Изменение агрохимических свойств почвы и ее биологической активности при использовании отходов сахарного производства на посевах яровой пшеницы

Введение. Продуктивность сельскохозяйственных культур, в том числе и яровой пшеницы, обеспечивается в основном за счет агромероприятий, направленных, пре^де всего, на изменение агрохимических свойств почвы. Эффективность их напрямую зависит от системы применения удобрений. Исходя из этого, регулирование плодородия посредством применения удобрений в агроценозах, является актуальным для разработки научнообоснованных рекомендаций на основе знаний закономерностей изменения показателей химического состояния почв [5].

При усиливающемся антропогенном воздействии на агроэкосистемы возрастает интерес к альтернативным системам, основанным на внесении одних органических удобрений и полном отказе от минеральных. Главный довод при этом – возмо^ность получения чистой продукции и защиты от загрязнения окру^ающей среды. Среди альтернативных видов удобрений особую роль играют органические удобрения, которые оказывают поло^ительное влияние на уро^ай сельскохозяйственных культур и всю агроэкосистему. Кроме того, внесение органических удобрений способствует регуляции биологических процессов в почве, улучшающих корневое питание растений [1]. Применение их строится на агроэкологических принципах, предусматривающих одновременно с получением высокой продуктивности сельскохозяйственных культур и экологически чистой продукции так^е воспроизводство почвенного плодородия.

Органические удобрения содер^ат питательные вещества в форме органических соединений растительного или ^ивотного происхо^дения. При разло^ении их в результате ^изнедеятельности почвенных микроорганизмов образуются доступные растениям минеральные соединения N, Р, К, Сa, S и др. элементов [2]. В настоящее время значение органических удобрений как основного источника восполнeния органического вещества почвы возросло, особенно в связи с резким ростом стоимости минеральных удобрений.

Отходы производства и потребления, образующиеся в настоящее время в огромных количествах, представляют угрозу для окру^ающей среды [6]. B связи с этим большую актуальность в настоящее время приобретают проблемы их утилизации. Mногие виды отходов производства содер^ат ʙ cʙoeм cocтaʙe ценные питательные вещества и могут быть использованы в качестве вторичного материального pecypca. К ним мо^но отнести свекловичный ^ом, образующийся в значительном количестве (70-90% от массы свеклы) при получении caxapa. B cocтaʙ ^oмa входят (% к общей мacce): пектиновые вещества – 48-50, целлюлоза – 22-25, гемицеллюлоза – 21-23, азотистые вещества – 1,8- 2,5, ɜoлa – 0,8-1,3, caxapa – 0,15-0,20, a так^е витамины (B1, B2, B6, С и др.), ферменты, небольшие количества ^ирa и микроэлементов [3, 4, 7]. Следовательно, свекловичный ^ом возмо^но использовать не только в качестве пищевых добавок в рационе сельскохозяйственных ^ивотных, но и в качестве органических удобрений на посевах.

Изучение возмо^ности использования нетрадиционных удобрений, разработка оптимальных технологий их применения, дол^ны сопрово^даться комплексными исследованиями, которые позволят оценить влияние удобрений на продуктивность, качество и безопасность растениеводческой продукции, агрохимические и биологические свойства почвы и т.д.

Цель иссле^ований – изучение изменений агрохимических свойств почвы и ее биологической активности при использовании отходов сахарного производства на посевах яровой пшеницы.

Услови^, материалы и мето^ы . Исследования проводили в лабораторнополевом опыте. Объект исследования – яровая пшеница сорт Сударыня. Варианты:

• 1.    Контроль (без внесения ^ома)

• 2.    50 т/га ^ома

• 3.    100 т/га ^ома

• 4.    150 т/га ^ома

• 5.    200 т/га ^ома

• 6.    Жом 150 т/га + дефекат 5 т/га

• 7.    Жом 150 т/га + дефекат 10 т/га

• 8.    Жом 150 т/га + дефекат 15 т/га

Почва опытного участка серая лесная, среднесуглинистая, средней окультуренности, содер^ание гумуса в пахотном горизонте 2,35%, подви^ного фосфора 96-97 мг/кг, обменного калия 230-240 мг/кг, рН сол. 5,35. Свекловичный ^ом характеризуется следующем химическим составом: рН сол. – 3,9, общий азот 1,9%, подви^ный фосфор – 0,3 мг/кг, обменный калий – 0,9 мг/кг. Дефекат содер^ит 0,6% общего aзотa, 1,2 мг/кг подви^ного фосфора и 0,6 мг/кг обменного калия, кислотность рНсол. 9,3.

Результаты и обсу^^ение. Как показали наши исследования, внесение свекловичного ^ома под посев яровой пшеницы оказало существенное влияние на агрохимические показатели серой лесной почвы (табл. 1). Пре^де всeго, это касается кислотности. Внесение свекловичного ^ома способствовало подкислению почвы. Так, в контрольном варианте (без внесения свекловичного ^ома и дефеката) кислотность почвы в среднем за два года составила 5,46. Внесение свекловичного ^ома в дозе 50 т/га увеличило кислотность почвы до 5,27. Наибольшее подкисление почвы было при внесении свекловичного ^ома в дозе 150 и 200 т/га, рН сол. 4,63 и 4,40 соответственно. При таких значениях почва переходит из разряда среднекислых в разряд сильнокислых.

Таблица 1 – ^грохимические свойства почвы в зaвисимости от доз внесения свекловичного ^ома и дефеката (в среднем зa 2014-2015 гг.)

Варианты	Кислотность, рH сол.	Р 2 О 5 , мг/кг	К 2 О, мг/кг
1. Контроль (без внeсeния ^ома)	5,46	96,7	237,6
2. 50 т/га ^ома	5,27	101,2	245,0
3. 100 т/га ^ома	4,94	116,2	238,7
4. 150 т/га ^ома	4,63	133,5	250,9
5. 200 т/га ^ома	4,40	138,4	253,3
6. Жом 150 т/га + дефекат 5,0 т/га	5,67	139,1	251,8
7. Жом 150 т/га + дефекат 10,0 т/га	6,74	142,3	256,3
8. Жом 150 т/га + дефекат 15,0 т/га	7,14	145,1	257,1

Совместное внесение свекловичного ^ома в количестве 150 т/га с дефекатом (рН сол. 9,3) не только не увеличивало кислотность, но и приводило к подщелачиванию почвы. Так, при внeсeнии 150 т/га свекловичного ^ома и дефеката в дозе 5 т/га кислотность почвы составила 5,67. При увеличении дозы дефеката до 15 т/га рН сол. составила 7,14.

Таким образом, внесение свекловичного ^ома в дозах свыше 50 т/га приводит к значительному подкислению почвы. Внесение свекловичного ^ома совместно с дефекатом способствует сни^ению кислотности почвы, что создает более благоприятные условия для роста растений яровой пшеницы, оптимум кислотности для которой составляет 6,0-7,0.

Свекловичный ^ом в своем составе, как у^е указывалось, содер^ит 0,3 мг/кг подви^ного фосфора. Следовательно, внесение свекловичного ^ома в зависимости от дозы обеспечивает поступление в почву от 15 до 60 кг/га подви^ного фосфора. Как показали результаты исследования, количество подви^ного фосфора в пахотном слое увеличилось со 101,2 мг/кг во втором варианте, до 138,4 мг/кг при внесении 200 т/га свекловичного ^ома. В контрольном варианте содер^ание подви^ного фосфора было 96,7 мг/кг.

Внесение свекловичного ^ома совместно с дефекатом повысило содер^ание подви^ного фосфора в почве со 139,1 мг/кг в шестом варианте (где вносили 150 т/га свекловичного ^ома и 5 т/га дефеката) до 145,1 мг/кг в восьмом варианте (свекловичный ^ом 150 т/га и дефеката 15 т/га). Увеличение подви^ного фосфора в указанных вариантах объясняется содер^анием его в дефекате в количестве 1,2 мг/кг. Таким образом, с дефекатом дополнительно вносилось, в зависимости от дозы от 6 до 18 мг/га.

Внесение свекловичного ^ома способствовало так ^е увеличению обменного калия в почве с 245,0 мг/кг до 253,3 мг/кг в зависимости от дозы внесения. В контрольном варианте обменного калия было 237,6 мг/кг. [8]

Совместное внесение свекловичного ^ома и дефеката так ^е способствовало некоторому увеличению его содер^ания в почве. В зависимости от дозы внесения дефеката содер^ание обменного калия составило 251,8-257,1 мг/кг, что на 6,6-8,2 % больше, чем в контрольном варианте.

Изменения агрохимических свойств почвы происходит не только под влиянием внесения элементов питания. Немалова^ное значение так ^е имеет деятельность почвенной микрофлоры. Вследствие биохимических превращений, при участии микроорганизмов происходит разрушение органического вещества, а так^е минеральной части почвы. От интенсивности протекания этих процессов зависит степень обеспеченности растений необходимыми элементами питания. В связи с этим нами определялась биологическая активность почвы в зависимости от доз внесения свекловичного ^ома и дефеката. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Биологическая активность почвы, мг СО 2 /м ² × час. (в среднем за 2014-2015 гг.)

Варианты	Время проведения исследования
	Май	Июнь	Июль
1. Контроль (без внесения ^ома)	286,3	351,7	217,9
2. 50 т/га ^ома	249,1	328,4	208,3
3. 100 т/га ^ома	207,6	289,8	201,1
4. 150 т/га ^ома	198,4	261,7	184,5
5. 200 т/га ^ома	161,2	192,6	152,4
6. Жом 150 т/га + дефекат 5,0 т/га	276,9	329,2	211,9
7. Жом 150 т/га + дефекат 10,0 т/га	294,1	364,7	236,7
8. Жом 150 т/га + дефекат 15,0 т/га	297,3	369,3	241,5
НСР 0,5	14,22	16,31	12,67

Внесение свекловичного ^ома оказало существенное влияние на активность почвенных микроорганизмов, которая оценивалась по выделению углекислого газа. Во все периоды наблюдений в вариантах с внесением свекловичного ^ома наблюдалось сни^ение биологической активности, относительно контрольного варианта на 13,0-43,7%. Минимальное выделение углекислого было в варианте с внесением 200 т/га свекловичного ^ома, которое составило 152,4-192,6 мг/СО 2 /м ² ×час. В этом варианте отмечено наибольшее подкисление почвы, чем и объясняется сни^ение биологической активности.

Совместное внесение свекловичного ^ома и дефеката оказало поло^ительное влияние на биологическую активность почвы. Так, при внесении 150 т/га свекловичного ^ома и 5 т/га дефеката количество выделившегося углекислого газа, в зависимости от времени проведения исследования, составило 211,9-329,2 мг/СО 2 /м ² ×час., тогда как при внесении только свекловичного ^ома в указанных дозах углекислого газа выделилось 184,5-261,7 мг/СО 2 /м ² ×час.

Наибольшее количество углекислого газа отмечено в восьмом варианте при совместном внесении 150 т/га свекловичного ^ома и 15 т/га дефеката 241,5-369,9 мг/СО 2 /м ² ×час. В этом варианте кислотность почвы составила 7,14, то есть реакция почвенного раствора была практически нейтральной, что обусловило повышение активности почвенных микроорганизмов.

Изменение агрохимических свойств почвы под воздействием свекловичного ^ома и дефеката отразилось на ростовых процессах яровой пшеницы и соответственно на ее продуктивности.

Внесение свекловичного ^ома в небольших дозах (50 т/га) способствовало увеличению уро^айности на 15,6% относительно контрольного варианта. Увеличение дозы внесения свекловичного ^ома до 150-200 т/га привело к значительному сни^ению уро^айности, которая составила 19,3 и 17,2 ц/га соответственно, против 24,3 ц/га в контроле.

Внесение дефеката совместно со свекловичным ^омом способствует увеличению уро^айности яровой пшеницы. Максимальная уро^айность получена в вариантах при совместном внесении 150 т/га свекловичного ^ома и 10-15 т/га дефеката, которая составила 38,9 и 38,4 ц/га соответственно.

Выво^ы . Наиболее благоприятные почвенные условия для роста и развития пшеницы отмечены при совместном внесении 150 т/га свекловичного ^ома и 10 т/га дефеката.