Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА РОСТ И УРОЖАЙ ГОРОХА НА ЧЕРНОЗЕМАХ КУЗБАССА

Неверова О.А. 1 Мосиячина Н.Н. 1 Жеребцов С.И. 2 Исмагилов З.Р. 2
1 Институт экологии человека СО РАН
2 Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН
Исследовано влияние гуминовых препаратов HumK и HumNa, изготовленных из типичного бурого угля («рядовой») и его естественно-окисленной формы («сажистый») Кайчакского месторождения Канско-Ачинского бассейна, пласт Итатский в качестве стимуляторов роста гороха и биологической активности почв в условиях черноземов Кузбасса. Установлены концентрации, сроки и нормы полива гуминовыми препаратами, вызывающими наибольший стимулирующий эффект: максимальную стимуляцию ростовых процессов и урожая у гороха, а также биологической активности почв вызывает внесение гуматов в концентрации 0,01%, при норме полива – 2 раза за вегетацию (в середине июня и июля), объеме вносимых растворов – 7 л/м3. Наибольший стимулирующий эффект на ростовые процессы гороха и биологическую активность почв оказали HumK и HumNa из сажистых бурых углей; существенное повышение урожая отмечается при внесении HumNa и HumK из сажистых бурых углей и HumNa из рядовых бурых углей.
бурые угли
гуматы калия и натрия
сельскохозяйственные растения
рост и урожай
биологическая активность почв
1. Егорова Е.Ю. Эффективность препаратов на основе гуминовых кислот торфа под сельскохозяйственные культуры в условиях луговой степи Алтайского края : автореф. дисс. … канд. с.х. наук. – Барнаул, 2000. – 18 с.
2. Жеребцов С.И. [и др.] Гуминовые вещества бурых углей и перспективы их применения в рекультивации // Разработка комплекса технологий рекультиваций техногенно нарушенных земель : матер. Всероссийск. конф (Кемерово, 10-12 декабря 2011 г.). – Кемерово : Информационно-изд. отдел, 2011. – С. 20-23.
3. Карманова И.В. Математические методы изучения роста и продуктивности растений. – М. : Наука, 1976. – 221 с.
4. Кобланова О.Н. [и др.] Получение удобрений на основе водорастворимых гуминовых кислот и их влияние на сельскохозяйственные растения // Новости науки Казахстана. – 2008. – Вып. 2. – С. 133-138.
5. Корниясова Н.А., Неверова О.А. [и др.] Использование гуматов Na и K как стимуляторов роста овса в условиях породного отвала угольного разреза «Кедровский» // Разработка комплекса технологий рекультиваций техногенно нарушенных земель : матер. Всерос. конф. (Кемерово, 10-12 декабря 2011 г.). – Кемерово : Информационно-изд. отдел, 2011. – С. 75-77.
6. Костенков Н.М., Голов В.И., Ознобихин В.И. Перспективы использования некондиционных углей в качестве удобрений и мелиоранта // Современные технологии и предпринимательство: региональные проблемы АТР. – Владивосток, 1994 – С. 91-92.
7. Левинский В.В. Все о гуматах. – Иркутск, 2000. – 71 с.
8. Макарова С., Пастухова А.А. Гуминовые удобрения в овощеводстве // Овощеводство и тепличное хозяйство. – 2008. – № 1. – С. 72.
9. Мешков И.И. Влияние гуматов на урожай озимых культур // Вестник ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА». – 2009. – № 4. – URL: http://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-gumatov-na-urozhaynost-ozimyh-kultur (дата обращения: 01.11.2012).
10. Новикова Е.В. Биотехнология в техногенных экосистемах Дальнего Востока // Актуальные вопросы экологии и охрана окружающей среды. – Тбилиси, 1989. – С. 42-25.
11. Перминов И.В., Жилин Д.М. Гуминовые вещества в контексте зеленой химии // Зеленая химия в России / под ред. В.В. Лунина, Е.С. Локтевой. – М., 2004. – 148 с.
12. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1987. – 239 с.
13. Христева Л.А. К природе действия физиологически активных веществ на растения в экстремальных условиях // Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. – Днепропетровск, 1977. – Т. 4. – С. 3-15.
14. Шардаков А.Н. [и др.] Агрофизические свойства углистых пород и их проявление при внесении в почву // Ускоренная рекультивация земель с использованием высокоэффективной биотехнологии : сб. науч. трудов. – Пермь, 1988. – С. 29-43.

Введение

Гуминовые кислоты обладают рядом специфических свойств, открывающих возможности их широкого практического использования во многих областях. Наибольшее внимание в настоящее время привлекает биологическая активность гуминовых кислот и препаратов на их основе.

Существенное влияние гуматы оказывают на водно-физические и физико-химические свойства почвы (повышают влагоёмкость легких почв, улучшают порозность и водопроницаемость тяжелых почв и др.), увеличивают урожайность зерновых, кормовых и овощных культур и повышают сопротивляемость растений к болезням, заморозкам и засухе [1; 2; 4; 7–9; 11; 13]. Имеются сведения о применении гуматов в рекультивации земель [5; 6; 10; 14]. Однако сопоставление экспериментальных данных, полученных разными учеными, затруднительно, так как действие гуминовых препаратов зависит от многих факторов: вида, сорта растений, природы и концентрации используемых препаратов, типа почв.

Цель исследования. Испытание гуматов калия и натрия, полученных из бурого угля рядового и его естественно-окисленной формы – сажистого в различных концентрациях в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных культур на черноземах Кузбасса.

Материал и методы исследования

Материалом для работы служили гуминовые препараты, изготовленные из двух типов бурых углей: типичного бурого угля группы Б2 («рядовой») Кайчакского месторождения Канско-Ачинского бассейна, пласт Итатский основной (КБР) и естественно-окисленной формы данного угля, называемой далее «сажистый» (КБС), являющийся отходом угледобычи.

Исходный уголь КБР в сравнении с КБС характеризуется большей алифатичностью и меньшей ароматичностью, что отражается на характере полученных препаратов гуминовых кислот. Образцы HumK и HumNa, полученные из КБС, более окислены, чем таковые из рядового, и содержат большее число карбонильных и карбоксильных групп, обладают большей степенью восстановленности и большей ароматичностью, но меньшим отношением карбоксильных групп к гидроксильным. В их структурах преимущественно содержатся ароматические группировки и фенолы и в меньшем количестве содержатся окисленные алифатические соединения.

Содержание гуминовых кислот в испытуемых исходных (концентрированных) образцах представлено в таблице 1.

Из концентрированных образцов гуматов готовили испытуемые растворы в концентрациях 0,01 и 0,005%.

Для испытания гуматов в качестве стимуляторов роста растений заложен опыт на территории ботанического сада в вегетационный период 2011 г. по нижеследующей схеме с внесением: 1 – вода (контроль); 2 – гумат Na (р) 0,01%; 3 – гумат Na (р) 0,005%; 4 – гумат Na (с) 0,01%; 5 – гумат Na (с) 0,005%; 6 – гумат К (р) 0,01%; 7 – гумат К (р) 0,005%; 8 – гумат К (с) 0,01%; 9 – гумат К (с) 0,005%.

Таблица 1 –  Исходные (концентрированные) образцы гуматов Na и K

Образец

Количество, л

Фактическое содержание гуминовых кислот, г/л

Выход гуминовых кислот,% (масс.) от исходного угля

HumK р

9,5

35,00

9,10

HumNa р

10

34,05

9,31

HumK с

16,3

196,8

79,38

HumNa с

16,5

193,8

78,81

Примечание: здесь и далее HumK(Na) р – гуматы K и Na, полученные из рядового бурого угля; HumK(Na) с – гуматы K и Na, полученные из естественно-окисленной формы бурого угля (сажистые).

Размеры делянок 1х1 м. Повторность деляночного опыта – 3-кратная. Испытуемая культура – горох сорта «Кузбасский». Посев растений произведен 25 мая. Поливы гуматами проводили 2 раза за вегетацию – в середине июня и июля. Объем вносимых растворов составлял 7 л/м3.

Эффективность внесения гуматов оценивали по основным характеристикам роста в динамике за вегетацию и урожая растений гороха, а также по общей биологической активности почв. В процессе исследований каждые 10 дней определяли массу растений [3], в конце вегетационного периода – урожайность и общую биологическую активность почв (по интенсивности разложения полотна целлюлозоразрушающими микроорганизмами методом Мишустина, Востровой и Петровой) [12].

Результаты исследования и их обсуждение

Почвы опытного участка на территории ботанического сада представлены выщелоченными черноземами с высоким содержанием гумуса (>2,0%), слабокислой реакцией почвенного раствора (рН 5,5), высокой обеспеченностью основными элементами питания: P2O5 (по Кирсанову100 мг/кг), K2O (по Кирсанову 120 мг/кг), легкогидролизуемым азотом (по Тюрину-Кононовой 50 мг/кг). Наряду с высокой обеспеченностью элементами питания черноземы имеют ряд недостатков. В частности, несмотря на благоприятные водные свойства, снабжение культурных растений водой в них неустойчиво. Весной в период снеготаяния профиль промачивается на значительную глубину, а летом вследствие испарения влаги с поверхности почвы и потребления ее растениями сильно иссушается верхняя часть профиля.

Изучение динамики накопления сухой массы растений гороха за вегетацию показало, что данный процесс происходит по экспоненциальной кривой во всех исследуемых вариантах и в большинстве случаев внесение гуматов стимулирует данный процесс (рис. 1).

Рис. 1. Динамика сухой массы гороха при внесении различных концентраций гуматов: 1 – контроль (полив водой); 2 – гумат Na (р) 0,01%; 3 – гумат Na (р) 0,005%; 4 – гумат Na (с) 0,01%; 5 – гумат Na (р) 0,005%; 6 – гумат К (р) 0,01%; 7 – гумат К (р) 0,005%; 8 – гумат К (с) 0,01%; 9 – гумат К (с) 0,005%.

В варианте 4 с внесением гумата Na(с) 0,01% отмечаются самые высокие значения прироста в сроки: 5.07 и 15.07 – выше контрольных значений на 72, 187% соответственно (рис. 1). В период 25.07 и 4.08 максимальные показатели сухой массы растений выявлены в варианте 8 (с внесением гумата К(с)0,01%) – выше контрольных значений на 143 и 110% соответственно.

Таким образом, максимальную стимуляцию ростовых процессов у гороха вызывает внесение гуматов Na(с) и К(с) в концентрации 0,01%.

Анализ структуры урожая гороха показал, что стабильно более высокие показатели массы семян с 1 растения, количества и массы бобов с 1 растения выявлены в вариантах 2, 4 и 8 – при внесении гуматов Na(р), Na(с) и К(с) в концентрации 0,01% (табл. 2), с максимальными значениями во 2 и 8 варианте – количество бобов с 1 растения превосходит контроль на 102 и 84% соответственно, масса бобов с 1 растения – на 49 и 57% соответственно

Таблица 2 – Структура урожая гороха при внесении различных концентраций гуматов

Масса 1000 семян

Масса семян

с 1 растения

Количество бобов

с 1 растения

Масса бобов

с 1 растения

1

152,20±2,47

5,70±0,08

9,73±0,90

7,34±0,44

2

152,73±0,60

10,28±0,91

19,63±1,06

10,94±0,56

3

150,07±3,85

5,77±0,32

14,63±0,73

7,87±0,26

4

148,40±2,19

10,34±0,35

14,93±1,12

10,01±0,92

5

136,33±1,57

4,84±0,30

9,33±0,82

6,78±0,39

6

147,87±3,07

7,59±0,48

12,47±0,98

9,53±0,49

7

132,23±3,96

7,29±0,55

12,93±0,87

9,42±0,76

8

143,27±14,39

8,77±0,50

17,93±1,28

11,55±0,91

9

143,90±3,40

6,49±0,37

13,10±0,86

9,12±0,74

Таблица 3 – Интенсивность разложения целлюлозы в почвах под овсом и горохом в условиях внесения гуматов

Варианты

Разложение ткани

%

% от контроля

1. Контроль (полив водой)

35,90±3,44

100,0

2. Гумат Na (р) 0,01%

38,10±1,76

106,0

3. Гумат Na (р) 0,005%

36,13±1,55

101,0

4. Гумат Na (с) 0,01%

38,47±1,68

107,2

5. Гумат Na (с) 0,005%

36,27±0,99

101,0

6. Гумат К (р) 0,01%

37,50±2,89

104,5

7. Гумат К (р) 0,005%

37,40±0,92

104,2

8. Гумат К (с) 0,01%

40,70±1,68

113,4

9. Гумат К (с) 0,005%

37,23±3,04

103,7

Полученные данные по накоплению сухой массы растениями гороха и его урожая согласуются с результатами биологической активности почв. Установлено, что внесение гуматов Na(р), Na(с) и К(с) в концентрации 0,01% вызывают стимуляцию в черноземах активности целлюлозоразрушающих микроорганизмов (табл. 3).

Наибольшее влияние на активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в почвах под горохом оказал гумата натрия и калия из сажистого бурого угля в концентрации 0,01% (выше контрольных значений на 7–13%).

Выводы

1. Исследованиями установлено, что гуминовые препараты HumK и HumNa, изготовленные из типичного бурого угля (рядового) и его естественно-окисленной формы (сажистого) Кайчакского месторождения Канско-Ачинского бассейна, пласт Итатский, являются стимуляторами роста гороха и биологической активности почв.

2. Установлены концентрации, сроки и нормы полива гуминовыми препаратами, вызывающими наибольший стимулирующий эффект: максимальную стимуляцию ростовых процессов и урожая у гороха, а также биологической активности почв вызывает внесение гуматов в концентрации 0,01%, при норме полива – 2 раза за вегетацию (в середине июня и июля), объеме вносимых растворов – 7 л/м3.

3. Наибольшим стимулирующим эффектом на ростовые процессы гороха и биологическую активность почв оказали HumK и HumNa из сажистых бурых углей; существенное повышение урожая отмечается при внесении HumNa и HumK из сажистых бурых углей и HumNa из рядовых бурых углей.

Рецензенты:

Куприянов А.Н., доктор биологических наук, профессор, заведующий отделом «Кузбасский ботанический сад» ИЭЧ СО РАН, г. Кемерово.

Скалон Н.В., доктор педагогических наук, кандидат биологических наук, профессор, заведующий кафедрой зоологии и экологии ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет», г. Кемерово.


Библиографическая ссылка

Неверова О.А., Мосиячина Н.Н., Жеребцов С.И., Исмагилов З.Р. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА РОСТ И УРОЖАЙ ГОРОХА НА ЧЕРНОЗЕМАХ КУЗБАССА // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=7519 (дата обращения: 13.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074