Изменение плодородия чернозема выщелоченного и формирование урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием праестола 650 и удобрений в условиях лесостепного Поволжья

Успешное развитие сельскохозяйственного производства предъявляет определенные требования к повышению потенциального и эффективного плодородия почвы, а также получению высоких, устойчивых урожаев полевых и кормовых культур.

Почва, как естественная саморегулирующаяся система биосферы, не справляется с современной антропогенной и технологической нагрузкой. В результате почти полного прекращения работ по сохранению и повышению плодородия земель во всех регионах России идет быстрое нарастание процессов деградации почв, резкое снижение их плодородия. По этой и другим причинам за последние годы уже выведены из сельскохозяйственного оборота десятки миллионов гектаров земли.

Вследствие недостаточного внесения химических мелиорантов и удобрений, а также интенсивной механической обработки происходит утрата агрономически ценной структуры. Степень выпаханности черноземных почв колеблется в интервале от 23,1 до 70,7%. Старопахотные черноземы за период их использования утратили 21,7−59,2% водопрочных агрегатов. Как следствие выше перечисленных факторов, в черноземных почвах отмечено увеличение равновесной плотности. Переуплотнение почвы ведет, в свою очередь, к снижению величины общей пористости, пористости аэрации, влаго-емкости и водопроницаемости.

Такое положение можно расценивать как критичесоке. Если не приостановить данные явления, то в дальнейшем процесс может стать необратимым.

Практическое земледелие нуждается в разработках по адаптивному регулированию плодородия почв на основе применения рациональных систем удобрения и средств мелиорации, с учетом направленности и темпов изменения агрохимических свойств черноземов, происходящих под антропогенным воздействием в конкретных почвенно-климатических условиях.

В связи с этим возникла необходимость обоснования теоретических положений и практических подходов к рациональной разработке приемов повышения и использования плодородия почв, увеличения продуктивности земледелия в новых условиях многоукладного землепользования.

Использование искусственных структурообразующих полимеров, особенно в сочетании с удобрениями, снижает вредное антропогенное воздействие на почву, сохраняет ее плодородие и повышает продуктивность сельскохозяйственных культур.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в изучении влияния полимера «Праестол 650ВС», используемого в качестве искусственного структурообразователя, и его сочетаний с органическими и минеральными удобрениями на сохранение плодородия чернозема выщелоченного и повышение продуктивности культур зернопарового севооборота.

При проведении исследований необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить влияние праестола, органических, минеральных удобрений и их сочетаний с полимером на структурное состояние и водно-физические свойства чернозема выщелоченного.

2. Определить изменение агрохимических свойств почвы под действием праестола и удобрений.

3. Установить влияние полимера «Праестол 650ВС» и его сочетаний с удобрениями на формирование фотосинтетического аппарата и элементов структуры урожая.

4. Определить изменение урожайности культур зернопарового севооборота на фоне одностороннего действия полимера и его сочетаний с навозом и минеральными удобрениями.

5. Дать оценку характеру взаимосвязи урожайности сельскохозяйственных культур с основными показателями плодородия почвы.

6. Рассчитать биоэнергетическую и экономическую эффективность использования полимера «Праестол 650ВС» и его сочетаний с навозом и минеральными удобрениями в зернопаровом севообороте.

Научная новизна работы. В условиях лесостепи Среднего Поволжья вскрыто влияние полимера «Праестол 650ВС», используемого в качестве искусственного структурообразователя, удобрений и их сочетаний с полимером на структурное состояние, агрохимические и водно-физические свойства чернозема выщелоченного. Изучены особенности формирования фотосинтетического аппарата, элементов структуры урожая под действием праестола, удобрений и их сочетаний. Выявлена зависимость урожайности культур зер-нопарового севооборота от действия различных норм полимера и их сочетаний с навозом и минеральными удобрениями.

Практическая значимость работы: Полученный экспериментальный материал может служить научным обоснованием при разработке технологических приемов полимерной мелиорации черноземных почв. Разработанные автором рекомендации по использованию искусственного структурообразователя совместно с удобрениями позволят повысить урожайность культур на 24−50%. Применение полимера в сочетании с органическими удобрениями дает возможность предупредить развитие деградационных процессов в черноземных почвах и сохранить их плодородие.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Комплексная оценка действия полимера «Праестол 650 В С» и его сочетаний с удобрениями на агрохимические и агрофизические свойства чернозема выщелоченного.

• Изменение продуктивности культур зернопарового севооборота на фоне одностороннего действия различных норм праестола и их сочетаний с удобрениями.

• Энергетическая и экономическая оценка применения полимера «Праестол 650ВС» в чистом виде и в сочетании с удобрениями на 'черноземных почвах:

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Влияние полимеров на плодородие почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур

Дальнейшая интенсификация земледелия ставит перед сельским хозяйством новые задачи, связанные с необходимостью повышения потенциального и эффективного плодородия почвы.

В этой связи основной задачей становится развитие фундаментальных исследований по вопросам количественного учета компонентов почвенного плодородия, установление оптимальных параметров их гидротермических, физических, физико-химических и биологических свойств в разных почвен-но-климатических зонах, позволяющих реализовать возможности высокопродуктивных сельскохозяйственных культур интенсивного типа.

Важнейшей задачей становится глубокое познание негативных процессов, развивающихся в почвах при интенсификации их использования, существенно ограничивающих продуктивность сельскохозяйственной культуры.

В связи с требованием совершенствования зональных, региональных и локальных почвозащитных систем земледелия возникает необходимость изучать генезис и географию проявления таких явлений как эрозия, дегумифи-кация, переуплотнение, декальцификация, обесструктуривание, усиление вторичного засоления, несбалансированность агрономически значимых химических и физических свойств, потеря биогенности и другие виды деградации почв. Разработка и внедрение в практику сельского хозяйства комплекса мер по усилению негативных качеств почв будут способствовать решению одной из важнейших проблем — росту продуктивности земледелия.

Направление по оптимизации физических свойств почв полимерными материалами зародилась в конце 19 начале 20 веков в опытных работах российских и зарубежных почвоведов, изучавших воздействие органических коллоидов на минеральные компоненты почв и грунтов. В экспериментах A.A. Фадеева и В. Р. Вильямса (1902) аммиачная гумусовая вытяжка из чернозема была применена для агрегирования смеси кварцевого «воробьевско-го» песка и «гжельской» глины. Сходные опыты проводил Н. И. Саввинов (1936), используя с этой целью щелочную вытяжку из торфа (H.JI. Качин-ский, 1963). В 30−40х годах прошлого столетия обширные исследования в области искусственного оструктуривания были предприняты в нашей стране в Агрофизическом институте под руководством академика А. Ф. Иоффе и ведущих специалистов — П. В. Вершинина, Ф. Е. Колясева и других. Синхронно аналогичные работы проводились в США, Германии и Великобритании на Ротамстедской опытной станции. В качестве препаратов-структоров использовались гумусовые вытяжки из черноземов, битумы, торфяной клей, смоляной клей, силикат натрия, лигносульфонаты, кремнийогранические соединения, стеариновые и альгиновые кислоты (П.В. Вершинин, 1958; H.A. Качин-ский, 1963). Однако для получения эффективных результатов требовалось вносить значительные дозы этих препаратов (1% и более от массы почвы), что на фоне небольших и неустойчивых прибавок урожая и кратковременности действия не позволило использовать их в сельском хозяйстве (Г.Л. Мас-ленкова, 1966; A.C. Баштурова, 1984; В. В. Блисковский, Д. А. Минеев, 1986; A.M. Артюшин, 1991; П. И. Гречин, 1993). .

Отказ от использования этих, да и многих других почвенных кондиционеров низкой продуктивностью растений не всегда оправдана. Помимо повышения урожайности, в задачу устойчивого земледелия входит поддержка структуры и плодородия почвы на заданном уровне, на что также необходимо затрачивать немало сил и средств, преследуя целью не сомнительную выгоду, а заботу о состоянии почвы. В последующем исследователи неоднократно возвращались к вопросам использования природных органических полимеров, их химических модификаций, а также отходов нефтепереработки и целлюлозно-бумажной промышленности, например, при закреплении песков битумными, асфальтовыми и латексно-масляными эмульсиями, смоляными адгезивами, нефтепродуктами (И.Б. Ревут, 1972). Множество органических веществ оказалось пригодным для мульчирования поверхности почв с целью оптимизации ее теплового и водно-воздушного режимов. С вовлечением в сельское хозяйство органогенных торфяных почв в передовых европейских странах стали использовать альтернативные технологии в виде мульчирования минеральными материалами — пескования, покровной, рим-пауновской культуры и других комбинаций торфа с песком, направленных на сохранение плодородия осушенных земель (Зайдельман и др., 2005).

Современные успехи в области полимеров позволяют открыть новый путь улучшения агрофизических свойств почв, накопления и рационального использования влаги при формировании урожая сельскохозяйственных культур.

Полимеры по сравнению с минеральными и органическим удобрениями являются экологически чистыми веществами.

Наибольшее применение в оструктуривании почвы нашли линейные коллоиды. Известными среди них являются: фердикунг AN (ГДР), солакрол (ВНР), полимеры серии К — гидролизованный полиакрилнитрил (К-4), очень близкие по химическому строению полиакриламиды (ПАА), — например, по-мид (СССР), сепаран (США), седипур (ФРГ), сополимер метакриловой кислоты и метакриламида (Со-8, СССР), VAMA (США), который представляет собой смешанную натриевую и кальциевую соль сополимеризата из винил-ацетата и метилового эфира малеиновой кислоты. Г. Л. Масленковой (1961) — H.A. Качинским и А. И. Мосоловой (1967) — С. М. Эпштейном (1976) — В.Г. Ви-тязевым (1979) — А. Д. Ворониным (1986,1990) показан принцип действия полимерных линейных структурообразователей. v.

При применении полиэлектролитов рыхлая комковатая структура почвы, образующаяся в результате механической обработки, остается стабильной в течение длительного времени по отношению к воздействиям температуры, атмосферных осадков и механическим нагрузкам. Созданное таким образом устойчивое оптимальное структурное состояние почвы и, следовательно, улучшение ее водного, воздушного и теплового режимов благоприятно сказываются на формировании урожая.

Испытания полимеров, проведенные в СССР, США, Англии, Бельгии, Германии, Индии, Египте и ряде других стран выявили достаточно высокую эффективность при малых дозах внесения в почву (W.W. Emerson, 1956; Holmes R.M., Toth S.J. 1957; П. В. Вершинин, 1958; Л. Н. Абросимова, 1960; И. А. Романов, 1960; Г. Л. Масленкова, 1961; В. Б. Гуссак, 1961; H.A. Качин-ский, 1962; А. И. Мосолова, 1964, 1970; H.A. Качинский и др., 1967; К.С. Па-ганяс, 1972; И. Б. Ревут и др., 1973; De Boodt М, 1974; С. А. Вахба, 1980, 1981; Е. В. Куценко, 1981; А. Кульман, 1982;). Так обработка суглинистой дерново-подзолистой почвы дозой метакрилата натрия всего 0,05% от массы почвы практически втрое (с 24 до 67%) увеличила содержание водопрочных агрегатов (П.В. Вершинин, 1958). Использование ПАА в такой же дозе в глинистой дерново-подзолистой почве дало прирост водопрочных агрегатов на 25% (И.А. Романов, 1960).

Действие полимеров на агрегирование глинистых минералов зависит от многих факторов. Особенно сильное влияние на степень агрегирующего действия полимеров оказывает их дозировка (H.A. Качинский, 1967; А. Кульман, 1982). Так, H.A. Качинским и А. И. Мосоловой (1967) в результате электронного микроскопирования было установлено, что полимеры даже при малых концентрациях образуют физико-химические связи между почвенными частицами. При высоких дозах полимеров избыток их не взаимодействует с поверхностью почвенных частиц, а заполняет свободные поры почвы. В этом случае водопрочность агрегатов не усиливается, а ослабляется.

Филипповой М.В. (1987) установлено, что применение полиакрилами-да <�¦ (ПАА) и навоза на светло-каштановых и дерново-подзолистых почвах приводит к увеличению водоустойчивости макроструктуры. Увеличение водоустойчивости макроструктуры светло-каштановой почвы под действием ПАА тем больше, чем выше доза полимера.

Полиакриламид и навоз способствуют увеличению пористости, водопроницаемости, уменьшению плотности сложения исследованных почв. Под действием полиакриламида увеличивается водоудерживающая способность светло-каштановой почвы. Навоз оказывает влияние на водоудерживающую способность дерново-подзолистой почвы только в первый год после внесения (Филиппова М.В., 1986, 1987, 1990).

По обобщенным данным, внесение полимерного структурообразовате-ля повышает содержание водопрочных агрегатов в 1,8−2 раза по сравнению с исходной водопрочностью (Г.Л. Масленкова, 1966; А. И. Мосолова, 1970; Н. П. Качинский, 1967). В опытах Л. И. Абросимовой (1960) на суглинистой дерново-подзолистой почве за вегетационный период плотность острукту-ренной почвы к концу вегетационного периода не превышала 1,17−1,26 против 1,24−1,44 г/см на контроле. Кроме того, повышение в результате внесения полимеров водопрочности агрегатов создает благоприятные условия для впитывания и фильтрации воды. По данным Г. Л. Масленковой, Д. Б. Ревута, И. А. Романова (1966), скорость фильтрации воды была выше в 14 раз при оструктуривании, по сравнению с контролем (0,05 мм/мин). По наблюдениям Л. Н Абросимовой (1960), скорость испарения воды из почвы составила на контроле 2,7 мм/сутки, на оструктуренных делянках — 2,3 мм. В опытах-Тарасовой М.Г. (1982), количество водопрочных агрегатов при обработке почвы полиакриламидом увеличилось на 13% по отношению к почве, обработанной водой. Применение полиакриламида способствовало повышению влажности почвы, особенно в засушливые периоды вегетации растений. На контроле влажность почвы в засушливый период доходила до 1,3% в слое 0−10 см и 4,2% в слое 10−20 см. Внесение полиакриламида увеличило процент влажности почвы в слое 0−10 см до 3% и в слое 10−20 см до 5,3%.

В опытах В. И. Штатнова и Н. И. Щербаковой (1964), применение струк-турообразователя снижало испарение более, чем на 50%, не изменяя максимальной гигроскопичности.

Максимальное количество водопрочных агрегатов было отмечено при использовании полиакриламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы. Содержание водопрочных агрегатов на этом варианте по завершению третьего года исследований составило 68,3−69,7%, на четвертый год — 71,3%. Раз-1, ница с контрольным вариантом составляла 15,7−16,5%. (E.H. Кузин, 2002; E.H. Кузин, Т. А. Власова, А. Ю. Кузнецов, Г. Е. Гришин, 2004).

При использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы равновесная плотность, чернозема по годам исследований изменялась в интервале от 1,02 до л ч.

1,12% г/см, при использовании дозы 0,05% - от 1,10 до 1,16 г/см при значенил ях на контроле 1,21 — 1,26 г/см. (E.H. Кузин, А. Ф. Блинохватов и др., 1999).

Исследованиями П. А. Иванова, E.H. Кузина (2009) — П. А. Иванова (2009) установлено, что наибольший эффект по восстановлению агрономически ценной структуры обеспечивало применение повышенных норм праесто-ла в сочетании с биомелиорантами. Количество водопрочных агрегатов на этих вариантах возросло на 18,0−20,4%, коэффициент структурности увеличился на 0,33−0,39.

В результате изменения структуры почвы под влиянием полимера, прежде всего, изменяется её плотность. По данным Ишкаева Т. Х. (1967), на фоне без удобрений полиакриламидный сополимер способствовал уменыпео нию плотности почвы в горизонте 0−10 см с 1,36−1,43 г/см до 1,15−1,30 г/см ,.

7 -у, а в горизонте 10−20 см с 1,38−1,50 г/см до 1,18−1,40 г/см. С изменением плотности почвы изменяется и её пористость. Если до внесения полиакрила-мидного сополимера соотношение капиллярной и некапиллярной пористости по данным Ишкаева Т. Х. (1967, 1968) в среднем было 3,7:1, то под действием сополимеров оно стало 1,6:1. Положительное влияние полиакриламидного сополимера на пористость почвы продолжалось на второй год, где общая пористость почвы была выше, чем на контроле на 7−10%, пористость аэрациина 3−6%, некапиллярная пористость на 7−11%.

Способность гидрогеля изменять плотность почвы была показана в работах ряда ученых (К.С. Казанский и др., 1988; Н. Benkenstein, 1987; R.A. Аг-ram, 1983). Так, К. С. Казанским, Г. В. Раковой, Н. С. Ениколоповым и др. (1988) было доказано, что при внесении полимерного гидрогеля в повышенных дозах (около 0,25% для полиакриламидного геля) плотность песка снижается с 1,6 до 1,15−1,06 г/см. Данная зависимость плотности песка от внесения гидрогеля была подтверждена и египетским исследователем R.A. Arram (1983,1985) на песке, обработанном полимерным гелем RAPG, и плодородных глинистых почвах.

Снижение плотности почвы при внесении гидрогеля создает дополнительную пористость и тем самым повышенную влагоемкостьдо 41,743,5% против 23,8% в контроле. К. С. Казанский и др.(1988), Н. С. Зюзь, А. А. Лазарев, К. С. Казанский и Г. В. Ракова (1990), испытывая различные полимерные гидрогели, показали, что их внесение способствует значительному увеличению влагоемкости кварцевого песка. Влагоемкость песка увеличивалась от 5−6% до 20−25%, т. е. на 15−20% от массы скелетной части.

Праестол используемый нормами 20 и 30 кг/га в сочетании с биомелиорантами • оказал наиболее существенное влияние на изменение водно-физических свойств серой лесной почвы. Равновесная плотность на этих вариантах была ниже контроля в 2007 году на 0,16−0,18 г/см3, в 2008 году — 0,12−0,14 г/см3, в 2009 году о.

0,08−0,09 г/см. Величина общей пористости превышала контроль в 2007 году на 6,2−7,0%, в 2008 году — на 4,7−5,1%, в 2009 году — 2,9−3,5%. Величина наименьшей влагоемкости была выше исходной в 2007 году на 1,2−1,6%, в 2008 году — на 2,22,4%, в 2009 году — на 1,4−1,6% (ДА. Иванов, E.H. Кузин, 2009).

Изучая внесение гидрогелей в почву, ряд исследователей (Нурыев Б.Н. и др. 1986; Н. Benkenstein, 1987; Кузин E.H., Блинохватов А. Ф., 1999) считают, что применение гидрогелей на различных почвах способствует повышению влажности почвы.

По данным R.A. Arram (1983), внесение полимерного гидрогеля увеличивало запас доступной влаги песка в 2,4−8 раз, уменьшало потери воды на испарение. В исследованиях К. С. Казанского, Г. В. Раковой, Н.С. Ениколопо-ва и др. (1988), внесение гидрогеля полиакриламидного типа в дозах 0,0020,04% (100−2000 кг/га) в песок увеличивало его влажность от 1 до 20%.

Работами R.A. Arram (1983, 1985) — Е. Ю. Грудининой (1983) — Филиппова М. В. (1986) — М Salem, G.V. Guidi, R. Pini (1991) показана зависимость величины доступной (продуктивной) влаги от внесения полимерных гидрогелей. Запас продуктивной влаги песка от их от внесения увеличивался в 2,4−8 раз. Однако внесение гидрогеля не только увеличивало влажность почвы, но и увеличивало коэффициент использования воды (К.С. Казанский и др., 1988; R.A. Arram 1985). Это позволило повысить устойчивость сельскохозяйственных растений к засухе при водном дефиците, улучшало их физиологическое состояние как при засухе, так и без нее (Артюшин, 1987, 1988; Казанский и др., 1988). Так, по данным Ю. А. Урманцева, H.JI. Гудскова, Н. Д. Прониной, К. С. Казанского (1990), даже при воздействии засухи у растений томатов, выращенных на субстрате с добавлением гидрогеля, наблюдалась выраженная тенденция к усилению роста.

Опытами, проведенными на территории Белорусского Полесья в течение 1971;1973 гг. на дефлированных дерново-подзолистых рыхлопесчаных почвах, установлено, что полиакриламидный сополимер, скрепляя пески, образует | на поверхности почвы прочный почвозащитный слой мощностью до 3−5 см, который препятствует испарению влаги и эффективно защищает песчаные почвы от дефляции в наиболее эрозионноопасный весенний период. В то же время с контрольного участка общее количество снесенной почвы составило 8,9 т/га (Ярошевич JI.M., Жилко В. В., 1977).

По данным Кузина E.H., Кузиной JI.A., Кузнецова А. Ю. (2000), Кузнецова А. Ю., Кузина E.H. (2002), использование полиакриломидного полимера создавало благоприятные условия для поддержания положительного баланса гумуса. Полиакриламидный полимер улучшал пищевой режим чернозема выщелоченного. Содержание легкогидролизуемого азота в черноземе выщелоченном при использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы было выше, чем на контроле 13,5−19,3, доступного фосфора на 13,1−16,3 обменного калия — на 14,1−26,2 мг/кг почвы. При использовании полимера в дозе 0,05 от массы почвы — на 7,7−14,4 мг/кг почвы соответственно.

Биомелиоранты и их сочетания с праестолом повышали содержание гумуса и основных элементов питания в пахотном горизонте серой лесной почвы. Содержание гумуса на их фоне превышало исходное в 2007 году на.

0,09−0,14%, в 2008 году на 0,11−0,17%, в 2009 году 0,07−0,13%. Количество щелочногидролизуемого азота, по годам исследований, было выше контроля на 9,2−24,9 мг/кг почвы, подвижного фосфора — на 9,0−17,2 мг/кг почвы, обменного калия — на 9,2−19,9 мг/кг почвы (П.А. Иванов, 2008).

Основным критерием эффективности мелиорантов является урожайность сельскохозяйственных культур.

Рациональное использование мелиорантов предполагает повышение плодородия почвы в таких пределах, которые требуются для формирования планируемого урожая высокого качества, не допуская при этом загрязнения окружающей среды (H.A. Титова, 1991).

Как свидетельствуют результаты многих исследований, структурообразующие и водонабухающие полимеры положительно влияют на рост и развитие растений, что в конечном итоге отражается на урожайности сельскохозяйственных культур. Эффективность полимеров по влиянию на продуктивность сельскохозяйственных культур возрастает при использовании их по удобренному фону.

Многочисленными исследованиями установлено, что применение по-лимеров-структурообразователей увеличивает урожай сельскохозяйственных растений на 10−40% (В.И. Штатнов и Н. И. Щербаков, 1964; H.A. Качин-ский, 1967; А. И. Мосолова, 1970). А. И. Мосолова (1970), анализируя урожайность ячменя при внесении различных полимерных структурообразователей, доказывает, что наибольшее увеличение урожая на 43−50% определялось агрохимическим фоном, на 9−16% - видом и на 7−10% - дозой полимера. Кроме того, внесение полимерных структурообразователей приводит к увеличению полевой всхожести, увеличивает динамику нарастания биомассы (А.Н. Киселев, 1965).

По данным ряда ученых (Я.М. Куликов, 1967; А. Кульман, 1982), под влиянием битумной мульчи повышается температура почвы, что дает возможность на несколько дней раньше проводить посев ряда теплолюбивых культур, причем всходы их беспрепятственно пробиваются через мульчирующий слой. Стимуляция развития молодых растений под влиянием мульчи проявляется не только в увеличении их высоты и числа листьев, но также в накоплении большого количества сырой массы. Согласно Я. М. Куликову (1967), урожай зеленой массы озимой ржи возрастает на 3 ц/га.

Изменение водно-физических свойств почвы ускоряют прорастание семян и появление всходов сельскохозяйственных культур. По данным R.A. Аг-ram (1985), всхожесть, высота растений и сухое вещество увеличивалось более чем на 150−160%. Работами многих исследователей (R.A. Arram, 1980, 1983, 1985; Е. Ю. Грудинина, 1983; A.C. Баштурова, 1984; Н. Benkenstein, A. Kull-mann, 1987; A.M. Артюшин, 1988; Ю. А. Урманцев, H.JI. Гуд сков, Н. Д. Пронина, К. С. Казанский, 1990) установлено, что внесение полимерных гидрогелей увеличивало выход урожая различных сельскохозяйственных культур.

По данным А. М. Артюшина (1988), использование полимерного гидрогеля на основе полиакриламида давало максимальную прибавку урожайности 68,7% зерна ячменя.

В опыте Ю. А. Урманцева, H.JI. Гудскова, Н. Д. Прониной, К. С. Казанского (1990) с томатами внесение полимерного гидрогеля на основе полиакриламида в дозе 0,05% дало прибавку, по сравнению с контролем, на 53,7%.

В работе Н. Benkenstein, A. Kullmann, Н. Pagel (1987) овсом использовалось 42,2−46,9% внесенного азота в варианте без добавления геля и 40,159,2% с добавлением.

Исследования A.A. Шайманова, Н. Т. Роговой и В. Д. Голубева (1990), проведенные с гидрогелем на основе полиакриламида при гидропосеве семян овощных культур в этом геле (при расходе геля 2−3 кг/га), показали, что появление первых всходов ускоряется на 3−7 суток и массовых — на 3−14 суток.

В.В.Немченко, Д. В. Лысухиным, Н. П. Ивановой (1990) исследовался эффект полимерного гидрогеля, нанесенного различными методами при предпосевной обработке семян некоторых зерновых культур. При дозе внесения геля 100−125 граммов на тонну семян полевая всхожесть озимой пшеницы возрастала с 14 до 32−37%, а люцерны — с 21 до 47% при дозе 50−100 граммов на тонну.

Использование гидрогеля для инкрустации семян ярового рапса было проведено М. М. Савенковой (1990). Густота всходов на опытных делянках была на 38−50% выше контроля (без гидрогеля). Урожай рапса при этом повышался на 1,5−2,3 ц/га.

Максимальные прибавки урожая зеленой массы люпина (50 ц/га в среднем за четыре года) получены в варианте с внесением ПАА в дозе 1,5 т/га (Киселев А.Н., Намжилов Н. Б., 1964; Агафонов O.A., Шутов А. А, 1965; Габай В. С, 1965; Мосолова А. И., 1970; Ревут И. Б., Масленкова Г. Л., Романов И. А., 1973).i '.

Полиакриламидный полимер заметно повышал урожайность сельскохозяйственных культур зернотравяного севооборота. Полимер в дозе 0,1% от массы почвы повышал прибавку урожайности люцерны на 10,9, озимой пшеницы — на 1,14, яровой пшеницы — на 0,6 и ячменя — на 0,20 т/га, полимер в дозе 0,05% - на 5,9- 0,5- 0,25 и 0,04 т/га соответственно. Обработка семян перед посевом полиакриламидным полимеров обеспечивала прибавку урожая зеленой массы люцерны на 1,03 т/га, озимой пшеницы — на 0,14, яровой пшеницы на 0,12 и ячменя на 0,15 т/га.

В среднем за три года исследований урожайность салата на варианте с полимером была выше контроля на 0,34 кг/м, редиса — на 0,24, базилика 0,13 кг/м2, на варианте с совместным использованием полимера с минеральными удобрениями 1,21−1,50, 0,57−0,82, 0,62−0,80 кг/м2, и на варианте с полным мил неральным удобрением 0,92, 0,42, 0,92 кг/м соответственно (Кузнецов А.Ю., 2003; Кузин E.H., Власова Т. А., Кузнецов А. Ю., Гришин Г. Е., 2004).

По данным исследований Тарасовой М. Г. (1977, 1979, 1980) повышение урожая зерна овса и гречихи при внесении полиакриламида в сочетании с применением удобрений составляла дополнительно к прибавке от удобрений 50−80%. Минеральные удобрения NgoPooKgoMgso в сочетании с полиакрила-мидом в дозе 0,1% от массы почвы в пахотный слой позволило получить урожай овса в среднем за три года 41,3 ц/га при 33,2 ц/га по фону тех же удобрений без ПАА и 22,4 ц/га в контроле.

Есть факты увеличения урожайности гречихи на 28% и последействии полиакриламидного сополимера в 3 года при дозе внесения 0,1% массы почвы (Драганская М.Г., 1985). Внесение полиакриламидного сополимера не только в почву, но и в поливную воду в концентрации 10% дало увеличение урожайности кормовых бобов и улучшение снабжения их железом (Данные ежегодного отчёта на 1995 г.) Американского общества сельскохозяйственных наук (Crop Sciense Sosiety of America).

Опыты на дерново-подзолистой песчаной почве показали, что при использовании только минеральных удобрений урожайность гречихи составляла в среднем 8,5 ц/га с колебаниями по годам от 5,2 до 14,2 ц/га. Эффективность. минеральных удобрений повышалась при внесении полиакриламида (0,1% массы почвы) в пахотный слой и на поверхность после посева гречихи: сбор зерна при этом увеличился до 11,6−12,4 ц/га. Причем использование его как в смеси с минеральными удобрениями, так и раздельно давало одинаковый эффект. За четыре года прибавка урожая достигла 2,2 ц/га, или на 28% выше. Снижение нормы полиакриламида до 0,05% массы почвы снижало прибавку урожая до 1,4 ц/га (Драганская М.Г., 1985 г.).

Совместное внесение минеральных удобрений и полиакриламида повысило качество зерна гречихи: содержание сырого протеина увеличилось на 0,58−0,76%, выход кормовых единиц и сырого протеина — на 100%. Положительное действие полиакриламида в дозе 0,1% массы почвы, внесенного вместе с минеральными удобрениями, продолжалось в течение трех лет. На другой год после гречихи, под которую его использовали, сеяли сераделлу на зеленую массу, на третий и четвертый год — озимую рожь на зерно. Обе культуры дали достоверную прибавку урожая и высокий выход кормовых единиц и переваримого протеина. Снижение нормы полиакриламида до 0,05% при тех же минеральных удобрениях имело, меньший эффект.

Кроме того, неодинаково влияние полиакриламидного сополимера на урожайность различных сельскохозяйственных культур при внесении его совместно с ЫЕ^ТМОз. На известкованной почве они повышали урожайность ячменя и овса, на кислой — не способствовали этому процессу (Лянкшайте Э., Тинджюлис А., 1978).

Противоположные результаты получены и в посевах льна — на известкованной почве полиакриламидный сополимер уменьшил урожай стеблей и семян льна на 20%, а на кислой почве урожай увеличился в 1,3−1,9 раза.

Как на известкованной, так и на кислой почве произошло снижение урожайности зерна гороха, что, очевидно, связано с тем, что полиакриламидный сополимер лучше стимулирует рост вегетативных, а не генеративных органов (Крупеников И.А., Роговская Н. И., 1966).

В 1995;1996 гг. в Саратовской ГСХА были проведены исследования влияния полиакриламидного сополимера на продуктивность проса сорта Саратовское '8. Вместе с семенами проса вносился порошок полимера в дозе 5 кг/га. На делянках без удобрений полиакриламидный сополимер способствовал заметному росту урожая посевов, расположенных после вспашки и поверхностной обработки. Самый высокий прирост урожая (0,27 т/га) получен на делянках, где полимер использовался совместно с азотом на обработанной плоскорезом почве. Таким образом, применение полиакриламидного полимера в посевах проса в условиях экспериментов Саратовской ГСХА имело положительное значение, прежде всего на тех агрофонах, которые ощутимо испытывают дефицит почвенной влаги (Назаров В.А., Пронько В. В., Назаров И. В., 1997).

I I К' I * ч ' > ,.

выводы.

1. Во все годы исследований наибольший эффект по восстановлению и сохранению агрономически ценной водопрочной структуры обеспечивало применение праестола нормами 10 и 15 кг/га в сочетании с навозом, количество водопрочных агрегатов на этих вариантах возрастало на 19,7−21,6%, а коэффициент структурности — на 0,98−1,13 ед. Степень выпаханности снизилась на 23,9−26,3%.

2. Праестол в сочетании с навозом оказал наиболее существенное влияние на разуплотнение и увеличение общей пористости пахотного горизонта чернозема выщелоченного. Равновесная плотность на их фоне была ниже контроля в 2008 году на 0,09−0,16, в 2009 году — на 0,09−0,15, в 2010 году — на 0,08−0,13 г/см. Величина общей пористости превышала контроль в 2008 году на 3,6−6,5, в 2009 году — на 4,4−6,0, в 2010 году — на 3,2−5,2%.

3. Более существенное влияние на водоудерживающую способность почвы оказало совместное использование повышенных норм праестола и навоза. Величина наименьшей влагоемкости на этих вариантах опыта в 2009 году увеличилась на 1,3−2,1%, что позволило увеличить запас продуктивной влаги в пахотном горизонте в начале вегетации на 4,0−4,7 мм.

4. Наиболее существенное влияние на образование и закрепление в почве гумуса оказало совместное использование повышенных норм праестола и навоза. Максимальное содержание гумуса в пахотном горизонте было отмечено на второй год исследований. Содержание гумуса в 2009 году на этих вариантах превышало исходное на 0,13−0,14%. По завершении опыта содержание гумуса на этих вариантах составляло 6,34% при значении на контроле — 6,22%.

5. Наиболее существенное влияние на содержание основных элементов питания в черноземе выщелоченном оказало совместное использование праестола и удобрений. Содержание щелочногидролизуемого азота на их фоне варьировало по годам исследований от 95,9 до 118,5 мг/кг почвы, подвижного фосфора — от 73,4 до 84,6 мг/кг почвы, обменного калия — от 164,2 до 171,1 мг/кг почвы.

6. Использование праестола в сочетании с навозом снижало величину рНсол. на 0,4−0,5 ед. и повышало сумму обменных оснований на 0,8−1,1 мг-экв/100 г почвы.

7. Наивысший показатель фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза был зафиксирован на фоне совместного использования праестола и удобрений. Фотосинтетический потенциал на этих варил антах по годам исследований варьировал от 796 (горох) до 2129,9 м /га • сутки (озимая пшеница), чистая продуктивность фотосинтеза — от 3,94 до 4,84 г/ м2 • сутки.

8. Существенное влияние на число продуктивных растений, сохранившихся к моменту уборки, оказало использование полимера «Праестол 650» по удобренным фонам. Число продуктивных стеблей на этих вариантах опыта составляло у озимой пшеницы 390−401, у ярового ячменя — 415−438, у л гороха-79−81 шт/м .

9. Максимальная масса зерна с одного растения была зафиксирована на фоне совместного использования повышенных норм праестола и удобрений. Масса зерна в колосе у озимой пшеницы на этих вариантах была выше контроля на 34,6−44,4%, у ярового ячменя — на 27,1−33,9%. Масса зерна с одного растения у гороха на этих вариантах превышала контроль на 9,6−12,0%.

10. Наиболее существенное влияние на массу 1000 зерен оказало совместное использование повышенных норм праестола и удобрений. Масса 1000 зерен на фоне их действия у озимой пшеницы составляла 38,9−39,2 г, у ярового ячменя-43,1−43,6 г, у гороха — 165,1−164,7 г.

11. Наивысший эффект по влиянию на урожайность культур зернопаро-вого севооборота обеспечивали повышенные нормы праестола в сочетании с навозом и минеральными удобрениями. Урожайность озимой пшеницы на их фоне возрастала на 1,30−1,66 т/га, ярового ячменя — на 1,02−1,29 т/га, гороха-на 0,19−0,23 т/га, или на 43,0−55,0%, 47,0−59,4%, 21,1−25,6% соответственно.

12. Наивысший чистый доход обеспечивали нормы праестола 10 и 15 кг/га, используемые по навозному фону. Величина условного чистого дохода на их фоне составляла 4806,92−4923,76 руб./га.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

В условиях лесостепного Поволжья для снижения антропогенной деградации черноземов выщелоченных и повышения продуктивности зерновых и зернобобовых культур рекомендуется использование в качестве искусственного структурообразователя полимера «Праестол 650» в сочетании с органическими удобрениями. Экономически наиболее целесообразно использовать праестол нормами от 10 до 15 кг/га на фоне рекомендуемой нормы навоза для черноземных почв (7 т/га севооборотной пашни).