Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ МЕЛИОРАЦИИ НА СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО, ТЕПЛИЧНОГО ПОЧВОГРУНТА И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ МЕЛИОРАЦИИ НА СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО, ТЕПЛИЧНОГО ПОЧВОГРУНТА И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР"

Л-ЪЗЯЗЗ

На правах рукопмс:

КУЗНЕЦОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ МЕЛИОРАЦИИ НА СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО, ТЕПЛИЧНОГО ПОЧВОГРУНТА И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Специальности 06.01.02—мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации иа соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза 2003

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенской государственной сельскохозяйственной академии»

Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Кузин Евгений Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Денисов Евгений Петрович кандидат сельскохозяйственных наук, Ильвачев Юрий Альбертович

Ведущее, предприятие: Пензенский (НИИСХ)

Защита состоится « 28 » ноября 2003 г. в часов на заседании диссертационного совета ??0.053-01 при ФГОУ ВПО «Пензенской государственной i- демии» по адресу: 440014, г. Пенза, лос. Ахуны, ул. ьотаническая, jO.

С диссертацией можно с: тмится в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Автореферат разослад^^» жгября 2003 г.

Ученый секретарь

дие^ 4 J7. £ ^ Гущина В.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В последние годы внимание исследователей привлекает новый класс полимеров - полимерные гидрогели, которые набухают в воде, но не растворяются. Они обладают высокой аодосорбнрующей способностью, их можно применять в растениеводстве для улучшения влагообеспечения растений. Новое поколение таких материалов, как сильнонабухаю щне полимерные гидрогели (СПГ), способные аккумулировать при набухании до нескольких литров воды на 1 г полимера имеют большой интерес а науке. Это связано с перспективам» применения СПГ в качестве влагоадсорберов дня повышения влаго-емкости почвы и песков, а также как вспомогательного средства в некоторых прогрессивных технологиях: инкрустации семян гидрофильными оболочками, «жидкостном» высеве пророщенных семян, гидропонике и т.д.

Основная идея применения СПГ в мелиорации почв состоит в том, что размещенный в почвенном слое гидрофильный сетчатый полимер обеспечивает удержание дополнительного запаса влаги, главным образом, за счет снижения потерь на гравитационный сток и физическое испарение. Эту влагу эффективно используют растения, поскольку ее основная часть лежит в области биологически доступных потенциалов (4,2>рР>2,0). В результате наблюдаются значительное пролонгирование влажности почвы, снижение поливных норм и расхода химикатов, рост биомассы, а в ряде случаев, принципиальная возможность выращивания растений в неблагоприятных условиях водного дефицита В литературе, посвященной СПГ, обсуждаются перспективы их использования для решения сельскохозяйственных, водных, экологических и социальных задач. В США, Японии, Египте, Судане, Франции производят И применяют эти материалы в коммерческом масштабе. В нашей стране работы по СПГ бьши начаты в 19831984 годах в ИХФ и ряде институтов почвшко-биологического профиля.

Цель исследования: целью настоящей работы было изучение влияния по-лиакриламидного полимера В-415К Нового поколения, разработанного Саратовским НИИ «Биокатализ» на агромелиоративное состояние чернозема выщелоченного, тепличного почвогрунта и урожайность сельскохозяйственных культур.

В задачи исследовании входило:

1. Определить влияние полиакриламидного полимера и минеральных удобрений на содержание гумуса в черноземе выщелоченном и органического вещества в тепличном почвотрунте.

2. Изучить влияние полимерной мелиорации на агрофизические свойства чернозема выщелоченного и тепличного почвогрунта.

3. Установить зависимость водопоглощающей способности, скорости и периода водопоглощения полнакриламидным полимером от состава, концентрации солевых растворов и размера гранул--1

4. Установить влияние полиакриламидиого полимера В-415К и минеральных удобрений на пищевой режим чернозема выщелоченного н тепличного почвогрунта.

5. Выявить изменения физико-химических свойств чернозема выщелоченного и тепличного почвогрунта под влиянием полимерной мелиорации и у-Д9брений.

6. Определить влияние полиакриламидиого полимера В-451К и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур.

7. Рассчитать эколого-экон омическую и экономическую эффективность использования в качестве мелиоранта отечественного полимера В-415К.

Научная новизна: Впервые в условиях лесостепи Среднего Поволжья на черноземах выщелоченных в зериотравяном севообороте и в условиях закрытого грунта изучено влияние водоудерживающего полиакри лам и дно го полимера В-415К и минеральных удобрений на агрохимические и агрофизические свойства чернозема выщелоченного, тепличного почвогрунта и урожайность сельскохозяйственных культур. Установлена водопоглощающая способность полимера в зависимости от концентрации и состава азотосодср-жащих солей. Определена скорость и период водопоглощения в зависимости от размера гранул полиакриламндного полимера В-415К,

Практическая значимость работы. Полученный экспериментальный материал может быть использован для разработки приемов полимерной мелиорации как в условиях богары для возделывания многолетних трав и зерновых куль. тур, так и в условиях закрытого грунта для выращивания овощных культур.

- Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на научно-практических конференциях в 2000-2003 гг. в Саратове (СГАУ), в Пензе (ПГСХА), в Москве (ВИУА). На Всероссийской выставке (г. Москва, 2001 г) работа была отмечена дипломом и медалью лауреата ВВЦ РФ.

Основные положения, «ыносимые на защиту:

1. Влияние пап и акрил ам одного полимера В-415К и удобрений на агрофизические свойства чернозема выщелоченного и тепличного почвогрунта.

2. Изменение агрохимических свойств под влиянием полимерной мелиорации почв.

3. Влияние полиакриламидиого полимера В-415К и удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур.

4. Эколого-экономическая и экономическая эффективность использования полимерной мелиорации в сельскохозяйственном производстве.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 30 таблиц, 35 рисунков, 14 приложений. Список используемой литературы содержит 168, в том числе 7 на иностранных языках.

По теме диссертации опубликовано 11 работ.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для изучения влияния лолиакриламидного полимера В-415К на свойства чернозема выщелоченного, тепличного почвогрунта и урожайность сельскохот зяйственных культур был заложен опыт 8 учебно-опьггном хозяйстве Пензенской ГСХА по следующей схеме: 1. Контроль (без полимера); 2. Полиакрняа-мидный полимер в дозе 0,1% от массы почвы; 3. Полиакркламидный полимер в дозе 0,05% от массы почвы; 4. Семена, обработанные полиакрнламидным полимером; 5. Полиакркламидный полимер в дозе 0,1% от массы почвы + семена, обработанные полиакриламндным полимером; 6. Полиакрнламидиый полимер в дозе 0,05% от массы почвы + семена, обработанные полиакриламндным полимером. Семена перед посевом на 4, 5 и 6 вариантах обрабатывались полимерной пудрой из расчета: люцерна -100 г, зерновые-600 г на норму высева.

Исследования проводились С 1996 по 2001 год в эсрногравяном севообороте со следующим чередованием культур: многолетние травы (люцерна 3 года), озимая пшеница, яровая пшеница, ячмень. Повторность & опыте четырехкратная. Площадь делянок Юм1. Объектом исследований в опыте 1 являлся чернозем выщелоченный срсднегумусный сред немощный тяжелосуглиннсгого гранулометрического состава, наиболее широко представленный в области. Содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 6,64 до 6,65%. Реакция почвенного раствора в верхнем слое слабокислая. Сумма обменных оснований высокая - от 37,4 до 37,6 мг-экв на 100 г почвы с явным преобладанием кальция. Содержание гидролизуемого азота в пахотном горизонте 147,4 мг/кг почвы, подвижного фосфора-84,3, обменного калия -158,4 мг/кгпочвы.

Исследования по изучению влияния полиакриламидного полимера и минеральных удобрений на свойства почвогрунта и урожайность овощных культур проводились в закрытом грунте тепличного хозяйства Пензенской ГСХА. Опыт 2 был заложен по следующей схеме: 1. Без полимера и удобрений (контроль); 2. Полиакриламидный полимер, насыщенный водой; 3. По-лиакриламндный полимер, насыщенный водой + ЫРК. в почвогрунт; 4. Поли-акриламидный полимер, насыщенный М+РК в почвогрунт; 5. ИРК на запланированный урожай.

Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок рендомизированное, площадь делянок 2м1. В опыте изучалось звено овощного культурооборота: салат (Одесский кучерявей), редис {18 дней), базилик (Базилик фиолетовый). Объектом исследования являлся тепличный почвогрунт. Содержание органического вещества в пахотном горизонте колебалось от 21,6 до 22,5%. Реакция почвенного раствора близкая к нейтральной (рНдд. - бД-6,6 ед.). Сумма обменных оснований высокая—от 44,0 до 45,9 мг-экв на 100 г почвы. Содержание гидролизуемого азота 181,7-202,1, фосфора - 71,9-76,2, калия - 75,7-79,3 мг/кг почвогрунта.

Предполивной порог влажности составлял 80% от НВ, В среднем за три года оросительная норма при выращивании салата на контрольном варианте и на варианте с полным минеральным удобрением составила 3850 м3/га, по полимерному фону - 2450 м3/га, при выращивании редиса - 3500 и 2000м3/га, при выращивании базилика -3500 и 1750 м3/га соответственно.

.В качестве минеральных удобрений в опыте использовали: мочевину -11,'6 г/м1; двойное суперфосфат—11,0 г/м2; хлорид калия -16,0 г/м .

В исследованиях использовался полиакриламидный полимер нового поколения В-415К (ТУ-6-02-00209912-59-96), синтезированный Саратовским НИИ "Бнокатализ", 1 грамм которого может поглощать и удерживать в доступной для растений форме до 300 г воды.

При возделывании сельскохозяйственных культур в опытах использовалась агротехника, общепринятая для Пензенской области.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Органическое вещество

Содержание гумуса по истечении трех лет после посева люцерны на контрольном варианте увеличилось на 0,09% по отношению к исходному (опыт 1).

На варианте с использованием полизкриламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы содержание гумуса в пахотном горизонте увеличилось на 0,25%, а при использовании полимера в дозе 0,05% - на 0,16%. Разница с контрольным вариантом составила: в первом случае - 0,17, а во втором случае - 0,08% (табл Л).

Таблица 1

Влияние полизкриламидного полимера В-415К на содержание гумуса

в черноземе выщелоченном, % (опыт 1)

1996 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г.

Варианты Исходное Люцерна Озимая Яровая Ячмень

опыта содержание третьего года пшеница пшеница

пользования

1. 6,64 6,73 6,76 6,72 6,67

2. 6,65 6,90 6,95 6,90 6,84

3. 6,65 6,81 6,84 6,80 6,76

4. 6,64 6,74 6,78 6,74 6,68

5. 6,64 6$0 6,96 6,90 6,85

6. 6,65 6,82 6,85 6,81 6,76

Обработка семян люцерны псшнакриламидным полимером не оказала существенного влияния на накопление гумуса в пахотном горизонте по отношению к контрольному варианту.

Максимальное содержание гумуса на всех вариантах опыта было отмечено в 1999 году после уборки озимой пшеницы, которая возделывала» по пласту люцерны. На контрольном варианте содержание гумуса достигло 6,77%, увеличение по отношению к исходному составило 0,12%. На вариантах с падиакрн-ламидным полимером содержание гумуса в пахотном горизонте варьировало в интервале от 6,84 до 6,96%, при максимальном содержании на варианте с использованием полимера в дозе 0,1% от массы почвы (6,95-6,96%). Увеличение по отношению к исходному составило 0,19-032% соответственно.

В последующие годы исследований (2000,2001 гг.) на всех вариантах опыта прослеживалась четкая тенденция к уменьшению содержания гумуса в пахотном горизонте за счет минерализации наиболее подвижных его форм. Однако по завершению опытов содержание гумуса на вариантах с полимером было значительно выше исходных значений, тогда как на контрольном варианте его содержание приблизилось к исходному.

Аналогично изменениям общего гумуса, изменялось содержание лабильных органических веществ.

Полиакриламидный полимер в два раза снижает темпы потерь органического вещества из верхнего слоя тепличного почвогрунта (опыт 2).

Таблица 2

Влияние пол на кри лам ид ного полимера В-415К и минеральных удобрений

на содержание органического вещества в тепличном почвогрукте,% (опыт 2)

Варианты опыта в среднем за три года

1* г* 3*

1 .Без полимера и удобреннй (контроль) 21,9 17,5 4,4

2.Полиакриламидный полимер, насыщенный водой 22,0 20,0 2,0

3.Полиакриламидный полимер, насыщенный водой 22,0 20,0 2,0

+ЫРК в почвогрунт

4.Полиакрнламидный полимер, насыщенный № РК 21,9 20,0 1.9

в почвогрунт

5 ,ОТК на запланированный урожай 22,0 17,8 4,2

1 * - содержание органического вещества перед закладкой опыта, 2* - содержание органического вещества по завершению ротации звена

кул ьтурооборота, 3* - отклонение от исходного содержания в среднем за 3 года.

Содержание органического вещества перед посевом первой культуры овощного кул ьтурооборота изменилось по вариантам опыта от 21,9 до 22,0%. По завершению ротации звена культурооборота содержание органического вещества изменялось по вариантам опыта от 17,5 до 20,0%. В среднем затри года исследований потери органического вещества на варианте с полимером составили 1,9-2,0%, «а контрольном варианте - 4,4% и на варианте с полным минеральным удобрением -4,2% (табл. 2).

АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Структура почвы. К радикальным приемам воспроизводства утраченной структуры относятся посев многолетних трав и использование искусственных структурообразователей, Полиакрилам и д н ы й полимер и люцерна оказывают положительное влияние на восстановление утраченной структуры в черноземе выщелоченном (опыт 1).

По завершению третьего года исследований на варианте, где использовался полнакриламидный полимер В-415К в дозе 0,1% от массы почвы, содержание водопрочных агрегатов в пахотном горизонте составило 68,369,7%, разница с исходным значением составила 19,7-21,2%. На контрольном варианте содержание водопрочных агрегатов под люцерной за три года увеличилось только на 4,2%. Использование под люцерну пол накриламидного полимера в дозе 0,05% от массы почвы позволило увеличить содержание водопрочных агрегатов за три года на 11,7%. Обработка семян люцерны полимером не оказала существенного влияния на восстановление структуры (табл. 3).

Таблица 3

Влияние поли акридами д ¡¡ого полимера В-415К на структурное состояние

чернозема выщелоченного, (опыт 1)

Содержание водопрочных агрегатов >0,25 мм

Варианты 1996 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г.

опыта Исходное Люцерна Озимая Яровая Ячмень

содержание третьего года пшеница пшеница

пользования

1. 48,4 52,6 54,8 53,9 51,8

2. 48,6 68,3 71,3 70,6 69,4

3. 48,7 60,4 62,6 61,8 60,0

4. 48,3 54,3 56,2 55,1 53,9

5. 48,5 69,7 72,5 71,1 70,1

б. 48,8 61,9 63,4 62,0 60,6

НСРоз 5,9 6,3 5,8 6,1

После уборки озимой пшеницы в 1999 году содержание водопрочных агрегатов на контрольном варианте составило 54,8%, разница с исходным достигла максимума и составила 6,4%. На вариантах с использованием поли-акркламндного полимера в дозах 0,05 и 0,1% от массы почвы содержание структурных водопрочных агрегатов составило 62,6 и 71,3% соответственно. На варианте, где семена озимой пшеницы обрабатывались полимером, содержание водопрочных агрегатов достигло 56,2%.

Начиная с 2000 года, на всех вариантах опыта наметилась тенденция к уменьшению количества водопрочных агрегатов. После уборки ячменя в 2001 году количество водопрочных агрегатов на контрольном варианте уменьшилось по сравнению с 2000 годом на 3,0%. На вариантах с полимером эти различия, в зависимости от его доа, составили 1,9-2,6%.

Важной характеристикой структурного состояния почвы является коэффициент ее структурности. На контрольном варианте при возделывании люцерны коэффициент структурности увеличился с 0,94 до 1,1). При использовании п олиакрила мидно го полимера под люцерну в дозе 0,1% от массы почвы на третий год исследований коэффициент структурности увеличился с 0,95 до 2,15, разница с контролем составила 1,14, На третьем варианте, где использовался полимер в дозе 0,05% от массы почвы, коэффициент структурности возрос с 0,95 до 1,53, отклонение от контроля составило 0,42,

Наиболее существенное увеличение коэффициента структурности на всех вариантах опыта наблюдалось под озимой пшеницей, возделываемой по пласту люцерны (1,17-2,46). Максимальные значения коэффициента структурности были отмечены на вариантах с использованием полнакриламидного полимера в дозах 0,05 и 0,1% (1,67-2,48). В последующие годы исследований на всех вариантах опыта и, особенно, на контрольном варианте наметилась тенденция к уменьшению коэффициента структурности.

В опыте 2 на контрольном варианте утрата водопрочных агрегатов в тепличном лочвоГрунте к концу ротации эвена культурооборота составила 3,6%.

Таблица 4

Влияние полнакриламидного полимера В-415К и минеральных удобрений

на структуру тепличного почвогрунта, (опыт 2)

Варианты опыта в среднем за три года

1* 2*

1,Без полимера и удобрений (контроль) 5М 47,5

2,Полиакриламидный полимер, насыщенный водой 50,5 59,1

3.Поли акрил амидный полимер, насыщенный водой

+ЫРК в почвогрунт 50,9 60,7

4.Полиакриламндный полимер, насыщенный № РК в

почвогрунт 50.8 61,0

5.МРК на запланированный урожай' 50,6 47,4

1 * - Содержание водопрочных агрегатов перед закладкой опыта

2* - Содержание водопрочных агрегатов после ротации звена культурооборота

Использование в качестве мелиоранта полнакриламидного полимера дает возможность существенно увеличить содержание водопрочных структурных агрегатов в тепличном почвогрунте. По истечении ротации звена овощного культурооборота содержание водопрочных агрегатов по полимерному фону колебалось в интервале от 59,1 до 61,0%. Различия с исходным содержанием варьировали в пределах от 8,6 до 10,2%. Увеличение по сравнению с контрольным вариантом составило 11,6-13,5% (табл. 4). Использование минеральных удобрений как по полимерному фону, так и в чистом виде не оказало существенного влияния на структурное состояние почвогрунта.

В условиях орошения происходит существенное уменьшение коэффициента структурности тепличного почвогрунта. Перед посевом первой культуры тепличного кулыурооборота коэффициент структурности колебался по вариантам опыта от 1,02 до 1,04. По завершению ротации звена культурооборота коэффициент структурности на контрольном варианте снизился до 0,90. На варианте с полимером произошло увеличение коэффициента структурности до 1,44-1,57.

Платность почвы. Плотностьтючвы -это важное физичяпкое г-нлйг-т-во, от которого зависит водный, воздушный и тепловой режимы почв.

Псмшакриламидный полимер снижает негативное воздействие антропогенных факторов на структурное состояние почвы, что положительно сказывается на ее плотности.

В начале вегетационного периода в 1996 году плотность почвы на всех вариантах опыта 1 была практически одинаковой и изменялась в интервале от 1,00 до 1,02 г/см3. В конце вегетационного периода в 19% году (первый год действия полимера) минимальное значение плотности почвы было отмечено на вариантах с использованием полиакриламида в дозе 0,1% от массы почвы (1,07-1,08 г/см3). Разница с контрольным вариантом составила 0,18-0,19 г/см3. Плотность почвы на этих вариантах была в пределах оптимальной, тогда как на контрольном варианте дрейф от верхнего предела оптимальной плотности составил 0,06 г/см3. Аналогичная закономерность наблюдалась во все годы выращивания люцерны.

В 1999 году после уборки озимой пшеницы плотность почвы на контрольном варианте была выше оптимальной и составила 1,21 г/см5. На вариантах, где использовался полиакриламндный полимер в дозе 0,1%, плотность пахотного горизонта изменялась в интервале от 1,04 до 1,05 г/см3 и варьировала в пределах оптимальной. На вариантах с использованием полимера в дозе 0,05% от массы почвы плотность чернозема выщелоченного в пахотном горизонте составляла 1,11 г/см3. Обработка семян полимером не оказала положительного влияния на разуплотнение почвы.

Положительное влияние полимера на величину равновесной плотности пахотного горизонта было отмечено в 2000 и 2001 годах. Однако следует отметать, что разуплотняющее воздействие полимера на почву к 2001 году существенно снижается.

Перед посевом первой культуры плотность почвогрунта на всех вариантах опыта колебалась в пределах от 0,87 до 0,93 г/см3 к была в пределах оптимальной. После уборки третьей культуры овощного культурооборота плотность почвогрунта на контрольном варианте увеличилась до 1,24 г/см3, разница с исходной составила 0,33. Плотность почвогрунта на вариантах с полимером по завершению опытов изменялась в интервале от 1,08 до 1,10 г/см3, то есть была в пределах оптимальной. Разница с контрольным вариантом варьировала в интервале от 0,14 до 0,16 г/см3. Положительное действие на разуплотнение почвогрунта минеральных удобрений не было отмечено.

Общая пористость. Пористость является одним из важных показателей, характеризующих мелиоративное состояние почвы.

Величина общей пористости чернозема выщелоченного без использования мелиоранта изменялась по годам, в зависим оста от возделываемых культур, в начале вегетационного периода в пределах от 50,4 до 57,5%, в конце вегетации - от 47,5 до 49,6% (опыт 1).

Во все годы исследований максимальная величина общей пористости, как в начале, так и в конце вегетационного периода наблюдалась на варианте с использованием полиакриламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы, В начале вегетации культур общая пористость на этом варианте изменялась от 56,7 до 59,2, т.е. была наилучшей. В конце вегетационного периода она варьировала в интервале от 53,3 до 56,7%. На варианте с использованием полимера в дозе 0,05% от массы почвы величина общей пористости в начале вегетации изменялась от 55,8 до 58,3% и была в пределах наилучшей. В конце вегетационного периода величина обшей пористости на этом варианте колебалась по годам исследований от 51,7 до 54,2% и была в пределах удовлетворительной. Обработка семян перед посевом полнакриламидным полимером не оказала влияния на изменение общей пористости, ее значения были близки к контрольным величинам.

В опыте 2 величина общей пористости без использования полимерного мелиоранта и минеральных удобрений перед посевом первой культуры тепличного культурооборота колебалась по годам исследования от 61,5 до 63,1%, то есть была оптимальной. После уборки третьей культуры культурооборота она снизилась до'47,7-49,0% и была ниже оптимальной. Разница с исходным» значениями колебалась в интервале от 13,8 до 14,1%. На варианте, где использовались минеральные удобрения без полимерного фона характер изменения общей пористости был аналогичным изменениям на контроле.

Величина общей пористости пахотного горизонта на вариантах с,полимером изменилась по годам исследования в интервале от 53,8 до 56,0% и превышала контрольные значения на 5,5-7,0%.

Зависимость водопоглошающей способности палиакричамиднаго полимера от состава, концентрации растворов солей и размера гранул полимера

Нами было установлено, что растворы электролитов значительно снижают водопоглощающую способность полиакриламидного полимера. Коэффициент водопоглощения в данном случае определялся только концентрацией электролита. В зависимости от концентрации электролита коэффициент водопоглощения варьировал от 0,75 до 0,47. В отличие от солей электролитов, внесенные в раствор вещества, построенные по ковалентному типу (мочевина) практически не вызывают уменьшение водопоглощающей способности полиакриламидного полимера марки В-415К. Коэффициент поглощения полимером раствора мочевины, независимо от его концентрации, состав™ 0,9,

Полнакркламиднын полимер марки В-415К производится в виде порошка или в виде гранул размером от 0,5 до 5 мм. Исследованиями установлено, что период насыщения гранул полимера до полного объема четко определяется их размером. Так, полное насыщение гранул размером 0,5-1 мм происходит за 40 мин, гранул размером 1-2 мм - 150 мин., гранул размером 2-3 мм —180 мин., гранул 3-5 мм-210 мин.

Водоудерживаюшая способность к залаем продуктивной влага.

Как свидетельствуют результаты исследований, водоудерживающий ' полиакрнламидный полимер существенно повышает влагоемкость почвы. На варианте с использованием полимера в дозе 0,1% от массы почвы водоудер-живающая способность почвы под люцерной (1996 году) составила 53,8%, а при использовании полимера в дозе 0,05% - 43,6%. Разница с контрольным вариантом составила 20,9 и 10,7% соответственно.

' Наиболее положительное влияние на водоудержнвающую способность почвы полиакрнламидный полимер оказывает в первые три года после внесения, затем его эффект постепенно затухает. Так, в 1998 году величина водоудерживающей способности на вариантах с полимером изменялась в зависимости от дозы в интервале от 43,7 до 54,4% при значении на контроле 34,2%. В 2001 году величина водоудерживающей способности на контрольном варианте составила 33,0%, на варианте с использованием полимера в дозе 0,1% от массы почвы - 40,3%, а на варианте с дозой 0,05% —33,8%. Обработка семян полимерной пудрой перед посевом не оказывает влияние на величину водоудерживающей способности чернозема выщелоченного.

Перед посевом первой культуры тепличного культурооборота величина наименьшей влагоемкости на контрольном варианте равнялась в 2001 году -37,7%, в 2002 году - 38,1%, в 2003 году - 37,4%. При завершении ротации звена культурооборота уменьшалась до 34,9, 35,2 и 34,2% соответственно. Различия с исходными значениями составили 2,8-3,1%.(опыт2)

При использовании полимера без минеральных удобрений, величина водоудерживающей способности почвогрунта варьировала от 56,2 до 58,0% и превышала контрольное значение на 19,1-21,9%.

Использование минеральных удобрений ло полимерному фону снижает водоудержнвающую способность тепличного почвогрунта. При завершении ротации звена культурооборота величина водоудерживающей способности на вариантах с совместным использованием полимера и минеральных удобрений изменялась от 51,3 до 54,2%. Различие с исходными значениями составило 4,05,4%. Использование полного минерального удобрения не оказывает существенного влияния на водоудержнвающую способность тепличного почвогрунта.

Использование водоудерживающего полимера дает возможность накапливать значительное количество продуктивной влаги. На варианте с использованием полиакрнламндного полимера в дозе 0,1% от массы почвы запасы продуктив-

ной влаги в метровом слое в начале вегетационного периода составили в 1999 году 259,5, в 2000 году - 230,5 и в 2001- 221,4 мм. Разница с контрольным вариантом составила 623%; 37,7; 16,4 мм соответственно. При использовании водо-набухающего полимера в дозе 0,05% от массы почвы запасы продуктивной штаги была выше, чем на контроле в 1999 году на 31X в 2000 году - на 14,9 и в 2001 году -на 8,0 мм и составили соответственно 228,4,207,7,213,5 мм.

В конце вегетационного периода запасы продуктивной влаги на варианте с использованием полимера в дозе 0,1% составили: в 1999 году 251,0; в 2000 году -1 58,3 и в 2001 году - 129,7 мм разница с контрольным вариантом составляла соответственно 62,3; 18,0; 13,4 мм. При использовании полимера в дозе 0,05% от массы почвы запасы продуктивной влаги колебались по годам исследований от 125,2 до 209,1 мм при значениях на контроле от 116,3 до 188,7 мм. Па четвертом варианте, где семена обрабатывались перед посевом по л иакрилам н дным полимером, запасы продуктивной влаги несущественно превышали контрольные значения.

Па вариантах с полимером запасы продуктивной влаги в слое почвог-рунта 0-30 см были значительно выше, чем на контрольном варианте (опыт 2)-Ее значения в начале вегетации первой культуры составляли по годам исследований 100,8-106,7 мм, при значениях на контроле 49,0-52,7 мм. В конце вегетации третьей культуры овощного культурооборота запасы продуктивной влаги по полимерному фону колебались в пределах от 120,8 до 127,7 мм, тогда как на контрольном варианте они составляли 56,8-60,0 мм.

Запасы продуктивной влаги на вариантах, где полиакриламидный полимер вносили совместно с минеральными удобрениями, в начале вегетации были аналогичными варианту с использованием полимера без удобрений, и составляли по срокам определения 101,3-109,9 мм. При завершении ротации звена овощного культурооборота запасы продуктивной влаги на этих вариантах были ниже, чем на варианте с использованием полимера без удобрений в 2001 году на 15,5-17,2 мм, в 2002 году - на 7Д-8,9 мм, в 2003 году - на 12,5-15,9 мм. Использование полного минерального удобрения без полимерного фона не оказало существенного влияния на запасы продуктивной влаги в тепличном почвогрунте.

АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Азот. Максимальное содержание легкогидролизуемого азота после уборки культур зернотравяного севооборота было отмечено на варианте с использованием полиакриламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы. Под люцерной в 1998 году содержание легкогидролизуемого азота на этом варианте составляло 192,6 мг/кг почвы, после уборки озимой пшеницы в 1999 году - 205,8, после уборки яровой пшеницы в 2000 году - 190,8 и после уборки ячменя в 2001 году- 1703 мг/кг почвы при значении на контрольном ва-

рианте 178,3, 186,5, 176,3 и 156,8 мг/кг почвы соответственно. Различия с контрольным вариантом изменялись в интервале от 13,5 до 18,3 мг/кг почвы.

При использовании полиакрипамидного полимера в дозе 0,05% от массы почвы содержание легкогидролизуемого азота в 1998 году составляло 185,8, в 1999 году - 194,9, »2000 году - 183,1 и 2001 году 161,3 мг/кг почвы. Разница с контрольным вариантом варьировала в пределах от 4,5 до 8,4 мг/кг почвы.

Обработка семян перед посевом полиакриламидным полимером не оказала существенного влияния на накопление легкогидролизуемого азота в почве по сравнению с контрольным вариантом.

В среднем за три года исследований содержание легкогидролизуемого азота в тепличном почвогрунте на контрольном варианте колебалось от 181,7 до 202,1, на варианте с полимером без удобрений от 186,5 до 205,1, на варианте с полимером и минеральными удобрениями от 208,6 до 237,4 и на вари* анте с минеральными удобрениями от 212,8 до 235,4 мг/кг почвогрунта.

Фосфор. При использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы содержание доступного фосфора изменялось по годам исследований от 99,3 до !08,8 мг/кг почвы, тогда как на контрольном варианте его содержание коле* балось от 86,2 до 90,3 мг/кг почвы. На варианте с использованием полимера содержание доступного фосфора было выше контрольных значений на 12,116,1 мг/кгпочвы.

При использовании полимера в дозе 0,05% от массы почвы содержание доступного фосфора в 1998 году составило 97,3,1999 году - 100,6, в 2000 году -96,5 м в 2001 году-90,1 мг/кг почвы. Увеличение по сравнению с контрольным вариантом составило 7,0; 8,1; 6,9: 3,9 мг/кг почвы соответственно. Содержание доступного фосфора на варианте, где семена обрабатывались полимером, не превышало контрольных значений,

В опыте 2 содержание доступного фосфора после уборки салата на контрольном варианте по годам исследований колебалось от 74,1 до 79,1, после уборки базилика —от 71,3 до 72,7, на варианте с полимером - огг 75,0 до 78,3 и от 71,3 до 72,7 мг/кг почвогрунта соответственно. Использование минеральных удобрений позволило значительно увеличить содержание доступного фосфора. Так, при использовании фосфорных удобрений по полимерному фону содержание доступного фосфора после уборки салата изменилось от 81,3 до 90,8, а после уборки третнй культуры овощного культурооборота (базилик) - от 76,9 до 83,1мг/кг почвогрунта.

На варианте с использованием полного минерального удобрения без полимерного фона содержание доступного фосфора после уборки салата изменялось погодам исследований от 82,9 до 91,1 и после уборки базилика-от 78,3 до 86,0 мг/кг почвогрунта.

Калий, Перед посевом люцерны на всех вариантах опыта содержание обменного калия составляло 157,9-158,6 мг/кг почвы. На третий год возделывания люцерны (1998 г.) содержание калия на вариантах опыта составило 168,4-182,5 мг/кг почвы.

Максимальное содержание обменного калия в 1998 году было отмечено на варианте с использованием полиакрнламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы (182,5 мг/кг почвы), разница с кошролем составила 14,1 мг/кг почвы. На варианте с использованием полимера в дозе 0,05% от массы почвы содержание обменного калия было выше, чем на контрольном варианте на 7,7 и составило 176,1 мг/кг почвы.

При возделывании зерновых культур по пласту и обороту пласта люцерны наблюдалась аналогичная закономерность по содержанию обменного калия в почве. На контрольном варианте содержание обменного калия в пахотном горизонте составляло в 1999 году после уборки озимой пшеницы 173,9, в 2000 году после уборки яровой пшеницы - 169,1 и в 2001 году после, уборки ячменя - 162,1 мг/кг почвы. На варианте с использованием полимера в дозе 0,1% от массы почвы 196,8,192,6, 188,3 мг/кг почвы соответственно. Разница с контрольным вариантом в 1999 году составила 22,9, в 2000 году — 23,5, в 2001 году — 25,2 мг/кг почвы. При использовании полимера в дозе 0,05% от массы почвы позволило увеличить содержание обменного калия в пахотном горизонте по сравнению с контрольным вариантом в 1999 году на 11,4, в 2000 году на 12,2 и в 2001 году на 14,4 мг/кг почвы. Предпосевная обработка семян полнакриламидным полимером по сравнению с контрольным вариантом оказала несущественное влияние на содержание обменного калия в пахотном горизонте чернозема выщелоченного.

- Содержание обменного калия на контрольном варианте в опыте 2 по годам исследований изменялось после уборки салата от 78,1 до 80,0, после уборки базилика - от 74,8 до 76,1 мг/кг почвогрунта. В среднем за три года колебания составили 75,7-79,3 и 75,5-78,7 мг/кг почвогрунта соответственна На варианте с полным минеральным удобрением в среднем за три года исследований содержание обменного калия составляло после уборки салата 115,9, после уборки базилика -112,3 мг/кг почвогрунта. По годам исследований содержание обменного калия на этом варианте было значительно выше контроля и колебалось в интервале от 104,8 до 127,1 мг/кг почвогрунта.

Совместное использование полиакриламида и минеральных удобрений также существенно превышало содержание обменного калия в почвогрунте. В среднем за три года исследований содержание обменного калия на этих вариантах после уборки салата составляло 113,9-115,0 и после уборки базилика 109,9-111,5 мг/кг почвогрунта.

О.нмо оаиепных оснований. На контрольном варианте после уборки озимой пшеницы, возделываемой по шшлу трехлетней люцерны, (ольгг 1) содержание обменных оснований возросло по сравнению с исходным на 2,8 мг-экв и составило 40,3 мг-экв на 100 г почвы. При использовании полиакрнламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы сумма обменных оснований за этот период увеличилась с 37,6 до 44,6 мг-экв. на 100 г почвы, а при использовании полимера в дозе 0,05% от массы почвы - с 37,4 до 423 мг-экв. на 100 г почвы. Различия с контрольным вариантом составили 2,0-4,3 мг-экв. на 100 г почвы соответственно. Эти различия сохранились до конод роггалий севооборота.

На четвертом варианте, где семена сельскохозяйственных культур обрабатывались полимером, увеличение суммы обменных оснований по отношению к контролю не было отмечено.

В опыте 2 сумма обменных оснований в начале вегетации первой культуры кулътурооборота колебалась по годам исследований от 44,0 до 45,9 мг-экв на 100 г почвогрунта.

В среднем за три года исследований содержание обменно-поглощенных кальция н магния на контрольном варианте и концу ротации звена культуро-оборота, уменьшалась по сравнению с исходным на 3,1 мг-экв, на 100 г почвы, на варианте с полимером - на 1,8 мг-экв на 100 г почвы. Аналогичная закономерность наблюдалась и на вариантах с совместным использованием полимера и полного минерального удобрения. На варианте с использованием полного минерального удобрения без полимерного фона в среднем за три года сумма обменных оснований снизилась на 3,1 мг-экв на 100 г почвогрунта.

Кислотность почвы. В наших опытах в зернотравяном севообороте без использования полимерного мелиоранта величина гидролитической кислотности по годам исследований варьировала в пределах от 3,4 до 4,2 мг-экв на 100 г почвы. Минимальное значение гидролитической кислотности (3,4 мг-экв на 100 г почвы) на данном варианте было отмечено в 1999 году после уборки озимой пшеницы, выращенной по пласту многолетних трав. Наибольшее положительное влияние на снижение концентрации ионов водорода в почве оказал полнакриламидный полимер в дозе 0,1% от массы почвы. Так, в 1999 году после уборки озимой пшеницы величина гидролитической кислотности на этом варианте равнялась 2,9 мг-экв на 100 г почвы. Разница с исходным значением составила 1,2, а с контрольным вариантом 0,5 мг-экв на 100 г почвы, На варианте, где полимерный мелиорант использовался в дозе 0,05% от массы почвы, величина гидролитической кислотности была ниже исходной на 1,0 мг-экв. на 100 г почвы и составила 3,2 мг-экв. на 100 г почвы. На варианте с обработкой семян полимером изменения величины гидролитической кислотности были аналогичны контрольным. Начиная с 2000 года, на всех вариантах опыта наметилась тенденция к увеличению концентрации ионов водорода в почве.

Под влиянием орошения овощных культур в почвогрунте происходит увеличение обшей концентрации ионов водорода. Перед закладкой опытов величина гидролитической кислотности изменялась по годам исследований в интервале от 1,30 до 1,53 мг-экв на 100 г почвогрунта. После уборки б аз или» ка величина гидролитической кислотности в 2001 году составила иа контрольном варианте 1,62, в 2002 году - 1,58, в 2003 году -1,73 мг-экв на 100 г почвогрунта. Увеличение по отношению к исходному составило 0,17,0,26 и 0,22 мг-экв. на 100 г почвогрунта соответственно.

За весь период исследований на варианте с полиакрнламидным полимером величина гидролитической кислотности возросла по сравнению с исходной на 0,06 мг-экв. на 100 г почвогрунта и составила в среднем 1,49 мг-экв. на 100 г почвогрунта. Разница с контрольным вариантом достигла 0,15 мг-экв на 100 г почвогрунта. На варианте с использованием полного минерального удобрения величина гидролитической кислотности возросла на 0,27 и составила 1,69 мг-экв на 100 г почвогрунта. Увеличение концентрации ионов водорода в почвогрунте было отмечено и на вариантах, где минеральные удобрения использовались по полимерному фону.

УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Полимерная мелиорация является мощным техногенным средством, влияющим на свойства и режимы почвы, которые определяют ее плодородие и, в конечном итоге, реализуются в урожае сельскохозяйственных культур.

Математический анализ экспериментальных данных свидетельствует об определенной взаимосвязи урожайности сельскохозяйственных культур от свойств, определяющих уровень плодородия почвы.

Большая теснота связи выявлена при установлении зависимости между ЛОВ (X) почвы и урожайностью сельскохозяйственных культур (У).

Коэффициент корреляции меаду этими факторами составил 0,94.

Уравнение регрессии имело вид: у ~ 68,62 - 666,49х+2158,55^ -223535х).

Анализ корреляционной зависимости выявил, что с увеличением содержания ЛОВ в почве на 0,1%урожайность озимой пшеницы возрастает на 0,78 т/га.

Результаты экспериментальных исследований и математические расчеты показывают, что между урожайностью озимой пшеницы (У) и содержанием легкогидрол изуемого азота (X) существует достоверная корреляционная связь. Коэффициент корреляции равен 0,74. Характер зависимости описывается уравнением полинома: у = 32,980 - 0,344х + 7,629 *10Лч2 + 1,043 * Ю^х3.

Коэффициент регрессии свидетельствует, что изменение данного показателя на 1 мг/100 г приводит к изменению урожайности на 0,03 т/га.

Зависимость продуктивности озимой пшеницы (У) от уровня обеспеченности подвижной Р^О} (X) аппроксимируется уравнением полинома: у = 17,661 -03229,4+ 1,249 ЧО'У + 5,401" Ю^х3. Коэффициент корреляции равен 0,85.

Коэффициент регрессии свидетельствует о том, что с увеличением содержания подвижного фосфора на 1 мг/кг урожайность возрастает на 0,05 т/га.

В наших исследованиях установлена тесная корреляционная зависимость (г = 0,83) между урожайностью озимой пшеницы (У) и содержанием в почве обменного калия (X). Нелинейная зависимость этих факторов аппроксимируется уравнением полинома: у = 537,680 + 9,52бх-0>05бх1 + 1,089 Ю^х1.

Как свидетельствуют данные, коэффициент регрессии с увеличением содержания калия на I мг/кг урожайность озимой пшеницы возрастает на 0,03 т/п».

Коэффициент корреляции, который характеризует степень сопряженности количества водопрочных агрегатов с величиной урожая, соответствует высокой степени связи (г = 0,94). Взаимосвязь количества водопрочных агрегатов (X) с урожайностью озимой пшеницы (У) аппроксимируется уравнением: у = - 92,325 + 4,534х - 0,073хг + 3,985 ' КГ4*3. Коэффициент регрессии показывает, что с увеличением содержания водопрочных агрегатов в почве на 1% урожайность озимой пшеницы увеличивается на 0,08 т/га.

Проведенные математические расчеты выявили обратную корреляционную зависимость между плотностью (X) н урожайностью озимой пшеницы (У). Коэффициент корреляции соответствовал -0,94. Взаимосвязь этих факторов выражается уравнением вида: у=43,821 - 57,093х + 10.226Х1 + 7,043x1

В результате математической обработки экспериментальных данных установлено, что между урожайностью озимой пшеницы (У) и гидролитической кислотностью (X) существует достоверная обратная корреляционная зависимость (г = - 0,93). Характер зависимости описывается уравнением полинома: у =■ 9,533 + 9,11 бх - 6,924х2 + 1,063 х3.

Между урожайностью озимой пшеницы и суммой обменных оснований существует тесная корреляционная связь (г = 0,92). Нелинейная зависимость между данными показателями аппроксимируется уравнение полинома: у = 30,064 - 0,863х - 0.023Х3 +4,116' 1 О^х3.

Коэффициент регрессии позволил установить, что изменение суммы обменных оснований на 1 мг-экв на 100 г почвы может привести к колебаниям урожайности на ± 0,32 т/га.

При возделывании люцерны суммарная прибавка урожая за три года (1996-1998 гг.) составила на варианте с использованием полиакрил амида в дозе 0,1% от массы почвы 32,8 т/га, на варианте с дозой 0,05% от массы почвы - 17,8 т/га. Обработка семян люцерны перед посевом полимером позволила повысить урожайность люцерны только в первый год. Разница с контролем в 1996 году на этом варианте была достоверной и составила 2,1 т/га. В 1997 и 1998 годах прибавка урожая была несущественной и изменялась от 0,4 до 0,6 т/га при значениях НСР<и 2,1-2,6 т/га (табл. 5 ).

Таблица 5

Влияние пол и а крнлам и дно го полимера В-415К на урожайность '_сельскохозяйственных культур, т/га_

Культуры севооборота

Варианты люцерна озимая пшеница яровая пшеница ячмень

опыта 1996 г. 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г.

Урожайность Отклонение от контроля Урожайность Отклонение от контроля Урожайность Отклонение от контроля Урожайность Отклонение от контроля Урожайность Отклонение от контроля Урожайность Отклонение от контроля

1* 12,4 - " 32,6 - 20,4 - 2,12 - 1,86 - 2,44 . -

2. 22,6 10,2 43,0 10,4 32,6 12,2 3,26 1,14 2,46 0,60 2,64 0,20

3. ■■:.. 17,8 5,4 38,0 5,4 27,4 7,0 2,62 0,50 2,11 0,25 2,48 0,04

4. " 14,5 . 2,1 33,2 0,6 20,8 0,4 2,26 0,14 1,98 0,12 2,59 0,15

5. 24,5 12,1 43,5 10,9 32,9 12,5 3,34 1Д2 2,57 0,71 2,78 0,34

б. 19,4 7,0 38,5 6,0 27,8 7,4 2,71 0,59 2,24 0,38 .2,69 ' 0,25

НСР05 1,6 2,5 2,1 .0,12 0,11 0,14

* 1, Без полимера (контроль)

2. Полиакриламидный полимер в дозе 0,1% от массы почвы

3. Полиакриламидный полимер вдозе 0,05% от массы почвы

4. Семена обработанные полиакриламидным полимером

5. Полиакриламидный полимер в дозе 0,1% от массы почвы + семена обработанные полиакриламидным полимером

6. Полиакриламидный полимер в дозе 0,05% от массы почвы + семена обработанные полиакриламидным полимером

В 1999 году по пласту многолетних трав высевалась озимая пшеница. Урожайность озимой пшеницы по вариантам опыта колебалась в интервале от 2,12 до 3,34 т/га. Максимальная урожайность была получена на пятом варианте (3,34 т/га), в котором обработанные полимером семена пшеницы высевались по полимерному фону, а доза внесенного в почву под люцерну по-лимфа составила 0,1% от массы почвы. Прибавка по отношению к контролю на этом варианте составила 1,22 т/га.

На втором и третьем варианте, пне полимер вносился в почву под люцерну в дозах 0,1 и 0,05% от массы почвы, прибавка урожая составила 1,14 и 0,50 т/га соответственно, а урожайность озимой пшеницы колебалась от 2,62 до 3,26 т/га.

Предпосевная обработка семян озимой пшеницы позволила повысить урожайность до 2,26 т/га. Прибавка урожая на этом варианте была выше контрольной на 0,14 т/га при НСРи равной 0,12 т/га.

Характер зависимости урожайности озимой пшеницы (У) от доз полиакрнламидного полимера аппроксимируется уравнением полинома: у = 2,187 + 3,256" 10'3х + 3,504' 10V +4,026' 10'Y.

Коэффициент корреляции равен 0,98.

В 2000 году по обороту пласта люцерны на пятый год действия полимерного мелиоранта в опытах выращивалась яровая пшеница. Ее урожайность по вариантам опыта варьировала в интервале от 1,86 (контроль) до 2,57 т/га (полимер в дозе 0,1% от массы почвы + семена, обработанные полимером). Прибавка урожая от доз и способов использования полнакриламидного полимера была в пределах от 0,12 до 0,71 т/га и была достоверной.

Максимальная урожайность яровой пшеннцы в 2000 году (2,57 т/га), была получена на варианте с предпосевной обработкой семян полимером, высеянных по полимерному фону.

В 2001 году, на шестой год действия полимера, достоверная прибавка урожая ячменя (0,15-0,34 т/га) была получена от использования полимера в дозе 0,1% от массы почвы н на вариантах с предпосевной обработкой семян подиакриламндным полимером.

В опыте 2 максимальная урожайность салага, редиса и базилика в среднем за три года была получена на варианте, где полимерная гидрогель насыщалась раствором мочевины, а суперфосфат и хлорид калия вносились в почвогрунт. Урожайность салата на этом варианте составила 4,20 кг/м3, редиса-3,65 и базилика-2,41 кг/м2. Разница с контрольным вариантом равнялась 1,50,0,982 и 0,80 кг/м3 соответственно (табл. 6).

Таблица 6

Влияние полнакриламидного полимера и минеральных удобрений на урожайность овощных культур (в среднем за три года)_

Культура звена кул ьтурооборота

Салат Редис Базилик

урожа откло- урожа откло- урожа откло-

Варианты опытов Й- нение й- нение й- нение

ностъ. от кон- ностъ, от кон- кость, от кон-

кг/м1 трам, кг/ы2 троля. кг/м1 троля,

кг/м1 кг/м2 кг/м2

1.Без полимера и удобре- 2,70 „ 2,83 - 1,61 -

ний (контроль)

2Лолиакриламидный поли- 3,04 0,34 3,07 0,24 1,74 0,13

мер, насыщенный водой

3 .Полиакрил а мидный по- 3,91 ' 1,21 3,40 0,57 2,23 0,62

лимер насыщенный во-

дой + МРК в почвогрунт

4,Полиакриламидный по- 4,20 1,50 3,65 0,82 2,41 0,80

лимер, насыщенный Ы+

РК в почвогрунт

5.ЫРК на запланированный 3,62. 0,92 3,25 0,42 . 1,90 0,29

урожай

НСР05 0,21 0,14 0,11

На варианте с использованием полимерного гидрогеля без удобрений урожайность салата составила 3,04 кг/м1, редиса — 3,07 кг/м3, базилика — 1,74 кг/м2. Отклонение от контроля били существенными и составили 034; 0,24; 0,13 кг/м5 соответственно.

При использовании полного минерального удобрения прибавка урожая по отношению к контролю была существенной и составила по салату 0,92, по редису - 0,42 кг/м1 и по базилику - 0,29 кг/м2.

Применение гидрогеля оказало влияние на содержание N — КО} в овощах. Их содержание в листьях салата изменялось по годам исследований от 630 до 1296 мг/кг, в корнеплодах редиса-от 1775 до 2390 мг/кг и надземной массе базилика - от 1051 до 1717 мг/кг сырой продукции. На варианте с использованием полного минерального удобрения без полимерного фона содержание нитратного азота в листьях салата варьировало в интервале от 1105 до 1557 мг/кг, в корнеплодах редиса-от 2958 мг/кг до 3260 мг/кг и в надземной массе базилика - от 1249 до 2011 мг/кг сырой продукции. На вариантах с совместным использованием полимерного гидрогеля и минеральных удобрений содержание нитратного азота в листьях салата изменилось в интервале от 681 до 1525 мг/кг, в корнеплодах редиса от 2362 до 2612 мг/кг и в базилике от 1152 до 2725 мг/кг сырой продукции.

Содержание нитратного азота в салате, редисе и базилике практически на всех вариантах опыта было ниже ПДК, за исключением варианта с полным минеральным удобрением, используемых без полимерного фона. На этом варианте в корнеплодах редиса содержание нитратного азота было на уровне ПДК или выше.

Эколого-экономнческан и экономическая эффективность

Расчет эколого-экономического эффекта показал, что использование полиакриламндного полимера в дозах 0,1 и 0,05% от массы почвы выгодно. Эколого-экономический эффект при использовании полиакркламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы составил 10868,33 рубля, а при использовании полимера в дозе 0,05% от массы почвы - 5580,34 руб. Максимальный эколого-экономический эффект был получен на вариантах, где семена, обработанные полимером, высевались по полимерному фону — 12003,85 руб.

При выращивании салата, редиса, базилика максимальная прибавка урожая была получена на варианте, где пол иакри лам и диый полимер перед внесением насыщался раствором мочевины, а суперфосфат и хлористый калий вносился в почвогрунт. Прибавка урожая на этом варианте составила по салату 1,50, редису - 0,82, базилику - 0,80 кг/м1, Стоимость прибавки по рыночным ценам составила по салату 45,00, по редису - 8,20 по базилику -20,00 рублей. Затраты на получение прибавки урожая составили по салату 3,41, по редису -3,14, по базилику -2,90 рубУм1.

Величина чистого дохода на этом варианте составила: по салату — 41,59, по редису-5,06 и по базилику -17,10 рубЛ1.

Вторым по эффекту был вариант, где полимер насыщался водой, а минеральные удобрения вносились в почвогрунт. Условный чистый доход на этом варианте по салюту составил 21,49, по редису—3,56 и по базилику - 8,60 рубЛЛ

Выводы

1. Использование полиакриламндного полимера приводило к улучшению мелиоративного состояния чернозема выщелоченного и создавало благоприятные условия дня поддержания положительного баланса гумуса. При использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы содержание гумуса в течение всей ротации севооборота было выше контрольных значений на 0,17 - 0,19%, а при использовании дозы 0,05% от массы почвы — на 0,08 - 0,09%. Аналогичная закономерность наблюдалась и в содержании лабильных органических веществ,

Использование полиакриламндного полимера в закрытом грунте в условиях орошения позволило снизил, в два раза темпы минерализации органического вещества по сравнению с контрольным вариантом.

2. Максимальное количество водопрочных агрегатов в опыте 1 было отмечено при использовании полнакриламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы. Содержание водопрочных агрегатов на этом варианте по завершению третьего года исследований составило 68,3-69,7%, на четвертый год-71,3%. Разница с контрольным вариантом составляла 15,7-16,5%.

В опыте 2 содержание водопрочных агрегатов в тепличном почвогрун-те по полимерному фону было выше контрольных на 11,6-13,5%. Полиакри-ламидныи полимер существенно увеличивал коэффициенты структурности и водоустойчивости структурных агрегатов и снижал степень выпаханности.

3. При использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы равновесная платность, чернозема по годам исследований изменялась в интервале от 1,02 до 1,12% г/см1, при использовании дозы 0,05% — от 1,10 до 1,16 г/см5 при значениях на контроле 1,21 -1,26 г/см3.

В тепличном почвогрунте в среднем за 3 года равновесная плотность на контрольном варианте составляла 1,24 г/см3. На вариантах с полимером она варьировала от 1,08 до 1,10 г/см1 и была в пределах оптимальной.

Использование полнакриламидного'полимера увеличивало пористость чернозема и тепличного почвогрунта в пахотном горизонте в среднем за годы исследований, в опыте 1 на 4,2 - 6,7%, в опыте 2 на 6,0 - 6,6%.

4. Все соли, построенные по ионному типу одинаково уменьшали во-допоглощение полимером независимо от типа и зарядностн катиона и аниона Коэффициент водопоглощения определялся концентрацией электролита и варьировал от 0,47 до 0,75. Вещества, построенные по ковалентному типу (мочевина) не вызывали уменьшения водопоглощающей способности полимера (К = 0,9). Период насыщения гранул полимера до полного объема определялся размером гранул. Полное насыщение гранул размером 0,5-1 мм происходило за 40 мин., гранул 3-5 мм - за 210 мин.

5. Наиболее положительное влияние на водоудерживающую способ' ность чернозема полимер оказывает в первые три года после внесения, затем его эффект постепенно затухает, что связано с деградацией полимера. В 1998 году величина водоудерживающей способности на вариантах с полимером изменялась в зависимости от дозы — от 43,7 до 54,4%, при значениях на контроле - 34,2. В 2001 году величина водоудерживающей способности на контроле составила 33,0%, на варианте с полимером в дозе 0,1% от массы почвы - 40,3, а на варианте с дозой 0,05% - 33,8%. В тепличном почвогрунте в среднем за три года по завершению ротации звена культуросборота водо-удерживающая способность на контроле составила 34,8, на варианте с полимером - 56,7 н на варианте с совместным использованием полимера с минеральными удобрениями 52,6 - 53,1%.

6. Использование водоудерживающего полимера дает возможность накапливать значительное количество продуктивной влаги. На варианте с использованием полимера в дозе 0,1% от массы почвы запасы продуктивной влаги в метровом слое в начале вегетации были выше контрольных на 16,4 — 62,3 в конце вегетации на - 13,4-62,3 мм, на варианте с дозой полимера 0,05% от м&ссы почвы -на 8,0-31,2 и 10,9-20,4 мм соответственно. В тепличном поч-вогрунте в среднем запасы продуктивной влаги пахотном горизонте составили 50,4-57,9, на варианте с полимером 103,4-123,4 мм. Минеральные удобрения, используемые по полимерному фону снижали запасы продуктивной влаги по сравнению с полимером, использованным в чистом виде на 7,2 - 17,2 мм.

7. Полиакриламидный полимер улучшал пищевой режим чернозема выщелоченного и тепличного почвогрунта. Содержание легкогидролизуемого азота в черноземе выщелоченном при использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы было выше, чем на контроле 13,5-19,3, доступного фосфора на 13,116,3, обменного калия -на 14,1-26,2 мг/кг почвы. При использовании полимера в дозе 0,05% от массы почвы - на 7,7-14,4 мг/кг почвы соответственно.

В тепличном поч во грунте при использовании полимера с удобрениями содержание легкогидролизуемого азота было выше, чем на контроле на 35,3-36,9, доступного фосфора - на 8,7-9,6, обменного калия - на 34,6-35,8 мг/кг почвогрунта.

8. Сумма обменных оснований в черноземе на варианте с полимером в дозе 0,1% от массы почвы была выше, чем на контроле на 4,1-4,4, на варианте с полимером в дозе 0,05% от массы почвы на 1,5-2,0, тепличном почвог-рунте на 1,2-1,4 мг-экв. на 100 г почвы.

Величина гидролитической кислотности чернозема на вариантах с полимером снизилась по сравнению с исходной на 0,6-0,9 и составила к концу ротации зерногравяного севооборота 3,2-3,6 мг-экв. на 100 г почвы. В среднем за три года исследований в конце ротации звена овощного культурообо-рота величина гидролитической кислотности на контроле составила 1,64, иа варианте с полимером 1,49, на вариантах с удобрением, используемых по полимерному фону -1,51-1,53 и на варианте с полным минеральным удобрением 1,69 мг-экв. на 100 г почвогрунта. Аналогично изменилась и величина обменной кислотности.

9. Полиакриламидный полимер заметно повышал урожайность сельскохозяйственных культур зернотравяного севооборота. Полимер в дозе 0,1% от массы почвы повышал прибавку урожайности люцерны на 10,9, озимой пшеницы-на 1,14, яровой пшеницы-на 0,6 и ячменя - на 0,20 т/га, полимер

в дозе 0,05% - на 5,9; 0,5; 0,25 и 0,04 т/га соответственно. Обработка семян перед посевом полиакриламидным полимером обеспечивала прибавку урожая зеленой массы люцерны на 1,03, озимой пшеницы — на 0,14, яровой пшеницы-на 0,12 и ячменя на 0,15 т/га.

В среднем за три года исследований урожайность салата на варианте с полимером была выше контроля на 0,34, кг/м2, редиса - на 0,24 кг/м5, базилика 0,13 кг/м3, на варианте с совместным использованием полимера с минеральным удобрениями 1,21-1,50, 0,57-0,82, 0,62-0,80 кг/м2, и на варианте с полным минеральным удобрением 0,92,0,42,0,92 кг/м2 соответственно.

Содержание нитратного азота в салате, редисе и базилике практически на всех вариантах опыта было ниже ПДК, за исключением варианта с полным минеральным удобрением, используемого без полимерного фона. На этом варианте в корнеплодах редиса содержание нитратов было на уровне ПДК или выше.

10. Эколого-экономическнЙ эффект при использовании полиакрила-мидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы составил 10868,3 руб., при использовании в дозе 0,05% - 5580,3 руб. Максимальный эколого-эконом н чески й эффект был получен на вариантах, где семена обработанные полимером высевались по полимерному фону - 12003,9 руб.

Максимальный чистый доход при выращивании овощных культур в закрытом грунте был получен на варианте, где полимер насыщался азотом, а фосфор и калий вносился в почвогрунт. Величина чистого дохода на этом варианте составила по салату - 4! ,59, по редису - 5,06 и по базилику -17,10 руб/м1.

Предложения производству

1. Для улучшения агромелиоративного состояния чернозема выщелоченного, уменьшения его деградации при сельскохозяйственном использовании и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур следует применять полиакрнламидный полимер В-415К в дозе 0,1% от массы почвы.

2.Для устранения деградации вызываемой орошением и повышения плодородия тепличного почвогрунта, а также увеличения урожайности овощных культур рекомендуется использование полиакриламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвогрунта насыщенного азотом, а фосфорные и калийные удобрения вносить в почвогрунт.

СПИСОК СТАТЕЙ

1. Кузин E.H., Кузина JIA,, Кузнецов А.Ю. Влияние полимерной мелиорации на содержание органического вещества и пищевой режим почвы H Материалы Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2000. - С. 78 - ÍS2,

2. Кузнецов А.Ю. Зависимость водологлощающей способности полиакрнла-мидйого полимера от состава и концентрации вводимых в него солей К Материалы 40-ой научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов агрономического факультета, посвященной 50-летию Пензенской государственной сельскохозяйственной академии и 200-летию губернии. Пенза, 2001, - С. 51 - 53.

3. Кузин E.H., Кузнецов А.Ю. Использование водопоглощающего полиак-рнлашшгого полимера В-415К при выращивании сельскохозяйственных культур// Человек и Вселенная. Санкт-Петербург,2001. - С. 119 -121.

4. Кузнецов А.Ю,, Кузин E.H. Влияние полиакрнламцдного полимера В-415К на содержание гумуса и физико-химические свойства чернозема выщелоченного // Материалы научно-практической конференции "Проблемы плодородия почв на современном этапе развития". Пенза, 2002. - С. 155- 157.

5. Кузнецов А.Ю., Кузин ЕЛ, Изменение агрофизических свойств чернозема выщелоченного при использовании полнакркламидного полимера В-415К в зернотравя-ном севообороте// Материалы научно-практической конференции "Проблемы плодородия почв на современном этапе развития". Пенза, 2002. - С. 40 - 43.

6. Фомин НА, Кузин E.H., Кузнецов А.Ю. Изменение агрохимических свойств чернозема выщелоченного под влиянием иолиакрилам никого полимера В-415К//Человек и вселенная. Санкт-Петербург, 2002. - С. 93 - 97.

7. Власова ТА., Кузнецов А.Ю. Экологические аспекты использования полимерного гидрогеля в закрытом грунте // Бюлл, ВИУА №116. Москва, 2002, - С 475-477.

8. Кузнецов А.Ю., Фомин НА., Кузина Е,Е. Изменение плодородия почвы под влиянием полиакриламидного полимера В-415К в зернотравяиом севообороте// Современные технологии возделывания сельскохозяйственных культур Саратов,

2002.-С. 198 - 203.

9. Кузнецов А.Ю,, Кузин E.H. Влияние полиакриламидного полимера в-415к и минеральных удобрений на запасы воды в тепличном поч&огрунте // Материалы научно-практической конференции ((Проблемы АПК и пути их решения» Пенза,

2003.-С. 34 -37.

10. Кузнецов А.Ю., Кузина JIA. влияние лолиакриламндного полимера в-415к и минеральных удобрений на содержание органического вещества и структурное состояние тепличном почвогрунте // Материалы научно-практической конференции «Проблемы АПК и пути их решения» Пенза, 2003. - С. 31 -34.

11. Кузина Е.Е., Симапша Ю.Н., Кузнецов AJO. Влияние полиакриламндно-го гидрогели и минеральных удобрений на урожайность овошных культур в закрытом грунте // Материалы 42-й научно-практической конференции студентов агрономического факультета «агрономические проблемы а1ропромьшиенмого комплекса и пути их решения» Пенза, 2003. - С. 17 - 18.

Подписано в печать 24.10.03. Объем 1,25 усл. пл. Тираж 100 экз. Заказ № 181.

Отпечатано с готового оригинал-макета в мини-типографии. Свидетельство № 5551. 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74.