Установлено, что использование природных цеолитов в сочетании с мелиоративной нормой навоза на черноземе выщелоченном способствовало существенному улучшению его физико-химических свойств. При этом цеолиты Бессоновского проявления по воздействию на кислотность чернозема выщелоченного, на его емкость катионного обмена и сумму обменных оснований были несколько эффективнее по сравнению с цеолитами Лунинского проявления, что связано с наличием в Бессоновской агроруде минерала группы карбонатов — кальцита.
Ключевые слова:цеолит, мелиорант, кислотность почвы, емкость катионного обмена, сумма обменных оснований.
Found that the use of natural zeolites in combiningnii with land reclamation rate of manure on leached chernozem contributed to a significant improvement of its physical and chemical properties. At the same zeolites Bessonovsky manifestations on the effects on the acidity of leached chernozem, its cation exchange capacity and the amount of exchangeable bases were more effective in comparison with zeolites Luninsky manifestations, due to the presence of the mineral group Bessonovskiy agroores carbonate — calcite.
Keywords:zeolite, meliorant, soil pH, cation exchange capacity, the amount of exchangeable bases
Взаимодействие общества с окружающей природной средой вызвало множество отрицательных последствий, что диктует необходимость последовательного формирования природопользования [1].
Использование местных более дешевых минеральных агроруд, таких как природные цеолиты, диатомиты, доломиты в сочетании с минеральными и органическими удобрениями может существенно повысить эффективное плодородие черноземных почв [2, 3].
Для реализации поставленной цели в ТНВ «Привалов и компания» Белинского района Пензенской области был заложен полевой опыт по следующей схеме: 1. Без мелиорантов и навоза (контроль); 2. Навоз 14 т/га севооборотной пашни (с. п.); 3. Цеолит (Бессоновское проявление) 10 т/га; 4. Цеолит (Лунинское проявление) 10 т/га; 5. Навоз 14 т/га с. п. + цеолит (Бессоновское проявление) 10 т/га; 6. Навоз 14 т/га с. п. + цеолит (Лунинское проявление) 10 т/га.
Повторность опыта трехкратная, варианты в опыте размещены методом рендомизированных повторений, учетная площадь одной делянки 24 м2. Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным среднемощным тяжелосуглинистого гранулометрического состава. В опыте возделывались: сахарная свекла Рамонская односемянная, ячмень Одесский 100, овес — Аллюр, вика — Орловская 96. В качестве химических мелиорантов в опыте использовались цеолитовые руды Бессоновского и Лунинского проявлений. Содержание клиноптилолита в цеолитсодержащей породе Бессоновского проявления составляет 30 %, Лунинского — 41 %. В качестве органических удобрений использовался полуперепревший навоз КРС нормами 14 т/га севооборотной пашни (мелиоративная норма навоза для черноземов Пензенской области) и составляла 70 т/га.
Применение природных цеолитов обеспечивало уже в первый год действия повышение величины рНсол. и переход почвы из класса со слабокислой реакцией в класс с реакцией среды близкой к нейтральной.
При этом цеолиты Бессоновского проявления были эффективнее по сравнению с цеолитами Лунинского проявления. Так, величина рНсол. на фоне цеолитов Бессоновского проявления увеличилась по отношению к контролю на 0,9 ед., а на фоне цеолитов Лунинского проявления на 0,6 ед.
На второй год действия химических мелиорантов было отмечено дальнейшее увеличение величины рНсол.. Величина рНсол. на фоне одностороннего действия цеолитов Бессоновского проявления в 2012 году составляла 6,1 ед., а на фоне одностороннего действия цеолитов Лунинского проявления — 5,7 ед. Увеличение по отношению к контролю в первом случае составляло 1,1 ед., во втором — 0,7 ед. В 2013 году величина рНсол. на фоне одностороннего действия природных цеолитов Бессоновского проявления равнялась 6,3 ед., а на фоне цеолитов Лунинского проявления — 5,8 ед.
Увеличение величины рНсол. на вариантах с природными цеолитами в 2013г. по отношению к контролю составляло 1,2 и 0,7 ед. соответственно. Наибольший эффект по раскислению почвы за счет Бессоновской цеолитсодержащей агроруды по отношению к Лунинской связан с наличием в Бессоновской агроруде минерала кальцита.
На вариантах с использованием мелиоративной нормы навоза величина рНсол. в 2011 году возросла соответственно на 0,4 ед., в 2012 году на 0,5 ед. В 2013 году не было отмечено дальнейшее раскисление почвы под действием навоза. Величина рНсол. на фоне мелиоративной дозы навоза — 5,6 ед. Отклонение от контроля находилось на уровне 2012 года и равнялось 0,5 ед. соответственно.
Использование химических мелиорантов по фонам органических удобрений приводило к дальнейшему снижению кислотности почвы. Это, видимо, связано с наличием оснований кальция и магния в навозе. При использовании цеолитов в сочетании с 14 т/га с. п. навоза 6,1–6,4 ед., в 2012 году — 6,0–6,3 и 6,2–6,6 ед. и в 2013 году — 6,1–6,5 ед. соответственно. При использовании цеолитов в сочетании с мелиоративной нормой навоза — на 1,0–1,3 ед., 1,2–1,6 ед., 1,3–1,8 ед. соответственно.
Исследованиями установлено, что природные цеолиты, навоз и их сочетания оказали определенное влияние на концентрацию катионов водорода в черноземе выщелоченном. На фоне одностороннего действия навоза, величина гидролитической кислотности на второй год действия снизилась на 1,52 мг-экв./100 г почвы (навоз 14 т/га с. п.)
В 2013 году положительный эффект по снижению концентрации ионов водорода на фоне навоза не был отмечен. Величина гидролитической кислотности на фоне мелиоративной нормы навоза — 5,40 мг-экв./100 г почвы. Следует отметить, что наиболее существенное влияние на уменьшение концентрации ионов водорода в пахотном горизонте, во все годы исследований, оказала мелиоративная норма навоза.
Природные цеолиты снижали содержание водорода в пахотном горизонте изучаемой почвы на 4,60 (Бессоновские цеолиты)-3,42 мг-экв./100 г почвы (Лунинские цеолиты).
Максимальный эффект на снижение концентрации катионов водорода в почве оказало совместное использование природных цеолитов с мелиоративной нормой навоза. Концентрация катионов водорода на третий год их действия составляла по фону Бессоновских цеолитов 0,51, по фону Лунинских цеолитов 1,90 мг-экв./100 г почвы, снижение по отношению к контролю равнялось 5,00–6,39 мг-экв./100 г почвы.
В результате проведенных исследований было установлено, что одностороннее действие природных цеолитов и их сочетания с навозом оказало определенное влияние на емкость катионного обмена.
Мелиоративная норма навоза повышала емкость катионного обмена в 2011 году на 0,10 мг-экв./100 г почвы, в 2012 году — на 0,87 мг-экв./100 г почвы, в 2013 году — на 0,80 мг-экв./100 г почвы.
Одностороннее действие природных цеолитов достоверно повышало емкость катионного обмена в пахотном горизонте, причем цеолиты Бессоновского и Лунинского проявлений оказали равнозначное действие на изменение данного свойства почвы.
Емкость катионного обмена на фоне цеолитов Бессоновского проявления составляла в 2011 году 44,02 мг-экв./100 г почвы, в 2012 году — 44,13 мг-экв./100 г почвы и в 2013 году — 44,20 мг-экв./100 г почвы. Увеличение по отношению к контролю составляло в 2011 году 3,13 мг-экв./100 г почвы, в 2012 году — 3,32 и в 2013 году — 3,38 мг-экв./100 г почвы. На варианте с цеолитами Лунинского проявления емкость катионного обмена в 2011 году равнялась 44,35 мг-экв./100 г почвы, в 2012 году — 44,45 мг-экв./100 г почвы и в 2013 году — 44,48 мг-экв./100 г почвы, превышая контроль на 3,46 мг-экв./100 г почвы, 3,64 и 3,66 мг-экв./100 г почвы соответственно.
Максимальные значения емкости катионного обмена были отмечены на вариантах с совместным использованием природных цеолитов и мелиоративной нормой навоза. Так, на третий год действия мелиорантов и навоза емкость катионного обмена в пахотном горизонте превышала контрольный вариант на 4,22–4,51 мг-экв./100 г почвы и равнялась 45,04–45,33 мг-экв./100 г почвы.
Внедрение в практику земледелия агромелиоративных приемов за счет использования более дешевых местных минеральных ресурсов позволит поддерживать почвенный поглощающий комплекс в насыщенном основаниями состоянии. Природные цеолиты и навоз оказали положительное влияние на состав обменных катионов в почвенном поглощающем комплексе, увеличивая в нем долю участия катионов кальция и магния и степень насыщенности основаниями.
На фоне мелиоративной нормы навоза сумма обменных оснований в 2011 году равнялась 35,34 мг-экв./100 г почвы, в 2012 году — 36,28, в 2013 году — 36,22 мг-экв./100 г почвы, превышая контроль на 1,34 мг-экв./100 г почвы, 2,39 и 2,30 мг-экв./100 г почвы соответственно.
Степень насыщенности основаниями по мелиоративному фону навоза варьировала от 86,3 до 87,0 %. Увеличение по отношению к контрольному варианту составляло 3,2–4,0 %. Следует отметить, что максимальное увеличение суммы обменных оснований и степени насыщенности почвы основаниями на вариантах с использованием навоза было отмечено на второй год его действия.
На вариантах с односторонним действием цеолитовых руд сумма обменных оснований в первый год действия мелиорантов составляла 40,02 и 40,81 мг-экв./100 г почвы, во второй — 40,92–41,75 и в третий — 41,00–41,90 мг-экв./100 г почвы. Увеличение по отношению к контрольному варианту в 2011 году равнялось 6,02–6,81 мг-экв./100 г почвы, в 2012 году — 7,03–7,86 и в 2013 году — 7,08–7,98 мг-экв./100 г почвы. Степень насыщенности основаниями на третий год исследований возросла по отношению к контролю по фону цеолита Бессоновского проявления на 11,7 %, а по фону цеолита Лунинского проявления — на 9,7 % и составила в 2013 году 94,8–92,2 % соответственно.
По завершении исследований сумма обменных оснований на этих вариантах варьировала в интервале от 42,26 до 43,54 мг-экв./100 г почвы, а степень насыщенности основаниями — от 94,2 до 97,3 %. Увеличение по отношению к контролю в первом случае равнялось 8,34–9,62 мг-экв./100 г почвы, во втором — 10,9–14,2 %.
Использование цеолитов по мелиоративному фону навоза повышало сумму обменных оснований в первый год действия на 7,38–8,40 мг-экв./100 г почвы, а степень насыщенности почвы основаниями — на 9,8–12,3 %. По завершении исследований сумма обменных оснований на этих вариантах составляла 43,43–44,53 мг-экв./100 г почвы, а степень насыщенности основаниями — 95,8–98,9 %, превышая контроль на 9,51–10,61 мг-экв./100 г почвы и на 12,7–15,8 %.
Таким образом, наиболее существенное влияние на физико-химические свойства чернозема выщелоченного оказало использование природных цеолитов в сочетании с мелиоративной нормой органических удобрений, что связано с дополнительным поступлением в почву оснований за счет мелиорантов и навоза.
Литература:
1. Лобода, Б. П. Применение цеолитсодержащего минерального сырья в растениеводстве / Б. П. Лобода // Агрохимия — 2000. — № 6. С. 78–91.
2. Гришин, Г. Е. Приемы повышения плодородия почв на основе местных минеральных ресурсов и удобрений / Г. Е. Гришин, Е. Н. Кузин, Е. В. Курносова, Л. А. Кузина. — Пенза, 2007. — 283 с.
3. Черный, Е. С. Агроэкологическая эффективность применения цеолитных туфов и отходов производства под ячмень на светло-серых лесных почвах северной лесостепи Центрально-Черноземного региона РФ / Е. С. Черный // Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. — Орел. — 2006. — 23 с.
