Эффективность полиакриламидного препарата при выращивании сельскохозяйственных культур

Впервые в условиях лесостепи Среднего Поволжья на черноземах, выщелоченных в зернотравяном севообороте и в условиях закрытого грунта изучено влияние водоудерживающего полиакриламидного полимера В-415К на агрохимические и агрофизические свойства чернозема выщелоченного, тепличного почвогрунта и урожайность сельскохозяйственных культур [1, с. 23].

Опыты проводились в зернотравяном севообороте со следующим чередованием культур: многолетние травы (люцерна 3 года), озимая пшеница, яровая пшеница, ячмень. Повторность в опыте четырехкратная. Площадь делянки 10 м². В качестве объекта исследования был взят характерный для почвенного покрова лесостепной зоны чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый. Семена перед посевом на 4, 5 и 6 вариантах обрабатывались полимерной пудрой из расчета: люцерна 100 г, зерновые 600 г на норму высева [2, с. 75].

В исследованиях использовался полиакриламидный полимер нового поколения В-415К (ТУ-6-02-00209912-59-96), синтезированный Саратовским НИИ «Биокатализ», 1 грамм которого может поглощать и удерживать в доступной для растений форме, до 300 гр. воды. Полиакриламидный полимер В-415К, в отличие от ранее синтезированных органических полимеров является экологически чистым и невзрывоопасным [1, с. 69].

Использование полиакриламидного полимера в закрытом грунте, в условиях орошения, позволило снизить в два раза темпы минерализации органического вещества по сравнению с контрольным вариантом. полиакриламидный полимер оказывал положительное влияние на разуплотнение пахотного горизонта чернозема выщелоченного и тепличного почвогрунта. При использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы равновесная плотность, чернозема по годам исследований изменялась в интервале от 1,02 до 1,12 г/см³, при использовании дозы 0,05% – от 1,10 до 1,16 г/см³ при значениях на контроле 1,21–1,26 г/см³. В тепличном почвогрунте в среднем за 3 года равновесная плотность на контрольном варианте составляла 1,24 г/см³. на вариантах с полимером она варьировала от 1,08 до 1,10 г/см³ и была в пределах оптимальной. Использование полиакриламидного полимера увеличивало пористость чернозема и тепличного почвогрунта в пахотном горизонте, в среднем за годы исследований, в опыте 1 на 4,2–6,7%, в опыте 2 на 6,0–6,6%. Пористость аэрации в опыте 1, в среднем за годы исследований, на контроле составила 17,8% на вариантах с полимером 17,1–17,5%. В опыте 2 на контрольном варианте пористость аэрации изменялась от 18,8 до 23,7%, на вариантах с полимером от 16,4 до 24,0%. Все соли, построенные по ионному типу, одинаково уменьшали водопоглощение полимером, независимо от типа и зарядности катиона и аниона. Коэффициент водопоглощения определялся концентрацией электролита и варьировал от 0,47 до 0,75. Вещества, построенные по каволентному типу (мочевина), не вызывали уменьшения водопоглощающей способности полимера (К = 0,9). Период насыщением гранул полимера до полного объема определялся размером гранул. Полное насыщение гранул размером 0,5–1 мм происходило за 40 мин., гранул 3–5 мм – за 210 мин. применение полимера повышало влагоемкость чернозема и тепличного почвогрунта. Наиболее положительное влияние на водоудерживающую способность чернозема полимер оказывает в первые три года после внесения, затем его эффект постепенно затухает, что связано с деградацией полимера. В 1998 году величина водоудерживающей способности на вариантах с полимером изменялась, в зависимости от дозы, от 43,7 до 54,4%, при значениях на контроле 34,2. В 2001 году величина водоудерживающей способности на контроле составила 33,0% на варианте с полимером в дозе 0,1% от массы почвы 40,3, а на варианте с дозой 0,05%–33,8%. В тепличном почвогрунте, в среднем затри года, по завершению ротации звена культурооборота, водоудерживающая способность на контроле составила 34,8, на варианте с полимером 56,7 и на варианте с совместным использование полимера с минеральными удобрениями 52,6–53,1%. Использование водоудерживающего полимера дает возможность накапливать значительное количество продуктивной влаги. На варианте с использованием полимера в дозе 0,1% от массы почвы запасы продуктивной влаги в метровом слое в начале вегетации были выше контрольных на 16,4–62,3 в конце вегетации на – 13,4–62,3 мм, на варианте с дозой полимера 0,05% от массы почвы – на 8,0–31,2 и 10,9–20,4 мм соответственно. В тепличном почвогрунте в среднем запасы продуктивной влаги в пахотном горизонте составили 50,4–57,9 на варианте с полимером 103,4–123,4 мм. Минеральные удобрения, используемые по полимерному фону, снижали запасы продуктивной влаги по сравнению с полимером, использованным в чистом виде, на 7,2–17,2 мм. полиакриламидный полимер улучшал пищевой режим чернозема выщелоченного и тепличного почвогрунта. Содержание легкогидролизуемого азота в черноземе, выщелоченном при использовании полимера в дозе 0,1% от массы почвы было выше, чем на контроле 13,5–18,3, 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 4,5–8,4; 3,9–8,1; 7,7–14,4 мг/кг почвы соответственно. В тепличном почвогрунте при использовании полимера с удобрениями содержание легкогидролизуемого азота было выше, чем на контроле на 35,3–36,9, доступного фосфора – на 8,7–9,6, обменного калия – на 34,6–35,8 мг/кг почвогрунта. полиакриламидный полимер по сравнению с контрольным вариантом повышал катионную емкость обмена в черноземе, выщелоченном на 3,4–3,8 (доза полимера 0,1%) и на 1,2–2,0 мг-экв. на 100 г почвы (доза полимера 0,05% от массы почвы), в тепличном почвогрунте – на 11,14–1,29 мг-экв. на 100 г почвогрунта. Сумма обменных оснований в черноземе на варианте с полимером в дозе 0,1% от массы почвы была выше, чем на контроле на 4,1–4,4, на варианте с полимером в дозе 0,05% от массы почвы на 1,5–2,0, тепличном почвогрунте на 1,2–1,4 мг-экв. на 100 г почвы. величина гидролитической кислотности чернозема на вариантах с полимером снизилась по сравнению с исходной на 0,6–0,9 и составила к концу ротации зернотравяного севооборота 3,2–3,6 мг-экв. на 100 г почвы. В среднем за три года исследований, в конце ротации звена овощного культурооборота, величина гидролитической кислотности на контроле составила 1,64, на варианте с полимером 1,49, на вариантах с удобрением, используемых по полимерному фону – 1,51–1,53 и на варианте с полным минеральным удобрением 1,69 мг-экв. на 100 г почвогрунта. Аналогично изменилась и величина обменной кислотности. полиакриламидный полимер заметно повышал урожайность сельскохозяйственных культур зернотравяного севооборота. Полимер в дозе 0,1% от массы почвы повышал урожайность люцерны на 10,9т/га, 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 полимером обеспечивала прибавку урожая зеленой массы люцерны на 1,03, озимой пшеницы – на 0,14, яровой пшеницы – на 0,12 и ячменя на 0,15 т/га [4, с. 125].

В среднем за три года исследований урожайность салата на варианте с полимером была выше контроля на 0,34, кг/м², редиса – на 0,24 кг/м², базилика 0,13 кг/м², на варианте с совместным использованием полимера с минеральным удобрениями на 1,21–1,50, 0,57–0,82, 0,62–0,80 кг/м², и на варианте с полным минеральным удобрением на 0,92, 0,42, 0,92 кг/м² соответственно.

Содержание нитратного азота в салате, редисе и базилике практически на всех вариантах опыта было ниже ПДК, за исключением варианта с полным минеральным удобрением используемых без полимерного фона. На этом варианте в корнеплодах редиса содержание нитратов было на уровне ПДК или выше. эколого-экономический эффект при использовании полиакриламидного полимера в дозе 0,1% от массы почвы составил 10868,3 руб., при использовании в дозе 0,05%–5580,3 руб. Максимальный эколого-экономический эффект был получен на вариантах, где семена обработаны полимером высевались по полимерному фону – 12003,9 руб. Максимальный чистый доход при выращивании овощных культур в закрытом грунте был получен на варианте, где полимер насыщался азотом, а фосфор и калий вносились в почвогрунт. Величина чистого дохода на этом варианте составила по салату – 41,59, по редису – 5,06 и по базилику – 17,10 руб/м² [4, с. 56].

Таким образом, установлена водопоглощающая способность полимера в зависимости от концентрации и состава азотосодержащих солей. Определена скорость и период водопоглощения в зависимости от размера гранул полиакриламидного полимера В-415К.