Исследования посвящены изучению влияния нетрадиционных источников высококремнистых удобрений на рост и развитие растений ячменя в лабораторных условиях. Изучено влияние удобрений на основе цеолита на кислотность почвы и продукционные процессы ячменя сорта Прерия.
Ключевые слова: ячмень, удобрения на основе цеолита, кислотность почвы, всхожесть семян.
Внастоящее время ячмень (Hordeum L.) высевается во всех частях света благодаря высокой адаптируемости к различным условиям. Это наиболее скороспелая культура с большим разнообразием форм [1, 2].
Установлено (доказано), что кремний является, как и основные макроэлементы (азот, фосфор, калий), неотъемлемым фактором продуктивности сельскохозяйственных культур [3, 4].
В качестве силикатных удобрений в последние годы активно предлагаются природные кремнийсодержащие породы такие, как диатомиты, цеолиты, трепелы, бентониты [5, 6]. Агрономическую ценность их можно значительно повысить совместным применением с органическими и минеральными удобрениями с тем, чтобы обеспечить растения всеми элементами питания в оптимальном соотношении [3, 5].
Идеально для решения данной проблемы подходит цеолит, представляющий из себя водные алюмосиликаты кальция, натрия, бария и некоторых других элементов. Структура цеолитов состоит из систем микрополостей, соединенных между собой и окружающей средой. Благодаря этому цеолит обладает хорошо развитой внутренней поверхностью, доступной для адсорбируемых молекул и которые цеолит способен отдавать.
Цель и методика исследований. Целью наших исследований являлось изучение эффективности удобрений на основе цеолита при выращивании ячменя в лабораторных условиях.
Задачи при этом следующие: исследовать структуру поверхности цеолита, применяемого в качестве удобрений, методом оптической микроскопии; провести лабораторные опыты с использованием комплекса биологических приемов на основе цеолита, а также модифицированного цеолита с внедрением в него карбамида и ВитаАмина в различных сочетаниях; изучить влияние систем удобрения на изменение кислотности чернозема типичного; дать оценку продуктивности ячменя по вариантам опыта.
Объекты исследования: цеолит природный Юшанского месторождения Ульяновской области и удобрения на его основе; чернозем типичный среднемощный среднесуглинистый; ячмень сорта Прерия.
Схема опыта состояла из 9-и вариантов: 1. Контроль (без удобрений); 2. Цеолит в чистом виде; 3. Цеолит + ВитаАмин; 4. Цеолит модифицированный + ВитаАмин; 5. Цеолит + ВитаАмин + карбамид; 6. Цеолит модифицированный + ВитаАмин + карбамид; 7. Цеолит + фосфат; 8. ВитаАмин; 9. ВитаАмин + карбамид.
Ячмень выращивали в горшочках с объемом 2,4 м3, масса почвы 1 кг. Посев проводили 10 декабря 2021 г. на глубину 3 см вручную. Температура в помещении поддерживалась на уровне 20–23 0С, относительная влажность воздуха 60–70 %, влажность почвы 60 % от наименьшей влагоемкости. Первые всходы появились на третий день — 13 декабря 2021 года.
Результаты исследования и их обсуждение. Для определения пористости и «воздушности» цеолита, мы обратились к методу оптической микроскопии и изучили цеолит и цеолит, обогащенный ВитаАмином.
Рис. 1. Особенности структуры цеолита
Из рисунка видно, что цеолиты — белого, реже светло-бурого цвета, имеют неправильную форму, распределение цеолитовых частиц в породе равномерное.
На рисунке 2 представлена динамика прорастания растений ячменя в зависимости от применяемых удобрений.
Рис. 2. Динамика прорастания растений ячменя под влиянием цеолита и удобрений на его основе
Всхожесть семян по вариантам значительно варьируется. Наилучшей всхожестью обладали посевы на вариантах, где использовался цеолит, а также в сочетании его с карбамидом и ВитаАмином. Всхожесть на 19 день после посева по вариантам составляла 28–30 растений ячменя.
Любые агротехнические приемы, в том числе и в большей степени удобрения, вызывают соответствующие изменения в почвенной среде и в конечном итоге влияют на продуктивность культуры.
В таблице 1 представлены показатели кислотности почвы при использовании цеолита и удобрений на его основе.
Таблица 1
Показатели кислотности почвы под посевами ячменя
|
№ п/п |
Варианты |
Рн кс l ед. |
|
1 |
Контроль |
6,3 |
|
2 |
Цеолит |
6,4 |
|
3 |
Цеолит + ВитаАмин |
6,6 |
|
4 |
Цеолит мод. + ВитаАмин |
6,7 |
|
5 |
Цеолит + ВитаАмин + карбамид |
6,2 |
|
6 |
Цеолит мод. + ВитаАмин + карбамид |
6,3 |
|
7 |
Цеолит + фосфат |
6,7 |
|
8 |
ВитаАмин |
6,5 |
|
9 |
ВитаАмин + карбамид |
6,2 |
Важно отметить изменение реакции почвенного раствора (pH KCl ) пахотного слоя при внесении цеолита почву: проявилась достоверная тенденция к нейтрализации кислотности. При этом в почве 3-го и 4-го вариантов сдвиг кислотности под посевами ячменя составил 0,3–0,4 единиц. Следует признать несомненную нейтрализующую кислотность почвы способность цеолита, благодаря достаточно высокому содержанию в нем кальция и магния [6]. Однако в 5, 6 и 9 вариантах, где вносили цеолит совместно с карбамидом, наоборот, появилась тенденция к подкислению почвенного раствора.
Величина сформированной биомассы в тот или иной период развития растений — важный интегральный показатель эффективности функционирования продукционного процесса. Сырая масса одного растения ячменя в фазу кущения достоверно повышалась во всех вариантах опыта с внесением удобрений по сравнению с контролем (таблица 2).
Таблица 2
Развитие растений ячменя при внесении в почву удобрений на основе цеолита
|
Вариант |
Высота растений, см |
Масса 1 растения, г. |
|
|
Сырая масса |
Сухая масса |
||
|
Контроль |
23,7 |
5,24 |
0,55 |
|
Цеолит |
25,4 |
9,01 |
0,77 |
|
Цеолит + ВитаАмин |
25,8 |
8,67 |
0,81 |
|
Цеолит мод. + ВитаАмин |
26,0 |
8,11 |
0,73 |
|
Цеолит + ВитаАмин + карбамид |
26,0 |
8,67 |
0,86 |
|
Цеолит мод. + ВитаАмин + карбамид |
22,3 |
8,19 |
0,71 |
|
Цеолит + фосфат |
22,1 |
7,36 |
0,66 |
|
ВитаАмин |
24,6 |
5,49 |
0,50 |
|
ВитаАмин + карбамид |
25,7 |
7,19 |
0,64 |
Максимальная прибавка сырой массы 3,77 г (72 %) наблюдалась на варианте с внесением цеолита, при этом высота растения составила 25,4 см. Минимальная прибавка сырой массы 0,25 г (4,8 %) наблюдалась на варианте с внесением ВитаАмина, высота растения составила 24,6 см. Применение удобрений в целом оказывало положительный эффект на прирост абсолютно сухой массы растений (по сравнению с контролем), за исключением варианта с внесением только ВитаАмина.
Выводы. Представлены результаты исследований по влиянию различных видов удобрений на основе цеолита на стимуляцию продукционных процессов растений ячменя.
Исследована структура поверхности цеолита, применяемого в качестве удобрений, методом оптической микроскопии.
Проведены лабораторные опыты с использованием цеолита, а также модифицированного цеолита с внедрением в него карбамида и ВитаАмина в различных сочетаниях.
Изучено влияние систем удобрения на изменение кислотности чернозема типичного.
Дана оценка продуктивности ячменя по вариантам опыта.
Применение комплекса биологических приемов на основе органоминеральных удобрений является инновационным фактором при выращивании ячменя и обеспечит в дальнейшем получение экологически безопасной качественной продукции.
Пока проводились лабораторные опыты, в дальнейшем планируется участие в полевых исследованиях на опытном поле Ульяновского государственного аграрного университета.
Литература:
1. Никитцова А. А. Возделывание ярового ячменя с применением микроудобрений Аквамикс, Акварин 15 и биостимулятора роста Базик в условиях Центрально — черноземной зоны (результаты испытаний за 3 года — 2012–2014г.г.) Режим доступа: http://www.rusnauka.com/
2. Коломейченко, В. В. Растениеводство — М.: Агробизнесцентр, 2007. — 600 с.
3. Шеуджен, А. Х. Агрохимические основы применения удобрений / А. Х. Шеуджен, Т. И. Бондарева, С. В. Кизинюк — Майкоп: «Полиграф-Юг», 2013. — 572 с.
4. Yamaji, N. A cooperative system of silicon transport in plants / N. Yamaji, N. Mitani-Veno, G. Sakurai, J. F. Ma // 7 th Inter. Conf. Silicon Agricult. Proced. Abstracts. India. — 2017. — P. 36.
5. Самсонова, Н. Е. Кремний в растениях и животных организмах / Н. Е. Самсонова // Агрохимия. — 2019. — № 1. — С. 86–96.
6. Куликова, А. Х. Кремний и высококремнистые породы в системе удобрения сельскохозяйственных культур. Ульяновск, 2013. — 176 с.
