Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор литературы 5
I.1. Агрохимическая служба. Ее роль в научно-обоснованном применении удобрений 5
I.2. Источники фосфорного питания растений . 8
1.3. Фосфориты в роли фосфорных удобрений 10
1.4. Способы повышения эффективности фосфоритов, используемых на удобрения 18
II. Экспериментальная часть 24
II.І. Условия и методика проведения исследований 24
II.2. Почвенно-климатическая характеристика Республики Куба 28
II.3. Содержание доступного для растений фосфора в почвах сельскохозяйственного назначения Республики Куба 35
II.4. Действие фосфорных удобрений на продуктивность и качество бермудской травы 54
II.5. Действие фосфорных удобрений на урожай и качество гвинейской травы 151
II.6. Влияние фосфорных удобрений на урожай и качество сахарного вростника 156
III. Выводы 166
IV. Рекомендации 168
V. Список использованной литературы 169
- Агрохимическая служба. Ее роль в научно-обоснованном применении удобрений
- Способы повышения эффективности фосфоритов, используемых на удобрения
- Содержание доступного для растений фосфора в почвах сельскохозяйственного назначения Республики Куба
- Действие фосфорных удобрений на урожай и качество гвинейской травы
Введение к работе
Программа химизации сельского хозяйства Кубы, намеченная направлениями П-го съезда КП Кубы в 1980 г. "О дальнейшем развитии химизации сельского хозяйства страны", предусматривает регулярное проведение агрохимических обследований почв, изучения условий эффективного ИСПОЛЬЗОваНИЯ МИНераЛЬНЫХ уДОбреНИЙ (bineamientos economicos sociales para el quinquenio 1981-85 Г.Г. Ed.Politica La Habana , 1981).
Применение минеральных удобрений в кубинском сельском хозяйстве началось в первые годы XX века, но удобрения, как фактор интенсификации сельскохозяйственного производства, внедрялись медленно.
В период I95I-I958 гг. (последние годы буржуазной Республики) потребление удобрений, в среднем, составило около 200 тыс.т в физическом весе с сильными годичными колебаниями. Только после победы социалистической Революции в 1959 г. потребление шнеральных удобрений на Кубе стало повседневной практикой во всех отраслях растениеводства, и потребление их в 1980 по отношению к I960 г. возросло в 5,3 раза.
Среди элементов минерального питания исключительно большая роль принадлежит фосфору.
До создания агрохимической службы вплоть до 1978 г. на Кубе, самые распространенные методы определения доступного фосфора в почве были - метод Брея-Курца и метод Ольсена для кислых и карбонатных почв соответственно, в последнее время применяются методы Ониани и Мачигина и предложенные ими градации по обеспеченности почв фосфором. Однако агрохимических картограмм обеспеченности почв Кубы доступным фосфором не было; ситуация с обеспеченностью
- 4 -фосфором почв в различных зонах страны была не ясна. Имеющиеся результаты полевых и производственных опытов свидетельствовали о необходимости внесения фосфорных удобрений на почвах Кубы.
На Кубе все потребности в фосфорном удобрении удовлетворялись за счет импортных удобрений, цены на которые на международном рынке из года в год увеличиваются. В настоящее время страна не имеет возможности отказаться от ввоза фосфорных удобрений из-за рубежа. В связи с этим необходимо исследовать вопросы их рационального использования (способы внесения, сочетание с национальными удобрениями).
В 1976 году в нашей стране открыли месторождение агроруд. Возникла необходимость в их агрохимической оценке как сырья для производства национальных фосфорных удобрений.
Весьма актуальной проблемой является изучение возможности частичной замены дорогостоящих импортных удобрений национальными. Это позволит расширить ареал применения фосфорных удобрений и вносить их под те культуры, которые раньше получали мало или совсем не получали фосфор.
При расширении использования национальных фосфорных удобрений вместо импортных снизится себестоимость сельскохозяйственной продукции и в целом по стране будет получена экономия валюты. Таким образом, будет реализовываться решение 2-го съезда КП Кубы о систематическом исследовании национального сырья. ( Resoiuciones
aprobadas рог el II Congreso del Partido Comunista de Cuba, 1981).
Возможности увеличения производства фосфорных удобрений на Кубе ограничены. В связи с этим необходимо добиться эффективного использования производимых в стране фосфорных удобрений. Эта проблема может быть успешно решена при изучении эффективных способов внесения национальных удобрений.
Агрохимическая служба. Ее роль в научно-обоснованном применении удобрений
Фосфор среди наиболее распространенных элементов земной коры занимает 11-ое место. В породах, слагающих большую часть земной коры, его содержание составляет только около 0,1$ и поэтому геологически он относится к категории элементов-примесей и в литосфере он встречается почти исключительно в виде положительного пяти-валентного иона, который входит в состав иона ортофосфора Р0д . Известно около 200 минералов, содержащих 1% и более 1 % но бль"" шая часть фосфора в земной коре присутствует в минералах группы апатита Са3 (Р04С03)8 ( Р , а, ОН).
В изверженных и метаморфических породах наиболее распространен минерал фторапатит Са5Р0 , но в фосфоритах осадочного происхождения типичный минерал фосфора представлен карбонат-фторапа-титом. Второй важной формой нахождения фосфора в литосфере, является присутствие его в силикатных минералах изверженных пород, где он замещает кремний в кремнекислородных тетраэдрах.
Как отмечает В.Е.Маккельви, цитировано по Makke , 1977, несмотря на то, что в обычных породах имеется всего лишь 0,15-0,2$ PgOc, в литосфере содержится огромная масса фосфора. Только незначительный процент валового количества фосфора концентрируется в месторождениях, состоящих главным образом из фосфатных минералов, и именно они служат источником промышленной добычи фосфатов. Месторождения фосфатов В.Е.Маккельви разделяет на три главные группы: апатитовые месторождения, магматического происхождения; осадочные (фосфориты); гуано и родственные им месторождения .
Источником фосфора для растений служат соли фосфорной кислоты. Хотя в растения фосфор поступает, главным образом, в форме солей ортофосфорной кислоты, но и мета- и пирофосфаты могут служить источником фосфора для растений. Кроме солей некоторых катионов, растения могут использовать и некоторые органические фосфорные соединения: глицерофосфаты, глюкозофосфати, нуклеиновые кислоты и другие. Не только водорастворимые фосфаты, но и водонерастворимые могут быть источником фосфора для растений. Исходя из обзора данных по содержанию подвижного фосфора в почвах передовых стран Западной Европы В.Г.Минеев (Минеев и др., 1977) отмечает, что они уделяют неослабное внимание вопросу улучшения фосфатного режима почв. На Кубе также уделяется большое внимание улучшению фосфатного режима почв и об этом можно заключить из данных по количеству используемых фосфорных удобрений в первые годы после победы революции и в последней пятилетке. Потребление их в 1980 г. по отношению к I960 г. возросло больше чем в 4 раза (DNSF , 1981). Но все таки проблема фосфатного сырья стоит очень остро и неоднократно обсуждалась даже на международных геологических конгрессах и на других совещаниях.]?. И.Бушинский отмечает, что в 1977 г. при ЮНЕСКО создана международная геологическая программа корреляция. Проект № 156 по изучению фосфоритов (Бушинский, 1980). Фосфориты принадлежат к типичным осадочным образованиям и существует несколько гипотез о происхождении их, но наиболее широко распространенными и важными месторождениями фосфорита являются фосфориты морского происхождения. Несмотря на различия характера происхождения, литологической и фаунистической ассоциации и степени концентрации,минералогически они постоянно представлены карбо-нат-фторапатитом. Хотя фосфориты относятся к нерастворимым в воде формам фосфатов, многими исследователями доказано, что они могут служить хорошим источником фосфора для растений и для улучшения фосфатного режима почв (Энгельгард, 1959; Прянишников, 1940; Соколов, 1950; Лебедянцев, I960; Aloma et al. , 1973; Asp xolea et al. , 1979). Н.Атанасю отмечает, что на фосфатный режим тропических появ лучше влияют лиыоннорастворимые формы фосфатов, чем воднораство-римые. Названный автор сообщает, что к такому выводу пришли также Obegbison и Mahapalra и ЧТО ПОСЛЄДНИЙ Подчеркивает ПОЛОЖИ тельное влияние неводнорастворимых форм фосфатов на вынос фосфора Многолетними Культурами ( Atanasiu et alt.t 1978). І-3- Фосфориты в роли фосфорных удобрений Еще в прошлом столетии А.Н.Энгельгард проводил ряд ОПЫТОВ с фосфоритной мукой приготовленной простым размолом фосфоритов. Он писал, что фосфоритная мука есть превосходнейшее удобрительное средство для северных почв и отметил тогда, что фосфоритную муку с успехом использовали во Франции без навоза, и что она оказалась поразительно хорошая (Энгельгардт, 1959).
Далее Д.Н.Прянишников продолжал изучение эффективных способов использования фосфоритной муки. Он разделил этот вопрос на четыре части: роль свойств почвы; как относятся растения к фосфоритам ; какова роль сопутствующих удобрений и какова роль самих фосфоритов (Прянишников, 1940).
Этот методический подход, предложенный Д.Н.Прянишниковым, сохраняет большое значение и в настоящее время. На эти факторы обращают внимание исследователи, когда изучают эффективность фосфоритной муки.
Но в истории использования фосфоритов в качестве удобрений , сообщает Л.Н.Лебеденцев, были некоторые колебания, и об этом он пишет;"использование фосфорита на удобрение без переработки его на суперфосфат имеет длинную историю, в которой периоды большого интереса и увлечения этим делом сменялись у нас полосой сомнений и полного равнодушия" (Л ебедянцев, 1935, стр.3).
Способы повышения эффективности фосфоритов, используемых на удобрения
Несмотря на тяжелый мехеостав,почвы имеют хорошие физические свойства, малую влагоемкоеть и природное плодородие. Встречаются они на холмистых и горных рельефах на ультра основных магматических породах (серпентинитах) и на севере провинции Камагуей на вторичных отложениях на известковых породах.
Ферралитные почвы» Встречаются по всей стране с преобладанием в западных провинциях. Всего занимают пдощадь в 184-22,21 км , и используются под сахарный тростник, кофе, цитрусовые, табак, корнеплоды, клубнеплоды, бананы и другие культуры, такие как овощные .
Преобладающий почвообразовательный процесс - ферралитизация и встречаются такие глинистые минералы как плохо кристаллизованный каолинит, металлоисит, гиббсит, гобелит и гематит . Почвы характеризуются хорошими физическими свойствами, малой влагоемкоетью и природным плодородием. Встречаются на плоских элементах рельефа, главным образом, на твердых известняках. Емкость поглощения ферралитных почв невысокая, менее 20 мг-экв на I0U г почвы; рН 5,5-6,5 с меньшим значением для сильно выщелоченных почв. Наиболее распространенные типы: красные и желтые. Были описаны следующие подтипы красных ферралитных почв: типичный, гидратированный и слабовыщелоченный. Подтип - типичный наиболее распространен. Ферсиалитные почвы. Распределены по всему острову, но преобладают в центральных и восточных провинциях. Тип Красновато-корич-невый-дамый главный среди этих почв и используется в сахарно-тростниковом, овощном и корнеклубнеплодном производствах. Тип красно-коричневатый ферромагнезиальный главным образом покрыт пастбищными угодьями. Всего оба типа занимают площади 584-6,92 км2. Главный почвообразовательный процесс аллитизация с участием ожелезнения появляются глинистые минералы типа 2:1 и 1:1 монтмориллонит, каолинит, металоисит, гиббсит, гогетит, окиси и примеси гематита. Красновато-коричневые развиты на карбонатных породах» кислых, средних и основных магматических породах и краснокоричне-ватые ферромагнезиальные на ультраосновных породах, главным образом серпентините. Появляются эти почвы на плоских и слабоволнистых элементах рельефа. Физические свойства хорошие, плодородие - среднее. Коричневые почвы Под этим общим названием группируются три разныегстипа и является наиболее распространенной группировкой в стране, занимают 28037,7 2 Распределены во всех областях страны, на них главным образом производится сахарный тростник, табак, цитрусовые, корнеплоды, овощные культуры и фасоль. Главный почвообразовательный процесс - сиаллитный с преобладанием главным образом глинистых минералов типа 2:1, как монтмори-лонит, вермикулит, гобетит и кальцит. Почвы развиваются на карбонатных супесях и других легких карбонатных породах. Физические свойства этих почв умеренно пригодные, нш обладают хорошим природным плодородием и влагоемкостью. Преобладают на волнистых элементах рельефа. Коричневые бескарбонатные По всему острову эти почвы используют в пастбищных условиях под и наиболее плодородные овощные культуры. Почвы развиваются на элювиях основных и средних пород. Главный почвообразовательный процесс - сиаллитизация, который ведет к образованию монтмориллонита, металлоисита, гогетита, штата,как преобладающих глинистых минералов и кварца. Физические свойства этих почв в основном неблагоприятные, природное плодородие низкое и средняя влагоемкость. Серовато-коричневые Встречаются, главным образом, в средних провинциях острое »Ка-магуей и Лас Тунас. Развиваются на гранодиоритах, кварцевых диоритах и гранитах. Главный почвообразовательный процесс - сиаллитизация без накопления окислов железа. Физические свойства этих почв умеренные, хорошая влагоемкость и умеренное природное плодородие. Главное с/х производство - табак и пастбищные угодия. Встречаются на волнистых и холмистых элементах рельефов. Почвы гумусокальциеморфные В этой группировке имеются два типа, оба с преобладанием процессов гумусообразования в карбонатной среде. Развиваются на твердых и рыхлых карбонатных породах. Занимают площадь в 11906,71 км по всей стране. Красные рендзины Обычно эти почвы маломощные с появлением материнских пород на поверхности и большой каменистостью по всему профилю. Влагоемкость этих почв низкая и они мало пригодны для механизированной обработки, мало плодородные, поэтому пастбищные угодия — главный вид землепользования и лесное хозяйство в меньшей мере. Встречаются на плоских и слабо волнистых элементах рельефа. Черные рендзины Это также маломощные почвы большой каменистости, как поверхностнвй,так и по профилю. Главное отличие от предыдущих в том, что они обладают повышенной влагоемкостью, но появляются на более сложных элементах рельефа, но плодородие высокое. Слитые почвы Эти почвы преобладают в прибрежных частях и во внутренних низменностях и занимают площадь в 11660,4 км2. Главные производства на них - сахарный тростник, рис, пастбища и корнеплоды. Главный почвообразовательный процесс - слитогенез, развивающийся на разных элювиальных, делювиальных глинистых и других материалах. Дифференциации в этих почвах зависят от наличия, характера и глубины глея.
Эти почвы отличаются неблагоприятными физическими свойствами, высокой влагоемкостью и сильно набухают при увлажнении.Среди глинистых минералов преобладает группа монтмориллонита.
Содержание доступного для растений фосфора в почвах сельскохозяйственного назначения Республики Куба
С открытием на Кубе месторождения фосфорной агроруды возникла необходимость изучить возможности использования удобрений, производимых на ее основе, в качестве источника фосфора для растений.
На Кубе пастбищные культуры занимают наименее плодородные поч вы ( 1a Reunion Nac de -flgroqaiiai Ca "Pastos у Forrajes" ,1983). Для этих культур выделяется недостаточное количество фосфорных удобрений, что не позволяет повсеместно применять фосфор. В связи с освоением национального сырья для производства фосфорных удобрений появляется возможность расширить их применение на пастбищах, удобряемых азотом и калием ( DNSF - I980-I98I). Поэтому появилась необходимость оценки действия национальных фосфорных удобрений на урожай и качество одной из наиболее распространенных пастбищных культур - бермудской травы. На Кубе организован круглогодичный выпас скота на пастбищах без стойлового периода, хотя уже начали запасать корма на сухой период, так как продуктивность пастбищ в это время очень низкая, вследствие этого привесы животных и надой молока резко падают. Чтобы избежать снижения продуктивности животноводства в сухой период необходимо расширить применение орошения и удобрений на пастбищах ( I a Reunion Nacional de Agroquimica" Pastos у Forces 1983). В целях научного обоснования развития кормопроизводства на основе расширения применения национальных удобрений в нашей работе была поставлена задача детально по сезонам и укосам описать изменение продуктивности бермудской травы под влиянием национальных фосфорных удобрений. Бермудская трава (Cynoaon dactyion (ь) Pers ) многолетний низовой корневищно-столонообразующий злак. Ее эволюция шла в направлении повышения устойчивости к вытаптыванию и частому выпасу. Это привело к выработке и закреплению у вида способности к вегетативному размножению через укоренение в узлах многих типов побегов, основными из которых являются генеративные, вегетативные, удлиненные, столоны и корневище (Белюченко, 1976). Как болыиинатво кормовых растений тропиков и субтропиков, отличается ритмичным характером развития в течение года. Сезонность в развитии растений проявляется в характере побегообразования и в формировании биомассы (урожай) и обусловлена различными факторами. Некоторые авторы (Yicente-Chandle , Abruna Cao-Costa, Figarella Silva у Pearson , 1974) считают, ЧТО уменьшение урОї жая в зимнем сезоне зависит от уменьшения продолжительности светового дня и от более низких температур. Распределение осадков по сезонам заметно влияет на урожай тропических трав. На Кубе максимальные урожаи получаются в месяцах с наибольшим выпадением осадков и самыми высокими температурами (Wollner -у Castillo , 1968; Perez Infante , 1970). Начало вегетации совпало с началом сезона дождей.
В начале вегетации (первый укос) применение фосфорных удобрений, в том числе нацистальнего . и импортного суперфосфата не оказывало влияния на рост растений в сравнении с фоном, то есть с вариантом, где вносили азотное и калийное удобрения, но все же наметилась тенденция положительного влияния фосфорита отходов на урожайность (вар.8 табл.15).
Содержание азота и сырого белка в надземной массе по вариантам с фосфорными удобрениями почти не отличалось.
Применение таких фосфорных удобрений, как суперфосфат (импортный и национальный), фосфоритная мука и смесь фосфорита с суперфосфатом не стимулировало сбор белка относительно фона. Подкисленный фосфорит (вар.5) и смеси фосфорита отходов и импортного суперфосфата (вар.9) незначительно снижали сбор белка. Фосфорит отходов по сравнению с другими формами, особенно с подкисленным фосфоритом, положительно действовал на сбор белка; вследствие того, что в этом варианте был получен самый большой урожай, и это оказало, конечно, свве влияние на окончательный сбор белка.
Под влиянием суперфосфата, импортного и национального (вар.З и 4) уже к первому укосу почти в два раза возросло относительное и абсолютное содержание фосфора в бермудской траве (табл. 15). Подкисленный фосфорит (вар. 5), смесь фосфорита с суперфосфатом (вар. 7) и смесь фосфорита отходов с суперфосфатом (вар.9) также положительно влияли на содержание фосфора и почти не уступали импортному суперфосфату. В вариантах с фосфоритом и фосфоритом отходов (наименее растворимые из всех изучаемых удобрений) в первом укосе содержание фосфора в растениях было почти на уровне фона. Действие разных фосфорных удобрений на поступление фосфора в растения аналогично их действию на процентное содержание фосфора в них. Единственным исключением ЯЕИЛСЯ вариант с внесением фосфорита отходов (вар. 8), который хотя и не увеличивал содержание фосфора в укосной массе, но на 20$ увеличивал поступление этого элемента по сравнению с фоном, за счет некоторого повышения урожая.
Действие фосфорных удобрений на урожай и качество гвинейской травы
Что касается смеси суперфосфата с фосфоритной мукой и с отходами (вар.7,9), они в течение дождливого сезона действовали слабее на урожай травы, чем выше описанные удобрения (вар. 3,4-, 8,5). При внесении обеих смесей (вар. 7,9) урожай укосной массы увеличивался незначительно (в 1,1 раза).
В начальный период вегетации бермудской травы не было положительного действия фосфоритной муки на урожаи. На поступление азота и накопление белка изучаемые фосфоритные удобрения оказывали определенное влияние, которое хорошо коррелирует с урожаем укосной массы. Более четко проявляется действие фосфорных удобрений на поступление фосфора в укосную массу. Наибольшее поступление фосфора в надземную массу бермудской травы наблюдалось при внесении национального суперфосфата (вар.4) в этом варианте поступление фосфора увеличивалось в 2,2 раза по отношению к фоновому варианту. На втором месте вслед за национальным суперфосфатом смесь импортного суперфосфата с фосфоритом отходов (вар. 9), при внесении которой поступление фосфора в растения увеличивалось по отношению к фону в 2 раза. Такое же действие наблюдалось и при внесении импортного суперфосфата (вар.З).
Под влиянием фосфоритов отходов (вар.8), смеси импортного суперфосфата с фосфоритной мукой (вар.7) и подкисленного фосфорита поступление фосфора в бермудскую траву увеличивалось не столь заметно. При их внесении изучаемый показатель увеличивался по отношению к фону только на 65-85%.
Среди вариантов с фосфорными удобрениями наименьшее поступление фосфора наблюдалось при внесении фосфоритной муки (вар.б), под влиянием которой поступление фосфора увеличивалось столько на 15/0 против фона.
На поступление калия в сено изучаемые фосфорные удобрения оказывали определенное действие, которое аналогично их действи10 на урожай бермудской травы.
Известно, что для получения хорошего урожая бермудской травы в почвенно-климатических условиях Кубы ( Primera Reunion Nac de Agroqui-тієіа Pastosy:ForraJ, 983) В первую очередь необходимы азотные удобрения. Действительно, в условиях опыта, прибавка урожая к контролю от внесения N К достигала 4 т/га. Тем не менее, на этом фоне даже в начале вегетации (в первые 4- укоса) средняя величина прибавки урожая от внесения фосфорных удобрений составила 2,2 т/га, максимальная - 3,3 т/га. Уже в начальный период вегетации импортный суперфосфат не имеет преимуществ перед национальными удобрениями: суперфосфатом на основе кубинского сырья и фосфоритом отходов. Эти три удобрения были равноценны между собой по эффективности и значительно превосходили остальные. Из их числа лучшим был подкисленный фосфорит, эффективность которого значительно превосходила действие смесей. Как смеси, так и фосфоритная мука в первый период вегетации имели очень слабое влияние на рост растений и не дали статистически достоверных прибавок урожая укосной массы, относительно фона.
Сбор белка урожая и поступление питательных элементов в укосную массу, коррелировали с показателями величины урожая. Пятый укос проводили после наступления сухого сезона. В пятом укосе эффективность импортного суперфосфата и его смесей (вар. 3, 7, 9) была выше, чем национального суперфосфата и остальных удобрений кубинского производства. Из числа последних лучшим был фосфорит отходов (вар. 8).
Хотя пятый укос проводился во время сухого сезона, действие фосфорных удобрений на содержание азота и сырого белка имело такой же характер, как и в четвертом укосе. В соответствии с уменьшением урожая - этого укоса, по сравнению с предшествовавшим, поступление азота также уменьшается, но по-прежнему под влиянием импортного суперфосфата и кубинского подкисленного фосфорита (вар\. 3,5) увеличение поступления азота сохраняется на уровне 55-4-6$. По сравнению с четвертым укосом влияние национального суперфосфата (варЛ) на поступление азота ослабилось, а фосфоритной муки (вар.б) возросло, и эти величины сравнялись. Содержание фосфора в сене пятого укоса по вариантам почти совпадало с результатами четвертого укоса, единственно, в варианте с внесением импортного суперфосфата (вар.З) оно возросло.
В этот первый укос сухого периода произошло значительное увеличение содержания белка в сене бермудской травы (табл. 17 укос 5).06-увеличении содержания белка в укосной массе пастбищных культур в период сухого сезона, сообщили М.Портиелес и др. (Portieles и Aspioiea , 1980). Особое внимание заслуживают такие данные: на контрольном варианте содержание белка в пятом укосе содержание белка в пятом укосе по сравнению с четвертым увеличилось на 18%, а на фоне азотнокалийных удобрений - на 3,8. Отсюда следует, что внесение удобрений играет существенную роль в повышении белковости в засушливый период. Почти все фосфорные удобрения несколько снизили содержание сырого белка, за исключением вариантов с внесением импортного суперфосфата и подкисленного фосфорита (вар. 3,5). Объяснение явления увеличения содержания белка в надземной массе в этих вариантах не представляется возможным.
