Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

О ПРИМЕНЕНИИ ЭЛЕМЕНТАРНОГО КРАСНОГО ФОСФОРА В СМЕСЯХ С «АКТИВИРОВАННОЙ» ФОСФОРИТНОЙ МУКОЙ И ПРОСТЫМ СУПЕРФОСФАТОМ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "О ПРИМЕНЕНИИ ЭЛЕМЕНТАРНОГО КРАСНОГО ФОСФОРА В СМЕСЯХ С «АКТИВИРОВАННОЙ» ФОСФОРИТНОЙ МУКОЙ И ПРОСТЫМ СУПЕРФОСФАТОМ"

л МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

1~>» МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА

И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи Наталья Евгеньевна САМСОНОВА

О ПРИМЕНЕНИИ ЭЛЕМЕНТАРНОГО КРАСНОГО ФОСФОРА В СМЕСЯХ С «АКТИВИРОВАННОЙ» ФОСФОРИТНОЙ МУКОЙ И ПРОСТЫМ СУПЕРФОСФАТОМ

(06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА —1977

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук профессор А, В. Петербургский, кандидат сельскохозяйственных наук доцент А. Н. Кулюкин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук О, В. СдобнИкова, кандидат сельскохозяйственных наук Г .Ф. Гладкова.

Ведущее предприятие — Республиканская контрольная агрохимическая лаборатория.

Защита диссертации состоится « ¿0. % 1977 Г.

»'часов на заседании специализированного Совета К 120.35.01. (06.01.04 —агрохимия, 06.01.03 —почвоведение) при Московской сельскохозяйственной академии им. К, А. Тимирязева.

125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 47, корпус 8, Ученый Совет ТСХА.

' С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « УУ. » . . . 1977 г.

Ученый секретарь специализированного Совета ' доцент-;

0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. XXV съезд КПСС принял обширную программу дальнейшего подъема всех отраслей сельского хозяйства, в решении которой немаловажное значение имеет химизация сельскохозяйственного производства и в особенности применение минеральых удобрений.

По десятому пятилетнему плану развития* народного хозяйства на 1976—1980 гг. намечено поставить сельскому хозяйству 467 млн. т минеральных удобрений; увеличить удельный вес фосфорных, концентрированных и сложных туков.

5 последнее время внимание исследователей направлено на разработку новых высококонцентрированных удобрений на основе красного фосфора (РКр,), содержание фосфора в котором в пересчете на P2Oj 229%. Существуют пока еще единичные попытки использовать элементарный фосфор на удобрение. ,

'В ассортименте фосфорсодержащих туков наряду с новыми их формами определенное место занимает фосфоритная мука, которая в условиях многих почв является малоэффективной. Проблема высококонцентрированного фосфатного сырья в стране, а также широкая программа известкования кислых почв, проводимая в настоящее время; ставит вопрос о повышении эффективности фосфоритной i муки на почвах не только с кислой, но и с реакцией'близкой к нейтральной. Заслуживает внимания частичная обработка («активация») фосфорита фосфорной кислотой. При этом, как свидетельствуют исследования, только часть фосфора в сырье переходит в доступное для растений состояние, но по действию на урожай некоторые такие продукты не уступают суперфосфату (Dincii, 1961; Me Lean, Logan, 1970; Lutz, 1973, Гърбучев, 1974 и др.)-

Изучение.продуктов неполного разложения фосфорита начато сравнительно недавно и такие работы ведутся в основном зарубежными исследователями.. Еще недостаточно ясно определена оптимальная доза фосфорной кислоты для обработки фосфорита, практическиотсутствуют данные о превращениях этих удобрений в почве. Представляет также интерес

вопрос о возможности использования красного фосфора в процессе «активации» фосфорита и смешивания его с суперфосфатом. Вопросы эти имеют большое научно-производственное значение. . .

Цель исследований. Цель настоящих исследовании заключалась в изучении следующих вопросов:

1. Повышение эффективности фосфоритной муки обработкой ее («активацией») ортофосфорной кислотой и элементарным красным фосфором..' *.".;■ ----

2. Фосфатный режим почвы в связи с применением «активированного» фосфорита.

3- Эффективность и усвояемость элементарного красного фосфора в смеси с простым суперфосфатом.

4, Ииритный огарок как катализатор окисления элементарного красного фосфора.

Научная новизна работы. Научная значимость результатов заключается в том, что впервые получены данные об использовании на удобрение смесей «активированного» кислотой фосфорита с элементарным красным фосфором и о применении ипритного огарка в качестве катализатора окисления

рч,*

С помощью современных методов исследования (фракционный состав фосфатов почвы по Курмису, степень подвижности фосфатов и фосфатный потенциал 0,5 рСа + рНаРОО изучено влияние испытуемых удобрений на накопление и превращение фосфора в дерново-подзолистой почве.

Практнческаяценностьи реализация результатов исследований, «Активация» кислотой фосфорита и смесь его с элементарным красным фосфором должны рассматриваться как прием повышения эффективности и концентрации фосфорита, что имеет особое значение в условиях известкования кислых почв.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Декабрьской научной конференции ТСХЛ в 1975 г.

Объем: работы. Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста, включает 19 рисунков и 30 таблиц. Список использованной литературы содержит 237 наименований, в том числе 81 иностранных.

Материал, методика и условия исследований ^

Экспериментальная работа включает вегетационные, полевые опыты и лабораторные исследования, выполненные в течение 1973—1976 гг. в хозяйствах Московской области и на ■кафедре агрохимии ТСХЛ.

Продукты неполного разложения фосфорн^ получали в •лабораторных условиях путем смачивания равномерно рас-2 т

пределенного слоя фосфоритной мук» {Егорьевского месторождения) раствором НзР04 или смешивания ее с катализированным медью красным фосфором с последующей грануляцией и сушкой продукта при обычных условиях. Количество Н3РО4 н Рко. брали из расчета 12.5; 25; 50 и 100% от стехио-метрической нормы Н3РО« (по Ра05), необходимой для получения двойного суперфосфата .Фосфоритная мука содержала 21.6% Р305.

Полученные удобрения испытывали в условиях вегетационного н полевого опытов.

Вегетационный опыт с райграсом многоукосным проводили в 1974—1976 гг. на Агрохимической опытной станции ТСХА в сосудах Митчерлнха, вмещавших 4,87 кг абсолютно-сухой почвы. Схема опыта приведена в таблице 2. Почва—дерново-подзолистая среднесуглинистая Лесной опытной станции ТСХА,-Предварительно произвесткованная по 3Д Н'г, со следующими агрохимическими показателями после известкования: рНкс! —6,2; Нг —1.8 мэкв/100 г; 5 — 2,0 мэкв/100 г; V —24.4%. КгО {по Масловон) — 5,0 мг/100 г; Ра03 {по Кирсанову) — 2,2 мг/100 г. Азотные и калийные удобрения МН^Оэ и. КС1) вносили в почву ежегодно, фосфорные — первые два года. Соотношение N.:Р205: К20 было 1,0:0,8:1,2 г/сосуд. Дозы фосфорных:удобрений рассчитывали по содержанию общей Р2О5 в ннх. Уборку райграса проводили 3—4 раза за вегетационный сезон. После 2-го и 3-го укосов проводили подкормку растений азотом и калием по 0,25 г/сосуд N11 КгО.

Для оценки, экономической эффективности применения «активированного» фосфорита в 1975 г. был проведен полевой производственный опыт с картофелем «Сулее» в совхозе «Красное Знамя» Талдомского района, Московской области на дерново-подзолистой, среднееугл инистой почве. Схема опыта дана в таблице 3.

Все удобрения вносили весной под перепашку зяби. Фоном служили NH4NO3.11 КС1. Почву с осени произвестковали по 2/зНг. Весной дополнительно внесли 1 кг В/га в виде борно-датолитовой муки. Перед.закладкой опыта почва имела следующую агрохимическую характеристику: рНКа —5.8; Нг —2,0 мэкв/100 г, Б — 3,2.мэкв/100 г; V —38,0%; КгО (по Масловой) — 12,5 мг/100 г, Р205 (по Кирсанову) — 5,5 мг/100 г. Площадь опытной делянки 150 м2,.учетной — 104 мг, Агротехника возделывания картофеля была общепринятой. Уборку урожая проводили поделяночно раздельным способом.

С целью изучения эффективности катализированного медью красного фосфора и его гранулированных (1—3 мм) смесей с простым суперфосфатом, вносимых ежегодно (90 кг РгО$/га) и в запас на 3 года (270 кг Р^/га), в 1973—1975 гг. был проведен млкрополевой опыт: с картофелем «Фаленский» и

з

«Лорх» в колхозе «Ленинский луч» Красногорского района.. Московской области на дерново-подзолистой легкосуглики-стой почве. Почва имела следующие агрохимические показатели: рНКС1 —6,3; Нг —0,68 мэкв/100 г; 5 — 27,8 мэкв/100 г; V —97,6%, К20 (по Масловой) —20,0 мг/100 г; Рг05 (но Кирсанову) —10,0 мг/100 г. Схема опыта представлена в таблице 6. Смеси составляли по фосфору из 70% Р£ и 30% , а также из 40% Рс и 60% Р . Площадь опытной делянки 10 м2, учетная — 5,4 м2. Уборку урожая проводили поделяиоч-но, вручную, методом сплошного учета.

В период проведения полевых опытов метеорологические условия были достаточно благо прият »и мл для выращивания картофеля.

Вегетационный опит по изучению возможности применении ипритного огарка в качестве катализатора окисления красного фосфора проводили и 1975—1976 гг, при выращивании райграса многоукосиого в сосудах Митчерлнха на дерно-БО- подзолистой средиссуглинистой почве Лесной опытной станции ТСХД, произвесткованной по !S{^ Нг. Удобрения вносили в дозах 1,0:0,8:1,2 г/со с. N. РзО$ и КгО; азот и калий {Гч'НА'Оз и КС1) —ежегодно, фосфор — только в первый год. Схема опыта приведена в таблице 7. Пнрнтный огарок, использовавшийся в качестве катализатора, содержал 0,5% Си и 60% Ре. Дозу его рассчитывали по содержанию в нем меди и суммы железа н меди (1% от масы Р ^, ).

Повторность всех опытов 4—5-крагная. Статистическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа {Доспехов, 1968). Определение азота, фосфора п калия в растительном материале проводили в одной навеске после мокрого озолення по Гинзбург и др. (Петербургский, 1968} с последующим определением азота и фосфора колориметрически, калил — па пламенном фотометре. Агрохимический анализ почв проводили по общепринятым методам, валовой фосфор н фракционный состав фосфатов в почве — по ■Курмису (КитгНеэ, 1972), степень подвижности фосфатов—но Карпинскому и Замятиной, фосфатный потенциал почвы — по Аслингу и Скофилду (Агрохимические методы исследования почв, 1975).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1; Повышение эффективности фосфоритной муки

обработкой ее («активацией») ортофосфорной кислотой и элементарным красным фосфором

При взаимодействии фосфорита с раствором Н3РО< в первую очередь происходит разрушение СаС03 и частично СаР?, - 4

Содержание водо-, цитратнерастворимого н общего фосфора в «активированном» фосфате, Фязико-механическне свойства удобрении

Степень обрзбоїкн . фосфорита, % РА % р стат. Р Гранулометрический состав

об щи Л водо-раств. цитрат-иорэст. «доступный» А —2 мм кгс/см3 ' % А> 3 2<(1<3 1<а<2 4<1

О (фосфорит) 12,5 ШЮ, 25 Н>Р04 50 Н,Р04 100 НіРО» 21,С 25.1 28.2 33,3 40,7 0,02 3,00 6,80 13,20 19,50 72 7,7 9,0 8.7 8,7 7,22 10.70 15,80 21,90 28,20 8,0 12,7 ИЗ 86 89 89 0,2 0,6 0,5 39.8 58.9 51,9 54,9 35,6 39,2 5Л 4,9 8.4

'■зг> Р,р. 26,4 0,04 7,1 ' 7.14 — — — _ — —

Р »р. 30,9 0,10 6,9 7,00 . — — — — — ' —

50Р,, 39,5 0,13 '7,5 7,63 1Л 70 0,1 34.4 50,2 15.3

юо Р„. 12,5% Н,РО,4- 51,4 0,17 6,4 С,57 1.6 72 0,0 49,9 43, ( 7,0

52,2 5,50 . 6,2 11,70 9,6 85 0,3 56,4 39.9 3,1

25 НіРО,+75 Р№ 50,2 9,00 7Л 16,20 14.3 92 0,1 513 44.8 3,8

50 НіР04+50 1\р. 46,б 13,50 7,5 21,00 15.9 94 о,с 56,4 39,5 3,5

( Освоение требозгння >20 >90 1 >50

\ > ^0—95

что сопровождается вскипанием фосфорита (выделение COj и HF), и переходом кальцита и фторида кальция в его монофосфат. Такого рода обработка приводит к частичному разрушению и самого трифосфата кальция, В таблице I представлены данные по составу и физико-механическим свойствам полученных продуктов неполного разложения фосфорита. С повышением степени обработки фосфорита реагентами содержание общего фосфора увеличивалось, при этом, обработка кислотой приводила к значительному росту содержания водорастворимого фосфора и слабо изменяла запасы цитратно-растворимого. Следовательно, увеличение содержания «доступного» фосфора шло, главным образом, за счет водорастворимого.

Смешивание фосфорита с Ркр. практически не повлияло на содержание водо- и цитратнорастворимого фосфора в удобрениях. Тем не менее, данные по содержанию «доступного» фосфора в удобрениях, имеющих в своем составе Р Вр,, носят условный характер, т. к. значительная часть PaOs в них представлена этим компонентом, который становится доступным растениям лишь с течением времени. По физико-механическим свойствам лучшими следует признать смеси «активированной» фосмуки с Ркп при соотношении реагентов 25% Н3Р04: 75% Ркр. и 50% Н3РО(: 50% Р*, . Гранулы имели наибольшую динамическую и статическую прочность, размер их был представлен на 96% фракцией от 1 до 3 мм с преобладанием фракции 2—3 мм. Свойства смесей обычного'фосфорита с Ркр. были неудовлетворительными.

Испытание полученных удобрений в условиях вегетационного опыта при выращивании райграса показало, что обработка фосфоритной муки небольшими количествами ортофосфор-ной кислоты позволяет получить эффективное фосфорное удобрение. Так, при 25%ном уровне «активации» урожай райграса был таким же, как и при внесении двойного суперфосфата (табл. 2). При дальнейшем повышении степени обработки эффективность удобрений практически не изменялась. Смеси обычного фосфорита с Рвр, по действию на урожай значительно уступали двойному суперфосфату, а в ряде случаев действовали, хуже, чем фосфорит. Смешивание красного фосфора с «активированным» кислотой фосфоритом в отношениях 50% НаР04:50% Р,р. и 25% Н3Р04:75% Рк„. дало удобрения, обладающие высокой эффективностью и в последействии не уступающие двойному суперфосфату. В сумме за три года в варианте с «активированной» фосмукой (25% НзР04) и по ее смесям с Ркр, (25% Н3Р04-г75% Pkd и 50% Н3Р04+ 4-50%Pha.) урожаи были 104,6; 102,3; 114,5 г/сос., соответственно, при урожае по двойному суперфосфату 110,6 г/сос. Различия не достоверны. Следует отметить, что полевой про-6

Эффективность н усвоение продуктов неполного разложения фосфорита при выращивании райграса

(«егегзцноннцД опит)

1971 г. 197 5 г. 1076 г. (последейств) В сум мо за три годл Л г Ч с-ш о ЕС Я » = 3 • £ 5

Варианты опыта *Х н ЭЛЬ-со С, з урожай, г/сос. •а ь! О о? 3 шСн г 1С Л * ч ы »3 и. о р Ьщ 8 а* г Л, о »Г. I ° 2 (П П Й * в е Я О >2 Л о к в Ч X — V Й Р 5 5* с ^ чи - О

»р.

ЫК — фок ....

ФОН + Рс-д.....

Фои+Рц,.....

Фон + Р фи.....

Фон+ф. м.+12,5% Оои+ф. м.+25% Р,р.

Фоц+ф. м.+ 50% Р*р.....

Фон+ф. м.+ 100%Р*р. ....

Фон+акт, ф. м. (12,5% Н4РО,) Фон+акг. ф. м. (25% НэРО,) . Фон+акг. ф. м. (50% 11)РО,( . Фон+акг. ф. и. (100% ПзРО,) . Фон+акг. ф. м. (12,5% Н3РО,+ +87,5% Рвр.) ......

Фон+акг. ф, к. (25% ¡№0,+

+75% Р*».)........

Фон+акт. ф. м. (50% 1№0,+

+50% Р,р.).........

НСРЛ . ..........

12.0 37 7.5 31 9.1 28 29.2 90 _ __

40,4 212 10,7 370 23,5 100 110,6 742 40,4 40,4

21,1 С9 32,8 177 19,8 83 73,7 329 н.с —

20,5 67 26,9 143 21,8 111 09,2 291 12,2 30,4

19,1 51 25,3 133 25,6 122 70,0 315 13,7 50,5

20,3 57 27,4 131 21.0 99. С8,7 290 12,1 53,5

21,3 01 29,3 152 21,5 99 72,1 315 13,7 71,0

22,2 63 37.6 171 195 79 79,6 . 315 13,7 113,0

33,0 93 39,8 178 17,3 73 90,1 314 15,5 30,4

38,9 118 44,5 229 21.2 93 101,6 140 21,5 38,4

41,7 150 45,2 т 22,0 111 109,5 531 '27,2 41,3

40,8 187 40,9 312 23,0 129 пи 028 33,3 (8,0

30,8 08 41,9 ¿30 20,2 78 92,9 400 19,4 86,6

37,7 118 13,0 230 21,0 65 102,3 433 215 05,8

41,7 141 261 24.2 ' 100 114,5 511 25,9 57.5

2,1 2,7 2,0

кзводственный опыт с картофелем также подтвердил высокую эффективность этих удобрений (табл. 3).

Данные по выносу и коэффициентам использования РгОз из удобрений (табл. 2) свидетельствуют о том, что все же более интенсивно ноны НгРО<~ поступали в растения прн питании их двойным суперфосфатом, чем изучаемыми удобрениями, тем не менее, в ряде случаев это не явилось тормозом к формированию урожая.

Таблица 3

Экономическая эффективность применения фосфорных удобрен и А

Чисты Л '

2 4 ч (і 2 О.Ч? <- г; Л Н Ї Л о ход. А ЙЙ!

Варианты опита с ^ «і о ^ О £ *. Й £:. О V V о и Ж л 2 о н О. еЧ — »4? " я Ї л а. 5 £ и о 0. х «¿З* * я £ £ * Я =2

го К [го — фон ....

Фон+Р с, д. 90.....

ФоЯ + Рф, м. . . . .

Фон+Р*р. 'л.....

Фон-1-акг. ф. м. (23%

НЗРСМею Фон+звт. ф. м. (2.>% И3РО,+75%Р*р.)м . .

163,7 195,4 И 1,3

103.0

211.1 203,1

3.00 2.53 3.48 2,55

2.35

2,38

7,93 6.91 9.23 7,15

6.ІІ

Є.60

9

212

164

336 231

о.оо; 0,16

0,12

0,25

0,21

0.7 16

12

21

5.07 2.81 7,23 4,93

Коэффициент использования фосфора из удобрений ' дает представление о доле обшей Рг05, принявшей участие в питании растений. Так как все изучаемые туки содержат разное количество усвояемого растениями фосфора, то мы провели расчет коэффициента использования растениями «доступной» Р2О5. внесенной с удобрениями. В вариантах со смесями фосфорита с-Рцр. показатель этот возрастал с увеличением степени обработки фосфорита и при 100%-ном ее уровне ои составил 113%,.т. е. «расход» превзошел «приход» «доступной» РзОа. Этот факт объясняется тем, что при окислении Ркр., а также при взаимодеГ|ствни его продуктов с фосфоритом происходит образование дополнительного количества растворимого фосфора. Использование растениями «доступной» Р2О5 из смесей «активированного» фосфорита с Ркр. было значительно полнее, чем из продуктов соответствующей обработки фос-мукп кислотой. Следовательно, и здесь проявляется эффект процесса окисления элементарного фосфора.

Применение фосфорных удобрений на азотно-калийном фоне повышало качество урожая. Все формы фосфатов благоприятно влияли на содержание протеина в сене. По сбору протеина урожаем преимущество было на стороне более растворимых удобрений.

Завершающей оценкой влияния удобрений на урожай культур является определение их экономической эффективности. Расчеты, проведенные на основе результатов полевого опыта (с-з «Красное Знамя») с картофелем, показали, что экономически более эффективным оказалось применение «активированного» кислотой фосфорита (табл. 3), Здесь наблюдались самые высокие показатели урожая, рентабельности, чистого дохода, окупаемости дополнительных затрат, самая низкая себестоимость картофеля и затраты труда на его производство. Несмотря на высокую себестоимость красного фосфора (1500 руб/т), применение его в смеси с обработанным кислотой фосфоритом оказалось (по некоторым показателям) экономически более эффективным, чем двойного суперфосфата.

2. Фосфатный режим почвы в связи с применением: «активированного» фосфорита

2.1. Содержание подвижных фосфатов, степень их подвижности и .фосфатный потенциал 0,5 рСа + рНаРО* почвы.

Результаты исследований показывают, что применение всех форм фосфорных удобрений, несмотря на вынос PjOs уро-

Таблица 4

Содержание подвижных фосфатов, степень их подвижности

и фосфатный потенциал дерново-подзолистой почвы в зависимости от вида применяемых фосфорных удобрений (вегетационный опыт)

Варианты опыта

PiOs по Кирсанову, мг/JOO г

1975 Г 1976 г

Степень подвижности, мг/л

1975 г 1970 г

Фосфатный потенциал, 0,5 рСа-Ъ Ч-pHtPO«

1973 г 1076 г.

NK —фон........

Фон+Р с. ..........

ФОН+Р ко.........

Фон+Р ф, ..........

Фон+ф. м.+100% Р *1>, . . . Фон+акт. ф. м. (12,5% НаРО,) Фон+акт. ф. м. (25% HjPO«) Фон+акт. ф. м. (50% HjPCM Фон+акт. ф. м. (12.5% Н>РО,+

+87.5% Ркр........

Фон+акт. ф. м. (25% Н3РО,+

+75% Рм.).......

Фон+акт, ф, м. (50% HiPO»+ +50% Ржр.)........

Исходная почва

U 6,3 1.8 11,3 4,3 9,5 ЭЛ 3,8

3,*

5.0

5.0

0,9

4.5 1.1

10.6 4,3

9.0

9.1

8.6

4,7 6,0 5,9

0,009 0,126 0.038 0,037 0.040 0.0 »4 0,016 0.078

0,019

0,052

0.066

0.007 0.075 0,018 0.027 0.022 0.023 0,021 0,027

0,020

0,021

0,016

7.98 7.12 7.70 7,69 7,64 7.80 7,74 7,58

7.82

7,61

7.5Ь

7,79

8.77

7.78 7,85 7.83

7.79

8,13 7,78

8,05

7.83

7,72

2,2 | j 0,015

Примечание: 1975 г."—после 2-летнего внесения удобрений, 1976 г. — последействие удобрений.

жаем, приводило к повышению содержания фосфатов, определяемых по Кирсанову, и степени их подвижности (табл. 4). С течением времени содержание подвижных фосфатов в почве, так же и степень их подвижности, снизилось, за исключением вариантов с внесением смесей красного фосфора с «активированным» кислотой фосфоритом. Степень подвижности фосфатов повышалась при внесении более растворимых удобрений.

В последнее время в агрохимии для характеристики степени подвижности почвенных фосфатов используют еще один показатель — фосфатный потенциал. Считается, что значение 0,5 рСа-грНгР05<7 означает хороший фосфатный режим почвы, а потенциал >7,1 уже говорит о недостатке фосфора в почве и о быстром падении урожая. (Aslyng, 1954; Ulrich, 1961; Синягина, 1966 и др.).

Результаты наших исследований показывают, что внесение фосфорных удобрений приводило к некоторому снижению фосфатного потенциала по сравнению с фоном, однако, по всем вариантам он все же был больше 7. С повышением растворимости удобрений фосфатный потенциал понижался. Со временем наблюдалось ухудшение фосфатного режима почвы за счет выноса Р20з урожаем.

Следует отметить, что, несмотря на некоторую разницу в показателях фосфатного потенциала и степени подвижности фосфатов между вариантами с внесением продуктов неполного разложения фосфорита и двойного суперфосфата в пользу последнего, это не помешало получению в ряде случаев равновеликих с ним урожаев, шенраге*

2.2. Изменение фракционного состав а*~п о ч-вы под влиянием фосфорных удобрений.

Результаты исследований форм фосфатов почвы после проведения вегетационного опыта показывают, что в процессе взаимодействия фосфорных удобрений с почвой наблюдалось заметное изменение всех фосфатов, причем, размер накопления тех или иных зависел от вида удобрений (табл. 5). Так, фосфор двойного суперфосфата в дерново-подзолистой почве в значительной мере переходит в состав фосфатов полуторных окислов. При внесении же фосфоритной муки большая часть ее остается в неизменной форме, повышая содержание Са-фос-фатов. Элементарный красный фосфор в силу своей слабой реакционной способности сохраняется в почве в том виде, в каком он вносится, входя во фракцию остаточного фосфора, и лишь с течением времени окисляется и переходит частично в Л1, Fe- и Са-фосфаты. Наблюдалась четкая зависимость характера превращения в 'почве продуктов неполного разложения фосфорита от степени его разложения: при ее повышении

Изменение фракционного состава почвенных фосфатов под влиянием фосфорных удобрений, мг на 104 г почвы

(вегетзцио!ШШ1 опыт)

Валовой А1. Ге-Р Са -Р Р Ср!" Р ест»

Варианты опыта

1975 г. 1076 г. 1075 г 1970 г. 1975 г. 1976 г. 1975 г. 1976 г. 1975 г. 1976 г.

N14—фон.......... 40 12 13 5 4 4 3 25 22

ФО!1 + Рс.д.......... 05 59 26 23 6 5 6 5 30 21

72 62 И 18 7 8 6 5 45 31

Фон+Рф-м-......... 73 ез 15 17 23 17 7 0 28 23

Фон+ф. н.+100 % 1> ,р..... 71 05 17 17 15 10 7 6 32 32

Фон + акт. ф, м. (12,5% ЩЮ,) . . 69 С5 17 15 22 17 9 7 21 26

Фон+акт. ф. м. (25% НДЮ,) . . 72 6! 17 14 21 16 11 9 23 25

Фон+акт. ф. м. (50% П3РО,) . , 71 61 22 19 12 12 10 6 27 27

Фол+экт. ф. м. (125% Н3РО,+ +87,5% 1\Р.)...... 70 63 16 16 12 13 7 7 35 27

Фон+акт, ф. м. (25% НЛ>0,+ +75% Рхр.)........ 70 61 19 17 14 13 5 7 32 24

Фон+акт. ф. м. (50% Н,РО,+ +50% Р,г).....' . . . 69 62 10 . 18 13 9 6 5 31 30

Примечание; 1975 г. —после двухлетнего внесения удобрений, 19Г6 г. —год последействия фосфорных удобрений.

в почве накапливалось больше Л1, Fe-фосфатов, а содержание Са-фосфатов снижалось.

Содержание органического фосфора в зависимости от формы удобрений изменялось мало. ИІледованне фракционного состава фосфатов почвы в год последействия удобрений показало, что содержание общего фосфора снизилось по всемва-риантам. Запасы органического фосфора практически не изменились. В вариантах с суперфосфатом и «активированным» фосфоритом наблюдалось снижение содержания AI, Fe- и Са-фосфатов.

Соотношение органических и минеральных фосфатов по всем вариантам было в пользу последних, причем, везде, за исключением Рф „, ; акт. ф. м. (12,5% НзРО<) и акт ф. м. (25% Н3РО4), AI, Fe-фосфаты преобладали над Са-Р.

3, Усвояемость и эффективность элементарного красного фосфора в смеси с простым суперфосфатом

Смешивание катализированного «фасного фосфора с простым суперфосфатом значительно повышает концентрацию фосфора в удобрении и продолжительность его действия (Hopkins. 1966; Соколов, 1972). В наших исследованиях содержание PsOs с 19,0% в суперфосфате увеличилось до 26,2 и 42,2%, соответственно, в смесях 70:30 и 40: 60%.

Таблица €

Эффективность и усвояемость катализированного красного фосфора и его смесей с простым суперфосфатом -

Урожай, кг/уч. пл. я J • ч g r £

Варианты опыта 1973 г] 197 (г 1 1975 г й 8. <j К*- в Sr л _ ь. g 2 н 5f5 S! с*.

Ежегодное внесение (90 кг PjOj/ra)

N'tioKi;» — фон......

Фон+Рс. гр.......

ФоН+Рцр.......

Фон+(70% Рс : 30%Рцр0 Фон+(40% Р«:60% Р*р.) НСРИ.......F.

12.2 14,5 И.6

13.5

14.6 1,2

9,1 12.9 11.1 І 2.2 11,0 1,4

8.7 11.0 11.9

12,9 13.6

1.8

Запасное внесение (270 кг PjO^ra)

NwoKiw — фон.....

ФоН + Pffp.......

Фой+Рьр........

Фон+(70& Рс:30%РВр.) Оон+(40% Pt:60% Ркр.) HCPflS......

13.5 13,9 11,2 13.5 15,7 0,8

10.2 12.1 11,7 12,4 13,0 1.4

9,8

12.5

12.6 12,3 14,1

1.6

10,0 12,8 11,5 12,9 13,1

1U

12.8 11,8 12,7 14,3

48,8 56,8

57.0 62,5

70.1

52.6

62.7 60.1 60,0 70,1

3.0

3.0

5.1 7.9

3,4 2,4

2.4

6.5

Анализ урожайных данных (табл. 7) показывает, что катализированный элементарный красный фосфор обладает длительным последействием. Внесение его в дозе 270 кг РаО!/га оказало ингибирующее действие на растения. В дальнейшем эффективность его возрастала. Это согласуется с данными других исследователей (\\|гЫ(10\У50п, КоШЬаит, 1964), отмечавших токсичность красного фосфора в первый период развития растений при внесении его в высоких дозах.

Что касается эффекта смесей суперфосфата и красного фосфора, то он был не ниже, а в отдельных случаях даже выше, чем действие одного суперфосфата, хотя смеси содержали только 70 л 40% Р2О5 в виде растворимого фосфата. Наиболее аффективной была смесь 40% Рс +60% Ркв.. Коэффициент использования фосфора из нее был самый высокий.

Следует отметить, что действие удобрений не зависело от сроков их внесения в почву.

4.- Лнрнтньш огарок как катализатор окисления элементарного красного фосфора

Пнритиий огарок, являющийся отходом сернокислотной промышленности, содержит наряду с медью много железа, ко-, торое также способно катализировать процесс окисления элементарного фосфора. Так как соединения меди, предлагаемые

Таблица 7

Влияние природы катализатора на эффективность элементарного красного фосфора

Вариант опита 1075 г. 1970 г. = П № 2 и « Ч * я -в ч ч ч Ч^Й Я Й

II А и 5 ¿о з тп <л Си X * 3 о ий. X

МК —фон V . ........ 17,0 47 11,5 47

Оон+Рс.д........... 42,2 305 25,8 148 44.9

Фои+Р^р.+СиО (1% по Си) . , 23.9 80 20,2 85 8.9

Оон+Рир.+пир. огар. (1% по Си) 22,0 77 20.6 85 8.5

Фон+Ркр.+пнр, огар, (1% по 22,3 78 20,6 86 8,8

Си+Ре>.......... 2,0 2.5

НСР«...........

в качестве катализатора этого процесса, остаются все еше дорогими, то использование пиритных огарков имеет дополнительное экономическое преимущество.

Результаты вегетационного опыта (табл. 7) показывают, что пирнтнын огарок можно применять в качестве катализатора окисления элементарного красного фосфора. Урожай

райграса, вынос РаОз и коэффициенты усвоения фосфора из удобрения были одинаковыми при использовании в качестве катализатора как окиси меди, так и пиритного огарка.

Расчет дозы пиритного огарка целесообразно вести по сумме меди и железа в нем, т. к. при этом снижается степень разбавления им красного фосфора.

Выводы

1. Среди полученных удобрений наилучшими физико-механическими свойствами обладали смеси «активированного» фосфорной кислотой фосфорита с красным фосфором (25% Н1РО(-г75% Р^, и 50% НЭРО| + 50% Р„, ), Несколько уступали им удобрения, полученные путем обработки фосфорита раствором Н3РО4. Гранулы смесей обычного фосфорита с красным фосфором имели очень слабую механическую и динами* ческую прочность.

2. Повышение содержания «доступного» фосфора в «активированном» кислотой фосфорите происходит за счет образования водорастворимых фосфатов. Запасы цитраторастворимо-го фосфора практически не меняются,

3. Вегетационный и полевой опыты показали высокую эффективность продуктов неполного разложения фосфорита ортофосфориой кислотой. Сокращение нормы расхода реагента в 4 раза от стехиометрической дает продукт, не уступающий по эффективности двойному суперфосфату.

4. Смешивание фосмуки с небольшими дозами красного фосфора не ласт эффекта. Лишь 100%-ная обработка фосфорита элементарным фосфором может рассматриваться как перспективное удобрение, при условии хороших физико-механических свойств его.

5. Перспективными с точки зрения концентрации удобрений и продолжительности их действия могут быть смеси «активированного» кислотой фосфорита с элементарным красным фосфором. По действию на урожай они не уступали двойному суперфосфату.

6. Химизм последействия удобрений, содержащих элементарный фосфор, обусловлен окислительными процессами, проходящими в их гранулах, результатом которых является образование доступного растениям фосфора.

7. Проведенные расчеты экономических показателей применения гранулированного «активированного» фосфорита и его смеси с катализированным красным фосфором показали высокую эффективность этих удобрений.

8. Фосфор суперфосфата в дер но во-подзол истой почве в значительной мере переходит в состав фосфатов полуторных окислов. Фосфоритная мука и элементарный красный фосфор

. и

длительное время сохраняются в почве в неизменном виде. Удобрения, содержащие в своем составе непрореагировавшнй фосфорит и растворимый фосфат, по характеру превращения в почве сочетают особенности этих составляющих.

9. Внесение в почву всех видов фосфорных удобрений приводило к увеличению в ней запасов подвижного фосфора с одновременным повышением степени его подвижности. Фосфатный потенциал при этом понижался. Показатели имели лучшие значения при внесении более растворимых удобрений.

10. Приготовление смесей красного фосфора с низкопроцентным суперфосфатом является перспективным приемом повышения концентрации удобрения и продолжительности его действия. Из взятых соотношений компонентов оптимальным следует признать соотношение по фосфору 40%РС :60% Р ко.

11. Пиритный огарок (отход сернокислотной промышленности) можно применять в качестве катализатора окисления красного фосфора. Расчет дозы пиритного огарка целесообразно вести по сумме меди и железа, содержащихся в нем, поскольку при этом снижается степень разбавления им красного фосфора.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях ограниченных запасов фосфатного сырья и широкой программы известкования кислых почв рекомендуется «активация» фосфорита небольшими дозами фосфорной кислоты (25% от стехнометрической нормы) и обогащение такого продукта катализированным красным фосфором. Эти приемы позволяют повысить концентрацию, продолжительность действия и эффективность фосфорита в условиях нейтральных почв. *

Список опубликованных работ но теме диссертации

1, Возможность использования красного фосфора в качестве удобрения. Сельское хозяйство за рубежом (растениеводство), 1973 г. Кг 5, стр. 1—5, (в соавторстве).

2, Использование катализированного элементарного красного фосфора в смеси с фосфоритной мукой и суперфосфатом в качестве удобрения. Отчет гос. регистраци 72 035922, нив. .N5 Б 390810, 1974 (в соавторстве).

3, Об использовании красного фосфора в качестве компонента фосфорных удобрений. Докл. ТСХА, вып. 208, 1975, стр.23—26, (в соавторстве).

4, Эффективность и усвояемость элементарного красного фосфора как удобрения и компонента фосфорных.удобрений. Изв. ТСХЛ, вып, 3, 1976, стр. 100—104, (в соавторстве),

Объем. 1 п. л.

Заказ 645.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К- А. Тимирязева 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44