Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние бентонитовой глины и минеральных удобрений на урожайность подсолнечника и последействие в звене севооборота на черноземе южном

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние бентонитовой глины и минеральных удобрений на урожайность подсолнечника и последействие в звене севооборота на черноземе южном"

ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ПОДСОЛНЕЧНИКА И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМЕ ЮЖНОМ

Специальность 06.01.04 Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

пос. Персиановский 2012

005010173

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет»

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Агафонов Евгений Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Государственный центр агрохимической службы Ростовский».

Защита состоится 2 марта 2012 г. в 900 часов на заседании диссертационного совета Д220.028.02 при Донском государственном аграрном университете по адресу: 346493, РФ, Ростовская область, Октябрьский (с) район, пос. Персиановский, тел., факс 86360-3-61-50, автореферат размещен на сайте ВАК Министерства образования и науки РФ: http://vak.ed. gov.ru/ и сайте Донского государственного аграрного университета: http://www.dongau.ru/

Скуратов Николай Семенович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Бирюкова Ольга Александровна

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « » февраля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, канд. с.-х. наук, доцент

Громаков А. А.

1 Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Одной из главных экологических проблем земледелия Ростовской области является истощение почв. Это связано с тем, что вынос питательных веществ из почв с урожаями сельскохозяйственных культур лишь на 20-40% компенсируется за счет удобрений. По сравнению с 1990 годом в несколько раз сократилось применение минеральных, а органических - в 17-20 раз. Диспаритет цен на сельскохозяйственную продукцию и удобрения делает непосильным их приобретение многими сельхозтоваропроизводителями.

В связи с этим возникает вопрос о поисках альтернативных источников элементов питания и средств для улучшения свойств почв из местных природных ресурсов. В Ростовской области к числу наиболее распространенных агроруд относится бентонитовая глина. Положительный опыт применения этого минерала имеется на черноземах южном и обыкновенном, каштановой почве под ячмень, кукурузу, сорго, озимую пшеницу. Необходимо дальнейшее изучение ее эффективности на других культурах и последействия в севооборотах. -

Цель и задачи исследований. Цель исследований - установить влияние бентонита и минеральных удобрений на агрохимические свойства и биологическую активность чернозёма южного на первый, второй и третий годы после внесения, их действие на урожайность подсолнечника и последействие на последующие культуры звена полевого севооборота - озимую тритикале и суданскую траву.

В задачи исследований входило:

_ изучить водный и пищевои режим почвы под подсолнечником при внесении бентонитовой глины и минеральных удобрений;

- определить влияние бентонита и удобрений на биологическую активность почвы, ёмкость катионного обмена (ЁКО) и содержание гумуса в почве;

- изучить последействие бентонитовой глины на содержание влаги, агрохимические свойства почвы и её биологическую активность на второй и третий год после внесения;

- установить влияние бентонита, минеральных удобрений и их сочетаний на урожайность и качество семян подсолнечника и последействие на урожайность тритикале и суданской травы;

- определить зависимость действия бентонита на продуктивность подсолнечника от агрохимических характеристик почвы; -

- рассчитать экономическую эффективность применения бентонита на подсолнечнике, последействия на тритикале и суданской траве и в звене севооборота в целом;

- разработать рекомендации по применению бентонита и минеральных удобрений под подсолнечник и в звене полевого севооборота.

Научная новизна. Впервые в Ростовской области установлено влияние

бентонитовой глины и её сочетаний с минеральными удобрениями на урожайность и масличность семян подсолнечника на чернозёме южном. Определено последействие бентонита на агрохимические свойства и биологическую активность почвы на второй и третий годы после внесения. Установлено последействие бентонита и минеральных удобрений на урожайность озимой тритикале и суданской травы. Определена экономическая эффективность применения бентонита и минеральных удобрений под подсолнечник и в звене севооборота в целом.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Разработаны рекомендации производству по применению бентонитовой глины и минеральных удобрений на черноземе южном под подсолнечник, а также в звене севооборота подсолнечник - озимая тритикале - суданская трава, обеспечивающие увеличение урожайности подсолнечника на 0,47-0,74 т/га, тритикале на 0,19-0,69 т/га, суданской травы на 1,0-3,6 т/га, и повышение рентабельности производства в звене севооборота на 4,5-10,7%.

Производственная проверка результатов исследований проведена в хозяйствах Чертковского района Ростовской области СПК «Мир» и ООО «Луч», на участках площадью 50 и 55 га.

Апробация работы. Основные результаты исследований по диссертационной работе доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Донского государственного аграрного университета (2009-2011 гг.) и на Международной научной конференции «Актуальные проблемы обеспечения продовольственной безопасности юга России: инновационные технологии для сохранения биоресурсов, плодородия почв, мелиорации и водообеспече-ния» (2011 г., Ростов-на-Дону).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 5 работах общим объемом 1,61 п.л. (авторских - 1,17 п.л.). В том числе одна работа опубликована в издании, определенном ВАК Минобразования и науки РФ.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, девяти разделов, выводов и предложений производству. Работа изложена на182 страницах, включает 32 таблицы, 36 рисунков, 24 приложений. Список литературы включает 146 источников, в том числе 11 - зарубежных авторов.

2 Методика и условия проведения исследований

Исследования проводили в 2008-2010 гг. в полевом севообороте СПК «Мир» Чертковского района Ростовской области. Объектами исследований были бентонитовая глина Тарасовского месторождения, почва чернозем южный, растения районированного простого среднераннего гибрида подсолнечника Бизон, озимой тритикале сорта Корнет и суданской травы сорта Черно-морка. Предшественник подсолнечника - яровой ячмень.

Технология возделывания, культур общепринятая для зоны. Полная

схема опыта приведена в таблице 1.

В опыте использовались бентонитовая глина киевской свиты участка Некрыловский (Восточный) Тарасовского месторождения, имеющая следующий состав: вода - 5,62; SÍO2 - 69,34; AI2O3 - 13,32; ТЮ2 - 0,70, FszOj — 5,07; FeO - 0,15; CaO - 1,82; MgO - 1,42; MnO - 0,03; K20 - 1,41; Na20 - 0,37; S03 - 0,42; ZnO - 0,003%, pHTCA. - 7,80; а также аммофос (N 12%; P2Os 48%), хлористый калий (К20 60,0%) и аммиачная селитра (N 34,6%). Бентонитовую глину (БГ), аммофос и хлористый калий вносили вразброс под основную обработку почвы, кроме того, бентонит и аммиачную селитру - весной под предпосевную культивацию. Минеральные удобрения дополнительно вносились также на посевах озимой тритикале.

Закладка опытов, проведение наблюдений и учётов в течение вегетации осуществляли согласно методикам опытов с удобрениями (Щерба С.В., Юдин Ф.А., 1975; Юдин Ф.А., 1980). Площадь опытной делянки - 25 м , учетная -14 м2, повторность опытов - Зх-кратная.

Исследования проводили полевым и лабораторным методом с использованием следующих методик: отбор проб почвы - ГОСТ-28168-89; общие требования к проведению анализов - ГОСТ-29269-91; нитратный азот в почве - ГОСТ-26951-86; обменный аммоний в почве - ГОСТ-26489-85; подвижные формы фосфора и обменного калия в почве по методу Мачигина

- ГОСТ 26205-91; влажность почвы - ГОСТ-28268-89; расчет продуктивной влаги с учетом влажности устойчивого завядания - по Е.В. Агафонову (1992); ёмкость катионного обмейа почв (ЁКО) - ГОСТ-17.4.4.01-84; гумус - ГОСТ-26213-91; определение интенсивности разложения льняной ткани -аппликационным методом (Практикум по агрохимии - М.: Изд-во МГУ, 200)1;азотв растите л ьныхобразцах - ГОСТ-13496.4-93;фосфор и калий -«Руководство по анализам кормов» ЦИНЛО. - М.: Колос, 1982, экономическую эффективность применения удобрений определяли по H.H. Баранову (1966); математическую обработку полученных' результатов выполняли путем дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову (1979) с использованием персональной ЭВМ.

Почвой опытных участков является чернозем южный. В 2008 и 2010 гг. опыты заложены на чернозёме южном тяжелосуглинистом с подстилающей породой желто-бурые глины, а в 2009 г. - на черноземе южном тяжело-и среднесуглинистом с подстилающей породой желто-бурые суглинки, подстилаемые элювием плотных пород. Гумуса в слое почвы 0-20 см содержалось 2,84 - 3,32%, в слое 20-40 см - 2,88-3,24%, ёмкость поглощения 37-44 мг-экв на 100 г почвы. В составе поглощенных оснований преобладает Са. Реакция почвенного раствора слабощелочная, pH 7,5-7,8. Содержание подвижного фосфора в почве от низкого до среднего и среднее или повышенное

- обменного калия.

В 2007-2008 с.-х. году достаточное количество осадков и умеренные температуры создали оптимальные условия для развития подсолнечника. Погодные условия 2009 и 2010 гг. в целом были менее благоприятными для подсолнечника и суданской травы. Острый дефицит осадков в середине и второй половине лета и очень высокие температуры в итоге негативно отразились на их урожайности.

3 Результаты исследований

3.1 Водный и пищевой режим почвы под подсолнечником, озимой тритикале и суданской травой

Влажность почвы под подсолнечником в середине и второй половине вегетации растений в 2008 г. была значительно больше чем в 2009-2010 гг. В уборку различия в количестве продуктивной влаги в метровом слое почвы достигали 59,0-58,2 мм. В среднем за три года исследований запасы продуктивной влаги в почве на вариантах с применением бентонитовой глины были несколько выше, чем на контроле. При посеве подсолнечника разница составила 4,7-5,8, а перед уборкой - 2,6-2,9 мм. На второй год после внесения в почве под тритикале она в целом составляла 2,7 мм, на третий год под суданской травой небольшое преимущество в 2 мм отмечено лишь на варианте с 15 т/га бентонита.

Обеспеченность почвы нитратным азотом к посеву подсолнечника в 2008 г. можно оценить как среднюю. В слое 0-40 см на контроле его содержалось 53,3 кг/га. В 2009 г. обеспеченность была выше, чем в предыдущем году - 73 кг/га. В 2010 г. весенний запас N-N03 в почве был самым низким за все годы исследований - 33,1 кг/га.

Применение бентонитовой глины способствовало повышению количества N-N03 в почве (рис 1). С увеличением дозы бентонита темпы прироста запаса нитратного азота в почве уменьшались Эффект от весеннего примене-

ния 10 т/га бентонита в первой половине вегетации был слабее, чем от осеннего, а во второй - сильнее. Относительное преимущество в содержании И-N03 в почве по сравнению с контролем на варианте с 5 т/га составило 29,8, а с 10 т/га - 42,3%. Существенное увеличение количества нитратного азота в почве вызвало внесение минеральных удобрений, содержащих азот в дозе 60 кг/га.

N-N03, кг/га

50 .--------------------

!;: 1.Контроль И2.Бг-5т/га ■ З.Бг- 10 т/га

И 4.Бг - 15 т/га В 5.Бг - 10 т/га (вес) & б.Бг - 10 т/га + Ш0Р30

Я 7.Бг - 10 т/га + М60Р60 Я 8/Ы60Р60 219.Ы60Р60К60

Рис. 1- Влияние бентонита и минеральных удобрений на содержание нитратного азота в почве в целом за вегетацию подсолнечника.

Среднее за 2008 - 2010 гг., слой почвы 0-40 см,

Диапазон колебаний содержания аммонийного азота в почве перед посевом подсолнечника в разные годы был уже, чем изменения в количестве нитратного азота - от 39,5 до 68,7 кг/га. Увеличение его содержания на вариантах с бентонитом в дозах 10-15 т/га в среднем было не более 2-3 кг/га. Изменения в обеспеченности почвы минеральным азотом под влиянием бентонита обусловлены в основном различиями в содержании нитратного азота. Преимущество вариантов с бентонитовой глиной по сравнению с контролем

было в пределах от 7,5 до 14,8 кг/га.

К посеву тритикале в 2008 г. на вариантах с осенним применением бентонитовой глины в дозах 10 и 15 т/га преимущество в содержании нитратного азота в почве по сравнению с контролем составило 8,2 и 9,8 кг/га, а при

весеннем внесении в дозе 10 т/га - 12,0 кг/га. В целом за вегетацию различия достигали 36,0% (рис. 2).

N-N03, кг/га

50 ____ ___________________________лл л____á5_5_______

40 30 20 10 0

ЕЭ 1. Контроль ffi 2. Бг - 10 т/га

■ З.Бг-15 т/га И4. Бг-10 т/га (вес)

В 5. Бг - 10 т/га + N60P60 ® 6. N60P60 + N30P30

07. N60P60K60 + N30P30K30

Рис. 2- Содержание N-N03 в слое почвы 0-40 см под тритикале в 2008- 2009 с.-х. году, среднее за вегетацию,

Положительное влияние на нитратный режим почвы бентонит оказал и на третий год после внесения. В почве под суданской травой в слое 0-40 см увеличение количества N-NO3 в почве по сравнению с контролем на вариантах с применением бентонита осенью в дозах 10-15 т/га в среднем за вегетацию составило 2,1-3,8 кг/га или 10,7-19,3%. Большее влияние на нитратный режим почвы оказало весеннее внесение этого минерала - 27,9%. Содержание N-NH4 в почве практически не изменилось.

Содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см перед посевом подсолнечника в 2008 и 2010 гг. соответствовало средней, а в 2009 г. - низкой обеспеченности. Применение бентонитовой глины в дозе 5 т/га способствовало повышению фосфатного уровня почвы в 2008 и 2010 гг. до 32,0, в 2009 г. - до 19,3 мг/кг почвы. Увеличение дозы бентонитовой глины вначале вызывало снижение содержания подвижного фосфора в почве, а к концу вегетации - увеличение. При усреднении данных за три года (рис. 3), установлено, что этот показатель на вариантах с дозами БГ 5-15 т/га практически одинаков.

В почве под тритикале последействие бентонита, внесенного под подсолнечник осенью, обеспечило повышение фосфатного уровня на 3,3-3,9, а применяемого весной - на 4,5 мг/кг почвы. Под суданской травой также прослеживается положительное влияние последействия бентонита, но оно значительно слабее. Больший эффект дало внесение бентонита весной (рис. 4).

Р205 мг/кг почвы

1! 1.Контроль 882.Бг-5 т/га ИЗ.Бг-Ют/га

Я4.Бг-15т/га Ш 5.Бг- 10т/га + N30P30 5?б.Бг -10т/га + N60P60

К 7.N60P60 X 8.N60P60K60

Рис.З- Содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см в целом за вегетацию подсолнечника. Среднее за 2008-2010гг.

Р205, мг/кг почвы

ж 1.Контроль В2.Бг-ЛОт/га ИЗ Бг-15 т/га

04.Бг- 10т/га(вес) Н 5,Бг — 10 т/га + N60P60 S6.N60P60K60

Рис. 4- Содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см под суданской травой в 2010 г. Среднее за вегетацию

Содержание обменного калия в почве под подсолнечником в разные годы исследований существенно различалось. В слое почвы.0. - 40 см минимальным оно было в 2009 г. - 277, а в два других года - 390 мг/кг, почвы. Прослеживается улучшение обеспеченности почвы калием при повышении дозы бентонита до 10 т/га. Эффект от её дальнейшего увеличения слабый (рис. 5).

300 в 1 .Контроль П4.Бг- 15 т/га

й2.Бг- 5 т/га ИЗ.Бг-Ют/га

0 5.Бг- Шт/га + ЮОРЗО Иб.Бг- 10 т/га -1- КбОРбО

Рис. 5- Содержание обменного калия в слое почвы 0-40 см в целом за вегетацию подсолнечника. Среднее за 2008-2010 гг.

В почве под тритикале проявилось существенное преимущество во влиянии на содержание обменного калия в почве дозы бентонита 15 т/га, внесенного осенью, а также 10 т/га, внесенного весной. В целом за вегетацию суданской травы (рис. 6) на варианте с применением бентонита в дозе 15 т/га осенью содержание обменного калия увеличилось на 7, а при внесении 10 т/га весной - на 12 мг/кг почвы.

К?0 мг/кг

350

340

330

Иг

12.Бг-Ют/га ИЗ.Бг-15 т/га

3 5.Бг - 10 т/га + ШОРбО Шб^бОРбОКбО

.Контроль Е24.Бг- 10 т/га (вес)

Рис. 6- Содержание обменного калия в почве под суданской травой в 2010 г., в среднем за вегетацию в слое 0-40 см

3.2 Влияние бентонитовой глины на содержание гумуса в почве, её биологическую активность и ёмкость катионного обмена

Применение бентонитовой глины способствовало устойчивому повышению содержания гумуса в почве. В слое 0-40 см к концу вегетации подсолнечника преимущество по сравнению с контролем составило 0,11-0,16%.

Дисперсионный анализ данных за три года показал, что различия, несмотря на их небольшую величину, достоверны, как в слоях почвы 0-20, 20-40, так и в целом по слою 0-40 см, НСР была в пределах 0,09-0,1%.

На следующей после подсолнечника культуре - тритикале - последействие 15 т/га бентонита, внесенного осенью, и 10 т/га бентонита, внесенного весной, проявилось примерно одинаково и способствовало увеличению содержания гумуса на 0,23-0,24%, На третий год в почве под суданской травой различия в содержании гумуса по сравнению с контролем составили: при осеннем применении бентонита 0,13%, весеннем - 0,20% (рис. 7). Влияние минеральных удобрений на этот показатель во все годы был очень слабым.

гумус, % 3,3 '

01. Контроль / 4.Бг- 10 т/га (вес) И7Ш0Р60

И2.Бг- Ют/га В5.Бг- 10 т/га + ЫЗОРЗО В8.Ы60Р60К60

■ З.Бг- 15 т/га S6.Br - 10 т/га + №0Р60

Рис. 7- Содержание гумуса в слое почвы 0-40 см под суданской травой.

В среднем за 2008-2010 гг. в фазу цветения подсолнечника биологическая активность почвы под влиянием бентонита в дозе 10 т/га увеличилась на 19, а в фазу созревания - на 18% (рис. 8). Увеличение дозы бентонита с 10 до 15 т/га способствовало усилению разложения льняной ткани еще на 1,5 -3%, а наложение на этот фон (10 т/га) минеральных удобрений в дозе 1ЧбоРбо ~ на 8%.

Положительный эффект прослеживался на второй и третий год после внесения. В 2009 г. к созреванию тритикале максимальное разложение ткани отмечено при внесении 15 т/га - 61%, на контроле - 38%. В 2010 г. наибольшее увеличение биологической активности почвы под суданской травой также произошло на варианте с дозой БГ 15 т/га — на 20% по сравнению с контролем.

% разложения

Конец цветения Перед уборкой

0 1.Контроль Э2.Бг-5т/га ЯЗ.Бг-Ют/га

04.Бг- 15 т/га В5.Бг- 10т/га + Ы60Р60 Эб.МбОРбОКбО

Рис. 8- Биологическая активность почвы под подсолнечником.

Среднее за 2008-2010 гг.

Применение бентонита во все годы вызвало тенденцию увеличения ЁКО почвы. В среднем за 2008-2010 гг. изменения ЁКО в 40-сантиметровом слое под подсолнечником почвы выглядят следующим образом: преимущество вариантов с 10 и 15 т/га бентонита по сравнению с контролем составило

1,5 мг-экв./100 г почвы. На фоне бентонита минеральные удобрения вызывали уменьшение емкости поглощения почвы на 3,1 - 4,5 мг-эквЛОО г почвы. На второй и третий годы после внесения в конце вегетации тритикале и суданской травы положительный эффект от действия бентонита проявился в меньшей степени.

Дисперсионный анализ изменений ЁКО в почве под подсолнечником при внесении бентонита в 2008-2010 гг. показал, что все они недостоверны. Тенденция была более выраженной в 2009 г. - увеличение по сравнению с контролем составило 2,25 мг-экв./100 г почвы, но это значительно меньше НСР, равной 3,9. Несущественны и изменения ЁКО в звене севооборота.

3.3 Влияние бентонитовой глины и минеральных удобрений на потребление №К растениями подсолнечника

Лучшие условия увлажнения в 2008 г. способствовали более энергичному поглощению растениями подсолнечника азота. В среднем за три года исследований наблюдалось характерное изменение концентрации азота в растениях под влиянием бентонита и минеральных удобрений в течение вегетации. В фазу образование корзинки оно выше, чем на контроле. В фазу цветение отмечено снижение содержания азота на всех вариантах, за исключением применения полного минерального удобрения, а в фазу созревание на контроле вновь самая низкая концентрация в растениях, но различия с дру-

гимн вариантами невелики. Четких закономерностей в изменении содержания фосфора в растениях подсолнечника под влиянием бентонита и минеральных удобрений не наблюдалось. В фазу образование корзинки прослеживается четкая картина увеличения концентрации калия в растениях при увеличении дозы бентонита, а к фазе цветение - уменьшения.

3.4 Влияние бентонитовой глины и минеральных удобрений на урожайность и качество семян подсолнечника, озимой тритикале и суданской травы В 2008 г. на контроле урожайность семян подсолнечника составила 2,31 т/га, а в 2009 и 2010 гг. - 0,93-0,91 т/га (табл. 1). В 2008 г. небольшой рост урожайности наблюдался при повышении дозы бентонита, вносимого осенью, с 10 до 15 т/га - на 3,5%, а весной - до 10 т/га. На фоне бентонита существенное увеличение урожайности давало лишь совместное применение азота и фосфора: Ы30Рз0 - на 11,7; Н>0Р60 - на 17,3%.

В 2009 г. эффект от бентонитовой глины был значительно больше, чем в 2008 г., максимальная прибавка урожайности получена на варианте с применением 15 т/га бентонита осенью - 0,47 т/га или 50,5%. Существенный прирост урожайности дало применение ЫРК в дозе 60 кг/га.

В 2010 г. повышение урожайности произошло при доведении дозы бентонита до 10 т/га, а дальнейшее увеличение снизило урожайность до уровня контроля. Наибольшая прибавка урожайности получена на вариантах БГ 10 т/га + ^0Рзо - 48,4%, и БГ 10 т/га + N60 - на 51,6%. Внесение азотных удобрений на естественном фоне питания обеспечило повышение урожайности по сравнению с контролем на 31,9%, это был максимальный результат за все годы исследований, добавление фосфора и калия к существенным изменениям урожайности не привело.

В среднем за 2008 - 2010 гг. внесение бентонитовой глины осенью в дозе 5 т/га повысило урожайность на 14,5%, а 10 т/га - на 21,7%, дальнейшее повышение дозы было неэффективно. Влияние бентонита, внесенного весной, было существенно слабее. Наибольший уровень урожайности обеспечило применение в сочетании с бентонитом азотно-фосфорных удобрений, различия между вариантами с ^0Р3о и КюРсо незначительны. Высокий результат дало применение минеральных удобрений на естественном фоне - максимум получен ОТ Кб0Р«)Кб0-

Масличность семян подсолнечника в среднем за три года на контроле составила 39,6% (табл. 2). Применение бентонита увеличило содержание жира в семенах подсолнечника, но в целом эта тенденция невелика.

Таблица 1- Урожайность подсолнечника в 2008 - 2010 гг., т/га

Урожайность Прибавка к контролю

Вариант 2008 г. 2009 г. 2010 г. Средняя т/га %

Контроль 2,31 0,93 0,91 1,38 - -

Бг-5т/га 2,52 1,21 1,01 1,58 0,20 14,5

Бг- Ют/га 2,65 1,28 1,10 1,68 0,30 21,7

Бг- 15 т/га 2,73 1,40 0,90 1,68 0,30 21,7

Бг—5 т/га (вес) 2,53 1,01 0,98 1,51 0,13 9,4

Бг - 10 т/га (вес) 2,67 1,08 1,00 1,58 0,20 14,5

Бг — 15 т/га (вес) 2,49 1,18 0,99 1,55 0,17 12,3

Бг -10 т/га + Рзо 2,68 1,25 1,09 1,67 0,29 21,0

Бг —10 т/га +N30 2,78 1,12 1,25 1,72 0,34 24,6

Бг —10 т/га + N3(^30 2,92 1,21 1,35 1,83 0,45 32,6

Бг —10 т/га + Рбо 2,78 1,22 1,05 1,68 0,30 21,7

Бг -10 т/га+N60 2,86 1,15 1,38 1,80 0,42 30,4

Бг — 10 т/га + N60?«) 3,05 1,20 1,30 1,85 0,47 34,1

N60 2,77 1,02 1,20 1,66 0,28 20,3

N^60 2,85 1,18 1,21 1,75 0,37 26,8

^оРбоКбо 2,92 1,34 1,23 1,83 0,45 32,6

НСР05 0,23 0,12 0,08

Под влиянием бентонита повысился сбор масла с 1 га - в наибольшей степени (на 22,7%) на варианте с осенним применением 10 т/га. Максимальный сбор масла получен при внесении на этом фоне ИзоРзо и ^оРи - на 32,1 -32,5% больше, чем на контроле.

В 2009 г. последействие бентонитовой глины способствовало повышению урожайности тритикале на 13,3-25,9% (табл. 3). Весеннее внесение бентонита под подсолнечник здесь было эффективнее. Большее влияние дказало применение минеральных удобрений в дозе 60 кг/га под подсолнечник и по 30 кг/га непосредственно под тритикале. Достаточно сильным было последействие бентонита и на третий год после внесения. Применение под подсолнечник 10-15 т/га БГ осенью и 5-15 т/га весной оказало практически одинаковое влияние на урожайность суданской травы. Последействие минеральных удобрений, внесенных в дозе 60 кг/га под подсолнечник и 30 кг/га под тритикале, вызвало достоверное увеличение урожайности суданской травы.

Таблица 2 - Влияние бентонита и минеральных удобрений на содержание жира в семенах подсолнечника,%

Вариант 2008 г. 2009 г. 2010 г. Среднее

Контроль 42,9 38,0 - 37,9 39,6

Бг - 5 т/га 42,8 38,8 40,5 40,7

Бг- Ют/га 43,1 38,7 39,3 40,4

Бг - 15 т/га 41,0 39,7 40,2 40,3

Бг - 10 т/га (вес) 41,6 38,5 39,1 39,7

Бг - Ют/га + ^оРзо 42,7 38,5 38,9 40,0

Бг-10т/га + Т\Г60Р60 42,6 36,4 39,1 39,4

ИбоРбо 39,9 35,5 38,5 38,0

ИвоРбоКбо 41,0 36,0 38,8 38,6

Таблица 3 - Влияние последействия бентонитовой глины и минеральных удобрений на урожайность тритикале и зеленой массы суданской травы, т/га

Вариант Урожай- ность тритикале, т/га Прибавка к контролю Урожайность суданской травы, т/га Прибавкак контролю

т/га % т/га %

Контроль 1,43 - - 13,8 - -

Бг-5 т/га 1,62 0,19 13,3 14,8 1,0 7,2

Бг - Ют/га 1,73 0,30 21,0 16,5 2,7 19,6

Бг-15 т/га 1,80 0,37 25,9 16,5 2,7 > 19,6

Бг-5 т/га (вес) 1,84 0,41 28,7 16,7 2,9 21,0

Бг - 10 т/га (вес) 1,91 0,48 33,6 16,8 3,0 21,7

Бг - 15 т/га (вес) 1,77 0,34 23,8 16,7 2,9 21,0

Бг - 10т/га + Рзо 1,81 0,38 26,6 16,3 2,5 - 18,1

Бг-10 т/га+ N30 1,78 0,35 24,5 16,5 2,7 19,6

Бг- Ют/га + ЫзоРзо 1,89 0,46 32,2 16,6 2,8 20,3

Бг- 10т/га + Р6о 1,86 0,43 30,1 16,6 2,8 20,3

Бг- 10 т/га+ М«о 1,84 ; 0,41 28,7 17,2 . 3,4 23,2

Бг - 10 т/га+ N«^60 2,02 0,59 41,3 17,0 3,2 23,2

N/,0 + N30 1,74 0,31 21,7 16,6 2,8 20,3

ИбоРбо + ИзоРзо 1,98 0,55 38,5 16,8 3,0 21,7

^оРбоК«о + №оРзоКзо 2,12 0,69 48,3 17,4 3,6 26,1

НСРЮ5 0,16 1,2

Для определения возможности дифференцировать дозы бентонита и минеральных удобрений ежегодно на основе учета показателей обеспеченности почвы элементами питания проанализирована зависимость прибавок урожайности подсолнечника от содержания в почве нитратного, аммонийного и в целом минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия. Линейная зависимость во всех случаях была слабая или средняя, коэффициенты корреляции не более 0,490. Нелинейная зависимость несколько выше. Наиболее тесная связь прослеживается с содержанием нитратного азота в почве - индекс корреляции 0,727. Графическая связь между прибавками урожайности подсолнечника и количеством нитратного азота описана сложной кривой (рис., 9). .

Рис. 9 Зависимость прибавки урожайности подсолнечника от содержания в почве нитратного азота

Диапазон значений N-N03 в почве, в рамках которого можно получить достаточно высокую прибавку урожайности, находится в очень широких пределах: от 70 до 115 кг/га. Это затрудняет определение оптимальной дозы удобрений.

Целесообразнее значительно более простой подход к её определению. Установлено, что при наличии в слое почвы 0-40 см к посеву подсолнечника менее 60 кг/га N-N03 необходимая доза азотных удобрений на фоне применения 10 т/га бентонитовой глины - 60 кг, а при большей обеспеченности -30 кг/га. При содержании подвижного фосфора в слое 0-20 см менее 23 мг/кг почвы — доза фосфора 60 кг/га, при большем - 30. При наличии в слое почвы 0-40 см менее 300 мг/кг почвы обменного калия дозу бентонита надо увеличить до 15 т/га без применения на этом фоне минеральных удобрений. При большей обеспеченности надо ограничиться внесением 10 т/га, но применить на этом фоне минеральные удобрения.

3.5 Баланс элементов питания при использовании бентонита

и минеральных удобрений под подсолнечник

В среднем за три года возделывания подсолнечника баланс азота при использовании бентонитовой глины был отрицательным. Внесение минеральных удобрений в сочетании с бентонитом способствовало снижению дефицита лишь до -74,8 кг/га. Положительный баланс фосфора отмечен на всех вариантах с применением минеральных удобрений. Применение бентонита уже в дозе 10 т/га обеспечивало положительный баланс калия.

3.6 Экономическая оценка применения бентонитовой глины

и минеральных удобрений

Анализ экономической эффективности показал, что во все годы возделывание подсолнечника было высокорентабельным. Применение бентонита и минеральных удобрений в 2009 г. обеспечило снижение себестоимости продукции и увеличение уровня рентабельности, лучшие результаты дало внесение бентонита в дозе 5 т/га. В остальные годы произошло ухудшение этих показателей. Однако во все годы условно чистый доход по сравнению с контролем существенно повысился, наибольшим он был, как правило, на варианте БГ 10 т/га + ’ЫзоРзо.

Значительно более высокий экономический эффект обеспечивало последействие бентонита и минеральных удобрений на второй и третий год по-еле внесения. Себестоимость возделывания тритикале, благодаря применению бентонита, уменьшилась с 1,4 до 1,1 руб./кг, суданской травы - с 1,48 до 1,22 руб/га. Значительное повышалась рентабельность производства продукции.

В звене севооборота подсолнечник (2008 г.), тритикале (2009 г.), суданская трава (2010 г.), в целом применение бентонита во всех дозах и в оба срока внесения было экономически оправдано (табл. 4). Больший экономиче-

ский эффект вызвало применение бентонита под подсолнечник весной в дозе 10 т/га. При совместном использовании бентонита и минеральных удобрений наиболее целесообразным явилось сочетание 10 т/га бентонита с ИзоРзо- Достаточно высокие экономические показатели получены при внесении минеральных удобрений В суммарной дозе ЫдоРэо- :

Таблица 4 - Экономическая эффективность применения бентонита и минеральных удобрений в звене севооборота, 2008 — 2010 гг.

вариант Стоимость продукции, руб./га Затраты на производство, руб./га Условно чистый доход Уровень рентабельности^

Контроль . . , ■ ■ 35286 11994 23292 194,2

Бг г 5 т/га . 38563 12903 25660 198,9

Бг- Ют/га 41090 13756 26834 198,7

Бг - 15 т/га ' 42686 14567 28119 193,0

Бг-10 т/га (вес) 42020 13783 28237 204,9

Бг —10 т/га+^оРзо 44459 14836 29623 199,7

Бг - 10 т/га +ИбоРбо 46421 15823 30598 193,4

Ь'чоРад 44116 15051 29065 193,1

^9(>Р 90К90 45582 16096 29486 183,1

Выводы

1. Внесение бентонитовой глины осенью под основную обработку несколько усилило водоудерживающую способность почвы. При посеве подсолнечника на варианте с 10 т/га бентонита преимущество в содержании продуктивной влаги в слое 0-60 см по сравнению с контролем в среднем составило 4,7 мм, к началу вегетации тритикале - 3,9 мм, а на третий год в почве под суданской травой оно проявилось слабо и только на варианте с дозой 15 т/га.

2. Применение бентонита существенно улучшало нитратный режим чернозема южного. В целом за вегетацию подсолнечника на вариантах с осенним внесением бентонита содержание N-N03 в слое почвы 0-40 см увеличивалось по сравнению с контролем на 7,9*11,8 кг/га или на 29,8-44,5%. При повышении дозы с 10 до 15 т/га изменения были незначительными. Эффект от весеннего внесения бентонита слабее. Под действием бентонита содержание N-N11» увеличивалось не более чем на 2-3 кг/га. В последействии

на второй и третий год возрастала роль повышения дозы до 15 т/га и весеннего срока внесения.

3. Наибольшее положительное действие на содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы к посеву подсолнечника оказывал бентонит внесенный осенью в минимальной дозе — 5 т/га, различие с контролем составило в среднем 7,5 мг/кг почвы. В дальнейшем нарастало преимущество доз 10 и 15 т/га. В целом за вегетацию их влияние было одинаковым - 6,6-6,8 мг/кг почвы. Максимальное повышение фосфатного уровня почвы при внесении минеральных удобрений было в пределах 4,3-5,5 мг/кг почвы на естественном фоне и 2-3 мг/кг - на фоне бентонита. На второй и третий год положительное влияние бентонита на фосфатный режим почвы ослабевало. В почве под суданской травой различие с контролем составляло 0,4 - 1,5 мг/кг

почвы. ■■■■■• •

4. В годы с повышенной обеспеченностью почвы обменным калием рост его содержания наблюдался при увеличении дозы бентонита до 10 т/га -в целом за вегетацию в слое почвы 0-40 см на 35-49 мг/кг почвы по сравнению с контролем, при средней исходной обеспеченности - до 15 т/га. Действие бентонита на калийный режим почвы на второй и третий год уменьшалось. В почве под суданской травой различия с контролем на вариантах осеннего внесения были не более 7, а весеннего -12 мг/кг почвы.

5. Применение бентонитовой глины способствовало повышению содержания гумуса в почве. К концу вегетации подсолнечника, в целом за 2008-2010 гг., под влиянием бентонита, внесенного с осени в. дозе 10-15 т/га, оно увеличилось с 3,09 (на контроле) до 3,2- 3,25%. Изменения математически .достоверны. В последействии на второй год преимущество вариантов с бентонитом по сравнению с контролем составило 0,19 - 0,24, а на третий-

0,13%; при весеннем сроке внесения-0,20%.

6. При внесении бентонита в дозе 10 т/га биологическая активность почвы под подсолнечником в период цветение-созревание усиливалась на 1819%, при повышении дозы до 15 т/га — ещё на 1,5-3%. Максимальный эффект в последействии оказала доза 15 т/га: на тритикале - 23, на суданской траве -20%.

7. Увеличение ЁКО в почве под подсолнечником при внесении бен-

тонита в целом незначительно. Ее изменения по сравнению с контролем в слое 0-40 см на вариантах с дозами 10-15 т/га составили 1,5 мг-экв.ЛОО г почвы и были математически недостоверны. Минеральные удобрения вызвали отрицательный эффект. Положительное влияние бентонита на ЁКО почвы в последействии на второй и третий годы также представляло собой лишь тенденцию. : ■ ■

8. При использовании бентонитовой глины под подсолнечник в дозах 5-15 т/га баланс азота был отрицательным, внесение минеральных удобрений на его фоне уменьшило дефицит азота лишь до -74,8 кг/га. Положительный баланс фосфора отмечен на всех вариантах с внесением минеральных удобрений. Применение бентонита уже в дозе 10 т/га обеспечивало положительный баланс калия.

. 9. , В среднем за три. года исследований наиболее эффективным было

применение бентонита осенью в дозе 10 т/га, урожайность подсолнечника повысилась на 21,7%. Внесение минеральных удобрений в дозах КзоРзо и МбоРбо в сочетании с 10 т/га БГ способствовало увеличению урожайности на 32,6-34,1%. При внесении минеральных удобрений на естественном фоне наибольший результат получен от

Внесение бентонита вызвало небольшое увеличение содержания жира в семенах - на 0,1-0,7%. Под влиянием бентонита сбор масла с одного га максимально увеличился на 22,7% - вариант с10 т/га. Применение на этом фоне азотно-фосфорных удобрений повысило эффект до 32,1-32,5%.

...... 10. , Применение бентонита под подсолнечник оказало значитель-

ное последействие на продуктивность последующих культур. Урожайность озимой тритикале в наибольшей степени повысилась при весеннем внесении 10 т/га - на 33,6% по сравнению с контролем. Максимальный эффект дало сочетание бентонита с Т^оРбо- Полное минеральное удобрение в суммарной дозе НюРэдКэд вызвало повышение урожайности на 48,3%. Урожайность третьей культуры звена севооборота суданской травы повысилась от последействия бентонита независимо от сроков внесения и доз практически одинаково - на 19,6-21,7% и слабо изменялась при совместном внесении минерала с №. Максимальный эффект оказало последействие полного минерального удобрения —26,1%.

.11. В расчете только на первую культуру - подсолнечник наиболее экономичным является применение бентонита в дозе 5 т/га осенью под основную обработкупочвы. Для получения максимального условно чистого дохода оптимальный вариант - 10 т/га БГ + ^оРзо- Последействие бентонита, внесенного под подсолнечник, способствовало существенному увеличению рентабельности возделывания последующих культур - тритикале и суданской травы. Наиболее экономически целесообразным в звене севооборота явилось применение бентонита весной в дозе 10 т/га или осенью в сочетании с ^оРзо- Высокий экономический эффект дало также применение в звене севооборота минеральных удобрений в дозе N^90-

Предложения производству

При исходном содержании обменного калия в слое 0-40 см чернозема южного менее 300 мг/кг почвы бентонит необходимо вносить в дозе 15 т/га, а при большем - ограничиться 10 т/га. При внесении .15 т/га минеральные удобрения применять нецелесообразно.

При наличии в слое почвы 0-20 см менее 23 мг/кг почвы подвижного фосфора на фоне 10 т/га бентонита следует внести минеральные удобрения, содержащие фосфор в дозе Рбо> при большем количестве — Рзо, при обеспеченности слоя почвы 0-40 см перед посевом подсолнечника нитратным азотом менее 60 кг/га доза азотных удобрений для внесения на этом фоне должна составлять 60, при большей - 30 кг/га.

Бентонитовую глину с целью увеличения урожайности подсолнечника целесообразнее вносить под основную обработку почвы, в расчете и на последействие - весной под предпосевную культивацию.

При использовании только минеральных удобрений, их необходимо применить под подсолнечник в дозе N«^60 и под тритикале КзоРзо. а при наличии в почве обменного калия менее 300 мг/кг почвы необходимо внести полное минеральное удобрение.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Публикации в издания, определенных ВАК Минобразования и науки РФ

1. Горячев В.П. Применение бентонита на черноземе южном/ Е.В. Агафонов, В.П.Горячев// Земледелие.- 2011.- №8.- С. 20-21.

Публикации в других изданиях

2. Горячев, В.П. Использование бентонитовой глины и минеральных удобрений при выращивании подсолнечника на черноземе южном/ В.П. Го-рячев//Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации. Материалы Международной научно- практической конференции, пос. Персиановский, Донской ГАУ.

2010-С. 267-269. ....

3. Горячев, В.П. Действие бентонитовой глины на урожайность и качество семян подсолнечника на черноземе южном. Горячев В.П.// Инновации в науке, образовании и бизнесе- основа эффективного развития АПК: Материалы Международной научно- практической конференции, пос. Персиановский. Донской ГАУ, 2011.- С. 6-8.

4. Горячев В.П. Последействие бентонитовой глины в полевом севообороте/ В.П. Горячев//Инновации в науке, образовании и бизнесе- основа эф-

фективного развития АПК Материалы Международной научно- практичесКой конференции. пос. Персиановский. Донской ГАУ, 2011.- С. 38-40. '

г Горячев В.П. Использование бентонита для мелиорации почв Ростовской области и повышения урожайности полевых культур/ Е.В. Агафонов, П.С. Герасименко, М.В. Хованский, А.В. Цыганков, В.П. Горячев// Актуальные проблемы обеспечения продовольственной безопасности юга России: Инновационные технологии для сохранения биоресурсов, плодородия почв, мелиорации и водообеспечения. Материалы Международной науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону, 2011.-С. 142-144. "

Горячев Владимир Петрович

ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ПОДСОЛНЕЧНИКА И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМЕ ЮЖНОМ

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Подписано в печать 30.01.12. Печать оперативная. . Объем I уел. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ №26 . Издательско-полиграфическое предприятие ООО "МП Книга", г.Ростов-на-Дону,

Таганрогское шоссе, 106

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Горячев, Владимир Петрович, п. Персиановский

61 12-6/288

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ПОДСОЛНЕЧНИКА И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМЕ ЮЖНОМ

06.01.04 - агрохимия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Агафонов Е.В.

п. Персиановский 2012

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8

1.1 Значение подсолнечника 8

1.2 Потребление влаги и элементов питаниния 9

1.3 Удобрение подсолнечника 14

1.4 Удобрение тритикале и суданской травы 20

1.5 Общая характеристика, (история происхождения) происхождение и основные типы в россии бентонитовых глин 23

1.6 Влияние бентонитовой глины на химические, физико-химические свойства почвы, применение бентонитовых глин в сельском хозяйстве 27

1.7 Применение нетрадиционных источников удобрений в сельском хозяйстве 31

1.8 Опыт применения агроруд в сельскохозяйственном производстве на Северном Кавказе 34

2. ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 38

2.1 Цель и задачи исследований 38

2.2 Методика исследований 39

2.3 Условия проведения исследований 41

2.3.1 Почвы 41

2.3.2 Климат и погодные условия в годы проведения исследований 42

3. ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ ПОД КУЛЬТУРАМИ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА 47

3.1 Динамика продуктивной влаги в почве под подсолнечником 47

3.2 Динамика продуктивной влаги в почве под озимой тритикале 52 3.3. Динамика продуктивной влаги в почве под суданской травой. 54

4. ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ ПОД ПОДСОЛНЕЧНИКОМ, ОЗИМОЙ 5у ТРИТИКАЛЕ И СУДАНСКОЙ ТРАВОЙ

4.1 Содержание минерального азота в почве под подсолнечником 57

4.1.1 Нитратный азот 57

4.1.2 Динамика аммонийного азота под подсолнечником 65

4.1.3 Минеральный азот под подсолнечником 69 4.2. Содержание минерального азота в почве под тритикале и суданской травой. 72

4.2.1 Динамика нитратного азота в почве под тритикале 72

4.2.2 Динамика минерального азота в почве под суданская травой 74 4.3 Динамика подвижного фосфора в почве 78

4.3.1 Динамика подвижного фосфора в почве под подсолнечником 78

4.3.2 Динамика подвижного фосфора под тритикале 83

4.3.3 Динамика подвижного фосфора в почве под суданской травой 85 4.4. Динамика обменного калия в почве 87

4.4.1 Динамика обменного калия в почве под подсолнечником 87

4.4.2 Динамика обменного калия в почве под тритикале 92

4.4.3 Динамика обменного калия в почве под суданской травой 94

5. ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТА И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА В ПОЧВЕ, ЕЁ БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ И ЁКО 96 5.1. Содержание гумуса 96

5.2 Биологическая активность почвы 100

5.3 Действие бентонита и минеральных удобрений на ЁКО 103

6. ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТА И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙМАССЫ И ПОТРЕБЛЕНИЯ NPK РАСТЕНИЯМИ ПОДСОЛНЕЧНИКА 108 6.1. Биометрические показатели подсолнечника и суданской травы 108 6.2 Потребление элементов питания растениями подсолнечника 114

7. ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПОДСОЛНЕЧНИКА, ТРИТИКАЛЕ И СУДАНСКОЙ ТРАВЫ 121 7.1 Влияние бентонита и минеральных удобрений на урожайность и мас-личность семян подсолнечника 121

7.2 Влияние последействия бентонита и минеральных удобрений на урожайность тритикале и суданской травы 128

7.2.1 . Зависимость эффективности удобрений от содержания элементов питания в почве и растениях 132

8. ВЫНОС И БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПОДСОЛНЕЧНИКА 136

9. ЭКОНОМИКА ПРИМЕНЕНИЯ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ И МИНЕ-АЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ 139 ВЫВОДЫ 143 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 147 ЛИТЕРАТУРА 148 ПРИЛОЖЕНИЯ 163

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время главной экологической проблемой земледелия в России и, а также, в Ростовской области является отсутствие необходимой компенсации элементов питания, выносимых с урожаем из почвы, и, как результат, деградация черноземов при их длительном сельскохозяйственном использовании. (Е.В. Агафонов, 2006). На данный момент в России 31% пахотных земель имеет повышенную кислотность, 46% - низкое содержание гумуса, 22% - низкое содержание подвижного фосфора и 10% - низкое содержание обменного калия (В.Г. Сычев, 2008).

Перед наукой стоит задача найти пути регулирования плодородия почв с целью поддержания их высокой продуктивности и, как следствие, урожайности полевых культур, которая во многом зависит от удобрений. За последние годы их производство и внесение заметно сократилось в виду высокой стоимости, а внесение органики отсутствует, вследствие практически полного отсутствия животноводства.

Экономическое положение предприятий агропромышленного комплекса заставляет искать новые приемы выращивания сельскохозяйственных культур, позволяющие снижать себестоимость продукции и повышать ее качество.

Вовлечение в сельскохозяйственное производство новых видов агрохимического сырья, имеющего недостаточное для промышленного производства содержание макро-, микроэлементов, может повысить плодородие почв и увеличить урожайность сельскохозяйственных культур. Природные минералы могут быть достойными конкурентами минеральных и органических удобрений, поскольку часто содержат широкий спектр питательных веществ, и более низкие затраты на применение при использовании непосредственно в зоне добычи и прилегающих территорий.

Исследованиями по применению бентонита на черноземе южном под кукурузу и яровой ячмень, на черноземе обыкновенном под зерновое сорго, на тёмно-каштановой почве под озимую пшеницу установлено их положи-

тельное влияние на ряд агрофизических и агрохимических характеристик почвы. Внесение оптимальных доз бентонита способствовало увеличению урожайности кукурузы на силос на 30,7 по сравнению с контролем и ярового ячменя - на 29,1, зернового сорго на 16,3, озимой пшеницы на 15,1-16,3%.(П.С. Герасименко, 2008; М.В. Хованский, 2009; A.B. Цыганков, 2011).

В связи с этим перспективным является изучение возможности внесения бентонитовой глины под другие культуры, всесторонний анализ на действие почвы, а также оценка ее последействия в звене севооборота.

Актуальность темы исследований. Одной из главных экологических проблем земледелия Ростовской области является истощение почв. Это связано с тем, что вынос питательных веществ из почв с урожаями сельскохозяйственных культур лишь на 20-40% компенсируется за счет удобрений. В несколько раз сократилось применение минеральных, а органических - в 1720 раз по сравнению с 1990 годом. Диспаритет цен на сельскохозяйственную продукцию и удобрения делает непосильным их приобретение многими сельхозтоваропроизводителями.

В связи с этим возникает вопрос о поисках альтернативных источников элементов питания и средств для улучшения свойств почв из местных природных ресурсов. В Ростовской области к числу наиболее распространенных агроруд относится бентонитовая глина. Положительный опыт применения этого минерала имеется на черноземах южном и обыкновенном, каштановой почве под ячмень, кукурузу, сорго, озимую пшеницу. Необходимо дальнейшее изучение ее эффективности на других культурах и последействия в севооборотах.

Научная новизна. Впервые в Ростовской области установлено влияние бентонитовой глины Тарасовского месторождения на водный режим, агрохимические и физико-химические свойства чернозема южного как в прямом действии, так и в последействии на второй и третий годы. Определено влияние бентонита в прямом действии на урожайность и качество подсолнечника, последействие на урожайность озимой тритикале и суданской травы, как в

чистом виде, так и в комплексе с удобрениями. Дана оценка экономической эффективности применяемых приёмов.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Разработаны рекомендации производству по применению бентонитовой глины и минеральных удобрений на черноземе южном под подсолнечник, а также в звене севооборота подсолнечник, озимая тритикале, суданская трава, обеспечивающие увеличение урожайности подсолнечника на 0,47-0,74 т/га, тритикале - 0,19-0,69 т/га, суданской травы - 1,0-3,6 т/га, и повыщение рентабельности в звене севооборота на 4,5 - 10,7%.Производственная проверка результатов исследований проведена в хозяйстве Чертковского района Ростовской области СПК «Мир» и ООО «Луч», а участках площадью 50-55 га.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Значение подсолнечника

Разнообразие агроклиматических условий в России позволяет возделывать широкий спектр масличных культур. Однако доминирующее распространение среди них получил подсолнечник. Эта культура занимает 78% посевных площадей, отведенных под масличные культуры. Посевные площади подсолнечника в нашей стране составляют более 15% всех посевных площадей, занятых этой культурой в мире. В бывшем СССР ежегодно выращивалось свыше 5,3 млн. т семян подсолнечника, вырабатывалось около 2 млн. т подсолнечного масла, что составляет три четверти общего производства пищевых и растительных масел. В настоящее время выращивается в РФ - около 6 млн. т, в ЮФО - более 3 млн. т. (Малюга Н.Г. 2011)

В семенах современных сортов и гибридов подсолнечника, созданных русскими селекционерами, содержится 50-56 % светло-желтого с хорошими вкусовыми качествами пищевого масла. В подсолнечном масле содержится до 62 % биологически активной линолевой кислоты, а также витамины А, Д, Е, К, фосфатиды, что повышает его пищевую ценность. Перерабатывая семена на масло, получают побочную продукцию - шрот или жмых. Шрот и жмых - ценные корма, содержащие до 33-35 % белка, незаменимые аминокислоты, минеральные соли, витамины. Из лузги вырабатывают фурфурол, этиловый спирт, кормовые дрожжи. Зеленая масса подсолнечника, скошенная в стадии цветения, хорошо силосуется, используется на корм КРС. Подсолнечник является хорошим медоносом, дающим до 40-50 кг мёда с гектара (Дворякин Н.И., Пус-товойт В.С., 1975, Дублянская Н.Ф., 1975, Васильев Д.С., 1983).

Протеин подсолнечного шрота содержит все известные аминокислоты и характеризуется благоприятным их соотношением. В 1 кг шпрота содержится: лизина - 12,8 г, триптофана - 5,1, тирозина - 6,5, цистина - 2,7, аргинина -29,3, гистидина - 8,7 г. В жмыхе имеются жиры, углеводы, фосфатиды, фитин, пектин, витамины группы В.

По сборам масла по сравнению с другими культурами подсолнечник не имеет себе равных у нас в стране, т. к. с гектара дает наибольшее количество масла (1-1,7 т/га), а по сбору протеина (320-500 кг/га) превосходит даже многие бобовые культуры. В свою очередь масло в большом количестве перерабатывается в маргарин, а худшие сорта масла идут на технические цели. Зола при сжигании стеблей подсолнечника используется для производства поташа, а также как калийное удобрение (В.А. Федотов, В.В. Коломейченко, 1998).

Ростовская область является крупнейшим производителем маслосемян в РФ, в 2005 г здесь было сосредоточено 1163,6 тыс. га посевных площадей (МалюгаН.Г. 2011).

1.2 Потребление влаги и элементов питания

Для засушливых условий Северного Кавказа решающим фактором получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур является влаго-обеспеченность (Шапошникова И.М. и др., 1970; Никопольская И.В., 1972; Никитишина А.И., 1974; Гапиенко A.A. и др., 1988; Богомазов Н.П., Солда-тов С.М., 1991; Дубинина Н.Е., Овсянникова Ф.Е., 1991; Агафонов Е.В., 1992).

Установлено, что основной источник варьирования урожаев подсолнечника в опытах - меняющиеся по годам условия увлажнения, на долю которых приходится 76,9%. Установлено также существенное взаимодействие условий увлажнения с удобрениями и предшественниками. (Пелин И.Г.; Донос А.И., 1984).

Для зон страны с недостаточным количеством осадков в период вегетации подсолнечника, количество влаги в почве до посева является наиболее важным, а иногда и решающим фактором, определяющим урожай и его качество (Андрюхов В.Г. 1975 г).

Осадки вегетационного периода не всегда могут обеспечить потребности подсолнечника в критический период его развития (цветение, образование и налив семян), который приходится на июль, как правило, жаркий

и сухой месяц. В фазе роста семян подсолнечник особенно требователен к содержанию влаги в почве, от этого в первую очередь зависит уровень урожайности. По отношению к воде данная фаза для подсолнечника критическая. (Васильев Д.С. 1990).

Наибольшая чувствительность растений к почвенной засухе наблюдается в период цветения. Особенно важную роль влагообеспеченность играет в фосфорном питании растений. Снижение влажности почвы в начале цветения приводит к увеличению белкового азота в семенах (Бунякин И. Я., 1985).

По данным Агафонова Е.В. (1998), полученным в течение 20 лет в засушливой зоне, расход влаги на единицу, т. е. коэффициент водопотребления подсолнечника меняется в зависимости от содержания продуктивной влаги в почве в течение вегетации. При хорошей влагообеспеченности он составил в среднем 17,9 мм/ц, а при низкой уменьшался до 12,3 мм/ц.

При обеспеченности подсолнечника минеральными веществами растения более продуктивно используют почвенную влагу, и в меньшей мере бывают подвержены воздействию неблагоприятных условий воздействия внешней среды (Белевцев Д.Н., Горбаченко В.Д., 1983)

На использование элементов минерального питания подсолнечником большое влияние оказывает влажность почвы. При повышенной влажности все удобрения - азотные, фосфорные и калийные - используются подсолнечником более продуктивно, чем при пониженной. Оптимальная влажность почвы для подсолнечника - 60-70 % от полной влагоемкости (Бунякин И.Я., 1978)

По данным, приведенным Е.В. Агафоновым, Е.В. Полуэктовым (1999) в условиях дефицита влаги применение фосфорных удобрений способствовало снижению водопотребления с 12,3 до 11,0, а фосфорно-азотных до 11,6 мм/ц.

За вегетационный период подсолнечнику требуется высокое количество влаги. Его суммарное водопотребление по различным данным колеблется от 3200-5000 до 4500-6800 т/га. Обладая мощной глубокопроникающей

корневой системой, подсолнечник может потреблять влагу из слоя до трех метров (Ротмистров В.Г. 1939, Станков Н.З. 1964).

Установлено, что при запасах влаги в пахотном слое почвы ниже 60% HB поглощение элементов питания корнями растений затрудняется, а при 40% HB - полностью останавливается. Дефицит воздушной влаги способствует снижению интенсивности фотосинтеза, усиливает гидролиз органических веществ, а при снижении относительной влажности воздуха до 30-40% полностью прекращается фотосинтез растений (В,В. Агеев 1998, H.H. Сиро-тенко 1983).

Подсолнечник обладает высоким уровнем адаптации к различным почвам. Лучшими для него считаются черноземы (супесчаные и суглинистые), а также каштановые почвы. В то же время заболоченные, легкие песчаные и солонцеватые почвы мало подходят для него (Малюга Н.Г. 2011).

Относительно выноса питательных элементов с урожаем данные различных исследований расходятся. По данным Ставропольского ГАУ подсолнечник на формирование среднего урожая выносит из почвы 144-156 кг азота, 57-65 кг фосфора, 78-185 кг калия с 1 га. В Краснодарском крае на черноземе выщелоченном - 125; 48 и 245 кг с 1 га соответственно, на черноземе обыкновенном Ростовской области - 130, 30 и 228, а в Воронежской области на типичном черноземе соответственно 158, 61 и 359 кг/га (Андрюхов В.Г. 1992, Баршадская С.И. 2007, Стулин А.Ф. 1990).

Установлено, что потребление растениями подсолнечника из почвы питательных веществ, а также количество их содержания в растениях, по результатам исследований проведенных во Всероссийком научно-исследовательском институте масличных культур им B.C. Пустовойта, зависит от особенностей сорта или гибрида, фазы развития растений, почвенно климатических условий зоны проведения исследований, влагообеспеченно-сти и степени развития растения, а также вносимых норм удобрений и уровня почвенного плодородия (Руководство возделывания подсолнечника, 1993 г., Харченко Н.И., 1992 г).

По данным В.В. Агеева (1998) растения в фазе 5-6 листьев содержат в тканях 4,51-5,15% азота, 0,89-1,17% фосфора, 3,94-4,11% калия, с последующим снижением из-за ростового разбавления и возраста растений до 0,33-0,4; 0,18-0,2 и 2,75-2,85% в вегетативной массе.

Подсолнечник выносит из почвы большое количество питательных веществ: азота и фосфора в 2-3 раза, калия в 6-10 раз больше, чем зерновые культуры. На формирование 100 кг его семян расходуется 5-6 кг азота, 2-2,5 кг фосфора и 10-12 кг калия (Васильев Д.С., 1983, Мажуга Г.Е., 1998), а на 10 т зеленой массы - соответственно 30, 10 и 45 кг (Ягодин Б.А., Торшин С.П. и др., 1992).

В начале вегетации до образования корзинки подсолнечник медленно развивается и мало потребляет питательных веществ. От образования корзинки до конца цветения наблюдается интенсивное поглощение их растениями, а к созреванию этот процесс снова замедляется или совсем прекращается (Пустовойт B.C. 1975).

Лукашев А.И. (1989) утверждает, что потребность в азоте и его действие на подсолнечник определяются интенсивностью восстановления нитратов в растениях и �