исследований расширилось количество цеолитсодержащих пород, которые при меньшем содержании вышеперечисленных минералов обладают высокими агроэкологическими свойствами. По мнению многих учёных и специалистов, природные цеолиты выходят на первое место среди нерудных полезных ископаемых, а 80-е годы знаменовали вступление человечества в «цеолитовый век». Вместе с тем, большинство исследователей отмечают, что, учитывая сложный состав цеолитсодержащих пород конкретного месторождения, каждая из них нуждается в агроэкологическом изучении и оценке.

Недавно началась разработка Хотынецкого месторождения цеолитсодержащих трепелов в Орловской области с разведанным запасом 20-22 млн. тонн. Результаты агро-экологической экспертизы ЦИНАО свидетельствуют, что эти породы по качеству близки природному цеолиту, используемому для химической мелиорации и дезактивации почв (ТУ-10-11-459-87). Их минералогический состав следующий: клиноптилолит - 35-37, кристобалит - 12-38, кварц - 22, монтмориллонит -5-14, гидрослюда - 8-11, кальцит - 3 %. Объёмная масса - 0,99 г/см3, пористость - 61 %, катионо-обменная ёмкость - 34 мг-экв/100 г. Они содержат значительное количество водорастворимого активного кремнезёма и подвижных форм фосфора - 25-30, калия - 150, натрия - 123, кальция - 110, магния - 6 мг/кг, а также характеризуются повышенным содержанием меди - 27, цинка - 74, хрома - 62, титана - 90 и очень высокое - марганца 462 мг/кг. Г.А. Романов [1] отмечает,

что с точки зрения агроэкологических требований к средствам химизации, они безопасны и их использование в земледелии представляет значительный интерес.

Фокинское месторождение цеолитсодержащего трепела было открыто в Брянской области. По данным ФГУП «Брянскгеология» он имеет следующий состав (Таблица 1). Исследования эффективности его применения для повышения плодородия нечернозёмных почв ранее не проводили.

Для изучения агроэкологической эффективности цеолитсодержащего трепела Фокинского месторождения в 2001-2004 гг. в учхозе «Кокино» Брянской госсельхоза-кадемии был заложен полевой опыт на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, сформировавшейся на покровном суглинке. Почва по профилю равномерно уплотнена, имеет сравнительно высокую влагоёмкость, удовлетворительную водопроницаемость и аэрацию, маломощный светло-серый гумусовый горизонт (11-30 см), содержание гумуса очень низкое (0,8-0,9 %), рНкс1 4,9-5,0, Нг - 2,2-2,3 мг-экв/100 г почвы, S - 2,6-2,7 мг-экв/100 г почвы, ёмкость поглощения - низкая, содержание подвижного фосфора - 11,512,0 мг/100 г почвы, содержание обменного калия - 10,2-10,8 мг/100 г почвы. В годы, предшествующие опыту, органические удобрения на поле не вносили и невозделы-вали пропашные культуры.

Исследования проводили в звене зернового севооборота со следующим чередованием культур: ячмень (сорт «Атаман») - овёс (сорт «Скакун») - люпин на зерно (сорт «Кристалл») - озимая пшеница (сорт «Московская-39») по схеме: 1) контроль (без удобрений), 2) цеолитсодержащий трепел (ЦТ) в дозе 5 т/га, 3) ЦТ 10 т/га, 4) ЦТ 20 т/га, 5) ^0Р60Кб0, 6) навоз 20 т/га. Навоз КРС характеризовался следующими показателями: влажность - 70-72 %; содержание органического вещества - 15,4 %; рНКс1 - 6,7-7,1; общего азота - 0,39-0,41 %; фосфора - 0,17-0,19 %; калия - 0,35-0,40 %. Минеральные удобрения применяли в виде смеси аммиачной селитры, суперфосфата простого и хлористого калия, приготовленной непосредственно перед внесением в соответствующих соотношениях. Дозу минеральных удобрений рассчитывали нормативным методом под запланированный урожай зерна ячменя 30 ц/га. Цеолитсодержащий трепел, органические и минеральные удобрения вносили разбросным способом под первую культуру звена севооборота - ячмень. Во всех вариантах опыта, кроме пятого, в первый год исследований проводили подкормку аммиачной селитрой в фазу кущения в дозе 45 кг/га д. в. В последующие годы аммиачную селитру вносили во всех вариантах в фазе кущения зерновых культур в той же дозе.

Опыт закладывали способом рендомизированных повторений в 4-кратной повторности, площадь учётной делянки 2 квадратных метра. Предшественником в опыте были однолетние травы. Культуры высевали рядовым способом с междурядьем 15 см.

Агротехника возделывания была общепринятая для Брянской области. Учёт урожайности проводили сплошным поделяночным методом путём обмолота, очистки и взвешивания урожая.

Внесение возрастающих доз (5, 10, 20 т/га) цеолитсодержащего трепела в дерново-подзолистую легкосуглинистую почву способствовало снижению обменной и гидролитической кислотности, некоторому возрастанию суммы обменно-поглощённых оснований и степени насыщенности почвы ими. Содержание гумуса не изменялось. Содержание подвижного фосфора и обменного калия возрастало соответственно на 0,4-

1,1 и 1,4-2,3 мг/100 г почвы по сравнению с контролем, но было ниже, чем в варианте ^0Р60К60. Применение 10-20 т/га ЦТ больше повышало содержание подвижного фосфора и обменного калия, чем 20 т/га навоза (таблица 2).

Таблица 2 - Агрохимические свойства дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в опыте с внесением цеолитсодержащего трепела

Варианты Г умус, % рН КС1 S Нг ЕКО V, % Р2О5 К2О

мг- экв на 100 г почвы мг/100 г почвы

Контроль 1,0 4,9 2,7 2,33 5,03 53,7 11,7 10,1

ЦТ 5 т/га 1,0 5,0 2,9 2,14 5,04 57,5 12,1 11,5

ЦТ 10 т/га 1,0 5,1 2,9 1,86 4,76 60,9 12,6 11,9

ЦТ 20 т/га 1,0 5,4 3,3 1,64 4,94 66,8 12,8 12,4

^0Рб0Кб0 1,0 4,9 2,6 2,37 4,97 52,3 15,1 13,2

Навоз 30 т/га 1,1 5,0 2,9 2,16 5,06 57,3 12,4 10,9

В 2001 г. в полевом опыте установлено положительное влияние возрастающих доз (5, 10, 20 т/га) цеолитсодержащего трепела Фокинского месторождения на эффективное плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы. Все варианты, за исключением ЦТ в дозе 20 т/га, обеспечили значимое увеличение урожайности по сравнению с контролем. Применение 5-20 т/га ЦТ под ячмень повышало урожайность ячменя на 0,51-2,55 ц/га по сравнению с контролем. В первый год внесения 20 т/га ЦТ достоверно снижало урожайность по сравнению с 5 и 10 т/га. Максимальный рост урожайности вызывало применение полного минерального удобрения. Внесение 20 т/га навоза повышало урожайность ячменя на 1,81 ц/га по сравнению с контролем, и по эффективности было примерно эквивалентно внесению 5 т/га ЦТ (табл. 3). Итак, изучаемые удобрения по прямому действию на урожайность ячменя в год внесения располагались в следующий убывающий ряд: ^0Р60К60; ЦТ 10 т/га; ЦТ 5 т/га; навоз 20т/га; ЦТ 20 т/га; контроль.

На второй год после внесения в 2002 г. наблюдали последействие удобрений на урожайность овса. Как и в 2001 г., все изучаемые удобрения обеспечили существенное

увеличение урожайности по сравнению с контролем, что свидетельствует об их последействие. Внесение 5-20 т/га ЦТ повышало урожайность зерна овса на 2,63-4,25 ц/га по отношению к контролю. Увеличение урожайности было пропорционально увеличению дозы ЦТ. Максимальную прибавку урожайности зерна овса обеспечило внесение 20 т/га ЦТ и ^0Р60К60. Использование 20 т/га навоза повышало урожайность овса на

23,1 % по отношению к контролю и существенно не отличалось от применения 5-20 т/га ЦТ и ^0Р60К60. Таким образом, по влиянию последействия удобрений на урожайность овса варианты опыта расположились в следующий убывающий ряд: ЦТ 20 т/га; ^0Р60К60; навоз 20 т/га; ЦТ 10 т/га; ЦТ 5 т/га; контроль (таблица 3).

Таблица 3 - Влияние цеолитсодержащего трепела на эффективное плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы, ц/га

Варианты Ячмень

урожайность се ^ 3 § ^ О й ^ И о Е * И урожайность се ^ 3 § со О й ^ И о Е * И урожайность * 2 а и о ю Ь ^ о с и урожайность прибавка к контролю

Контроль 12,29 - 12,75 - 9,64 - 21,71 -

ЦТ 5 т/га 13,74 1,45 15,38 2,63 10,57 0,93 21,83 0,12

ЦТ 10 т/га 14,84 2,55 15,63 2,88 12,45 2,81 22,40 0,69

ЦТ 20 т/га 12,80 0,51 17,00 4,25 12,86 3,22 23,21 1,50

^0Р60К60 24,10 11,81 16,94 4,19 10,90 1,26 21,83 0,12

Навоз 20 т/га 14,10 1,81 15,69 2,94 10,51 0,87 21,79 0,08

НСР05 0,67 2,49 0,99 0,87

В 2003 г. наблюдали последействие удобрений на урожайность люпина. Существенное увеличение её обеспечило внесение 10-20 т/га ЦТ и ^0Р60К60. Дозы ЦТ 10-20 т/га повышали продуктивность люпина на 2,81-3,22 ц/га по отношению к контролю, в то время как ^0Р60К60 - всего на 1,26 ц/га. Внесение 20 т/га навоза также несколько повышало урожайность по отношению к контролю и существенно не уступало 5 т/га ЦТ и ^0Р60К60. На второй год после внесения, по эффективности последействия удобрения расположились в следующий убывающий ряд: ЦТ 20 т/га; ЦТ 10 т/га; ^0Р60К60; ЦТ 5 т/га; навоз 20 т/га; контроль (таблица 3). В 2004 г., через три года после внесения, существенную прибавку урожайности озимой пшеницы обеспечило последействие только 20 т/га ЦТ (таблица 3).

Разовое внесение 5-20 т/га ЦТ повышало валовой сбор продукции в звене зернового севооборота за 4 года исследований на 4,63-9,56 ц/га зерновых единиц или 7,9816,47 % к контролю. Применение 20 т/га ЦТ дало наилучший эффект (см. рисунок).

74,77

Контроль Цеолитсодержащий трепел: №0Р60К60 Навоз 20 т/га

5 т/га 10 т/га 20 т/га

Рисунок. Продуктивность звена зернового севооборота в сумме за 4 года исследований,

ц/га зерновых единиц.

Максимальное увеличение продуктивности звена севооборота обеспечило применение полного минерального удобрения. Использование 20 т/га навоза уступало по эффективности внесению ^0Р60К60 и 10-20 т/га ЦТ, но обеспечивало более высокую прибавку, чем внесение 5 т/га ЦТ. Таким образом, применение 5-20 т/га цеолитсодержащего трепела повышало продуктивность звена зернового севооборота на дерновоподзолистой легкосуглинистой почве. Положительное действие ЦТ сказывалось на продуктивности как первой культуры звена севооборота (прямое действие), так и трёх последующих (последействие).

Внесение 5-10 т/га ЦТ в звене зернового севооборота повышало производственные затраты, но было рентабельным, а 20 т/га - нерентабельным. Применение 5 т/га ЦТ по экономической эффективности значительно уступало ^0Р60К60 и 20 т/га навоза (таблица 4).

Таблица 4 - Экономическая эффективность применения цеолитсодержащего ______________________трепела в звене севооборота_____________________

Показатели Контроль ЦТ 5 т/га ЦТ 10 т/га ЦТ 20 т/га N80P60K60 Навоз 20 т/га

. Всего производственных затрат, руб. 944065 1509680 2006338 2977750 1030271 1135062

. Валовой сбор, ц зерновых единиц 5804,0 6267,0 6720,0 6760,0 7477,2 6314,2

. Стоимость валовой продукции, руб. 1922990 2084430 2221160 2248140 2461040 2101630

. Себестоимость 1 ц, руб. 162,7 240,9 298,6 440,5 137,8 179,8

. Чистый доход, руб. 978925 574750 214822 -729610 1430769 966568

. Рентабельность, % 103,7 38,1 10,7 -24,5 138,9 85,2

ВЫВОДЫ

В звене зернового севооборота разовое внесение в дерново-подзолистую легкосуглинистую почву 5-20 т/га цеолитсодержащего трепела Фокинского месторождения улучшает её физико-химические и агрохимические свойства, не влияет на содержание гумуса и повышает эффективное плодородие в течение четырёх лет. Экономически целесообразно применять 5-10 т/га цеолитсодержащего трепела.

THE EFFECTIVENESS OF USING ZEOLITIC TERRA SILICEA FROM FOKINO

DEPOSIT FOR SOD-PODZOLIC SOILS

E. V. PROSYANNIKOV, V. V. OSMOLOVSKY, M. M. KABANOV

The Bryansk State Agricultural Academy

In the given article the effectiveness of using zeolitic terra silicea for improving fertility of sod-podsolic soils is surveyed.