Nutrient substrate for plants on the base of zeolites
Abstract
Studied zeolite substrates consist of chemically modified clinoptilolite of the Kholinsky deposit (Transbaikal group, Russia) and contain correcting additives – natural phosphate minerals. Zeolite is saturated with K+ and NH4+ ions, the molar ratio of which (N/K) can vary in the range of N/K = 0,5–4. The pH value of the water in contact with the substrate can also be set during the production process (pH = 4,5–7,5). We studied the cultivation of the following crops in laboratory pot experiments: leaf lettuce; ryegrass; tomatoes; cucumber; seed potatoes; garden strawberries; zucchini; sweet pepper; arabidopsis; marigold; peas. As the main test culture for elucidating the influence of various factors on plant growth, we used leaf lettuce cultivar Aficion (Lactuca sativa, Aficion). Using this example, the influence of the following factors on plant growth on nutrient media containing a zeolite substrate was studied: granulometric composition of the substrate; the influence of the content of the substrate in mixtures with various sterile and nutritious soils; pH of water in contact with the substrate; the ratio of mobile nitrogen and potassium in the substrate. All tested plants can grow on 100 % zeolite substrate and respond positively to the addition of such a substrate to fertilized and non-fertilized soils. The addition of a relatively small amount of non-fertilized neutralized high-moor peat to the zeolite substrate dramatically improves plant growth. Plants grown on such mixtures contain an order of magnitude less nitrates in biomass than on nutrient soils fertilized with nitrates with comparable biomass yields.
About the Authors
V. S. Soldatov
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Belarus
Belarus
A. P. Ezubets
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Belarus
Belarus
V. V. Saprykin
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Belarus
Belarus
E. G. Kosandrovich
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Belarus
Belarus
L. N. Shachenkova
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Belarus
Belarus
References
1. Кипящие камни (Цеолиты): список литературы [Электронный ресурс] / сост. Н. В. Кусова. – Режим доступа: http://www.buninlib.orel.ru/Eko/izdanija/PDF/24.pdf. – Дата доступа: 04.05.2021.
2. Романова, Г. А. Цеолиты: эффективность и применение в сельском хозяйстве / Г. а. Романова. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. – Ч. 1. – 296 с.
3. Титова, В. И. Сравнительное изучение влияния цеолита и минеральных удобрений на продуктивность зерновых культур и агрохимическую характеристику светло-серой лесной легкосуглинистой почвы / В. И. Титова, Н. В. Забегалов // Почвоведение и агрохимия. – 2014. – Т. 52, № 1. – С. 190–198.
4. Еvaluation of zeolite as a component in organic growing substrates for tomato transplant production / C. Lafreniere [et al.] // Acta Horticulturae. – 2011. – Vol. 893. – P. 1215–1222.
5. Кузнецов, А. Ю. Влияние природного цеолита и удобрений на свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур / а. Ю. Кузнецов, Е. Н. Кузин // Плодородие. – 2009. – № 3. – С. 12–13.
6. Андроникашвили, Т. Г. Влияние использования природных цеолитов в качестве удобрений на химические и физико-химические свойства подзолистых и карбонатных почв влажных субтропиков Грузии / Т. Г. андроникашвили, М. К. Гамисония, М. а. Кардава // Annals of Agrarian Science. – 2006. – Т. 4, № 1. – С. 9–14.
7. Рязанова, О. А. Ресуpсосбеpегающие технологии выращивания овощей с применением природных цеолитов / О. а. Рязанова // Международный с/х журнал. – 2002. – № 2. – С.52–54.
8. Газданов, А. У. Восстановление деградированных горных кормовых угодий / а. У. Газданов, М. а. Юлдашев, И. Э. Солдатова // Земледелие. – 2008. – № 3. – С. 20–21.
9. Лобода, Б. П. Применение цеолитсодержащего минерального сырья в растениеводстве / Б. П. Лобода // агрохимия. – 2000. – № 6. – С. 78–91.
10. Середина, В. П. агроэкологические аспекты использования цеолитов как почвоулучшителей сорбционного типа и источника калия для растений / В. П. Середина // Известия Томского политехнического университета. – 2003. – Т. 306, № 3. – С 56–60.
11. Jordanian Zeolitic Tuff as a Raw Material for the Preparation of Substrates Used for Plant Growth / I. Manolov [et al.] // J. Central Europ. Agr. – 2005. – Vol. 4, № 6. – P. 485–494.
12. Plant growth experiments in zeolitic substrates: applications for advanced life support systems [Electronic resource] / D. W. Ming [et al.]. – Mode of access: http://zeolitavida.eu/wp-content/uploads/2014/06/zeoponics1.pdf. – Date of access: 04.05.2021.
13. Ming, D. W. Zeoponic Substrates for Space Applications: Advances in the Use of Natural Zeolites for Plant Growth / D. W. Ming, E. R. Allen // Natural Microporous Materials in Environmental Technology. NATO Science Series (Series E: Applied Sciences), P. Misaelides [et al.] (Eds.). – 1999. – Vol. 362. – P. 157–176.
14. Питательный субстрат для выращивания растений [Электронный ресурс]: патент RU 2 662 772 С1 / Д. а. Ефремов [и др.]. – Дата публ. 30.07.2018. – Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2662772C1_20180730?utm_referrer=7dach.ru. – Дата доступа: 04.05.2021.
15. Безнитратный питательный субстрат для растений на основе клиноптилолита / В. С. Солдатов [и др.] // Докл. НаН Беларуси. – 2019. – Т. 63, № 1 – С. 55–60.
16. Выращивание салата листового (Lactuca sativa L.) сорта «афицион» на безнитратном цеолитном субстрате / В. С. Солдатов [и др.] // агрохимия. – 2020. – № 3. – С. 31–36.
17. Влияние различных доз химически модифицированного цеолита на микробиологическую активность нефтезагрязненной почвы / У. Р. Идрисова [и др.] // Вестник Каз.НУ: серия биологическая. – 2013. – Т. 59, № 3/1. – С. 103–107.
18. Stimulation of Soil Microbiological Activity by Cliniptilolite: The Effect on Plant Growth / V. Karlicic [et al.] // V. Ratar. Povtr. – 2017. – Vol. 54, N 3. – P. 117–123.
19. Weatherley, L. R. The enhancement of ammonium ion removal onto columns of clinoptilolite in the presence of nitrifying bacteria / L. R. Weatherley, R. J. McVeigh // Ion exchange at the millennium, L. A. Greig (Ed.). – UK: Imperial College Press, 2000. – 141 р.
20. Солдатов, В. С. Ионитные почвы / В. С. Солдатов, Н. Г. Перышкина, Р. П. Хорошко. – Минск: Наука и техника, 1978. – 271 c.
21. Федюнькин, Д. В. Эффективность замены в искусственной почве ИС-2 синтетического катионита КУ-2 природным ионообменником / Д. В. Федюнькин, Л. Л. Кошелева // Докл. аН БССР. – 1985. – Т. 29, № 4. – С. 367–370.
22. Мытько, Л. В. Использование ионообменных субстратов в длительной культуре овощных растений / Л. В. Мытько, Л. И. Дукашевич, И. Ф. Хирсанова // агрохимия. – 1989. – № 6. – С. 51–58.
23. Chomczynska, M. The effect of Z-ion Zeolite substrate on growth of Zea Mays L. as energy crop growing on marginal soil / M. Chomczynska, M. Zdeb // J. of Ecological Engineering. – 2019. – Vol. 20, № 9. – P. 253–260.
Review
For citations:
Soldatov V.S., Ezubets A.P., Saprykin V.V., Kosandrovich E.G., Shachenkova L.N. Nutrient substrate for plants on the base of zeolites. Soil Science and Agrochemistry. 2021;(1):149-161. (In Russ.)
Views: 259
Email this article 