Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование растениями фосфора фосфоритной муки в составе гранулированных смесей с аммонийной селитрой на дерново-подзолистых почвах

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Использование растениями фосфора фосфоритной муки в составе гранулированных смесей с аммонийной селитрой на дерново-подзолистых почвах"



На правах рукописи

005042393

ЛАПУШКИН ВСЕВОЛОД МИХАЙЛОВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТЕНИЯМИ ФОСФОРА ФОСФОРИТНОИ МУКИ В СОСТАВЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ С АММОНИЙНОЙ СЕЛИТРОЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

Специальность: 06.01.04 - Агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 п 2012

Москва-2012

005042393

Работа выполнена на кафедре агрономической, биологический химии и радиологии ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Кидин Виктор Васильевич

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский

институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится "21" мая 2012 года в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 220.043.02 при ФГБОУ ВПО Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева. Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49. Ученый совет РГАУ -МСХА имени К.А. Тимирязева.

Автореферат разослан" 19 " апреля 2012 года Ученый секретарь

Измайлов Станислав Федорович

доктор биологических наук, профессор, Институт физиологии растений РАН, заведующий лабораторией азотного обмена

Авдеев Сергей Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, кафедра земледелия и агрометеорологии, доцент

диссертационного совета

Игнатьева С.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обеспеченность доступными для растений формами фосфора является одним из важных показателей окультуренности почвы, от которого во многом зависит получение стабильных, высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Учитывая, что около четверти почв России имеют низкое и очень низкое содержание подвижного фосфора, крайне остро встает вопрос о необходимости внесения в почву значительных количеств фосфорных удобрений (Чумаченко И.Н., Тимченко А.И., 2000). Однако, в сложившихся в последнее время условиях дефицита фосфорных удобрений, обусловленного постоянным ростом цен на минеральные удобрения и неуклонным уменьшением запасов высококонцентрированного фосфатного сырья, возрастает потребность использования при производстве фосфорных удобрений местных низкопроцентных фосфоритов, а также, энерго- и ресурсосберегающих технологий их переработки (Кулюкин А.Н. и др. 2005).

Цель и задачи исследований. Цель данной работы - дать научное обоснование доступности растениям фосфора фосфоритной муки в составе гранулированных смесей фосфоритной муки Егорьевского месторождения и аммонийной селитры, в зависимости от выращиваемых культур и сроков известкования.

В задачи исследований входило:

1. Проведение лабораторных исследований по получению новых форм азотно-фосфорных удобрений пониженной растворимости путем гранулирования фосфоритной муки Егорьевского месторождения с гидролитически и физиологически кислой аммонийной селитрой.

2. Проведение вегетационных опытов по изучению действия и последействия полученных гранулированных смесей на урожай кукурузы.

3. Проведение вегетационных опытов по изучению влияния фосфоритразлагающих культур на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры.

4. Проведение вегетационных опытов по изучению доступности растениям фосфора гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры в зависимости от сроков проведения известкования.

Научная новизна. Экспериментально доказана возможность использования новых форм азотно-фосфорных удобрений пониженной растворимости фосфатного компонента, полученных путем влажной грануляции фосфоритной муки Егорьевского месторождения и аммонийной селитры. Изучен характер влияния полученных удобрений на формирование

урожаев сельскохозяйственных культур и его качество, а также агрохимические показатели почвы, в условиях различного их применения.

Практическая значимость. В сложившихся в настоящее время условиях низкой обеспеченности почв России подвижным фосфором, и, зачастую, сопутствующей этому повышенной кислотности, при недостатке в отечественном сельском хозяйстве фосфорных удобрений, использование местных фосфоритов способно существенно снизить острый дефицит фосфора в земледелии.

Получение фосфорных удобрений путем смешивания и гранулирования фосфоритной муки с гидролитически и физиологически кислыми удобрениями, позволит вовлечь в производство фосфориты местных в том числе малых месторождений, повысить их эффективность, даже на фоне известкования кислых почв, расширить ассортимент фосфорных удобрений, и повысить доступность их для отечественного сельского хозяйства за счет снижения стоимости.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 60-ой и 61-ой научной студенческой конференции РГАУ-МСХА им К.А. Тимирязева в 2007-2008 гг. (доклады отмечены дипломами 1-ой степени), конференции II этапа Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов ВУЗов МСХ РФ в ЦФО, ВГАУ и МичГАУ в 2007-2008 г., декабрьской научно-практической конференции РГАУ-МСХА им К.А. Тимирязева в 2008 и 2009 г., 45-ой международной научной конференции молодых ученых и специалистов (ВНИИА) «Применение средств химизации для повышения урожайности и качества с.-х. культур» в 2011 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов кандидатских диссертаций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, пяти разделов экспериментальной части, выводов, рекомендаций для дальнейших исследований. Изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 4 рисунка, 9 приложений. Список использованной литературы включает 188 наименований, в том числе 80 иностранных авторов.

Автор выражает искреннюю благодарность научным руководителям профессору кафедры агрономической, биологической химии и радиологии В.В. Кидину и доценту А.Н. Кулкжину.

Материалы, методика и условия исследований. Экспериментальные исследования проводились в 2007-2011 г.г. на дерново-подзолистых средне- и тяжелосуглинистых почвах Московской области в условиях вегетационных

опытов, в вегетационном домике кафедры агрономической, биологической химии и радиологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева.

Объектом наших исследований являлась фосфоритная мука Егорьевского месторождения (Московская область), с содержанием Р205 - 19%, на основе которой нами были изготовлены два вида удобрений (>1Р-1 и ЫР-2) с различным соотношением питательных элементов. Смесь порошковидных удобрений (фосфоритной муки, аммонийной селитры и сульфата аммония, который добавлялся в небольших количествах, в качестве вяжущего компонента для получения прочных гранул) в лабораторных условиях на кафедре агрономической, биологической химии и радиологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева гранулировали методом влажной грануляции с отбором частиц 1-3 мм.

Общее содержание элементов питания в полученных удобрениях составляло: №М: N-14%, Р205-12%; ЫР-2: N-9%, Р205-14%. Содержание цитратно-растворимой Р2О5 в обеих гранулированных смесях составляло ~ 65 % от общего содержания фосфора.

Всего для решения поставленных задач, в соответствии с программой исследований было проведено 3 вегетационных опыта (в сумме 10 опыто-лет).

Для проведения опытов отбирался гумусовый горизонт почвы Лесной опытной дачи РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (Почва 1) и Долгопрудной агрохимической станции им. Д.Н. Прянишникова (Почва 2).

Таблица 1

Агрохимическая характеристика почв__

Почва рНкс1 до известкования рНкс1 после известкования нг 8 ЕКО V р2о3 к2о

мг-экв /100 г % по Кирсанову, мг/кг

до известкования

Почва 1 4,5 5,8 8,1 7,6 15,7 48 33 76

Почва 2 4,0 6,1 5,1 9,4 14,5 65 36 100

Опыт 1 по изучению действия и последействия гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры на урожай кукурузы проводили в 2007-2010 гг. на почве 1. Перед закладкой опыта почва была произвесткована полной дозой извести (СаО), рассчитанной по гидролитической кислотности.

Схема опыта включала в себя 5 вариантов: 1 - Ж - фон (контроль); 2 -фон + №-1; 3 - фон + ЫР-2; 4 - фон + двойной суперфосфат; 5 - фон + фосфоритная мука.

Опыты проводили в сосудах Митчерлиха, вмещавших по 5 кг сухой почвы, в 4-х кратной повторности. Все варианты опыта были выровнены по

количеству внесенных питательных элементов (NPK): в 1-й и 3-й годы опытов было внесено (г/сосуд) N^PiKu, в контрольном варианте, а также во 2-й и 4-й годы во все варианты вносили азотные и калийные удобрения в количестве NijKi.s, в целях изучения последействия фосфорных удобрений. Дозы фосфорных удобрений рассчитывали исходя из общего содержания в них фосфора.

Опыт 2 по изучению влияния фосфоритразлагающих культур на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры проводили параллельно в 2007-2010 гг., на почве 1, по схеме, аналогичной опыту 1. Опытные культуры (по годам): горох, кукуруза, гречиха, кукуруза.

Опыт 3 по изучению влияния различных сроков известкования на доступность растениям фосфора гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры проводили в 2010-2011 гг. на почве 2. Перед закладкой опыта почва была произвесткована жженой известью (СаО). Известь вносили в два срока через 7 и 21 день после внесения удобрений. Двойной суперфосфат вносили в заранее произвесткованную почву.

Схема опыта состояла из 7 вариантов: 1 - NK - фон + известь (контроль); 2 - фон + известь + Рсд; 3 - фон + Рф + известь через 3 недели; 4 - фон + NP1+ известь через 1 неделю; 5 - фон + NP1+ известь через 3 недели; 6 - фон + NP2+ известь через 1 неделю; 7 - фон + NP2 + известь через 3 недели. Опыты проводили в 4-х кратной повторности, в сосудах Митчерлиха, вмещавших по 5 кг сухой почвы. Опытной культурой в первый год была кукуруза, во второй -вико-овсяная смесь. Все варианты опыта (кроме контрольного) были выровнены по количеству внесенных питательных элементов. Во время закладки опыта было внесено (г/сосуд) N|,jPiKi,5. В контрольном варианте, а также во 2-й год, во все варианты опыта вносили азотные и калийные удобрения в количестве Ni^Ki.j, в целях изучения последействия фосфорных удобрений. Дозы фосфорных удобрений рассчитывали исходя из общего содержания в них фосфора.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1, Действие и последействие гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры на урожай кукурузы

После проведения статистической обработки результатов вегетационного опыта, можно заключить, что применение гранулированных смесей

фосфоритной муки и аммонийной селитры оказывало существенное влияние на урожай зеленой массы кукурузы (табл. 2).

Наибольшие прибавки урожая зеленой массы кукурузы, как в прямом действии, так и в последействии были получены в варианте с внесением двойного суперфосфата. Фосфоритная мука егорьевского месторождения при раздельном внесении с аммонийной селитрой в последействии обладала большей эффективностью по сравнению с годом внесения, что соответствует общепринятым представлениям о действии и последействии фосфоритной муки.

Таблица 2

Урожай зеленой массы кукурузы, г/сосуд.

Вариант д* 2007 г. пд 2008 г. Д+ПД 2009 г. пд 2010 г. В сумме за 4 года

1.Ж-Фон 47,0 28,6 159,0 190,5 425,1

2. Фон + №-1 66,2 50,5 244,0 218,0 578,7

3. Фон + ИР-2 136,0 111,3 228,0 231,0 706,3

4. Фон + Рсд 164,8 168,9 478,0 333,0 1144,7

5. Фон + Рф 73,6 119,9 192,0 249,3 634,8

НСРо.оз 7,0 2,4 11,2 32,9 -

* - Д - действие, ПД - последействие

В год внесения (2007 г.) удобрение №-2 существенно превосходило по действию на урожай зеленой массы кукурузы фосфоритную муку, внесенную раздельно от аммонийной селитры и способствовало получению урожая на уровне 83% от двойного суперфосфата.

По прямому действию на урожай в 2009 году гранулированные смеси фосфоритной муки ММ и ЫР-2 уступали двойному суперфосфату на 49-52%, но существенно превосходили не гранулированную фосфоритную муку (244, 228 и 192 г/сосуд, соответственно).

В четвертый год опыта, в последействии все удобрения уступали двойному суперфосфату на 25-35% и способствовали получению одинакового урожая (218,0 - 249,3 г/сосуд). Сравнивая урожай зеленой массы кукурузы в сумме за 4 года опыта, можно заключить, что удобрение ЫР-2 (706,3 г/сосуд) уступает в действии и последействии эквивалентному количеству двойного суперфосфата (1144,7 г/сосуд), но превосходит не гранулированную фосфоритную муку (644,8 г/сосуд).

Вынос фосфора в вариантах с внесением гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры в сумме за четыре года опыта уступал двойному суперфосфату для удобрения ЫР-1 на 56% для удобрения ИР-2 на 48 %. Коэффициенты использования фосфора из удобрений были рассчитаны разностным методом и представлены в таблице 3.

Таблица 3

Вынос и коэффициенты использования фосфора из удобрений

Вынос Р2О5, мг/сосуд Коэффициенты использования РзО<. %

Вариант 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2007 г. за 2 года за 3 года за 4 года

1. №С - Фон 55 45 96 98 - _ _

2. Фон + №4 79 60 146 262 2 4 5 13

3. Фон + ЫР-2 156 151 129 211 10 21 12 18

4. Фон + Рсд 223 389 346 275 17 51 38 47

5. Фон + Рф 100 158 179 202 5 16 12 17

В варианте 4, с внесением двойного суперфосфата отмечались наиболее высокие коэффициенты использования Р205 (17-51%) что объясняется высокой доступностью для растений водорастворимого фосфора, который не связывался почвой с образованием труднорастворимых соединений, так как удобрения вносили в заранее произвесткованную почву.

Снижение суммарных коэффициентов использования Р205 из исследуемых удобрений в 3-4-й годы опыта является следствием повторного внесения фосфорных удобрений при закладке опыта в 2009 году.

В прямом действии, в 2007 году и в первый год последействия коэффициент использования Р205 из гранулированной смеси №-2 в два раза превосходил КИ из фосфоритной муки (10-21% и 5-16% соответственно). В 2009-2010 гг. эффективность фосфоритной муки, как нерастворимого удобрения увеличилась и сравнялась с удобрением №-2 (12-18%). В сумме за 4 года опыта удобрение №>-1 не уступало в эффективности фосфоритной муке.

2. Влияние фосфоритразлагающих культур на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры

Результаты исследований (табл. 4) показали, что по прямому действию на урожай зерна гороха гранулированная смесь фосфоритной муки и аммонийной селитры (ЫР-2), в отличие от фосфоритной муки, внесенной отдельно от селитры, не уступала действию эквивалентного количества двойного

суперфосфата. По действию на урожай соломы гороха удобрение ИР-2 приближалось к двойному суперфосфату. Урожай зерна и соломы гороха полученный при внесении удобрения ЫР-2 составил 92 и 94% от урожая по суперфосфату.

Негранулированная фосфоритная мука и удобрение ММ оказали значительно более слабое по сравнению с двойным суперфосфатом действие на урожай. Фосфоритная мука сравнивалась с удобрением ИР-2 и уступала суперфосфату по действию на урожай зерна на 16 % а соломы гороха на 21%. Удобрение ЫР-1 уступало эквивалентному количеству двойного суперфосфата на 39 и 29%, соответственно по действию на урожай зерна и соломы гороха.

В последействии на урожай зеленой массы кукурузы все исследуемые удобрения уступали двойному суперфосфату и обеспечили получение одинаковой прибавки урожая 52-57% от последействия двойного суперфосфата.

Таблица 4

Урожай сельскохозяйственных культур (г/сосуд)

Вариант Горох зерно Горох солома Кукуруза з/м Гречиха зерно Гречиха солома Кукуруза з/м

2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г.

ЫЧК-Фон 23,4 63,6 58,8 9,5 85,0 32,5

2. Фон + ММ 27,2 73,2 95,7 19,1 168,0 159,6

3. Фон + ЫР-2 41,2 97,4 103,3 20,3 192,0 134,2

4. Фон + Рсд 44,7 103,2 182,5 24,3 216,0 173,4

5. Фон + Рф 37,5 81,8 99,5 18,1 168,0 144,1

НСР0.05 5,0 2,2 7,6 4,6 7,0 18,1

По действию на урожай зерна гречихи гранулированная смесь фосфоритной муки и аммонийной селитры (МР-2), не уступала двойному суперфосфату (20,3 и 24,3 г/сосуд, соответственно). Удобрение ЫР-1 и фосфоритная мука не уступали удобрению №-2 и оказали равное действие на урожай зерна и соломы гречихи.

Удобрение ЫР-2 по действию на урожай соломы гречихи (192,0 г/сосуд) уступало действию эквивалентного количества двойного суперфосфата на 11% (216,0 г/сосуд) но значительно превосходило не гранулированную фосфоритную муку и удобрение ММ (168 г/сосуд).

В четвертый год опыта при изучении последействия фосфорсодержащих удобрений на урожай зеленой массы кукурузы было установлено, что не гранулированная фосфоритная мука и гранулированная смесь фосфоритной

муки и аммонийной селитры (ЫР-2) оказали одинаковое последействие на урожай (144,1 и 134,2 г/сосуд, соответственно). Удобрение ЫР-1 не уступало двойному суперфосфату.

Таким образом, можно сделать вывод, что удобрение ИР-2 в среднем за 4 года обеспечивает получение урожая сельскохозяйственных культур на уровне 82% от суперфосфата и превосходит не гранулированную фосфоритную муку, чем подтверждается тот факт, что гранулирование фосфоритной муки с аммонийной селитрой приводит к повышению доступности растениям труднорастворимых фосфатов фосфорита.

Таблица 5

Вынос фосфора урожаем сельскохозяйственных культур и коэффициенты его использования из удобрений

Вариант Вынос Р2О5, мг/сосуд Коэффициенты использования Р2О5, %

горох кукуруза гречиха кукуруза

2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2007 г. за 2 года за 3 года за 4 года

1. ЮС-Фон 141 75 116 22 - - - -

2. Фон + ЫР-1 164 173 285 80 2 12 11 17

3. Фон + ЫР-2 245 141 282 71 10 17 17 20

4. Фон + Рсд 279 424 377 115 14 49 37 42

5. Фон + РФ 205 119 234 118 6 11 11 16

Сравнивая коэффициенты использования фосфора из удобрений, рассчитанные разностным методом (табл. 5), можно заключить, что наиболее высокими они были в варианте с внесением двойного суперфосфата (14-49%), что объясняется более высокой доступностью водорастворимого фосфора для растений. Снижение суммарных коэффициентов использования Р2С>5 в 3-4-й годы опыта явилось следствием повторного внесения фосфорных удобрений во время закладки опыта в 2009 году.

Удобрение 1МР-2 превосходило по эффективности не гранулированную фосфоритную муку, коэффициент использования фосфора из которой, в сумме за четыре года составил 16%. Удобрение ЫР-1 по эффективности сравнивалось с фосфоритной мукой, и суммарный коэффициент использования фосфора составил 17%.

Из данных табл. 5 следует, что в сумме за четыре года опыта удобрение ЫР-2 превосходит по коэффициентам использования фосфора (20 %) удобрение ЫР-1 (17%) и эквивалентное количество фосфоритной муки (16%), что свидетельствует о большей доступности растениям фосфора из данного удобрения. Однако гранулированные смеси уступают в эффективности двойному суперфосфату, что объясняется более слабой растворимостью фосфатного компонента гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры, а также значительным уменьшением общей поверхности контакта фосфорита и почвы, происходящим при гранулировании изучаемых смесей.

3. Влияние различных сроков известкования на доступность растениям фосфора гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры

После проведения статистической обработки результатов опыта можно утверждать, что как в 2010, так и в 2011 году достоверная прибавка урожая получена при внесении всех исследуемых удобрений (табл. 6).

Таблица 6

Урожай сельскохозяйственных культур (г/сосуд)

Вариант Урожай кукурузы, з/м Прибавка Урожай вико-овса з/м Прибавка

г/сосуд % г/сосуд %

2010 г. 2011 г.

1. МК (фон) + Са 254,0 - - 35,1 - -

2. Фон + Са + Рсд 351,4 97,4 38 55,3 20,2 58

З.Фон + Рф + Са через 3 недели 323,9 69,9 28 49,2 14,1 40

4. Фон + №1 + Са через 1 неделю 322,6 68,6 27 58,3 23,1 66

5. Фон + №1 + Са через 3 недели 336,9 82,9 33 53,4 18,3 52

6. Фон + №2 + Са через 1 неделю 338,9 84,9 33 55,9 20,8 59

7. Фон + ТМР2 + Са через 3 недели 338,2 84,2 33 52,1 17,0 48

НСР0.05 18,5 - 4,6 -

В первый год опыта максимальные прибавки урожая были получены в вариантах с внесением в качестве источников фосфора двойного суперфосфата и гранулированной смеси фосфоритной муки и аммонийной селитры (№>-2). При этом удобрение ЫР-2, независимо от сроков известкования обеспечило получение одинаковой прибавки урожая 33%, и не уступало двойному суперфосфату. Прибавка урожая, полученная от внесения удобрения ЫР-2 составила 96% относительно двойного суперфосфата.

Гранулированная смесь ММ, внесенная за три недели до проведения известкования по прямому действию на урожай зеленой массы кукурузы также не уступала двойному суперфосфату. Прибавка урожая, полученная в этом варианте опыта составила 96% относительно суперфосфата.

Удобрение №-1, внесенное за одну неделю до известкования, по прямому действию на урожай не уступало негранулированной фосфоритной муке, в обоих вариантах получена прибавка 27-28% относительно контрольного варианта, без внесения фосфорных удобрений.

Во второй год опыта, при изучении последействия ранее внесенных фосфорных удобрений, установлено, что обе изучаемые гранулированные смеси фосфоритной муки и аммонийной селитры, не зависимо от сроков внесения извести не уступали по последействию на урожай вико-овсяной смеси двойному суперфосфату. Прибавка урожая в вариантах с внесением извести через 7 дней после удобрений составила соответственно для удобрений МР-1 и КР-2, 105 и 101%, по сравнению с урожаем, обеспеченным за счет внесения двойного суперфосфата. В вариантах с внесением гранулированных смесей за три недели до внесения извести эффективность составила 94-97% от суперфосфата.

По последействию на урожай, гранулированные смеси фосфоритной муки и аммонийной селитры, внесенные за 7 дней до проведения известкования, превосходили эквивалентное количество негранулированной фосфоритной муки на 12-16%. При внесении удобрений №М и ЫР-2 за три недели до известкования их последействие на урожай вико-овса не уступает фосфоритной муке (53,4; 52,1 и 49,2 г/сосуд).

Анализируя данные, представленные в табл. 7, можно констатировать, что максимальным выносом фосфора обладали растения, выращенные на вариантах 3 и 4, с внесением фосфоритной муки и удобрения ЫР-1 (за 7 дней до известкования). Вынос фосфора в этих вариантах составил 534 и 540 мг/сосуд, соответственно при внесении фосфоритной муки и гранулированной смеси, что говорит о высокой доступности фосфора. В варианте с внесением двойного суперфосфата вынос фосфора урожаем растений был несколько ниже (516 мг/сосуд).

При изучении влияния сроков внесения извести на доступность растениям фосфора из гранулированной смеси фосфоритной муки и аммонийной селитры, установлено, что вынос Р203 урожаем с.-х. культур в сумме за два года опыта был на 11-12 % выше при внесении удобрений за 7 дней до внесения извести.

Таблица 7

Вынос фосфора урожаем сельскохозяйственных культур и коэффициенты его использования из удобрений

Вариант Вынос Р205, % КИУ Р205 в сумме за два года, %

Кукуруза, мг/сосуд Вико-овес, мг/сосуд В сумме за 2 года, мг/сосуд

2010 г. 2011 г.

1. МК (фон) + известь 315 42 357 -

2. Фон + известь + Рсд 451 65 516 16

3. Фон + Рф + известь через 3 недели 463 71 534 18

4. Фон + + известь через 1 неделю 471 69 540 19

5. Фон + КР-1 + известь через 3 недели 415 69 484 13

6. Фон + ЫР-2 + известь через 1 неделю 425 52 477 12

7. Фон + ЫР-2 + известь через 3 недели 369 59 428 7

Коэффициенты использования фосфора из исследуемых удобрений рассчитаны разностным методом и представлены в табл. 7. Из представленных данных следует, что коэффициенты использования фосфора тесно коррелируют с величиной выноса Р2О5 урожаем с.-х. культур. Так, максимальные КИУ наблюдаются в вариантах с внесением в качестве источников фосфора фосфоритной муки и удобрения ЫР-1, за одну неделю до внесения извести (18 и 19% соответственно), что говорит о высокой доступности растениям фосфора из этих удобрений. Коэффициент использования фосфора из двойного суперфосфата был несколько ниже чем в вариантах 3 и 4 и составил 16%.

Анализируя зависимость доступности растениям фосфора из гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры от сроков известкования, можно уверенно утверждать, что увеличение времени контакта исследуемых гранулированных азотно-фосфорных удобрений пониженной растворимости с кислой почвой приводит к значительному уменьшению

коэффициентов использования фосфора. Так, при изучении удобрения ММ было установлено, что увеличение срока нахождения удобрения в кислой почве с 7 до 21 дня приводит к уменьшению коэффициента использования фосфора с 19 до 13%. Аналогичная закономерность прослеживается и в вариантах с внесением удобрения ИР-2, где увеличение времени контакта удобрения с кислой почвой привело к снижению КИУ с 12 до 7%.

4. Влияние различных форм фосфорных удобрений на некоторые показатели качества урожая сельскохозяйственных культур

Применение разных форм фосфорных удобрений не одинакового влияло на показатели качества урожая сельскохозяйственных культур. Содержание сухого вещества и сырого протеина в растениях явно зависело от растворимости фосфатного компонента в удобрении.

В опыте 1 (табл. 8), при выращивании кукурузы, наблюдается тенденция к большему накоплению сухого вещества растениями в варианте с внесением двойного суперфосфата. Фосфоритная мука и гранулированные смеси фосфоритной муки и аммонийной селитры по влиянию на содержание сухого вещества не отличались друг от друга.

Накоплению в зеленой массе кукурузы сырого протеина, напротив, способствовало внесение в качестве источника фосфора слабо растворимых фосфорных удобрений.

Таблица 8

Влияние различных форм фосфорных удобрений на качество урожая _зеленой массы кукурузы (опыт 1)__

Вариант 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г.

св\ % Сырой протеин св, % Сырой протеин СВ, % Сырой протеин СВ, % Сырой протеин

% г/сос % г/сос % г/сос % г/сос

1. Т^ЛС-Фон 11 10,1 0,5 15 10,1 0,4 14 10,7 2,4 13 4,8 1,2

2. Фон + ИР-1 12 9,3 0,7 15 7,4 0,6 10 13,3 3,4 14 11,6 3,5

3. Фон + ИР-2 12 8,9 1,5 14 9,0 1,4 14 13,5 4,3 14 8,4 2,7

4. Фон + Рсд 16 6,4 1,7 20 8,2 2,7 11 9,4 5,0 18 4,1 2,5

5. Фон + Рф 11 11,0 0,9 14 9,0 1,5 14 12,6 3,3 15 6,1 2,3

* - СВ - Сухое вещество

В опыте 2 (табл. 9) максимальным содержанием сухого вещества также характеризовались растения, выращенные в варианте с внесением двойного суперфосфата.

Таблица 9

Влияние различных форм фосфорных удобрений на качество урожая сельскохозяйственных культур (опыт 2)

Вариант Горох, зерно 2007 г. Кукуруза, з/м 2008 г. Гречиха, зерно 2009 г. Кукуруза, з/м 2010 г.

Сырой протеин СВ, % Сырой протеин Сырой протеин СВ, % Сырой протеин

% г/сос % г/сос % г/сос % г/сос

1. ЫК - Фон 23,1 1,9 14 8,2 0,7 10,4 0,9 18 4,6 0,3

2. Фон + МЧ 23,9 2,4 12 11,0 1,3 11,3 1,9 16 6,9 1,1

3. Фон + ЫР-2 23,8 3,2 13 10,0 1,3 10,6 1,9 17 5,5 0,9

4. Фон + Рсд 23,8 3,5 19 9,4 3,3 9,5 2,0 21 6,3 1,4

5. Фон + Рф 22,8 3,0 15 8,3 1,2 9,0 1,4 20 6,7 1,1

Таблица 10

Влияние различных форм фосфорных удобрений на качество урожая сельскохозяйственных культур (опыт 3)

Вариант Куку эуза з/м, 2007 г. Вико-овес, 2008 г.

Сухое вещество, % Сырой протеин Сухое вещество, % Сырой протеин

% г/сосуд % г/сосуд

1. ЫК (фон) + Са 23 12,6 7,4 25 13,4 1,2

2. Фон + Са + Рсд 22 12,2 9,5 24 12,9 1,7

3. Фон + Рф + Са через 3 недели 22 12,9 9,2 23 13,7 1,6

4. Фон + ЫР1 + Са через 1 неделю 25 12,5 10,0 23 14,3 1,9

5. Фон + ИР1 + Са через 3 недели 22 12,8 9,7 25 13,9 1,9

6. Фон + №>2 + Са через 1 неделю 23 12,1 9,5 22 14,5 1,8

7. Фон + ЫР2 + Са через 3 недели 22 10,6 8,0 26 13,9 1,9

Как в прямом действии, так и в последействии, содержание сырого протеина в зерне и зеленой массе растений в вариантах с внесением гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры было выше, чем при внесении суперфосфата и фосфоритной муки.

В опыте 3, при изучении прямого действия фосфорных удобрений, содержание сухого вещества и сырого протеина в растениях не зависело от формы вносимых удобрений (табл. 10). В последействии наблюдалось увеличение содержания сырого протеина в вариантах с внесением гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры за 7 дней до известкования.

5. Влияние гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры на агрохимические показатели почвы

Через четыре года опытов 1 и 2 в контрольном варианте содержание фосфора осталось на первоначальном уровне (табл. 11, 12). При внесении в почву различных форм фосфорных удобрений наблюдается существенное увеличение содержания подвижных форм Р2О5.

Таблица 11

Агрохимические показатели почвы 1 по окончании опыта 1

Вариант рНкс| нг в ЕКО V р2о5 К20

мг-экв/100 г % по Кирсанову, мг/кг

1. ЫК- Фон 5,2 3,5 11,4 14,9 77 36 280

2. Фон + №>-1 5,2 3,3 15,1 18,4 82 141 199

3. Фон + ЫР-2 5,2 4,1 13,6 17,7 77 176 270

4. Фон + Рсд 5,3 3,6 12,5 16,1 77 138 131

5. Фон + Рф 5,3 3,3 14,7 18,0 82 166 236

НСРо.5 0,3 1,0 2,2 - - 34 -

Таблица и Агрохимические показатели почвы 1 по окончании опыта 2

Вариант рНка нг Б | ЕКО v р205 1 К20

мг-экв /100 г % по Кирсанову, мг/кг

1. ЫК- Фон 4,7 5,3 7,3 12,6 58 34 338

2. Фон + №М 4,9 4,3 13,2 17,5 75 162 353

3. Фон + ЫР-2 4,9 4,3 14,4 18,7 77 188 317

4. Фон + Рсд 4,8 4,6 11,6 16,2 70 115 215

5. Фон + Рф 4,9 3,9 12,9 16,8 77 183 357

НСРо.5 0,2 1,6 3,3 - - 41 -

В целом по двум опытам прослеживается корреляция между содержанием в почве подвижных форм фосфора и выносом Р205 урожаем с.-х. культур. Так, в вариантах с внесением двойного суперфосфата содержание Р205 в почве было заметено ниже чем при внесении удобрений пониженной растворимости.

За четыре года в обоих опытах произошло повышение обменной кислотности почвы. Необходимо отметить, что в опыте № 2 наблюдается более сильное снижение величины рНКС| на -0,3-0,5 ед. чем в опыте № 1. Очевидно, что выращивание фосфоритразлагающих культур, таких как горох и гречиха, обладающими более кислыми корневыми выделениями и большим выносом кальция привело к большему подкислению почвы. Между вариантами опытов, существенных различий по величинам обменной и гидролитической кислотности не наблюдалось.

Также по двум опытам наблюдалось некоторое увеличение суммы поглощенных оснований и емкости катионного обмена. При чем отмечалась тенденция к большему увеличению Б и ЕКО при внесении в почву гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры.

ВЫВОДЫ

1. В сложившихся в настоящее время условиях низкой обеспеченности почв России подвижным фосфором, и сопутствующей этому повышенной кислотности, при недостатке в отечественном сельском хозяйстве фосфорных удобрений, использование местных фосфоритов способно существенно снизить острый дефицит фосфора в земледелии.

2. Изучение фосфоритов Егорьевского месторождения показало, что они пригодны для получения сложных гранулированных азотно-фосфорных удобрений (с содержанием Р205 до 14%) путем их гранулирования с физиологически и гидролитически кислыми удобрениями.

3. Содержание усвояемой Р2О5 при смешивании и грануляции фосфоритной муки с гидролитически кислой аммонийной селитрой увеличивалось в 1,4 раза по сравнению с фосфоритной мукой и составляло 6467% от общего содержания фосфора.

4. Гранулированная смесь фосфоритной муки и аммонийной селитры внесенная в известкованную дерново-подзолистую почву не уступает двойному суперфосфату по действию на урожай фосфоритразлагающих культур (гороха и гречихи).

5. Установлено, что гранулированные NP-удобрения целесообразно вносить в кислую почву за неделю до проведения известкования (СаО). Это обеспечивает получение прибавки урожая равной 92-105% относительно двойного суперфосфата.

6. Наибольший вынос Р2О5 урожаем опытных культур, во всех проведенных исследованиях наблюдался в вариантах с внесением двойного суперфосфата. Использование гранулированных азотно-фосфорных удобрений приводило к более интенсивному накоплению растениями фосфора, по сравнению с фосфоритной мукой.

7. Установлено, что в сумме за четыре года опытов, гранулированные смеси фосфоритной муки и аммонийной селитры не уступают по коэффициентам использования фосфора фосфоритной муке при раздельном ее применении с аммонийной селитрой, а при внесении за одну неделю до известкования эквивалентному количеству двойного суперфосфата и nh4no3.

8. Внесение гранулированных NP-удобрений в большей степени способствовало увеличению содержания сырого протеина в зерне и зеленой массе сельскохозяйственных культур по сравнению с эквивалентным количеством двойного суперфосфата и аммонийной селитры.

9. Изучаемые NP-удобрения оказывают положительное влияние на агрохимические показатели почвы. В вариантах с их внесением наблюдалось большее увеличение содержания подвижных форм фосфора и суммы поглощенных оснований, по сравнению с суперфосфатом.

Список опубликованных работ по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 3 в журналах рекомендованных ВАК:

1. Кулюкин А.Н., Лапушкин В.М. О действии и последействии сложных NP - удобрений, полученных на основе неполного кислотного разложения аморфных фосфоритов // Сборник студенческих научных работ. Вып. 13. - М.: ФГУО-ВПО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007.

2. Лапушкин В.М., Кидин В.В. Эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры // Плодородие. - 2011. - № 5. - С. 5-6.

3. Лапушкин В.М., Кидин В.В. Изучение гранулированных смесей фосфоритной муки и аммиачной селитры // Агрохимический вестник. - 2011. -№ 6. - С. 34-35.

4. Лапушкин В.М. Действие и последействие гранулированных смесей фосфоритной муки и аммиачной селитры на урожай сельскохозяйственных культур // Материалы 45-й международной научной конференции молодых ученых и специалистов (ВНИИА) -М.: ВНИИА, 2011. - С. 98-101.

5. Лапушкин В.М. Агрономическая эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммиачной селитры // Материалы 45-й международной научной конференции молодых ученых и специалистов (ВНИИА) - М.: ВНИИА, 2011. - С. 101-103.

6. Лапушкин В.М., Кидин В.В. Влияние сроков известкования на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры // Плодородие. - 2012. - № 1. - С. 7-8.

Отпечатано с готового оригинач-макета

Формат 60х84'/|6. Усл.печ.л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 168.

Издательство РГАУ-МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Лапушкин, Всеволод Михайлович, Москва

61 12-3/1177

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ -

МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТЕНИЯМИ ФОСФОРА ФОСФОРИТНОЙ МУКИ В СОСТАВЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ С АММОНИЙНОЙ СЕЛИТРОЙ НА ДЕРНОВО-

ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

Специальность: 06.01.04 - агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Кидин В.В.

Москва - 2012

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................................................................................................4

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................................................11

1.1. Оценка запасов фосфатного сырья в мире и России..................11

1.2. Формы фосфорных соединений в почве и их доступность растениям......................................................................................................................19

1.3. Приемы повышения эффективности фосфоритной муки... 21

1.3.1. Использование фосфоритразлагающих растений.. 22

1.3.2. Использование фосфатмобилизующих микроорганизмов..................................................................................................................................25

1.3.3. Использование фосфорита при приготовлении компостов.................................................................................28

1.3.4. Смешивание и гранулирование фосфорита с водорастворимыми фосфорными удобрениями......................................................31

1.3.5. Смешивание фосфорита с азотными и калийными удобрениями..............................................................................................................................................33

1.3.6. Смешивание фосфорита и элементного фосфора. 36

1.3.7. Смешивание фосфорита и элементной серы..................37

1.3.8. Частичное кислотное разложение фосфорита............40

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ..........................................................................48

2.1. Условия проведения исследований................................................................................48

2.1.1. Объекты исследований, схемы опытов и

характеристика почв..............;................................................................................................................48

2.1.2. Методы исследований....................................................................................................................54

2.2. Технология получения и состав гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры..................................................................55

2.3. Использование растениями фосфора гранулированных

смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры....................... 60

2.3.1. Действие и последействие гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры на урожай кукурузы........................................................................... 60

2.3.2. Влияние фосфоритразлагающих культур на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры............................................................ 69

2.3.3. Влияние различных сроков известкования на доступность растениям фосфора гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры................................ 80

2.4. Влияние различных форм фосфорных удобрений на некоторые показатели качества урожая сельскохозяйственных культур.............................................................................. 91

2.5. Влияние гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры на агрохимические показатели почвы............ 94

Выводы.........................................................................................................................................................................97

Рекомендации для дальнейших исследований..........................................................99

Список использованной литературы............................................................................................................100

Приложения..............................................................................................................................................................................................123

ВВЕДЕНИЕ

Фосфор является одним из основных химических элементов, без которого невозможен рост, развитие и размножение живых организмов. Фосфор выполняет специфические функции в энергетическом обмене клетки.

Источником фосфора для растений является почва. При этом, большая часть органических и минеральных фосфорсодержащих соединений почвы не доступны для питания растений.

Около четверти почв России имеют низкое и очень низкое содержание подвижного фосфора (Чумаченко И.Н., Тимченко А.И., 2000). А если учесть, что достаточная обеспеченность почв доступными для растений соединениями фосфора (100-150 мг/кг) - один из важнейших факторов, обусловливающих высокую урожайность сельскохозяйственных культур, остро встает вопрос о необходимости внесения в почву значительных количеств фосфорных удобрений. Однако, в настоящее время наблюдается дефицит фосфорных удобрений, который обусловлен снижением производства, высокой их стоимостью, а также, уменьшением запасов высококонцентрированного фосфатного сырья. В течение более чем 10 лет рост цен на минеральные удобрения превосходил рост цен на растениеводческую продукцию. В таких условиях внесение промышленных фосфорных удобрений оказалось мало рентабельным или невыгодным. (Адрианов С.Н., Сушеница Б.А., 2004; Сушеница Б.А., Капранов В.Н., 2007). В 2010 году в России было применено 2,16 млн. т д.в. минеральных удобрений, что составляет 39 кг/га посева сельскохозяйственных культур (Чекмарев П.А., 2011). При этом на долю фосфорных удобрений приходится всего 6-7 кг/га Р205 (Сушеница Б.А., Капранов В.Н., 2007).

Мировые запасы фосфатных руд оцениваются в 63 млрд. тонн Р205, при этом около 95 % фосфатов сосредоточены в Марокко, Китае, США,

России и Южной Африке. Преимущественно месторождения фосфатных руд представлены фосфоритами.

Россия обладает значительными ресурсами для производства фосфатов. Запасы фосфатных руд в России составляют около 2 млрд. тонн Р205. В соответствии с данными Министерства природных ресурсов Российской Федерации, государственным балансом запасов полезных ископаемых учтены 48 месторождений фосфатных руд, в том числе 19 апатитовых (0,9 млрд. тонн Р205) и 29 фосфоритовых (1,15 млрд. тонн Р205) (Чумаченко и др., 2000). По оценкам различных специалистов, при современном уровне потребления фосфорных удобрений, для обеспечения продовольствием растущего населения Земли, запасы основных месторождений фосфатных руд могут истощиться уже через 100 лет (Корбридж Д., 1982).

Все это делает необходимым вовлекать в производство фосфорных удобрений местные низкопроцентные фосфориты.

Фосфоритная мука - самое дешевое фосфорное удобрение и представляет собой тонко размолотый фосфорит (размер частиц не более 0,17 мм ГОСТ 5716-74) (Соколовский A.A., Унанянц Т.П., 1977).

Эффективность фосфоритной муки зависит от многих факторов, помимо кислотности и степени насыщенности почвы основаниями, это биологические особенности выращиваемой культуры (мощность развития корневой системы, способность усваивать труднорастворимые соединения фосфора), сопутствующие применяемые физиологически и гидролитически кислые удобрения. Повышается эффективность фосфоритной муки и с увеличением тонины помола. Исследованиями В.Г. Уточкина (1969) было установлено, что оптимальным является помол, когда вся масса удобрения проходит через сито с диаметром ячеек 0,07 мм. При измельчении в высокоэффективных механических активаторах содержание цитратнорастворимого фосфора в апатите и различных фосфоритах увеличивается до 66-82%, а в некоторых случаях и до 95%. При чем

повышение растворимости не является следствием простого увеличения степени дисперсности, а объясняется нарушением структуры фосфатов и увеличением ее дефектности (Болдырев В.В., 1978). Дефектообразование и аморфизация структуры фосфорита приводит повышению их удобрительной ценности в 2-5 раз и может составлять 80-90% от эффективности суперфосфата (с учетом последействия). Однако, зачастую повышение эффективности проявляется только на неизвесткованной почве (Янишевский Ф.В., 1985). В связи с этим, а так же из-за высокой стоимости процесса измельчения, тонину помола, обычно, ограничивают размером частиц 0,100,15 мм. Тем не менее в чистом виде фосфоритная мука неудобна для использования ее в качестве удобрения, так как она сильно пылит, при внесении. Кроме того, для эффективного действия почва должна обладать определенными агрохимическими показателями (рНКа < 5,5; Нг > 2,5 мг-экв/ЮОг).

В связи со всем выше сказанным большое значение для земледелия России имеют поиски методов снижения стоимости производства фосфорных удобрений, использование для этих целей местных низкопроцентных фосфоритов, а главное, повышение их эффективности.

Автор выражает благодарность научным руководителям профессору кафедры агрономической, биологической химии и радиологии В.В. Кидину и доценту А.Н. Кулюкину.

Актуальность проблемы. Обеспеченность доступными для растений формами фосфора является одним из важнейших показателей окультуренности почвы, от которого во многом зависит получение стабильных, высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Учитывая, что около четверти почв России имеют низкое и очень низкое содержание подвижного фосфора, крайне остро встает вопрос о необходимости внесения в почву значительных количеств фосфорных удобрений (Чумаченко И.Н., Тимченко А.И., 2000). Однако, в сложившихся в последнее время условиях дефицита фосфорных удобрений, который обусловлен высокой их стоимостью, а также, неуклонным уменьшением запасов высококонцентрированного фосфатного сырья, возрастает потребность использования при производстве фосфорных удобрений местных низкопроцентных фосфоритов, а также, энерго- и ресурсосберегающих технологий их переработки (Кулюкин А.Н. и др., 2005).

Цель и задачи исследований. Цель данной работы - дать научное обоснование доступности растениям фосфора гранулированных смесей фосфоритной муки Егорьевского месторождения и аммонийной селитры, в зависимости от выращиваемых культур и сроков известкования.

В задачи исследований входило:

1. Проведение лабораторных исследований по получению новых форм азотно-фосфорных удобрений пониженной растворимости путем гранулирования фосфоритной муки Егорьевского месторождения с гидролитически и физиологически кислой аммонийной селитрой.

2. Проведение вегетационных опытов по изучению действия и последействия полученных гранулированных смесей на урожай кукурузы.

3. Проведение вегетационных опытов по изучению влияния фосфоритразлагающих культур на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры.

4. Проведение вегетационных опытов по изучению доступности растениям фосфора гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры в зависимости от сроков проведения известкования.

Научная новизна. Экспериментально доказана возможность использования новых форм азотно-фосфорных удобрений пониженной растворимости, полученных путем влажной грануляции фосфоритной муки Егорьевского месторождения и аммонийной селитры. Изучен характер влияния полученных удобрений на формирование урожаев сельскохозяйственных культур и его качество, а также агрохимические показатели почвы, в условиях различного их применения.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Получение азотно-фосфорных удобрений пониженной растворимости путем влажной грануляции фосфоритной муки Егорьевского месторождения и аммонийной селитры.

2. Научное обоснование доступности растениям фосфора гранулированных смесей фосфоритной муки Егорьевского месторождения и аммонийной селитры.

3. Влияние фосфоритразлагающих культур и различных сроков известкования на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры.

Практическая значимость. В сложившихся в настоящее время условиях низкой обеспеченности почв России подвижным фосфором, и, зачастую, сопутствующей этому повышенной кислотности, при недостатке в отечественном сельском хозяйстве фосфорных удобрений, использование

местных низкопроцентных фосфоритов способно существенно снизить острый дефицит фосфора в земледелии.

Получение фосфорных удобрений путем смешивания и гранулирования фосфоритной муки с гидролитически и физиологически кислыми удобрениями, позволит вовлечь в производство фосфориты местных в том числе малых месторождений, повысить их эффективность, даже на фоне известкования кислых почв, расширить ассортимент фосфорных удобрений, и повысить доступность их для отечественного сельского хозяйства за счет снижения стоимости.

Реализация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 3 в журналах рекомендованных ВАК:

1. Кулюкин А.Н., Лапушкин В.М. О действии и последействии сложных ЫР - удобрений, полученных на основе неполного кислотного разложения аморфных фосфоритов // Сборник студенческих научных работ. Вып. 13.-М.: ФГУО-ВПО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007.

2. Лапушкин В.М., Кидин В.В. Эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры // Плодородие. - 2011. - № 5. - С. 5-6.

3. Лапушкин В.М., Кидин В.В. Изучение гранулированных смесей фосфоритной муки и аммиачной селитры // Агрохимический вестник. - 2011. - № 6. - С. 34-35.

4. Лапушкин В.М. Действие и последействие гранулированных смесей фосфоритной муки и аммиачной селитры на урожай сельскохозяйственных культур // Материалы 45-й международной научной конференции молодых ученых и специалистов (ВНИИА) - М.: ВНИИА, 2011.-С. 98-101.

5. Лапушкин В.М. Агрономическая эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммиачной селитры // Материалы 45-й международной научной конференции молодых ученых и специалистов (ВНИИА)-М.: ВНИИА, 2011.-С. 101-103.

6. Лапушкин В.М., Кидин В.В. Влияние сроков известкования на эффективность гранулированных смесей фосфоритной муки и аммонийной селитры // Плодородие. - 2012. - № 1. - С. 7-8.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 60-ой и 61-ой научной студенческой конференции РГАУ-МСХА им К. А. Тимирязева в 2007-2008 гг. (доклады отмечены дипломами 1-ой степени), конференции II этапа Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов ВУЗов МСХ РФ в ЦФО, ВГАУ и МичГАУ в 2007-2008 г., декабрьской научно-практической конференции РГАУ-МСХА им К.А. Тимирязева в 2008 и 2009 г., 45-ой международной научной конференции молодых ученых и специалистов (ВНИИА) «Применение средств химизации для повышения урожайности и качества с.-х. культур» в 2011 г.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, пяти разделов экспериментальной части, выводов, рекомендаций для дальнейших исследований. Изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 4 рисунка, 9 приложений. Список использованной литературы включает 188 наименований, в том числе 80 иностранных авторов.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Оценка запасов фосфатного сырья в мире и России

По распространенности в литосфере, согласно разным авторам, фосфор занимает 10-14-е места. Общее количество фосфора на нашей планете составляет примерно 1019 т, из них 1015 т сосредоточено в земной коре. Среднее содержание фосфора в земной коре 0,08-0,12%. Он входит в состав большого количества пород, а некоторые из них состоят преимущественно из фосфор содержащих минералов (Хагееп Б., 1967; Маккелви В.Е., 1977 и др.)

Более двухсот минералов содержат в своем составе фосфор, практически все они являются ортофосфатами. 95 из них содержат железо, 60 - алюминий, 56 - кальций, 45 - марганец и лишь один- шрейберзит или рабдит (Ре, Со)3Р - представлен восстановленной формой фосфора в виде фосфида. (Везер Д., 1962; Фишер Д., 1977)

Не смотря на то, что подавляющее большинство минералов содержат в своем составе железо, по данным Берга, 95% всех фосфор содержащих минералов литосферы приходится на фосфаты кальция - апатиты и фосфориты. Из-за большого разнообразия возможных замещений в структуре кристалла, для апатита сложно дать единую химическую формулу, но в общем виде ее можно представить так:

М10Х2(РО4)6,

где М = Са, РЬ, К, Бг, Мп и др.; X = Б, ОН, СОэ, С1, Вг и др. Р04 = Р04, 804, 8Ю4, Аз04, У04 и др.

По происхождению природные фосфатные породы подразделяют на магматические (апатиты, они составляют всего около 6% мировых запасов фосфорсодержащих пород) и осадочные - фосфориты (Кармышов В.Ф., 1983).

В изверженных и метаморфических породах наиболее распространен минерал фторапатит - ЗСа3(Р04)2 ■ CaF2, содержащй 20-40% Р205. Осадочные породы более распространены, около 80 % мировой добычи фосфатов приходится на месторождения фосфорита. Обычно они представляют собой смесь материалов (табл. 1) различного происхождения и способов отложения, поэтому их подразделяют на пять основных типов: желваковые, ракушечные, зернистые, микрозернистые и остаточно-метасоматические. Во всех странах мира (кроме России) наиболее распространены зернистые и микрозернистые фосфориты, на чью долю приходится около 250 млрд. т руды (-47 млрд. т Р205), что составляет примерно 80% от мировых запасов фосфоритов. Российские же месторождения, большей частью, представлены Желваковыми и ракушечными фосфоритами, содержащими 16-25%) Р205.

Средний химический и минеральный состав фосфоритов определить довольно трудно (табл. 1,2,8,9). В них широко распространен минерал франколит или курскит (фторкарбонатапатит), с