Влияние биогумуса и азофоски на свойства агросерой почвы и урожайность кукурузы

Введение. Значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства определяется ее основным свойством – плодородием. С давних пор человек оценивает почву, главным образом, с точки зрения ее плодородия. Почва – сложная система, которая живет и развивается по своим законам, поэтому под плодородием нужно понимать весь комплекс почвенных свойств и процессов, определяющих нормальное развитие растений. Плодородие, как часть почвообразовательного процесса, тесно связано с превращениями, аккумуляцией и передачей энергии и веществ, что происходят в результате количественных и качественных изменений факторов и условий плодородия. Эти изменения могут протекать как в благоприятном для развития плодородия отношении, так и в неблагоприятном. В последнее время наблюдается снижение плодородия почв в регионе. Одним из способов его повышения является внесение удобрений в научно обоснованном количестве. Недостаток применяемых удобрений привел к поиску других источников удобрительных ресурсов. Ни для кого не секрет, что человек всегда нуждается в пище, и поэтому она является одной из основ жизни как источник питания и энергии для жизнедеятельности организма. Однако не все употребляется в полном объеме, и естественно что-то идет в отходы. 11 июля 1987 года численность населения Земли достигла 5 млрд человек. В новом веке мы перешагнули уже 7-миллиардный барьер. Прирост населения увеличивается с каждым днем. Проблема утилизации пищевых отходов является одной из самых актуальных во всем мире, и в частности в Красноярском крае, поскольку их накопилось огромное количество, которое рано или поздно может привести к глобальной техногенной катастрофе. В связи с этим на кафедре почвоведения и агрохимии Красноярского ГАУ создали технологию переработки пищевых отходов методом вермикультуры в экологически безопасное удобрение – биогумус. Однако апробация данного удобрения еще не проводилась.

Цель исследования: изучить действие биогумуса и азофоски на показатели плодородия агросерой почвы и урожайность кукурузы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) изучить влияние разных доз биогумуса, азофоски и смесей на их основе на показатели потенциального и эффективного плодородия агросерой почвы; 2) оценить действие удобрений: биогумуса и азофоски, а также их смесей на урожайность кукурузы; 3) оценить энергетическую эффективность применения биогумуса и азофоски.

Объекты и методы исследования. Объектами исследований являлись агросерая почва, биогумус, полученный методом переработки пищевых отходов калифорнийским червем Eiseniafetida, азофоска, кукуруза сорта Сибирячка. Для приготовления биогумуса использовали кухонные отходы местного растительного происхождения: картофельные, луковые, свекольные очистки (г. Красноярск), – а также зарубежного происхождения – банановую кожуру (Эквадор). Субстрат для переработки в биоудобрение – биогумус производили по следующей схеме: пищевые отходы : почва = 65 : 35 %. Влажность перерабатываемого субстрата червем поддерживали на уровне 70–80 %.

Апробацию нового вида биоудобрения – биогумуса и азофоски проводили на агросерой почве на стационаре Красноярского ГАУ в вегетационно-полевом опыте в сосудах без дна (диаметр сосуда 50 см) по следующей схеме: 1) контроль (без удобрений); 2) биогумус 3 т/га; 3) биогумус 6 т/га; 4) биогумус 1,5 т/га + азофоска в комплексе, эквивалентном 1,5 т/га биогумуса; 5) биогумус 3 т/га + азофоска эквивалентна 3 т/га биогумуса; 6) азофоска в количестве, эквивалентном 3 т/га биогумуса; 7) азофоска в количестве, эквивалентном 6 т/га биогумуса.

Удобрения вносили перед посевом кукурузы. Опыт провели в 4-кратной повторности. Размещение вариантов опыта последовательное. Тестовой культурой служила кукуруза сорта Сибирячка. До посева и после уборки урожая кукурузы отбирали почвенные образцы, в которых определяли рН KCl – потенциометрически, органическое вещество – по методу Тюрину, содержание аммонийного азота – с реактивом Несслера [1], подвижного фосфора – по методу Кирсанова [1], нитратного азота – дисульфофеноловым методом в модификации С.Л. Иодко и И.Н. Шаркова [2], , обменный калий и валовые формы азота, фосфора и калия определяли в лаборатории НИИЦ Красноярского ГАУ, используя БИК-анализатор.

Полученные результаты исследований обработали статистически методами дисперсионного, корреляционно-регрессионного анализов с использованием программных пакетов «Excel».

Результаты исследования и их обсуждение. Агросерая почва, используемая в опыте, характеризовалась тяжелосуглинистым гранулометрическим составом, невысоким содержа- нием обменных катионов [3], а также низким содержанием гумуса, очень низким содержанием нитратного и легкогидролизуемого азота, низким содержанием подвижного фосфора и обменного калия (табл. 1), что свидетельствует о ее низком потенциальном и эффективном плодородии.

Агрохимическая характеристика агросерой почвы

Таблица 1

Показатель	Слой почвы 0–20 см	Метод определения показателей
Гумус, %	2,04	По Тюрину
рН KCl	5,1	Потенциометрически
К 2 О, мг/100 г	8,3	По Кирсанову
P 2 O 5 , мг/100 г	7,3
N-NO 3 , мг/кг	3,2	Дисульфофеноловый
N лг , мг/кг	13	По Корнфилду

Для повышения плодородия необходимо вносить удобрения. Внесение удобрений в аг-росерую почву привело к достоверному повышению содержания гумуса в удобренных вариантах, исключение составил только вариант № 6, где содержание показателя осталось на уровне контроля (табл. 2). Реакция среды аг-росерой почвы со слабокислой, выявленной на контроле, изменяется на близкую к нейтральной под действием внесенного в разных дозах биогумуса. Почва всех вариантов опыта насыщена основаниями и не нуждается в известковании. Полученные результаты свидетельствуют, что применение 6 т/га биогумуса (вариант № 3) и 3 т/га биогумуса + азофоска в количестве, эквивалентном 3 т/га биогумуса (вариант № 5), способствовало достоверному повышению в 1,2– 1,4 раза содержания валового азота в почве. Достоверное повышение содержания валового фосфора в почве произошло в варианте № 5. Отметим, что содержание валового калия в аг-росерой почве достоверно не изменилось под действием внесенных удобрений. Видим, что вносимые в агросерую почву удобрения способствуют улучшению агрохимических свойств, характеризующих потенциальное плодородие почвы, таких как: содержание гумуса (варианты

№ 2, 3, 4, 5, 7), валовые азота (варианты № 3, 5) и фосфора (вариант № 5).

В результате проведенных исследований установили низкое содержание нитратного азота, что характерно для серых лесных почв и согласуется с данными О.А. Сорокиной [4].

Результаты исследований свидетельствовали, что в варианте 5 (биогумус 3 т/га + азофоска в количестве, эквивалентном 3 т/га биогумуса) количество нитратного азота снизилось в динамике до очень низкого уровня (табл. 3).

Это обусловлено выносом азота, сформировавшимся высоким урожаем кукурузы в этом варианте. При этом коэффициенты вариации по вариантам опыта изменялись от 7 до 35 %, которые согласно градациям [5] оцениваются как низкие и средние значения показателя, что объясняется динамичностью этого показателя. Содержание аммонийной формы азота в почве контрольного варианта очень высокое.

Как известно [6], аммонийная форма лучше усваивается растениями при нейтральной реакции среды, а нитратная – при кислой или слабокислой. В удобренных биогумусом и биогумусом на фоне азофоски вариантах опыта отмечается тенденция повышения этого показателя.

Влияние биогумуса и азофоски на показатели потенциального плодородия агросерой почвы

Таблица 2

Вариант опыта	Гумус, %	рН KCl	Валовые, %			S	Hr	V, %
			N	P	K	мг, экв/100 г
1. Контроль (без удобрений)	3,05±0,28	5,13±0,14	0,19±0,01	0,20±0,01	0,89±0,10	29,63±0,88	5,40±0,67	85
2. Биогумус 3 т/га	3,37±0,10	5,80±0,32	0,21±0,01	0,19±0,01	0,68±0,19	31,68±1,90	6,55±1,44	83
3. Биогумус 6 т/га	3,42±0,10	5,71±0,17	0,23±0,01	0,20±0,01	1,00±0,01	29,34±0,87	5,20±0,14	85
4. Биогумус 1,5 т/га + азофоска в кол-ве, эквивалентном 1,5 т/га биогумуса	3,34±0,11	5,24±0,12	0,20±0,01	0,20±0,01	1,00±0,01	30,91±1,72	6,48±0,78	83
5. Биогумус 3 т/га + азофоска в кол-ве, эквивалентном 3 т/га биогумуса	3,93±0,25	5,54±0,11	0,27±0.03	0,33±0,14	0,78±0,22	29,07±0,88	5,45±0,26	83
6. Азофоска в кол-ве, эквивалентном 3 т/га биогумуса	3,14±0,05	5,38±0,04	0,18±0,01	0,25±0,01	0,77±0,13	25,93±0,78	5,68±0,23	82
7. Азофоска в кол-ве, эквивалентном 6 т/га биогумуса	3,35±0,23	5,37±0,12	0,18±0,01	0,22±0,01	0,61±0,13	27,28±1,06	6,83±0,50	80
НСР 05	0,27	0,25	0,03	0,08	0,20	1,82	1,05	–

Биологические науки

Таблица 3

Влияние биогумуса и азофоски на показатели эффективного плодородия агросерой почвы, мг/100 г

Вариант опыта	N-NO		N-NH		P2O5		KO
	X±Sx	V, %	X±Sx	V, %	X±Sx	V, %	X±Sx	V, %
1. Контроль (без удобрений)	6,5±2,7	17	23,9±1,1	9	9,3±0,4	10	10,6±0,4	8
2 . Биогумус 3    т/га	7,5±4,3	32	24,3±0,9	8	10,4±0,7	11	10,3±0,2	4
3. Биогумус 6 т/га	4,5±1,6	7	24,6±1,1	8	10,2±0,3	11	10,3±0,2	5
4. Биогумус 1,5 т/га + азофоска в кол-ве, экв. 1,5 т/га биогумуса	4,5±1,6	7	24,7±1,1	9	11,3±0,4	35	10.5±0,1	9
5. Биогумус 3 т/га + азофоска в кол-ве, экв. 3 т/га биогумуса	2,5±1,4	35	25,3±0,9	8	10,7±0,9	11	10,5±0,2	5
6. Азофоска в кол-ве, экв. 3 т/га биогумуса	8,3±4,2	34	22,1±0,8	8	10,7±0,1	10	10.1±0,3	6
7. Азофоска в кол-ве, экв. 6 т/га биогумуса	7,5±4,3	10	23,7±0,7	6	9,8±0,3	10	10,1±0,2	4
НСР 05	1,4	–	5,3	–	2,3	–	1,6	–

Агросерая почва характеризуется очень низким содержанием подвижного фосфора. В вариантах, удобренных биогумусом в разных дозах, отмечается тенденция повышения содержания этого показателя. Агросерая почва и удобренные варианты опыта статистически не отличались между собой и имели среднее содержание калия.

Важнейшая задача земледелия – обеспечение стабильного роста урожаев при высоком качестве продукции на основе расширенного воспроизводства эффективного и потенциального плодородия почв. Результаты проведенных исследований свидетельствовали о минимальной урожайности кукурузы на контроле, которая составляла 169 ц/га и в 4-м варианте (биогумус 1,5 т/га + азофоска в количестве, эквивалентном 1,5 т/га биогумуса), что указывает на минимальное количество элементов минерального питания в агросерой почве, недоста- точного для формирования более высокой фитомассы кукурузы (табл. 4). Применение 3 и 6 т/га биогумуса или азофоски, внесенной в почву в количествах, эквивалентных биогумусу, привело к увеличению зеленой массы кукурузы до 182–186 ц/га, что составило 8–11 % к контролю.

Максимальная урожайность кукурузы сформировалась на 5-м варианте (3 т/га биогумуса + азофоска в количестве, эквивалентном 3 т/га биогумуса) и была достоверно выше контроля в 1,2 раза. По-видимому, в этом варианте создались оптимальные условия для произрастания кукурузы. Прибавка в этом варианте возросла до 24 % к контролю.

Оценивая энергетическую эффективность применяемых удобрений при выращивании кукурузы, следует отметить, что в целом они эффективны, но отмечаются значительные различия в энергоотдаче от биогумуса и азофоски (табл. 5).

Таблица 4

Вариант опыта	Урожайность, ц/га	Прибавка к контролю, ц/га
1. Контроль (без удобрений)	169	–
2.Биогумус, 3 т/га	182	13
3. Биогумус, 6 т/га	183	14
4. Биогумус 1,5 т/га + азофоска в кол-ве, экв. 1,5 т/га биогумуса	163	–
5. Биогумус 3 т/га + азофоска в кол-ве, экв. 3 т/га биогумуса	209	40
6. Азофоска в кол-ве, экв. 3 т/га биогумуса	181	12
7. Азофоска в кол-ве, экв. 6 т/га биогумуса	186	17
НСР 05	4	–

Таблица 5

Вариант опыта	Прибавка к контролю, ц/га	Прибавка к контролю, кг/га	Содержание энергии в прибавке урожая, МДж	Затраты энергии на применение удобрений, МДж	Энергетическая эффективность, ед.
Биогумус 3 т/га	13	1300	5330	1260	4,23
Биогумус 6 т/га	14	1400	5740	2520	2,28
Биогумус 3 т/га + азофоска в кол-ве, экв. 3 т/га биогумуса	40	4000	16400	1866	8,78
Азофоска в кол-ве, экв. 3 т/га биогумуса	12	1200	4920	2472	1,99
Азофоска в кол-ве, экв. 6 т/га биогумуса	17	1700	6970	4944	1,41

Влияние биогумуса и азофоски на урожайность кукурузы

Энергетическая эффективность применения биогумуса и азофоски

Наименьшей энергетической эффективностью (от 1,41 до 1,99 ед.) отличается азофоска, внесенная в агросерую почву в разных дозах, что связано с более высокими энергозатратами на ее производство по сравнению с биогумусом. Энергетическая эффективность биогумуса выше, чем азофоски и изменялась от 2,28 до 8,78 ед. в зависимости от варианта опыта, что свидетельствует о предпочтительном применении этих удобрений в технологии выращивания кукурузы.

Выводы

• 1.    Показана возможность переработки пищевых отходов методом вермикультуры в эффек-

• тивное экологически безопасно еудобрение – биогумус.

• 2.    Все вносимые удобрения в агросерую почву способствуют достоверному повышению содержания гумуса к контролю. Исключение составил вариант с азофоской, вносимой в дозе эквивалентной 3 т/га биогумуса, где содержание его было на уровне контроля. Внесение в почву 3 и 6 т/га биогумуса способствовало изменению реакции почвенной среды от слабокислой на контроле до близкой к нейтральной.

• 3.    Применение 3 т/га биогумуса в почву на фоне азофоски, вносимой в количестве, эквивалентном биогумусу, способствовало статистически значимому повышению валовых форм азота, фосфора и формированию максимальной

• 4.    Энергетическая эффективность биогумуса выше, чем азофоски, и изменялась от 2,28 до 8,78 ед. в зависимости от варианта опыта, что свидетельствует о предпочтительном применении этих удобрений в технологии выращивания кукурузы.

урожайности кукурузы, прибавка которой составила 24 % к контролю.