Россия
В полевых опытах оценивали влияние последействия применения вермикулита и полимерного гидрогеля на полевую влагоемкость почвы каштановых почв в трех районах Республики Тыва. Выявлено, что внесение вермикулита и полимерного гидрогеля в почву способствует сохранению продуктивной влаги в верхнем корнеобитаемом слое почвы даже через 2 года после их применения. Положительное влияние влагосорбентов увеличивается, если их применять совместно с минеральными удобрениями.
минеральные удобрения, влагосорбенты, каштановые почвы, вегетационный период, полевая влагоемкость
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. Почвоведение с основами растениеводства [Электронный ресурс] // Марчик Т.П., Ефремов А.Л., 2006 URL: https://ebooks.grsu.by/pochva_s_osn_rast/glava-7-vodnye-svojstva-i-vodnyj-rezhim-pochv.htm (дата обращения: 22.01.2024).
2. Кузнецов А.Ю. Влияние полимерной мелиорации на свойства чернозема выщелоченного, тепличного почвогрунта и урожайность сельскохозяйственных культур. Автореферат диссертации.. к. с.-х. наук/ Кузнецов А.Ю. – Пенза, – 2003. – 25 с. EDN: https://elibrary.ru/NMNNTT
3. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Манохина А.А. Возделывание картофеля с использованием влагосберегающих полимеров // Техника и технологии АПК. – 2015. – № 1. – С. 15-18. EDN: https://elibrary.ru/TYJHQJ
