Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Сравнительная агроэкологическая оценка фосфоритной муки разных месторождений

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Сравнительная агроэкологическая оценка фосфоритной муки разных месторождений"

рг Б ОД

На правах рукописи

ВАРЛАМОВА Лариса Дмитриевна

сравнительная

агроэкологическая оценка

фосфоритной муки разных месторождений

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

немчиновка 199г.

Работа выполнена на кафедре агрохимии Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ю. П. Сиротин), кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В. И. Титова.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Б. А. Сушеница, кандидат сельскохозяйственных наук Б. П. Лобода.

Ведущая организация — Долгопрудная агрохимическая опытная станция имени Д. Н. Прянишникова.

Защита состоится . . 1996 года

на заседании диссертационного совета К. 120.05.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии (ВНИИ «Агроэкоинформ») по адресу: 143013, Московская область, Одинцовский район, ■пос. Немчнновка-1, ул. Агрохимиков, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан '

// 1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета ;рзликин А. С.

ОВДАЯ ХАРАКТЗРКСГККА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Один из лимитирующих факторов получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур в России - низкий уровень содержания подвижных форм фосфора в почве. Так, к 1994 году 31 млн, га, или 24% почв характеризовались низким содержанием в них фосфора, тогда как по калию такие почвы занимают 11 млн. га, т.е. почти в 3 раза меньшую плошадь.В Нижегородской области при среднем содержании фосфатов 156 мг/кг на почвы с очень.низким и низким содержанием Р205 приходится 9%, со средним - 24% пахотных почв.

Производство и применение фосфорных удобрений сократилось с 4,7 млн.т в 1988 году до 2,2 млн.т в 1994 году при научно-оОоснованной потребности в них 9-10 млн.т в год.

Учитывая реально складывающуюся экономическую обстановку в стране, непрекращающийсч энергетический кризис, недостаток серной кислоты для получения водорастворимых форм фосфорных удобрений, необходимо более пристальное внимание уделить наиболее дешевому и энергетически эффективному фосфорному удобрению - фосфоритной муке. Для этого имеется необходимая база -более 200 разведанных на территории России месторождений фосфоритов. Положительно оценивая фосфатное 'сырье как один из основных источников повышения плодородия почв и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, следует учитывать и их недостаток - наличие нежелательных примесей, в частности, тяжелых металлов.

Таким образом, вопрос использования молотых фосфоритов в качестве непосредственного удобрения, оценка их агрономической и агроэкологической эффективности для конкретных' условий в наше время является весьма актуальным.

цавз» и еадата* всеяедеаанкй. Основная цель исследований -определение- агрономической ценности и агроэкологическая оценка фосфоритной муки, полученной из фосфоритов разных месторожде-

-У-

ний, на-основании которых можно осуществить выбор фосфоритной муки, наиболее эффективной для светло-серых лесных почв Нижегородской области.Предусматривалось решить следующие задачи:

- определить влияние фосфоритной муки из разных месторождений фосфоритов на урожайность культур в прямом действии и последействии;

- рассчитать коэффициенты использования фосфора из вносимых фосфорных удобрений;

- оценить влияние фосфоришной муки на накопление некоторых тяжелых металлов растениями; . .

- определить агрономическую и агроэкологическую целесообразность внесения в запас фосфоритной муки, суперфосфата и их смеси.

Научная новизыа. На основании полученных в исследованиях данных можно сделать вывод о том, что фосфоритная мука, полу- . ченная из фосфоритов разных месторождений, неравноценна не тЬлько в агрономическом плане, но и в экологическом. При этом количественное поступление тяжелых металлов в растения не отражает содержания их в удобрениях.

Практическая здигсшосзз» работ. Ежегодное и периодическое внесение фосфоритной муки Вятско-Камского месторождения в условиях светло-серых лесных почв Нижегородской области по влиянии на урожайность и качество-получаемой продукции имело преимущество перед суперфосфатом.' Существенных различий по содержанию ТМ в системе почва-растение у этих удобрений не отмечено. Установлено, что применение фосфоритной муки данного месторождения в подобных условиях может заманить более дорогостоящее удобрение - суперфосфат.

Апробация рлбота. Основные результаты исследований были доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и молодых ученых НГСХА в 1984,1987, 1993 гг. . ;

Публикации. По теме диссертации опубликованы 2 работы и 1 находится в печати.

Об-ыас и структура работа. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (217 источников, из них 11 иностранных), приложений. Она включает 153 страниц машинописного текста, в т.ч. 4 рисунка и 38 таблиц.

уотозкя и изгорел пговздакия исслвдозашй

Работа проведена на кафедре агрохимии Горьковского сельскохозяйственного института (ныне Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия) в период 1982-1995 гг. Всего за этот период было поставлено 7 вегетационных и 1 полевой опыт. Из них в 2 вегетационных опытах действие фосфоритной муки изучалось в течение 3 лет, во всех остальных - по 2 года.

Вегетационные опыты проводились на вегетационной площадке академии, полевой - на опытном поле кафедры агрохимии в учхозе Новинки Богородского района Нижегородской области.

Все опыты проведены на светло-серой лесной легкосуглинистой почве, сформировавшейся на лессовидных покровных суглинках. Основные показатели агрохимической характеристики ее представлены в таблице 1.Содержание тяжелых металлов-(Си,С<2,2п,.РЬ) в почве, за исключением подвижных соединений меди, в 1,5-4,5 раза ниже ПДК.

Таблица 1

Агрохимические показатели почв

Годы исслед ований Гумус, % 11Г I Э I т V, % Р205 | КгО

мг экв на 100 г почвы по Кирсанову, ИГ/КГ

" Вегетационные опыты

1982 1,50 4,6 3,87 9,47 13,34 71,4 51 28

1983 1,48 4,5 2,40 11,70 14,10 83,8 80 41

1984 1,52 5,2 3,20 8,60 11,80 72,8 85 100

•1954 1,90 5,1 2,50 16,50 19,00 81, 6 117 96

Полевой опыт

1994 ( 1,50 | 4,7 | 2„ 90 | 9,80 |12,70 | 77,2 | 57 | 205

В таблице 2 приведена характеристика фосфорных удобрений, используемых в опытах. В серии опытов 1982-85г.г. применялась фосфоритная мука тонкого помола (<0,09 мм), в 1994-95 г.г.-стандартного помола.

Таблица 2

Общая характеристика фосфоритов , применяемых в опытах

Содерж Содержание тяжелых металлов, мг/кг

Фосфоритная мука Р205,% Си Zn Cd Pb

1982-1984 гг.

Актюбинска» 19,4 5)2 26,0 1,8 16,0

Вурнарская 22,2 24,2 104,5 3,8 13, 4

Вятско-Камская 19,4 1,2 97,0 1,9 . 30,0

кингисеппская 29,0 5,0 19,0 1,8 15,0

Марокканская 32,2 12,0 90,0 15,0 30,0

Науру 41,6 27,3 218,5 17,4 4,5

ОСладжанская 27,8 45,0 157,0 18,2 20,3

Телекская 32,2 20,1 150,5 2,8 7,0

Хоперская 23,9 9,1 34,9 2,0 8,2

Чилисайская ППО 16,8 7,7 16,2 1,8- 14,6

Чилисайская ф 22,5 16,0 29,0 -i-,1 19,0

Суперфосфат двойной 42,0 6,3 6,8 1,3 1,6

Вегетационные опыты проводились в сосудах Митчерлиха в пятикратной повторности. В почвенной культуре дозы фосфорных удобрений в разных опытах составляли от 75 до 200 мг/кг почвы, азотных и калийных (ЫН4Ы03 и КС1) - от 60 до 200 мг/кг почвы. В качестве опытных культур использовали -просо, овес, вику и кукурузу. В песчаной культуре в качестве субстрата применяли чисяый кварцевый песок (отход Борского стекольного завода), промытый разбавленной (1:3) соляной кислотой и отмытый затем водопроводной и дистиллированной, водой до отсутствия реакции на хлор и водород. В опытах использовалась питательная смесь Сакса.'И в прямом действии, и в последействии высевали овес. '

Полевой опыт заложен систематическим методом, в 2 яруса со смещением на 3 делянки, в 4-х кратной повторности. Общая площадь делянки 50 м*, учетная 36 м2. Аммиачная селитра и хлористый калий вносили из расчета 100 кг действующего вещества на 1

га, фосфоритную муку из фосфоритов Вятско-Камского месторождения и двойной суперфосфат - в дозах, соответствующих схеме опыта. Опытные культуры вико-овсяная смесь и ячмень. Внесение удобрений и обработка почвы проводились в соответствии с принятой технологией возделывания культур. Уборка и учет урожая проведены сплошным методом.

РПЗУЛЬТАШ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 1. Вегетационные опыты.

Эффективность действия фосфоритной муки в большей степени, чем растворимых фосфорсодержащих удобрений, зависит от равномерности распределения ее в почве. Именно вегетационные исследования дают возможность создать условия, позволяющие выявить позитивные или негативные аспекты изучаемого явления более ярко, чем полевые.

1.1. Аереееееяееевду э§йеяявжое»ь фосфоритной мужи кэ Доофорвсоа р?атгт кзоторсасдаиий

То, что фосфоритная муха иэ различных по своей природе фосфоритов может оказывать неодинаковое положительное действие на урожай удобряемых культур, было замечено, давно (А.Н.Энгельгардт,1988;П.С.Коссович,1900;Д.Н.Прянишников, 1901/А.И.Лебедякцев,1925). Однако, открытие новых месторождений, а также решение вопроса о целесообразности использования в современных условиях ранее уже изученных, оставляют эту проблему актуальной и в наши дни (Т.А.Мартынова,1970; Ю.П. Сиротин, 1979; Ф.В.Янишевский,А.И.Ангелова,В.Г.Дубинина, В.Г. Игнатова, 1989;В.А.Сушеница.,В.С.Литвинов, В.И. Дышко, 1995; В.Г.Уточкин, 1995 ).

1.1.1. Яочввяаая «$ет.*ур&

Влияние действия фосфоритной муки, полученной из фосфоритов разных месторождений,, на урожайность культур изучалось в 4-х опытах закладки 1932,1983,1984 и 1994 гг. В таблице 3

приведена урожайность культур, возделываемых в опыте № 2(1983-85 гг.)•

Таблица 3

Эффективность фосфоритной муки в опыте 1983-85 гг.

Варианты опыта Просо,1983 Овес,1984 Вика,1985 £3 года 'надземная сух иасса, г.э.ел/сосуд

Зерно | Солоыа Зерно | Солома Зерно | Солома

г/сосуд

Фон -ЫК 5,4 17,5 6,9 10,0 7,2 13,4 33,1

Прибавка от:

Ра Вятско-Камскэя 4,2 6,2 4,7 3,1 3,3 3,9 15,7

Р^ Вурнарская 5,6 4,7 4,6 3,5 3,6 3,4 17,5

Рф Кингисеппская 5,3 3,5 6,8 3,2 1,9 0,5 14,4

Хоперская 3,6 2,1 3,8 2,2 1,6 0,5 9,4

Рф Актюбинская 3,6 7,4 4,3 3,2 3,3 2,3 15,4

Рф Марокканская 4,1 6,9 5,5 з,о- 3,3 2,2 15,8

Р* Науру 2,4 2,0 2,9 0,3 2,2 1,6 7,4

Чилисай. п.п.о. 3,8 6,8 5,3 4,9 3,5 1,9 15,7

Рф Чилисай. ф. 2,1 6,4 5,3 3,8 2,5 1,9 12,5

Рф Телекская 2,1 4,0 3,3 1,6 1,7 2,6 9,0

Ь>ф Обладжанская 3,4 0,8 2,5 0,1 0,9 0,9 ' 6,5

Рс» 3,7 10,1 4,8 3,0 2,1 1,2 13,4

ЦЙРоь 2,0 2,3 1,4 1,7 1,4 1,7

Внесение фосфоритной муки всех месторождений способствовало увеличению урожайности культур и в прямом действии, и в последействии. При зтом общая прибавка в большей степени обусловлена повышением урожайности зерна. Максимальный эффект был получен от применения Вурнарской фосфоритной муки. Нетипично высокая урожайность получена в варианте с внесением Кингисеппской фосфоритной муки. Наименее эффективными были фосфориты Науру, ООладжанский, Телекский и Хоперский.

Аналогичные данные получены и в других опытах, что видно из рис.1. Следует также отметить, что эффективность фосфоритной муки в последействии в основном такова же, что и в прямом действии.-

Агрономическую ценность фосфоритной муки невозможно оценить без учета качества продукции, в частности, содержания в

продукции фосфора. В таблице 4 представлены данные по содержанию Р2О5 в растениях рассмотренного выше опыта.

Таблица 4

Содержание Р205 в растениях (опыт 1983-1985 гг)

Варианты опыта Просо,1ЭЭЗ Овес,1984 Вика, 1985 ССМДИЙ вынос в £за 3 года ыг/сосуд

Зерно Солома Зерно Солома Зерно Солома

%

Фон -ПК 0, 63 0,13 0,76 0,10 0,80 0,10 189,69

Фон+Рф Вятско-Камск 0,67 0,12 1, 02 0,08 0, 92 0,12 336,99

Фон+Рф Вурнарская 0, 66 0,12 0,90 0,11 0, 90 0,10 325,15

Фон+Рф Кингесеппск 0,68 0,10 0,77 0,07 0,83 0,09 295,97

Фон+Рф Хоперская 0, 67 0,10 0,94 0,06 0,85 0,10 276,35

Фон+Р* Акгюбинская 0,72 0,10 0,88 0,08 0,80 0,13 303,79

Фон+Рф Марокканск 0,69 0,10 0,95 0,08 0,86 0,11 326,16

Фон+Рф Науру 0,64 0,11 0,81 0,07 0,83 0,12 253,76

Фон+Рф Чилисай ппо 0,64 0,13 0,99 0,07 0,91 0,13 336,86

Фон+Рф Чилисай ф 0,71 0,13 0, 95 0,07 0,88 310,59

Фон+Рл Телекская 0,65 0,10 1,00 0,11 0,89 0,09 .279,30

Фон+Рф Обладжанская 0,55 0,11 0,84 0,11 0,90 0,10 246,49

Фон+Р„ 0,12 | 0,16 1,01 0,08 0,95 о,.13 341,42

Внесение фосфорных удобрений способствовало увеличению содержания фосфора в зерне опытных культур как в прямом действии,'так и в последействии. Менее однозначное влияние ими было оказано на побочную продукцию - солому. При этом следует отметить, ,что полной прямой зависимости между величиной полученного урожая и количеством усвоенного' фосфора не отмечено. Коэффициент использования фосфорных удобрений, включая и суперфосфат, >на 2-й год после внесения" бьщ выше, чем в прямом действии, о чем свидетельствуют данные, приведенные на рис.2.

1.1. Лэочаяал «^яьеура

Для изучения многих вопросов корневого питания растений используются бесплодные Среды, в частности, чистый кварцевый песок. В таких условиях только свойства самого удобрения будут определять возможности конкретного растения в питании фосфором. При использовании в качестве питательной Среды смеси

Рис. 1. Влияние фосфоритной мухи разных месторождений на урожайность' культур(о9щая сухая масса)

Сакса практически исключается ее растворяющее действие на фосфорит ( реакция Среды на протяжении всего периода проведения опыта сохранялась в интервале 6-8 ед.рН). Следовательно, та разница в уровнях урожайности по вариантам, которая была получена в опытах, обусловлена исключительно разными свойствами самих фосфоритов, их способностью отдавать свой фосфор растениям. В таблице 5 приведены данные, свидетельствующие о влиянии фосфоритной муки разных месторождений на урожайность овса и содержание в растениях фосфора (опыт 6,1983-85 гг.).

И в прямом действии, и в последействии фосфоритная мука увеличивала урожайность озса, причем, по всем рассматриваемым структурным единицам ( зерно,солома,корни). Однако, в отличие от опытов с почвенной культурой, последействие «е 'значительно уступало прямому действии. Причем, чем-эффективнее Сьша фосфоритная мука в прямом действии, тек слабее она проявляла себя на второй год. Возможно, его объясняется тем, что растения, обеспеченные всеми необходимыми tat питательными веществами в доступной форме в первый год "вытягивали" из. фосфоритов весь фосфор, находящийся в них в относительно доступных формах.В последействии же, при отсутствии внешних разлагающих факторов, эффективность фосфоритов практически выравнивалась.

Максимальная прибавка была получена при внесении Вурнар-ской фосфоритной муки. Несколько уступала ей Рф Вятско-Камского и Чилисайского (ппо) месторождений.Что касается содержания в растениях фосфора, следует отметить повышение'его в зерне и корнях, но снижение в соломе, причем как в прямом действии, так и во 2-й год после внесения фосфорных удобрений.

В заключение исгз;о отметить следующее:

- фЬсфоритная мука, .полученная из фосфоритов асех месторождений, способствовала ¡увеличению урожайности овса даже в "гестких" условиях песчаной культуры;

- по своей агрономической значимости фосфориты испытуемых

|1гэсяор<гаденкй неравноценны;

-В-

§

Рис ¿.Коэффициенты использования Р2О5 из фосфорных удобрений

-ЛО-

Таблица 5

Эффективность фосфоритной муки разных месторождений в опыте 6 •

\

*

Варианты опыта Прямое действие, 1983 г. Последействие, 1984 г.

Зерно Солома Корни Зерно Солома Корни

Среди jpcz lílíl + к - фону Г/сосуд Содерж. PîOs + к - фону 1 Среда урохайн + г - фону Г/сосуд Содерж. PiO, + * - фону » Среди урожайн + к - фО!~ г/сосуд Содерж. Р2О5 + к . - фогт/ » Среди урожайн + к - фоку г/сосуд Содерж. Р2О5 + ж - фону » Средн урожайи + к - фоку г/сосуд Содерж. ЬО, + к - фону % Средн урожайн + к - фону г/сосуд Содерж. РгОь + * - фоку %

Питательнал смесь Сакс« Фом 0«а источник» Р:С< 1,0 0,310 3,5 0,077 3,9 0,204 1,5 0,348 4,0 0,178 1,5 0,087

Фон+Рф в-Камская +7,3 +0,104 +13,0 -0,032 +7,6 +0,043 +1,3 -0,009 +2,2 -0,053 +0,6 +0,150

Фон+Рф Вурнарская +11,8 +0,012 +20,7 -0,052 +10,9 +0,018 0,2 +0,122 +2,2 -0,030 0,1 +0,11

Фон+Р1 Кингисеппск +4,3 +0,101 +9,0 -0,006 +3,3 +0,033 +0,8 +0,182 +2,0 -0,072 0 +0,100

Фон+Рф Хоперская +4,2, +0,056 +8,3 -0,031 + 3,6 +0,048 +1,5 +0,134 +1,4 -0,063 -0,1 +0,223

Фон+Р4 Актюбинская +3,8 +0,048 +1,2 -0,008 +3,0 +0,029 +0, 8 +0,105 +1,4 -0,008 +0,114

Фон+Рф Марокканск +5,0 +0,040 +8,0 -0,024 +3,6 +0,044 +1,1 +0,135 +0,4 -0,030 -0,1 +0,038

Фон+Рф Науру +3,8 +0,027 +6,7 -0,024 +3,0 -0,008 +1,2 +0,161 +1,6 -0,053 +0,5 +0,085

Фон+Рф Телекская +3,7 +0,029 +6,9 -0,022 +2,6 -0,013 +1,6 -0,036 +0,8 +0,009 0,1 +0,066

Фон+РфОбладжанская +2,9 +0,063 +5,8' -0,024 +2,0 +0,007 +1,7 +0,027 +2,5. -0,035 +0,6 +0,051

Фон+Р» Чилисайск■ппо +7,7 +0,010 +12,4 -0,030 +7,3 -0,013 +1,8 +0,148 +2,8 +0,021 +0, 6 +0,134

Фон+Рф Чилисайск ф +3,9 +0,019 +8,5 -0,013 +3,4 -0,018 +1,9 +0,109 +2,9 -0,005 +0,3 +0,093

Фон+Са3 (Р04) г +12,8 +0,053 1 +17,3 -0,022 +9,0 0 +2,4 +0,188 +2,6 -0,055 +0,6 +0,097

HCPos 1,4 1, 6 1, 1 . 0,8 0,6 0,3.

- вынос фосфора корневой системой растений в зависимости от конкретных условий (варианта) может достигать от 13 до 60 % от общего выноса его растениями.

1.2. Влияние фосфоритной муки рааюос месторождений ил содержание ХМ в растительной продукции

Суть агроэкологических проблем,связанных с применением фосфорных удобрений, в основном сводится к следующим позициям:

- длительное внесение фосфорных удобрений при относительно низком коэффициенте использования фосфора растениями обуслав- . ливает накопление его в почве в,виде минеральных фосфатов алюминия, железа,кальция и органических форм, приводит к зафосфа-чиванию почв, что вызывает общий дисбаланс.элементов питания/ -наличие в фосфорных удобрениях и их сырье нежелательных примесей, содержащих соединения кадмия, свинца, фтора, никеля, . хрома, цинка,марганца, природных радионуклидов (Елешев Р.Е. и др.,1991; Уточкин В.Г.,1995) обуславливает необходимость проведения постоянного контроля за качеством почвы и растений.

По мнению многих исследователей (МогЪге&. 1.1.,198.7; Постников А,В.,Чумаченко И.Н.,Кривопуст Н.Л.,1994; Овчаренко М.М.,1995; Алиев С.А. ,1996), те количества ТМ, которые поступают в почву с фосфорными удобрениями, не оказывают сколь либо существенного влияния на накопление их в почве. Однако, учиты- • вая, что разное сырье содержит неодинаковое количество элементов-: примесей, рассмотрим влиянир фосфоритной муки разных ыос-торождений на накопление ТМ растениями в опыто (табл.6, 7).

Отмечается различное влияние фосфоритной муки разных месторождений на содержание ТМ в зерно культур в прямом действии. и последействии.

Содержание меди в растениях при внесении фосфорных удобрений, особенно в первые 2 года после внесения удобрений, снижалось. Лишь в варианте с использованием Бятско-Какской фосфоритной муки наблюдается стабильное повьвшыие содержания Си в

-У2-

Таблица 6

Возможное внесение ТМ в почву с фосфорными удобрениям при норме Р2Оь 100кг д.в/г*

Фосфоритная мука ТМ, г/га

т Си т Сс1 Грь Сг

Вятско-Камская 15,43 0,82 49,90 1,00 15, 43 20, 58

Вурнарская 11,89 11,07 47,07 1,73 6,1-5 "!5,4С

Кингисеппская 1,38 1,73 6, 55 0, 63 5,17 34,4 7

Хоперская 4,93 3,78 14,59 0, 62 3, 42 10,16

Актюбинская 2,62 2,66 13,42 0, 92 8,26 | 9,15

Марокканская 4,03 3,72 27,88 4, 65 9,29 ■30,27

Чилисайская ППО 6,72 4,56 9,65 1,07 8,6В 11,30

Чилисайская ф 3,74 7,12 12,91 0,73 8,46 0,58

Науру 1,63 5,35 52,50 4,19 1, 08 6,

Телекская 5,50 6,23 46,72 0,86 2,18 8,29

Обладжанская 11,02 16,21 5и, 54 6,56 7,30 ' 4, 11

Суперфосфат двойной 4,77 1,50 1.62 0,31 0,38 5,70

зерне всех трех культур. Содержание цинка в зерне проса и овса, напротив, увеличивается, за исключением варианта с применением Вурнарской фосфоритной муки. По влиянию на содержание в растениях свинца и кадмия фосфорные удобрения быта менее одинаковы. Можно отметить следующее.

На протяяеШ1И всех трех лет исследований фосфоритная муха Вурнарского месторождения способствовала снижению содержания кадмия в растительной продукции, в то время как Чилисайская, Обладасанская и Хоперская, напротив,•его увеличивали. В целом же в первый и второй год после внесения фосфорных удобрений отмечается увеличение содержания кадмия в зерне изучаемых культур, & то время как на третий год - некоторое его снижение . Содержание свинца в растениях при внесении фосфорных удоброкй тахжо увеличивалось , особенно ь зерне овса. Наиболее "чистым" месторождением в отноиении этого элемента является Актюбинском, наиболее опасным - Марокканское.

Подводя итог вышеизложенному, мотадо отметить следующее; - разные фосфориты оказывают неодинаковое влияние нЗ содержание конкретного ТМ;

-ЛЬ

- зависимости между количеством ТМ в фосфорных удобрениях и содержанием их в растениях не отмечено;

- по влиянию на изменение содержания ТМ в растениях суперфосфат не иыеет преимуществ перед фосфоритной мукой большинства месторождений фосфоритов;

- изучаемые в спыте культуры по разному относятся к рассматриваемым ТМ. Просо наиболее устойчиво к свинцу и цинку, овес - к меди, вика - к кадаиг-

- по количеству ТМ в растениях их можно расположить в следующем порядке: Сй<РЬ<Си<гп.

Глава 2. Полевой опыт

Если вегетационный опыт незаменим а детальном изучении явлений в контролируемых условиях, что позволяет устранить влияние значительной части внешних неизучаемьгх факторов, то полевой - приближает исследования к производственным условиям.

2.1 Агрономическая оцсиоса ежегодного и ¡запаакого яыэоаюнж фос^орлаас удобрений

В настоящее время вопросы рационального использования удобрений приобретают все большее значение. Учитывая существующее на данный момент положение с обеспечением сельскохозяйственного производства удобрениями, вопрос о том, как выгоднее их применять - ежегодно или периодически,- далеко не праздный, -особенно в -отношении фосфорных удобрений.

Этот вопрос довольно хорошо изучен (Павлов.А.П., 1969, 1972,1973;Сиротин Ю-.П-.,, 1978.; Камецкий В.В., 1980; Рочев В.А., 19 82; Уточкин В.Г..,1995 и др.). Однако в зависимости от конкретных условий получаемый ответ не однозначен, особенно в отношении применения в запас суперфосфата. Данные по урожайности и основным показателям качества культур, возделываемых в нашем опыте., приведены в таблицах 8 и 9.

Таблица 7

Содержание ТМ в зерне культур, мг/кг сухого вещества(опыт 1983-1985гг.)

с

Зарианты опыта Си 1п Сс1 РЬ

Просо Овес Вика Просо Овес Вика Просо Озас Вика Просо Озес Вика

Фон -ЫК 7, 67 7,39 3,41 44, 61 47, 60 47, 60 0,34 0,33 0,27 0,36 0,41 0, 39

Фон+Рф. Вятско-Камск 8,39 8,24 9,80 44, 52 46,56 51,86 0,40 045 0,27 0,38 0,62 0,50

Фон+Рф Бурнарская 5,09 4,01 9,84 38,26 3&,24 54, 60 0,22 0,17 0,09 0,41 0,75 0,32

Фон+Рф Кинг-есзпск 6,73 6,48 9,08 50,12 64, 62 55,86 0,41 0,45 0,16 0,40 0,60 0,15

Фон+Рф Хоперская 6, 90 6,18 8,48 46,29 59, 67 59, 66 0,37 0,55 0,30 0,36 0,93 0,31

Фон+Рф Ахтюоинская 5,29 5,25 4,31 50,63 52,23 26,13 0,29 0, 47 0,10 0,34 0,36 0,37

Фон+Рф Марокканск 4,98 4,97 7,78 46,72 47,31 46,62 0,31 0, 49 0,25 0,39 0,86 0,91

Фон+Рф Науру 6,04 5, 97 6, 95 49,17 49,68 40, 44 0,33 0,44 0,?3 0,32 0,52 0,79

Фок+Рф Чилисай ппо 5, 61 5,74 6,74 45,83 53, 68 45, 84 0,40- 0,46. 0,49 0,39 0,40 0,41

Фон+Рф Чилисай ф. 5,98 5,67 8, 92 45, 98 63,48 46, 46 0,38 0,58 0,33 0,37 0,44 0,27

Фон+Рф Телисская 6,14 6,18 6, 56 51,24 51,90 42,03 0,32 0,38 0,66 0,41 0,70 0,49

Фон+Р4, ООладжанская 7,21 6,70 7,45 47,04 67,20 46,38 0,36 0,46 0,33 0,40 0,83 0,54

Фон+Рсд 6,45 6,23 7,86 55,42 59,16 65,40 0,34 0,29 0,29 0,42 0,64 0,35

Урожайность культур в опыте

Таблица 8

Варианты опыта Вико-овес(сено), 1994г. Ячмень ¡зерно), 1995 В суше за два года, ц/га

Урожайн ц/га ПриОавк Ц/га Урожайн ц/га ПриОавк ц/га Урожайн э.ед. ПриОавк з.ед.

®он-Ж 27,8 - 23,0 - 40,1 -

Фск+?„100 39,9 12,1 33,0 4,0 49,0 8,9

Сон+Рф! 00 35,0 7,2 37,0 8,0 51,0 10,9

Оон+Рги400 39,3 11,5 30,0 ' 1,0 45,7 5,6

Фон+Р,400 35,0 7,2 34,0 5,0 48,0 7,9

Фон+Рс-50+Р*50 41,5 13,7 35,0 6,0 51,6 11,5

Оон+Рел2С0+Р{200 40,8 13,0 34,0 5,0 50,3 10,2

НСР05 7,0 4,0

В первый год исследований (вико-овсяная смесь на сено) все полученные в спыте прибавки достоверны, но существенных различий между вариантами не наблюдалось. Однако следует отметить, что более высокая урожайность была получена при совместном использовании фосфоритной муки и суперфосфата. Наименее эффективным было внесение фосфоритной муки. При этом следует отметить ,что доза фосфорных удобрений существенного значения не имела ни для суперфосфата, ни для фосфоритной муки, ни для их смеси.

Таблица 9

Некоторые показатели качества культур ,%

Варианты опыта Бико-овес (сено)., 1994г. Ячмень (зерно), 1995

Клетчатка Сырой протеин клетчатка СЬфОЙ протеин

ФОН-1Ж ¿8,0 13,7 70 12,7

Фон+Рг,100 25,0 21„3 71 11,8

Фсн+РЛОО 25,0 19./-6 76 12,3

Фон+Рсл400 30., 0 12-, 9 61 10,1

Фон+Р4400 2 8-, 0 20., 2 63 10,4

Фоч+Р„,50+РФ50 26,0 15,7 65 10,6

Фон+РсягОО+Р.^ОО 27,0 12,, 9 63 10,1 •

Во второй год исследований лучшими были варианты с ежегодным внесением фосфоритной муки и совместное внесение ее с суперфосфатом. Несколько уступало им периодическое внесение этих же удобрений. Суперфосфат,внесенный в запас,бьш не эффективен. Ежегодное внесение фосфорных удобрений (100 кг.д.в/га) привело

к снижению клетчатки в сене вико-овсяной смеси и увеличению содержания в ней протеина. Положительное влияние ка качество продукции оказала и фосфоритная мука, внесенная в запас. Зерно ячменя более высокого качества получено при ежегодном внесении фосфоритной муки и суперфосфата.

На основании полученных результатов можно отмети^*,, что:

- наиболее эффективными по влиянию на урожайность являются варианты с ежегодным и периодическим совместные внесением суперфосфата и фосфоритной муки, а также ежегодным внесением фосфоритной муки;

- наиболее качественная продукция получена в вариан. дх с ежегодным внесением суперфосфата и фосфоритной муки;

- в данных почвенных условиях внесение суперфосфата в запас неэффективно.

2.2.Сравнительная оценка действия фосфорвис удэбрстпй ка состояние ЯМ в системе почва-растение

Содержание ТМ в растениях и степень загрязнения ими почв зависит от качества сырья для их производства (Алексеев Ю.В.,1987). В таблице 10 приведены данные по количеству тяжелых металлов, внесенных в почву с фосфорными удобрениями возможное увеличение за их счет содержания соответствующих. ТК в почве. Как показывают расчеты, это влияние ничтожно.

Однако, подвижность ТМ в почве обусловлена как свойствами самой почвы, так и химическими свойствами элементов, а также дозой и формой удобрений(Цыганок С.И.1Э94).Рассмотрим, каково же влияние вносимых в нашем опыте фосфорных удобрений на изменение подвижных соединений ТМ в почве и поступление их в растения (табл. 11,12,13).

В целом отмечается некоторое увеличение содержания подвижных соединений меди в почве, но существенных различий между вариантами опыта при этом ие отмечается ни по формам, ни по дозам удобрений. Тем не менее, значительного увеличения ее в продукции не отмечается, а в зерне ячменя наблюдается сниже-

ние, по отношению к фону, за исключением варианта с периодическим внесением фосфоритной муки. Коэффициент биологического ■ поглощения меди невысок (0,15 % шах).

Содержание цинка в почве также увеличивается: в первый год исследований -во всех вариантах, во второй -при внесении фосфоритной муки ежегодно и периодически, а также при ежегодном совместном использовании суперфосфата и фосфоритной муки. Несколько иное влияние оказали фосфорные удобрения на поступление гп в растения. В сене вико-овсяной смеси только при периодическом внесении суперфосфата отмечено увеличение содержания цинка. Во второй год исследования а вариантах с ежегодным внесением фосфоритной муки и суперфосфата отмечено некоторое снижение содержания цинка по сравнению с фоном, в остальных же - увеличение. Коэффициент биологического поглощения гп значительно выше, чем меди (0,61 % шах).Увеличение содержания в почве подвижных соединений кадмия в первый год исследований отмечено только в вариантах с внесением фосфоритной муки, во второй год - при внесении фосфоритной муки и суперфосфата в дозе 400 кг;д.в/га, и ежегодном совместном внесении и Рсд . Увеличение же содержания Сс1 в растениях отмечается во всех вариантах, как в сене вико-овсяной смеси, так и в зерне ячменя. В первый год исследований наиболее благоприятными в этом плане были варианты с ежегодным применением суперфосфата и совместным его использованием с фосфоритной мукой, в последействии эти варианты были наиболее опасными.

Что касается свинца, то-можно в целом отметить снижение содержания подвижных форм этого элемента в почве, хотя в пер вьй год наблюдений и отмечается .некоторое его увеличение при внесении Рся100 „ а также Рф400 и ^„гОО+РфгОО. Кроме" того, наблюдается и снижение содержания РЬ в растительной продукции. Лишь в варианте Рф100 и Р450+Рск50 отмечено незначительное повышение его"содержания по отношению к фону.

Подводя итог вышеизложенному/ можно отметить следующее:

-и-

Таблица 10

Внесение ТМ в почву с фосфорными удобрениями

(

Варианты опыта Внесено с фосфорными удобрениями г/га Расчетное увеличение содержания в почве , мг/кг

2п РЬ Сй Си N1 Сг 2п РЬ С<3 Си N1 Сг

ГПООКЮО +Рсд100 1,91 1,91 0,44 2, 06 3,05 5, 61 0,0010 0,0006 0,0015 0,0007 0,0010 0,0019

ЫЮОКЮО +РФ100 18, 41 4,45 0, 97 2,17 10,95 13,49 0,0060 0,0015 0,0003 0,0307 0,0037 0,0045

М100К100 +РСЧ400 7, 64 7, 64 1,76 8,24 12,20 22,43 0,0025 0,0025 0,0006 0,0027 0,0041 0,0075

Ш.ООКЮО +РФ400 73, 64 17,80 3, 88 8, 68 43,80 53,96 0,0245 0,0059 0,0013 0,0029 0,0146 0,0180

Л100К100+ (Рсд50+Рф50) 10,16 3,18 0,71 2,11 7,00 9,55 0,0039 0,0011 0,0002 0,0007 0,0023 0,0032

Ы100К100+ (Рс,200+Рф200) 40,64 10,49 2.82 8,44 28,00 38,20 0,0135 0,0042 0,0009 0,0028 0,0093 0,0127

ЦЦК 100 32 - з 56 85 100

Таблица 11

Содержание подеихсных соединений ТМ в почве,мг/кг

Варианты опыта Си 2п С<3 РЬ

до посева ячменя после уборки ДО посева ячменя после уОорки ло посева ячменя после уборки до посева ячменя после уС-орки

Фон-ОТС 3,01 3,63 4,85 5,15 0,39 0,29 3,64 5,95

Фон+Ргд100 6,61 3,90 5,15 5,00 0,19 0,23 4,26 2,87

Фон+РДОО 4,33 4,13 5,97 5,38 0,53 0,30 3,-61 4,27

ООН + Ре-400 ' 4,26 4, 64 5,71 5,12 0,38 0,46 2,10 4,98

Сон+Р.4 00 4,10 3,67 6,18 •5,63 0,55 0, 44 5,80 4,98

Фод+Р_.-50+Р450 3,90 4,22 5,26 5,49 0,21 0,41 2,96 3,32

Фон+Рсл200+Рф200 4,74 3, 66 6,37 4,84 0,25 0,26 4,55 ,3,21

Таблица 12

Содержание ТМ сельскохозяйственной продукции, {¿г/кг сухого, ве-щестЕа, вико-овсяная смесь(сено), 1994 г.

Си 2п са РЬ

Варианты опыта СОДЗрж мг/кг КВП, % Содерж мг/кг КБП, % Содерж мг/кг КБП, % Содер* мг/кг КБП, %

Фон-ЫК 5,16 0,10 35,17 0, 44 0,42 0,16 5,42 0,14

Фон+РсЛ00 5,20 0,14 32,78 0,59 0,44 0,23 3,96 0,15

Фон+РДОО 5,25 0,13 32, 81 0,52 0,58 0,27 5,47 0,18

ФО1:+Р,--400 5,42 0,15 36,50 0,65 0,56 0,44 2,82 0,11

Фон+Р,>,400 5,20 0,12 34,92 0,55 0,58 0,23 4,75 0,16

Фон+Рсл50+?,,50 5,32 0,15 32, 63 0,61 0, 45 0,25 5,81 0,23

Фон+Р„200+Рф200 5,06 0*14 30,04 0,55 0, 60 0,33 4,37 0,17

Таблица 13

Содержание ТИ сельскохозяйственной продукции, мг/кг сухого вещества., ячмень(зерно), 1995г.

Си 2п ей РЬ

Варианты спыта Содер* ьт/кг КБП, % Содерж мг/кг КБП, % Содерж мг/кг КБП, % ' Содерж мг/кг КБП, %

Фок-Ж 3, 62 0,12 22,72 0,45 0,20 0,05 1,20 0,03

Фон+РсД00 3,19 0,05 22, 69 0,48 0,35 0,20 1,21 0,03

Фон+РДОО 3,12 0,09 22,05 0,46 0,28 0,07 0," 41 Л, 01

Фон+Ргл400 3,16 0,07 23, 05 0,42 0,25 0,07 0,85 0,04

Фон+Р(^400 3,83 0,11 25,80 0,47 0,30 0,06 0,77 0,02

Фон+Ргд5 0+^,50 Зт 02 0,09 23,51 0,52 0,33 0,18 0,66 0,03

Хон+ Рс„200+Р4200 3,18 0,0В 24,92 0,44 0,23 0,10 0, 61 0,02

-внесение фбсфорных удобрений ке оказывает существенного' влияния на изменение -общего содержания ТМ в почве;

-фосфорные удобрения способствуют некоторому увеличению содержания в почве подвижных соединений меди, цинка, и, отчасти, кадмия , но снижают содержание свинца;

- они влияют на увеличение содержания в растениях кадмия, и снижение содержания свинца. Менее однозначное действие проявляется по отношению к меди и цинку;

-содержание ТМ в зерне ячменя и коэффициент их биологического поглощения значительно ниже, чем в сене зико-овсяной смеси;

- по величине КБП элементы располагаются следующим образом: рь < с<з < си < гп.

Выгоды

1. Эффективность фосфоритной муки обусловлена прежде всего природными особенностями фосфоритов.

Наибольшей агрономической ценностью отличается фосфоритная мука, полученная из желваковых фосфоритов Вурнарского, Чили-сайского и Вятско-Камского месторождений. эффективность Вят-ско-Камской, Егорьевской, Брянской, Акинской и Кинешемской фосфоритной муки стандартного помола составляла 90-96?. от действия суперфосфата. Наименее эффективными были остаточно- . месопатические фосфориты Обладжанского и Телекского месторождений .

2. Агрономическая значимость фосфоритной муки разных месторождений не может определяться только величиной урожайности. Для.более полного представления об этом необходимо знание коэффициента использования фосфора из удобрений, который в год внесения изменялся в опытах в зависимости от конкретных месторождений фосфоритов от 3,1% до 23,5%.

3. В последействии коэффициент использования фосфора выше, чем в прямом действии для суперфосфата в среднем на 3%, для фосфоритной муки - на 7%.

4. Наиболее высокая продуктивность культур ( в сумме за 2 года до 51,6 ц з.ед с 1 га> получена при ежегодном внесении

фосфоритной муки, а также при совместном применении фосфоритной муки и суперфосфата ежегодно и в запас. Внесение суперфосфата в запас неэффективно.

5. При ежегодном внесении испытуемых фосфорных удобрений, а также фосфоритной муки в запас,отмечено улучшение качества сена вико-овсяной смеси. Качество ячменя было лучшим при ежегодном внесении суперфосфата и фосфоритной муки. Продукция наиболее низкого качества полугена в варианте с запасным внесением суперфосфата.

6. Агрозкологическая оценка фосфорных удобрений показала, что количество элементов-примесей,содержащихся в них,не оказывает существенного влияния на накопление ТМ в почве,изменяя при этом их подвижность. В целом отмечается некоторое снижение содержания подвижных форм РЬ,но увеличение содержания Си,гп и СЙ.

7. При внесении фосфорных удобрений в запас отмечается более высо.сое содержание з почве подвижных соединений РЬ, 2п и С<3, однако усвоение их растениями при этом не увеличивается.

8. Фосфорные удобрения влияют на изменение поступления ТМ в растения, ко прямой зависимости между содержанием их в растительной продукции и количеством соответствующих примесей в удобрениях не отмечается. Суперфосфат по этому показателю не имеет преимущества перед фосфоритной мукой.

9. Разные фосфориты оказывают неодинаковое влияние на содержание конкретного поллютанта. 3 отношении кадмия наиболее благоприятно применение фосфоритной муки Вурнарского и Актюбинском месторождений,, В -отношении свинца - Чилисайского, в отношении цинка - Вурнарского и Марокканского.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Изучение последействия удобрений на светло-серой лесной почве // Тезисы докладов 1-й Всероссийской научной студенческой конференции по агрономическим наукам. -Кижегородск.с,-х.ин-т. Н.Новгород,1Э94, с.21-22. {в соавт.);

2. О сравнительной эффективности фосфоритной мую» и фосфоритов разных месторождений в прямом действии и в последействии// Окультуривание и интенсивное использование мелиорированных земель Нечерноземной зоны. - Нижегородск. гос. с.-х. акад., Н.Новгород,1995. с.124-130. (в соавт.);

3. Некоторые экологические аспекты внесения фосфорнь ? удобрений в запас. - В печати.