Модифицированный цеолит как компонент органо-минерального удобрения

27.10.2015

Торф и органо-минеральные удобрения (ОМУ) на его основе оказывают переменный эффект при внесении в малоплодородные почвы. Однако, несмотря на высокую биологическую активность и емкость поглощения, более 80 % питательных веществ компонентов торфа находятся в растворимом состоянии. Для повышения водоустойчивости питательных веществ и обеспечения пролонгированного действия необходимо провести гранулирование торфа и минерального компонента (цеолит); при этом фиксируется упрочнение структуры торфо-минеральных гранул, снижается скорость вымывания питательных веществ из гранул в 1,5-2 раза и уменьшаются потери питательных веществ в 2,5-4 раза. Установлено пролонгированное положительное действие гранулированных торфов на нитрификационную способность почв, продуктивность и химический состав овощных и кормовых культур.
Низинный торф Посольского болотного массива имеет следующий состав: Со6щ. - 36 %; N - 2,65 %; P - 0,07 %; К - 0,36; Ca - 2,61; Mg - 0,18; Fe - 0,51; pH -5,1. Зольность составляла 7,42 %; влажность - 87,4 %; степень разложения поверхностных слоев - 45-50 %.
Активированный торф получали по сорбционной технологии путем насыщения низинного торфа раствором мочевины (1,5 %) и сульфатом неодима (3-6 мг/кг торфа). Торф также был активирован ионами Nd из раствора сульфата неодима. Полученное по сорбционной технологии удобрение содержало 3 и 6 мг неодима на 1 г торфа.
Торфо-цеолитовое удобрение получено путем смешивания низинного торфа (T) и природного морденитсодержащего туфа (Ц) в различных соотношениях - 4:1, 7:3, 3:2, 1:1 с добавлением воды от 30 до 40 моль/кг. Приготовленную смесь торфа и цеолита гранулировали, продавливая массу через фильтры d=4 мм на шнековом экструдере. Гранулы высушивали на воздухе в течение 3-4 суток. Приоритет получения комплексного торфо-цеолитового удобрения пролонгированного действия (ТЦУ) защищен патентом РФ.
Пониженный расход торфа на приготовление комплексных органо-минеральных удобрений достигается благодаря использованию природных цеолитов Myxop-Tалинского месторождения. Соотношение торфа и цеолита выдерживается с учетом водно-физических, агрохимических и биологических свойств. При этом размеры потерь органического вещества можно снизить с 25 % до 8-10, а азота -с 17-25 % до 10-15.
Высокое качество и эффективность комплексных ОМУ позволяет существенно, в 1,5-2 раза, снизить дозу их внесения, что в итоге обусловливает сокращение расхода торфа с 30-50 т/га в базовом варианте до 9-18 т/га. Исключается также необходимость дополнительного внесения минеральных удобрений под первую культуру, так как почва получает при внесении комплексного ОМУ необходимые элементы питания для полноценного урожая.
Применение комплексных сбалансированных ОМУ на основе гранулированного торфа обеспечивает повышенное содержание белка, аминокислот, а также оптимизирует соотношение восстановленных и окисленных соединений азота и других биогенных элементов в растениеводческой продукции.
Нами были проведены лабораторные опыты по оценке нитрификационной активности каштановой почвы при внесении торфа как в чистом виде, так и в активированном в неудобренную почву, а также на фоне аммиачной селитры (N30). Полученные результаты показывают, что активированный неодимом торф усиливает аммонификационную и нитрификационную способность каштановой почвы, что свидетельствует об активном его участии в микробиологическом процессе.
Вегетационно-полевые опыты с активированным торфом были заложены на каштановой почве Иволгинской котловины (Западное Забайкалье) со следующими агрохимическими показателями: Cобщ. -1,42 %; рНводн - 6,9; Nобщ - 0,1 %; содержание подвижных форм фосфора - 2,14 мг на 100 г почвы, калия - 11,8 мг на 100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 15,43 мг-экв на 100 г почвы. Исходное содержание N-NO3 - 2 мг на 100 г. В опыте применялся низинный торф в чистом виде и торф, активированный мочевиной и сульфатом неодима, которые вносились под овощные культуры: редис, листовой салат и укроп. Торф содержит: N - 2,3-2,9 %; P - 0,08-0,17 %; К - 0,09-0,20 %; pH - 4,9-5,4; зольность - 7,4-12,5 %.
В течение вегетационного периода изучали динамику содержания N-NO3, подвижного фосфора и обменного калия под овощными культурами. Количество N-NO3 в почве во время вегетационного сезона соответствовало уровню низкой обеспеченности и не превышало 3,5-4,8 мг/кг. Под влиянием активированного торфа содержание N-NO3 увеличилось до 6,7-7,4 мг/кг; при внесении торфа в чистом виде оно составило 5,1-5,8 мг/кг.
Количество подвижного фосфора на неудобренной почве в течение вегетационного сезона изменялось в пределах 2,14-2,46 мг на 100 г почвы. При внесении активированного торфа уровень динамического равновесия в фосфатной системе каштановой почвы возрастал от 2,61 до 2,98 мг на 100 г почвы, что характеризует активизацию биопродуктивного процесса и соответствует уровню средней обеспеченности.
Анализ динамики содержания обменного калия указывает на увеличение его в почве во всех вариантах опыта: на неудобренном варианте в течение сезона обменный калий составляет 13-27 мг/кг. Под влиянием торфа в чистом виде и активированного торфа содержание обменного калия было выше и соответственно равнялось 29-31 и 31-44 мг/кг.
По влиянию на урожайность овощных культур природный торф в чистом виде уступал активированному торфу, при внесении которого прибавка урожая редиса составила 9-22 %, салата - 28-49 %, укропа -18-26 %. На неудобренной почве урожайность этих культур была на 5-8 % ниже, по сравнению с вариантом внесения торфа в чистом виде.
Оценка эффективности действия ТЦУ проводилась в вегетационном и вегетационно-полевом опытах с культурами гороха сорта Heосыпающийся 1, редиса сорта Французский завтрак и листового салата сорта Московский парниковый. Схема опыта: 1. N0,15P0,15K0,15 — фон; 2. Фон+торф (T); 3. Фон+цеолит (Ц); 4. Фон+ТЦУ (Т+20 % Ц); 5. Фон+ТЦУ (Т+30 % Ц); 6. Фон+ТЦУ (Т+40 % Ц); 7. Фон+ТЦУ (Т+50 % Ц).
При определении потенциальной нитрифицирующей активности каштановых почв изучена динамика содержания нитратного и аммонийного азота в зависимости от длительности инкубирования и дозы торфо-цеолитовых удобрений (рис. 3.33). В почве с исходным содержанием N-NO3 - 1,97 мг, N-NH4 - 2,71 мг/кг почвы в процессе инкубирования в течение 7 суток количество нитратного азота существенно повышалось при внесении ТЦУ (Т+40 % ц) (табл. 3.62). При меньшем содержании цеолита - 20-30 % - количество нитратного азота снижается, но остается выше, по сравнению с фоном. Наибольшая активность нитрификации отмечается при 14-суточном компостировании. Содержание N-NO3 в этот период самое высокое за весь срок опыта (12-20 мг N-NО3/kt почвы), за исключением варианта с дозой цеолита 20 %, где количество N-NO3 в этот и последующий сроки уменьшается, по сравнению с предыдущим 7-суточным компостированием. В удобренных почвах наибольшее содержание N-NO3 отмечается также при 14-суточном инкубировании (15-22 мг N-NО3/кг почвы). При 30- и 45-суточном инкубировании энергия нитрификации остается высокой в вариантах с ТЦУ, особенно при содержании цеолита в ТЦУ 30 и 40 % (1,8-2,0 мг N-NО3/кг почвы).

Таким образом, при снижении содержания N-NO3 в почве, удобренной NPK, варианты с ТЦУ характеризуются более высоким уровнем нитратонакопления при 45-суточном и более длительном инкубировании. Подобный характер динамики N-NO3 свидетельствует о пролонгировании действия торфо-цеолитового удобрения и об активном вовлечении в нитрификационный процесс резервных форм азотсодержащих органических веществ почвы.
Динамика содержания аммонийного азота при внесении торфо-цеолитового удобрения в почву выражена слабо.
Результаты вегетационного и вегетационно-полевого опытов подтверждают эффективность действия торфо-цеолитового удобрения (табл. 3.63). Урожай зеленой массы гороха во всех удобренных ТЦУ вариантах выше, чем по фону NPK.

Наибольшая прибавка урожая получена при содержании в ТЦУ 40 % цеолита и составляет 58,2 %. Внесение торфа и цеолита увеличило урожай зеленой массы гороха соответственно на 34,2 и 36,7 %. Возможно, возрастание доли цеолита в ТЦУ усиливает сорбцию питательных элементов, что способствует повышению эффективности действия удобрения. Данные химического состава гороха показывают, что под влиянием ТЦУ заметно возрастает количество общего и белкового азота (табл. 3.64). Урожайность редиса под влиянием тор-фо-цеолитового удобрения возросла на 39-46 %, листового салата - на 26-31 %. Соответственно повышению урожайности происходило улучшение качественного состава редиса и листового салата. При дозе цеолита 40 % в ТЦУ увеличилось содержание сахаров и витамина С в корнеплодах соответственно в 1,4 и 1,7 раза к фону. В листовом салате при внесении ТЦУ повышено содержание азота на 0,6-0,7 %, фосфора - на 0,01-0,02, калия - на 0,2-0,3, кальция и магния - на 0,1-0,3 %.

Использование гранулированных торфо-цеолитовых удобрений активизировало нитратонакопление в каштановой почве, повышало урожай и улучшало качественный состав овощных и кормовых культур. Торфо-цеолитовое удобрение можно рассматривать как фактор регулирования продукционного процесса в системе почва - растение, оно содержит комплекс элементов-биофилов и обеспечивает длительную эффективность (табл. 3.65-3.67).
Гранулированные удобрения оказали неодинаковое влияние на минеральный состав корнеплодов редиса (табл. 3.67). Удобрения торф +цеолиты уменьшили содержание калия, в сравнении с фоном, за исключением варианта фон+(Т+20 % MT). Сравнивая эти значения с контрольными, однозначно делаем вывод, что данные удобрения оказали положительное действие на долю кальция в корнеплодах (повышение на 11,7-32,2 %; на 10,7-65,3 % к фону); магния (на 11,4-25,5 % к контролю); фоновое значение превышал только вариант фон+(Т+30 % MT) на 4,4 %.

Удобрения, включающие ион неодима, оказали положительное действие на содержание калия, кальция и магния, увеличивая их количество по сравнению с контролем на 4,7-9,4 %; 17,8-32,1 %; 5,6-22,1 % соответственно. Влияние цеолитов проявилось также в повышении содержания калия и кальция на 2,3-5,3 % и 11,9-16,3 % и снижении магния на 14,3-18,9 %.
Удобрения на основе торфо-цеолитовой смеси не оказали влияния на накопление фосфора в корнеплодах редиса.
Целлюлозолитическая активность. Почвенная микрофлора очень чувствительна к изменению условий окружающей среды и использование показателей биологической активности почв необходимо для оценки вновь созданных удобрений или удобрительных композиций и мелиорантов.
Определение эффективности комплексных гранулированных удобрений на основе торфо-цеолитовой смеси и неодима было проведено в условиях вегетационно-полевых опытов (табл. 3.68), где изучали их влияние на биологическую активность каштановой почвы.

Микроорганизмы почвы являются неотъемлемым компонентом любой агроэкосистемы, они обладают мощным ферментативным аппаратом, выполняют многообразные функции в круговороте веществ, обеспечивая жизнедеятельность всей системы. В силу хорошо развитой пищевой цепи и мощного компенсационного механизма, основанного на функциональной взаимозаменяемости одних видов другими, почвенная микрофлора способна обеспечивать равновесие экосистемы. Учитывая вышеизложенное, можно прийти к заключению, что микробные комплексы перспективны в качестве критериев оценки состояния почв.
Микробиологическая активность каштановой почвы определялась в течение трех лет (2004-2006) в условиях вегетацинно-полевых опытов. Удобрения вносились в год проведения опытов.
В ходе исследований была установлена зависимость темпов разложения целлюлозы от влажности, срока действия и состава удобрений. Применение комплексных удобрений на протяжении всего периода исследования стимулировало целлюлозолитическую активность почвы. Результаты определения интенсивности разложения льняной ткани представлены на рисунках 3.34-3.39.
В год постановки опыта 1 (2004 г.) показатель целлюлозоразлагающей способности почвы на контрольном варианте достиг 48 %. По сравнению с контрольным вариантом, внесение минеральных удобрений увеличило разложение льняной ткани в 1,03 раза, применение комплексных удобрений - в 1,42-1,5 раза, ГТ, как в чистом виде, так и на фоне NPK - в 1,21-1,27 раза, а Ц - в 1,23 раза (рис. 3.34).
Интенсивность разложения льняного полотна на фоновом варианте незначительно отличалась от уровня разложения на варианте контроля и составила 50,1 %. Значения целлюлозоразлагающей способности каштановой почвы на всех удобренных вариантах были выше, в сравнении с фоновым уровнем: так, внесение ГТ в чистом виде и по фону в 1,16-1,21 раза; Ц - в 1,18 раза и КТЦУ - в 1,34-1,49 раза. Применение гранулированного торфа совместно с минеральными удобрениями превосходило по действию на показатель целлюлозоразлагающей способности каштановой почвы в 1,04 раза гранулированный торф в чистом виде, а также в 1,03 раза - цеолиты. Значительный эффект в этой серии опыта отмечался при совместном использовании торфа и цеолитов в составе КТЦУ. В среднем эффективность действия КТЦУ в - 1,12-1,25 раза выше раздельного внесения торфа и цеолитов. Максимальное значение (74,4 %) достигнуто на варианте фон+КТбоЦ40У.
Внесение неодима в различной форме (опыт 2) стимулировало активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Интенсивность разложения льняного полотна на удобренных вариантах, по сравнению с контролем и фоном, увеличилась: в варианте фон+Nd 3 мг/кг — в 1,18 и 1,14 раза; «фон+МЦ - в 1,26 и 1,21 раза и фон+КТЦУш -в 1,43 и 1,14 раза соответственно (рис. 3.35).
Отмечено пролонгирующее действие неодима за счет свойств цеолитов. Максимальный уровень разложения целлюлозы в данном опыте отмечен на варианте, удобренном КТЦУШ (68,7 %). Степень разложения льняного полотна от внесения КТЦК№1 выше в 1,2 раза, чем при применении сульфата неодима, ив 1,13 раза - чем модифицированных цеолитов. Стимулирующий эффект вызван комплексным действием цеолитов, неодима и торфа, заключающимся в пролонгации цеолитом катализирующего действия неодима и дополнительном количестве органического вещества, полученного от внесения торфа.

Льняное полотно во всех вариантах опытов в 2005 г. разлагалось более интенсивно, чем в 2004 и 2006 гг., что связано с различием погодных условий, и прежде всего - с количеством атмосферных осадков. Целлюлозоразлагающая деятельность микроорганизмов по годам исследования в большей степени зависит от степени увлажнения (рис. 3.36, 3.37). Значения целлюлозолитической активности каштановой почвы на вариантах опыта в 2005 г. находились примерно на одном уровне, но все же от внесения удобрений наблюдался стимулирующий эффект.

В год последействия степень разложения целлюлозы на контрольном варианте опыта 1 составила 89,7 %. Последействие минеральных удобрений увеличило активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов по отношению к контролю (рис. 3.36). Известно, что действие органических удобрений, особенно торфа, интенсивней проявляется в последующие годы, вследствие постепенной минерализации органического вещества. По сравнению с контрольным вариантом, последействие ГТ в чистом виде и по фону увеличило процент разложения льняного полотна на 2,3 и 5,8 % соответственно, Ц - на 9,4 %, КТЦУ - на 5,2-8,7 %.
Совместное использование торфа и минеральных удобрений способствовало усилению разложения целлюлозы, чем применение торфа в чистом виде. Так, на варианте ГТ отмечалось снижение интенсивности разложения целлюлозы по отношению к фону и варианту фон+ГТ на 0,8 и 3,4 % соответственно. Последействие удобрений увеличило активность целлюлозоразлагающей микрофлоры в сравнении с фоном на варианте фон+ГТ в 1,02 раза; фон+Ц - в 1,06 раза; фон+КТ80Ц20У - в 1,03 раза; фон+КТ70Ц30У - в 1,05 раза и фон+КТ60Ц40У - в 1,02 раза.

В условиях 2005 г. максимальная интенсивность разложения льняного полотна наблюдалась при последействии цеолита и составила 98,1 %, что непосредственно связанно с сорбционными свойствами морденитсодержащего туфа, особенно в условиях влажного вегетационного периода. Последействие цеолита в 1,03 раза превышало эффект от совместного использования цеолита и торфа в составе комплексных удобрений.
Последействие неодима (опыт 2) также благотворно отразилось на показателе биоактивности каштановой почвы (рис. 3.37). Последействие КТЦУNd стимулировало уровень разложения целлюлозы (99,04 %), что по эффективности превышало контроль в 1,1 раза; фон - в 1,07 раза; Nd2(SO4)3 - в 1,06 раза; МЦ - в 1,04 раза. Положительный эффект от последействия сульфата неодима и модифицированных цеолитов также имел место в данный год исследования.
Также интенсивность разложения льняного полотна увеличилась, по сравнению с контролем и фоном, на варианте фон+Nd 3 мг/кг в 1,04 и 1,01 раза; фон+МЦ - в 1,06 и 1,03 раза соответственно. Кроме того, модифицированные цеолиты в большей степени оказали влияние на активность целлюлозоразлагающей микрофлоры в период последействия, чем сульфат неодима.
С увеличением срока последействия подтверждается несостоятельность контрольного и фонового вариантов в способности обеспечить оптимальные условия жизнедеятельности микроорганизмов, и напротив, положительное влияние торфа, цеолитов как в отдельности, так и при совместном применении, особенно при введении в состав удобрения ионов неодима (рис. 3.38, 3.39).
На контрольном варианте (опыт 1) в период последействия на третьей культуре интенсивность разложения целлюлозы составила 46,1 % (рис. 3.38). По сравнению с ним, последействие минеральных удобрений увеличивает разложение льняной ткани в 1,19 раза; гранулированного торфа в чистом виде и по фону NPK - в 1,49 и 1,57 раза; Ц - в 1,59 раза; КТЦУ - в 1,51 - 1,63 раза. Кроме того, отмечено повышение показателя целлюлозоразлагающей способности почвы по отношению к фону на вариантах: ГТ - в 1,25 раза; фон+ГТ - в 1,31 раза; фон+Ц - в 1,34 раза; фон+КТ80Ц20У - в 1,36 раза; фон+КТ70Ц30У -в 1,36 раза; фон+КТ60Ц40У - в 1,26 раза.
Эффективность последействия торфа, цеолитов, а также КТЦУ находилась почти на одном уровне, с небольшим перевесом в сторону комплексных удобрений. Интенсивность разложения на варианте, удобренном торфом, на 1,4 % ниже, чем на варианте фон+Ц.

Большая доза цеолита в составе комплексных удобрений в меньшей степени повлияла на данный показатель биоактивности микрофлоры, уступая в 1,08 раза двум другим вариантам с КТЦУ. При этом удобрения КТ80Ц20У и КТ70Ц30У по эффективности находились на одном уровне и превышали отдельное внесение торфа и цеолитов в 1,04 и 1,02 раза соответственно.
В опыте 2 за три года исследования отмечается четко выраженная тенденция увеличения целлюлозолитической активности почвы при использовании неодимсодержаших удобрений в ряду Nd2(SO4)3 — МЦ - КТЦУNd.
Интенсивность разложения льняного полотна на удобренных вариантах, по сравнению с контролем и фоном, увеличилась: в варианте фон+Nd 3 мг/кг - в 1,46 и 1,22 раза; фон+МЦ - в 1,64 и 1,37 раза; фон+КТЦУNd - в 1,79 и 1,5 раза соответственно (рис. 3.39).
По сравнению с сульфатом неодима, пролонгирующие действие модифицированных цеолитов активизирует деятельность целлюлозоразлагающей микрофлоры в 1,12 раза. Максимальное значение целлюлозоразлагающей активности почвы в 2006 г. достигнуто на варианте фон+КТЦУш (82,8 %), которое в 1,1 раза выше показателя на варианте фон+МЦ и в 1,23 раза - фон+Nd 3 мг/кг.
Таким образом, в ходе эксперимента выявлено положительное влияние комплексных удобрений на целлюлозолитическую активность каштановой почвы независимо от их состава. Максимальная активность разложения целлюлозы отмечается при использовании КТЦУ, содержащего модифицированные ионами неодима цеолиты. Стимулирующие действие Nd усиливается созданием благоприятного режима питания микроорганизмов за счет поступления органического вещества торфа.
Протеазная активность. Изучение протеолитической активности почв дает возможность более глубоко понять сущность плодородия для разработки наиболее эффективных видов удобрений и рациональных приемов применения последних. Действие комплексных удобрений на основе торфо-цеолитовой смеси на протеолитическую активность каштановой почвы определялось аппликационным методом по степени деструкции эмульсионного слоя фотобумаги, которая закладывалась в почву на 4-суточный период на глубину 5-10 см. Данный метод позволяет качественно установить интенсивность протеолитических процессов в почве: степень разложения эмульсии соответствует протеазной активности в отдельных микроместах и точках соприкосновения с почвой. Активность протеолитиков определялась параллельно с целлюлозолитической активностью почвы.
Сравнивая полученные данные, можно сделать вывод, что последействие КТЦУ не повлекло значительного увеличения протеазной активности каштановой почвы в сравнении с прямым действием, но анализ вариантов исследования позволяет утверждать, что действие данных удобрений благоприятно сказывается на активности протеолитиков.
Высокая активность микроорганизмов в данный год исследования (рис. 3.40) в первую очередь вызвана поступлением легкодоступных форм питательных элементов с фоновыми удобрениями. Определение протеазной активности производили в три срока: с 23 по 27 июня; с 17 по 21 августа; с 24 по 28 сентября. Максимальная деструкция желатинового слоя наблюдалась в первый срок определения, с последующим снижением, связанным с сезонными изменениями режима влажности и, особенно, температуры.
Активность протеазной микрофлоры контрольного варианта опыта 1 в первый срок определения соответствовала 12 %. Внесение минеральных удобрений в незначительной степени увеличило протеазную активность каштановой почвы, по сравнению с контрольным вариантом, разница между вариантами составила 0,5 %.

В сравнении с контрольным вариантом применение КТЦУ способствовало повышению активности протеолитиков в 1,03—1,41 раза, ГТ в чистом виде - в 1,8 раза, Ц - в 1,1 раза. Совместное внесение торфа с минеральными удобрениями на данном сроке оказалось неэффективным, и степень деструкции желатинового слоя снизилась в 1,21 раза по отношению к контролю и в 1,42 раза - к варианту ГТ. Максимальное значение протеолитической активности почвы отмечено на варианте фон+КТ80Ц20У - 16,9 %. Применение комплексных удобрений превосходило действие ГТ в чистом виде в 1,13 и 1,2 раза, а цеолита - в 1,2 и 1,3 раза. При этом стоит отметить, что КТ70Ц30У по действию уступало раздельному внесению торфа и цеолитов на 14,6 и 7,3 % соответственно. Кроме того, ГТ в чистом виде улучшил условия жизнедеятельности протеолитиков, в сравнении с цеолитами, в 1,07 раза.
Второй срок определения активности протеолитиков характеризовался относительной выравненностью по вариантам опыта. При этом на вариантах, имевших низкий уровень протеазной активности в предыдущем сроке, отмечалось усиление ее в период с 17 по 21 августа. Интенсивность деструкции желатинового слоя на удобренных вариантах, по сравнению с контрольным (6,9 %), увеличилась: в варианте фон - в 1,09 раза; ГТ и фон+ГТ - в - 1,12 раза; фон+Ц -в 1,48 раза; фон+КТ80Ц20У - в 1,09 раза; фон+КТ70Ц30У - в 1,33 раза; фон+КТ60Ц40У - в 1,23 раза.
Условия, созданные за счет внесения гранулированного торфа в чистом виде и на фоне NPK выровнялись ко второму периоду определения и тем самым показатель протеолитической активности на этих вариантах был одинаков — 7,7 %. Максимальное значение активности было отмечено при внесении цеолита (10,2 %), что в среднем в 1,22 раза превосходило величину, зафиксированную на вариантах, удобренных КТЦУ, и в 1,32 раза - ГТ.
Сезонное понижение температуры в последней декаде сентября вызвало затухание активности микрофлоры, значения которой на всех вариантах опыта находились примерно на одном уровне - 2,0-2,2 %.
Внесение неодима (опыт 2) неоднозначно сказалось на активности жизнедеятельности протеолитиков каштановой почвы. Отсутствовала выраженная тенденция к увеличению или же снижению активности в присутствии неодима в составе удобрений за весь период наблюдений в 2004 г.
В последней декаде июня активность микроорганизмов на удобренных вариантах, по сравнению с контролем, увеличилась: в варианте фон+Nd 3 мг/кг - в 1,03 раза и фон+КТЦУ Nd - в 1,23 раза (рис. 3.41). Исключение составил вариант фон+МЦ, уровень активности на котором снизился на 0,8 % по отношению к контролю. В сравнении с фоном, активность протеолитической микрофлоры увеличилась в данный период лишь при внесении KTЦУ Nd на 17,6 %.
Применение неодима в виде соли по эффективности было выше использования модифицированных цеолитов, разница между показателями составила 0,4 %. Максимальное значение данного показателя биоактивности зафиксировано при внесении КТЦУ Nd (14,7 %). Совместное использование торфа и модифицированных цеолитов в виде КТЦУ Nd по действию превышало использование сульфата неодима и модифицированных цеолитов в 1,19 и 1,24 раза соответственно.
Дальнейшее изучение действия неодимсодержащих удобрений на протеолитическую активность каштановой почвы выявило положительное влияние Nd в виде соли и модифицированных цеолитов на указанный показатель. По сравнению с контролем, применение Nd2(SO4)3 повысило деструкцию желатинового слоя фотобумаги в 1,59 раза; МЦ - в 1,28 раза. Влияние КТЦУ Nd по эффективности было подобно контрольному варианту.

Климатические условия последнего периода определения способствовали низкой, выровненной по вариантам активности протеолитиков. Исключением являлся вариант с внесением КТЦУ Nd. Каталитическое действие ионов неодима в составе удобрения при неблагоприятных условиях среды усилилось свойствами цеолитов и запасом питательных веществ торфа.
Последействие удобрений изучалось в два периода: с 27 июня по 1 июля и с 15 по 19 августа (рис. 3.42). С увеличением срока компостирования наблюдалось «положительное влияние комплексных удобрений, а также отдельно торфа и модифицированных цеолитов.
В период первого определения протеолитической активности почвы ее значение на контрольном варианте опыта 1 составило 5,7 %. По сравнению с контролем, последействие минеральных удобрений увеличило деструкцию желатинового слоя фотобумаги в 1,12 раза; торфа как в чистом виде, так и на фоне NPK - в 1,53 и 1,75 раза соответственно; КТ80Ц20У - в 1,75 раза; КТ60Ц40У - в 1,63 раза.

Исключением стали варианты с морденитсодержащим туфом и КТ70Ц30У. Последействие цеолитов понизило в данный период времени активность протеолитиков, в сравнении с контролем, в 1,44 раза, а удобрение КТ70Ц30У по эффективности соответствовало контрольному варианту. Значения активности протеолитиков на анализируемых вариантах по отношению к фону были ниже в 1,62 и 1,12 раза соответственно. Остальные удобренные варианты по эффективности превышали фон: ГТ - в 1,36 раза; фон+ГТ и фон+КТ80Ц20У - в 1,56 раза; фон+КТ60Ц40У - в 1,45 раза.
Деструкция желатинового слоя при последействии торфа по минеральному фону протекала в 1,15 раза интенсивнее, чем на варианте с внесением торфа в чистом виде. Удобрение КТ80Ц20У по характеру влияния на протеолитическую активность в данный период исследования соответствовало варианту фон+ГТ. При этом КТ60Ц40У уступало в 1,08 раза КТ60Ц20У.
Период с 15 по 19 августа характеризовался увеличением активности протеолитиков в вариантах «контроль», «фон», «фон+Ц» и «фон+КТ70Ц30У» и снижением в остальных вариантах, в сравнении с предыдущим периодом наблюдения. В результате интенсивность деструкции желатинового слоя на вариантах, по сравнению с контрольным, увеличилась: фон — в 1,24 раза; ГТ - в 1,1 раза; фон+ГТ -в 1,36 раза; с КТЦУ - в 1,11-1,4 раза. Последействие цеолита по фону аналогичным образом проявилось и в указанный период исследования, активность протеазной микрофлоры по отношению к контролю и фону снизилась в 1,1 и 1,34 раза соответственно.
В сравнении с фоном не все варианты превосходили его по действию. Так, снижение отмечено на вариантах: контроль+ГТ -в 1,23 раза; фон+Ц - в 1,26 раза; фон+КТ60Ц40У - в 1,16 раза.
Стабильно высокие результаты за оба периода наблюдений зафиксированы при последействии торфа на фоне NPK и КТ80Ц20У; разница значений между сроками определения составила 0,5 %.
Последействие неодимсодержащих удобрений по периодам исследования в опыте 2 характеризовалось постоянством влияния на протеолитическую активность каштановой почвы.
В период с 27 июня по 1 июля отмечалось увеличение интенсивности деструкции желатинового слоя фотобумаги, в сравнении с контролем и фоном, на вариантах фон+МЦ - в 1,29 и 1,16 раза; фон+КТЦУ Nd - в 1,26 и 1,13 раза и снижение - на варианте фон+ Nd 3 мг/кг в 1,14 и 1,28 раза соответственно (рис. 3.43).

С увеличением срока компостирования повысилась активность микрофлоры на контрольном, фоновом и фон+Nd 3 мг/кг вариантах, при этом последействие Nd2(SO4)3, как и в предыдущем периоде определения, было менее эффективным, чем контрольный и фоновый варианты. По отношению к контролю интенсивность протеолитической активности увеличилась в 1,11 раза на варианте с внесением МЦ и в 1,1 раза - КТЦУ Nd.
В сравнении с фоном, удобрения, содержащие неодим, снизили активность протеолитиков: Nd2(SO4)3 - на 24,6; МЦ - на 11,5; КТЦУ Nd - на 12,9%.
Последействие Nd2(SO4)3 по эффективности уступало внесению неодима в составе МЦ и КТЦУ Nd в среднем в 1,28 раза.
Изучение протеазной активности на третьей культуре проводили в периоды с 18 по 22 июля и с 31 августа по 5 сентября. В 1-й период наблюдалась высокая активность протеазной микрофлоры, выровненная по вариантам опытов. Следующий период наблюдения характеризовался снижением значений протеазной активности каштановой почвы, вызванным сезонными изменениями гидротермического режима, с максимальными значениями на вариантах, удобренных торфом в чистом виде, цеолитами и модифицированными цеолитами (рис. 3.44, 3.45).

Интенсивность деструкции желатинового слоя фотобумаги на контрольном варианте опыта 1 в начальный период определения в 2006 г. составила 9,4 %, что в 1,1 раза уступало значению фонового варианта. Последействие торфа в чистом виде соответствовало контрольному значению, применение торфа и цеолитов совместно с минеральными удобрениями увеличило активность протеолитиков в 1,11 и 1,16 раза; КТ80Ц20У -в 1,11 раза; КТ70Ц30У - в 1,03 раза и КТ60Ц40У - в 1,07 раза.
По сравнению с фоном, последействие Ц, КТ80Ц20У, КТ60Ц40У и совместного использования торфа и минеральных удобрений увеличило в 1,04-1,09 раза протеазную активность каштановой почвы. Менее эффективными были варианты с ГT и фон+КТ70Ц30У, на которых снижение к фону составило 6,38 и 3,09 % соответственно.
Максимальное значение протеазной активности отмечено при последействии цеолитов (10,9 %). По действию они превосходили влияние торфа на фоне NPK в 1,05 раза, а КТЦУ - в 1,05-1,12 раза. Значения активности протеолитиков при использовании комплексных удобрений практически соответствовали действию торфа как в чистом виде, так и на фоне минеральных удобрений. Среди КТЦУ максимальный результат зафиксирован при последействии КТ80Ц20У - 10,4 %.
Второй период исследования характеризовался снижением в среднем в 2,5 раза активности протеолитиков на всех вариантах опыта. Интенсивность деструкции желатинового слоя фотобумаги на контрольном и фоновом вариантах соответствовала 2,8 и 3,2 %. По сравнению с контролем и фоном, в период с 31 августа по 5 сентября последействие удобрений повысило активность микрофлоры на варианте ГТ - в 1,93 и 1,69 раза; фон+ГТ и фон+КТ60Ц40У - в 1,37 и 1,16 раза; фон+Ц - в 2,46 раза; фон+КТ80Ц20У - в 1,18 и 1,03 раза; фон+КТ70Ц30У - в 1,43 и 1,25 раза, соответственно.
Раздельное внесение торфа и цеолитов по действию превосходило их совместное внесение в виде комплексных удобрений, увеличивая активность микроорганизмов, по сравнению с КТЦУ, в 1,35-2,09 раза. При этом эффективность цеолитов была выше, по сравнению с торфом в чистом виде, в 1,28 раза. В свою очередь, вариант ГТ превосходил по действию фон+ГТ в 1,46 раза. Интенсивность деструкции желатинового слоя фотобумаги на вариантах с КТЦУ убывала в следующем порядке: КТ70Ц30У - КТ80Ц20У - КТ80Ц20У.
За оба периода исследования в 2006 г. в опыте 2 отмечалась выраженная тенденция увеличения протеазной активности каштановой почвы от внесения неодимсодержащих удобрений, при этом МЦ, а также сульфат неодима по действию выше КТЦУ Nd (рис. 3.45). По сравнению с контролем, внесение Nd2(SO4)3 активизировало деятельность протеолитиков в 1,01-1,46 раза; МЦ - в 1,07-2,1 раза; КТЦУ Nd -1,26 раза.
По отношению к фоновым значениям за оба периода исследования увеличилась интенсивность деструкции желатинового слоя на вариантах фон+Nd 3 мг/кг - в 1,28 раза; фон+МЦ - в 1,06 и 1,84 раза. На варианте фон+КТЦУ Nd наблюдалось незначительное снижение активности (на 0,1 %) в первый период наблюдения и увеличение в 1,19 раза во второй, по сравнению с фоновым вариантом. Максимальный уровень деструкции желатинового слоя зафиксирован при использовании МЦ - 5,9 %, который был выше в 1,06-1,44 раза варианта, удобренного N (1,3 мг/кг), и в 1,07 - 1,55 раза - КТЦУ Nd.

Таким образом, действие комплексных торфо-цеолитовых удобрений не приводит к угнетению жизнедеятельности протеолитической микрофлоры в каштановой почве, а в некоторой степени ее активизирует. Полученные результаты позволяют отметить стимулирующие действие неодима на протеолиз каштановой почвы, особенно при неблагоприятных условиях среды, вероятно, обусловленное активацией фермента данным элементом. Наряду с КТЦУ положительное воздействие оказывает и раздельное применение торфа, цеолитов и модифицированных цеолитов на фоне минеральных удобрений.