27 марта 2016г.
Анализируется влияние сложного компоста, включающего в свой состав полуперепревшиий навоз КРС, растительные остатки основных культур после уборки их урожая и фосфогипс – отход производства фосфорных удобрений на агрохимические характеристики почвы в условиях степной зоны Краснодарского края.
Ключевые слова: сложный компост, полуперепреший навоз КРС, остатки растений после их уборки, фосфогипс, чернозем обыкновенный.
Важным фактором развития деградационных процессов почвы является сельское хозяйстве, поскольку технологии выращивания растений экологически несовершенные и направлены только на достижение их урожайности, что и обусловило большие изменения почвенного покрова, снижение его плодородия и ухудшение условий жизнедеятельности живых организмов.
Исследования проводились в хозяйстве «Заветы Ильича» Ленинградского района Краснодарского края, отличающегося умеренным плодородием земель, основными показателями которых являются уровень содержания органического вещества (до 3,5%), его запасы до 100 т/га, при среднем уровне концентрации подвижных форм фосфора до 3 мг/100 г почвы, а также значительным снижением содержания тонкодисперсных фракций в пахотном слое (1, 2). Последние 10 лет усилилась проблема падения плодородия почв, вызванная сокращением уровня органического вещества, определяемого ограничением использования в севообороте агроландшафта органических удобрений, пожнивных остатков, простых компостов и т.д. Одним из надежных экономически перспективных способов повышения плодородия почв является использование сложных компостов, включающих отходы быта, сельскохозяйственного и промышленного производства (6, 7, 9).
Отходы сельского хозяйства (навоз КРС и свиней, различные отходы растениеводства) являются важным источником поступления органических веществ; отходы промышленных производств (фосфогипс, дефекат) служат дополнением к органическим отходам формируя совместные органоминеральные смеси, улучшающие физические, химические и биологические свойства почв. Важнейшей задачей земледелия и экологии является влияние сложного компоста на агрохимические свойства почвы с целью повышения плодородия чернозема обыкновенного в степной зоне края (2, 4).
Методика исследований.
Влияние несения сложного компоста на агрохимические свойства чернозема обыкновенного изучали в полевом опыте, заложенном в севообороте ОАО «Заветы Ильича» в 2011–2013 гг. (2, 9) и пойменных почвах степных рек (3, 4, 5). Опыт закладывали в двух вариантах и в пятикратной повторности: контроль (норма NP) и опыт (сложный компост + NP). Площадь участков в каждой повторности составляла по 5 га. В опытном варианте сложный компост в дозе до 70 т/га включавшем комбинацию отходов сельскохозяйственного и промышленного производства (полуперепревший навоз КРС, фосфогипс и растительные остатки) были внесены в верхний слой почвы в сентябре 2010 года после уборки кукурузы перед посевом озимой пшеницы на фоне принятой нормы минеральных удобрений (7, 8, 9).
Результаты и их обсуждение.
Выполненные исследования установили разницу в содержании органического вещества по истечении первого года (2011 г.) после внесения сложного компоста по сравнению с контролем его повышение превысило 0,75 %, обусловленное снижением минерализации в силу заметной коагуляции коллоидов фосфогипса и органических коллоидов полуперепревшего навоза, а также растительных остатков и самой почвы (8). Стабилизация уровня распада органического вещества в первый год исследования сказалось и на этом показателе и в последующие годы воздействия сложного компоста. Содержание органического вещества в почве в посевах озимой пшеницы составило 4,45 ± 0,11 %, а на контроле 3,77 ± 0,06 %.
При проведении исследований в последующие 2 года на участке с внесением сложного компоста уровень содержания органического вещества превысил контрольный вариант на 18,7 %. Положительно отразилось внесение сложного компоста и на запасах органического вещества по годам исследований: запасы органического вещества в опыте превосходили контроль на 8,15 т/га.
Концентрация органического вещества и его запасы увеличились при внесении в почву сложного компоста. В связи с наличием в сложном компосте фосфогипса, отличающемся активным физико-химическим поглощением, усилением его обмена катионами субстрата на катионы почвенно-поглощающего комплекса (ППК), образующего простые органоминеральные комплексы с более пористыми механическими структурами, задерживающими в своих порах частицы других веществ (глина, органическое вещество, крупный песок).
Сложный компост снижает трансформацию органического вещества на протяжении всех трех лет после внесения его в почву при выращивании основных культур и повышает содержание аммонийного азота. Под посевами основных культур содержание общего азота колебалось в пределах 0,18–0,25 % на контроле и 0,36–0,45 % на опытном участке. Концентрация общего азота в почве возрастает при внесении сложного компоста и повышается доля аммонийного азота, хорошо удерживаемого ППК, выраженное следующей формулой (ППК)NH4+CaSO4=(ППК)Ca+(NH4)2SO4. Внесение сложного компоста повышает содержание аммонийного азота по сравнению с контролем в среднем на 25 %. Увеличение общего и аммонийного азота при внесении сложного компоста снижает трансформацию органического вещества, что определяется усилением процессов его агрегирования в этом варианте. Внесение сложного компоста консервирует азот в аммонийной форме за счет снижения процессов денитрификации (3, 10, 11, 12).
Внесение сложного компоста оказало положительное влияние на содержание в почве подвижного фосфора, колебавшемся на контроле по годам до 35,70±1,15, а в опыте – до 44,75±1,25 мг/кг при сравнительно невысоком варьировании этих показателей. В составе сложного компоста важное место занимает также кальций, играющий важную роль в процессах почвообразования, входящий в состав ППК, участвующий в обменных реакциях почвенного раствора, поддерживающий высокую буферность почвы, повышающий активность микроорганизмов, водопрочность гумуса и поддерживающий плодородие верхнего слоя почвы. С внесением сложного компоста содержание кальция в верхнем слое почвы увеличилось до 0,40 %, а на контроле не превышало 0,15 %. Во все годы исследований опыт со сложным компостом превосходит контроль по содержанию кальция в почве в среднем в 1.8 раза.
Внесение сложного компоста повышало в почве долю сульфатов, являющихся важным показателем 2- развития растений. Содержание серы (SO4 ) по годам исследований составляло до 0,24 % на опытном участке и на контроле всего лишь 0,06–0,08 %. Повышение кальция и серы в почве при внесении сложного компоста связано с поступлением этих элементом с фосфогипсом
Полученные данные позволяют сделать вывод, что внесение сложного компоста оказывает заметное влияние на химический состав верхнего слоя чернозема обыкновенного, включая уровень концентрации органического вещества, азота, фосфора, кальция и серы на протяжении всех 3 лет исследований. Увеличение в почве содержания азота определяется снижением трансформации органического вещества в связи с его консервацией коллоидными системами при внесении весьма дисперсного состава сложного компоста, а повышение фосфора, серы и кальция – поступлением этих элементов со значительной его минеральной составляющей.
Список литературы
1. Белюченко И.С. Сложные компосты как источник расширения экологических ниш культурных растений в системе почвенного покрова / И.С. Белюченко // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства. Сб. тр.: III Международной научной экологической конференции. Краснодар, 2013. – С. 12-14.
2. Белюченко И.С. Физико-географическая характеристика ленинградского района / И.С. Белюченко, Е.А. Перебора, В.Н. Гукалов // Экологические проблемы Кубани. – 2002. – № 16. – С. 186.
3. Белюченко И.С. Рекреационная трансформация лавровишневых сообществ на Кавказе / И.С. Белюченко, Ю.Г. Щербина, В.Г. Щербина // Экологические проблемы Кубани. – 1999. – № 4. – С. 22.
4. Белюченко И.С. Интродукция растений как метод расширения видового состава культурных фитоценозов в южных районах СНГ / И.С. Белюченко, Б.А. Мустафаев // Эколог. вестник Сев. Кавказа.
– 2013. – Т. 9. –№ 4.
– С. 73-89.
5. Белюченко И.С. Экологическое состояние бассейнов степных рек Кубани и перспективы их развития / И.С. Белюченко // Эколог. вестник Сев. Кавказа.
2010. – Т. 6. – № 2.
– С. 5-16.
6. Белюченко И.С. Отходы быта и производства как сырье для подготовки сложных компостов / И.С. Белюченко. – Краснодар, 2015. – 419 с.
7. Белюченко И.С. Введение в антропогенную экологию: учебное пособие для студентов и слушателей ФПК экологических специальностей вузов / И.С. Белюченко. – Краснодар, 2011. – 265 с.
8. Белюченко И.С. Коллоидные системы отходов разных производств и их роль в формировании сложного компоста / И.С. Белюченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.
2013. – № 93. – С. 787-811.
9. Муравьев Е.И. Влияние фосфогипса на развитие растений сахарной свеклы в степной зоне Краснодарского края / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко, В.В. Гукалов, О.А. Мельник // Эколог. вестник Сев. Кавказа.
– 2008.– Т. 4. – № 4.
– С. 112-114.
10. Belyuchenko I.S. Evolutionary and ecological approaches то the plants introduction in practice / I.S. Belyuchenko// Эколог. вестник Сев. Кавказа.
– 2005. – Т. 1. – № 2.
– С. 104-111.
11. Belyuchenko I.S. As to the evolutionary relationships of different level systems in the biosphere/ I.S. Belyuchenko// Экол. Вестник Сев. Кавказа. – 2005. – Т. 1. – № 2. – С. 17–50.
12. Kurakov A.V. Microscopic fungi of soil, rhizosphere, and rhizoplane of cotton and tropical cereals introduced in southern Tajikistan / A.V. Kurakov, H.T.H. Than, I.S. Belyuchenko. – Микробиология, 1994. – Т. 63. – № 6. – С. 1101.
