Один из методов мелиорации почв с применением экрана из интерполимерного комплекса (для студентов биологического направления)

Введение. Вопросы повышения эффективности использования водноземельных ресурсов и улучшения мелиоративных состояний земель, указанные в законах и постановлениях Кабинета Министров РУз. озадачили научных организаций вести работы по совершенствованию способов и методов повышения плодотворности земель, путем правильного использования минералов, подаваемые при поливах, которые является основным фактором повышения урожайности хлопчатника.

Известно, что минерализация происходит проникновением ионов по закону осмоса по почве и нужно отметить, что при этом участвуют 13 элементов, в том числе азот, фосфор, калий и т.д. [1].

В рекомендациях для зон орошаемого земледелия [1] предлагается следующие соотношения азота, фосфора и калия (NPK), как 1:0,75:0,35. Так же, для формирования урожая 1 ц / га, хлопчатник получает из почвы 5,5 – 6,5 кг/га азота, 2-2,5 кг/га фосфора и 5-6 кг/га калия, но независимо от урожайности хлопчатник использует азот в фазе сравнения от 69% (1970г.) до 72% (2013 г.), фосфора от 42 до 48% и калия примерно 3 раза больше, то есть от 35 кг/га до 100 кг/га. [1].

Причиной такого снижения эффективности использования минеральных удобрений хлопчатником является то, что значительная часть минеральных удобрений фильтруется вглубь ниже расчетного слоя почвы оросительной водой.

Целью данной работы является проведением лизиметрических исследований определить способов повышения эффективности использования минеральных удобрений, подаваемых при поливах через экран из ИПК с добавлением минералов (азот, фосфор или калий) в состав и установление поливной нормы хлопчатника.

Методы исследований. Для решения поставленных задач, предложены лабораторные исследования, где опыты проводились на лизиметрах, в нескольких вариантах и с контролем.

Исследования велись на лизиметрах с площадью поверхностей 640 см2 установленные на глубине 1,8 м. от поверхности земли, с четырехкратной повторностью. В первом варианте опыта на поверхности почвы в лизиметре заложен экран из раствора ИПК + минерал, во втором варианте данный экран дублируется на глубине 40 см, экраном из раствора ИПК и третий вариант - контрольный вариант.

Лизиметры заполнялись легкосуглинистой почвой. Проводилась легкая трамбовка почвы, а затем замочка водой (для получения естественного объемного веса).

Интерполимерный комплекс в составе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и мочевино - формальдегидной смолы (МФС) представляет собой широкий класс полимерных соединений, применяемых в сельском и водном хозяйстве. Высокие сорбционные и набухающие свойства, а также низкие значения коэффициента проницаемости пленок из ИПК, дали основания применения ИПК для создания экранов в виде пленок на поверхности и на глубине почвы [2].

Для создания противофильтрационного экрана на поверхности почвы наносится раствор ИПК+минерал с расходом 0,6-0,8 л/м2 методом опрыскивания, с помощью насосов.

Дублирующий экран из раствора ИПК в лизиметрах выполняется в начале выемкой почвы до глубины 40 см и производится опрыскивание раствора ИПК, а затем засыпается почвой с легкой трамбовкой.

Исследования проводимые на лизиметрах с дублирующим экраном из ИПК экрана на поверхности почвы, показали значительное повышение эффективности минералов в верхних горизонтах почвы и уменьшение поливных норм.

Поливные нормы определялись по формуле А.А.Роде [3]:

m =(βmax -βmin)g⋅H (1), где βmax , βmin - предполивная и послеполивная влажность почв, соответствующая оптимальному максимальному и минимальному пределу влажности расчетного слоя «Н», g – объемный вес почвы, г/см3.

Водно–физические свойства почв изучались до глубины 1,0 м на лизиметрах, установленных в «Ботаническом саду» Национального Университета Узбекистана, для чего были заложены шурфы, глубиной до 1 м.

Исследования показали, что плотность почвы зависит от массы веществ, составляющих рыхлые слои почвы в природном состоянии, от их сложения и гумусности.

Объёмная масса почвы составляла в среднем, 1,46 т/м3, удельная масса почвы – 2,70 т/м3 . Естественная влажность почвы колеблется от 18,5 до 23,7%, а порозность общая от 44 до 48% по различным слоям. Наименьшая влагоёмкость почв в слоях 0-100 см. в среднем 21,9 % от массы сухой почвы.

Результаты исследований . Лизиметрические исследования проводились в двух опытных и контрольном вариантах. В каждом варианте были посажены семена хлопчатника, поливались одинаковой нормой (20 л воды), из расчета 620 м³/га.

В первом варианте (серии) минерал (азот) в количестве 23 г из расчета 350 кг на гектар добавляли в раствор ИПК, опрыскиванием.

Во второй серии опытов вместо азота добавляли в раствор ИПК фосфор в количестве 20 г из расчета 225 кг на гектар.

Исследования по изучению скорости впитывания воды в почву и времени фильтрации в сравнении с контролем показали, что при поливах хлопчатника через противофильтрационный экран из ИПК + минерал на поверхности и в лизиметре с дублирующим экраном из ИПК, глубинная фильтрация воды ниже расчетного слоя почвы, уменьшается до 33-36% от поливной нормы.

Следовательно, представляемые экраны в виде тонкой пленки задерживает минералы в верхних горизонтах почвы, что видно из полученных на опытах результатов, которые приводятся в таблицах 1 и 2 и иллюстрируются на рисунке.

Таблица 1

Содержание количества минеральных удобрений по горизонтам Почвы, после полива через поверхностный экран из ИПК+минерал

Минеральные удобрения					Распределение поливной нормы по горизонтам почвы м 3/га		сз о М    се 2 се §  s С
Горизонты, м	Азот, в % от подаваемого		Фосфор, в % от подаваемого		и О	л ч о о ^	620
	и о	о о ^	и О	л ч о о ^
0,0-0,10	13,0	3,1	10,7	3,2	60	32
0,10-0,20	11,2	3,9	10,0	3,7	56	38
0,20-0,30	10,7	4,8	9,5	4,3	52	36
0,30-0,40	10,5	5,7	9,1	4,9	63	49

0,40-0,50	9,0	7,0	7,7	6,0	46	59
0,50-0,60	8,1	8,1	7,0	7,1	60	78
0,60-0,70	8,7	9,3	8,3	7,6	65	82
0,70-ниже	28,8	58,1	37,7	63,2	118	246

Из таблицы 1 видно, что при поливах хлопчатника через экран из ИПК + минерал из расчетного количества подаваемого минеральных удобрений, оставшаяся часть в верхних слоях (0-0,7 м) в среднем была выше по сравнению с контролем на 29,3% азота и 25,5% фосфора. Расчеты поливных норм по слоям почвы, показали что глубинная фильтрация воды ниже расчетного слоя (0-0,7м) на опыте была на 20,6 % ниже, чем на контроле.

Результаты исследований по повышению эффективности использования минеральных удобрений, где экран из ИПК + минерал, дублируется экраном из ИПК снизу на глубине 0,4 м приводится в таблице 3, откуда видно, что на опыте №1 содержимое минеральное удобрение (азот) на слоях почвы до внутрипочвенного экрана (0-0,4 м), составило 58,4% от подаваемого, а на контроле 19,5%, что ниже на 38,9%.

При сравнении в данном слое, результаты опыта и контроля по содержимому количеству фосфора составило 58,5% и 19%, соответственно. Глубинная фильтрация воды составили на опыте 166 м3/га, а на контроле 275 м3/га, что была выше на контроле в сравнении с опытом на 109 м3/га.

Таблица 2

Содержание количества минеральных удобрений по горизонтам почвы на лизиметре в внутрипочвенным экраном из ИПК и поверхностным экраном из ИПК + минерал.

Минеральные удобрения					Распределение поливной нормы по горизонтам почвы м3 /га		св 3
Горизонты, м	Азот, в % от подаваемого		Фосфор, в % от подаваемого		н 3 К О	►д ч & 3	620
	н О	►д ч о & к о ^	н 3 О	►д о & к о 3
0,0-0,10	13,6	3,5	13,9	3,9	66	33
0,10-0,20	14,1	4,0	13,8	3,9	60	38
0,20-0,30	15,6	5,8	15,2	5,0	59	36
0,30-0,40	15,1	6,2	15,6	6,2	55	41
0,40-0,50	6,1	7,4	7,1	7,0	60	59
0,50-0,60	6,8	8,1	6,3	7,9	75	67
0,60-0,70	7,8	8,9	6,3	8,1	79	71
0,70-ниже	20,9	56,1	21,8	58,0	166	275

Проведены фенологические наблюдения в период вегетации за 2020 год на опытном и контрольном вариантах.

При посеве хлопчатника применен сорт «Наманган 77». Посевы производились одновременно на опытном и контрольном вариантах, где всходы на опытном вариантах были на 3-4 дня раньше, чем в контроле, причиной этого является сохранение влажности из-за уменьшения испарения из-за поверхности и глубины почвы (рисунок).

Учет и наблюдение за ростом и развитием хлопчатника показали, что на 1 июля высота хлопчатника на опытном вариантах составили в среднем 36,8 – 42,7 см, а в контроле 31,9 – 36,7см. Накопление бутонов в опытах и контроле, соответственно, 14,9 и 8,1 шт, разница составляет 6,8 шт.

На 1 августа рост хлопчатника увеличился в среднем 76,9 в опытах и 53,8 см в контроле, а накопление коробочек, соответственно 11,0 и 5,6 шт.

По развитию хлопчатника на 1 сентября наибольшее накопление коробочек (15,5 шт.) отмечено в среднем в опытах, а в контрольном варианте -11,5 шт.

Лучшие результаты по урожайности хлопчатника в опытных вариантах (опыт №2) -34,4 ц/га, а в контроле -27,1 ц/га, т.е. прирост урожайности на 7,3 ц/га.

Рисунок. Лизиметрические опыты: а) контроль; б) опыт№1; в) опыт№2

Таким образом, по анализам фенологии можно сделать вывод о том, что лучшие показатели были на опытных вариантах, являясь результатом сохранения влаги, содержание минералов в корнеобитаемой зоне особенно, в опыте проводимый с внутрипочвенном экраном из ИПК (опыт №2 на рисунке).

Выводы:

• 1.    Предложен новый способ подачи минеральных удобрений при поливах хлопчатника через экран из ИПК + минеральное удобрение и рекомендован применение данного способа подачи минералов при бороздковом поливе хлопчатника используя противофильтрационный экран из ИПК + минеральное удобрение.

• 2.    Установлено, что в верхних слоях (0 - 0,4 м) почвы содержание азота и фосфора в среднем была выше по сравнению с контролем на 29,3% и 25,5%, соответственно. Глубинная фильтрация при этом на опытных вариантах уменьшилась на 128 и 109 м³/га, чем на контрольном варианте.

• 3.    Получен по данным фенологических наблюдений с внедрением полива хлопчатника через экран из ИПК + минеральное удобрение, прирост урожайности на 7,3 ц/га, в сравнении с контролем.