Влияние экологически чистых органических удобрений и сине-зелёных водорослей на плодородие почвы при бессменном посеве

В статье описывается использование в монокультуре риса экологически чистых органических удобрений и сине-зелёных водорослей и их влияние на плодородие почвы.

In the article describe use ecological pure organic fertilizer and-green algae in the rice monoculture, increasing soil fertility.

При возделывании культуры затопляемого риса нарушаются сбалансированные процессы в природных комплексах, в том числе и в почвах. Применение высоких норм орошения способствует вымыванию легкорастворимых солей, улучшению солевого режима почв и снижению их солонцеватости. (1,3,4)

Однако длительное затопление нарушает естественное равновесие почвенных процессов сформировавшихся в иной гидрогеологической обстановке, перемещения соединений и отдельных элементов синтеза и органических компонентов твердой фазы почвы, что приводит к изменению направленности почвенных процессов и свойств почв. Одновременно с положительным мелиорирующим влиянием культуры затопляемого риса на засоленные почвы многие исследователи отмечают ухудшение окислительно-восстановительных условий, физических, физико-химических свойств почв, её пищевого режима, что приводит к снижению плодородия почвы и падению урожая риса (2,5).

Целью научных исследований является применение экологических чистых органических удобрений и сине-зелёных водорослей Азолла (Azolla Caroliana) при бессменном посеве риса и их влияние на плодородие почвы и урожайность зерна риса.

Важным фактором повышения плодородия почв является применение комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий. В этот комплекс входят: применение удобрений, создание окультуренного пахотного слоя и другие мероприятия, способствующие улучшению физико-химических свойств активного слоя почвы и её пищевого режима.

Для изучения этих вопросов были проведены полевые опыты по исследованию изменения водно-физических и физико-химических свойств и плодородия почв под влиянием органических и минеральных удобрений при монокультуре затопляемого риса.

Опыты были заложены на луговых почвах. Грунтовые воды находится на глубине 1–1,7м.

Схема опыта состоит из 9 –ти вариантов, повторность — 3-х кратная.

1.                  контроль (без удобрение); 6. Азолла + N₁₅₀, P₁₂₀, К₁₅₀;

2.                  в 2 года1 раз навоз 30 т/га; 7. Рослин + N₁₅₀, P₁₂₀, К₁₅₀;

3.                  N₁₅₀, P₁₂₀, К₁₅₀; 8. Рослин + N₇₅, P₆₀, К₇₅;

4.                  Азолла 400 кг/га; 9. Рослин

5.                  Азолла (водоросли) + N₇₅, P₆₀, К₇₅;

Сине-зеленые водоросли Азолла (Azolla Caroliana) при норме 400 кг/га были разбросаны на поверхность воды после получения полных всходов растений риса после 2-го года затопления. Также в вариантах опыта был использован 10 % регулятор роста «Рослин». Семена замачивались в 10 % растворе, а также была проведена внекорневая подкормка путем опрыскивания растений риса в фазе кущения.

Результаты агрохимических анализов почвы приведены в таблице 1. Исследования показали, что после трехлетнего выращивания риса с затоплением содержание органических веществ в 1-ом варианте в слое почвы 0–20 см уменьшилось с 1,71 % до 1,53 %.

Большое влияние на улучшение физических и физико-химических свойств почв оказывают органические и минеральные удобрения. Азолла совместно с минеральными удобрениями способствует увеличению мощности корневой системы риса и его надземной части, в почве увеличивается количество органических веществ за счет пожнивных и корневых остатков. В 4 — варианте внесением 400 кг/га Азоллы содержание гумуса за три года не уменьшилось. Так как в 2-м варианте с внесением 30 т/га навоза содержание гумуса в почве увеличилось с 1,68 до 1,77 %.

Создание слоя воды на поверхности почвы при выращивании риса влияет на динамику питательных веществ в корнеобитаемых горизонтах. Результаты исследований изменения питательных веществ в почве под культурой затопляемого риса показали, что при затоплении происходит вынос питательных веществ из почвы оросительной водой и надземной массовой растений. Так, в верхнем слое (0….20 см) содержание общего азота после трехлетнего выращивания, уменьшилось с 0,134 % до 0,121 %. Последнее связано с тем, что под слоем воды при систематическом затоплении почвы происходит процесс денитрификации. Внесение комплекса удобрений способствовало обогащению почв питательными веществами. В верхних слоях почв, в процессе денитрификации нитратные соединения азота восстанавливаются до нитратов и свободного азота. При этом наблюдаются потери азота за счет улетучивания его в атмосферу и выноса нитратов с водой. Содержание аммиачного азота в почве в горизонте 0–20 см увеличилось во 2-ом варианте с 24,3 до 26,5 мг/кг почвы. В 6-ом варианте при внесении Азоллы 400 кг/га+сульфата аммония N 100 % ещё больше возросло его количество с 23,6 до 27,1 мг/кг сухой почвы.

Данные трехлетних исследований показали, что внесение фосфорных удобрений (гранулированного суперфосфата Р₁₂₀) увеличивает содержание подвижной формы фосфора в 3-ем и 6-ом варианте в слое 0…20 см с 6,68 до 6,74 мг на почве.

Выращивание риса затоплением способствует образованию и накоплению в почве подвижных форм полуторных окислов, оказывая, таким образом, влияния на почвенные процессы и, в частности на фосфатный режим. На подвижность фосфора влияют восстановительные процессы и образование закислого железа. Количество подвижной фосфорной кислоты в 0–60 см практически не изменилось. Вероятно, это связано с усиленным потреблением фосфатов растениями и снижением восстановительных процессов в связи с подсыханием почвы после сброса воды.

При резкой смене окислительно-восстановительных режимов почвы рис интенсивно усваивает калий из калийсодержащих минералов. Изменение содержания подвижных форм калия при затоплении почвы слоем воды характеризуется следующими показателями в слое почвы 0–20 см содержание подвижной формы калия за трёхлетний период в 1-ом варианте уменьшилось с 83,6 до 79,3 мг/кг сухой почвы, в других вариантах резких изменений не наблюдалось. По-видимому, вторичные глинистые минералы выводят из подвижной и доступной формы калия для растений в неподвижную и недоступную.

После затопления пахотный горизонт размокает и превращается в сметанообразную массу, а при высыхании твердеет, образуя корку и покрывается многочисленными трещинами. Наблюдения за изменением физико-химических свойств почв под культурой затопляемого риса показали, что увеличивают степень дисперсности почвы и ухудшают её микроагрегатное состояние. Отмечаются также, некоторые изменения механического свойства почв. Особенно чёткие изменения наблюдались в содержании илистой фракции (частиц 0,001 мм). В условиях длительного затопления илистые частицы вымываются из верхних горизонтов и накапливаются в нижнем. За 3-года в пахотном горизонте 0–20 см его количество сократилось на 5 % а во 2-ом варианте с внесением навоза 30 т/га сократилось на 2 %, а в 4,5,6-вариантах наблюдается вымывание илистой фракции на 3 %. За трёхлетний период исследовании в 1-ом варианте объёмная масса в корнеобитаемом слое почвы увеличивается с 1,35 до 1,45 г/см³. Порозность уменьшилась с 40,1 до 38,2 %. Предельная полевая влагоемкость практически не изменилас. (таблица 2).

Таблица 2

Водно-физические свойства почвы

Улучшение агрегатных свойств почвы приводит к уменьшению объёмной массы и удельного веса, а также увеличение порозности происходит за счёт увеличения содержания гумуса в почве, в результате внесения органических удобрений. В таблице № 2 приведены результаты анализов водно-физических свойств почвы, за трёхлетний период выращивания риса, так в 2-ом варианте с внесением навоза в слое 0–20 см объёмная масса уменьшилась с 1,36 до 1,31 г/см³, а общая порозность повысилась с 40,3 до 41,6.

Выводы

1.         При длительном затоплении почвы в условиях монокультуры риса изменяются механические свойства почв, с содержанием илистых фракций с частицами 0,001 мм.

2.         Создание слоя воды на поверности почвы при выращивании риса влияет на физического и водно-физические свойства почвы (объёмная масса, порозность) и на динамику питательных веществ в корнеобитаемых горизонтах.

Литература:

1.                  Кириченоко К. С. Динамика почвннных процессов при культуре риса. Труды. Всесоюзной центральной станции рисового хозяйства. Краснодар, 1934, с 51–57.

2.                  Кириченоко К. С. Рис в СССР. –М. Знание. 1962. с 40

3.                  Ковда В. А. «Происхождение и режим засоленных почв. — М.Изд. АН СССР. 1947. том 2.с 440

4.                  Крюгер Т. П. Промывка засолённых земель Центральной Ферганы через посев риса. В кн: Сельской хозяйство Узбекистана. Ташкент. 1961.

5.                  Неунылов Б. А. Повышение плодородия почв рисовых полей Дальнего Востока. — Владивосток: Примор Кн. издательство 1961. с 237.