Изменение агрохимических свойств агросерой почвы под действием биогумуса и азофоски

Введение. В последние десятилетия, в связи с острой потребностью утилизации сельскохозяйственных и бытовых органических отходов, широко используют вермитехнологию, обеспечивающую более глубокую переработку обычных компостов, подготавливаемых из отходов [5] . На кафедре почвоведения и агрохимии Красноярского ГАУ разработана технология переработки птичьего помета и опилок методом вермикультуры в новое экологически безопасное удобрение – биогумус (БГ). Однако исследований по влиянию этого удобрения на плодородие агросерой почвы и урожайность растений недостаточно для широкого внедрения его в сельское хозяйство региона.

Цель исследований. Оценить действие биогумуса и азофоски на свойства агросерой почвы и урожайность кукурузы и пшеницы.

Объекты и методы исследований. Исследования проведены в вегетационно-полевом опыте на стационаре Красноярского ГАУ в сосудах без дна (диаметр сосуда – 50 см). Объектами исследований являются агросерая почва; биогумус (БГ), полученный методом переработки птичьего помета и опилок калифорнийским червем Eisenia fetida; азофоска (АЗФК); кукуруза; пшеница.

Удобрения – биогумус, азофоску и их смеси вносили в мае в почву до посева первой культуры в севообороте – кукурузы, согласно следующей схеме опыта: 1. Контроль (без удобрений). 2. БГ 3 т/га. 3. БГ 6 т/га. 4. БГ 1,5 т/га + АЗФК эквивалентно 1,5 т/га БГ. 5. БГ 3 т/га + АЗФК эквивалентно 3 т/га БГ. 6. АЗФК эквивалентно 3 т/га БГ. 7. АЗФК эквивалентно 6 т/га БГ. По- вторность опыта четырехкратная, размещение вариантов последовательное. Весной до закладки опыта и осенью после уборки фитомассы кукурузы и пшеницы отбирали почвенные образцы, в которых определяли pHkcl – потенциометрически, содержание Сорг – по методу Тюрина, количество подвижного фосфора и обменного калия – по методу Кирсанова [2], аммонийный азот – с реактивом Несслера [2], легкогидролизуемый азот – методом Корнфилда [1]. Общее содержание азота, фосфора, калия, гидролитическую кислотность определяли с помощью БИК-анализатора в НИЦ Красноярского ГАУ. Полученные результаты были обработаны статистически методом дисперсионного анализа [4].

Результаты и их обсуждение. Агросерая почва характеризуется низким содержанием органического вещества (табл. 1) согласно системе показателей гумусного состояния почв, предложенной Л.А. Гришиной и Д.С. Орловым [3] . Анализ полученных данных свидетельствует, что внесение 6 т/га БГ в почву способствует увеличению в 1,3 раза содержания углерода органического вещества в почве. При уменьшении дозы внесения БГ в 2 раза отмечается снижение его количества в почве до 2,3 %, но все же этот показатель остается выше значений контроля. Следовательно, применение биогумуса в дозах 3 и 6 т/га способствуют накоплению С орг в почве, а внесение его в количестве 1,5 т/га на фоне азофоски позволяет сохранять этот показатель на уровне исходных значений. Применение только АЗФК, внесенной в дозе эквивалентной 3 т/га БГ, приводит к достоверному снижению количества С орг в почве по отношению к контролю. АЗФК, по-видимому, способствует минерализации органического вещества почвы. Во второй год наблюдений в последействии выявлено статистически значимое увеличение в 1,7 раза содержания С орг в почве к контролю под действием БГ, внесенного в количестве 6 т/га.

Анализ результатов проведенных исследований показывает, что внесение БГ в агросерую почву способствует изменению реакции среды со слабокислой, отмеченной на контроле, до близкой к нейтральной в удобренных биогумусом вариантах при низком варьировании показателя. Применение АЗФК не изменяет этот показатель агросерой почвы, что связано со свойствами этого удобрения.

Влияние удобрений на показатели потенциального плодородия агросерой почвы

Таблица 1

Вариант	С орг , %	рНkcl	N	P	K	Hг
			Общие, %			мг·экв/100 г
	M±m	M±m	M±m	M±m	M±m	M±m
1. Контроль	2,1±0,1	5,7±0,2	0,2±0,02	0,2±0,01	0,8±0,04	5,8±0,4
(без удобрений)	2,0±0,2	5,2±0,2	0,23±0,02	0,17±0,03	0,44±0,03	4,9±1,2
2. БГ 3 т/га	2,3±0,2	6,0±0,1	0,2±0,01	0,2±0,008	0,9±0,01	6,0±0,2
	2,8±0,1	5,0±0,1	0,3±0,01	0,21±0,02	0,51±0,03	8,3±0,6
3. БГ 6 т/га	2,7±0,1	6,3±0,1	0,2±0,007	0,2±0,01	0,9±0,03	6,6±0,2
	3,4±0,2	5,0±0,2	0,33±0,01	0,27±0,02	0,59±0,01	9,6±0,7
4.БГ 1,5 т/га +АЗФК экв.	2,1±0,1	5,8±0,1	0,2±0,006	0,2±0,009	0,8±0,02	6,0±0,4
1,5 т/га БГ	2,6±0,2	5,2±0,1	0,29±0,02	0,20±0,03	0,48±0,03	8,3±0,3
5. БГ 3 т/га + АЗФК экв.	2,3±0,1	6,0±0,1	0,2±0,008	0,2±0,01	0,8±0,02	5,9±0,4
3 т/га БГ	2,5±0,16	5,0±0,1	0,27±0,02	0,20±0,01	0,51±0,01	7,4±0,5
6. АЗФК экв.3 т/га БГ	2,0±0,1	5,4±0,1	0,2±0,008	0,2±0,005	0,8±0,006	5,7±0,1
	1,9±0,1	5,2±0,1	0,20±0,02	0,18±0,01	0,51±0,02	6,0±0,2
7. АЗФК экв.6 т/га БГ	2,1±0,1 1,9±0,1	5,4±0,2 5,2±0,1	0,2±0,007 0,20±0,01	0,2±0,008 0,17±0,01	0,8±0,003 0,50±0,01	5,1±0,1 6,3±0,6
НСР 05	0,2	0,1	0,01	0,01	0,03	0,4
	0,8	0,2	0,07	0,05	0,07	0,9

Примечание: M – среднее, m – ошибка средней, над чертой – данные за 2013 г., под чертой – данные за 2014 г.

Вестник КрасГАУ. 2016. №12

□ 2013 г.

□ 2014 г.

Варианты опыта

б

□ 2013 г.

□ 2014 г.

в

Варианты опыта

Влияние удобрений на показатели эффективного плодородия агросерой почвы по вариантам опыта: 1 – контроль (без удобрений); 2 – БГ 3 т/га; 3 – БГ 6 т/га; 4 – БГ 1,5 т/га + АЗФК эквивалентно 1,5 т/га БГ; 5 – БГ 3 т/га + АЗФК эквивалентно 3 т/га БГ; 6 – АЗФК эквивалентно 3 т/га

БГ; 7 – АЗФК эквивалентно 6 т/га БГ

В первый год исследований по вариантам опыта не выявлено достоверных отличий по количеству общего азота. В процессе трансформации БГ в обеих дозах в агросерой почве в последействии (2014 г.) наблюдается достоверное повышение на 50–65 % общего азота к контролю, а при его использовании на фоне АЗФК отмечается лишь тенденция увеличения этого показателя (см. табл.1). Результаты исследований показывают, что по количеству общего фосфора и калия в 2013 году не обнаружено достоверных отличий с контрольным вариантом опыта. Однако в последействии (2014 г.), под влиянием 6 т/га БГ, достоверно возрастает количество общего фосфора и калия на 59 и 35 % соответственно.

Анализ данных указывает на высокое количество аммонийного азота (рис., а) и подвижного фосфора (рис., б) в первый год наблюдений.

Оценивая последействие удобрений (2014 г.), следует отметить снижение этих биогенных элементов в почве, что обусловлено их выносом прибавкой урожайности кукурузы. Отметим, что достоверно изменяется количество подвиж- ного фосфора при внесении 3 т/га БГ и 3 т/га БГ, внесенного на фоне азофоски. В остальных удобренных вариантах его количество находится на уровне контроля. Агросерая почва характеризуется средним содержанием обменного калия. Тенденция увеличения этого показателя выявляется только при внесении в почву высокой дозы (6 т/га) биогумуса (рис., в). Другие удобренные варианты опыта по этому показателю не отличаются от контроля. Во второй год наблюдений содержание обменного калия возрастает на достоверную величину в вариантах, удобренных 6 т/га БГ, и АЗФК в дозе, эквивалентной 3 т/га БГ. Таким образом, оптимальной дозой внесения БГ в почву следует считать дозу 6 т/га, которая приводит к оптимизации всех агрохимических показателей.

Анализ результатов проведенных исследований свидетельствует о минимальной урожайности кукурузы и пшеницы на контроле, обусловленной низким плодородием агросерой почвы (табл. 2).

Таблица 2

Вариант	Кукуруза (сырая фитомасса)		Пшеница (сухая фитомасса)
	г/сосуд	прибавка к контролю, %	г/сосуд	прибавка к контролю, %
1. Контроль (без удобрений)	222,8 ± 26,1	-	6,6 ± 0,8	-
2. БГ 3 т/га	260,0 ± 13,9	17	7,8 ± 1,1	18
3. БГ 6 т/га	356,8 ± 24,2	60	10,3 ± 1,9	56
4. БГ 1,5 т/га + АЗФК эквивалентно 1,5 т/га БГ	302,8 ± 49,9	36	7,8 ± 0,4	18
5. БГ 3 т/га + АЗФК эквивалентно 3 т/га БГ	260,3 ± 71,7	17	9,4 ± 1,7	42
6. АЗФК эквивалентно 3 т/га БГ	218,8 ± 35,2	-	9,3 ± 1,2	41
7. АЗФК эквивалентно 6 т/га БГ	237,8 ± 42,6	7	9,2 ± 0,3	39
НСР 05	61,2	-	1,79	-

Статистические показатели наземной фитомассы растений, г/сосуд

Внесение БГ в количестве 3 т/га способствует увеличению на 17–18 % урожайности кукурузы и пшеницы. Удвоение дозы биогумуса повышает количество фитомассы растений на 56– 60 % к контролю и на 38–43 % по отношению к одинарной дозе внесения. Внесение АЗФК не оказало влияния на формирование фитомассы кукурузы, но повысило урожайность пшеницы на 39–42 % к контролю (см. табл. 2). Результаты исследования ученых [6], апробирующих коро-биогумус, указывают на оптимальную дозу внесения 6 т/га, что согласуется с результатами наших исследований.

Энергетическая эффективность применения удобрений определяется отношением количества энергии, полученной в прибавке урожая от удобрений, к затратам энергии на применение удобрений. Энергетически эффективными счи- тают удобрения, у которых энергетический коэффициент составляет больше 1. Следовательно, при выращивании кукурузы неэффективно применять АЗФК в дозе, эквивалентной 6 т/га БГ, и совместно вносить БГ в количестве 3 т/га и АЗФК в эквивалентной дозе. Энергети- чески эффективными являются варианты с удобрениями, образующими следующий ряд: БГ 1,5 т/га + АЗФК экв.1,5 т/га БГ (3,8 ед) >БГ 6т/га (3,1 ед)> БГ 3т/га (1,7 ед), и которые предпочтительнее применять в сельском хозяйстве региона (табл. 3).

Таблица 3

Вариант	Прибавка, кг	Кол-во энергии прибавкой урожайности, Q	Энергозатраты на вносимое удобрение, А 0	Энергетическая эффективность, Э
БГ 3т/га	2140	8774	5100	1,7
БГ 6т/га	7720	31 652	10200	3,1
БГ 1,5 т/га + АЗФК экв.1,5 т/га БГ	4610	18 901	5022	3,8
БГ 3 т/га + АЗФК экв.3 т/га БГ	2160	8856	10044	0,9
АЗФК экв. 6 т/га БГ	860	3526	9888	0,4

Энергетическая эффективность при возделывании кукурузы

Наиболее энергозатратно применение азофоски, внесенной в дозе, эквивалентной 6 т/га биогумуса.

Выводы

• 1.    Биогумус, полученный в результате переработки птичьего помета и опилок методом вермикультуры, характеризуется высоким содержанием элементов минерального питания, нейтральной реакцией среды и не содержит семян сорных растений и яйца гельминтов, что подтверждает экологическую безопасность его применения.

• 2.    Показано, что в динамике под действием биогумуса, внесенного в дозе 6 т/га, достоверно повышается содержание углерода органического вещества, валовых форм азота, фосфора и калия в агросерой почве.

• 3.    Во второй год наблюдений выявлено понижение аммонийной формы азота и подвижного фосфора при внесении биогумуса, что обусловлено выносом их урожайностью кукурузы, а содержание обменного калия возрастает на достоверную величину в вариантах, удобренных 6 т/га биогумуса и азофоски, внесенной в дозе, эквивалентной 3 т/га биогумуса.

• 4.    Применение биогумуса способствует достоверному повышению продуктивности полевых культур. Максимальные значения наземной фитомассы кукурузы и пшеницы формируются под

• 5.    Обнаружено, что энергетическая эффективность биогумуса, внесенного в дозах 3 и 6 т/га, изменяется от 1,7 до 3,1 единиц. Применение биогумуса в количестве 1,5 т/га на фоне азофоски способствовало увеличению энергетической эффективности до 3,8 единиц.

действием биогумуса, внесенного в агросерую почву в количестве 6 т/га.