Глауконит - эффективное природное минеральное удобрение картофеля

Агрономия

ГЛАУКОНИТ - ЭФФЕКТИВНОЕ ПРИРОДНОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ

A.A. ВАСИЛЬЕВ,

кандидат сельскохозяйственных наук,

ГНУ ЮУНИИПОК Россельхозакадемии, г Челябинск

Ключевые слова: глауконит, минеральное удобрение, урожайность, картофель.

Картофель предъявляет повышенные требования к обеспечению почвы элементами минерального питания. Значительное сокращение объемов использования в сельском хозяйстве органических удобрений на фоне растущего антропогенного загрязнения сельхозугодий тяжелыми металлами требует поиска новых путей сохранения почвенного плодородия и повышения устойчивости картофелеводства к действию неблагоприятных факторов среды (засуха, болезни, вредители и т.д.). Выход из сложившегося положения, по нашему мнению, следует искать в более активном использовании природных ресурсов в качестве дешевых органических и минеральных удобрений. Одним из резервов местных удобрений являются глауконитовые пески, разведанные запасы которых в Челябинской области оцениваются почти в 300 млн т.

Глауконит - минерал группы гидрослюд подкласса слоистых силикатов; широко распространен в осадочных породах; представляет собой водный алюмосиликат калия, магния и железа [1]. Глаукониты отличаются широкой вариацией химического состава, поэтому при использовании их для удобрения картофеля и других культурных растений необходим контроль химического состава используемого сырья.

Так, по данным Уральского института минералогии, глауконит Каринского месторождения Кунашакского района Челябинской области содержит в среднем ЗЮ2 52,89%, А1203 - 11,83%, Ре203 -16,74%, МпО - 0,03%, МдО - 4,31%, СаО

- 0,82%, К2О - 8,57% и Ыа20 - 0,14% [2].

Залежи глауконитовых пород содержат примесь фосфора и серы (до 1%), а также большое количество микроэлементов: Си, 7п, Со, N и другие [3].

Содержание основных питательных элементов, по данным Центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский», за годы исследований варьировало в пределах: азота - от 0 до

0,07%, фосфора - от 0,12 до 0,18% и калия - от 0,9 до 1,7%; содержание подвижных форм: ЫИ4 - от 0 до 9,27 мг/100 г,

ЫО3 - от 0 до 1,83 мг/100 г, Р2О5 - от 88,3 до 107,1 мг/100 г, К2О - от 45,8 до 48,0 мг/

100 г глауконитового песка.

Цель и методика исследований

В 2001-2003 годах в ГНУ ЮУНИИПОК Россельхозакадемии проведены исследования по изучению возможности использования глауконитовых песков Каринского месторождения для повышения урожайности и качества клуб-

ней картофеля. Целью исследований являлось изучение влияния глауконитов Каринского месторождения на урожайность и качество клубней картофеля. В задачи опыта входило:

1) определение влияния глауконита на физические и агрохимические свойства выщелоченных черноземов;

2) изучение влияния глауконитовых песков на рост и развитие растений, урожайность и качество клубней картофеля;

3) установление оптимальных доз применения глауконита и сопутствующих минеральных удобрений.

В 2004-2006 годах изучалось влияние глауконита на усвоение растениями картофеля элементов минерального питания. Цель эксперимента - выявить условия почвенного питания картофеля, обеспечивающие максимальную реализацию потенциальных возможностей возделываемых сортов. В задачи опыта входило:

1 ) изучение влияния глауконита на динамику накопления основных элементов минерального питания (N1, Р2О5, К2О Са, Ре, Си, 7п, Мд) в отдельных органах картофельного растения в процессе вегетации;

2) установить природу влияния глауконита на почву и растения картофеля.

Схема опыта

В 2001-2003 годах изучалось пять доз глауконита (от 2 т/га до 40 т/га) на четырех уровнях минерального питания: 1. Без удобрений (контроль); 2. Ы60; 3. И60Р60;

4 N Р К

60 60 60

В 2004-2006 годах схема опыта имела следующий вид: 1. ^0Р60 (контроль); 2. ^0Р60 + глауконит, 40 т/га.

Закладка опыта, проведение анализов, учетов и наблюдений осуществлялись в соответствии с общепринятыми методиками. Исследования проведены на среднесуглинистом выщелоченном черноземе (содержание гумуса - 5,37,3%, реакция почвенного раствора - от слабокислой до близкой к нейтральной). Обеспеченность почвы подвижным фосфором - 10,8-51,9; обменным калием -9,6-59,4 мг/100 г почвы.

Учетная площадь делянки в первом опыте - 50,4 кв. м, во втором - 9,8 кв. м. Повторность опыта - четырехкратная. Расположение делянок в повторениях -рендомизированное. Удобрения вносили вручную весной под предпосадочную обработку почвы.

Исследования проводились на среднеспелом сорте картофеля Спиридон.

Для посадки использовались клубни: в эксперименте 2001-2003 годов - фракции 50-80 г, в опыте 2004-2006 годов -фракции 80-100 г. Посадку проводили во второй декаде мая. Агротехника - общепринятая для зоны. Урожай учитывался весовым способом. Математическую обработку данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа.

В эксперименте 2004-2006 годов растительный материал для анализов отбирали по основным фазам вегетации: всходы, бутонизация, цветение и уборка. Для средней пробы брали по 3 куста с каждой повторности. Растения расчленяли на маточные клубни, листья, стебли и корни, а начиная с фазы бутонизации - дополнительно на цветки и молодые клубни. Отдельные органы взвешивали и подвергали анализу на содержание элементов минерального питания. Перед началом и в конце эксперимента отбирались пробы почвы.

Метеорологические условия по годам исследований были различными. Средняя температура воздуха за период активной вегетации (июнь-август) варьировала от 16,1 до 19,4°С, сумма осадков - от 121 до 291 мм. По гидротермическому коэффициенту вегетационный период 2001, 2002, 2003 и 2005 годов был признан достаточно влажным (ГТК=1,59; 1,41; 1,22 и 1,36 соответственно), 2004 год - засушливым (0,67), а 2006 год - влажным (ГТК=1,81).

Результаты исследований

Влияние глауконита на свойства почвы. Результаты исследований показали, что применение возрастающих доз глауконитового песка оказывает положительное влияние на физические свойства выщелоченного чернозема. В дозах 20-40 т/га глауконит обеспечивал достоверное снижение объемной массы почвы в пахотном слое (на 0,03-0,04 г/см3). Во-вторых, внесение глауконита улучшало агрохимические свойства почвы, в частности, при использовании максимальных доз отмечалось снижение почвенной кислотности на 0,1-0,3 ед. рН, содержание в почве доступного фосфора возрастало на 16-28 мг/кг и обменного калия - на 2-25 мг/кг по отношению к соответствующему фону.

Нельзя переоценить экологическое значение глауконита. Известно, что этот минерал поглощает из почвы и переводит в недоступное для растений состояние соли тяжелых металлов [1]. Это косвенно подтверждается и в нашем

Glaukonit, mineral fertilizer, productivity, potato.

Агрономия

эксперименте: у растений картофеля, выращенных на глауконите, содержание тяжелых металлов в клубнях снижалось: железа - в 4,0 раза, меди - в 1,8 раза, кадмия - в 1,5 раза, хрома и никеля

- в 1,3 раза, цинка - в 1,2 раза.

Влияние глауконита на минеральное питание. В опыте 2002-2006 годов установлено, что применение глауконитовых песков усиливает минеральное питание картофеля прежде всего азотом, фосфором и калием. В засушливом

2004 году и во влажных условиях 2006 года влияние глауконита на поглощение питательных элементов проявлялось с самого начала вегетации: прибавка по количеству азота, усвоенного за период от посадки до всходов, составляла 48 и 65%, фосфора - 60 и 61%, калия - 116 и 89% соответственно.

В достаточно влажных условиях

2005 года влияние глауконита наиболее отчетливо проявлялось с 45-го по 60-й день вегетации, когда в ботве картофеля было накоплено на 16% азота, 10% фосфора и 25% калия больше, чем на контроле. В конце вегетации при использовании глауконита, наоборот, наблюдалось усиление оттока питательных элементов из надземных органов в клубни: азота - в 1,4-2,0 раза, фосфора - в 1,2-

4,3 и калия - в 1,5-2,1 раза.

Положительное влияние на корневое питание картофеля обусловлено прежде всего ионообменной поглотительной способностью глауконита (за 24 часа из 1-процентного раствора 1\1Н41\Ю3 он извлек 99,8% 1\1Н4+) [4]. Активное поглощение глауконитом аммония, образующегося в результате минерализации органического вещества почвы, и аммония удобрений подавляет процессы нитрификации и тем самым заметно снижает потери азота из пахотного слоя в первой половине вегетации, когда усваивающая способность корневой системы сравнительно невелика. Предотвращая потери аммония и равномерно снабжая им растения во второй половине вегетации, глауконит оказывает существенное влияние на режим азотного питания картофеля. Полученные нами результаты согласуются с выводами других исследователей [1].

Наши исследования показали, что глауконит оказывает значительное влияние на фосфатный режим почвы благодаря способности поглощать фосфаты. Так, содержание Р205 в глауконитовом песке при его взаимодействии с 1-процентным раствором двойного суперфосфата возросло с 88,3 до 145,4 мг/100 г. Удерживая фосфаты в обменном и доступном для растений состоянии, глауконит тем самым препятствует их химическому поглощению в результате взаимодействия с кальцием, железом и другими катионами почвы.

Встречается мнение, что глауконит не является непосредственным источником элементов питания для растений [2, 5]. Однако эксперимент 2004-2006 годов косвенно опровергает это мнение.

В результате взаимодействия глауконита с 1-процентным раствором 1\1Н41\103 концентрация в растворе калия увеличилась в 6,3 раза (с 2,65 до 16,75 мг/л), кальция - в 4,4 раза (с 37,4 до 165,2), сульфатов - в 3,0 раза (с 34,6 до 102,5) и магния - в 2,8 раза (с 23,6 до 66,4 мг/л).

Влияние глауконита на урожайность и качество картофеля. Улучшая режим минерального питания, глауконит оказывал заметное положительное влияние на рост и развитие растений картофеля, стимулировал формирование надземных органов, оказывал влияние на процесс фотосинтеза и, в частности, на развитие ассимиляционной поверхности и образование хлорофилла в листьях. Усиление фотосинтетической деятельности стимулировало процессы клубнеобразования, что оказало позитивное влияние на урожайность клубней картофеля (табл. 1).

Урожайность клубней на контроле (без удобрений и без глауконита) составила 27,5 т/га. Внесение азотных удобрений повышало урожай картофеля в среднем на 4,0 т/га, азотно-фосфорных

- на 5,1 и полного минерального удобрения - на 5,3 т/га. Применение глауконитовых песков на фоне естественного плодородия увеличивало урожай клубней на 2,1-6,3 т/га. Эффективность глауконита заметно повышалась на фоне внесения азотных и азотно-фосфорных удобрений. При этом небольшие дозы глауконита (2-5 т/га) обеспечивали наибольший эффект на фоне Ы60, где прибав-

ки урожая составляли 15,2-25,0%, тогда как высокие дозы (10-40 т/га) были наиболее эффективными на фоне М60Р60, обеспечивая прибавки урожая на уровне 28,6-40,4% по отношению к фону.

Эффект от внесения глауконитовых песков на фоне М60Р60К60 снижался в 1,5-

2,4 раза: прибавки урожая составляли 2,5-6,2 т/га, тогда как в лучших вариантах на фоне азотных удобрений они достигали 8,0 т/га, а на фоне азотно-фосфорных удобрений - 9,4 т/га. Снижение эффективности глауконитовых песков на фоне полного минерального удобрения можно объяснить несбалансированностью корневого питания.

Применение глауконита улучшало качество выращенного урожая, увеличивая товарность картофеля и способствуя повышению содержания сухого вещества и крахмала в клубнях. Наибольшее качество клубней отмечалось при совместном внесении глауконитовых песков и азотно-фосфорных удобрений (табл. 2).

Следует отметить, что влияние глауконита на товарность урожая было наибольшим на фоне естественного плодородия (прибавка - 2,7-3,0% к фону), на крахмалистость клубней - на фоне М60Р60 (прибавка - 1,3-2,0% к фону), а на содержание сухого вещества в клубнях - на фоне М60Р60К60 (прибавка - 1,4-2,1% к фону). Кроме того, применение глауконита достоверно снижало содержание нитратов в клубнях на фоне внесения азотных удобрений.

Таблица 1

Урожайность клубней картофеля в зависимости от доз глауконита и уровня сопутствующего минерального питания, среднее за 2001-2003 гг.

Доза внесения глауконита Урожайность картофеля при соответствующем уровне минерального питания, т/га Среднее по дозе глауконита

без удобрений N60 N ст> о “О ст> о NaoPaoKao

Контроль 27,5 31,5 32,6 32,8 31,1

2 т/га 29,6 36,3 36,5 35,3 34,4

5 т/га 31,5 39,4 40,4 36,2 36,9

10 т/га 32,1 38,9 41,9 38,3 37,8

20 т/га 33,8 39,6 41,6 39,0 38,5

40 т/га 33,6 38,2 42,0 38,3 38,0

Среднее по фону 31,4 37,3 39,2 36,6 36,1

НСР05 4,6

Таблица 2

Урожайность и качество картофеля сорта Спиридон при использовании глауконитовых песков, среднее за 2001-2003 гг.

Варианты опыта Товарность урожая, % Содержание в клубнях

сухого вещества, % крахмала, % нитратов, мг/кг

Без удобрений (контроль) 92,3 23,3 13,9 28,6

Глауконит, 5 т/га 95,0 23,5 14,2 29,0

Глауконит, 10 т/га 95,3 23,6 14,6 29,4

N60 93,3 22,7 12,8 54,1

^0+глауконит, 5 т/га 95,6 23,5 14,4 30,6

^0+глауконит, 10 т/га 95,7 24,3 14,2 30,1

N60P60 94,5 24,2 14,3 32,3

^0Рб<з+глауконит, 5 т/га 96,0 25,1 15,6 26,8

^0Рб<з+глауконит, 10 т/га 96,8 25,9 16,3 31,8

N60P60K60 95,1 22,2 15,1 35,0

^0Рб0Кб0+глауконит, 5 т/га 95,4 23,6 15,5 29,5

^(зРизКиз+глауконит, 10 т/га 96,3 24,3 15,6 35,0

НСР05 1,6 2,5 2,4 10,2

Сбор крахмала с единицы площади на контрольном варианте составил в среднем за три года 3,80 т/га. Применение азотно-фосфорных удобрений, а также полного минерального удобрения повышало выход крахмала на 0,86 и 1,15 т/га соответственно, тогда как при использовании азотных удобрений прибавка была незначительной (0,35 т/га). Внесение глауконита повышало сбор крахмала на всех фонах минерального питания. Максимальная прибавка получена при использовании глауконитовых

песков в дозе 10 т/га на фоне азотнофосфорного минерального удобрения: 2,22 т/га по отношению к фону (М60Р60) и

3,08 т/га по отношению к контролю (без удобрений).

Выводы

Таким образом, глауконитовые пески Каринского месторождения, оказывающие позитивное влияние на физические и агрохимические свойства почвы, улучшающие режим корневого питания картофельного растения азотом, фосфором и калием, могут стать эффектив-

Агрономия

ным средством повышения урожайности и качества клубней возделываемых на Южном Урале сортов картофеля.

Оптимальным вариантом применения глауконитовых песков под картофель является использование их в дозе 10 т/га в сочетании с азотно-фосфорными минеральными удобрениями в дозе Ы60Р60 как обеспечивающих высокий уровень урожайности (41,9 т/га) и качества клубней (прибавка крахмалистости клубней - на 2,4%, а сбор крахмала с 1 га - на

3,08 т/га по сравнению с контролем).

Литература

1. Кривопуст Я. Л., Чумаченко Э. С., Ватин Г. С., Чумаченко И. Н., Панасин В. И. Агрохимическая оценка глауконитовых песков // Химизация сельского хозяйства. 1991. № 8. С. 21-25.

2. Синявский В. А., Синявский В. И. Физико-химическая и агрохимическая оценка глауконита как удобрения и мелиоранта загрязненных земель : сб. докл. науч.-практ. конф. «Глауконит - калийное удобрение и минерал, пригодный для реабилитации загрязненных радионуклидами земель». Челябинск, 2003. С. 32-34.

3. Уточкин В. Г., Чумаченко И. Н., Сушеница Б. А. Основные аспекты и методологические особенности агрохимической оценки сырьевых источников питательных веществ // Химия в сельском хозяйстве. 1995. № 6. С. 3-9.

4. Васильев А. А. Влияние глауконитовых песков на минеральное питание картофеля : м-лы Всероссийской науч.-практ. конф. «Пути повышения продуктивности пашни, энергоресурсосбережения и производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции», посвященной 85-летию ТатНИИСХ и 1000-летию Казани. Казань : Изд-во «Фолиантъ», 2005. С. 357-362.

5. Добровольский И. П., Ивин И. С., Шеремет Н. Т. Применение глауконита и отходов производства для повышения плодородия земель : сб. докл. науч.-практ. конф. «Глауконит - калийное удобрение и минерал, пригодный для реабилитации загрязненных радионуклидами земель». Челябинск, 2003. С. 35-40.

О

і

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ СОРТООБРАЗЦОВ РИСА, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ ИХ ПРОДУКТИВНОСТЬ

P.P. ДЖАМИРЗЕ,

аспирант, Всероссийский НИИ риса, г. Краснодар, пос. Белозерный

Ключевые слова: сортообразец, морфотип, эректоидные листья, фотосинтез, физиолого-биохимическая активность.

Фотосинтез - основной процесс питания растений [1, 2, 3, 4]. Поэтому урожай растений прежде всего определяется размерами и продуктивностью работы фотосинтетического аппарата.

В дальнейшем начали развиваться представления о посевах и ценозах растений как о целостной динамической оптико-биологической системе, продуктивность которой зависит от количества поглощаемой ею энергии солнечного света и от коэффициента использования энергии на фотосинтез. Возникли представления об оптимальных ходах формирования площади листьев в течение вегетационного периода и о фотосинтетических потенциалах посевов. Появились представления не только о количественном, но и о качественном разнообразии продуктов фотосинтеза, о коэффициентах общей и хозяйственной эффективности фотосинтеза, то есть не только об особенностях посевов, дающих им возможность осуществлять большую по объему фо-тосинтетическую работу, но и о путях и эффективности использования продук-

тов фотосинтеза на формирование урожаев [5].

В настоящее время отечественными и зарубежными исследователями предложен следующий путь решения этой проблемы - создание нового мор-фотипа растения риса. Основная концепция нового типа растения заключается в следующем: среднерослое растение с крепким (неполегающим) стеблем, низкая способность побегообразования, величина метелки - 35-40% от общей высоты главного побега и повышенная ее озерненность, вертикально расположенные листья с оптимальной площадью листовой поверхности, улучшенная донорно-акцепторная связь в период налива зерна, мощная корневая система с повышенным окислительно-восстановительным потенциалом [6, 7, 8, 9].

Цель и методика исследований

В свете изложенного целью исследования явилось изучение фотосинте-тической и физиолого-биохимической активности листового аппарата сорто-образцов растений риса с различным

морфотипом из коллекции семян, исследуемых в различных условиях эксперимента: Лиман, А 12/6206, К 03293, 03617, Arietta, ВНИИР 5223, ВНИИР 7542.

Эксперимент проводился на опытно-экспериментальном участке ВНИИ риса с различной нормой высева для получения 200 раст. / кв. м и 400 раст. / кв.м.

В фазы вегетации (кущение, трубко-вание и цветение) определяли площадь листовой поверхности и содержание хлорофиллов (У а+б) в листовых пластинах спектрофотометрически [10].

Результаты исследований

В таблице 1 представлены результаты исследования листовой поверхности и активности фотосинтеза по содержанию пигментов у изучаемых сорто-образцов по фазам вегетации в полевых условиях.

Анализируя данные таблицы 1, можно отметить, что в листовых пластинах растений риса, вертикально расположенных к главному побегу, больше хлорофилла, что и свидетельствует о более продуктивной работе фотосинтети-ческого аппарата.

Varietal sample, morphotype, erectoid leaves, photosynthesis, physiological and biochemical activity.