Russian Federation
In field experiments, the influence of the aftereffect of the sorbents vermiculite and polymer hydrogel on the field moisture capacity of the soil of chestnut soils in three districts of the Republic of Tyva was evaluated. It was revealed that the introduction of vermiculite and polymer hydrogel into the soil contributes to the preservation of productive moisture in the upper root layer of the soil even 2 years after their application. The positive effect of moisture sorbents increases if they are used in conjunction with mineral fertilizers.
mineral fertilizers, moisture sorbents, chestnut soils, vegetation period, field moisture capacity
Почвенная вода является жизненной основой растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. От содержания воды в почве зависят интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ и формирование почвенного профиля, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, ее физико-механические свойства, то есть, важнейшие показатели почвенного плодородия [1]. В зоне недостаточного увлажнения водоудерживающая способность почвы играет большую роль в формировании урожая полевых культур. Земледельцы издавна применяли разные приемы, улучшающие структуру почвы, в том числе водный режим почвы. Со второй половины прошлого столетия в сельском хозяйстве стали применять различные влагосорбенты как природного, так и химического происхождения. Самыми распространенными влагосорбентами стали перлит, вермикулит и полимерный гидрогель. Анализ многочисленных исследований отечественных и зарубежных ученых по технике и технологии применения гидрогелей показал, что данный агроприем недостаточно проработан в различных почвенно-климатических зонах, особенно применительно к полевым культурам. [2,3]. Целью данного исследования является выявление степени влагосберегающей эффективности влагосорбентов различного происхождения в полевых условиях в последующий год их применения.
Материалы и методы. Опыт был заложен на каштановых почвах пахотных угодий Кызылского, Тандынского и Пий-Хемского районов Республики Тыва, входящих на территорию Центрально-Тувинской котловины. В опыте полевой культурой выращивали многолетние кормовые травы. В травосмесь были включены: костер безостый, донник желтый, клевер красный, райграс многолетний, овсяница луговая. Повторность – четырехкратная, размещение вариантов – рендомизированное. В опыте применяли влагосорбенты: искусственный полимерный гидрогель и природный сорбент вермикулит. Контрольный вариант – без использования влагосорбентов. Влагосорбенты вносили в чистом виде и совместно с минеральными удобрениями в два срока: весной одновременно с посевом 2018 года в дозе 150 кг/га и в конце сентября 2019 года в дозе 300 кг/га. Полевую влажность почвы определяли в течение вегетационного периода 2021 года прибором XLUX T10 через каждые 8-12 дней. В качестве абсорбента почвенной влаги искусственного происхождения использовался экологически безопасный гидрогель российского производства «Аквасин». Минеральные удобрения вносили в дозе N60P60K60.
Результаты и обсуждение. Сельское хозяйство в аридной зоне напрямую зависит от климата и его колебаний в течение года. Сравнительный анализ по количеству выпавших осадков за вегетационный период в 2018-2021 гг. в сравнение со среднемноголетними данными представленный в таблице 1 показывает, что в Пий-Хемском районе (Туранская метеостанция) количество выпавших осадков остается на уровне среднемноголетнего количества, за исключением 2021 года, когда сумма осадков выпало на 95 мм больше или на 143 %.
Таблица 1 – Сумма осадков за вегетационный период центральной Тувы за 2018-2021 гг.
|
Метео-станция |
Сумма осадков за вегетацию |
Отклонение от среднемноголетних, % |
|||||||
|
За исследуемый период |
Среднемноголетние летние до 2015 г. |
За исследуемый период |
|||||||
|
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
||
|
Кызылская |
212 |
217 |
256 |
233 |
140 |
151 |
155 |
183 |
174 |
|
Туранская |
197 |
226 |
225 |
315 |
220 |
90 |
103 |
102 |
143 |
|
Сосновка |
238 |
228 |
323 |
261 |
207 |
115 |
110 |
156 |
126 |
В Тандынском районе (метеостанция Сосновка) также наблюдается незначительное увеличение суммы осадков на 31, 21, 54 мм или составили 115, 110, 126 % в 2018- 2021 гг. соответственно. Только в 2020 году сумма выпавших осадков превысило среднемноголетние данные на 116 мм или составила 156 %. Особенно большое количество выпавших осадков наблюдается в мае 32 мм и июле 106 мм, что на 167 % и на 116 % больше по сравнению со среднемноголетними данными.
Немаловажным фактором является не только количество выпавших осадков, а периодичность осадков, от которой зависит и увлажнение почвы. Большое количество осадков может выпасть ливневыми дождями, а затем долгое время наблюдаться засуха, особенно при высоких дневных температурах. На рисунке 1 показано среднее количество дней с осадками по месяцам за 2018-2021 гг. В мае количество дней с осадками составили всего 6 дней, в июне – 5 дней. В июле и августе увеличивается количество дождливых дней, и следовательно сумма выпадающих осадков. Так как засушливый период выпадает на начало вегетационного периода и затягивается до 2-х месяцев, значение водоудерживающей способности почвы и постепенное влагообеспечение выращиваемых растений вследствие применения влагоудерживающих компонентов в почве становится еще более значимым приемом.
Рисунок 1. Число дней с осадками на территории Центрально-Тувинской котловины за период 2018-2021 гг.
Анализы полевой влагоемкости показывают, что применение вермикулита и гидрогеля как в чистом виде, так и при совместном применении с минеральными удобрениями способствуют увлажнению верхнего корнеобитаемого слоя почвы. Причем при совместном применении влагосорбентов с минеральными удобрениями полевая влажность почвы больше, чем при их внесении в чистом виде. Во всех трех районах на вариантах Гидрогель+NPK и Вермикулит+NPK влажность верхнего корнеобитаемого слоя почвы оказывалась больше, чем на контрольном варианте и варианте применением только минеральных удобрений. Влажность почвы на вариантах с внесением только гидрогеля и вермикулита находились в среднем промежутке 48-63 % между предыдущими вариантами (рис. 2).
Рисунок 2. Влияние применения влагосорбентов на полевую влажность каштановых почв Тандынского и Пий-Хемского районов Республики Тыва
В Кызылском районе максимальное увлажнение почвы наблюдается в конце июня и в начале июля 62-68 %. На контрольном варианте влажность почвы составляла 20-35 %, что почти в 2 раза меньше вариантов при совместном применении влагосорбентов и минеральных удобрений. В середине августа влажность почвы на данных вариантах несколько снижается до 33-44 %, на контроле до 24 %. К концу сентября влажность при совместном внесении сорбентов и удобрений снижается еще больше и составляет около 19-24 %.
В Пий-Хемском и Тандынском районах такого увеличения влажности почвы в июне не наблюдается. В конце мая самая низкая полевая влажность наблюдается на контроле - 21-28 %, самая высокая полевая влажность почвы в Тандынском районе на фоне применения вермикулита+NPK – 63,5 %, в Пий-Хемском районе – при внесении гидрогеля+NPK – 39 %. Существенная разница между контролем и вариантами с применением влагосорбентов наблюдается в июле. В августе, после выпадения обильных осадков, полевая влажность почв на всех вариантах выравнивается, но небольшая разница между контролем и вариантами с применением влагосорбентов все же остается. Необходимо отметить, что максимальная полевая влажность почвы в Пий-Хемском районе (до 69 %) наблюдалась при условии применения вермикулита+NPK, в Тандынском районе (до 76 %) - на варианте гидрогель+NPK.
Выводы. На основании проведенных исследований, выявлено, что внесение вермикулита и полимерного гидрогеля в почву положительно сказывалось на процессе сохранения продуктивной влаги в верхнем корнеобитаемом слое почвы на протяжении всего периода вегетации. Положительное влияние влагосорбентов на сохранение влаги в почве увеличивается, если их применять совместно с минеральными удобрениями.
1. Pochvovedenie s osnovami rastenievodstva [Elektronnyy resurs] // Marchik T.P., Efremov A.L., 2006 URL: https://ebooks.grsu.by/pochva_s_osn_rast/glava-7-vodnye-svojstva-i-vodnyj-rezhim-pochv.htm (data obrascheniya: 22.01.2024).
2. Kuznecov A.Yu. Vliyanie polimernoy melioracii na svoystva chernozema vyschelochennogo, teplichnogo pochvogrunta i urozhaynost' sel'skohozyaystvennyh kul'tur. Avtoreferat dissertacii.. k. s.-h. nauk/ Kuznecov A.Yu. – Penza, – 2003. – 25 s. EDN: https://elibrary.ru/NMNNTT
3. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Manohina A.A. Vozdelyvanie kartofelya s ispol'zovaniem vlagosberegayuschih polimerov // Tehnika i tehnologii APK. – 2015. – № 1. – S. 15-18. EDN: https://elibrary.ru/TYJHQJ
