1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Агрохимия
  4. № 12, 2023

Агрохимия, 2023, № 12, стр. 22-30

ВЛИЯНИЕ ДИАТОМИТА, ЦЕОЛИТА И БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

А. В. Козлов 1, *, А. Х. Куликова 2, И. П. Уромова 3

1 Российский государственный аграрный университет–МСХА им. К.А. Тимирязева
127434 Москва, ул. Тимирязевская, 49, Россия

2 Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина
432017 Ульяновск, бул. Новый Венец, 1, Россия

3 Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина
603950 Нижний Новгород, ул. Ульянова, 1, Россия

* E-mail: a.kozlov@rgau-msha.ru

Поступила в редакцию 06.07.2023
После доработки 12.08.2023
Принята к публикации 15.09.2023

Аннотация

В трехлетних микрополевых опытах на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве изучено влияние мелиоративных доз (3, 6 и 12 т/га) кремнистых пород (диатомита, цеолита и бентонитовой глины) на основные агрохимические свойства почвы и продуктивность культур в зерновом звене севооборота пшеница озимая–ячмень яровой–горох посевной. Среди прочих положительных эффектов установлено существенное действие диатомита в снижении концентрации обменных форм алюминия в почве (на 0.11 мг-экв/100 г), повышении содержания обменных форм магния (на 0.33 мг-экв/100 г) и фосфатов почвенного раствора (на 225%). На фоне влияния диатомовой породы ячмень давал наибольшую прибавку урожайности зерна (на 38%) и соломы (на 29%). Наиболее существенное влияние цеолита выявлено в снижении актуальной, обменной и гидролитической кислотности почвы (снижение на 1.11, 0.48 ед. рН и на 0.33 мг-экв/100 г), а также концентрации обменных соединений кальция (увеличение на 17.7 мг-экв/100 г), магния (на 12.0 мг-экв/100 г) и калия (на 46%). Внесение цеолитовой породы способствовало наибольшей прибавке урожайности зерна (на 32%) и соломы (на 23%) ячменя. Максимально значимое влияние бентонитовой глины установлено на показатели актуальной кислотности почвы (их снижение на 0.65 ед. рН), содержания обменного алюминия (уменьшение на 0.19 мг-экв/100 г) и фосфатов почвенного раствора (увеличение на 175%). Внесение глины способствовало формированию наибольшей прибавки урожайности зерна (на 33%) и соломы (на 19%) гороха посевного.

Ключевые слова: диатомит, цеолит, бентонитовая глина, дерново-подзолистая почва, показатели кислотно-основного состояния почвы, агрохимические свойства, озимая пшеница, ячмень яровой, горох посевной, урожайность.

Список литературы

  1. Кудеяров В.Н. Агрогеохимические циклы углерода и азота в современном земледелии России // Агрохимия. 2019. № 12. С. 3–15.

  2. Окорков В.В. К теории химической мелиорации кислых почв // Агрохимия. 2019. № 9. С. 3–17.

  3. Сычев В.Г., Шафран С.А., Виноградова С.Б. Плодородие почв России и пути его регулирования // Агрохимия. 2020. № 6. С. 3–13.

  4. Ушаков Р.Н., Левин В.И., Ручкина А.В., Головина Н.А. Некоторые параметры устойчивости агросерой почвы // Агрохимия. 2019. № 4. С. 11–22.

  5. Яковлев А.С., Макаров О.А., Евдокимова М.В., Огородников С.С. Деградация земель и проблемы устойчивого развития // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1167–1174.

  6. Arshad M.A., Martin S. Identifying critical limits for soil indicators in agroecosystems // Agricult. Ecosyst. Environ. 2002. V. 88 (2). P. 153–160.

  7. Безручко Е.В., Федотова Л.С. Доступный для растений кремний – фактор устойчивого производство картофеля // Агрохимия. 2021. № 8. С. 70–81.

  8. Колесников М.П. Формы кремния в растениях // Усп. биол. химии. 2001. Т. 41. С. 301–322.

  9. Медведев С.С. Физиология растений. СПб.: БХВ–Петербург, 2015. 512 с.

  10. Панова Г.Г., Аникина Л.М., Канаш Е.В., Удалова О.Р., Шибанов Д.В. Кремнийсодержащие хелатные микроудобрения в повышении устойчивости растений к действию стрессовых факторов // Агрофизика. 2012. № 3 (7). С. 31–40.

  11. Самсонова Н.Е. Кремний в растительных и животных организмах // Агрохимия. 2019. № 1. С. 86–96.

  12. Сластя И.В., Ложникова В.Н., Кондратьева В.В., Ниловская Н.Т. Действие водного стресса и соединений кремния на содержание эндогенных фитогормонов и рост ярового ячменя // Агрохимия. 2013. № 8. С. 38–48.

  13. Ande B., Ande P., Bocharnikova E.A., Calvert D.V., Matichenkov V.V. Effect of Si-rich slag and lime on P leaching in sandy soil // J. Amer. Soc. Sugar Cane Technol. 2002. V. 22. P. 9–15.

  14. Бойцова Л.В. Изменение физико-химических свойств в профиле дерново-подзолистой почвы различного сельскохозяйственного использования // Агрофизика. 2015. № 2. С. 9–15.

  15. Иванов А.Л., Воробьев В.А., Иванова Ж.А. Современные деградационные процессы в хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах // Пробл. агрохим. и экол. 2015. № 3. С. 15–19.

  16. Минеев В.Г., Гомонова Н.Ф., Зенова Г.М., Скворцова И.Н. Влияние длительного применения средств химизации на агрохимические и микробиологические свойства дерново-подзолистой почвы // Агрохимия. 1998. № 5. С. 5–12.

  17. Яшин М.А., Авдеева Т.Н., Когут Б.М., Маркина Л.Г., Семенов В.М., Тарасов С.И., Фрид А.С. Агрогенная трансформация лабильных гумусовых веществ и структуры дерново-подзолистой супесчаной почвы // Агрохимия. 2015. № 9. С. 3–13.

  18. Артемьева З.С., Кириллова Н.П. Роль продуктов органо-минерального взаимодействия в структурообразовании и гумусообразовании основных типов почв центра Русской равнины // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 90. С. 73–95.

  19. Гомонова Н.Ф. Эколого-агрохимические функции удобрений при их длительном применении (50 лет) в агроценозе на дерново-подзолистой почве: Дис. …д-ра биол. наук. М., 2010. 278 с.

  20. Матаруева И.А. Микробиологические закономерности формирования гумусных запасов дерново-подзолистых почв. Кострома: КГСХА, 2005. 190 с.

  21. Русакова И.В. Микробиологические и экофизиологические параметры дерново-подзолистой почвы при длительном применении соломы и минеральных удобрений, их связь с урожайностью // Сел.-хоз. биол. 2020. Т. 55. № 1. С. 153–162.

  22. Черников В.А., Кончиц В.А., Пупонин А.И. Влияние различных способов и приемов обработки суглинистой дерново-подзолистой почвы на структуру гуминовых кислот и эмиссию парниковых газов // Изв. ТСХА. 2016. № 1. С. 24–39.

  23. Baldock J.A., Skjemstad J.O. Role of the soil matrix and minerals in protecting natural organic materials against biological attack // Org. Geochem. 2000. V. 31 (7–8). P. 697–710.

  24. Иванов А.И. Некоторые закономерности изменения кислотно-основного состояния дерново-подзолистых легкосуглинистых почв при сельскохозяйственном использовании // Агрохимия. 2000. № 10. С. 28–33.

  25. Кирпичников Н.А., Бижан С.П. Влияние извести на физико-химические свойства дерново-подзолистой почвы и продуктивность полевого севооборота при систематическом применении азотных и калийных удобрений в длительном опыте // Агрохимия. 2019. № 8. С. 14–17.

  26. Кузьменко Н.Н. Влияние известкования на показатели плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы // Агрохимия. 2019. № 10. С. 35–38.

  27. Brahy V., Delvaux B. Cation exchange resin and test vermiculite to study soil processes in situ in a toposequence of luvisol and cambisol on loess // Europ. J. Soil Sci. 2001. V. 52 (3). P. 397–408.

  28. Ковалевская Н.П., Завьялова Н.Е., Шаравин Д.Ю., Васбиева М.Т. Особенности микробоценоза дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при длительном применении минеральных и органических удобрений // Пробл. агрохим. и экол. 2018. № 2. С. 24–28.

  29. Кутузова Р.С., Сирота Л.Б., Орлова О.В., Во-робьев Н.И. Микробное сообщество и анализ почвенно-микробиологических процессов в дерново-подзолистой почве // Почвоведение. 2001. № 3. С. 320–332.

  30. Налиухин А.Н., Хамитова С.М., Глинушкин А.П., Авдеев Ю.М., Снетилова В.С., Лактионов Ю.В., Суров В.В., Силуянова О.В., Белозеров Д.А. Изменение метагенома прокариотного сообщества как показатель плодородия пахотных дерново-подзолистых почв при применении удобрений // Почвоведение. 2018. № 3. С. 331–337.

  31. Якушев В.П., Осипов А.И., Миннулин Р.М., Воскресенский С.В. К вопросу об известковании кислых почв в России // Агрофизика. 2013. № 2 (10). С. 18–22.

  32. Bowles T.M., Acosta-Martinez V., Calderon F., Jackson L.E. Soil enzyme activities, microbial communities, and carbon and nitrogen availability in organic agroecosystems across an intensively–managed agricultural landscape // Soil Biol. Biochem. 2014. V. 68 (1). P. 252–262.

  33. Бочарникова Е.А., Матыченков В.В., Матыченков И.В. Кремниевые удобрения и мелиоранты: история изучения, теория и практика применения // Агрохимия. 2011. № 7. С. 84–96.

  34. Куликова А.Х. Кремний и высококремнистые породы в системе удобрения сельскохозяйственных культур. Ульяновск: Ульянов. ГСХА им. П. А. Столыпина, 2013. 176 с.

  35. Самсонова Н.Е. Кремний в почвах и растениях // Агрохимия. 2005. № 6. С. 76–86.

  36. Biel K.Y., Matichenkov V.V., Fomina I.R. Protective role of silicon in living systems // Function. Foods Chronic Diseases. Richardson, 2008. V. 3. P. 208–231.

  37. Cornelis J.T., Delvaux B., Georg R.B., Lucas Y., Ranger J., Opfergelt S. Tracing the origin of dissolved silicon transferred from various soil–plant systems towards rivers: a review // Biogeosciences. 2011. V. 8 (1). P. 89–112.

  38. Агафонов Е.В., Хованский М.В. Влияние бентонита на повышение плодородия чернозема обыкновенного // Почвоведение. 2014. № 5. С. 597–601.

  39. Белоусов В.С., Тараненко В.В., Дядюченко Л.В. Пролонгирующее влияние цеолитсодержащих пород Краснодарского края на азотные удобрения // Агрохимия. 2019. № 2. С. 37–42.

  40. Бочарникова Е.А., Матыченков В.В., Погорелов А.Г. Сравнительная характеристика некоторых кремниевых удобрений // Агрохимия. 2011. № 11. С. 25–30.

  41. Дан-Дан З., Пенг-Бо З., Бочарникова Е.А., Матыченков В.В., Хомяков Д.М., Пахненко Е.П. Оценка объемов связывания углерода корнями риса под влиянием кремниевых удобрений // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2019. № 3. С. 17–22.

  42. Матыченков В.В., Кособрюхов А.А., Бочарникова Е.А. Урожайность кукурузы и содержание хлорофилла в растениях при внесении в почву кремниевых удобрений // Агрохимия. 2013. № 5. С. 25–30.

  43. Матыченков И.В., Хомяков Д.М., Пахненко Е.П., Бочарникова Е.А., Матыченков В.В. Подвижные кремниевые соединения в системе почва–растение и методы их определения // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2016. № 3. С. 37–46.

  44. Капранов В.Н. Эффективность кремнийсодержащего вещества диатомита на дерново-подзолистой почве // Пробл. агрохим. и экол. 2010. № 2. С. 10–14.

  45. Куликова А.Х. Влияние высококремнистых пород как удобрений сельскохозяйственных культур на урожайность и качество продукции // Агрохимия. 2010. № 7. С. 18–25.

  46. Лобода Б.П., Багдасаров В.Р., Фицуро Д.Д. Влияние удобрения на основе цеолитсодержащих трепелов Хотынецкого месторождения на урожайность и качество картофеля // Агрохимия. 2014. № 3. С. 28–35.

  47. Пашкевич Е.Б., Кирюшин Е.П. Роль кремния в питании растений и в защите сельскохозяйственных культур от фитопатогенов // Пробл. агрохим. и экол. 2008. № 2. С. 52–57.

  48. Chimney M.J., Yongshan W., Matichenkov V.V., Calvert D.V. Minimizing phosphorus release from newly flooded organic soils amended with calcium silicate slag: a pilot study // Wetland. Ecol. Manag. 2007. V. 15 (5). P. 385–390.

  49. Epstein E. Silicon: its manifold roles in plants // Ann. Appl. Biol. 2009. V. 155. P. 155–160.

  50. Matichenkov V.V., Wei X., Liu D., Bocharnikova E.A. Theory, practice and prospection of Si fertilizer // Agricult. Sci. Technol. 2013. V. 14 (3). P. 498–502.

  51. Чао Л., Кси Б., Бочарникова Е.А., Матыченков В.В., Хомяков Д.М., Пахненко Е.П. Влияние недостатка увлажнения и повышенного содержания соли на кремниевое состояние почв европейской части России и центрального Китая // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2018. № 3. С. 16–22.

  52. Васильева Н.Г. Оценка эффективности трепела как почвенного мелиоранта // Пробл. агрохим. и экол. 2017. № 3. С. 24–30.

  53. Cama J., Metz V., Ganor J. The effect of pH and temperature on kaolinite dissolution rate under acidic conditions // Geochim. Cosmochim. Acta. 2002. V. 66 (22). P. 3913–3926.

  54. Metz V., Amram K., Ganor J. Stoichiometry of smectite dissolution reaction // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69 (7). P. 1755–1772.

  55. Шабина И.С., Вилков В.С., Кузнецова Л.П. Характеристики основных сортов сельскохозяйственных культур, рекомендованных для возделывания в Волго-Вятском регионе. Н. Новгород: НГСХА, ООО “Юнион Принт”, 2010. 150 с.

  56. Пискунов А.С. Методы агрохимических исследований. М.: КолосС, 2004. 312 с.

  57. Полякова Н.В., Володина Е.Н., Платонычева Ю.Н. Рабочая классификация почв Нижегородской области. Н. Новгород: НГСХА, 2017. 64 с.

  58. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

  59. Кусова Н.В., Степанова Л.П. Кипящие камни (цеолиты). Орел: ОрелГАУ, 2005. 18 с.

  60. Мосталыгина Л.В., Елизарова С.Н., Костин А.В. Бентонитовые глины Зауралья: экология и здоровье человека. Курган: Изд-во Курган. гос. ун-та, 2010. 148 с.

  61. Мамонтов В.Г., Гладков А.А. Практикум по химии почв. М.: ФОРУМ, ИНФРА-М, 2015. 272 с.

  62. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

  63. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Альянс, 2011. 352 с.

  64. Мартиросян Г.Г., Манукян А.Г., Овсепян Э.Б., Костанян К.А. Исследование адсорбционно-структурных свойств природных и обработанных диатомитов // Журн. приклад. хим. 2003. Т. 76. Вып. 4. С. 551–555.

  65. Махкамова Д.Н., Содикова Ш.А., Усмонова З.Т. Бентонитовая глина, ее физико-химическая характеристика и применение в народном хозяйстве // Universum: Техн. науки. 2019. № 6 (63). С. 95–98.

  66. Пономарева О.А., Тимошин С.Е., Князева Е.Е., Ордомский В.В., Ющенко В.В., Куликов Н.С., Зайковский В.И., Иванова И.И. Физико-химические и каталитические свойства цеолитных материалов с комбинированной микро-мезопористой структурой // Журн. физ. химии. 2011. Т. 85. № 12. С. 2253–2259.

  67. Брек Д. Цеолитные молекулярные сита. М.: Мир, 1976. 781 с.

  68. Кольцова Т.Н. Анализ структур цеолитов с общей формулой CaAl2Si4O12×nH2O // Неорг. мат-лы. 2007. Т. 43. № 2. С. 218–226.

  69. Рабо Дж. Химия цеолитов и катализ на цеолитах. М.: Мир, 1980. Т. 1. 502 с.

  70. Гладкова К.Ф. Роль кремния в фосфатном питании растений // Агрохимия. 1982. № 3. С. 133–140.

  71. Елешев Р.Е., Иванов А.Л., Садвакасов С.К. Изучение влияния совместного внесения фосфорных и кремнийсодержащих удобрений на фосфатный режим основных типов почв Казахстана. Сообщ. 1. Исследование влияния различных форм кремнийсодержащих удобрений // Агрохимия. 1990. № 10. С. 35–42.

  72. Иванов А.Л. Изучение влияния совместного внесения фосфорных и кремнийсодержащих удобрений на фосфатный режим основных типов почв Казахстана. Сообщ. 3. Влияние кремния на сорбционную способность коллоидных фракций почв в отношении фосфатов // Агрохимия. 1992. № 5. С. 25–30.

  73. Лякина О.А. Использование фосфатов пониженной растворимости и соединений кремния при выращивании сельскохозяйственных культур в условиях дерново-подзолистых почв: Дис. … канд. с.-х. наук. М., 2012. 161 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Агрохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал