Сельское хозяйство 3.Земледелие, грунтоведение и агрохимия

Д.с.-х.н. Комаров А.А.

ГНУ Агрофизический НИИ Россельхозакадемии, Россия

Влияние гидролизного лигнина и лигнинонавозного компоста на  урожайность и качество растений в  условиях производства

 

При современных кризисных экономических условиях особую озабоченность представляет деградация почв, связанная с резким уменьшением средств, поддерживающих почвенное плодородие. Это, прежде всего, касается  минеральных и, особенно, органических удобрений. По данным балансовых расчетов, на каждый гектар пашни в России в  среднем не хватает 80-100 кг питательных веществ. Особую актуальность эти вопросы имеют в Нечерноземной Зоне России, где преобладают бедные гумусом дерново-подзолистые почвы. По данным В.Н.Ефимова и А.И.Иванова (2001) даже хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы данной почвенно-климатической зоны в настоящее время подвержены скрытым деградационным процессам. Интенсивное использование таких почв без применения удобрений ведет к  катастрофическому их ухудшению.

Комплексная агроэкологическая оценка плодородия почв и применения удобрений позволила В.М.Красницкому (2002) сделать вывод о том, что сокращение до минимума использования минеральных и органических удобрений, после его наращивания в предыдущие три десятилетия, вызывает сложные, мало изученные и до конца не проявившиеся изменения. В настоящее время под угрозу поставлено само состояние плодородия почв – основного фактора, определяющего уровень земледелия и успешное функционирование в целом сельского хозяйства.

         Поскольку основные источники получения традиционных органических удобрений не могут восполнить их углубляющегося дефицита, одним из основных путей выхода из кризисной ситуации является использование в качестве источников органических удобрений нетрадиционных видов органического сырья. К числу продуктов для получения органических, органо-минеральных, комплексных и других видов удобрений можно отнести гидролизный лигнин (3).

Для производственной проверки эффективности использования отходов производства - гидролизного лигнина (ГЛ) и удобрений на его основе (лигнино-навозного компоста - ЛНК) были проведены эксперименты на больших площадях производственных посевов (поля более 10 га, площадь учетной делянки 400-500 м) в различных звеньях севооборотов на окультуренных дерново-подзолистых почвах  с различным гранулометрическим  составом в условиях Ленинградской области. Необходимо отметить, что наблюдалась некоторая неравномерность по  агрохимическим показателям для каждого контура (поля), которая была вызвана производственными условиями  эксперимента. Поэтому оценивать отдельные показатели целесообразно было  в динамике изменений по каждому полю (варианту опыта).

Перед внесением в почву ГЛ нейтрализовали известью, из расчета 30-35 кг СаСО3 на каждую тонну ГЛ. Компосты готовили путем смешивания ГЛ и навоза в соотношении 1:1. Компостировали в буртах 6 месяцев в летнее время. Данные по действию лигниновых удобрений и их составных компонентов (навоза, лигнина и извести) представлены в табл.1.

В первый год после внесения удобрений под картофель прибавки урожая за счет лигнина составляли до  0,4 т/га к соответствующему минеральному – фону для ГЛ и до 2,6 т/га – для ЛНК. Вариант с ЛНК по урожайности (21,4 т/га) не на много уступал варианту с традиционным навозом (22,1 т/га). Вместе с тем  по некоторым параметрам качества продукция на вариантах с лигнином существенно отличалась от вариантов сравнения. Прежде всего, за счет ЛНК наблюдалось накопление общего азота в продукции до 1,39% против 1,21% на фоне минеральных удобрений и 1,02% - на фоне навоза. Необходимо отметить, что   накопление азота происходило не за счет нитратов, поскольку на варианте с ЛНК содержание нитратов было примерно на уровне их содержания для вариантов с фоном минеральных удобрений, а, скорее всего, за счет белкового азота.  Существенным было увеличение крахмала на вариантах с ЛНК, до 17,32% против 14,65 на фоне минеральных удобрений и 15,3% на варианте с навозом.

            Таблица 1.

Влияние лигниновых удобрений  на продуктивность и  качество   картофеля

Варианты

опыта

Конт-роль

Фон –

N60P30К60

Фон +

известь

2 т/га

Фон +

навоз

30 т/га

Фон + ГЛ

30 т/га

Фон +

ЛНК

60т/га

НСР 05

Основная продукция

Урожай, т/га

16,5

18,8

19,8

22,1

19,2

21,4

4,1

%

100

114

120

134

116

130

 

Абс.сух.в-в, %

20

21

20

22

22

20

1

N, %

1,03

1,21

1,05

1,02

1,02

1,39

0,12

P2О5,%

0,36

0,57

0,49

0,69

0,41

0,66

0,20

К20,%

5,7

7,4

5,6

5,9

7,2

5,6

1,2

Крахмал, %

14,84

14,65

13,26

15,30

14,80

17,32

1,8

Витамин «С»

3,89

4,72

4,51

4,92

4,76

4,20

0,9

N-NО3 мг/кг

49,7

57,0

68,6

86,0

47,0

58,4

12

Побочная продукция

Урожай, т/га

5,7

6,3

6,0

6,4

6,0

6,1

1,0

%

100

110

105

112

105

107

 

Абс.сух.в-в,%

18

20

19

21

20

22

2

N, %

1,6

1,4

2,9

2,3

3,7

1,9

0,2

P2О5,%

0,87

0,73

1,0

1,3

0,73

1,0

0,2

К20,%

4,2

4,1

4,6

4,6

3,6

3,8

0,8

N-NO3

38,9

40,3

35,9

46,2

58,2

35,5

16

Число куст,тыс. шт/га

44

47

43

44

42

47

 

Отношение основной продукции к побочной продукции

2,9

3,0

3,3

3,5

3,2

3,5

 

% стандарта

90,3

88,3

87,4

93,2

89,6

93,5

 

 

 

В последействии лигниновых удобрений их влияние на продуктивность растений усиливалось, а эффект на вариантах с навозом уменьшался. Это наглядно демонстрируют данные  следующих таблиц (2–3).  Так, в первый год последействия лигнин обеспечивал до 32% прибавки урожая однолетних трав, а ЛНУ – до 78% на фоне подкормки (табл.20. Совокупные показатели качества продукции на вариантах с лигниновыми удобрениями были также наилучшими.

Таблица 2.

 Последействие лигниновых удобрений  на урожайность и качество

однолетних трав

Варианты опыта

Конт-роль

Фон

 

Фон +

известь

2 т/га

Фон +

навоз

30 т/га

Фон + ГЛ

30 т/га

Фон +

ЛНК

60т/га

НСР05

Урожай «А» т/га

(фон N60P30К60),

14,3

20,5

21,3

23,8

18,9

25,5

4,4

%

100

143

150

166

132

178

 

Урожай «Б», т/га (подкормка N50P50К50)

23,1

29,0

29,2

29,5

30,9

34,4

3,2

%

100

125

126

128

134

149

 

Абс.сух.в-в, %

20

22

21

20

23

21

2

Кальций, %

0,65

0,78

0,81

0,78

0,85

0,76

0,12

Фосфор, %

0,61

0,69

0,64

0,58

0,60

0,67

0,1

Калий,%

4,71

5,48

5,73

5,27

5,06

5,17

0,5

Азот, %

2,01

2,42

2,22

2,46

1,56

2,20

0,5

N-NО3 мг/кг

50,8

87,7

77,3

78,6

77,3

75,3

22

Сырой протеин, %

12,6

17,6

13,9

15,4

9,76

10,3

4,6

Перевариваемый

протеин, г/кг

75,9

106,5

98,5

109,2

70,2

70,3

 

Сырая зола, %

1,50

1,98

1,73

1,62

1,85

1,53

0,5

Сырая клетчатка,%

36,48

36,10

35,89

35,00

37,13

34,95

2,2

Сырой жир, %

0,42

0,57

0,50

0,42

0,51

0,48

0,1

БЭВ, %

49,0

43,8

48,0

47,6

50,8

53,2

5,6

Корм.ед.

0,69

0,69

0,70

0,70

0,70

0,71

 

 

Увеличение разницы в последействии удобрений обеспечивалось на уровне повышения содержания  питательных элементов в почве, что достигалось дополнительным внесением комплексных минеральных удобрений (нитроаммофоски) по всем вариантам опыта (урожай «Б»). Для вариантов с использованием лигнина и ЛНК также отмечено улучшение качества продукции.

         Таблица 3.

Второй год последействия лигниновых удобрений  на урожайность и

качество картофеля

Варианты опыта

Конт-роль

Фон –

N60P30К60

Фон +

известь

2 т/га

Фон +

навоз

30 т/га

Фон + ГЛ

30 т/га

Фон +

ЛНК

60т/га

НСР05

Урожай, т/га

10,0

16,6

16,7

17,8

18,8

19,5

2,1

%

60

100

101

107

113

118

 

Абс.сух. в-в, %

20

19

21

18

20

20

2

N, %

1,15

1,25

1,20

1,05

1,25

1,28

0,12

P2О5,%

0,41

0,44

0,40

0,45

0,58

0.61

0,11

К20,%

3,18

4,45

3,68

4,08

4,15

3,77

0,8

Крахмал, %

11,5

14,6

16,8

15,5

14,3

17,3

2,3

Витамин «С»

4,0

4,4

4,9

4,9

5,0

5,1

0,9

N-NО3 мг/кг

22

53

62

58

23

45

22

  

         К третьему году действия лигниновых удобрений сохранялась ранее отмеченная тенденция, то есть повышения урожайности и качества продукции для вариантов с использованием ГЛ и, особенно, ЛНК, в то время как действие навоза утрачивало свою эффективность (табл.3). ЛНК обеспечивал статистически достоверные прибавки дополнительной продукции на 2,9 т/га к фону минеральных удобрений, а ГЛ на 2,2 т/га.  Кроме того, именно на этих вариантах была получена наиболее качественная продукция. Как и в случае с ранее фиксируемыми данными, отмечено значительное повышение крахмалистости клубней на варианте с ЛНК (до 17,3 % против 11,5 % на контроле). В целом действие лигнина и лигниновых удобрений проявлялось более значительно через улучшение уровней (прежде всего азотного) питания растений.  Отмечено также увеличение уровня фосфора и некоторое снижение уровня калия в основной и побочной продукции. Это может указывать на усиление анионного поглощения. На протяжении всего эксперимента ярко прослеживается возрастание доли общего азота в основной продукции. В то время как содержание нитратов снижалось.

В целом позитивное действие лигнина и лигниновых удобрений на урожайность и качество сельскохозяйственных культур проявляется через улучшение условий питания растений. За счет лигнина уменьшалось накопление нитратов в продукции, на 2-3 % повышается крахмалистость клубней, возрастет содержание  витамина «С» и зольных элементов, увеличивается выход стандартной продукции, улучшаются зоотехнические показатели и  кормовые достоинства  многолетних и однолетних травостоев. Лигнин и лигниновые удобрения могут послужить  источником органических удобрений, обеспечивая повышение продуктивности культур и сохранение плодородия почв.

Литература

1.      Ефимов В.Н., Иванов А.И. Скрытая деградация хорошо окультуренных дерново-подзолистых почв России // Агрохимия. 2001. №6. С.5-10.

2.      Красницкий В.М. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв и эффективность применения удобрений в Западной Сибири. Автореф. дисс….доктора с.-х.наук. Омск. 2002. 53 с.

3.      Комаров А.А. Роль гидролизного лигнина в плодородии почв и питании растений. Дисс….доктора с.-х.наук. СПб. 2004. 384 с.