Институт почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова « ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ УДОБРЕНИЯ ПОД КУЛЬТУРУ РИСА » В.М. Кан Алматы, 2009 г.

Цель исследований - разработать функциональные модели воспроизводства плодородия, обосновать научные основы, технологические механизмы и ресурсосберегающие приемы повышения и вопроизводства плодородия рисовых почв Казахстана. Задачи: - разработать научные основы сохранения, воспроизводства и создания функциональной модели плодородия, обеспечивающее устойчивое сохранение почвенного плодородия и продуктивности риса; - создать и исследовать физико-химические механизмы оптимизации доминантных почвенных параметров с помощью новых экологически чистых материалов (модифицированные физико-химических мелиоранты, биоорганические удобрения); - разработать теоретическую базу эколого-ресурсосберегающих технологии на основе моделей превращения азота.

Схема микроделяночных опытов на деградированных рисовых почвах на ОПУ г.в Акдале 1.К без удобрений 2.К нитроаммофос, 300 кг/га 3.Ц чистый, 2 т/га 4.МЦ, 2 т/га 5.МЦ+ZnNO3, 2т/га 6.МЦ+MnSO4, 2т/га 7.МЦ+Гумистар, 2 т/га 8.МЦ+Гумистар, 5т/га 9. Ц + ЭМ, 2 т/га 10.МЦ+ЭМ, 2 т/га 11. МЦ+ЭМ, 5т/га 12. МЦ+Супергумат, 2 т/га 13. МЦ+Супергумат, 5 т/га 14.МЦ+ нанобиостимулятором ГМ, 2 т/га

СХЕМА микроделяночных опытов на темно- каштановых почвах в Кайнаре, 2008 г. 1.К без удобрений 2.К нитроаммофос, 300 кг/га – 120 гр./4м2 3.Ц чистый, 2 т/га-2.4 кг на 24 м2 4.МЦ, 2 т/га-2.4 кг 5.МЦ+ZnSO4, 2т/га кг 6.МЦ+MnSO4, 2т/га кг 7.МЦ+Гумистар, 2 т/га кг 8.МЦ+Гумистар, 5т/га кг 9.МЦ+ЭМ, 2 т/га кг 10. МЦ+ЭМ, 5т/га- 4.8 кг 11. Клубни картофеля +замочка Супергумат 12.. МЦ+Супергумат, 2 т/га кг 13.Клубни картофеля+замочка нанобиостимулятором ГМ 14.МЦ+ нанобиостимулятором ГМ, 2 т/га кг 15.Ц +замочка нанобиостимулятором ГМ кг 16.Клубни картофеля + биостимулятором ЮВ 17.Ц + биостимулятором ЮВ кг 18.МЦ+ биостимулятором ЮВ

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.. При создании динамичной модели продуктивности и плодородия почв для всех звеньев продукционного процесса выделены управляемые доминантные признаки-модель превращения почвенного азота (рис.1), гумусное состояние почв (рис.13), обеспеченность макро-, микроэлементами, состав микробиоты. Разработаны параметры плодородия и способы их оптимизации. Методологическая основа функциональной модели – системный анализ сложных объектов и балансовый метод. Проведены модельные исследования и компьютерный анализ физико-химических временных механизмов оптимизации содержания азота и фосфора при модификации цеолита маточными растворами концентрации 80, 200, 300 г/л двух типов сложных удобрений нитроаммофоски и нитроаммосфата. Соотношения сорбционного азота к прочно закрепленному при модификации маточными растворами удобрений возрастает при 80 г/л с 3,2 раза до 5,4 (200 г/л ) и 5,7 раз (300 г/л). Ресурсосбережение обеспечивается при модификации маточными растворами 100 г/л.

Рисунок 1- Схема функциональной модели превращения почвенного азота.

2. Почвенный гумус рисовых почв подвержен процессам элювирования растворимой формы по почвенному профилю и их потерей со сбросными водами со скоростью выноса в начале затопления от 9 кг/м3 до 2 в конце вегетации (рис.2). Экспериментально определены их потери и вынос на рисовых чеках после минерализации пожнивных, корневых остатков люцерны. При этом за счет микробиологического разложения возрастает количество свежеобразованного гумуса «типа анмор» (Kubiena, 1953). При сочетании биорганики с цеолитом кривая выноса органического вещества возрастает на 15 %, связанное с мобилизационными воздействием цеолита на процессы синтеза и минерализации гуминовых веществ, повышением уровня питания и ростом урожайности риса.

Рис.2-Суммарный вынос водорастворимой формы органического вещества за вегетацию риса на модельных вегетационных опытах

3. Биоорганические удобрения в виде корней и зеленной массы люцерны существенно повышает биологическую продуктивность (более 4-х раз) и урожайность зерна риса на 55 % по сравнению с контролем. Грубый гумус типа анмор свежеобразованного органического вещества более продуктивен для метаболизма и питания риса, чем консервативные формы питания в виде гуматов и цеолита. Однако они обладают стабилизирующим воздействием и более оперативно улучшают параметры плодородия почв (рисунки 2,3).

Рисунок 2 - Влияние мелиорантов на высоту, кустистость и биометрические показатели растений риса в модельных вегетационных опытах, Акдала, 2007 г.

Рисунок 3 - Влияние биоорганно-минеральных мелиорантов на структуру урожая главной метелки, Акдала, 2007 г.

4. Полевыми вегетационными опытами обоснованно использование использование модифицированных цеолитов в воспроизводстве плодородия орошаемых почв. Практически доказано увеличение активной емкости мелиорированных почв модифицированными цеолитными удобрениями – азотом и фосфором, при котором повышение урожайности и продуктивности риса составляет на плодородных почвах % и деградированных 3-4 раза. В севообороте при культуре 2 года риса она снижается до 50 % (рис.3,4,5,6,7,8).

13,5 мг-экв 5. Общая эффективность величины адсобции и сорбции при модифицировании определяется пределом насыщения или ограничения пределов сорбции структуры цеолита его свободной или в наших исследованиях по определенной технологии свободной емкостью (ноу-хау), достигающей 13,5 мг-экв (при стандарте 2 мг- экв).

Рис.4-Влияние модифицированного цеолита на накопление биомассы риса, т/га (2006г)

Рисунок 5-Влияние модифицированного цеолита на продуктивность биомассы риса на ОПУ-1, Бакбакты,2008 г

Рисунок 6-Урожайность риса на деградированных рисовых почвах ОПУ , Акдала

Рисунок Д-14- К- 8,5 ц/га Д-11 ЦМ 2т/га + Супергумат - 38,1 ц/га

Рисунок Д-14- К- 8,5 ц/га Д-12 ЦМ 2т/га + НБГМ2 - 43,7 ц/га

6. Модифицированные цеолиты в наших биотехнологиях являются биоматрицей для жизнедеятельности азотфиксирующих и других культурных микроорганизмов. Они более производительны (3-7,5 раз) и функциональны во времени, как оптимальная среда по влагообеспе- ченности и питанию (рисунок 9,10,11). Матрица чистого цеолита содержит меньшее количество инокулированных азотфиксаторов, чем при их насыщении биорганическими препаратами.

Рис.9-Протеазная активность темно-каштановой почвы ОПУ-2 за сезон вегетации картофеля, %, Кайнар, 2007 г.

Рисунок 10.

Рисунок 11.

9. Технологически процесс модифицирования цеолита более эффективен (24-36%) с маточными растворами нитроаммофофата, чем с нитроаммофоской. Они обусловлены его лучшей растворимостью, при использовании нитроаммофоски более высокая активность сорбирования солей калия приводит к частичному вытеснению и снижению пула азота и фосфора. Общая эффективность величины адсобции и сорбции при модифицировании определяется пределом насыщения по определенной технологии, которая основана на удалении защемленного воздуха в порах структуры цеолита (рис.12).

Рисунок 12 - Вторичный анализ образцов модифицированного цеолита на 2 сутки после первого стандартного определения содержания азота.

Рисунок 13- Динамика воспроизводства запасов гумуса в почвах вариантов ОПУ-1 под культурой риса за гг, Бакбакты, 2008.