Введение к работе
Актуальность. Земледелие современной России характеризуется острым дефицитом калия. Содержание калия в почвах и обеспеченность им растений резко снизились во всех регионах страны, а применение калийных удобрений сократилось с 18,9 кг КгО/га пашни в 1991 г. до минимального уровня 1,36-2,07 кг/га в 1998 г. В последние несколько лет наблюдается рост этого показателя, но не более, чем на 6,5 % в год. Недооценка калия, самого малозатратного, но эффективного элемента NPK-удобрения проявилась в диспропорции отношения N:K в удобрениях, которое составило 1:0,11-0,22. Публикации видных агрохимиков России по проблеме дефицита калия в почвах и о путях его преодоления носят характер информационного взрыва (Гамзиков, 2001; Державин. 2001; Ломакин, 2002; Минеев, 2002; Носов, 2002; Прокошев, 2002; Шафран, 2004 и др.). Решение данной проблемы возможно лишь при сбалансированном применении калийных удобрений в условиях экономической поддержки отечественных сельхозпредприятий и повышения востребованности калийных удобрений.
Для увеличения потребления калия в земледелии важное значение
имеет расширение ассортимента содержащих калий удобрений - калийно-
магниевых для бедных магнием почв, с добавками микроэлементов для
почв с дефицитом микроэлементов и культур, требовательных к магнию и
микроэлементам. Работа выполнялась в соответствии с тематическими
планами научно-исследовательских работ Соликамской
сельскохозяйственной опытной станции имени В.Н. Прокошева, утвержденными НИУИФ, а по многолетним полевым опытам -программой географической сети полевых опытов ВИУА.
Цели и задачи исследований. Цель исследований состояла в определении условий для повышения эффективности калийных удобрений - хлористого калия, основного продукта калийной промышленности, улучшенных по химическому составу новых форм калийно-магниевых удобрений, хлористого калия с добавками микроэлементов, калия в составе комплексных удобрений и тукосмесей. Для достижения этой цели решались следующие задачи:
-
Определить влияние хлористого калия на изменение калийного режима дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв в многолетних полевых опытах для эффективного использования калия почвы и удобрений.
-
Изучить сортовую специфику калийного питания растений и определить значение севооборота для улучшения использования калия растениями.
-
Установить влияние доз и периодичности внесения КС1 при различных уровнях азотного питания на урожайность и качество
урожая полевых культур с оценкой возможности использования запасного внесения КС1 для повышения качества урожая.
-
Определить взаимодействие К, Са, и Mg в их влиянии на урожайность и возможность использования отходов магниевого производства для получения калийно-магниевых и комплексных удобрений, исследовать оптимизацию состава калийно-магниевого удобрения.
-
Оценить взаимодействие В, Си и Zn с калием по их влиянию на урожайность, определить оптимальные величины добавок микроэлементов в хлористый калий.
-
Подобрать наиболее эффективные составы для калийных компонентов тукосмесей, полученных из калийных солей Верхнекамского месторождения для различных культур по сравнению с рекламируемыми фирменными тукосмесями.
Научная новизна. Установлено влияние 35-летнего применения КС1 в различных сочетаниях с Naa, Р0 по фонам Са, Mg, навоза, торфа, зеленого удобрения на содержание и запасы обменного и необменного К по профилю дерново-подзолистых песчаных почв (0-100см), более легкое усвоение растениями необменного калия длительно удобряемых почв по сравнению с почвой целины, эффективное влияние лигносульфонатов (ЛСТ) на усвоение растениями калия почвенных минералов.
Определена сортовая специфика калийного питания и удобрения картофеля, гороха, и редиса. Сорта растений с мощным вегетативным ростомт лучше использовали калий почвы, а скороспелые сорта с интенсивным потреблением калия - повышенные дозы КС1. При дефиците калия КС1 положительно влиял на содержание крахмала в клубнях картофеля, а при достаточном или усиленном К-питании - отрицательно, особенно у высококрахмалистых сортов. Установлено положительное влияние запасного внесения КС1 (до К 360) под предшественник картофеля на урожай и содержание крахмала в клубнях.
В соавторстве с химиками-технологами разработаны способы получения и определены оптимальные составы калийно-магниевых удобрений из хлоркалий-электролита с добавлением шламов магниевого производства (гранулы, полученные экструзией и из расплава), борного калимага и комплексного гранулированного органо-минерального удобрения из карналлитовой пыли с добавкой 17 % ЛСТ, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения. Изучено влияние новых удобрений на урожайность и химический состав растений.
Впервые проведено сравнение эффективности природного и обогащенного карналлита в калийно-магниевых удобрениях с различной концентрацией в них калия (КС1). Проведена оптимизация состава калийно-магниевого удобрения по отношению K:Mg для различных культур.
Приоритетный характер имеют исследования 1998-2004 г.г. по взаимодействию К с микроэлементами - В, Си, Zn, Mo, определены критические уровни добавок В, Си и Zn в гранулы КС1, обеспечивающие их эффективность, близкую к оптимальной.
В исследованиях по оптимизации состава тукосмесей для различных культур выявлено полезное влияние карбамида, смягчающего дефицит калия для растений, в отличие от аммиачных форм N, а также Рс, устраняющего дефицит серы, что уменьшило преимущество сульфата калия, как источника серы для растений перед КС1. Для овощных культур высокая эффективность получена от включения в состав тукосмесей 30-40 %-ных калийных солей, калимага, КС1 с добавками микроэлементов, более эффективных по сравнению с рекламируемыми тукосмесями с эквивалентным содержанием основных питательных веществ и бесхлорной формой калия.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Применение калийных удобрений, как средство устранения дефицита калия в земледелии РФ, улучшения калийного режима и повышения плодородия дерново-продзолистых песчаных и супесчаных почв.
-
Сортовая агротехника, севооборот и система удобрений - пути повышения эффективности. использования калия почвы и удобрений.
. 3. Калийно-магниевые удобрения, оптимизация их состава и эффективность на дерново-подзолистых почвах.
-
Взаимодействие калия с бором, медью и цинком по влиянию на урожайность, влияние добавок В, Си, Zn в гранулы КС1 на эффективность удобрения.
-
Использование калийных удобрений из калийных солей Верхнекамского месторождения в составе тукосмесей для различных культур.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Основные научные разработки нашли отражение в -следующих публикациях и рекомендациях:
«Научные основы системы земледелия Пермской области на 1981-1985 гг.». Пермь.- 1982.- С.41-73., в книгах: «Удобрение и урожай». Пермь.- 1965.- С. 17-26, 229-256, 267-290; «Калийные удобрения на легких почвах Предуралья». Пермь,- 1975.- С.36-117. 177-192, 193-220, 242-249, 265-287; «Применение магниевых удобрений на легких почвах дерново-подзолистого типа». Методические рекомендации. УралНИИСХоз, Свердловск.- 1982.- Збс; «Калийные удобрения из калийных солей Верхнекамского месторождения и их эффективность». Пермь.- 2005.-304с. По данным опытов и исследований составлены и изданы рекламные проспекты: «Хлористый калий и применение его в сельском хозяйстве».
б
Пермь.- 1968.- 4с; «Калийная соль». Пермь.- 1968.; «Калимаг гранулированный». Соликамск.- 1986,- Зс; «Калий хлористый. Удобрение для овощей, картофеля и плодово-ягодных культур». Соликамск.- 1990.-4с; «Эффективность хлористого калия в составе тукосмесей с различными формами азотных и фосфорных удобрений». Соликамск.- 2002.- 17с; «Калийно-магниевое удобрение калимаг и его применение». Соликамск.-2002.-15с
Результаты исследований в 1973-1993 г.г. опубликованы в 24-х Информационных листках Западно-Уральского и Пермского ЦНТИ, предназначенных для сельскохозяйственных предприятий.
Получены авторские свидетельства на изобретения способов получения и состав калийно-магниевых и органо-минерального удобрений, освоено их производство:
-
«Способ переработки солевых отходов магниевого производства». А.с. № 1114670 (СССР), 1984.
-
«Гранулированное калийно-магниевое удобрение и способ его получения». А.с № 1546454, 1985.
-
«Калийно-магниевое удобрение и способ его получения». А.С. № 1637238 (СССР), 1990.
-
«Способ переработки калийсодержащих отходов магниевого производства на удобрение». Патент № 2049764 (РФ), 1995.
Апробация работы. Полученные материалы были представлены и докладывались на симпозиумах, конференциях, совещаниях:
«3-я конференция физиологов и биохимиков растений Сибири и Дальнего Востока». СО АН СССР, Иркутск.- 1968.; «Всесоюзные отчетно-методические совещания участников Географической сети опытов с удобрениями ВИУА (ВНИИА РФ)»: Новозыбков, 1971; М., 1972, 1976, 1993, 2001, 2005; Каунас, 1975; Белгород, 1980. Научно-техническая конференция «Современное состояние и перспективы производства высококачественного крупнозернистого хлористого калия флотационным способом...» Березники.- 1976. Всесоюзное совещание «Вопросы известкования кислых почв». Пермь.- 1976. Всесоюзное совещание «Калийные удобрения и их эффективное использование». Минудобрений СССР, Солигорск.- 1985. Научно-техническая конференция «50 лет Уральскому магнию». Соликамск.- 1978. Всесоюзный семинар «Применение калийных удобрений в СССР». Березники.- 1991. Международная научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России». Уфа.- 2002. Научно-практическая конференция, посвященная 45-летию кафедры агрохимии и почвоведения ИжСХА». Ижевск, 2003. Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства». Пенза, ПГСХА.- 2004. Республиканская научно-практическая
конференция «Калийно-магниевые удобрения в сельскохозяйственном производстве». Уфа,- 2005.
За определение состава и агрохимические испытания калийно-шламового удобрения, составление рекомендаций по его применению автор награжден бронзовой медалью ВДНХ СССР (Постановление Главного Комитета ВДНХ, Ка 617 от 4.09.1986 г.)
На конкурсе научных работ по эффективному использованию
калийных удобрений в странах СНГ, проведенном Международным
Институтом Калия, конкурсная работа автора «Агрохимическая оценка
улучшенных форм калийных удобрений из калийных солей
Верхнекамского месторождения» награждена второй премией (первая при
равной оценке лучших соискателей поделена на две вторых). (Протокол
комиссии от 10.03.1995 г. утвержден вице-президентом СПК В.П.
Колтуновым). .
Результаты полевых опытов и исследований ежегодно докладывались и обсуждались на отчетных сессиях опытных полей НИУИФ и на региональных совещаниях в УралНИИСХ.
Публикация работ. По теме диссертации опубликовано 88 работ в научных и научно-производственных журналах, трудах и сборниках научных учреждений, материалах совещаний и конференций, опубликована итоговая монография, по которой производится защита диссертации.
Структура и объем работы. Представляемая к защите монография: Г.Н. Беляев «Калийные удобрения из калийных солей Верхнекамского месторождения и их эффективность». Пермь: Пермское книжное изд-во.-2005.- 304 с. объемом 17,67 усл. печ. л. состоит из предисловия, 23 глав, расположенных по темам, указанным выше в задачах исследований, заключения, включающего итоговые результаты, имеющие важное практическое значение для сельскохозяйственного производства и промышленности минеральных удобрений, списка литературы из 214 наименований, в том числе 49 на иностранных языках.
